BR102016010619A2 - Hospital breed automation system and methods for carrying out signals and correlation and real-time data processing - Google Patents

Hospital breed automation system and methods for carrying out signals and correlation and real-time data processing Download PDF

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BR102016010619A2
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BR
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automation system
signals
hospital bed
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BR102016010619-2A
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De Freitas Nobre Gustavo
Kalichsztein Marcelo
Martinez Ramos Marcelo
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Pulse Participações S.A
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Abstract

sistema de automação do leito hospitalar e metodos para realizar leitura e correlaçao de sinais e processamento de dados em tempo real. a presente invenção trata de um sistema de automação do leito hospitalar que coleta sinais vitais e outros parâmetros de um paciente, sendo capturados a partir de uma pluralidade de sensores, equipamentos e dispositivos medicos instalados na beira do leito, no paciente e no ambiente de internação. o sistema ainda possui microprocessadores instalados na entrada do leito e na cama do paciente para a captura dos sinais que são transmitidos a um servidor central com banco de dados para o registro dos referidos dados de cada paciente apos uma etapa de leitura e correlação dos sinais para processamento dos dados em tempo real. um servidor de aplicação realiza a interface entre o banco de dados, um sistema para gerenciar as informações medicas e usuários locais e remotos que acessam as informações. o sistema e estabelecido por redes de comunicação e conexão com e sem fio por padrão ethernet ou serial rs232, rs422 e rs485, wifi, celular, digital ou infravermelho. os métodos para realizar leitura e correlação de sinais para processamento de dados em tempo real são executados por programas de computador embarcados nos microprocessadores. possui interoperabilidade técnica com variados equipamentos ou sistemas e pode ser empregado em centros medicos, hospitais e no tratamento médico residencial.

Description

Relatório descritivo do pedido de patente “SISTEMA DE AUTOMAÇÃO DO LEITO HOSPITALAR E MÉTODOS PARA REALIZAR LEITURA E CORRELAÇÃO DE SINAIS E PROCESSAMENTO DE DADOS EM TEMPO REAL” CAMPO DA INVENÇÃO
[001] A presente invenção refere-se ao campo técnico da computação e eletrônica para captura, coleta e transmissão de sinais, processamento e registro de dados, especialmente adaptados para aplicações específicas com sensores, equipamentos e dispositivos médicos, com o objetivo de automatizar medições, monitorar, realizar leitura e correlacionar sinais de um paciente, os quais são processados para o registro em banco de dados para fins de diagnóstico, acompanhamento e tratamento. Trata-se de um sistema de automação do leito hospitalar e de métodos para realizar leitura e correlação de sinais capturados na beira do leito, no paciente e no ambiente de internação para processamento de dados médicos e outros parâmetros em tempo real, sendo tais informações compartilhadas de modo local e remoto.
FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO
[002] O atual mercado de saúde consome no mínimo 9% do PIB em nações desenvolvidas, como Inglaterra e Canadá, cujos sistemas de saúde são considerados mais eficientes, e até 17% do PIB no caso dos EUA, onde se estima que o desperdício gere um prejuízo na ordem de até 20% do consumo. No Brasil, os gastos com saúde estão em torno de 450 bilhões de reais, representando 9,2% do PIB, e o desperdício é ainda maior. A despesa per capita gira em R$ 2.200,00 no sistema privado e em quase R$ 1.000,00 no sistema público. Em especial, metade dos gastos das operadoras é voltada à internação, inclusive na ocupação de leitos em UTI, o que não é bem monitorado e exige um enorme esforço de trabalho da equipe médica. O controle desses gastos pode, portanto, ter grande impacto se essas deficiências hoje existentes puderem ser cada vez mais solucionadas com o uso de sistemas automatizados e inteligentes que realizem a prevenção do erro e do desperdício e que tenham foco assistencial.
[003] Os hospitais vêm, ao longo do tempo, informatizando os seus processos por meio de sistemas de informação que automatizam algumas tarefas pertinentes ao ambiente hospitalar. A maioria destes sistemas é dirigida à gestão e, portanto, busca a redução dos custos e a otimização dos processos administrativos. Normalmente os hospitais fazem uso de alguns dos seguintes sistemas: prontuário eletrônico; marcação de consulta; controle de farmácia; internamento; laboratoriais; entre outros.
[004] Os modelos de prontuário eletrônico - EMR (Electronic Medicai Records) ou EHR (Electronic Hosdpital Records) - são os mais conhecidos e, apesar de reduzirem os custos de uma unidade hospitalar, em torno de 20 a 25%, ainda deixam à deriva a um monitoramento mais preciso sobre a saúde do paciente para a devida assistência médica, visto que nasceram da necessidade administrativa e de gestão. Além disso, são modelos focados em relatórios, gerando prontuários volumosos, com dados repetidos e muitos irrelevantes, não são focados nas necessidades específicas de cada paciente e não possuem boa usabilidade médica. Mais especificamente, são modelos sem automação dos dados (os dados médicos do paciente monitorado são lidos e anotados em fichas pela equipe de enfermagem na beira do leito) e não reduzem a possibilidade de erro, que é o maior fator de impacto em termos de custos operacionais e eficiência do processo.
[005] Os conceitos de automação já há algum tempo vêm sendo incorporados na área médica, passando também a ser utilizados na automação hospitalar. Nesse contexto específico, pesquisas vêm sendo orientadas para o desenvolvimento de sistemas de monitoramento de pacientes; no uso de tecnologias para melhorar o nível de usabilidade dos sistemas de informação para a área médica; na definição de arquiteturas de redes para a transferência de sinais biomédicos e de dados, utilizando-se de dispositivos e sensores; e na especificação de protocolos aplicados a uma área médica específica. Em uma visão geral, a automação hospitalar pode ser observada sobre duas perspectivas: rede de informação e rede de controle. Na primeira encontram-se os sistemas de informação utilizados na área hospitalar. Na segunda encontram-se os sistemas utilizados no monitoramento de pacientes. Sobre a perspectiva do monitoramento de pacientes, a tendência é a de automação deste processo através de sistemas que utilizam dispositivos e/ou sensores para fazer a captura e coleta dos sinais vitais dos pacientes. O objetivo é de que a coleta automatizada dos sinais permita que uma equipe médica possa realizar procedimentos médicos com maior segurança e precisão.
[006] A presente invenção propõe, portanto, um sistema de automação do leito hospitalar que, de maneira singular, permite o monitoramento de um paciente no leito por meio da captura dos sinais vitais e de outros parâmetros relacionados ao paciente e ao ambiente de internação, realizando, em seguida, a coleta para a devida leitura e correlação dos sinais de modo inteligente e o processamento dos dados em tempo real, registro em banco de dados e transmissão para um sistema de informações médicas, que pode ser um EMR, EHR ou qualquer outro sistema que realize a gestão de informações médicas, de modo a diminuir o erro da coleta manual inadequada pelo profissional de saúde e a combinar sinais e dados médicos de forma inédita. Tais informações podem ser compartilhadas de modo local e remoto.
ESTADO DA TÉCNICA
[007] Existem trabalhos publicados sobre o monitoramento de sinais de pacientes provenientes de equipamentos e dispositivos médicos em leitos hospitalares e unidades de tratamento intensivo (UTI), destacando-se por tratar mais especificamente dos tipos de protocolo de comunicação das redes de controle (Dolejs et al., 2004; Murakami et al., 2006; Varshney, 2006; Godary et al., 2007; Valentim et al., 2008), de sistemas baseados na tecnologia RFID para a automação hospitalar (Florentino et al., 2008) e de sistemas de monitoramento de sinais vitais para inferir diagnósticos de pacientes, aliando protocolo de comunicação de redes e software para processamento e gestão dos dados (Shin et al., 2000). Particularmente, Valetim et al. (2012) aponta o estado da arte e a arquitetura da hierarquia dos elementos utilizados na automação hospitalar: sistemas utilizados nos processos de gestão hospitalar; protocolos de comunicação que possibilitam a integração entre dispositivos médicos (hardware) e sistemas de supervisão; lógica de tolerância a falhas (segurança do sistema para garantir a integridade dos processos relativos aos pacientes). O trabalho é particularmente direcionado para a comunicação dos dispositivos médicos (monitor de frequência cardíaca, oxímetro de pulso, sensor de glicose, infusor de soro), localizados no leito hospitalar, por meio de switches ou hubs Ethernet para a troca de dados na rede e por meio de uma estação de supervisão que monitora o processo para manter os níveis de segurança dos dados dos pacientes.
[008] O documento de patente PI0603602-3 descreve um sistema de telemedicina para monitoramento remoto de pacientes em que os sinais vitais do paciente são coletados a partir de equipamentos e dispositivos médicos analógicos ou digitais, havendo comunicação entre local de tratamento, central de monitoramento e local de monitoramento remoto por comunicação sem fio. O funcionamento de um módulo de interface estabelece comunicação automática entre servidor e equipamento médico, transforma sinal analógico em digital e processa os dados dos sinais vitais, gerando alarmes e relatórios.
[009] No documento de patente MU8702746-1, é descrito um sistema coletor de eletrocardiograma que possui um dispositivo de interface física adaptável para conexão com o ECG ou outro equipamento médico, uma interface homem-máquina para a entrada de dados específicos de um paciente, um sistema portátil embarcado de coleta de ECG e um servidor de coleta das informações, ocorrendo criptografia, transmissão e recepção dos dados coletados e digitalizados.
[010] No pedido BR102012004636-9, um sistema remoto de atendimento médico especializado também monitora sinais vitais de paciente e transmite os dados via comunicação serial com um modem celular. Segundo o documento, o sistema coleta sinais vitais de uma pluralidade de equipamentos médicos, e o sistema ainda pode realizar remotamente ajustes nos equipamentos médicos. Entretanto, não detalha as características particulares do funcionamento do sistema.
[011] Em WO2015192121, o método de monitoramento do paciente tem como diferencial a criação de uma rede local de sensores que possui subsistemas e o tipo de comunicação da rede de controle é baseado em nuvem. A transmissão dos dados do sistema ocorre por meio de um software que gera uma ordem eletrônica para um paciente indicando os parâmetros a serem medidos, e a localização do sensor e do paciente é determinada. O documento ainda revela que o protocolo de segurança atua por mensagem HL7 e o método de identificação do paciente ocorre através da digitalização dos dados para um dispositivo de sensor de Bluetooth de baixa energia (BLE) usado como um dispositivo de RFID. No documento W0200505511, um método de monitoramento remoto de dados contempla monitoramento, coleta, controle, transmissão e processamento de dados, mas não são detalhadas as características particulares de cada etapa do método.
[012] O documento de patente US20160026762 detalha o monitoramento de sinais vitais e outros dados médicos de diversas fontes utilizando-se interface um módulo de painel informativo (dashboard) onde se encontra um software embarcado, responsável por filtrar, analisar e exibir apenas as informações relevantes para o tratamento do paciente de modo customizado. Em US20160019345 são monitorados os sinais vitais do paciente a partir de um sistema de telemetria conectado ao paciente por sensores, e não aos equipamentos e dispositivos médicos.
[013] Por fim, US2015119733 descreve sistema e método de avaliação de uma associação entre um sensor sem fio e um paciente monitorado. O sistema compreende dispositivos eletrônicos periféricos, cada um possuindo um sistema de comunicação e um sensor sem fio, cada sensor configurado para medir um parâmetro do paciente; um ponto central de comunicação; e processador configurado para receber os dados do parâmetro medido e identificar as características dos dados associados ao paciente para estabelecer uma condição de associação entre cada dispositivo e paciente. O método que estabelece tal condição de associação objetiva obter um valor confiável atribuído à associação entre cada um dos sensores e o paciente monitorado, de modo a medir a precisão do monitoramento.
[014] O estado da técnica apresenta, portanto, diversos sistemas e métodos de automação e monitoramento de pacientes local ou remotamente. As diferenças entre as tecnologias estão na combinação dos componentes que constituem os referidos sistemas, nas interfaces entre a captura dos sinais e o processamento e envio de dados e nos métodos de processamento e avaliação dos dados monitorados.
[015] Diferentemente, a presente invenção propõe um sistema de automação do leito hospitalar em que diversos sinais são capturados simultaneamente a partir de sensores, equipamentos e dispositivos médicos, instalados na beira do leito, no paciente e no ambiente, e coletados em interfaces que realizam leitura e correlação dos sinais para processamento e registro em banco de dados, representando uma leitura e interpretação inteligente dos dados. Mais particularmente, as interfaces que coletam os referidos sinais são microprocessadores contendo um programa de computador embarcado que executam métodos de leitura inteligente de cada paciente monitorado. O ineditismo da presente invenção baseia-se nas características do sistema que integra a captura e coleta de sinais vitais, outros parâmetros do paciente e dados do ambiente de internação (ar, iluminação, som, televisão, persianas, chama de enfermagem, etc.) com o processamento dos dados, nas características das interfaces (microprocessadores) no sistema de automação do leito hospitalar, assim como os métodos executados pelos microprocessadores para realizar leitura e correlação dos sinais.
[016] A presente invenção resolve o problema da coleta de dados manual inadequada e da quantidade excessiva de dados e relatórios gerados sobre cada paciente no ambiente hospitalar e, desse modo, reduz o erro através do monitoramento mais preciso e realiza a leitura e correlação de sinais do paciente monitorado de forma inteligente, o que contribui para aumentar a eficiência do processo de assistência médica.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
[017] A descrição da invenção faz referência às seguintes figuras: - A Figura 1 apresenta o diagrama de blocos do sistema de automação do leito hospitalar, em que os sinais e outros parâmetros do paciente são capturados, coletados e enviados aos microprocessadores (2) e (3) do leito (1), ocorrendo leitura e correlação dos sinais para processamento de dados (4), que são transmitidos pela conexão (14) a um servidor central (5), o qual contém um banco de dados de registro dos referidos dados de cada paciente, um servidor de aplicação (6) que realiza interface entre o banco de dados de (5), um sistema de informações médicas (7) e usuários locais e remotos (8). (2) e (3) possuem os programas de computador embarcados (18) e (19), respectivamente. - A Figura 2 ilustra as redes de comunicação e conexão (14), (15), (16) e (17) no leito (1), sendo (14) as conexões para transmissão dos dados ao servidor central (5), fora de (1), (15) e (16) as conexões entre os microprocessadores (2) e (3), os equipamentos e dispositivos médicos (10) e (11), os sensores de beira do leito e do paciente (12) e os sensores de ambiente (13), e (17) as conexões de alguns dos equipamentos e dispositivos médicos (10) e (11) ligados ao paciente. (9) representa um dispositivo portátil para acesso dos usuários (8). (2) e (3) possuem os programas de computador embarcados (18) e (19), respectivamente. - A Figura 3 detalha métodos executados por (18) e (19) embarcados em (2) e (3), respectivamente, para realizar a leitura e correlação dos sinais de (10), (11), (12) e (13).
[018] O sistema de automação do leito hospitalar, objeto da presente invenção, de acordo com as Figuras 1 e 2, compreende: um leito (1) onde são instalados os microprocessadores (2) e (3) que coletam sinais e outros parâmetros médicos de um paciente a partir de uma pluralidade de sensores, equipamentos e dispositivos médicos instalados na beira do leito, no paciente e no ambiente de internação (10), (11), (12) e (13); um servidor central (5) que possui um banco de dados que registra os referidos dados de cada paciente após a leitura e correlação dos sinais para processamento dos dados (4); um servidor de aplicação (6) que realiza a interface entre o banco de dados de (5), um sistema para gerenciar as informações médicas (7) e usuários locais e remotos (8) que acessam as informações contidas em (7) por intermédio de (6). De acordo com a Figura 2, o sistema de automação do leito hospitalar ainda compreende as redes de comunicação e conexão com e sem fio (14), (15) e (16), sendo (14) entre (2) e (3) e o servidor central (5) e (15) e (16) entre (2) e (3) e a pluralidade de sensores, equipamentos e dispositivos médicos (10), (11), (12) e (13). Adicionalmente, (17) são conexões dos próprios equipamentos multiparamétricos que monitoram os sinais vitais dos pacientes a partir de alguns dos equipamentos e dispositivos médicos (10) e (11), tais como sinais de sensores elétricos de ECG, ventiladores e bombas de infusão, e (9) são dispositivos de comunicação fixos e portáteis, tais como computadores, smartphones e tablets. (9) são utilizados por (8) para acessar as informações em (7) por meio de (6).
[019] De acordo com as Figuras 1 e 2, o funcionamento da presente invenção ocorre pela aquisição dos sinais por (2) e (3), instalados em (1), que são capturados a partir de (10), (11), (12) e (13). A captura dos sinais pode ocorrer por conexão com ou sem fio (15) e (16), sendo integralmente coletados por (2) e (3) e transmitidos por conexão local ou remota, com ou sem fio (14) a (5). Alternativamente, os sinais em (2) e (3) podem ser preferencialmente submetidos a uma etapa de leitura e correlação para processamento dos dados (4), de modo a realizar leitura simultânea de sinais, correlações entre eles, identificar erros de medição, parâmetros específicos e padrões de repetição, para, em seguida, serem transmitidos a (5). Em (5) os dados podem ser integralmente armazenados, de modo permanente ou durante um período de tempo a ser estabelecido, o que depende do espaço disponível em (5) e da necessidade de armazenamento de informações relevantes da coleta. O banco de dados de (5) registra os referidos dados de cada paciente, que podem ser visualizados em (9) por meio do servidor de aplicação (6). (6) realiza a interface entre o banco de dados de (5), o sistema de informações médicas (7) e os usuários locais e remotos (8), sendo os dados do paciente transmitidos via Internet e acessados pelo usuário. (7) compreende qualquer sistema de informação ou programa de computador para gestão de informações médicas, tal como um prontuário eletrônico, compreendendo EMR, EHR, ou ainda, sistemas de informação de inteligência médica. (8) pode acessar as informações médicas por meio de (9), de modo remoto ou local, incluindo dispositivos que utilizam tecnologia touch screen. A automação do leito, proposta pela presente invenção, permite a captura e coleta dos sinais, leitura automática completa das informações do leito, transmissão e processamento dos dados em tempo real e requer a instrumentação de sensores no leito e a integração de equipamentos e dispositivos médicos.
[020] Os sensores acoplados na beira do leito e no paciente (12) e os sensores de ambiente (13) compreendem: a) sensor para identificação de posicionamento da inclinação da cabeceira, acoplado à cabeceira da cama do leito; b) sensor de posicionamento do paciente, que se refere a um acelerômetro servindo como sensor de decúbito e de movimentação, acoplado diretamente ao paciente para identificar sua posição e movimentação; c) sensor de diurese, acoplado à bolsa coletora de urina para permitir a medição e o monitoramento da diurese em tempo real por fluxo ou por peso; d) sensor de medição do peso do paciente; e) sensores de ambiente, instalados no ambiente de internação do paciente (quarto ou UTI), que permitem a medição da temperatura, umidade e luminosidade (cor e intensidade da luz), pressão atmosférica e, ainda, podem controlar persianas, televisão, ar condicionado e som, não limitados a estes. Os comandos de chamada da enfermagem, de serviço de quarto e de videoconferência com os médicos podem, ainda, transmitir dados do ambiente por conversão analógico-digital.
[021] Os equipamentos e dispositivos médicos (10) e (11) são integrados e conectados para visualização em tempo real, local e remotamente, dos sinais vitais do paciente. Este monitoramento pode ocorrer por conexão digital ou conversão analógico-digital, quando o equipamento ou dispositivo médico possuir apenas saída analógica. A captura dos sinais ocorre pelas conexões (17) que são próprias dos equipamentos e dispositivos. (10) e (11) compreendem, não estando limitados a, monitores multiparamétricos para ECG, frequência cardíaca, respiração, temperatura, pressão invasiva e não invasiva, oximetria de pulso, saturação de hemoglobina, ventilador, bomba infusora para medicação e, alternativamente, eletrocardiógrafo, capnógrafo, dentre outros.
[022] Os microprocessadores (2) e (3) são unidades de pequeno porte que possuem inteligência embarcada de programas de computador que coletam os sinais capturados a partir de (10), (11), (12) e (13) para realizar a leitura e correlação destes sinais, filtrar ou compactar os pacotes de dados e realizar o seu processamento. (2) e (3) possuem pelo menos 4 entradas e 4 saídas digitais e analógicas e podem conter sensores para captura dos sinais do ambiente que são habilitados de forma customizada, além de permitirem o acoplamento de novas interfaces, adicionadas em módulos quando necessárias. Cada microprocessador (2) é instalado na entrada do leito (1), por exemplo, quarto ou UTI, e processa, por meio do programa de computador (18) nele embarcado, conversão analógico-digital e métodos que combinam a leitura dos sinais coletados a partir da captura de (10) e (11) para realizar correlações entre os referidos sinais e medições específicas, além de identificar erros de medição e padrões de repetição, para cada paciente. Cada microprocessador (3) é instalado debaixo da cama do leito do paciente e processa, por meio do programa de computador (19) nele embarcado, conversão analógico-digital, quando for o caso, e métodos que combinam a leitura dos sinais coletados a partir da captura dos sensores do leito, do paciente e do ambiente (12) e (13) para realizar correlações entre eles e medições específicas, além de identificar erros de medição e padrões de repetição, para cada paciente. Para todas as medições, erros e padrões de repetição identificados pelas leituras e correlações realizadas a partir dos sinais de (10), (11), (12) e (13) pode ser gerado um alarme.
[023] De acordo com a Figura 3, exemplos não limitativos de métodos executados em (2) e (3) por (18) e (19), respectivamente, para realizar (4) são: • Leitura da pluralidade de sensores, equipamentos e dispositivos médicos para realizar correlações de incidência de diagnósticos principais do paciente visando a uma detecção precoce de doença ou infecção - por exemplo, pressão arterial baixa, frequência cardíaca alta, temperatura alta e diurese inalterada na última hora indicam uma infecção do paciente; • Leitura da pluralidade de sensores de ambiente para realizar correlações de incidência de diagnósticos secundários do paciente - por exemplo, a leitura do sensor de efeito da cor da luz do ambiente auxilia na manutenção da luminosidade em uma determinada faixa de valor, por um determinado período de tempo, para pacientes que possuem risco de delirium, pois essa aferição reduz o risco; outro exemplo refere-se à leitura do sensor de posicionamento do paciente, em que a mudança de posição do paciente é benéfica, dado um determinado período de tempo, permitindo a prevenção de úlcera por pressão; mais ainda, a leitura do sensor de inclinação da cabeceira pode reduzir o risco de pneumonia associada à ventilação mecânica; por último, a leitura do sensor de posicionamento do paciente em comparação à leitura do sensor de inclinação da cabeceira pode detectar o risco de queda do paciente; • Leitura de sinal para medições desenvolvidas para uma finalidade específica - por exemplo, a medição de diurese ocorre por meio de um dispositivo sensor de diurese desenvolvido, o qual se refere a uma balança digital ou sensor de fluxo, ambos não invasivos, com sensor acoplado à bolsa coletora de urina para permitir o monitoramento do peso e do volume de urina, ou seja, com o acúmulo do peso, calcula-se o volume da diurese do paciente; • Identificação de padrões de repetição (leitura seletiva de sinais) - por exemplo, a leitura do sensor de posicionamento do paciente devido à sua movimentação para posições que não sejam críticas; a leitura do sensor de posicionamento de cabeceira somente quando há mudança de inclinação do leito; • Identificação de erros de medição - por exemplo, a leitura do ECG correlacionada à leitura do oxímetro de pulso igual a zero indica uma desconexão do sensor e não um problema de saúde do paciente; assim como a combinação entre a leitura da pressão invasiva com a pressão não invasiva, entre outras.
[024] Conforme a Figura 2, o tipo de conexão (14), (15) e (16) a ser estabelecida entre os microprocessadores (2) e (3), o servidor central (5) e os sensores, equipamentos e dispositivos médicos instalados no leito, no paciente e no ambiente (10), (11), (12) e (13) pode ser com ou sem fio. (14) é estabelecida por padrão Ethernet, Wi-fi entre os microprocessadores (2) e (3) e o servidor (5) ou, ainda, via celular, no caso do monitoramento ser remoto, em um homecare, por exemplo. No caso do equipamento médico possuir apenas porta serial, a conexão (15) entre (2) e (10) e (11) se dá através por padrão Serial RS-232, RS-422/RS-485. Adicionalmente, a conexão (15) entre (2) e (10) e (11) pode ser com fio Ethernet ou sem fio, compreendendo Wifi, Bluetooth, Xbee, Zigbee, no caso de (10) e (11) transmitirem sinal digital. A conexão (15) também pode se estabelecer entre (3) e (12) por padrão digital ou analógico, Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee ou Xbee, ou serial.
[025] A conexão (16) entre (3) e (13) pode ser por padrão serial, digital ou por infravermelho. A conexão digital é capaz de informar valores potenciais em mV que são traduzidos em valores analógicos, de acordo com a calibração de cada sensor instrumentado no leito, no paciente e no ambiente. (3) pode utilizar conexão (16) por infravermelho para controlar os sensores instrumentados no ambiente, em aparelhos de TV, ar condicionado, utilizando um transmissor de IR acoplado através de uma conexão digital. As conexões (17) não representam redes de comunicação, mas apenas conexões dos próprios equipamentos multiparamétricos que monitoram os sinais vitais dos pacientes a partir de alguns dos equipamentos e dispositivos médicos (10) e (11), tais como sinais de sensores elétricos de ECG e ventiladores.
[026] De acordo com as Figuras 1 e 2, os sinais de (10) e (11) capturados, lidos e correlacionados em (2) são processados, e os dados são transmitidos a (5) pela conexão (14), por Ethernet Wi-fi, ou celular, assim como os sinais de (12) e (13) capturados, lidos e correlacionados por (3) são processados e os dados são transmitidos a (5) pela mesma conexão (14). (2) e (3) realizam a transmissão, em tempo real, dos dados processados para (5) através de uma comunicação broadcast. Desse modo, para cada leito seleciona-se um canal diferente de transmissão dos dados.
[027] A segurança dos dados é estabelecida de duas formas. Em termos de confiabilidade dos dados na identificação do paciente, por (2) ser instalado na entrada do leito (quarto, UTI) e (3) debaixo da cama do paciente, mesmo que este seja transferido, (2) permanece no ambiente de internação e (3) no leito assegurando a identificação correta da localização do paciente. Em termos de privacidade da informação, a transmissão dos dados é sigilosa para não identificar o paciente. Em todos os casos o sistema sinaliza a chegada dos dados pela identificação do microprocessador (2) instalado em cada ambiente de internação. No banco de dados de (5), que registra os dados médicos e outros parâmetros de cada paciente, é realizada a identificação de cada paciente por cada microprocessador (3).
[028] O sistema de automação do leito, objeto da presente invenção, pode se comunicar com quaisquer outros equipamentos ou sistemas que utilizem o padrão HL7, garantindo a comunicação entre eles e uniformizando a troca dos dados que serão acessados pelos usuários. Possui, portanto, interoperabilidade técnica, ou seja, usabilidade e facilidade de integração com uma diversidade de sistemas, equipamentos e dispositivos médicos. A presente invenção possui aplicação industrial, podendo ser empregada em centros médicos, hospitais e no tratamento médico residencial (homecare), permitindo o monitoramento completo do paciente e o controle mais preciso do processo, resultando em mais segurança de operação da equipe médica e de tratamento do paciente e reduzindo custos operacionais.
REIVINDICAÇÕES

Claims (34)

1. Sistema de automação do leito hospitalar, caracterizado por compreender: a) Os microprocessadores (2) e (3), instalados no leito (1), que coletam sinais vitais e outros parâmetros de um paciente, sendo capturados a partir de uma pluralidade de sensores, equipamentos e dispositivos médicos instalados na beira do leito, no paciente e no ambiente de internação (10), (11), (12) e (13); b) Um servidor central (5) que possui um banco de dados que registra os referidos dados de cada paciente após a leitura e correlação dos sinais para processamento dos dados (4) em tempo real; c) Um servidor de aplicação (6) que realiza a interface entre o banco de dados de (5), um sistema para gerenciar as informações médicas (7) e usuários locais e remotos (8) que acessam as informações contidas em (7) por intermédio de (6); d) Redes de comunicação e conexão com e sem fio (14), (15), (16) e (17), sendo que (14) transmitem os dados de (2) e (3) para (5); (15) e (16) coletam os sinais capturados a partir da pluralidade de sensores, equipamentos e dispositivos médicos (10), (11), (12) e (13) e enviam a (2) e (3); e (17) são conexões próprias de alguns dos equipamentos e dispositivos médicos (10) e (11) que monitoram os sinais vitais dos pacientes: e) Dispositivos de comunicação fixos e portáteis (9) usados por (8) para acessar as informações em (7) por intermédio de (6).
2. Sistema de automação do leito hospitalar, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo seu funcionamento ocorrer através das etapas de: a) Aquisição ou coleta dos sinais por (2) e (3) que são capturados a partir de (10), (11), (12) e (13); b) Leitura e correlação dos sinais em (2) e (3) para processamento dos dados (4) e transmissão a (5); c) Processamento e armazenamento dos dados integrais em (5); d) Registro dos dados de cada paciente no banco de dados de (5), que podem ser acessados, de modo local ou remoto via Internet, por (8) em (7), por meio da interface com (6), utilizando-se de (9).
3. Sistema de automação do leito hospitalar, de acordo com as reivindicações 1 e 2, caracterizado pelos microprocessadores (2) e (3) serem unidades de pequeno porte, que compreendem pelo menos 4 entradas e 4 saídas digitais e analógicas, permitirem a inserção de sensores para captura dos sinais do ambiente e o acoplamento de novas interfaces, adicionadas em módulos, e possuírem os programas de computador (18) e (19) embarcados, respectivamente em (2) e (3), para realizar a leitura e correlação dos sinais capturados a partir de (10), (11) , (12) e (13).
4. Sistema de automação do leito hospitalar, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por (2) ser instalado na entrada de (1), compreendendo o leito de um quarto ou de UTI, e processar por intermédio de (18) a conversão analógico-digital e a leitura e correlação dos sinais coletados a partir da captura de (10) e (11).
5. Sistema de automação do leito hospitalar, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por (3) ser instalado debaixo da cama do paciente, dentro de (1), e processar por intermédio de (19) a conversão analógico-digital e a leitura e correlação dos sinais coletados a partir de (12) e (13).
6. Sistema de automação do leito hospitalar, de acordo com as reivindicações 3, 4 e 5, caracterizado por gerar alarmes quando da leitura e correlação de sinais para processamento dos dados (4).
7. Sistema de automação do leito hospitalar, de acordo com as reivindicações 1 e 2, caracterizado pelos equipamentos e dispositivos médicos (10) e (11) serem integrados e conectados para visualização em tempo real, local e remotamente, dos sinais vitais do paciente, podendo o monitoramento ocorrer por conexão digital ou conversão analógico-digital.
8. Sistema de automação do leito hospitalar, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por (10) e (11) compreendem monitores multiparamétricos para ECG, frequência cardíaca, respiração, temperatura, pressão invasiva e não invasiva, oximetria de pulso, saturação de hemoglobina, ventilador, bomba infusora para medicação e, alternativamente, eletrocardiógrafo e capnógrafo.
9. Sistema de automação do leito hospitalar, de acordo com as reivindicações 1 e 2, caracterizado pelos sensores acoplados na beira do leito e no paciente (12) compreenderem sensor para identificação de posicionamento da inclinação da cabeceira, acoplado à cabeceira da cama do paciente, sensor de posicionamento do paciente, sensor de medição do peso do paciente e sensor de diurese.
10. Sistema de automação do leito hospitalar, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo sensor de posicionamento do paciente ser acoplado diretamente ao paciente para identificar sua movimentação e posição, servindo como sensor de decúbito e movimentação.
11. Sistema de automação do leito hospitalar, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo sensor de diurese permitir o monitoramento do peso e do volume de urina do paciente em tempo real
12. Sistema de automação do leito hospitalar, de acordo com as reivindicações 1 e 2, caracterizado pelos sensores de ambiente (13) compreenderem sensores para medição da temperatura, umidade e luminosidade (cor e intensidade da luz) e pressão atmosférica.
13. Sistema de automação do leito hospitalar, de acordo com as reivindicações 1 e 2, caracterizado por (13) adicionalmente permitir o controle de persianas, televisão, ar condicionado, luminosidade e cor ambiente, comandos de chamada da enfermagem, de serviço de quarto e de videoconferência.
14. Sistema de automação do leito hospitalar, de acordo com as reivindicações 1 e 2, caracterizado pela rede de comunicação (14) ser estabelecida entre os microprocessadores (2) e (3) e o servidor (5) por conexão com ou sem fio, compreendendo padrão Ethernet ou Wi-fi ou celular, no caso de (14) transmitir sinal por monitoramento remoto.
15. Sistema de automação do leito hospitalar, de acordo com as reivindicações 1 e 2, caracterizado pela rede de comunicação (15) ser estabelecida entre os microprocessadores (2) e (3), o servidor (5) e os sensores, equipamentos e dispositivos médicos instalados no leito, no paciente e no ambiente (10), (11), (12) e (13) por conexão com ou sem fio ou ambas.
16. Sistema de automação do leito hospitalar, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pela conexão (15) entre (2) e (10) e (11) com fio compreender Ethernet ou Serial RS-232, RS-422 ou RS-485.
17. Sistema de automação do leito hospitalar, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pela conexão (15) entre (2) e (10) e (11) sem fio compreender Wi-fi, Bluetooth, Xbee ou Zigbee.
18. Sistema de automação do leito hospitalar, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pela conexão (15) entre (3) e (12) com fio ou sem fio compreender o padrão digital ou analógico, podendo ser Ethernet, Wi-fi, Bluetooth, Xbee, Zigbee ou Serial RS232, RS422, RS485.
19. Sistema de automação do leito hospitalar, de acordo com as reivindicações 1 e 2, caracterizado pela rede de comunicação (16) ser estabelecida entre (3) e (13) pode ser com ou sem fio, compreendendo padrão serial, analógica, digital ou infravermelho.
20. Sistema de automação do leito hospitalar, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pela conexão (16) poder ser digital, transformando valores de potência em valores analógicos a partir da calibração de cada sensor (12) e (13) instrumentado no leito, no paciente e no ambiente.
21. Sistema de automação do leito hospitalar, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pela conexão (16) poder utilizar um transmissor de infravermelho acoplado através de uma conexão digital para controlar os sensores instrumentados no ambiente, preferencialmente em aparelhos de TV, ar condicionado e luz ambiente.
22. Sistema de automação do leito hospitalar, de acordo com as reivindicações 1 e 2, caracterizado pelo fato de que os dados processados em (4) são transmitidos a (5) em tempo real através de uma comunicação broadcast, de modo que para cada leito (1) seleciona-se um canal diferente de transmissão dos dados.
23. Sistema de automação do leito hospitalar, de acordo com as reivindicações 1 e 2, caracterizado por (7) empregar sistemas ou programas para gestão de informações médicas, compreendendo prontuários eletrônicos, registros médicos eletrônicos (EMR), registros hospitalares eletrônicos (EHR) e sistemas de informação de inteligência médica.
24. Sistema de automação do leito hospitalar, de acordo com as reivindicações 1 e 2, caracterizado por (9) compreender computadores fixos, computadores portáteis, dispositivos portáteis celulares e tablets que utilizam toque de tela.
25. Sistema de automação do leito hospitalar, de acordo com as reivindicações 1, 2, 3, 4 e 5, caracterizado pela segurança dos dados e pela privacidade das informações do paciente ocorrer devido a (2) permanecer na entrada no leito (1) e (3) debaixo da cama do paciente, mesmo que este seja transferido, o que permite a correta identificação da localização do paciente e o sigilo das informações até a transmissão dos dados a (5), quando é realizada a identificação de cada paciente por cada microprocessador (3).
26. Métodos para realizar leitura e correlação de sinais para processamento de dados em tempo real, caracterizados por (2) e (3) realizarem as etapas de: a) Coleta dos dados dos sinais capturados dos sensores, equipamentos e dispositivos médicos (10), (11), (12) e (13); b) Conversão analógico-digital; c) Leitura simultânea e correlação dos sinais por intermédio de (18) e (19); d) Filtragem ou compactação dos pacotes de dados; e) Processamento dos dados para (5).
27. Métodos para realizar leitura e correlação de sinais para processamento de dados em tempo real, de acordo com a reivindicação 27, caracterizados por compreender: a) Leitura simultânea da pluralidade de sensores, equipamentos e dispositivos médicos (10), (11), (12) e (13) para realizar correlações de incidência de diagnósticos principais do paciente; b) Leitura simultânea da pluralidade de sensores de ambiente (13) para realizar correlações de incidência de diagnósticos secundários do paciente; c) Leitura de sinal de medições desenvolvidas para uma finalidade específica; d) Identificação de padrões de repetição por leitura seletiva de sinais; e) Identificação de erros de medição.
28. Métodos para realizar leitura e correlação de sinais para processamento de dados em tempo real, de acordo com a reivindicação 28, caracterizados pelo fato de que as correlações de incidência de diagnósticos principais do paciente permitem a detecção precoce de infecção ou doença.
29. Métodos para realizar leitura e correlação de sinais para processamento de dados em tempo real, de acordo com a reivindicação 28, caracterizados pelo fato de que as correlações de incidência de diagnósticos secundários compreendem, preferencialmente, a leitura do sensor de luminosidade para reduzir o risco de delirium, a leitura do sensor de posicionamento do paciente para reduzir o risco de úlcera por pressão, a leitura do sensor de inclinação da cabeceira para reduzir o risco de pneumonia associada à ventilação mecânica e a leitura do sensor de movimentação do paciente em comparação à leitura do sensor de inclinação da cabeceira para detecção de risco de queda do paciente.
30. Métodos para realizar leitura e correlação de sinais para processamento de dados em tempo real, de acordo com a reivindicação 28, caracterizados pelo fato de que as medições desenvolvidas para uma finalidade específica compreendem, preferencialmente, a medição de diurese por meio de um dispositivo constituído por uma balança digital ou sensor de fluxo, não invasivos, com sensor acoplado à bolsa coletora de urina para permitir o monitoramento do peso e do volume de urina.
31. Métodos para realizar leitura e correlação de sinais para processamento de dados em tempo real, de acordo com a reivindicação 28, caracterizados pelo fato de que a identificação de padrões de repetição refere-se a uma leitura seletiva de sinais, compreendendo, preferencialmente, a leitura do sensor de posicionamento do paciente devido à sua movimentação para posições que não sejam críticas e a leitura do sensor de posicionamento de cabeceira somente quando há mudança de inclinação do leito.
32. Métodos para realizar leitura e correlação de sinais para processamento de dados em tempo real, de acordo com a reivindicação 28, caracterizados pelo fato de que a identificação de erros de medição compreende, preferencialmente, a combinação entre a leitura do ECG e do oxímetro de pulso e a combinação da leitura da pressão invasiva com a pressão não invasiva.
33. Sistema de automação do leito e métodos para realizar leitura e correlação de sinais para processamento de dados em tempo real, de acordo com as reivindicações 1, 2, 27 e 28, caracterizados por possuir interoperabilidade técnica entre equipamentos ou sistemas que utilizem o padrão HL7, garantir a comunicação entre os referidos equipamentos ou sistemas e uniformizar o intercâmbio dos dados a serem acessados.
34. Sistema de automação do leito e métodos para realizar leitura e correlação de sinais para processamento de dados em tempo real, de acordo com as reivindicações 1, 2, 27 e 28, caracterizados por ser empregado em centros médicos, hospitais e no tratamento médico residencial, para permitir o monitoramento completo do paciente, o controle do processo e a segurança de sua operação para a equipe médica e para o paciente.
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