Desenvolvimento de um Software de Coleta de Dados para ... - SBIS

Desenvolvimento de um Software de Coleta de Dados para Pesquisas deCampo Através de Dispositivos MóveisGabriel. N. Boni 1,2 , Eduardo M. Morgado 3 , Leandro J. Goulart 2, 4 , Marcelo K. Tokunaga 2, 4 ,Bruno S. Bornia 1, 2 , Bruno J. Domingues 1, 2 , Massimo Colombini Netto 5, 61. Graduando de Ciência da Computação – UNESP Bauru2. Pesquisador do Laboratório de Tecnologia da Informação Aplicada (LTIA) – UNESP Bauru3. Docente do Departamento de Computação da Faculdade de Ciências de Bauru – UNESP Bauru4. Graduando de Sistemas de Informação – UNESP Bauru5. Membro da Sociedade Brasileira de Informação em Saúde (SBIS)6. Pós-graduando do Departamento de Saúde Pública da Faculdade de Medicina – UNESP BotucatuResumo – Os avanços na área de dispositivos móveis e tecnologias de comunicação sem-fio têm possibilitadosua ampla utilização em ambientes hospitalares proporcionando aos profissionais grande quantidade deinformação cuja acessibilidade é potencializada pela mobilidade. Contudo, os benefícios advindos dessastecnologias têm sido pouco explorados em outras áreas, como em pesquisas de campo na saúde pública, queainda possui dificuldades ao serem aplicadas devido ao tempo e recursos despendidos. Nesse contexto, oprojeto tem por objetivo o desenvolvimento de um sistema de informação que traga melhorias nas pesquisas decampo, minimizando a ocorrência de erros e otimizando o processo de levantamento de dados.Palavras-chave: PDA, Dispositivos Móveis, Pesquisa de campo, Informação, Comunicação, Desenvolvimento.Abstract – The advances in researches using mobile devices and wireless communication technologies hadmade possible its wide use in hospital environments providing to professionals a large amount of informationwhose accessibility is potencialized by mobility. However, the incoming benefits from these technologies had notbeen fully explored in other areas, such as field researches in public health, which have difficulties to be applieddue to time-to-market and resources expended. In this context, the objective of the project is the development ofan information system witch brings improvements in field researches, minimizing the occurring of errors andoptimizing the data survey process.Key-words: PDA, Mobile Devices, Field Research, Information, Communication, Development.IntroduçãoDesde o tempo em que Marconi e Hertzdemonstraram a viabilidade da transmissão dedados por meio de ondas de rádio, vislumbrou-se apossibilidade da obtenção de informações, aqualquer hora e em qualquer lugar, eliminando-seas barreiras físicas e geográficas. Em decorrênciada evolução das tecnologias de comunicação e oconstante processo de miniaturização doscomputadores, hoje é possível obter e carregaruma grande quantidade de informações em formatodigital usando dispositivos portáteis, comohandhelds e smartphones.Pesquisas de campo têm sido amplamenteutilizadas na área de saúde pública [1]. A maioriadestas são realizadas no domicílio, fato que implicaem transporte de materiais ou equipamentos até olocal de sua aplicação. Após a coleta de dadoshavia necessidade de uma organização sistemáticapara armazenamento e posterior digitalização dasinformações para possibilitar a realização deanálises. Uma vez que a tecnologia digitalencontra-se disponível, a utilização desde omomento da coleta de dados oferece uma série devantagens que anteriormente eram restritas aambientes delimitados (laboratórios, escritórios ousalas de entrevistas) e atualmente podem serutilizadas sem qualquer restrição através dosdispositivos acima referidos [2].ObjetivosDesenvolvimento de uma plataformacomputacional para coleta de dados em pesquisasde campo utilizando tecnologias móveis, capaz de

ser aplicada em vários contextos de pesquisa.Esse sistema de informação propõe comoprincipal vantagem a otimização do processo decoleta dos dados em campo. A utilização dequestionários digitais para handhelds evita retrabalhosna digitalização dos dados, tornandodesnecessário o processo de digitação dasrespostas obtidas por formulários em papel. Alémda diminuição do tempo necessário para realizar acoleta dos dados, pode-se implementarmecanismos de validação automática na entradados mesmos, minimizando a ocorrência de errosdurante a aquisição das respostas.A criação de um banco de dados dequestões possibilita a rápida criação dequestionários e definição de regras na aplicaçãodos mesmos, facilitando a elaboração de novaspesquisas.Enfim, o projeto visa se beneficiar dosrecursos tecnológicos existentes para aprimorar oprocedimento de pesquisa em campo, contribuindopara a viabilização de avaliações mais rápidas eprecisas.MetodologiaO sistema de coleta de dados proposto seráutilizado para aquisição de informações de umapesquisa de avaliação geriátrica de basepopulacional na área de Saúde Pública.As informações extraídas dos questionáriosaplicados na pesquisa serão posteriormenteexportadas para um software de análise estatística(SAS ® ) e então avaliadas pelos profissionaisenvolvidos. As entrevistas serão aplicadas porentrevistadores treinados equipados com PDAs(Personal Digital Assistant) e o softwaredesenvolvido. A entrevista envolve a atualização dedados cadastrais dos pacientes e a aplicação dequestionários, baseados em escalas e testesfrequentemente utilizados na geriatria.O processo da pesquisa utilizando essesistema de informação dá-se da seguinte maneira:diversos entrevistadores dispõem de um PDA paraseu uso. O PDA possui o software e um banco dedados que contém uma base de dados já populadacom as informações dos pacientes que serãoentrevistados e a base de questões, agrupadas porquestionários, que serão aplicados durante aentrevista. Durante a entrevista, o entrevistadoratualiza as informações sobre o paciente e aplicaas questões, que podem ser de múltipla escolha ouentão de resposta livre. As respostas abertas sãoregistradas em um campo texto ou gravadas emarquivos de áudio pelo próprio software, utilizando omicrofone interno do PDA. Esse recurso foiincorporado devido ao fato de que dispositivoscomo o PDA possuem limitações de entradas dedados, feita apenas com uma das mãos através deuma caneta. Após realizar certo número deentrevistas, o entrevistador deve sincronizar osdados dos pacientes entrevistados com um servidorque possui o banco de dados central. Asincronização, baseada em Web Services [3],permite que as informações trafegadas entre PDAse o servidor seja feita através de uma conexão coma Internet, ou seja, não é mais necessário quedispositivo esteja conectado fisicamente à máquinacom que será efetuada a sincronização. Isso fazcom que haja uma grande economia do tempodemandado pelo processo de aquisição dos dados.Durante o processo de sincronização, os dadoscontidos nas tabelas do banco de dados do PDA,incluindo os registros em arquivos de áudio, sãogravados no banco de dados do servidor e emseguida o PDA exclui os registros das entrevistas erecebe a tabela contendo as informações depacientes atualizada.O projeto do sistema foi dividido em trêspartes, seguindo uma análise orientada a objetos[4]:a) Estudo e modelagem de dados;b) Desenvolvimento de um software de coletade dados (SCD) para PDA;c) Desenvolvimento de um sistema dearmazenamento e sincronização de dados via WebServices (SSDWS).a) Estudo e modelagem de dadosO primeiro passo para o desenvolvimento doprojeto foi o estudo e modelagem de uma estruturade dados que permita pesquisas de campo, taiscomo: Pessoa, Questões, Questionário eEntrevista.O modelo de banco de dados propostopossui a vantagem de comportar um banco dequestões que, sendo agrupadas, podem gerarnovos questionários dinamicamente.Houve a preocupação de desenvolver umaestrutura de questionários que permitisse arealização de questões tanto de múltipla escolhaquanto de respostas livres. Para isso, definiu-setrês tipos básicos de questões: múltipla escolha(baseadas em alternativas), entrada de texto eentrada de voz. O recurso de gravação derespostas em formato de arquivo de áudio,utilizando o microfone do PDA, abre novaspossibilidades de avaliação. Além disso, permitetambém ao entrevistador registrar “anotações”durante a entrevista, fator que pode ser relevantedurante a análise dos dados.A pesquisa de campo em geriatria envolvetambém a atualização de informações sobre os2

pacientes durante a entrevista, sendo que os dadoscadastrais dos pacientes foram importados para atabela de pacientes. Alguns campos foramacrescentados, como os registros de prontuários doHospital das Clínicas, Centro de Saúde Escola(CSE) e cartão do Sistema Único de Saúde (cartãoSUS).Após análise e modelagem de dados, foramescolhidas as plataformas de banco de dados dosistema, uma como banco de dados central,localizada num servidor, e outra para o PDA.Optou-se pelo Microsoft SQL Server 2000como SGBD para implementação do banco dedados central, por ser um sistema robusto e possuirdiversas ferramentas de gerenciamento.Baseando-se no banco de dados central,foram feitas algumas mudanças na modelagempara o banco de dados do PDA. Foram incluídas astabelas que armazenarão os dados coletados nocampo e posteriormente sincronizados com oservidor. O sistema de banco de dados utilizado noPDA foi o SQL Server Mobile, que é um sistema debanco de dados relacional e oferece inúmerosrecursos, tais como suporte a transações eintegração com o SQL Server.b) Desenvolvimento do SCDA escolha do dispositivo móvel maisapropriado é fundamental para o sucesso noandamento do processo de pesquisa de campo.Atualmente há uma grande diversidade dedispositivos no mercado, como os PDA e osSmartPhones (telefones celulares inteligentes comfunções de PDA), cada um possuindo diferentessistemas operacionais, arquitetura de hardware erecursos. Os principais fatores levados emconsideração na escolha do dispositivo foram:capacidade de armazenamento, recursos deentrada de dados (como microfone interno) e tempode duração da bateria. Um outro ponto relevante foia preocupação em utilizar um sistema operacionalque oferecesse flexibilidade e facilidade nodesenvolvimento. Cumprindo esses requisitos,decidiu-se por usar PDAs baseado no sistemaMicrosoft ® Windows Mobile 2003 e a ferramenta dedesenvolvimento Microsoft ® Visual Studio 2005para plataforma .NET, que possibilita o uso dediferentes linguagens de programação, suporte àmulti-linguagem , entre outras vantagens.A linguagem da plataforma .NET utilizadapara implementação de código foi a linguagemorientada a objetos C# [5]. Por ser um ambiente decódigo gerenciado, essa linguagem oferece umavançado modelo tratamento de erros e grandesegurança na execução da aplicação. Além disso,favorece a reutilização de código, característicafundamental de linguagens orientadas a objeto.O SCD foi dividido em três camadas desoftware distintas: acesso a dados, gerenciamentode recursos do PDA e interface do usuário. Acamada de acesso a dados consiste no conjunto declasses que implementam a lógica de negócio e asconsultas realizadas em SQL (Structured QueryLanguage) [6]. A camada de interface possui umconjunto de classes de formulários dinâmicos econtroles do usuário. Já a camada degerenciamento de recursos do PDA consta declasses de acesso a recursos do sistemaoperacional, tais como gerenciamento de memória,status da bateria e controle do microfone interno.O recurso para gravação de voz foiimplementado utilizando classes que realizamchamadas à biblioteca “core.dll” do sistemaoperacional Windows Mobile. Procurando chegar auma boa relação entre qualidade da amostra deáudio e tamanho do arquivo, optou-se por definir oformato WAV com freqüência de 22khz e 8 bits poramostra. Desse modo, 1 minuto de gravaçãoequivale aproximadamente a 1289,06Kb bytes ou1,26Mb, tamanho razoável para a capacidade atualde armazenamento dos PDAs, que também podeser aumentada com o uso de cartões de expansão,como SD e Compact Flash. Entretanto, pode-seconfigurar taxas mais baixas de amostras paraminimizar o tamanho do arquivo, caso sejanecessário.Um outro recurso relevante do software é ogerenciamento de memória e do nível da bateria.Como a pesquisa é feita em campo, deve-segarantir que o dispositivo funcione corretamente atéo término da entrevista, sem que haja interrupçõese comprometimento da mesma. Além disso, odispositivo possui capacidade de armazenamentolimitado, sendo que em determinado momento nãoserá mais possível gravar dados até que eles sejamsincronizados com um servidor de dados. O acessoaos recursos do sistema operacional através dalinguagem C# permitiu desenvolver classes deobjetos contendo funções para checagem damemória e status da bateria. Com isso, o softwareenvia avisos para o usuário do sistema informandoose há bateria suficiente para realizar a entrevistacom uma margem de segurança e o momento emque deve descarregar os dados coletados.O dispositivo utilizado no desenvolvimento etestes foi o PDA Dell Axim X30, dotado doprocessador Intel XScale PXA270 com clock de624Mhz, 64MB de memória RAM e sistemaoperacional Microsoft ® Windows Pocket PC 20032nd Edition.3

Figura 2: Arquitetura da soluçãoutilizando Web ServicesFigura 1: Formulário de gravaçãode respostas por vozc) Desenvolvimento do SSDWSA sincronização é um recurso comumenteutilizado em se tratando de dispositivos móveis, taiscomo importação e exportação de listas de contatose e-mails entre o computador pessoal e um PDA. Acomunicação entre o dispositivo móvel e um PC énormalmente estabelecida através de um meiofísico (cabo) e um software de sincronizaçãodisponibilizado pelo fornecedor do sistemaoperacional, como o HotSync (PalmSource) e oActiveSync(Microsoft). Atualmente há tecnologiaswireless (sem fio), tais como o Bluetooth e o Wi-fi[7], que substituem a utilização do cabo para acomunicação. Porém, essas tecnologias exigemque o dispositivo esteja dentro de um raio dealcance para que o canal seja estabelecido.A solução proposta foi o desenvolvimento deum sistema de sincronização baseado em WebService. Ela consiste num aplicativo (Web Service)hospedado num servidor Web, que representa umacamada intermediária entre o PDA e acesso aobanco de dados central. A tecnologia escolhidapara o desenvolvimento também foi a plataforma.NET e a linguagem C#, pela diversidade derecursos e facilidade de implementação.O Web Service fica hospedado numamáquina servidora com sistema operacionalMicrosoft ® Windows 2003 Server e é gerenciadopelo servidor Web IIS (Internet InformationServices).Optou-se por implementar a transferênciados arquivos de áudio também através doWebservices. Isso porque todo o procedimentoocorre dentro de uma única transação [8], onde nocaso de ocorrer algum erro durante o processo épossível desfazer as alterações no banco de dados(rollback) e repetir novamente a transferência. Umoutro motivo foi a flexibilidade que a tecnologia webservices oferece para serialização dos dados,permitindo que arquivos sejam serializados efacilmente “remontados” posteriormente.No momento em que os registros dasentrevistas são gravados no banco de dadoscentral são geradas novas chaves para os mesmos,sendo verificada a integridade dos dados atravésdos relacionamentos entre as tabelas.A aplicação web service foi configurada parasuportar apenas uma única requisição por vez paraevitar acesso concorrente durante a sincronização.Figura 3: Métodos implementadosno Web ServiceResultados preliminaresO aplicativo desenvolvido possibilita aautomatização do cruzamento de informações4

novas coletadas durante entrevistas de campo comos dados cadastrais e demais dados do banco dedados anterior; permite agilidade, segurança eeconomia no processo de coleta das informaçõesnecessárias para a pesquisa.Em uma segunda etapa as escalas e testesdo questionário serão desmembrados de forma atambém permitir a aplicação individualizadasegundo indicação clínica de forma a permitir suautilização na prática clínica, facilitando o trabalhodos profissionais de saúde, melhorando a precisãodas informações e qualidade de sua utilização,principalmente para o profissional não especialistaque poderá contar com orientações e que de outraforma não teria acesso a tais instrumentosespecíficos da geriatria.ConclusõesOs avanços tecnológicos têm tornado ainformação em saúde mais acessível [9], além depermitir o processamento e gerenciamento deinformações mais rápido, mais eficiente, maisabrangente, mais interativo, e em alguns casos,possibilitar a realização de análises dasinformações obtidas que não seriam possíveis deoutra forma.Devido ao seu tamanho reduzido, facilidadede uso, grande capacidade de armazenamento,conectividade e alto poder de processamento, oPDA demonstra-se um instrumento poderoso ematividades de característica móvel como pesquisasde campo.Referências[1] Cesar CL, Figueiredo GM, Westphal MF,Cardoso MR, Costa MZ, Gattas VL. [Referredmorbidity and the utilization of health services inBrazilian urban areas: methodology]. Rev SaudePublica. 1996 Apr;30(2):153-60.[2] Salomão, Daniel Sigulem. “Utilização deComputadores de Bolso no Atendimento MédicoHospitalar”, em UNIFESP, Departamento deInformática em Saúde – DIS,[www.disacad.unifesp.bbr/mobile/_arquivos/Public_PDA.html]. Abril de 2002.[3] Anzbock R, Dustdar, S., Gall, H., (2002)“Software configuration, distribuiton and deploymentof web-services” New York: ACM PRESS, NewYork, NY, p. 649-656.[4] Pressman RS. “Engenharia de Software” 5 ed.Rio de Janeiro: McGraw-Hill; 2002 p. 590-595.[5] Harvey M. Deitel PJD, Jeffrey A. Listfield, TemR. Nieto, Cheryl H. Yaeger, Marina Zlatkina. “C#How to Program” Bk&CD-Rom edition ed;(December 14, 2001)[6] Kline K. E., Kline D., Hunt B. “SQL in a Nutshell”O'Reilly Media; 2004 p.29-33.[7] Gast, M. S. “802.11 Wireless Networks” (2005),O’Reilly Media p. 415-434.[8] Basiura R., Batongbacal M., Bohling B., ClarkM., Eide A., Eisenberg R., Loesgen B., Miller C. L.,Reynolds M., Sempf B., Sivakumar S. ProfessionalAsp.Net Web Services. Makron Books p.307-325.[9] Colombini-Netto M, Ruiz, T.; Corrente, J.E.;Villas-Boas, P.J.F.; Dias, A. . A Incorporação dosavanços da tecnologia e sua aplicação na saúde. ICongresso Paulista de Medicina de Família eComunidade; 2005; Ribeirão Preto; 2005. p. 53.ContatoLTIA (Lab. Tecnologia da Informação Aplicada) –Faculdade de Ciências – UNESP/BauruAv. Engº Edmundo C. Coube s/n, Bauru – SP –Brasil CEP: 17033-360 - Tel: (14) 3103-6080http://www.ltia.fc.unesp.brE-mail: gabriel.boni@ltia.fc.unesp.br5