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Previous issue date: 2014-03-17 / The monitoring of patients performed in hospitals is usually done either in a manual or semiautomated
way, where the members of the healthcare team must constantly visit the patients
to ascertain the health condition in which they are. The adoption of this procedure, however,
compromises the quality of the monitoring conducted since the shortage of physical and
human resources in hospitals tends to overwhelm members of the healthcare team,
preventing them from moving to patients with adequate frequency. Given this, many existing
works in the literature specify alternatives aimed at improving this monitoring through the use
of wireless networks. In these works, the network is only intended for data traffic generated
by medical sensors and there is no possibility of it being allocated for the transmission of
data from applications present in existing user stations in the hospital. However, in the case
of hospital automation environments, this aspect is a negative point, considering that the
data generated in such applications can be directly related to the patient monitoring
conducted. Thus, this thesis defines Wi-Bio as a communication protocol aimed at the
establishment of IEEE 802.11 networks for patient monitoring, capable of enabling the
harmonious coexistence among the traffic generated by medical sensors and user stations.
The formal specification and verification of Wi-Bio were made through the design and
analysis of Petri net models. Its validation was performed through simulations with the
Network Simulator 2 (NS2) tool. The simulations of NS2 were designed to portray a real
patient monitoring environment corresponding to a floor of the nursing wards sector of the
University Hospital Onofre Lopes (HUOL), located at Natal, Rio Grande do Norte. Moreover,
in order to verify the feasibility of Wi-Bio in terms of wireless networks standards prevailing in
the market, the testing scenario was also simulated under a perspective in which the network
elements used the HCCA access mechanism described in the IEEE 802.11e amendment.
The results confirmed the validity of the designed Petri nets and showed that Wi-Bio, in
addition to presenting a superior performance compared to HCCA on most items analyzed,
was also able to promote efficient integration between the data generated by medical
sensors and user applications on the same wireless network / O monitoramento de pacientes realizado nos hospitais normalmente ? feito de forma manual
ou semi-automatizada, em que os membros da equipe de sa?de precisam constantemente
se deslocar at? os pacientes para verificarem o estado de sa?de em que eles se encontram.
A ado??o desse procedimento, todavia, compromete a qualidade do monitoramento
realizado, uma vez que a escassez de recursos f?sicos e humanos nos hospitais tende a
sobrecarregar os membros da equipe de sa?de e assim impedir que os mesmos se
desloquem aos pacientes com a freq??ncia adequada. Diante disso, diversos trabalhos
existentes na literatura especificam alternativas voltadas ? melhoria desse monitoramento
mediante o uso de redes sem fio. Nesses trabalhos, a rede ? destinada apenas ao tr?fego
de dados gerados por sensores m?dicos e n?o existe a possibilidade da mesma ser alocada
para o envio de informa??es oriundas de aplica??es presentes nas esta??es de usu?rio
existentes no hospital. Todavia, em se tratando de ambientes de automa??o hospitalar, esse
aspecto constitui-se em um ponto negativo, haja vista que os dados gerados nessas
aplica??es podem estar diretamente relacionados ao monitoramento de pacientes realizado.
Desse modo, esta tese define o Wi-Bio como sendo um protocolo de comunica??o voltado
ao estabelecimento de redes de monitoramento de pacientes IEEE 802.11 capazes de
permitir a conviv?ncia harmoniosa entre os tr?fegos gerados por sensores m?dicos e
esta??es de usu?rio. A especifica??o e verifica??o formal do Wi-Bio foram feitas mediante o
projeto e an?lise de modelos em redes de Petri e sua valida??o foi realizada atrav?s
simula??es efetuadas na ferramenta Network Simulator 2 (NS2). As simula??es realizadas
no NS2 foram projetadas para retratarem um ambiente real de monitoramento de pacientes
correspondente a um andar do setor de enfermarias do Hospital Universit?rio Onofre Lopes
(HUOL), localizado na cidade de Natal/RN. Al?m disso, no intuito de verificar a viabilidade
do Wi-Bio quanto aos padr?es de redes sem fio vigentes no mercado, o cen?rio de testes
tamb?m foi simulado sob uma perspectiva em que os elementos da rede utilizavam o
mecanismo de acesso HCCA descrito na emenda IEEE 802.11e. Os resultados obtidos
atestaram a validade das redes de Petri projetadas e mostraram que o Wi-Bio, al?m de
apresentar um desempenho superior ao do HCCA na maioria dos quesitos analisados,
tamb?m se mostrou capaz de promover uma integra??o eficiente entre os dados gerados
por sensores m?dicos e aplica??es de usu?rio sob a mesma rede sem fio
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufrn.br:123456789/15244 |
| Date | 17 March 2014 |
| Creators | Souza, Vin?cius Samuel Val?rio de |
| Contributors | CPF:59184574453, http://lattes.cnpq.br/0050402182466103, Silveira, Luiz Felipe de Queiroz, CPF:02863206494, http://lattes.cnpq.br/4139452169580807, Valentim, Ricardo Alexsandro de Medeiros, CPF:87455021453, Pinheiro, Marcos Cesar Madruga Alves, CPF:83693696420, http://lattes.cnpq.br/1682925222063297, Oliveira, Jos? de Ribamar Silva, CPF:12559520320, http://lattes.cnpq.br/4002176927695547, Vi?gas Junior, Raimundo, CPF:27990664291, http://lattes.cnpq.br/3286528998900137, Brand?o, Gl?ucio Bezerra |
| Publisher | Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Programa de P?s-Gradua??o em Engenharia El?trica, UFRN, BR, Automa??o e Sistemas; Engenharia de Computa??o; Telecomunica??es |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFRN, instname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte, instacron:UFRN |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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