BR102017023879A2

BR102017023879A2 - Sistema e método de monitoramento e gerenciamento de pressão intracraniana sem fio não invasivo

Info

Publication number: BR102017023879A2
Application number: BR102017023879-2A
Authority: BR
Inventors: Rodrigo De Albuquerque Pacheco Andrade; Sergio Mascarenhas OLIVEIRA; Deusdedit Lineu Spavieri
Original assignee: Braincare Desenvolvimento E Inovação Tecnológica S.A.
Priority date: 2017-11-06
Filing date: 2017-11-06
Publication date: 2019-06-04
Also published as: AU2018360391A1; RU2020118534A3; ZA202003286B; KR20200086317A; CL2020001157A1; JP2021501672A; KR102568960B1; AU2024202896A1; IL274387B1; CA3080895A1; AU2018360391B2; WO2019087148A1; US20190175038A1; IL274387A; CN111542263A; IL310319A; RU2020118534A; BR112020008987B1; EP3706623A1; US11872024B2

Abstract

sistema e método de monitoramento e gerenciamento de pressão intracraniana sem fio não invasivo a presente invenção descreve um sistema e método para monitoramento e gerenciamento de pressão intracraniana, de forma que seja feito de forma não invasiva, e que o sensor utilizado seja sem fio. a invenção ainda compreende solução para integrar os resultados deste monitoramento e gerar relatórios comparativos com outros tipos de parâmetros e com dados armazenados de outros pacientes equivalentes, sendo que toda a integração é feita de forma sem fio através de uma rede. a proposta invenção está suscetível a desde dispositivos móveis, como celulares, a dispositivos técnicos da área, como monitores multiparamétricos. especificamente, a presente invenção compreende um sensor sem fio para monitorar a pressão intracraniana, um receptor sem fio, uma unidade de gerenciamento de informações, um coletor de dados e um servidor de dados para o armazenamento de informações. a presente invenção se situa nos campos da medicina e engenharia elétrica.

Description

Relatório Descritivo de Patente de Invenção

Sistema e Método de Monitoramento e Gerenciamento de

Pressão Intracraniana Sem Fio Não Invasivo

Campo da Invenção [0001] O presente relatório contempla conhecimentos, informações e/ou dados confidenciais utilizáveis na indústria, comércio ou prestação de serviços, para os quais o detentor requer: a proteção estabelecida no inciso XXIX do Art. 5^o da Constituição Federal; a manutenção do status jurídico de confidencialidade/segredo; a manutenção do status físico de confidencialidade/segredo pelo tempo previsto na Lei 9.279/96, Lei da Propriedade Industrial; e os direitos previstos no Art. 195 da Lei 9.279/96. A presente invenção descreve um dispositivo para a detecção e monitoramento de multiparâmetros completo, de forma não invasiva, o dispositivo é capaz de realizar comunicação sem fio, geração de relatórios clínicos, upload automático em nuvem, compatibilidade destas funcionalidades com um dispositivo móvel, e com as entradas de monitores multiparamétricos disponíveis no estado da técnica. Mais especificamente a presente invenção se situa nos campos de medicina e engenharia elétrica.

Antecedentes da Invenção [0002] Os métodos de monitoramento da pressão intracraniana convencionais existentes no estado da técnica incluem penetração no crânio e inserção através dele e da dura-máter de um cateter para realização da medida. Este procedimento altamente invasivo inclui riscos de precipitação de hematoma intracraniano, de agravar o edema cerebral, danificar o parênquima, hemorragia intracerebral e promover infecção intracraniana, sendo a última a mais comum das complicações nos pacientes monitorados durante mais de uma semana após a cirurgia. Considerando todas as desvantagens mencionadas, a necessidade de monitorar a PIC com um método não invasivo,

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2/24 que elimine as complicações geradas pela penetração dentro do crânio é de extrema importância clínica, pois está abrindo novos campos de pesquisas acerca desse importante parâmetro fisiológico, que só não é mais bem estudado por causa da forma invasiva de ser monitorado. Além disso, com o aumento do monitoramento não invasivo, a utilização do invasivo poderá aumentar devido à confirmação da necessidade de monitoramento da pressão intracraniana absoluta.

[0003] Outra questão, é que o estado da técnica carece de um dispositivo capaz de realizar o monitoramento da pressão intracraniana de forma não invasiva, que seja sem fio. Uma vez sem fio o uso do dispositivo fica facilitado, não necessitando de fios que ficam sobre o paciente enquanto este realiza o exame.

[0004] Além disso, o estado da técnica não possui sistemas otimizados para poder realizar análises rápidas e congruentes sobre o exame realizado pelo dispositivo supracitado. Não há no estado da técnica um sistema que armazene e compare exames efetuados. Também não foi encontrada soluções para integrar monitores multiparamétricos com dispositivos móveis, tais como smartphones e tablets.

[0005] Assim, do que se depreende da literatura pesquisada, não foram encontrados documentos antecipando ou sugerindo os ensinamentos da presente invenção, de forma que a solução aqui proposta possui novidade e atividade inventiva frente ao estado da técnica.

Sumário da Invenção [0006] Dessa forma, a presente invenção tem por objetivo resolver os problemas constantes no estado da técnica a partir de um sistema de monitoramento e gerenciamento de pressão intracraniana sem fio não invasivo, e um método de monitoramento e gerenciamento de pressão intracraniana inteligente sem fio.

[0007] Ambos os itens reivindicados visam solucionar o problema de

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3/24 tomar a aquisição dos dados de um sensor para captura de sinais de pressão intracraniana de forma sem fio, tornando ainda melhor a realização do exame de medição da pressão intracraniana. Sendo que a técnica utilizada para alcançar este objetivo é complexa, visto que é necessário um tratamento diferenciado para com os sinais adquiridos, uma vez que estes agora devem trafegar sem o intermédio dos fios, e portanto, estão mais suscetíveis a interferências e outras questões que podem alterar o sinal desejado.

[0008] Além disso, a presente solução ainda visa tratar e analisar estes dados adquiridos. A presente invenção busca gerar relatórios imediatos, nela é possível fazer comparações com outros exames já realizados, pois a solução compreende armazenamento de dados e exames em um servidor de dados. De maneira inteligente o sistema busca ser capaz de adquirir informações dos diversos monitores multiparamétricos do estado da técnica e integrar estas com outros monitores multiparamétricos, com computadores, com celulares ou tablets.

[0009] Em um primeiro objeto, a presente invenção apresenta um sistema de monitoramento e gerenciamento de pressão intracraniana sem fio não invasivo compreendido por:

a. um sensor sem fio;

b. um receptor sem fio de informações;

c. uma unidade de gerenciamento de informações;

d. um coletor de dados; e

e. um servidor de dados; e em que, o sensor sem fio é associado ao receptor de informações;

o receptor sem fio de informações é associado à unidade de gerenciamento de informações;

o coletor de dados é associado à unidade de gerenciamento de informações;

a unidade de gerenciamento de informações é associada ao servidor de

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4/24 dados;

a unidade de gerenciamento de informações é responsável por gerar um relatório.

[0010] Em um segundo objeto, a presente invenção apresenta um método de monitoramento e gerenciamento de pressão intracraniana sem fio não invasivo compreendido pelas seguintes etapas:

a. aquisição de sinal analógico primeiro de um paciente;

b. conversão do sinal analógico primeiro para digital;

c. envio do sinal digital para um dispositivo destinatário;

d. recebimento do sinal digital pelo dispositivo destinatário;

e. conversão do sinal digital em sinal analógico segundo;

f. disponibilização do sinal analógico segundo em uma unidade de gerenciamento de informações;

g. armazenamento do sinal analógico segundo em um servidor de dados;

em que, as ditas etapas de transmissão dos sinais são feitas de forma sem fio. [0011] Ainda, o conceito inventivo comum a todos os contextos de proteção reivindicados é a facilitação de realização de exames para análise da pressão intracraniana. Sendo que a presente invenção apresenta solução para a própria aquisição dos dados necessários para com o paciente, trazendo um sensor sem fio e não invasivo. E ainda compreende solução para a análise destes resultados, tornando esta mais rápida, dinâmica e eficaz, facilitando e melhorando o trabalho do médico.

[0012] Estes e outros objetos da invenção serão imediatamente valorizados pelos versados na arte e pelas empresas com interesses no segmento, e serão descritos em detalhes suficientes para sua reprodução na descrição a seguir.

Breve Descrição das Figuras

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5/24 [0013] São apresentadas as seguintes figuras:

[0014] A figura 1 mostra a circulação do líquor no sistema nervoso central.

[0015] A figura 2 mostra uma curva de Langfitt. No qual, o eixo das ordenadas representa a pressão intracraniana e o eixo das abcissas representa o volume intracraniano. Sendo que, a complacência se refere ao e a elastância se refere a —.

d.V [0016] A figura 3 mostra um gráfico cujo eixo das ordenadas corresponde à pressão intracraniana e o eixo das abcissas corresponde ao tempo. O gráfico mostra uma boa complacência, curva de cima; e um complacência não boa, curva debaixo.

[0017] A figura 4 mostra um tipo da curva de Lundberg. O tipo mostrado é o A, platô. O eixo das ordenadas do gráfico se refere à pressão intracraniana, em mmHg, e o eixo das abcissas ao tempo, em minutos.

[0018] A figura 5 mostra um tipo da curva de Lundberg. O tipo mostrado é o B, pulsos. O eixo das ordenadas do gráfico se refere à pressão intracraniana, em mmHg, e o eixo das abcissas ao tempo, em minutos.

[0019] As figuras de 6 a 9 mostram vistas de uma concretização do sistema de monitoramento de pressão intracraniana sem fio não invasivo.

[0020] A figura 10 mostra uma vista de uma concretização do sensor de monitoramento de pressão intracraniana sem fio não invasivo.

[0021] As figuras 11 a 15 mostram vistas de uma concretização do sistema de monitoramento e gerenciamento de pressão intracraniana sem fio não invasivo em uso.

[0022] A figura 16 mostra um fluxograma generalizado demonstrando como é o funcionamento do sensor sem fio.

[0023] A figura 17 mostra um fluxograma demonstrando como é o funcionamento do sensor sem fio com um grau de detalhamento maior que o mostrado pela figura 16.

[0024] A figura 18 mostra um fluxograma de uma concretização do

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6/24 funcionamento do sensor sem fio. Com um grau de detalhamento dos blocos maior que o presente nas figuras 16 e 17.

[0025] As figuras 19 a 24 mostram concretizações da unidade de gerenciamento de informações em um aplicativo para smartphones e/ou tablets.

[0026] A figura 25 mostra uma concretização da unidade de gerenciamento de informações em um aplicativo para computador.

[0027] A figura 26 mostra o uso do módulo computacional tipo Raspberry Pi ®.

[0028] A figura 27 mostra as etapas feitas pelo analisador.

[0029] A figura 28 mostra uma concretização da arquitetura do analisador.

[0030] A figura 29 mostra um exemplo de relatório feito pelo Sistema de monitoramento e gerenciamento de pressão intracraniana sem fio não invasivo. [0031] A figura 30 mostra diversas possibilidades de concretização para poder conectar o servidor de dados, simbolizado como a nuvem, com diversos outros dispositivos e locais.

[0032] A figura 31 mostra a associação do sistema de monitoramento e gerenciamento de pressão intracraniana sem fio não invasivo com diversos equipamentos/locais.

[0033] As figuras 32 e 33 mostram o sensor sem fio recebendo e enviando dados para um smartphone e este armazenando dados no servidor de dados.

[0034] A figura 34 mostra o sensor sem fio recebendo e enviando dados, na figura esta comunicação é feita com tecnologia bluetooth, para smartphone, computadores e/ou monitor multiparamétrico. Também é mostrado que estes dados são armazenados posteriormente no servidor de dados.

[0035] As figuras 35 a 37 mostram a comunicação do sensor sem fio recebendo e enviando dados para apenas um tipo de concretização, como smartphones ou tablets, computador e monitor multiparamétrico. É

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7/24 demonstrada uma concretização da tecnologia usada para fazer a comunicação, no caso bluetooth. Também é mostrado o armazenamento dos dados em um servidor de dados.

Descrição Detalhada da Invenção [0036] Em um primeiro objeto, a presente invenção apresenta um sistema de monitoramento e gerenciamento de pressão intracraniana sem fio não invasivo compreendido por:

a. um sensor sem fio;

b. um receptor sem fio de informações;

c. uma unidade de gerenciamento de informações;

d. um coletor de dados; e

o coletor de dados é associado à unidade de gerenciamento de informações;

a unidade de gerenciamento de informações é associada ao servidor de dados;

[0037] Em um segundo objeto, a presente invenção apresenta um método de monitoramento e gerenciamento de pressão intracraniana sem fio não invasivo compreendido pelas seguintes etapas:

a. aquisição de sinal analógico primeiro de um paciente;

b. conversão do sinal analógico primeiro para digital;

c. envio do sinal digital para um dispositivo destinatário;

d. recebimento do sinal digital pelo dispositivo destinatário;

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e. conversão do sinal digital em sinal analógico segundo;

g. armazenamento do sinal analógico segundo em um servidor de dados;

em que, as ditas etapas de transmissão dos sinais são feitas de forma sem fio. [0038] A Pressão intracraniana PIC é um dos principais parâmetros fisiológicos em animais e humanos e sua morfologia é extremamente importante.

[0039] O que é a PIC?

[0040] A maior parte dos órgãos humanos apresenta pressão ambiente de perfusão sanguínea próxima à pressão atmosférica ou menor. Entretanto, no sistema nervoso central SNC mostrado na Figura 1, que inclui o encéfalo e a medula espinhal, a pressão ambiente é diferente por estar circundada e protegida pelo esqueleto axial, cavidade craniana e canal vertebral. Esta pressão circundante é denominada pressão intracraniana PIC.

[0041] A PIC é normalmente menor que 10-15 mmHg em adultos, e o compartimento intracraniano é protegido pelo crânio, uma estrutura rígida com um volume interno fixo de 1400 a 1700 ml. Sob condições normais, o conteúdo intracraniano inclui em volume: Parênquima cerebral - 80 a 85%; Líquido cérebro-espinhal (líquor) - 5 a 10%; Sangue - 8 a 12 %.

[0042] O Líquor cefalorraquidiano conhecido também como líquido cérebro-espinhal é um fluido aquoso e incolor, com pequenas quantidades de proteína, potássio, glicose e cloreto de sódio que ocupa o espaço subaracnóideo e as cavidades ventriculares e está representado pelas setas brancas na Figura 1. A função primordial do Líquor é de proteção mecânica do SNC, distribuindo a pressão, seja ela natural ou causada por algum impacto, em virtude do Princípio de Pascal, igualmente em todos os pontos. Dessa maneira o Líquor funciona como um sistema amortecedor dos choques que

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9/24 atingem o sistema nervoso central, pois este, fica totalmente submerso no líquido e de acordo com o Princípio de Arquimedes, o torna muito mais leve, o que reduz drasticamente o risco de traumatismo do encéfalo resultantes do contato direto com os ossos do crânio. Se o encéfalo ou os vasos sanguíneos que o irrigam aumentam de volume, o líquor é drenado e diminui a pressão intracraniana, para manter o volume constante sendo este fenômeno chamado de autorregulação. O Volume total do líquor em adultos é de 100 a 150 cm³, renovando-se completamente a cada oito horas.

[0043] Um dos aspectos mais importantes da cavidade craniana, do ponto de vista neurológico, é o fato de ser uma cavidade completamente fechada que não permite uma expansão significativa de seu conteúdo, mas que já é suficiente para o monitoramento da presente invenção. Sendo assim, o aumento de volume de qualquer componente da cavidade craniana reflete-se sobre os demais, levando a um aumento da pressão intracraniana. Tumores, hematomas e outros processos expansivos intracranianos comprimem não só as estruturas em sua vizinhança imediata, mas também todas as estruturas da cavidade crânio-vertebral.

[0044] Se o encéfalo tem o seu volume aumentado (tumor, hematoma, edema, etc.), alguma quantidade de sangue ou líquor deverá escapar de dentro do crânio para que a pressão não se eleve. Quando isto não puder mais ocorrer, a PIC irá se elevar acima de seu valor fisiológico (5-15 mmHg). Normalmente, a resposta inicial é uma redução no volume de líquor do crânio. O líquor é desviado do crânio para dentro do saco espinhal. Desta forma, a PIC é inicialmente controlada. Se o processo patológico inicial progride com mais aumento de volume, o sangue venoso dos seios e eventualmente mais líquor podem ser forçados a sair do crânio. Quando este mecanismo de compensação é exaurido, qualquer aumento maior de volume intracraniano irá causar um rápido aumento da PIC.

[0045] As relações entre as variações de volume e de pressão dentro do crânio são representadas na Figura 2. Ela indica que um aumento no volume

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10/24 com pouca mudança de pressão ocorre até certo ponto, quando pequenos aumentos de volume acarretam grandes aumentos de pressão. Este ponto geralmente indica que os mecanismos de compensação se tornaram exauridos e uma fase de aumento da PIC compensada foi sucedida por uma fase descompensada.

[0046] Esta curva clássica representa as alterações de pressão quando um único compartimento dentro do crânio varia, neste caso, o líquor. Na prática, a curva seria menos íngreme caso o aumento do volume cerebral fosse causado por um tumor ou hematoma.

[0047] Logo podemos dizer que a PIC é derivada da circulação do sangue (componente vascular) e do fluido cérebro-espinhal (componente cérebro-espinhal) com o volume interno do esqueleto axial sendo seu limite. Qualquer fator, seja ele fisiológico, como a compressão das veias jugulares através da manobra de Queckenstedt, ou patológico, como edema cerebral, obstrução do caminho do Líquor, etc., pode causar um distúrbio na circulação dos fluidos, podendo provocar um aumento da PIC.

[0048] O monitoramento da PIC não apenas permite a medição da pressão intracraniana, mas também fornece informações importantes sobre a dinâmica intracraniana e a complacência do cérebro através da avaliação de sua forma de onda. A análise da forma de onda da PIC fornece informações que podem identificar pacientes com baixa capacidade de adaptação (baixa complacência) que estão susceptíveis a um aumento da PIC e uma diminuição da pressão de perfusão cerebral - PPC.

[0049] A forma de onda normal da PIC como visto na Figura 3 é um traço modificado da pulsação arterial e consiste de três picos característicos. O Primeiro pico P1, chamado de percussão, é resultante da pressão arterial sendo transmitida a partir do plexo coróide. O segundo pico P2, chamado de “tidal”, varia de acordo com a complacência cerebral, sendo a reverberação de P1. O terceiro pico, P3 é precedido pela curva dicrótica seguida do fechamento da válvula aórtica no coração.

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11/24 [0050] Como mostrado na Figura 3, é visual e de fácil diagnóstico o comportamento do traço da PIC. Cérebros complacentes possuem os picos P1, P2 e P3 decrescentes nesta sequência, enquanto nos cérebros que não apresentam boa complacência, o pico P2 é maior que P1 e P3, resultado dessa não complacência.

[0051] Além do simples monitoramento da pressão e dos picos característicos, se a PIC for registrada em função do tempo, algumas formas de ondas características se evidenciam. Conhecidas também por ondas lentas, as “Lundberg Waves” podem ser divididas em três tipos:

[0052] Ondas A - (Platô), vide figura 4.

-Amplitude de 50-100 mmHg;

-Duração 5-20 minutos;

-Acompanhado por uma simultânea elevação da PAM.

[0053] Ondas B - (Pulsos), vide figura 5.

-Amplitude de 50 mmHg;

- Freq. 0,5-2/min.

[0054] Ondas C

-Amplitude de 20 mmHg

-Freq. 4-8/min.

[0055] As ondas A, sempre patológicas, também conhecidas como ondas de platô, são elevações da PIC da ordem de até 100mmHg durante 2 a 20 minutos, com a queda abrupta ao valor basal, possivelmente representando vasodilatação cerebral e um aumento no fluxo sanguíneo cerebral - FSC, em resposta a uma Pressão de Perfusão Cerebral baixa, e são interpretados como sinais de grave descompensação da PIC.

[0056] As ondas B ocorrem de 0,5 a 2 vezes por minuto com amplitude de até 50 mmHg, refletindo a influência do ciclo respiratório sobre a PIC. Estes podem ser observados em indivíduos normais, mas que são indicativos de patologia intracraniana quando a amplitude aumenta acima dos 10 mmHg.

[0057] Estas duas ondas são consideradas como sinal de alerta porque

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12/24 demonstram certo grau de prejuízo da complacência cerebral. As ondas C ocorrem de 4 a 8 vezes por minutos e refletem as curvas arteriais de TraubeHering-Meier.

[0058] A Pressão intracraniana é um dos principais parâmetros fisiológicos em animais e humanos e significa muito mais do que um simples número. Em neurocirurgia é uma das variáveis mais importantes para definição dos procedimentos a serem adotados. Atualmente, todos os métodos de monitoramento existentes são invasivos, existindo uma ampla demanda por sistemas não invasivos ou minimamente invasivos.

[0059] Monitoramento Multiparamétrico [0060] Sabe-se que as morfologias das curvas das séries temporais de parâmetros fisiológicos - tais como pressão intracraniana, eletrocardiograma e pressão arterial - contêm informações clínicas relevantes. Por essa razão, é de extrema importância a análise da morfologia dos sinais vitais e sua relação com o estado do paciente. E esse tipo de estudo tem crescido no mundo.

[0061] Com o crescente estudo das correlações entre a pressão intracraniana e outros parâmetros fisiológicos, enxergando valor no monitoramento multiparâmetros, a presente invenção desenvolveu um monitor de parâmetros vitais completo, garantindo a aquisição de todos os sinais propiciando análises e estudos correlacionais, além de se ter uma solução completa para monitoramento neurofisiológico.

[0062] Atualmente, o monitoramento de parâmetros fisiológicos de pacientes em unidades de terapia intensiva gera uma grande quantidade de dados, que em geral é subutilizada pelo corpo clínico no processo de tomada de decisão.

[0063] Por exemplo, sabe-se que a variabilidade cardíaca e outros índices de complexidade podem predizer o estado clínico do paciente e a ocorrência de eventos que podem levá-lo a morte. Em pacientes com trauma neurológico, a análise da correlação entre a pressão arterial e pressão intracraniana pode fornecer informação sobre a complacência cerebral, que é

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13/24 um fator determinante no direcionamento do tratamento destes pacientes. Na prática, entretanto, raramente observa-se o uso dessas e de outras ferramentas de análise de sinais sendo empregadas para fornecer informação relevante ao profissional da saúde.

[0064] As ferramentas usadas atualmente - como os protocolos de alarme dos monitores multiparamétricos, que disparam quando os parâmetros fisiológicos se distanciam de um padrão pré-estabelecido - aparentemente atrapalham mais do que ajudam: menos de 10% dos alarmes emitidos nas UTIs são clinicamente relevantes. Estima-se que 28% dos diagnósticos em unidades de terapia intensiva nos Estados Unidos estejam errados - 8% destes erros considerados fatais. Nas UTIs pediátricas, 19.6% dos diagnósticos estão errados, sendo 4.5% fatais. Como consequência, mais de 40 mil pessoas morrem anualmente nas UTIs dos Estados Unidos devido a erros de diagnóstico.

[0065] Para otimizar os protocolos de tratamento, melhorar a qualidade de vida dos pacientes e reduzir os erros de diagnóstico e custos hospitalares, é preciso oferecer aos profissionais de saúde ferramentas que forneçam informação relevante sobre o estado clínico do paciente para auxiliá-los a tomar decisões com antecedência [0066] Sensor sem fio para monitoramento da pressão intracraniana de forma não invasiva [0067] Concretizações do sensor são vistas nas figuras de 6 a 15.

[0068] Arquitetura sem fio [0069] A arquitetura sem fio é concebida levando em considerações algumas premissas importantes. Os produtos criados tem objetivo de entregar serviços de qualidade no monitoramento da PIC não invasiva com a máxima eficácia possível para as diversas áreas e casos de uso.

[0070] Sensor sem fio [0071] O sensor sem fio é entendido como um sensor sem fio de monitoramento da pressão intracraniana de forma não invasiva tem por objetivo

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14/24 ser simples, fácil de usar, resistente e dispondo de alta tecnologia para entregar o maior valor possível.

[0072] As figuras de 16 a 18 mostram internamente, aumentando o nível de especificações de concretização, o sensor sem fio de monitoramento de pressão intracraniana sem fio não invasivo. A partir delas é possível encontrar os componentes do sensor sem fio. Abaixo é descrito dispositivo baseado na configuração apresentada com mais detalhes, isto é, baseado na figura 18: [0073] A) Um coletor não invasivo que tem como função coletar dados sobre a PIC de um paciente e enviá-los ao conector sem fio, além de poder receber informações do próprio conector sem fio. Para tanto o coletor não invasivo compreende:

- um conversor analógico digital, que tem como função receber o sinal analógico adquirido do paciente, e transformá-lo em um sinal digital. Internamente este conversor é mostrado na figura 18, nela é notável que este compreende um multiplexador, filtro digital, sinalizador de alarme, oscilador interno entre outros elementos.

- um módulo de pressão, responsável por capturar literalmente o sinal da parte externa do crânio do paciente, e enviá-lo ao conversor analógico digital. [0074] B) Uma unidade medidora de inércia que tem como objetivo prover a informação de localização e movimentação do sensor sem fio de monitoramento de pressão intracraniana sem fio. Portanto, a unidade medidora de inércia deve estar associada ao conector sem fio para que possa disponibilizar para este, estas informações sobre localização e receber também. Para tanto a unidade medidora de inércia compreende um acelerômetro, um giroscópio e compasso.

[0075] C) Um módulo de ambiente que tem como objetivo prover informações a cerca do ambiente ao qual o sensor sem fio de monitoramento de pressão intracraniana sem fio não invasivo está submetido. Para tanto o módulo de ambiente compreende sensor de temperatura, sensor de umidade e sensor de pressão.

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15/24 [0076] D) Uma fonte de energia que tem como objetivo prover a energia necessária para os demais módulos. Em uma concretização, a fonte de energia pode ser uma batería.

[0077] E) Um indicador de status que tem como objetivo organizar e disponibilizar as informações a cerca da PIC do paciente para os receptores.

[0078] F) Um conector sem fio que tem como objetivo receber e enviar informações do, para o(a): coletor não invasivo, módulo de ambiente, unidade medidora de inércia, fonte de energia e receptor. Em uma concretização, esta conexão é feita com a tecnologia bluetooth.

[0079] G) Um receptor que tem como objetivo receber as informações disponibilizadas pelo indicador de status. Em uma concretização, um receptor pode ser um monitor multiparamétrico, uma unidade de gerenciamento de informações, que pode estar atrelada a um servidor de dados e que para ser acessado é disponibilizado em uma interface gráfica. Para que as informações possam ser interpretadas, o receptor deve compreender um conversor de sinal de digital para analógico. Em uma concretização, a unidade de gerenciamento de informações pode ser como um aplicativo, o receptor pode portanto, ser um celular ou um computador.

[0080] Especificações do Hardware [0081] Para uma concretização, a especificação técnica do hardware sensor sem fio descrito acima é vista abaixo:

• Low Energy Architecture • Desfibrillation Protection • Patient Isolation Built-in • Front End Biosensing circuit for Braincare Non Invasive Transducer o High-Accuracy Architecture with Differential Input o Autogain o Autooffset o Low Temperature, Offset and Gain Drifts o Internai Fault Monitors

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16/24 o Internai Temperature Sensor • Environment Sensors o Temperature o Humidity o Pressure • 9 Axis Motion Sensor o Accelerometer o Gyroscope o Compass • GPS for Geolocation • Configurable RGB LED for Specifics Indicators • Low Energy Power Management • Long battery life with Li-ion battery and charging via USB with Fuel Gauge • Wireless Connectivity o Bluetooth SOC o AES HW encryption o Powered by ARM Cortex M4F

DSP instructions

Floating Point Unit (FPU)

Single-cycle multiply and accumulate

Hardware divide for energy-efficient process of computationally complex operations o On-chip NFC tag

Secured authenticated pairing between two Braincare devices o High Throughput o Advertising Extensions • Secure OTA DFU for product updates • u.FL connector for externai omnidirectional antenna.

[0082] Especificação da Firmware [0083] O firmware deve desempenhar todas as funções projetadas para

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17/24 o hardware. Baseado no perfil low power, ele deverá possuir modos de funcionamentos distintos buscando economia de energia. Todos os acessos aos periféricos devem ser otimizados para garantir o menor consumo. A memória não volátil do hardware deverá conter todas as informações necessárias para garantir que o device não se perca e precise ser pareado novamente de forma não automática.

[0084] É vital que o dispositivo tenha alta prioridade nas tarefas de aquisição analógica digital (ADC) e envio do sinal da PIC para o dispositivo destinatário. O envio de sinal deve ser fluido, sem perda de pacotes e com criptografia de dados para evitar interceptações dos sinais coletados.

[0085] A atualização do firmware deverá ocorrer através do aplicativo de forma automática via OTA (Over the air) através do aplicativo. O sistema será inicialmente configurado com bootloader permitindo essa manutenção de instalação e reparo de firmwares.

[0086] Com relação às configurações do dispositivo, uma biblioteca com funções/métodos é implementada para facilitar o acesso à leitura e escrita de configurações dos periféricos. Periféricos como o conversor ADC, com comunicação SPI, possui diversas configurações de filtros, sample rate, ajuste de ganho e offset. Todas estas configurações (acesso aos registradores internos dos periféricos) são acessadas em modo leitura e escrita através dos dispositivos destinatários, possibilitando configurações dinâmicas remotas.

[0087] O streaming de dados será dinâmico e dependendo do perfil, pode conter apenas o sinal da PIC, ou pode conter sinais de outros sensores, como acelerômetro, giroscópio, compasso, temperatura, umidade, pressão ambiente, GPS e etc. Cada um destes sensores possuem taxas de frequência ajustáveis e os destinatários precisam ter informações de reconstrução destas formas de onda, como o tempo e intervalo de medição para cada um dos sensores.

[0088] Receptor sem fio de informações [0089] O receptor sem fio de informações é o modulo responsável por

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18/24 reconstruir de forma analógica o sinal da PIC, coletado através do sensor sem fio, e entregar à entrada da unidade de gerenciamento de informações.

[0090] Especificações do Hardware [0091] Para uma concretização, a especificação técnica do hardware do receptor sem fio de informações é vista abaixo:

• Low Energy Architecture • Biotransducer circuit for Braincare Non Invasive Pressure reconstruction o High-Accuracy Architecture with Digital to Analog Converter o 5uV/V/mmHg Sensibility o Precision, 32-bit, ΔΣ ADC o Autogain o Auto-offset o Low Temperature, Offset and Gain Drifts o Internai Fault Monitors o Internai Temperature Sensor • Configurable RGB LED • Low Energy Power Management • Long battery life with Li-ion battery and charging via USB with Fuel Gauge • Wireless Connectivity o Bluetooth 5.0 SoC o Powered by ARM Cortex M4F

DSP instructions

Floating Point Unit (FPU)

Single-cycle multiply and accumulate

Secured authenticated pairing between two Braincare devices

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19/24 o High Throughput o Advertising Extensions o AES HW encryption o Secure OTA DFU for product updates [0092] Especificação da Firmware [0093] Bootloader with DFU.

[0094] Unidade de gerenciamento de informações [0095] A unidade de gerenciamento de informações é a responsável pela interface gráfica de visualização, configuração, gerenciamento e upload dos sinais fisiológicos para um servidor de dados. Em uma concretização, a unidade de gerenciamento de informações é um aplicativo para computador ou smartphones; e o servidor de dados é feito por computação em nuvem. Exemplo de concretização para smartphone pode ser visto nas figuras de 19 a 24. Exemplo de concretização para aplicativo em computador pode ser visto na figura 25.

[0096] Coletor de dados [0097] É um sistema que tem como objetivo coletar dados (SCD) usando um módulo computacional, que pode ser configurado para coletar dados de monitores multiparamétricos de vários fabricantes, conectados ou não às centrais de monitoramento. Os dados coletados são enviados de forma sem fio e criptografados para uma unidade de processamento modular desenvolvida utilizando o mesmo módulo computacional. Em uma concretização, o módulo computacional utilizado é do tipo Raspberry Pi ®, a figura 26 demonstra o seu uso.

[0098] O sistema de coleta de dados também contará com uma rede AdHoc para monitoramento do funcionamento dos SCDs e da rede de transmissão de dados.

[0099] Servidor de dados [0100] O servidor de dados tem como função proporcionar aos pacientes do sistema os relatórios sobre exames feitos além de uma análise comparativa

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20/24 dos resultados obtidos com estes exames. O sistema de servidor de dados é seguro contendo mecanismos anti aplicações maliciosas. O servidor de dados possui um meio de considerar a hierarquia de perfis de usuários de acordo com a complexidade dos clientes, sejam eles consultórios ou grandes hospitais. [0101] O Analisador [0102] O servidor de dados compreende um analisador. O analisador é compreendido por outros subsistemas internos, que têm a função de aquisição, pré-processamento, armazenamento, análise e visualização, como é visto na figura 27. O sistema deve ser capaz de coletar dados vitais do paciente na beira do leito, integrar os dados vitais com o prontuário eletrônico do paciente, fazer uma análise comparativa entre pacientes com condições similares e finalmente, permitir que o profissional da saúde visualize os dados vitais do paciente em tempo real e a análise comparativa com o mínimo atraso possível.

[0103] Requisistos Gerais [0104] O subsistema de aquisição deve ser capaz de coletar os sinais vitais provenientes dos principais monitores multiparamétricos do mercado, compactá-los e transferí-los através da rede sem fio para o subsistema de préprocessamento. Toda a transmissão de dados pela rede sem fio deve ser criptografada e apenas os componentes do sistema com autenticação válida podem ter acesso aos dados vitais.

[0105] Uma vez transferidos, os dados vitais são descriptografados e descompactados no sistema de pré-processamento. As séries temporais são separadas e processadas com dois objetivos: analisar a qualidade do sinal e separar os pulsos - cardíacos - quando for o caso - por exemplo, nos sinais do eletrocardiograma, pressão arterial e pressão intracraniana. Para reduzir o tempo de processamento, os sinais são processados em paralelo.

[0106] Os dispositivos envolvidos na aquisição e pré-processamento dos sinais fisiológicos são monitorados via rede para manutenção preventiva. Em uma concretização, a rede pode ser a internet. Por exemplo, poderemos monitorar - entre outros parâmetros - a temperatura, a utilização da CPU e

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21/24 memória e tempo de propagação de dados na rede wifi.

[0107] Além do monitoramento do estado do sistema, os subsistemas de aquisição e pré-processamento compreendem um sistema de identificação e contenção de ataques maliciosos, para garantir a segurança na coleta e transmissão dos dados.

[0108] Depois de pré-processados, os dados são enviados para o subsistema de armazenamento, para que estejam à disposição dos subsistemas de análise e visualização. Os dados devem ser armazenados com redundância e segurança, usando uma estrutura hibrida de nuvem local e remota.

[0109] Os subsistemas de aquisição e armazenamento devem ser capazes de ser integrados com o sistema hospitalar de prontuário eletrônico do paciente.

[0110] Depois de coletados e armazenados, os dados do paciente são comparados com os dados de outros pacientes em condições semelhantes, previamente armazenados no subsistema de armazenamento. As análises podem ser customizadas de acordo com a necessidade do corpo clínico.

[0111] A visualização dos dados pode ser feita via web de duas formas: em tempo (quase) real ou série histórica. A visualização em tempo real fornece os dados instantâneos do paciente com o mínimo de atraso - semelhante às centrais de monitoramento convencionais existentes no mercado. A visualização da série histórica, por sua vez, não só disponibiliza todos os dados daquele paciente contidos na nossa base, como também as análises comparativas com dados de pacientes em condições similares.

[0112] Ambas visualizações podem ser executas na rede proposta pela presente invenção ou remota via internet, dependendo da localização do cliente.

[0113] Todos os subsistemas devem ser facilmente escaláveis de acordo com a quantidade de dados capturados e o volume de análises realizadas. [0114] Arquitetura do analisador

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22/24 [0115] O analisador foi estruturado virtualizando os recursos computacionais. Foi utilizado containers em vez de máquinas virtuais, porque os containers apresentam uma série de vantagens.

[0116] Containers são aplicações - programas e bibliotecas - que compartilham o kernel do sistema operacional do computador hospedeiro. Esse compartilhamento faz com que os containers usem os recursos computacionais de forma mais eficiente que as máquinas virtuais.

[0117] A execução das aplicações em um container é isolada de outras aplicações. A comunicação entre os diferentes containers se dá através de uma rede virtual criptografada e protegida por firewall, que aumenta a segurança do sistema.

[0118] A utilização dos recursos computacionais por um container pode ser alterada durante a execução, permitindo que o sistema se adapte mais facilmente as alterações de demanda computacional.

[0119] A portabilidade das aplicações é facilitada usando containers, porque eles podem ser facilmente transportados e executados em diferentes computadores. Isso facilita a paralelização e a administração de recursos computacionais, mesmo em infraestruturas híbridas - com centros de processamento geograficamente distribuídos.

[0120] Outra vantagem do uso de container para execução de aplicações é a capacidade de autorecuperação do sistema em caso de falhas. Se um computador hospedeiro falha, é possível configurar o sistema de coordenação de containers para executar automaticamente em outros computadores os containers que tiverem execução interrompida no computador que falhou.

[0121] Organizado em containers, a arquitetura do sistema analisador pode ser dividida em seis grupos de aplicações como é visto na figura 28.

[0122] - De aquisição de dados, sendo executadas em módulos computacionais (SCD, na Fig. 2) junto aos monitores multiparamétricos nos hospitais;

[0123] - De distribuição de dados, sendo parte delas executadas na

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23/24 infraestrutura computacional do hospital (HS) e parte na infraestrutura computacional externa (B);

[0124] - De pre-processamento (W), responsáveis pela identificação e separação de artefatos nas séries temporais de parâmetros fisiológicos dos pacientes;

[0125] - De armazenamento (P,S,A), onde os dados serão armazenados depois de pré-processad-de análise (G), usadas para o modelomento matemático e execução de análises comparativas em grandes quantidades de dados.

[0126] - De armazenamento (P,S,A), onde os dados serão armazenados depois de pré-processad-de análise (G), usadas para o modelomento matemático e execução de análises comparativas em grandes quantidades de dados.

[0127] Relatórios clínicos [0128] Os Relatórios Clínicos compõem a entrega da resposta dada pela solução de monitoramento. Nela são exibidos os resultados dos cálculos realizados pelo servidor de dados. Um exemplo de relatório clínico é visto na figura 29.

[0129] O conceito inventivo ora revelado e exemplificado de uma ou mais formas foi tratado como segredo industrial e não foi previamente revelado até o momento do depósito deste pedido de patente. Este segredo industrial é ativo imaterial do depositante. A eventual futura publicação do pedido de patente não constitui, em si, autorização de uso por terceiros, servindo apenas como: (i) cientificação a terceiros da existência do referido segredo industrial na data do depósito; (ii) indicação inequívoca de seu detentor; e (iii) estímulo ao desenvolvimento de novas melhorias a partir do conceito ora revelado, para evitar o reinvestimento no desenvolvimento do mesmo bem já detido pelo depositante. Desde logo se adverte que eventual uso comercial requer autorização do detentor e que o uso não autorizado enseja sanções previstas em Lei. Neste contexto, desde logo se esclarece que a partir da revelação do

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24/24 presente conceito inventivo, os versados na arte poderão considerar outras formas de concretizar a invenção não idênticas às meramente exemplificadas acima, mas que na hipótese de pretensão de uso comercial tais formas poderão ser consideradas como estando dentro do escopo das reivindicações anexas.

Claims

Reivindicações

1. A proteção, no âmbito do inciso XXIX do artigo 5^o da constituição federal, da criação industrial caracterizada por ser substancialmente conforme descrita nas páginas 1-24 desse relatório, bem como nas reivindicações, resumo e figuras.
2. A manutenção do segredo da criação industrial caracterizada por ser substancialmente conforme descrita nas páginas 1-24 desse relatório, bem como nas reivindicações, resumo e figuras.
3. Sistema de monitoramento e gerenciamento de pressão intracraniana sem fio não invasivo caracterizado pelo fato de compreender:

a. um sensor sem fio;

b. um receptor sem fio de informações;

c. uma unidade de gerenciamento de informações;

d. um coletor de dados; e

e. um servidor de dados; e em que, o sensor sem fio é associado ao receptor de informações;

o receptor sem fio de informações é associado à unidade de gerenciamento de informações;

o coletor de dados é associado à unidade de gerenciamento de informações;

a unidade de gerenciamento de informações é associada ao servidor de dados;

a unidade de gerenciamento de informações é responsável por gerar um relatório.
4. Sistema de monitoramento e gerenciamento de pressão intracraniana sem fio não invasivo de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato do sensor sem fio compreender:

a. um coletor não invasivo;

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b. uma unidade medidora de inércia;

c. um módulo de ambiente;

d. uma fonte de energia;

e. um indicador de status;

f. um conector sem fio; e

g. um receptor;

em que, o coletor não invasivo é associado ao conector sem fio, com fluxo bidirecional de dados; e também é associado à fonte de energia;

a unidade medidora de inércia é associada ao conector sem fio, com fluxo bidirecional de dados;

o módulo ambiente é associado ao conector sem fio, com fluxo bidirecional de dados;

o indicador de status é associado ao conector sem fio;

o conector sem fio é associado à fonte de energia, com fluxo bidirecional de dados;

o conector sem fio é associado a ao menos um receptor, com fluxo bidirecional de dados.
5. Sistema de monitoramento e gerenciamento de pressão intracraniana sem fio não invasivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 3 a 4, caracterizado pelo fato do coletor não invasivo compreender:

a. um conversor analógico digital; e

b. um módulo de pressão;

em que, o módulo de pressão é associado ao conversor analógico digital;

o conversor analógico digital compreender um filtro digital.
6. Sistema de monitoramento e gerenciamento de pressão intracraniana sem fio não invasivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 3 a 5, caracterizado pelo fato do sensor de ambiente compreender:

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3/6

a. sensor de temperatura;

b. sensor de umidade; e

c. sensor de pressão.
7. Sistema de monitoramento e gerenciamento de pressão intracraniana sem fio não invasivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 3 a 6, caracterizado pelo fato da unidade medidora de inércia compreender:

a. um acelerômetro;

b. um giroscópio; e

c. um compasso.
8. Sistema de monitoramento e gerenciamento de pressão intracraniana sem fio não invasivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 3 a 7, caracterizado pelo fato do conector sem fio compreender tecnologia bluetooth.
9. Sistema de monitoramento e gerenciamento de pressão intracraniana sem fio não invasivo, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato do receptor sem fio de informações compreender conversor de sinal de digital para analógico.
10. Sistema de monitoramento e gerenciamento de pressão intracraniana sem fio não invasivo, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato da unidade de gerenciamento de informações compreender interface gráfica de visualização, configuração, gerenciador e transmissor dos sinais fisiológicos para nuvem.
11. Sistema de monitoramento e gerenciamento de pressão intracraniana sem fio não invasivo, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato do coletor de dados compreender um codificador de dados e transmissor de dados sem fio.
12. Sistema de monitoramento e gerenciamento de pressão intracraniana sem fio não invasivo, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato do coletor de dados compreender um módulo computacional capaz de coletar dados de vários tipos de monitores multiparamétricos e transportar estes dados para serem processados.

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4/6
13. Sistema de monitoramento e gerenciamento de pressão intracraniana sem fio não invasivo, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato do servidor de dados compreender um analisador.
14. Método de monitoramento e gerenciamento de pressão intracraniana sem fio não invasivo caracterizado pelo fato de compreender as seguintes etapas:

a. aquisição de sinal analógico primeiro de um paciente;

b. conversão do sinal analógico primeiro para digital;

c. envio do sinal digital para um dispositivo destinatário;

d. recebimento do sinal digital pelo dispositivo destinatário;

e. conversão do sinal digital em sinal analógico segundo;

f. disponibilização do sinal analógico segundo em uma unidade de gerenciamento de informações; e

g. armazenamento do sinal analógico segundo em um servidor de dados;

em que, as ditas etapas de transmissão dos sinais são feitas de forma sem fio.
15. Método de monitoramento e gerenciamento de pressão intracraniana sem fio não invasivo de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato da etapa de envio de sinal digital para um dispositivo destinatário ser de maneira fluida.
16. Método de monitoramento e gerenciamento de pressão intracraniana sem fio não invasivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 14 a 15, caracterizado pelo fato da etapa de disponibilização do sinal analógico segundo em uma unidade de gerenciamento de informações compreender as seguintes etapas:

a. aquisição de dados vitais do paciente;

b. pré-processamento dos dados vitais;

c. armazenamento de dados vitais;

d. análise comparativa dos dados vitais do paciente com de outros

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5/6 pacientes; e

e. visualização dos dados vitais e da análise.
17. Método de monitoramento e gerenciamento de pressão intracraniana sem fio não invasivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 14 a 16, caracterizado pelo fato da etapa de visualização dos dados vitais e da análise ser em tempo real.
18. Método de monitoramento e gerenciamento de pressão intracraniana sem fio não invasivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 14 a 17, caracterizado pelo fato da etapa de aquisição de dados vitais do paciente compreender:

a. coleta de sinais vitais provenientes de monitores multiparamétricos;

b. compactação dos dados vitais;

c. transferência para etapa de pré-processamento dos dados vitais;

em que, a transferência para etapa de pré-processamento de dados vitais é feita por rede sem fio;

as transmissões sem fio são criptografadas.
19. Método de monitoramento e gerenciamento de pressão intracraniana sem fio não invasivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 14 a 18, caracterizado pelo fato da etapa de pré-processamento dos dados vitais compreender:

a. descriptografação dos dados vitais;

b. descompactação dos dados vitais;

c. separação das séries temporais; e

d. processamento das séries temporais;

em que, as séries temporais são parâmetros clínicos observados ao longo do tempo.
20. Método de monitoramento e gerenciamento de pressão intracraniana sem fio não invasivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 14 a 19,

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6/6 caracterizado pelo fato das etapas de aquisição de dados vitais do paciente e de pré-processamento dos dados vitais compreender identificação e contenção de ataques maliciosos, em que, ataques maliciosos compreende uma aplicação de computador.
21. Método de monitoramento e gerenciamento de pressão intracraniana sem fio não invasivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 14 a 20, caracterizado pelo fato da etapa de visualização dos dados vitais e da análise compreender dois modos paralelos:

a. visualização em tempo real; ou

b. visualização em série histórica.