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SOLUCIÓN TECNOLÓGICA DE E-SALUD PARA TOMA DE MEDIDAS Y GESTIÓN DE USUARIOS EN CENTROS DE DÍA Y RESIDENCIAS DE LA TERCERA Autor SAMUEL LONGARES LOSILLA Director EDUARDO PRADO CLEMENTE Ponente IGNACIO MARTÍNEZ RUIZ Escuela de Ingeniería y Arquitectura Febrero 2014 Proyecto Fin de Carrera Solución tecnológica de e-Salud para toma de medidas y gestión de usuarios en centros de día y residencias de la tercera edad Samuel Longares Losilla - Eduardo Prado Clemente Dedicatorias y agradecimientos Agradecer a Nacho y Eduardo por su disponibilidad y ayuda prestada en todo momento. También me gustaría agradecer al personal y compañeros de trabajo de la empresa Goodday Solutions, por el ambiente fantástico y los buenos momentos que hemos pasado. No quisiera olvidarme de mis padres y hermana, así como el resto de mi familia y amigos por su apoyo en todo momento. Solución tecnológica de e-Salud para toma de medidas y gestión de usuarios en centros de día y residencias de la tercera edad Samuel Longares Losilla - Eduardo Prado Clemente Solución tecnológica de e-Salud para toma de medidas y gestión de usuarios en centros de día y residencias de la tercera edad Samuel Longares Losilla - Eduardo Prado Clemente RESUMEN DEL PROYECTO FIN DE CARRERA “SOLUCIÓN TECNOLÓGICA DE E-SALUD PARA TOMA DE MEDIDAS Y GESTIÓN DE USUARIOS EN CENTROS DE DÍA Y RESIDENCIAS DE LA TERCERA” Realizado por: Samuel Longares Losilla Dirigido por: Eduardo Prado Clemente En la actualidad, los entornos residenciales necesitan herramientas que mejoren el día a día, tanto del personal sanitario y de administración como de los residente. Estas herramientas están inmersas en la evolución digital, rompiendo con los métodos tradicionales analógicos y manuales, para obtener una serie de ventajas de eficiencia, eficacia, ahorro de papel, de tiempo y de costes que son prioritarias en la situación actual de los entornos residenciales. Los profesionales necesitan tiempo para atender a los residentes como es debido y, a su vez, los residentes necesitan calidad en la atención sanitaria que reciben. En este contexto, en este Proyecto Fin de Carrera (PFC) se ha desarrollado una plataforma de gestión total para la monitorización de residentes y la generación de informes útiles para los médicos, completamente funcional e instalada en forma de proyecto piloto en una residencia aragonesa. Para conseguirlo, un paso imprescindible ha sido completar la cadena de valor digital dando conectividad inalámbrica a los dispositivos médicos (evitando los cables que incomodan la tarea de desplazarlos y manipularlos), permitiendo que los datos vitales se digitalicen automáticamente (evitando anotaciones a mano y errores humanos en la transcripción) y dando servicios de valor añadido como la generación de informes y los avisos a familiares o centros médicos (permitiendo un ahorro de tiempo enorme). Otra contribución indispensable ha sido la integración de multitud de tecnologías de primerísima actualidad trabajando de forma armónica. Muchas de ellas, tecnologías de código abierto (open source) y multiplataforma, que dan a la plataforma un potencial de desarrollo de nuevas funcionalidades y servicios enorme, así como una integración ágil con otras plataformas. Por último, la plataforma proporciona una gestión de salud completa, desde la monitorización ubicua y el registro en un sistema de almacenamiento de datos que garantiza el acceso en cualquier momento y desde cualquier lugar a través de servicios web, hasta la generación de informes útiles que faciliten la labor de interpretación de los médicos. Se ha conseguido una plataforma fácil de usar, intuitiva, cómoda y agradable a la vista para conseguir una mejor adaptación del personal a los nuevos procesos de trabajo. Como líneas futuras, algunas ya iniciadas, se plantea implementar nuevos módulos que proporcionen servicios de valor añadido, incorporar la identificación biométrica y la integración con redes sociales de salud. Solución tecnológica de e-Salud para toma de medidas y gestión de usuarios en centros de día y residencias de la tercera edad Samuel Longares Losilla - Eduardo Prado Clemente SUMMARY “eHEALTH SOLUTION FOR VITAL SIGNS MONITORING AND USERS MANAGEMENT IN DAYCARE CENTRES AND NURSING HOMES” Realizado por: Samuel Longares Losilla Dirigido por: Eduardo Prado Clemente Nowadays, nursing home environments need tools to improve the daily life, both health and administration professionals and patients. These tools are embedded in the digital evolution, breaking with traditional analog and manual methods to obtain a number of advantages of efficiency, effectiveness, saving paper, time and costs are high on the current situation of nursing home environments. Practitioners need time to care for residents properly and, in turn, residents need quality health care. Under these circumstances, in this Thesis (PFC) it is developed a complete management platform for monitoring residents and generating useful reports for doctors, fully functional and installed as a pilot project in an aragonese residence. To achieve this, an essential step has been complete digital value chain providing wireless connectivity to medical devices (avoiding uncomfortable cables), digitalizing critical data automatically (without handwritten notes and avoiding transcription human errors) and providing value-added services such as reporting and notifications to family or medical centers (timesaving). Another essential contribution has been the integration of many novel technologies working in harmony. Many of them are open source technologies and multi-platform, with a huge development potential of new features, services and agile integration with other platforms. Finally, the platform provides a complete health management, ubiquitous monitoring and data storage system that ensures access anytime and anywhere through web services. Generating useful reports facilitating the task of interpreting by doctors. It has got an easy platform to use, intuitive, comfortable and pleasing to the eye for better alignment of professionals to new work processes. As future lines, some of them already underway, it is proposed to implement new modules that provide value-added services, to incorporate biometric identification and integration with health social networks. Solución tecnológica de e-Salud para toma de medidas y gestión de usuarios en centros de día y residencias de la tercera edad Samuel Longares Losilla - Eduardo Prado Clemente i Índice de contenidos Índice de contenidos Índice de contenidos………………………………………………………………………………………………………………...i Índice de figuras……………………………………………………………………………………………………………………….v Índice de tablas……………………………………………………………………………………………………………………….vi Acrónimos……………………………………………………………………………………………………………………………….ix 1 Introducción y objetivos ........................................................................................................ 1 1.1 Introducción y antecedentes......................................................................................... 1 1.1.1 Tecnologías para la monitorización de residentes ................................................ 2 1.1.2 Infraestructura para comunicaciones ................................................................... 3 1.1.3 Servicios de valor añadido ..................................................................................... 3 1.2 Motivación .................................................................................................................... 5 1.3 Objetivos ....................................................................................................................... 5 1.4 Estructura de la memoria .............................................................................................. 6 2 Análisis y diseño .................................................................................................................... 9 2.1 Análisis del problema .................................................................................................... 9 2.1.1 Toma de contacto con el centro residencial ......................................................... 9 2.1.2 Requisitos demandados ...................................................................................... 10 2.1.3 Requisitos observados ......................................................................................... 11 2.2 Diseño de la solución ................................................................................................... 13 2.2.1 Arquitectura global.............................................................................................. 13 2.2.2 Cliente ................................................................................................................. 14 2.2.3 Servidor ............................................................................................................... 21 3 Desarrollo e implementación .............................................................................................. 27 3.1 Cliente ......................................................................................................................... 27 3.1.1 Dispositivos médicos contemplados ................................................................... 27 3.1.2 Aplicación Android .............................................................................................. 30 3.1.3 Aplicación de gestión .......................................................................................... 33 3.2 Servidor ....................................................................................................................... 38 3.2.1 Base de datos MySQL .......................................................................................... 38 3.2.2 Servicio web ........................................................................................................ 39 3.3 Despliegue ................................................................................................................... 45 4 Resultados ........................................................................................................................... 47 4.1 Implantación real ........................................................................................................ 49 4.1.1 Protocolo de actuación ....................................................................................... 49 Solución tecnológica de e-Salud para toma de medidas y gestión de usuarios en centros de día y residencias de la tercera edad Samuel Longares Losilla - Eduardo Prado Clemente ii Índice de contenidos 4.2 Evaluación ................................................................................................................... 50 5 Conclusiones y líneas futuras .............................................................................................. 51 5.1 Aportaciones al trabajo realizado ............................................................................... 51 5.2 Cumplimiento de los objetivos propuesto .................................................................. 51 5.3 Valoración personal..................................................................................................... 52 5.4 Líneas futuras .............................................................................................................. 53 6 Bibliografía .......................................................................................................................... 55 7 Anexo 1: Análisis de alternativas de diseño ........................................................................ 57 7.1 Alternativas para la identificación/autenticación de usuarios.................................... 57 7.1.1 Autenticación basada en algo conocido .............................................................. 57 7.1.2 Autenticación basada en algo poseído................................................................ 57 7.1.3 Autenticación basada en biometría .................................................................... 58 7.2 Alternativas para el diseño de una solución para la gestión de datos ........................ 59 7.2.1 Bases de datos relacionales (SQL) ....................................................................... 59 7.2.2 Comparativa ........................................................................................................ 59 7.3 Alternativas para el diseño de un servicio web .......................................................... 59 7.3.1 Simple Object Access Protocol (SOAP) ................................................................ 60 7.3.2 Representational State Transfer (REST) .............................................................. 60 7.3.3 Comparativa ........................................................................................................ 60 8 Anexo 2: Tecnologías ........................................................................................................... 63 8.1 Android ........................................................................................................................ 63 8.1.1 Arquitectura ........................................................................................................ 63 8.1.2 Estructura de la aplicación .................................................................................. 64 8.1.3 Ciclo de vida de una actividad Android ............................................................... 64 8.1.4 Dispositivos disponibles ...................................................................................... 65 8.1.5 Desarrollo de aplicaciones .................................................................................. 66 8.2 Bluetooth ..................................................................................................................... 66 8.2.1 Introducción al Bluetooth ................................................................................... 66 8.2.2 Historia ................................................................................................................ 66 8.2.3 Características del Bluetooth .............................................................................. 67 8.2.4 Redes ................................................................................................................... 69 8.3 Near Field Communication .......................................................................................... 71 8.3.1 Introducción al NFC ............................................................................................. 71 8.3.2 Especificaciones técnicas de NFC ........................................................................ 71 8.3.3 Modos de funcionamiento .................................................................................. 71 8.3.4 Establecimiento de la conexión........................................................................... 72 Solución tecnológica de e-Salud para toma de medidas y gestión de usuarios en centros de día y residencias de la tercera edad Samuel Longares Losilla - Eduardo Prado Clemente iii Índice de contenidos 8.3.5 Arquitectura NFC y modos de funcionamiento ................................................... 72 8.4 .NET Framework .......................................................................................................... 73 8.5 MySQL ......................................................................................................................... 74 8.5.1 Relaciones SQL .................................................................................................... 74 8.6 SQLite .......................................................................................................................... 75 8.6.1 Introducción ........................................................................................................ 75 8.6.2 Características ..................................................................................................... 76 9 Anexo 3: Seguridad ............................................................................................................. 77 9.1 Secure Socket Layer .................................................................................................... 77 9.2 Advanced Encryption Standard ................................................................................... 79 9.2.1 Especificaciones................................................................................................... 80 10 Anexo 4: Diseño de la interfaz de usuario e informes de ejemplo ................................. 83 10.1 Aplicación Android ...................................................................................................... 83 10.2 Aplicación de gestión .................................................................................................. 85 10.3 Informes de ejemplo ................................................................................................... 92 11 Anexo 5: Encuestas ......................................................................................................... 98 11.1 Encuestas previas para personal de administración ................................................... 98 11.2 Encuestas previas para el personal sanitario ............................................................ 102 11.3 Encuestas de evolución para el personal de administración .................................... 106 11.4 Encuestas posteriores para el personal de administración ...................................... 112 11.5 Encuestas posteriores para el personal sanitario ..................................................... 116 12 Anexo 6: Manuales de uso de dispositivos médicos y ficha técnica ............................. 120 12.1 Manuales de uso de dispositivos médicos ................................................................ 120 12.2 Ficha técnica .............................................................................................................. 124 Solución tecnológica de e-Salud para toma de medidas y gestión de usuarios en centros de día y residencias de la tercera edad Samuel Longares Losilla - Eduardo Prado Clemente x Acrónimos TCP Transmission Control Protocol TIC Tecnologías de la Información y las comunicaciones UID Unique Identifier URL Uniform Resource Locator USB Universal Serial Bus VLSI Very Large Scale Integration XML Extensible Markup Language Solución tecnológica de e-Salud para toma de medidas y gestión de usuarios en centros de día y residencias de la tercera edad Samuel Longares Losilla - Eduardo Prado Clemente 1 Introducción y objetivos 1 Introducción y objetivos 1.1 Introducción y antecedentes La Organización Mundial de la Salud (OMS) define la e-Salud como “el uso de las Tecnologías de la Información y la Comunicación (TICs) para la salud incluyendo el tratamiento de los pacientes, la investigación, la educación del personal sanitario, el seguimiento de las enfermedades” [1]. Las actividades de e-Salud han tenido un crecimiento importante en los últimos años, especialmente en proyectos piloto y estudios de viabilidad de los servicios propuestos [2]. Sin embargo, esto no se traduce en una implantación real de estas tecnologías en entornos residenciales que ayudaran a agilizar los procesos de seguimiento de pacientes y la gestión de dichos datos, que por el momento son bastante rudimentarios. A modo de estado del arte y para refrendar estos hechos se ha realizado un estudio del estado tecnológico actual en centros de día y residencias de la tercera edad. Se va a dividir esta tecnología en tres grandes grupos que estarán previsiblemente en diferentes estados de desarrollo dentro de los entornos residenciales. Por un lado se evaluarán todo tipo tecnologías que ayuden en la monitorización de residentes. Por otro lado, se evaluará el nivel de desarrollo en la implantación de infraestructura para comunicaciones. Y por último se evaluará cual es el nivel de desarrollo en cuanto a servicios de valor añadido, sistemas de almacenamiento de la información y herramientas para la gestión de estos entornos residenciales. Figura 1: Bloques de una plataforma de gestión total de e-Salud Solución tecnológica de e-Salud para toma de medidas y gestión de usuarios en centros de día y residencias de la tercera edad Samuel Longares Losilla - Eduardo Prado Clemente 2 Introducción y objetivos 1.1.1 Tecnologías para la monitorización de residentes Las tecnologías para la monitorización de residentes pueden dividirse en dos grupos, dispositivos para la identificación de residentes y dispositivos para la monitorización de constantes vitales.  Dispositivos para la identificación/autenticación de residentes: Este tipo de dispositivos engloba cualquier tipo de tecnología que pueda identificar/autenticar unívocamente a una persona, en este caso a un residente. Los más comunes son pulseras o tarjetas con algún tipo de tecnología incorporada para autenticar personas, es decir, garantizan que ese dispositivo (pulsera, tarjeta, etc.) cuenta con las credenciales apropiadas para acceder al sistema aunque no asegura que la persona que lo posea sea quien dice ser. Otra forma de identificación son el uso de características biométricas como son la huella dactilar [3], el iris [4] o identificación por voz [6]. Estos últimos métodos sí que son realmente métodos de identificación unívoca de personas ya que aseguran que esa persona es quien dice ser. • Dispositivos médicos: En cuanto a los dispositivos médicos, se podrían realizar multitud de divisiones dependiendo de la característica a evaluar. En este caso se van a valorar dependiendo del tipo de conectividad que ofrecen. Los cuales se pueden dividir en tres grupos, dispositivos sin conectividad, con conectividad cableada y con conectividad inalámbrica. a) Sin conectividad: Este grupo de dispositivos médicos hace referencia a aquellos que, si bien tienen carácter digital, no disponen de conectividad; es decir que no sacan ningún tipo de señal al exterior. b) Con conectividad cableada: A diferencia de los anteriores estos sí que sacan señales al exterior aunque lo hacen mediante cable (RS-232, Ethernet, USB, etc.). c) Con conectividad inalámbrica: Estos dispositivos médicos tiene las mismas características que los anteriores con la diferencia que sustituyen los molestos cables por tecnologías inalámbricas. Todos los grandes fabricantes de dispositivos médicos tiene al menos un modelo de cada tipo de dispositivo médico con conectividad Bluetooth [6]. Otro tipo de tecnología de comunicación inalámbrica que se está incorporando a los dispositivos médicos es ZigBee, sin embargo solo existen prototipos experimentales [7]. En cualquiera de los dos casos el nivel de implantación tecnológica es nulo. En el caso de la identificación de residentes los centros de día y/o residencias de la tercera edad no utilizan ningún dispositivo para la identificación/autenticación. Y en el caso de los dispositivos médicos son utilizados los que no poseen ningún tipo conectividad. Solución tecnológica de e-Salud para toma de medidas y gestión de usuarios en centros de día y residencias de la tercera edad Samuel Longares Losilla - Eduardo Prado Clemente 3 Introducción y objetivos 1.1.2 Infraestructura para comunicaciones En lo que se refiere a infraestructura para comunicaciones se englobará tanto si existe conexión a internet ADSL, si existe algún tipo de red WiFi o si disponen de algún tipo de dispositivo con conexión a internet móvil mediante 3G o similares. Se ha realizado una exhaustiva búsqueda de algún estudio estadístico acerca de este tema pero no se han encontrado. Por lo tanto se ha contactado con la red de residencias de Aragón. Desde la red de residencias de Aragón se nos ha asegurado que el nivel de implantación tecnológica de infraestructuras para comunicaciones es muy bajo. En la mayoría de las residencias y centros de día existe conexión a internet fijo pero en muy pocos existe red WiFi, que en cualquier caso solo alcanzaría a la zona más próxima al router, en ningún caso a la totalidad del centro. 1.1.3 Servicios de valor añadido Cuando se habla de servicios de valor añadido para un entorno residencial, se hace referencia fundamentalmente a software para su gestión. En este aspecto existen varias soluciones para la gestión de entornos residenciales desde el punto de vista administrativo pero ninguno incorpora el tema de la Salud de los residentes. Este tipo de soluciones son utilizadas en centros con gran número de residentes en los que su administración puede resultar complicada, aunque el nivel de implantación de este tipo de tecnologías en entornos residenciales sigue siendo bajo. Sin embargo, por ser el único tipo de solución existente se va a detallar las características de los más relevantes. 1.1.3.1 ResiPlus ResiPlus es un software de gestión desarrollado por la empresa ADD Informática [8]. Actualmente es el software de referencia en cuanto a centros residenciales y centros de día se refiere. Es una solución integral que les permite de forma ágil y sencilla centralizar, en una única herramienta, todas las áreas de gestión del centro. Permite registrar, controlar y comunicar todos los acontecimientos que sean de interés, ya sean del residente o del centro en general. A continuación se comentan brevemente las diferentes áreas que cubre esta solución.  Área médica: Permite la anotación de información médica confidencial, disponibilidad de datos de las consultas anteriores con independencia del médico que lo atendió, estandarización de protocolos de actuación, creación de planes farmacológicos, planes de seguimiento.  Área enfermería: Permitirá la creación de agendas personales, planes de seguimiento y registros de administración de fármacos así como valoración de cuidados.  Área personal técnico: En esta área cada profesional del equipo tendrá su área de trabajo que les permitirá planificar sus actividades. Solución tecnológica de e-Salud para toma de medidas y gestión de usuarios en centros de día y residencias de la tercera edad Samuel Longares Losilla - Eduardo Prado Clemente 4 Introducción y objetivos  Área personal atención: Permitirá a los gerocultores establecer alertas sobre que residentes no cumplen con las pautas específicas, comunicar incidencias y registrar los resultados de los cuidados y atenciones brindadas.  Área farmacia: Control de stock de medicamentos, generación de pedidos a farmacia, gestor de recetas y llevar un historial de consumos.  Área económica: Permitirá una gestión económica integral, cajas, bancos y facturación.  Área general: Control de calidad como encuestas, estadísticas y sugerencias o reclamaciones. Permitirá llevar un inventario de enseres y planificación de dietas.  Área personal: Esta área contiene datos generales como entregas de material, evolución de contratos, control de número de horas de trabajo y gestión de turnicidad de los trabajadores.  Área proveedores: Control de ciclos de compra, consolidación de pedidos, albaranes y facturas. Toda la gestión relacionada con proveedores  Agenda: Control de agendas compartidas, de profesionales y residentes. 1.1.3.2 Resiges ResiGes es un software de gestión de residencias para la tercera edad y centros de día [9] desarrollado por la empresa que lleva su mismo nombre, Resiges. Estructura su interfaz en diferentes módulos de gestión.  Residentes: Desde este módulo se permite la creación y modificación de la ficha de un residente con todos los datos necesarios para su completa gestión.  Salud: Desde este módulo se pueden gestionar todos los temas referidos a la salud de los residentes. Programación de tratamientos farmacológicos y curas.  Habitaciones: Desde este módulo se permite gestionar la ocupación de las habitaciones de la propia residencia o centro de día y asignarlas a los residentes.  Gestión: Desde este módulo se puede gestionar todo lo referido a proveedores y facturación.  Personal: Este módulo permite la gestión del personal que trabaja en la residencia o el centro de día.  Bajas: En este módulo se puede ver un historial de los residentes que han pasado por la residencia o el centro de día.  Utilidades: Desde este módulo se permite tener una agenda de contactos de los residentes o cualquier persona de contacto que se desee. Solución tecnológica de e-Salud para toma de medidas y gestión de usuarios en centros de día y residencias de la tercera edad Samuel Longares Losilla - Eduardo Prado Clemente 5 Introducción y objetivos 1.2 Motivación De una necesidad expresa solicitada desde el colectivo de Residencias de Aragón a la empresa Goodday Solutions S.L. y la posibilidad de dotar una mejor atención a las personas mayores que están en los centros residenciales nace la idea de este proyecto fin de carrera. Se realizó un proceso inicial de recogida de requisitos a partir de los cuales se diseñó la solución. Se detectó que un ahorro de tiempo en los procesos de monitorización de constantes vitales y su posterior gestión proporcionaría a sus cuidadores un tiempo extra que podría ser dedicado a dar una mejor atención a los residentes. La multitud de tecnologías que involucran este proyecto y su integración conjunta en una solución que funcione de forma armónica supuso uno de los mayores retos. Además del reto que supuso su realización en una empresa real como es Goodday, integrado en un grupo de trabajo cooperativo y multidisciplinar como ocurre en este tipo de empresas jóvenes. Se pretende dotar a los centros residenciales de una plataforma de gestión total, tanto del proceso de monitorización ubicua de constantes vitales como de su posterior gestión. Para ello se dotará al centro de un gestor de salud que incluya un kit de dispositivos médicos que cubran todos los tipos de constantes vitales medidas en el día a día, una solución software para el mismo que gestione la monitorización y un servicio automatizado de aviso a familiares. Además se dotará de una solución software de gestión de estas medidas y en general de la administración del centro. Como resultado de este PFC se obtendrá un prototipo compacto que incluya la aplicación móvil (instalada en Smartphone), la aplicación de gestión (instalada en PC) y el kit de dispositivos médicos, dispuestos en una plataforma de cómodo desplazamiento para el personal sanitario. Además, se prevé evaluar su viabilidad mediante encuestas técnicas, clínicas y de satisfacción, para desarrollar diversos estudios pilotos en varias residencias de la tercera edad, como paso previo para su posterior lanzamiento comercial. 1.3 Objetivos El objetivo general de este PFC es el desarrollo, diseño, implementación, despliegue y evaluación de una solución tecnológica de e-Salud en residencias de la tercera edad que se prevé derivará en la implantación de un proyecto piloto. Este proyecto piloto pretende monitorizar la toma de medidas diarias de cada residente y, con toda esa información digitalizada, permitir la generación de informes útiles para el seguimiento continuado de la salud además de distintos servicios de valor añadido, como puede ser avisos a familiares, entre otros. Los principales objetivos específicos del PFC serán los siguientes:  Diseño, desarrollo e implementación de una aplicación Android sobre Smartphone, que posibilite la toma de medidas diarias de cada residente. La aplicación constará de varios módulos: un módulo de autenticación y control de acceso (implementado mediante tecnología Near Field Communication, NFC), un módulo de comunicación que permita tener conectividad inalámbrica, implementada mediante tecnología Bluetooth, con diversos dispositivos Solución tecnológica de e-Salud para toma de medidas y gestión de usuarios en centros de día y residencias de la tercera edad Samuel Longares Losilla - Eduardo Prado Clemente 6 Introducción y objetivos médicos, así como conexión con el servidor vía WiFi, un módulo de visualización (en el que se gestione toda la información y se presenten los datos biométricos adquiridos de una forma visualmente agradable) y también se plantea llegar a integrar un módulo de identificación biométrica (basado en huella dactilar para identificar a cada uno de los residentes a los que se les van a tomar las medidas).  Diseño, desarrollo e implementación de una aplicación de gestión para la administración de usuarios y medidas que proporcionará múltiples servicios de valor añadido. Este software de gestión permitirá, por un lado, la administración de residentes, la administración de gerocultores y sus tarjetas de acceso NFC asociadas y, por otro lado, la visualización de las medidas almacenadas y la generación de informes útiles para el personal sanitario.  Diseño, desarrollo e implementación de un módulo servidor para el almacenamiento y tratamiento de los datos. Este servidor alojará, por un lado, una base de datos relacional (de tipo MySQL) y, por otro lado, un servicio web (implementado en ASP .NET) que gestione las peticiones a dicha base de datos provenientes tanto de la aplicación Android (sobre smartphone) como de la aplicación de gestión (implementada en .NET C# sobre PC). Además, este módulo incorporará una funcionalidad para permitir el envío automático de avisos a médicos y familiares.  Evaluación de los resultados obtenido mediante un proceso de encuestas realizadas al personal de la residencia donde se realizará el proyecto piloto que sirva como primera referencia de su aceptación. 1.4 Estructura de la memoria La presente memoria está estructurada en dos partes diferenciadas. Por un lado, una parte principal dedicada a detallar los aspectos relacionados con el desarrollo propio de los objetivos comentados en el apartado anterior y, por otro lado, una segunda parte (en forma de anexos) donde se discuten aspectos que, si bien no son fundamentales para la comprensión del proyecto, sí que son importantes a la hora de obtener una mejor visión del mismo así como para profundizar en sus aspectos más técnicos. La parte principal del proyecto se divide a su vez en los siguientes capítulos:  Introducción y objetivos, comprende todo lo necesario para saber el estado tecnológico de los entornos residenciales en la actualidad, así como la motivación para la realización de este PFC, los objetivos del PFC y la estructura de la memoria.  Análisis y diseño, en el que se comienza analizando los requisitos tanto demandados por los centros como los observados en las visitas a los centros residenciales. A partir de este análisis y, justificando siempre la elección de tecnologías, se procede a detallar el diseño de la plataforma apoyándose en los anexos disponibles en la segunda parte de la memoria.  Desarrollo e implementación, en el que se describe detalladamente todo el trabajo realizado para la implementación de la plataforma. Solución tecnológica de e-Salud para toma de medidas y gestión de usuarios en centros de día y residencias de la tercera edad Samuel Longares Losilla - Eduardo Prado Clemente 7 Introducción y objetivos  Resultados y evaluación, en el que se describe tanto el resultado final obtenido como su implantación real como proyecto piloto y la evaluación de estos resultados.  Conclusiones y líneas futuras de trabajo, en el que se presenta una reflexión sobre los resultados del proyecto, así como las posibles líneas futuras de trabajo para continuarlo. Finalmente, la segunda parte de la memoria incluye los siguientes anexos:  Anexo 1, en el que se justifican las distintas alternativas de diseño para la identificación/autenticación de usuarios, la gestión de datos, el servicio web y la elección de la tarjeta identificativa.  Anexo 2, en el que se analizan en detalle las tecnologías utilizadas, Bluetooth, NFC, .NET Framework, Android y SQLite.  Anexo 3, en el que se profundiza en las tecnologías de seguridad y criptografía utilizadas.  Anexo4, en el que se muestra el diseño de la interfaz de usuario.  Anexo 5, en el que se muestran las encuestas realizadas en la residencia objeto del proyecto piloto.  Anexo 6, en el que se muestran los manuales de uso de los dispositivos médicos realizados Solución tecnológica de e-Salud para toma de medidas y gestión de usuarios en centros de día y residencias de la tercera edad Samuel Longares Losilla - Eduardo Prado Clemente 8 Introducción y objetivos Solución tecnológica de e-Salud para toma de medidas y gestión de usuarios en centros de día y residencias de la tercera edad Samuel Longares Losilla - Eduardo Prado Clemente 9 Análisis y diseño 2 Análisis y diseño En este capítulo se van a estudiar los requisitos fundamentales que deberán ser cumplidos por la plataforma y cuál ha sido la solución adoptada para satisfacer cada uno de ellos. Para ello se ha tenido contacto con varias residencias de la tercera edad mediante reuniones de las que se han extraído las características fundamentales a cumplir por la plataforma. Para poder comprender el porqué de muchas de las soluciones adoptadas conviene ser mencionado que la solución ha venido siendo rediseñada a medida que se han ido conociendo información clave para su correcto diseño. 2.1 Análisis del problema En este apartado se va a analizar el problema a abordar que se desprende de la identificación de una baja eficiencia y una gran pérdida de tiempo en los procedimientos cotidianos de toma de constantes vitales y su procesado posterior. Este problema fue identificado y trasladado por parte de la jefa de enfermería de una residencia aragonesa. 2.1.1 Toma de contacto con el centro residencial Como ya se ha comentado anteriormente el diseño ha ido evolucionando con el paso del tiempo. Gran parte de estas evoluciones han nacido de la identificación de necesidades reales fruto de la continua comunicación con las residencias. En este apartado se va a intentar explicar la línea cronológica en la comunicación con los centros y las principales funcionalidades que se desprendieron de ellas. En primer lugar se concertó una reunión con la jefa de enfermería de una de residencia referente en Aragón, ya que ella es la responsable de la coordinación de la toma de medidas y su posterior procesado. Ella había detectado una muy baja eficiencia y gran pérdida de tiempo en el proceso de medición de la glucosa, el cual se realizaba a los residentes del centro que padecen diabetes, algo más de treinta en su caso, tres veces al día, una en cada una de las comidas diarias. De esto se desprende la existencia de un volumen de datos grande, alrededor de las tres mil glucometrías mensuales. Durante este primer contacto se hizo una labor de conocimiento del entorno de trabajo de un centro residencial, de inspección de la infraestructura existente en el centro residencial y de sus procesos de trabajo cotidianos, con el objetivo de comprender el día a día de estos centros para que el diseño de la plataforma se ajuste lo mejor posible a la forma de trabajar existente y así interfiera lo menos posible. El éxito o fracaso de este tipo de plataformas depende en muchas ocasiones de no tratar de imponer unos procesos de trabajos muy diferentes a los existentes. De esta primera reunión se extrajeron los requisitos fundamentales a cumplir por la plataforma aunque, como se ha comentado anteriormente, las continuas conversaciones añadieron nuevos requisitos. Éstos pueden ser divididos en dos grandes bloques fundamentalmente, los requisitos a cumplir por la plataforma demandados por el centro residencial y los extraídos de la observación de los procesos y la infraestructura del centro residencial. Solución tecnológica de e-Salud para toma de medidas y gestión de usuarios en centros de día y residencias de la tercera edad Samuel Longares Losilla - Eduardo Prado Clemente 16 Análisis y diseño  Near Field Communication (NFC) Del requisito de que el personal sanitario que realiza las medidas se identifique/autentique en la plataforma mediante algún tipo de dispositivo llevable, se pensó que la autenticación podría realizarse usando una tarjeta identificativa que contuviese las credenciales de acceso a la plataforma y se leyese al aproximarla al lector. Este tipo de tecnologías está muy extendido en la vida cotidiana y la aceptación a su uso sería más favorable. Se ha pensado en el uso de NFC por ser una tecnología emergente, de gran seguridad y que dotará a la plataforma de gran agilidad. Esto nos restringe la gama de Smartphones que se pueden usar, primero porque la tecnología NFC es una tecnología no contemplada, por el momento, en los sistemas operativos iOS, pero la gama de dispositivos Android que la soportan es muy amplia.  USB On-the-Go (OTG) La identificación de residentes mediante alguna característica biométrica como huella dactilar implica la adhesión de un lector ya que de los Smartphones Android ninguno contiene un lector de huella dactilar integrado. Sólo Apple con su iPhone 5S lo incluye, aunque no con los fines en el marco de este PFC, y ya hemos dicho que los sistemas operativos iOS han sido descartados. Por lo tanto sería necesario tener la posibilidad de adherir un lector de huella dactilar. En el mercado se encuentra una gama bastante escasa de lectores que se puedan conectar a un Smartphone Android y en todo caso necesitan ser alimentados por el Smartphone para funcionar. Esto implica que el Smartphone tiene que ser capaz de ser host y alimentar otros dispositivos a través de su conector microUSB, la tecnología pensada para ello es llamada USB On-the-Go. La gama de Smartphones que soportan OTG es muy limitada ya que la batería es una de las grandes limitaciones de este tipo de dispositivos móviles que no están diseñados para alimentar a otros. Sin embargo el uso de un Smartphone con esta característica ha quedado aplazado ya que la identificación mediante huella dactilar implica una inversión de tiempo que excedía la establecida en el plan de trabajo de este PFC.  SQLite Anteriormente se ha planteado la necesidad de una solución funcional tanto online como offline. Por tanto, las medidas tomadas en un momento en el que no exista conexión a Internet deberán ser almacenadas para su posterior envío y que así no haya pérdidas de información. Esto implica que el Smartphone deberá tener un contenedor de información. Planteando el uso de SQLite (todos los Smatphones Android poseen una) ya que es ideal para este tipo de sistemas operativos por su pequeño tamaño. Solución tecnológica de e-Salud para toma de medidas y gestión de usuarios en centros de día y residencias de la tercera edad Samuel Longares Losilla - Eduardo Prado Clemente 17 Análisis y diseño B. Aplicación Android Se diseñará e implementará una aplicación Android para ser instalada en el Smartphone que constará de los cinco grandes bloques que se pueden ver en la figura 3. Como se puede observar el diagrama de flujo responde a una estructura muy vertical, es decir muy guiada, al estilo de una fábrica de producción en cadena, lo cual implica una alta eficiencia ya que prácticamente no se necesitan tomar decisiones acerca del flujo a seguir. A continuación se explicará la función que tendrá cada uno de estos bloques en la aplicación.  Autenticación de personal sanitario Se proporcionarán dos métodos para acceder a la plataforma. Aunque se nos pidió que el acceso a la plataforma fuese mediante una tarjeta de proximidad se ha creído conveniente incluir el clásico método de acceso de introducir usuario y contraseña. Para la autenticación mediante tarjeta NFC se utilizará el identificador único (Unique IDentifier, UID) el cual es único en el mundo e irá asociado a una única persona en nuestra plataforma. En cuanto a la autenticación clásica simplemente se comprobará si las credenciales introducidas coinciden con las almacenadas en su perfil.  Identificación de residente Como ya se ha comentado la identificación mediante biometría se ha considerado inabordable, en términos temporales por la demora a la hora de conseguir un acuerdo NDA y la API de desarrollo. Para este PFC pero está como una línea futura a seguir. Por lo tanto se ha pensado en un módulo de selección manual en el que el personal sanitario pueda elegir de entre todos los residentes dados de alta en la plataforma.  Adquisición de medidas En este módulo se ha diseñado para que la adquisición de medidas mediante Bluetooth sea lo más transparente al usuario. La plataforma adquirirá las medidas sin importar el tipo de dispositivo médico siempre que sea uno de los contemplados y las mostrará en la pantalla del Smartphone.  Envío / Almacenamiento de medidas Este módulo, dependiendo de si existe conexión a Internet o no, enviará al servidor o almacenara en la base de datos local SQLite del Smartphone la medida previamente adquirida.  Aviso a familiares o centro médico El aviso a familiares, a los contactos de la residencia (administradores y médicos) y a los contactos del centro médico se realizará mediante el envío de un sms que podrá ser enviado a alguno de esos contactos. También se proporcionará la posibilidad de la introducción manual de un número de teléfono. Solución tecnológica de e-Salud para toma de medidas y gestión de usuarios en centros de día y residencias de la tercera edad Samuel Longares Losilla - Eduardo Prado Clemente 18 Análisis y diseño Figura 3: Diagrama de flujo de la aplicación Android C. Base de datos SQLite SQLite es un sistema de gestión de bases de datos relacional basado en SQL relativamente pequeña para sistemas de recursos limitados como son los Smartphones. Va ser utilizada para el funcionamiento offline de la aplicación. Para ello necesitaremos hacer una copia de la base de datos MySQL, aunque únicamente las tablas necesarias para poder funcionar. También se utilizará para almacenar las medidas y los sms no enviados. Para que esta base de datos local esté los más actualizada posible en el momento en que no haya conexión a internet se ha diseñado un sistema de sincronización. La aplicación actualizará la base de datos SQLite siempre al iniciar la aplicación, además podrá ser forzada una vez estemos en el módulo de autenticación de personal sanitario o en el de identificación de residentes. En cuanto a la subida de datos pendientes al servidor (medidas y sms), en el caso que se detecte que existe conexión a internet se procederá a la comprobación de la existencia de estos datos pendientes. En caso afirmativo se enviarán y si el envío se ha realizado con éxito se eliminarán de la base de datos SQLite. Solución tecnológica de e-Salud para toma de medidas y gestión de usuarios en centros de día y residencias de la tercera edad Samuel Longares Losilla - Eduardo Prado Clemente 19 Análisis y diseño 2.2.2.3 Ordenador personal A. Tecnologías Para la elección del tipo de dispositivo a utilizar para la gestión de medidas del centro residencial no hubo que evaluar tantas posibilidades ya que los centros residenciales ya tienen sus propios sistemas informáticos. Del feedback de estos centros se dedujo que el personal de administración utiliza uno o varios ordenadores personales y en todos los casos el sistema operativo es Windows pudiendo variar la versión instalada en cada uno de ellos. La versión más antigua identificada es Windows XP por lo que la aplicación que se diseñe deberá funcionar para esta versión y superiores hasta el actual yWindows 8.1. Se ha decidido diseñar una aplicación de formularios (Windows Forms) en la cual se implementarán los módulos fundamentales. B. Aplicación de gestión La aplicación tendrá cuatro grandes módulos que serán accesibles desde su interfaz principal y que serán los necesarios para poder realizar una gestión eficiente de toda la plataforma. A ella se accederá mediante la introducción de unas credenciales de acceso conocidas. Como se puede apreciar en la figura 4, el diagrama de flujo es mucho más horizontal lo cual permitirá seleccionar entre múltiples acciones cual se va a realizar sin tener que volver a empezar.  Gestión de residentes Este módulo deberá proporcionar al personal de administración del centro sanitario todas las herramientas necesarias para poder realizar una gestión eficiente de este tipo de perfiles. Se podrán realizar tres tipos de acciones sobre el perfil de residente: crear un nuevo perfil, modificar un perfil existente y eliminar un perfil existente. Además de los datos personales de cada perfil que serán obligatorios para la creación del mismo se permitirá asociar personas de contacto y direcciones al perfil.  Gestión de personal sanitario Para dar homogeneidad a la aplicación, se permitirán las mismas tres acciones sobre el perfil de personal sanitario que con el de residente, crear un nuevo perfil, modificar uno ya existente y eliminar un perfil existente. Este perfil tendrá asociado a su vez un rol que definirá sus funciones dentro del centro residencial y que restringirá su acceso a ciertas funciones de la plataforma dependiendo de su rango.  Gestión de acceso al sistema Existen dos métodos de acceso a la plataforma, mediante Smartcard (Smartphone) y mediante usuario y contraseña (Smatphone y ordenador personal) y este módulo permitirá realizar la gestión de quién y cómo accede a la plataforma. Solución tecnológica de e-Salud para toma de medidas y gestión de usuarios en centros de día y residencias de la tercera edad Samuel Longares Losilla - Eduardo Prado Clemente 20 Análisis y diseño En cuanto al método clásico, se proporcionará a cada profesional una contraseña generada aleatoriamente que se enviará la dirección de e-mail que se haya proporcionado. Mientras que el nombre de usuario siempre se será el DNI de cada uno que además lo identificará unívocamente en todo el sistema. Tendrá que proporcionarse un método para resetear la contraseña en caso de olvido. Para la gestión de Smartcards se proporcionará una interfaz exclusiva. Se podrán realizar cuatro acciones, dar de alta una tarjeta en el sistema asignando una etiqueta a su UID para simplificar su gestión, borrar una tarjeta del sistema, asociar a un profesional una tarjeta dada de alta y desasociar una tarjeta a un profesional. Se ha pensado en estas acciones ya que el personal sanitario es susceptible a cambios (altas y bajas), las tarjetas son limitadas y, de este modo podrían ser reutilizadas y, por último, siempre existirá la posibilidad de que un trabajador extravíe la tarjeta y, en este caso, habría que desasociársela así como darla de baja del sistema.  Generación de informes y pre-visualización de medidas En este caso, y como en casi todo el diseño, han existido dos fases: una primera en la que este módulo se diseñó para generar informes personales y periódicos. A medida que avanzaron las conversaciones comenzó una segunda fase en la que se diseñó también para poder generar informes en caso de incidencia aguda, solamente con las medidas recientes (de un único día) llevadas a cabo sobre un residente en concreto que por motivos de salud había de ser derivado al hospital. Estos informes serán generados en formato pdf para que no puedan ser fácilmente modificados una vez creados. Además hablando con el personal de administración de los centros también se creyó conveniente introducir un interfaz en el que poder previsualizar las medidas que se están haciendo en el centro. Figura 4: Diagrama de flujo de la aplicación de gestión Solución tecnológica de e-Salud para toma de medidas y gestión de usuarios en centros de día y residencias de la tercera edad Samuel Longares Losilla - Eduardo Prado Clemente 21 Análisis y diseño 2.2.3 Servidor Llamamos servidor al conjunto formado por la base de datos y el servicio web. La base de datos almacenará la información de la solución y el servicio web gestionará la entrada y salida de información de la base de datos y, por tanto, del servidor. 2.2.3.1 Base de datos MySQL Como se puede ver en la figura 5, debido a la estructura real de un centro residencial existe la necesidad de una base de datos muy jerarquizada y fuertemente interrelacionada, lo que nos llevó a la elección de usar una base de datos relacional como MySQL. La información se almacenará en tablas conectadas mediante claves comunes reproduciendo la estructura real de la información de un centro residencial. Se utilizará el software oficial MySQL Workbench para su desarrollo por su funcionamiento contrastado. Las razones de esta elección se basan en lo siguiente:  Fuertes interrelaciones entre los elementos que constituyen un centro residencial.  Es multiplataforma, por lo tanto puede funcionar en diferentes sistemas y con diferentes lenguajes de programación.  Ofrece protección frente a accesos indeseados.  Es gratuita y proporciona un rendimiento similar a cualquier sistema de pago. Figura 5: Estructura de una base de datos de una residencia de la tercera edad Solución tecnológica de e-Salud para toma de medidas y gestión de usuarios en centros de día y residencias de la tercera edad Samuel Longares Losilla - Eduardo Prado Clemente 22 Análisis y diseño 2.2.3.2 Servicio web Una vez se decide desarrollar un servicio web, hay que decidir sus características dependiendo del uso que se le vaya dar como la arquitectura y tecnología de desarrollo más apropiada, así como el tipo de seguridad que se va a incluir en el mismo. 2.2.3.2.1 Arquitectura En el contexto móvil en el que se enmarca esta plataforma, se ha optado por una arquitectura tipo REST. Se ha optado por este tipo porque a diferencia de la arquitectura SOAP se centra en el uso de estándares http para la transmisión de datos sin necesidad de una capa adicional. Además el consumo de los datos, además de liviano, se articula de forma muy sencilla mediante peticiones POST, PUT, GET y DELETE. Como contenedor de la información se utilizara JSON y, aunque también se podría utilizar XML, se ha optado por esta opción porque su lenguaje es mucho menos pesado. Esto nos permitirá mejorar la velocidad de acceso en un escenario de recursos escaso como es el móvil, aligerando la carga de datos que se transmiten. 2.2.3.2.2 Tecnología Para la implementación de esta arquitectura se utilizará ASP.NET Web API. Se ha optado por esta tecnología porque facilita el desarrollo de servicios http para clientes de todo tipo y, en especial, para dispositivos móviles. ASP.NET Web API es la plataforma idónea para la creación de servicios web REST en .NET Framework 4.5. Figura 6: Arquitectura ASP.NET Solución tecnológica de e-Salud para toma de medidas y gestión de usuarios en centros de día y residencias de la tercera edad Samuel Longares Losilla - Eduardo Prado Clemente 23 Análisis y diseño 2.2.3.2.3 Seguridad El tema de la seguridad es clave en este tipo de aplicaciones tanto móviles como fijas y más aún cuando se manipulan datos sensibles como son los datos médicos protegidos por la Ley Orgánica de Protección de Datos (LOPD). La seguridad se concentrará en el lado del servidor. Una de las características de la arquitectura REST es que son sistemas sin estado, es decir que cada mensaje http contendrá toda la información necesaria para interpretarse. Por ello, se implementarán los siguientes sistemas de seguridad que garantizarán la completa fiabilidad de los datos recibidos.  https Las credenciales de acceso viajarán en cada petición que el cliente realice al servidor. Por esto todas las comunicaciones se realizarán usando Secure Sockets Layer (SSL) para garantizar la total seguridad de los datos intercambiados. Para ello se compró un certificado SSL de autenticación. Esto proporcionará autenticación del sitio web, además de protección contra ataques man-in-the-middle y encriptación bidireccional.  Basic Authorization Las credenciales del usuario que accede a la plataforma viajaran en cada petición para ser cotejadas con las almacenadas en la base de datos. Un error grave sería almacenar estas contraseñas en forma de texto limpio sin encriptar porque en caso de que alguien pudiese ver la base de datos conocería las credenciales de acceso. Por ello, se plantea almacenar estas contraseñas en forma de hash de la que, teóricamente, es imposible encontrar su función inversa. Además, se plantea crear un salt aleatorio para dificultar aún más que estas contraseñas sean des-encriptadas. Se propone el esquema de criptografía basado en el método Basic Authorization que se detallará en el capítulo 3.2.2.1para almacenar las contraseñas.  Advanced Encryption Standard (AES) En el momento en el que se pretende desarrollar una aplicación que manipulará y almacenará datos médicos aparecen trabas legales debido a que esta información médica no puede estar asociada a quien pertenece de forma directa. Esto implica la implementación de algún tipo de encriptación. Se ha elegido AES como algoritmo simétrico de encriptación para las medidas que se almacenarán como un texto encriptado. Este es un método muy seguro para almacenamiento de datos ya que la clave (128bits) solo es conocida por el propietario. Aún no se conocen ataques satisfactorios sobre este algoritmo de encriptación (ver capítulo 9.2) Solución tecnológica de e-Salud para toma de medidas y gestión de usuarios en centros de día y residencias de la tercera edad Samuel Longares Losilla - Eduardo Prado Clemente 24 Análisis y diseño 2.2.3.3 Despliegue Debido a que el fin de esta plataforma es que pueda estar instalada en varios centros residenciales, aparece la problemática de cómo se haría el despliegue en cada uno de estos centros. Como es lógico, ésta realidad se hizo patente una vez el proyecto estaba muy avanzado, por lo tanto volveremos a hablar de las dos fases en el diseño.  Diseño individual Tal y como se diseñó la plataforma en una primera fase implicaba su personalización para cada centro residencial en que se instale. En concreto, esta personalización sería la de un servicio web escuchando en un puerto en concreto y una base de datos para cada centro sanitario. Problemática de crecimiento La instalación de la plataforma en una residencia implicará una serie de pasos que de tener que repetirse con asiduidad repercutiría en una gran pérdida de tiempo. A este proceso de puesta en marcha se le llama Set-Up e implicará la creación de una base de datos individual para cada centro y la publicación en el servidor un servicio web que apunte a esta base de datos. Y por tanto adaptar las dos aplicaciones para que utilicen la base de datos y el servicio web que les corresponde. Además aparece el problema de la actualización de versiones para la plataforma, en el caso en el que se deseara dotar a los centros con una versión de la solución más avanzada y con más funcionalidades supondría tener que actualizar uno a uno todos los centros teniendo que ir personalmente a realizar la actualización.  Diseño común Este nuevo diseño consiste en tener una base de datos para cada centro y adaptar el servicio web para que todas las aplicaciones lo utilicen y sean dirigidas a la base de datos que les corresponde. Para esto se ha pensado crear una base de datos intermedia con los datos de los centros residenciales y las credenciales de acceso a su base de datos. De este modo las aplicaciones se descargarán estas credenciales y las utilizarán para acceder a su base de datos. Como vemos, esto solo solucionaría el problema de la creación de múltiples servicios web pero, aún quedaría el problema de las actualizaciones. El mayor problema es la actualización de la aplicación de gestión la cual estará instalada localmente en el ordenador personal del centro. Por ello se plantearon dos opciones: Funcionamiento en remoto Esto quiere decir que la aplicación no estaría físicamente en su ordenador sino que se crearía un acceso remoto a la aplicación que estaría localizada en nuestro servidor y por tanto podríamos modificarla. Este sistema se ha probado y solucionaría el problema de tener que ir a instalar la actualización al centro sanitario correspondiente pero se ha comprobado que al funcionar a través de internet, primero necesitarían una conexión rápida y estable y además nos Solución tecnológica de e-Salud para toma de medidas y gestión de usuarios en centros de día y residencias de la tercera edad Samuel Longares Losilla - Eduardo Prado Clemente 25 Análisis y diseño obligaría a prescindir de muchas funciones gráficas que se ven limitadas por no poder refrescarse a una velocidad aceptable mediante la red. Publicación de actualizaciones La solución que se ha adoptado es la de publicación de actualizaciones en nuestro servidor. De modo que cada vez que se inicie la aplicación en los centros, lo primero que hará será comprobar si existen actualizaciones en nuestro servidor y, en caso afirmativo, se actualizará automáticamente la aplicación evitando de este modo una actualización manual e individual. La herramienta elegida para la publicación, instalación y actualización automática de la aplicación de escritorio es ClickOnce de Microsoft. La aplicación para le Smartphone también se actualiza automáticamente a través de nuestro servidor descargando automáticamente el paquete de instalación (apk) del servidor. En el capítulo 3.3 se darán más detalles de cómo ha sido implementado este sistema de actualizaciones automáticas. Solución tecnológica de e-Salud para toma de medidas y gestión de usuarios en centros de día y residencias de la tercera edad Samuel Longares Losilla - Eduardo Prado Clemente 32 Desarrollo e implementación  Adquisición de medidas Este módulo intentará establecer conexión con todos los dispositivos médicos que estén pareados con el Smartphone mediante su dirección MAC. Una vez se haya conectado un dispositivo empezará a interpretar el protocolo de comunicación asociado al tipo de dispositivo que se está conectando utilizando su perfil puerto serie (SPP). De este modo se leerá la medida o medidas, dependiendo del tipo de dispositivo médico.  Envío / Almacenamiento de medidas La medida realizada se enviará a la base de datos mediante la petición correspondiente al servicio web junto con el identificador del residente a que se le ha tomado y el del profesional que se la ha tomado.  Aviso a familiares El aviso a familiares se hará mediante sms a través de la compañía Twilio, una Cloud Communications Company que nos permitirá enviar sms a través internet. Para su implementación se hará uso de la API propiedad de dicha compañía. Se permitirá el envío de mensajes a cualquiera de los contactos del residente objeto de la medida, a ciertos contactos de la residencia en función de los roles (administradores y médicos), a las personas de contacto de los centros médicos asociados al centro residencial o también se podrá introducir un número de móvil manualmente. De igual modo que para la adquisición de medidas, en caso de no existir o fallar la conexión a internet, el SMS quedará almacenado en la base de datos SQLite del móvil y se enviará automáticamente cuando haya disponible conexión a internet. Solución tecnológica de e-Salud para toma de medidas y gestión de usuarios en centros de día y residencias de la tercera edad Samuel Longares Losilla - Eduardo Prado Clemente 33 Desarrollo e implementación 3.1.3 Aplicación de gestión La aplicación de gestión se ha implementado haciendo uso del entorno de trabajo Visual Studio 2012 en lenguaje de programación C#. Debido a que, por lo general, los ordenadores existentes en los centros residenciales no están actualizados se decidió programarlo para framework 2.0 o por lo que será compatible con sistemas operativos desde Windows XP Service Pack 1 hasta el reciente Windows 8.1 y sucesivos. Mi labor fue la de su desarrollo, implementación e integración en la plataforma. A diferencia de la aplicación móvil la cual es muy guiada, la aplicación de gestión posee un interfaz gráfico principal desde el cual son accesibles todos los módulos. El interfaz principal está dividido en pestañas como se puede ver en la figura 14. Se ha intentado que fuese lo más intuitiva y homogénea posible.  Gestión de residentes Se permitirá la creación, edición y eliminación de perfiles de residente. En el anexo 4 (interfaz de usuario) se pueden ver los formularios para la introducción de datos. Además en el interfaz principal se podrá visualizar una lista con todos los residentes activos y un resumen de su ficha personal pasando el ratón por encima de la lista.  Gestión de personal sanitario Para dar homogeneidad a la aplicación el aspecto visual tanto del interfaz principal como de las acciones que se pueden realizar es muy similar al de gestión de residentes (ver anexo 4)  Gestión de acceso al sistema Se ha separado el interfaz principal en dos partes bien diferenciadas como se dijo en el capítulo de diseño. Por un lado acciones para dar de alta y baja una tarjeta en el sistema y por el otro las acciones de vinculación y desvinculación de la tarjeta a un profesional. El interfaz también se ha hecho muy intuitivo como se puede (ver anexo 4). Además se ha implementado un servicio para el envío de e-mail en caso de olvido de contraseña. Se resetea la contraseña generando una de forma aleatoria y se envía a la dirección que se proporcionó al crear el perfil. Solución tecnológica de e-Salud para toma de medidas y gestión de usuarios en centros de día y residencias de la tercera edad Samuel Longares Losilla - Eduardo Prado Clemente 34 Desarrollo e implementación Figura 12: Configuración del cliente smtp para el envío de e-mails Figura 13: Cuerpo personalizado del e-mail Solución tecnológica de e-Salud para toma de medidas y gestión de usuarios en centros de día y residencias de la tercera edad Samuel Longares Losilla - Eduardo Prado Clemente 35 Desarrollo e implementación  Generación de informes y pre-visualización de medidas Este módulo se ha dividido en dos partes, la pre-visualización de medidas que será accesible desde el interfaz principal (ver anexo 4) y la generación de informes que será accesible desde la ficha personal de cada residente. Para ver el modelo de informe generado (ver anexo 4). Para resaltar las medidas fuera de lo normal y así hacer más fácil la tarea de identificar estas anomalías, aparecerán resaltadas en rojo las medidas fuera del rango de valores que la Organización Mundial de la Salud considera como valores normales. Figura 14: Interfaz principal de la aplicación de gestión Solución tecnológica de e-Salud para toma de medidas y gestión de usuarios en centros de día y residencias de la tercera edad Samuel Longares Losilla - Eduardo Prado Clemente 36 Desarrollo e implementación  Background Workers Uno de los puntos más importantes de la aplicación de gestión y que contribuyen a dar sensación de fluidez es el uso de Background Workers. Generalmente, las aplicaciones de formularios que consumen datos de una base de datos alojada en un servidor y que, por tanto, tienen que realizar accesos a la misma, suelen atascarse hasta que termina la ejecución del acceso que dependiendo del volumen de datos y la conexión a internet puede resultar en un tiempo considerable. Los Background Workers son utilizados para crear nuevos hilos de ejecución en los que se realizan operaciones que implican un gran tiempo de ejecución como por ejemplo los accesos a la base de datos. De este modo no se interrumpe el hilo principal de la aplicación. Nos permitirán reportar al hilo principal los progresos de la ejecución y así poder informar al usuario final. También se permite crear tanto hilos de ejecución como se quieran lo que nos permitirá realizar varios accesos simultáneos a la base de datos. Figura 15: Ejemplo de Background Worker Solución tecnológica de e-Salud para toma de medidas y gestión de usuarios en centros de día y residencias de la tercera edad Samuel Longares Losilla - Eduardo Prado Clemente 37 Desarrollo e implementación  Primer usuario El tratamiento del primer usuario del sistema es un tema importante porque ayudará a que los centros residenciales puedan iniciar el funcionamiento de la aplicación por sí mismos. En el diagrama de flujo descrito en el capítulo de diseño se observa que el primer módulo es el de autenticación. La problemática surge en caso de no existir ningún usuario registrado ya que resultaría imposible acceder a la plataforma. Por ello antes de cargar el módulo de autenticación se hace una comprobación de si la base de datos de usuarios está vacía. En tal caso la aplicación mostrará un formulario desde el que se creará el primer usuario que tendrá rol de administrador.  Accesos a la base de datos El acceso a la base de datos se realizará a través del servicio web mediante peticiones http. A diferencia de la aplicación móvil en la que generalmente son de consumo de datos (GET), en la aplicación de gestión tiene que poder generar, editar y borrar datos de la base de datos, además de consumirlos. Lo que implicará un gran número de peticiones. Figura 16: Ejemplo de petición http GET de la aplicación de gestión Solución tecnológica de e-Salud para toma de medidas y gestión de usuarios en centros de día y residencias de la tercera edad Samuel Longares Losilla - Eduardo Prado Clemente 38 Desarrollo e implementación 3.2 Servidor En este capítulo se va a explicar cómo se ha implementado el lado del servidor, que como hemos comentado varias veces consta de una base de datos relacional MySQL y un servicio web. 3.2.1 Base de datos MySQL La base de datos se ha intentado que reproduzca fielmente la estructura real de un centro sanitario para ello se van a describir primero los bloques del diagrama Entidad-Relación (EER) para luego describir las relaciones existentes entre ellos.  Diagrama EER El diagrama EER es la forma abstracta de describir una base de datos relacional que almacena los datos en tablas. A continuación se detallan los diferentes bloques y tablas que contiene el diagrama pero no se podrá ver gráficamente por ser propiedad de la empresa Goodday Solutions. Bloque de residentes: Este bloque contendrá toda la información necesaria para identificar unívocamente al residente dentro del centro residencial como son el DNI, datos personales, habitación dentro del centro, etc.... De especial importancia será su número de DNI el cual al ser único para cada persona se utilizará como identificador con el que se realizarán las relaciones entre tablas. Podrán ser diferenciados entre fijos y de centro de día dependiendo de si tienen asignada una habitación o en su lugar la secuencia C.D. (Centro de día). También tendrá un campo que identificará si el residente está activo o pertenece al grupo de históricos que por alguna razón ya no pertenecen al centro Bloque de personal sanitario: El bloque de personal sanitario, al igual que el de residentes, contendrá la información necesaria para su identificación dentro del centro. El DNI tendrá igual importancia y se utilizará para realizar las relaciones con otras tablas aunque el e-mail cobra una gran importancia porque se utiliza para el envío y reseteo de contraseñas. A cada perfil se le asignará un rol que será utilizado para establecer sus privilegios dentro de la plataforma. Bloque de medidas: En el bloque de medidas se almacenarán todos los datos necesarios para que puedan ser interpretadas por los médicos, valor, tipo, así como la fecha y hora a la que se tomaron y los identificadores de a quién pertenece esa medida y por quién fue tomada. Bloque de tarjetas: Esta tabla contendrá únicamente tres campos: el identificador único de la tarjeta (Unique IDentifier, UID), un campo de texto para etiquetar las tarjetas e identificarlas más fácilmente en la plataforma y, por último, contendrá el identificador del profesional (DNI) al que está asignada, sí lo está, en caso de no estar asignada este campo tendrá valor nulo. Solución tecnológica de e-Salud para toma de medidas y gestión de usuarios en centros de día y residencias de la tercera edad Samuel Longares Losilla - Eduardo Prado Clemente 39 Desarrollo e implementación Bloque de centros sanitario: Todos los datos de un centro sanitario como su nombre y su dirección, además de los datos de las personas de contacto de este centro. Bloque de contactos de residentes: Contendrá el nombre, la relación familiar que les une, el número de teléfono, el e-mail y el identificador del residente del que es familiar. Bloque de direcciones: Por no ser imprescindible y además poder poseer más de una se creó el bloque de direcciones que contendrá además el residente al que pertenece.  Relaciones A continuación se detallan como son las relaciones entre los diferentes bloques (ver capítulo 8.5): Residentes 1:N Medidas que se le han realizado. Personal sanitario 1:1 Tarjetas Personal sanitario 1:N Medidas que ha llevado a cabo. Centros sanitarios 1:N Contactos de centro sanitario. Residentes N:M Personas de contacto. Residentes N:M Direcciones 3.2.2 Servicio web El servicio web también ha sido programado, del mismo modo que la aplicación de gestión, utilizando el entorno Visual Studio así como el lenguaje de programación C#. La diferencia es que el servicio web se desplegará en el servidor de la empresa que posee el sistema operativo Windows Server 2012, por lo tanto se utilizará el Framework 4.5 con el que es compatible la nueva ASP.NET Web API que facilitará el desarrollo del servicio web. El bloque central son los controladores que, básicamente, definen las llamadas al servicio web y gestionan sus respuestas.  Controladores El servicio trabajara con peticiones que, como se ha comentado en el capítulo de diseño, en una arquitectura REST son: POST, PUT, DELETE y GET. En la llamada irán todos los parámetros para decodificarla, es decir, para saber el tipo de petición que es, que es lo que se está pidiendo, así como las credenciales de autenticación y en el caso particular de peticiones de tipo POST o PUT el contenedor de datos JSON correspondiente con la información a almacenar. Solución tecnológica de e-Salud para toma de medidas y gestión de usuarios en centros de día y residencias de la tercera edad Samuel Longares Losilla - Eduardo Prado Clemente 40 Desarrollo e implementación  Comunicación con la base de datos En la forma de comunicación con la base de datos hubo dos fases como en casi todo el proyecto. Una primera en la que se hizo uso de una ObjectRelational Mapping (ORM) para luego cambiar a consultas puras SQL. 1ª Fase: ORM Se utilizó NHibernate en un primer momento. Es una herramienta para .NET en lenguaje C# que permite el mapeo a consultas SQL de forma muy fácil y rápida. Además de realizar el mapeo de las tablas de la base de datos a objetos mucho más manejables, también resulta mucho más fácil el añadir criterios de búsqueda sin tener que construir una instrucción SQL muy larga. Su punto fuerte es la facilidad de uso. El problema del uso de este tipo de técnicas es la poca flexibilidad que ofrecen a la hora de realizar cambios en el diseño de la base de datos además de la baja eficiencia que presentan en términos de accesos a ella. Figura 17: Ejemplo de acceso a la base de datos mediante NHibernate Solución tecnológica de e-Salud para toma de medidas y gestión de usuarios en centros de día y residencias de la tercera edad Samuel Longares Losilla - Eduardo Prado Clemente 41 Desarrollo e implementación 2ª Fase: SQL En la segunda fase se cambió a lenguaje SQL, el cual a pesar de resultar más tediosa la construcción de estas peticiones es mucho más eficiente que usar un ORM en términos de tiempo-volumen de datos-nº de accesos. Como se puede ver comparando los dos extractos de código el utilizar una ORM realiza más sencilla la tarea de programación pero es poco eficiente y en el momento en el que se quiere hacer una ampliación de la base de datos es poco flexible e implica muchos cambios. Figura 18: Ejemplo de acceso a la base de datos mediante secuencia SQL Solución tecnológica de e-Salud para toma de medidas y gestión de usuarios en centros de día y residencias de la tercera edad Samuel Longares Losilla - Eduardo Prado Clemente 48 Resultados  Paso 2: Aplicación de gestión o Autenticación de personal de administración: El profesional de administración se autentica mediante la introducción de sus credenciales de acceso. o Gestión de usuarios: El profesional de administración podrá gestionar los perfiles de los usuarios del centro, tanto residentes como personal sanitario o Gestión de acceso al sistema: Permite la administración de las tarjetas NFC. o Generación de Informes: El profesional de administración genera un informe con las medidas que se han realizado. Figura 24: Ejemplo de sms como aviso a familiar o centro médico Solución tecnológica de e-Salud para toma de medidas y gestión de usuarios en centros de día y residencias de la tercera edad Samuel Longares Losilla - Eduardo Prado Clemente 49 Resultados 4.1 Implantación real La implantación de la plataforma en un centro residencial supuso un gran reto, hubo que preparar un protocolo de actuación para la instalación in situ además de preparar manuales de uso a modo de guía rápida. También se quiso realizar una evaluación por medio de encuestas que mida la satisfacción y aceptación de la nueva plataforma que se les va a instalar. En este capítulo se relata cómo fue la implantación real de la plataforma en la Residencia Avenida la cual se realizó de forma profesional. 4.1.1 Protocolo de actuación  Previa: Comprobación de las características técnicas de las instalaciones o Entrega y recogida de la ficha de requisitos técnicos (ver anexo 6, capítulo 12.1) o Despliegue de una base de datos específica para la residencia o centro de día. o Preparación del kit de dispositivos y tarjetas NFC. o Instalación de aplicación Android en Smartphone.  Presentación: con representantes tanto del personal sanitario como del personal de administración. o Introducción personal o Introducción del proceso que se va a seguir para la instalación durante los próximos minutos. o Explicación del proceso a seguir en caso de incidencia durante la primera semana de aclimatación.  Instalación: Incluye la instalación técnica de la plataforma en las infraestructuras del centro residencial, así como una breve explicación y demostración del proceso de uso y la resolución de dudas sobre la plataforma y su utilización. o Instalación de la aplicación de gestión en el ordenador en el que va a ser utilizada.  Comprobación de la versión del Framework de .NET instalada y e instalación si existiera algún problema con dicha versión. o Explicación general de su uso diario  Autenticación mediante DNI y contraseña  Alta, baja y modificación de usuarios  Breve explicación del proceso de gestión de la asignación de tarjetas NFC a los perfiles de personal sanitario (explicación más extensa con ayuda del Smartphone posteriormente)  Comprobación de que la base de datos está vacía o Configuración de WiFi en el Smartphone o Explicación de uso de la aplicación móvil (la aplicación irá pre-instalada)  Identificación mediante NFC  Prueba de funcionamiento con todos los dispositivos médicos utilizando el usuario de prueba. Solución tecnológica de e-Salud para toma de medidas y gestión de usuarios en centros de día y residencias de la tercera edad Samuel Longares Losilla - Eduardo Prado Clemente 50 Resultados o Comprobación de que la medida ha sido almacenada en la base de datos y es accesible desde la aplicación de escritorio mediante la generación de un informe. o Entrega de los manuales de uso rápido o Instalación de la aplicación de escritorio en otros ordenadores si el centro lo desea.  Evaluación: Explicación del proceso de evaluación tanto al personal sanitario como al personal de administración. o Explicación completa del proceso de evaluación mediante encuestas  Encuestas de evaluación previas, de evolución y posteriores o Entrega de encuesta previa para su realización en el momento y recogida de la misma. o Entrega de encuestas de evolución y posterior para su realización durante la primera semana de uso. Recogida al finalizar el proceso. 4.2 Evaluación Como se ha dicho en capítulo anterior se ha querido realizar una evaluación de la satisfacción de los usuarios con la plataforma. Esta evaluación se ha dividido en dos partes, una que evaluará la satisfacción de uso de la plataforma propiamente dicha y otra que evaluará simplemente aspectos gráficos de la aplicación. Las encuestas realizadas por el personal de la residencia se pueden ver en el anexo 5.  Evaluación de uso: Este proceso de evaluación se va a realizar mediante la realización de dos encuestas, ya que para poder evaluar si la plataforma mejora las prestaciones del proceso antiguo, se necesita tener una valoración de ese proceso. Para la evaluación del proceso antiguo se realiza la encuesta llamada previa. Se ha diseñado una encuesta para el personal de administración que evaluará como es su trabajo a la hora de dar de alta usuarios, generar informes, etc. Y otra encuesta para el personal sanitario que evaluará el proceso de toma de medidas y su transcripción manual al soporte de almacenamiento que se utilice. Para la evaluación del nuevo proceso se ha diseñado una encuesta llamada posterior también para los dos grupos de usuarios. Que evaluarán los nuevos procesos de las acciones que les conciernen.  Evaluación del diseño gráfico: Este proceso se va a realizar mediante la realización de una única encuesta por parte del personal sanitario y otra por parte del personal de administración, serán las llamadas de evolución. El objetivo de las mismas es conocer, además de si el diseño es agradable para los usuarios, si las acciones a realizar son fácilmente reconocibles, si es fácil el acceso a los diferentes módulos y demás aspectos de usabilidad. Por ello se han creado dos diferentes encuestas. La referente al personal de administración evaluará principalmente la aplicación de gestión que será la que será utilizada por este grupo de personas. Y la encuesta referente al personal sanitario evaluará la aplicación móvil ya que éstos serán los encargados de realizar la toma de medidas. Solución tecnológica de e-Salud para toma de medidas y gestión de usuarios en centros de día y residencias de la tercera edad Samuel Longares Losilla - Eduardo Prado Clemente 51 Resultados 5 Conclusiones y líneas futuras 5.1 Aportaciones al trabajo realizado En este PFC se ha desarrollado una plataforma de gestión total del proceso de monitorización de las constantes vitales en entornos residenciales. Permitiendo la digitalización de los datos de forma automática, la generación de informes útiles para los médicos y dar un servicio de avisos a familiares o centros médicos en caso de incidencia. Con el consecuente ahorro de tiempo en la realización de este proceso que permitirá a los gerocultores invertir el tiempo ahorrado en mejorar la atención de los residentes. Como se ha comentado, en la actualidad existen herramientas para la administración de centros residenciales, pero ninguna que integre el proceso de toma de medidas, digitalización de los datos automática y generación de informes útiles. Por lo tanto la integración de este proceso con una herramienta de gestión cierra el círculo de digitalización de los datos médicos, lo cual es una gran aportación tanto para los entornos residenciales como para Goodday Solutions, la empresa dónde se ha desarrollado. Destaca el diseño, desarrollo, implementación, despliegue y evaluación de una herramienta funcional y que integra multitud de tecnologías, todas ellas muy novedosas y de muy diferentes ámbitos. Ya que al realizarse una implantación real han existido multitud de trabas legales a cumplir Por último comentar que esta plataforma ha sido diseñada para centros residenciales y se ha comprobado su funcionamiento de forma correcta pero que gracias a la arquitectura escogida facilita su escalabilidad y podría ser adaptada a entornos más complejos como podría ser una clínica privada o un hospital público. Con el consecuente ahorro que supondría en los mismos el que la realización de la historia clínica sería automática, lo cual supone una de los mayores gastos de tiempo para un enfermero. 5.2 Cumplimiento de los objetivos propuesto Cabe destacar que la plataforma ya ha sido instalada en un centro residencial en el que está funcionando con resultados muy satisfactorios, lo cual supone el cumplimiento del objetivo principal de este proyecto. En muchas ocasiones este es el paso más complicado y muchas buenas ideas acaban no llevándose a la práctica, pero en este caso gracias a la apuesta tan fuerte que ha hecho Goodday con este proyecto, ha sido posible. En cuanto a los objetivos concretos:  Diseño, desarrollo e implementación de una aplicación Android para Smartphone: Se ha cumplido el objetivo de la realización los módulos de autenticación y control de acceso mediante NFC, el módulo de comunicación con los dispositivos médicos mediante Bluetooth. Solución tecnológica de e-Salud para toma de medidas y gestión de usuarios en centros de día y residencias de la tercera edad Samuel Longares Losilla - Eduardo Prado Clemente 52 Resultados  Diseño, desarrollo e implementación de una aplicación de gestión para la administración de usuarios y medidas: Se ha cumplido el objetivo completamente en todos sus módulos, incluso se han añadido funcionalidades extra en todos los módulos como son los motores de ayuda de búsqueda mediante filtrado y agrupado por multitud de características. Además de la creación de un interfaz moderno e intuitivo que hace que su uso sea mucho más sencillo.  Diseño, desarrollo e implementación de un módulo servidor para el almacenamiento y tratamiento de datos: Se ha cumplido el objetivo completamente, incluso se cambió el diseño inicial para que la búsqueda en la base de datos fuese mucho más eficiente y rápida. Con esto se consiguió una plataforma más fluida.  Implantación real y evaluación de la plataforma: Se ha cumplido ya que se ha implantado en una residencia de Aragón y se realizó un proceso de evaluación mediante encuestas. 5.3 Valoración personal A título personal, este proyecto fin de carrera ha resultado ser una experiencia sumamente gratificante tanto a nivel profesional como personal. En primer lugar, a nivel profesional, considero que los conocimientos adquiridos me serán de mucha utilidad en el ámbito profesional. Debido a las características de este proyecto, he tenido la oportunidad de aprender numerosas tecnologías (algunas con más profundidad que otras), todas ellas de rabiosa actualidad y enorme potencial (Android, NFC, Bluetooth, MySql, SQLite, .NET, servicios web REST, etc.). Por otra parte, la temática general del proyecto me apasiona (e-Salud) y, desde mi punto de vista, es uno de los ámbitos de más demanda en la actualidad y en el futuro. En segundo lugar, a nivel personal, estoy muy contento con el ambiente y el grupo humano que me he encontrado en la empresa Goodday Solutions S.L. Sin duda, me han facilitado al máximo la tarea que me ocupaba, con su interés y dedicación. Además, he tenido la oportunidad de comprobar la realidad de las jóvenes empresas innovadoras, en las cuales el grupo de trabajo ha de ser lo más interdisciplinar posible, donde los proyectos son llevados por la totalidad de sus componentes permitiéndome observar una inmejorable perspectiva global de respuesta ante diferentes proyectos. Por otra parte, me gustaría resaltar que estoy muy satisfecho con mi respuesta personal al problema inicial de la falta de conocimientos de todas las tecnologías empleadas a lo largo de este PFC así como la resolución de diversos problemas durante su desarrollo. Finalmente, la plataforma desarrollada en este PFC está funcionando de forma profesional una residencia de Aragón y como se desprende de la evaluación realizada estoy muy satisfecho con el resultado obtenido. Solución tecnológica de e-Salud para toma de medidas y gestión de usuarios en centros de día y residencias de la tercera edad Samuel Longares Losilla - Eduardo Prado Clemente 53 Resultados 5.4 Líneas futuras La plataforma se ha realizado de forma modular de manera que futuras ampliaciones o mejoras no suponga un mucho trabajo. Existe una gran capacidad de mejora en lo que a funcionalidades de administración en la aplicación de gestión se refiere. Por ello tanto en el servicio web, en la base de datos y en la aplicación de gestión ya se tuvo en cuenta la inclusión de estas posibles ampliaciones.  Identificación mediante huella dactilar: Tal y como se planteó al inicio de este proyecto, la identificación mediante huella dactilar par la identificación de residentes reduciría el riesgo de errores humanos en la fase de selección.  Proceso de evaluación: Debido a que el proyecto piloto se realizó en una única residencia el proceso de evaluación realizado no dispone de las suficientes muestras. Una vez esté implantado en más residencias o centros de días se pretende realizar un proceso de evaluación con una metodología más rigurosa.  Módulos de valor añadido: Se plantea el desarrollo de ciertos módulos que dotaran a la plataforma de más funcionalidades. Por ejemplo módulo de posología, módulo de curas y módulo de tratamientos farmacológicos.  Agenda: Programación de agendas para gerocultores y personal de administración. Acceso a las mismas desde el Smartphone. Asociación de acciones programadas a cada residente con el gerocultor que la realizará.  Notificaciones: Implementación de un servicio de notificaciones al Smartphone de cualquiera de los módulos programables.  Integración con redes sociales: Se planta la integración con algún tipo de red social médica de la que pudiesen participar tanto personal sanitario como residentes y familiares. Solución tecnológica de e-Salud para toma de medidas y gestión de usuarios en centros de día y residencias de la tercera edad Samuel Longares Losilla - Eduardo Prado Clemente 54 Resultados Solución tecnológica de e-Salud para toma de medidas y gestión de usuarios en centros de día y residencias de la tercera edad Samuel Longares Losilla - Eduardo Prado Clemente 55 Bibliografía 6 Bibliografía 1. World Health Organization (WHO, OMS en español). Health Topics. eHealth. http://www.who.int/topics/ehealth/en/ 2. B. Friedman et al. Patient satisfaction, empowerment, and health and disability status effects of a disease management-health promotion nurse intervention among Medicare beneficiaries with disabilities. The Gerontologist, vol. 49, pp. 778-792.2009. 3. S.M.Musa; Roy G. Perry Coll. of Eng., Prairie View A&M Univ., Prairie View, TX, USA, T.D.Q.Jefferson, M.N.O. Sadiku. A simple model for biometric identification technology using fingerprint scanning. Southeastcon, 2012 Proceedings of IEEE. 10.1109/SECon.2012.6197071 4. Padma Polash, P.; Ahsanullah Univ. of Sci. & Technol., Dhaka; Maruf Monwar, M. Human iris recognition for biometric identification. Computer and information technology, 2007. iccit 2007. 10th international conference on. 10.1109/ICCITECHN.2007.4579354 5. Engelberg, S.; Saidoff, Y.; Israeli, Y. Voice identification through spectral analysis. Instrumentation & Measurement Magazine, IEEE (Volume:9 , Issue: 5 ). 10.1109/MIM.2006.1708353 6. Continua Health Alliance. http://www.continuaalliance.org/ 7. Continua Health Alliance. http://mobihealthnews.com/2577/continua-pickszigbee-bluetooth-le-for-health-devices-sensors/ 8. Página web oficial de ResiPlus. http://www.addinformatica.com/en/ 9. Página web oficial Resiges. http://www.resiges.com/ 10. J.Noueihed, R. Diemer, S. Chakraborty, S. Biala. Comparing Bluetooth HDP and SPP for Mobile Health Devices. BSN '10 Proceedings of the 2010 International Conference on Body Sensor Networks. 978-0-7695-4065-8 11. L.C. Guillou et al. The smart card: A standardized security device to public cryptology. Contemporary Cryptology: The Science of Information Integrity, IEEE Press, 1992 12. Roger Merckling and Anne Anderson. RFC 57.0: Smart Card Introduction. 1994 13. David Everett. Identity verification and biometrics. Computer Security Reference Book. Butterworth-Heinemann. 1992 14. Eric Guerrino et al. User authentication and encryption overview. 1997 15. Rafael Navarro Marset. Departamento de Sistemas Informáticos y computación de la Universidad Politécnica de Valencia. REST vs WEB Services. Modelado, Diseño e Implementación de Servicios Web. 2006-2007 16. Microsoft Developer Network. SOAP, REST y más. MSDN Magazine. Julio 2009 Solución tecnológica de e-Salud para toma de medidas y gestión de usuarios en centros de día y residencias de la tercera edad Samuel Longares Losilla - Eduardo Prado Clemente 56 Bibliografía 17. Android Developers. Intent. http://developer.android.com/reference/android/content/Intent.html 18. Bluetooth quick reference guide. https://www.bluetooth.org/en-us 19. Bluetooth features and technical description. https://www.bluetooth.org/enus 20. NFC-Forum. http://www.nfc-forum.org 21. V. Nilsson and E. Rolf. Near Field Communication (NFC) for Mobile Phones. Master’s Thesis, Lund University. August 2006. 22. MySQL. MySQl 5.0 Refercence Manual. http://dev.mysql.com/doc/refman/5.0/es/index/html 23. MySql. MySQL Workbench. http://dev.mysql.com/doc/workbench/en/index.html 24. SQLite. SQLite Features. http://www.sqlite.org/features.html Solución tecnológica de e-Salud para toma de medidas y gestión de usuarios en centros de día y residencias de la tercera edad Samuel Longares Losilla - Eduardo Prado Clemente 57 Análisis de alternativas de diseño 7 Anexo 1: Análisis de alternativas de diseño 7.1 Alternativas para la identificación/autenticación de usuarios Los métodos de autenticación de usuarios a una plataforma pueden dividirse en tres grande grupos dependiendo del qué se utiliza para verificar la identidad. 7.1.1 Autenticación basada en algo conocido El método de autenticación clásico y más básico consiste en la verificación de su identidad mediante la comprobación de que conoce las credenciales de acceso que a priori sólo ese usuario conoce. Esto consiste en la introducción de una contraseña secreta. Éste método es el más vulnerable ante cualquier tipo de ataque, pero su bajo coste la hace la más utilizada en entornos que no precisan de una alta seguridad. En general la mayoría de las redes de seguridad media baja hacen uso de este tipo de métodos. También suelen ser usadas como método complementario a otro mecanismo de autenticación. En los esquemas de autenticación basados en algo conocido se cumple el mismo protocolo de actuación. Existe una entidad activa y otra pasiva. Las dos entidades acuerdan unas credenciales de acceso que han de mantenerse en secreto para que la autenticación sea fiable. Cuando la entidad activa desea autenticarse debe mostrar el conocimiento de las credenciales a la entidad pasiva que permitirá o no el acceso al sistema en función de si la autenticación ha sido satisfactoria o no. Como se ha dicho este sistema es de una seguridad muy débil, basta con que una de las entidades comparta las credenciales con un tercero para que toda la seguridad se pierda o que alguien lea estas credenciales mediante un ataque. 7.1.2 Autenticación basada en algo poseído Hace más de veinte años un periodista francés llamado Roland Moreno patentaba la integración de un procesador en una tarjeta de plástico; sin duda, no podía imaginar el abanico de aplicaciones de seguridad que ese nuevo dispositivo, denominado chipcard, estaba abriendo. Desde entonces, cientos de tarjetas monedero más sencillas hasta el control de accesos de todo tipo; cuando las chipcards se les incorporó un procesador inteligente nacieron las smartcards [11,12], una gran revolución en el ámbito de la autenticación de usuarios. Desde el punto de vista formal, una tarjeta inteligente es un dispositivo de seguridad del tamaño de una tarjeta de crédito, resistente a la adulteración, que ofrece funciones para un almacenamiento seguro de la información y también para el procesamiento de la misma en base a tecnología Very Large Scale Integration (VLSI). En la práctica, las tarjetas inteligentes poseen un chip empotrado en la propia tarjeta que puede implementar un sistema de ficheros cifrado y funciones criptográficas, y además que las diferencia de las simples tarjetas de crédito, que solamente incorporan una banda magnética donde va almacenada cierta información del propietario de la tarjeta. Cuando el usuario poseedor de una smartcard desea autenticarse necesita introducir la tarjeta en un hardware lector. Los dos dispositivos se identifican entre sí con un protocolo a dos bandas en el que es necesario que ambos conozcan la misma clave (Company Key o Chipcard Communication Key, CK o CKK), lo que elimina la posibilidad de utilizar tarjetas de terceros para autenticarse ante el lector de una determinada compañía. Además esta clave puede utilizarse para asegurar la comunicación entre la Solución tecnológica de e-Salud para toma de medidas y gestión de usuarios en centros de día y residencias de la tercera edad Samuel Longares Losilla - Eduardo Prado Clemente 64 Tecnologías 8.1.2 Estructura de la aplicación La estructura de una aplicación Android está definida por la interacción de distintos componentes, haciendo énfasis en la "agrupación débil" de distintas piezas. La aplicación hará uso de las distintas APIs expuestas por Android, de forma que los componentes encargados de realizar cada tarea puedan ser manipulados o reemplazados sin problemas, asegurando la máxima flexibilidad. Por ejemplo, una aplicación puede permitir al usuario elegir fotos mediante el componente "Galería" o, por ejemplo, reemplazar esa "Galería" por una selección de fotos a través de un servicio online. Los principales componentes de una aplicación serían:  Activity: Representa cada una de las principales tareas que el usuario puede llevar a cabo en la aplicación. Típica (aunque no necesariamente) corresponderá a una pantalla específica de la aplicación y, también normalmente, una Activity será el punto de entrada (pantalla inicial) de nuestra aplicación. Desde ella se invocarán las vistas específicas o layouts para la aplicación.  Intents: La comunicación entre las distintas Activities se lleva a cabo mediante una herramienta de Android que se conoce como Intent [17]. Básicamente, un Intent permite indicarle a Android que se pretende realizar alguna tarea a través de una Activity construida específicamente para esa situación. Existen muchos tipos de Intents, desde el generado por Android al descubrir una tarjeta NFC en el campo de acción al dispositivo hasta el que se produce al llamar a otra actividad. Además, en ciertos tipos de Intents es posible incluso añadir información que la Actividad destino pudiera necesitar.  IntentReceiver: Permite a la aplicación declarar ciertos callbacks que responderán a cambios en el estado del terminal (mediante Intents). Por ejemplo, llamada o email recibido, cambio en la geolocalización, etc.  Service: Una tarea que corre en el background y que puede y debe ejecutarse sin interacción con el usuario. Una aplicación puede mandar los mensajes necesarios a un determinado servicio activo.  ContentProvider: Establece una capa que permite a las distintas aplicaciones compartir datos. Con independencia del almacenamiento local que utilicen para sus propósitos, las aplicaciones necesitan declarar ContentProviders para poner a disposición de otros procesos los datos que consideren necesarios. Estas son algunas de las principales, pero no las únicas piezas de construcción de la aplicación. También es interesante que se defina como pieza de primer nivel, el sistema de notificaciones en pantalla, que se recomienda como principal vía de comunicación con el usuario. 8.1.3 Ciclo de vida de una actividad Android Las actividades que componen una aplicación Android tienen un ciclo de vida muy claro el cual viene determinado por una serie de estados y sus transiciones. Estos estados presentan nombren muy intuitivos como onCreate, onStart, onPause, etc., por lo que la figura 24 que muestra este ciclo de vida no requiere de mucha más explicación. Es un aspecto muy importante que todo desarrollador ha de controlar ya que sino las aplicaciones pueden comenzar a trabajar muy lentamente, pudiendo incluso bloquearse. Solución tecnológica de e-Salud para toma de medidas y gestión de usuarios en centros de día y residencias de la tercera edad Samuel Longares Losilla - Eduardo Prado Clemente 65 Tecnologías 8.1.4 Dispositivos disponibles Android ha conseguido “explotar” en los últimos años siendo actualmente el SO móvil más utilizado por lo que la variedad de dispositivos disponibles en cuanto a tamaño, características y versiones es enorme. Ha dejado de ser fruto de cábalas y especulaciones, para convertirse en una realidad y ocupar la mayor cuota de mercado, superando incluso, según las últimas estadísticas de ventas, al exitoso iPhone de Apple. De la mano de HTC, que apostó por él desde el principio y ha colaborado con Google en su lanzamiento y expansión (fabricando tanto los Dev Phones, primeros dispositivos móviles Android, como el reciente HTC One), el resto de fabricantes se han subido al tren de Android y han desarrollado terminales con el nuevo sistema operativo siendo Samsung el más importante en la actualidad. Además, está en constante evolución en cuanto a sus versiones, la última de ellas llamada KitKat (lanzada a finales de 2013). Figura 25: Ciclo de vida de una actividad Android Solución tecnológica de e-Salud para toma de medidas y gestión de usuarios en centros de día y residencias de la tercera edad Samuel Longares Losilla - Eduardo Prado Clemente 66 Tecnologías 8.1.5 Desarrollo de aplicaciones Para el desarrollo de aplicaciones de Android, Google proporciona una herramienta llamada Android Developer Tools (basada en Eclipse) que facilita el trabajo, ofreciendo herramientas como emuladores, acceso al sistema de archivos, gestión de hilos en ejecución, consola, etc. Por lo tanto, para comenzar a trabajar, lo primero que debe hacerse es descargar dicha herramienta de la página oficial de desarrolladores Android (http://developer.android.com). 8.2 Bluetooth 8.2.1 Introducción al Bluetooth Bluetooth es una tecnología de corto alcance simple, segura y que desde hace unos años podemos encontrar en muchos ámbitos de nuestra vida. Esta tecnología es muy flexible en el sentido de que la podemos encontrar en casi cualquier tipo de dispositivo desde teléfonos móviles, ordenadores y productos de entretenimiento para el hogar hasta dispositivos médicos. Su objetivo principal es llegar a eliminar los cables con los que habitualmente conectamos los dispositivos que usamos ganando indudablemente en comodidad y movilidad pero sin perder la seguridad que estos nos proporcionaban. Bluetooth no deja de ser una especificación para Redes Inalámbricas de área personal (WPAN) que ofrece la posibilidad de transmitir voz y datos de forma simultánea entre dispositivos empleando como medio un enlace por radiofrecuencia en la banda de los 2.4 GHz. Esta frecuencia de radio es una de las bandas reservadas ISM (Industrial, Scientific and Medical) que no requieren licencia. Las razones del éxito de la tecnología Bluetooth y que le ha llevado a consolidarse en el mercado atienden a cuestiones como que es posible integrarla en un gran número de dispositivos de muy diversa índole, elimina los molestos cables y conectores con los que estábamos acostumbrados a lidiar, ofrece la posibilidad de crear reducidas redes personales, permite realizar tareas de sincronización entre equipos y, todo esto, a un coste relativamente bajo. Como fuente de información para la realización los siguientes apartados relacionados con Bluetooth y de esta manera adquirir los conocimientos previos necesarios, se ha acudido a la literatura tecnológica pertinente [18, 19]. 8.2.2 Historia Todo comenzó a mediados de la década los 90, cuando la empresa Ericcson inició una investigación que pretendía estudiar la viabilidad de un interfaz radio, de bajo coste y consumo, que permitiera interconectar teléfonos móviles y otros tipos de dispositivos de forma inalámbrica. Como resultado de este estudio se diseñó un enlace radio de corto alcance llamado MC Link que, unos años más tarde, despertaría el interés de otros importantes fabricantes de equipos móviles lo que originaría la formación de un grupo llamado Bluetooth Special Interes Group (Bluetooth SIG). La idea era lograr un conjunto adecuado de áreas de negocio, ya que se hallaban en el grupo líderes del mercado de varios sectores. Este grupo estaba formado por compañías como Agere, Ericsson, IBM, Intel, Microsoft, Motorola, Nokia y Toshiba y su objetivo era desarrollar las especificaciones para Bluetooth 1.0, que se publicaron en julio de 1999. Solución tecnológica de e-Salud para toma de medidas y gestión de usuarios en centros de día y residencias de la tercera edad Samuel Longares Losilla - Eduardo Prado Clemente 67 Tecnologías 8.2.3 Características del Bluetooth 8.2.3.1 Frecuencia, disposición de canales y modulación Como se ha introducido anteriormente, Bluetooth opera en la banda no regulada ISM de los 2.4 GHz, por lo que esta banda puede ser empleada por numerosos y diferentes dispositivos ya sean industriales, científicos o médicos. La elección de esta frecuencia de operación, presenta el inconveniente de que es posible que en un mismo lugar exista más de un dispositivo emitiendo en esta banda. Por ejemplo, en una misma casa podemos tener un teléfono inalámbrico, la puerta del garaje, un monitor de seguimiento para un bebé, un teléfono móvil usando Bluetooth e incluso la WiFi de casa todas ellas emitiendo en la banda de 2.4 GHz. Por tanto, un dispositivo Bluetooth previsiblemente va a funcionar en un entorno ruidoso, es decir, numerosos dispositivos emitiendo en la banda ISM, con un alcance típico de unos 10 metros y, además, sin requerir línea de visión directa. Por tanto, ha de haber algún tipo de mecanismo que asegure que un dispositivo Bluetooth no sea interferido por otros dispositivos que emitan a la misma frecuencia que él. La solución a este problema pasa por emplear una modulación de espectro ensanchado con saltos en frecuencia (Frequency Hopping Spread Spectrum). 8.2.3.1.1 Espectro ensanchado en Bluetooth Una vez se han introducido las principales formas de realizar una modulación de espectro ensanchado, es momento de ver como se concreta en Bluetooth. Anteriormente se ha adelantado que la solución a los problemas de operación de dispositivos Bluetooth en entornos ruidosos pasaba por emplear una modulación de espectro ensanchado por salto en frecuencia. Por tanto, particularizando este tipo de técnica de espectro ensanchado para el caso de la tecnología Bluetooth, divide la banda ISM a 2.4 GHz en 79 canales cada uno de 1 MHz de ancho de banda. Estos canales se numeran del 0 al 78 comenzando exactamente en 2.402 GHz aceptando una en frecuencia a partir de la central para cada canal ±75 kHz. Cumple con la regulación concerniente a señal fuera de banda dejando para ello bandas de guarda inferior y superior de 2 MHz y 3.5 MHz respectivamente. Cabe destacar que países como España, Francia y Japón, Bluetooth no dispone de 79 canales sino que queda restringido a solamente 23 debido a regulaciones existentes en estos países. Se producen hasta 1600 saltos de canal por segundo permaneciendo en cada uno de ellos únicamente 625 microsegundos (time slot). Esta secuencia de saltos, como se ha comentado anteriormente, es conocida únicamente por el emisor y el receptor y, si se aplica a Bluetooth, quiere decir que cualquier dispositivo que no pertenezca a la misma piconet, no va a conocer esta secuencia de saltos y, por tanto, no va a poder efectuar una comunicación. La modulación que se emplea es de tipo Gaussian Frequency Shift Keying (GFSK) a 1 Mbps con un producto ancho de banda por tiempo de transmisión de bit para el filtro paso bajo gaussiano igual a BT=0.5 que determina la forma de dicho filtro. Un uno binario es representado por una desviación positiva en frecuencia mientras que un cero binario se representa mediante una desviación negativa en frecuencia. El uso de este tipo de modulación FSK consigue reducir el espectro fuera de banda ocupado empleando el espectro de una forma más eficiente. Como se puede ver, usar espectro ensanchado por salto en frecuencia aumenta considerablemente la seguridad de Bluetooth ya que si una tercera parte no autorizada quiere monitorizar la comunicación, sería impracticable que lo hiciera en los 79 canales disponibles entre los que se va saltando siguiendo un orden que no conoce. En la taba 1 se resumen las características de Bluetooth comentadas en este Solución tecnológica de e-Salud para toma de medidas y gestión de usuarios en centros de día y residencias de la tercera edad Samuel Longares Losilla - Eduardo Prado Clemente 68 Tecnologías apartado. Bluetooth Especificaciones Rango de frecuencia 2.4 – 2.4835 GHz (ISM) Tipo de modulación GFSK GFSK BT 0.5 Número de canales 79 Disposición de canales f=2402+k MHz, k=0,…,78 BW canal 1 MHz Banda de guarda superior 3.5 MHz Banda de guarda inferior 2 MHz Tolerancia en frecuencia ±75 KHz desde la central de portadora Tasa de saltos 1600 saltos/segundo Time slot 625 microsegundos Tabla 1: Resumen de las características frecuenciales, disposición de canales y modulación de Bluetooth 8.2.3.2 Transmisión La velocidad de transmisión se encuentra alrededor de 1 Mb/s, un valor inferior a otros estándares radio como 802.11b (11 Mb/s), aunque algo superior a la transmisión infrarroja. Bluetooth utiliza un esquema de división en el tiempo para obtener una transmisión full-dúplex. Su protocolo de banda base es una combinación de conmutación de paquetes y conmutación de circuitos, y posee cuatro canales: tres canales síncronos de voz y un canal asíncrono de datos. Cada canal de voz permite un enlace síncrono de 64 kb/s. El canal asíncrono permite un enlace asimétrico de 721 kb/s y 57.6 kb/s en la respuesta, o un enlace simétrico de 432.6 kb/s. 8.2.3.3 Potencia La velocidad de transmisión se encuentra alrededor de 1 Mb/s, un valor inferior a otros estándares radio como 802.11b (11 Mb/s), aunque algo superior a la transmisión infrarroja. Bluetooth utiliza un esquema de división en el tiempo para obtener una transmisión full-dúplex. Su protocolo de banda base es una combinación de conmutación de paquetes y conmutación de circuitos, y posee cuatro canales: tres canales síncronos de voz y un canal asíncrono de datos. Cada canal de voz permite un enlace síncrono de 64 kb/s. El canal asíncrono permite un enlace asimétrico de 721 kb/s y 57.6 kb/s en la respuesta, o un enlace simétrico de 432.6 kb/s. 8.2.3.4 Alcance El estándar Bluetooth define tres tipos de emisores, todos compatibles entre ellos y que se diferencian en la potencia de transmisión que son capaces de ofrecer (tabla 2). Incluso emitiendo a baja potencia, Bluetooth no requiere línea de visión (LoS) Solución tecnológica de e-Salud para toma de medidas y gestión de usuarios en centros de día y residencias de la tercera edad Samuel Longares Losilla - Eduardo Prado Clemente 69 Tecnologías entre los dispositivos que van a llevar a cabo la comunicación y atravesará sin problemas las paredes de, por ejemplo, una casa haciendo que sea útil para manejar dispositivos en diferentes habitaciones. Clase Tipo (potencia) Potencia (mW) Alcance (metros) Clase 1 Alta 100 mW Aprox. 100. Clase 2 Media 2.5 mW Aprox. 10 Clase 3 Baja 1 mW Aprox. 1 Tabla 2: Resumen de las distintas clases de emisores Bluetooth 8.2.4 Redes Cuando un dispositivo Bluetooth se conecta a otros compartiendo un mismo canal de comunicación, forman una pequeña red denominada piconet. Estas redes se componen de un dispositivo maestro que impone la frecuencia de saltos y de uno o más (hasta siete) dispositivos esclavos. No obstante, hasta 255 dispositivos pasivos pueden permanecer conectados a la piconet, de manera inactiva. Figura 26: Redes Bluetooth. Piconet y Scatternet A su vez, los esclavos pueden estar interconectados a diferentes piconets, formando una scatternet. En la Figura 43 puede verse un ejemplo de la misma en la cual se puede ver un único esclavo (a), varios esclavos (b) y una scatternet (c). 8.2.4.1 Perfiles Bluetooth A parte de los protocolos descritos anteriormente, el estándar define lo que se denomina como perfiles Bluetooth (Bluetooth Profiles). Un perfil define un conjunto de características funcionales para cada aplicación que lo use y se utiliza para garantizar la interoperabilidad entre varios dispositivos Bluetooth que contemplen los mismos perfiles. Un dispositivo dispondrá de al menos un perfil como por ejemplo un manos libres para el coche aunque, muchos otros, soportaran múltiples perfiles como por ejemplo un teléfono móvil. De la pila de protocolos vistos en el apartado anterior, un perfil puede verse como una selección vertical de ella definiendo tanto las diferentes capas de protocolos empleados como las características de cada uno de ellos. Existen multitud de perfiles disponibles en el estándar y una de las grandes diferencias de esta tecnología con respecto a otra es la capacidad de adaptación a futuras necesidades, es decir, si aparece una nueva aplicación para la cual la actual Solución tecnológica de e-Salud para toma de medidas y gestión de usuarios en centros de día y residencias de la tercera edad Samuel Longares Losilla - Eduardo Prado Clemente 70 Tecnologías especificación no da respuesta, basta con incluir un nuevo perfil adecuado para ella y así solucionar el problema. Además, el hecho de seguir las directrices proporcionadas por los perfiles los desarrolladores pueden crear aplicaciones compatibles con todos los dispositivos que se ajusten al perfil ganando en interoperabilidad. Describir la totalidad de los perfiles disponibles es una osadía por lo que parece mucho más interesante hacerlo para el Serial Port Profile (SPP) que es el empleado en este PFC. 8.2.4.1.1 Serial Port Profile El perfil puerto serie define los protocolos y procedimientos que utilizarán los dispositivos que utilizan Bluetooth a modo de RS232 (o similar) como emulación de un cable en serie. Figura 27: Arquitectura del perfil puerto serie Banda base, LMP, y L2CAP son la capa OSI 1 y 2 protocolos Bluetooth. RFCOMM es la adaptación a Bluetooth de GSM TS 07.10, que proporciona un protocolo de transporte para la emulación de puerto serie. SDP es el protocolo de descubrimiento de Bluetooth. La capa de emulación de puerto se muestra en la figura de arriba es la entidad emulando el puerto serie, o proporcionando una API para aplicaciones. Las aplicaciones de ambos lados son las aplicaciones, capaces y queriendo comunicarse a través de un cable serie (que en este caso se emula). Sin embargo, las aplicaciones no saben acerca de procedimientos de Bluetooth para la creación de cables serie emulados, es por eso que necesitan ayuda de algún tipo de aplicación de ayuda Bluetooth - consciente en ambos lados. (Estas cuestiones no se abordan de manera explícita en este perfil, la principal preocupación en este caso es para la interoperabilidad de Bluetooth.) De igual modo, sin embargo, las aplicaciones no heredadas deseen llevar a cabo las comunicaciones en serie a través de Bluetooth también deben cumplir con el comportamiento especificado en este perfil. Solución tecnológica de e-Salud para toma de medidas y gestión de usuarios en centros de día y residencias de la tercera edad Samuel Longares Losilla - Eduardo Prado Clemente 71 Tecnologías 8.3 Near Field Communication 8.3.1 Introducción al NFC Near Field Communication, NFC, es una tecnología emergente basada en otra llamada Radio Frequency Identification (RFID). Se espera que la tecnología NFC experimente un gran desarrollo e implantación durante los próximos años aunque, de un tiempo a esta parte, se vienen desarrollando pruebas de campo empleando esta tecnología. Por ejemplo, durante los Juegos Olímpicos de Londres 2012 se desplegó toda una infraestructura de pago móvil vía NFC en la que participaron empresas como VISA y Samsung. Actualmente, el desarrollo de NFC está siendo dirigido por el NFC Forum, una organización compuesta por 150 empresas que trabajando juntas y aunando esfuerzos tratan de impulsar y desarrollar esta tecnología de comunicaciones de campo cercano. Como fuente de información para la realización del presente anexo y de esta manera adquirir los conocimientos previos necesarios, se ha acudido a la literatura tecnológica [20, 21]. 8.3.2 Especificaciones técnicas de NFC A continuación se va a realizar un resumen de las características técnicas de la tecnología NFC. NFC opera dentro de la banda ISM (Industrial, Scientific and Medical) de radio frecuencia de 13,56 MHz disponible globalmente sin restricción y sin necesidad de licencia para su uso, con un ancho de banda de casi 2 MHz. Es una tecnología de plataforma abierta estandarizada en la ISO/IEC 18092 y la ECMA-340. Estos estándares especifican los esquemas de modulación, codificación, velocidades de transferencia y formato de la trama de la interfaz RF de dispositivos NFC, así como los esquemas de inicialización y condiciones requeridas para el control de colisión de datos durante la inicialización para ambos modos de comunicación, activo y pasivo. También definen el protocolo de transporte, incluyendo los métodos de activación de protocolo y de intercambio de datos. La distancia de trabajo con antenas compactas estándar es aproximadamente 10 cm, aunque generalmente es efectivo cercano a los 5 cm. Las velocidades de transmisión que soporta esta tecnología son de 106, 212, 424 u 848 kbits/s. La comunicación NFC es bidireccional, por lo tanto los dispositivos NFC son capaces de transmitir y recibir datos al mismo tiempo. 8.3.3 Modos de funcionamiento Los modos de funcionamiento de la tecnología NFC son activo y pasivo por lo que no se va a entrar en detalle en cada uno de ellos. Ahora bien, lo que sí es interesante y novedoso es que un dispositivo NFC, dispone de la habilidad de funcionar en ambos modos lo cual hace que sean únicos dentro de otras tecnologías de comunicación sin contacto. Esto posibilita a los dispositivos a actuar como tarjetas sin contacto o como lectores. Por tanto, un teléfono móvil habilitado con NFC puede ser usado por ejemplo, para enviar información de pago a un lector y realizar una compra o para leer información de una valla o poster publicitario con una etiqueta adherida. Solución tecnológica de e-Salud para toma de medidas y gestión de usuarios en centros de día y residencias de la tercera edad Samuel Longares Losilla - Eduardo Prado Clemente 72 Tecnologías 8.3.4 Establecimiento de la conexión La conexión NFC se produce en 5 etapas:  Descubrimiento: En esta fase los dispositivos inician la etapa de rastrearse el uno al otro y posteriormente su reconocimiento.  Autenticación: En esta parte los dispositivos verifican si el otro dispositivo está autorizado o si deben establecer algún tipo de cifrado para la comunicación.  Negociación: En esta parte del establecimiento, los dispositivos definen parámetros como la velocidad de transmisión, la identificación del dispositivo, el tipo de aplicación, sus características y, si es el caso, también definen la acción a ser solicitada.  Transferencia: Una vez negociados los parámetros para la comunicación, se puede decir que ya se ha realizado exitosamente pudiéndose pasar ya a realizar el intercambio de datos.  Confirmación: El dispositivo receptor confirma el establecimiento de la comunicación y la transferencia de datos. La tecnología NFC no está destinada para la transferencia masiva de datos, pero se puede utilizar para la configuración de otras tecnologías inalámbricas de mayor ancho de banda como Bluetooth, WiFi o Wifi Direct con la ventaja de que si se utiliza NFC el tiempo de establecimiento de la comunicación es muy inferior que si se utilizaran estas otras tecnologías por sí solas para efectuar el enlace. 8.3.5 Arquitectura NFC y modos de funcionamiento La tecnología NFC es muy flexible, adaptable y eficiente debido a que puede trabajar en tres diferentes configuraciones lo cual le hace única entre las tecnologías de comunicaciones inalámbricas. En la figura 27 se resume la arquitectura NFC diferenciando cada una de las tres configuraciones en las que puede trabajar. Figura 28: Arquitectura NFC. Modos de operación  Modo Emulación de Tarjeta Inteligente: Este modo permite que un dispositivo móvil con NFC pueda actuar emulando a una tarjeta sin contacto. Para usar este modo, el dispositivo NFC que pretenda actuar de emulador tendrá que contar con un elemento seguro donde poder almacenar una o más tarjetas de este tipo. Este modo de Solución tecnológica de e-Salud para toma de medidas y gestión de usuarios en centros de día y residencias de la tercera edad Samuel Longares Losilla - Eduardo Prado Clemente 73 Tecnologías funcionamiento permite, por ejemplo, realizar pagos de todo tipo con el móvil, almacenando en dicho elemento seguro nuestras tarjetas de crédito.  Modo de Comunicación Peer-to-Peer (P2P): Se emplea para el intercambio de datos o establecimiento de las comunicaciones entre dispositivos NFC. Cuando la cantidad de datos intercambiada es relativamente pequeña (hasta unos pocos kilobytes) se usa el mismo protocolo NFC. Para la transmisión de cantidades mayores de información, como se ha comentado anteriormente, NFC es utilizado para establecer los parámetros de una conexión inalámbrica más avanzada como puede ser Bluetooth o WiFi.  Modo Lectura/Escritura: Este modo proporciona la habilidad de leer y escribir etiquetas RFID pasivas empleando un dispositivo NFC. Un ejemplo de utilidad de este modo es el de un poster inteligente en el cual si alguien quisiera conocer más información sobre él no tendría más que aproximar su dispositivo móvil a él. En la figura 28 se resume cada uno de estos modos de funcionamiento. Cabe destacar que en dicha figura, para el modo emulación de tarjeta inteligente, el elemento seguro aparece como UICC (tarjeta SIM). Figura 29: Modos de operación. Detalles 8.4 .NET Framework . NET Framework es una tecnología que soporta la construcción y ejecución de aplicaciones y servicios Web XML. . NET Framework está diseñado para cumplir los siguientes objetivos:  Proporcionar un entorno de programación orientado a objetos consistente donde el código se almacena y ejecuta de forma local, pero distribuido mediante internet o remotamente.  Proporcionar un entorno de ejecución de código que reduzca al mínimo el despliegue del software y conflictos de versiones.  Proporcionar un entorno de ejecución de código que promueve la ejecución segura de código, incluyendo el código creado por terceros.  Proporcionar un entorno de ejecución de código que elimine los problemas de rendimiento de los entornos de secuencias de comandos o interpretados. Solución tecnológica de e-Salud para toma de medidas y gestión de usuarios en centros de día y residencias de la tercera edad Samuel Longares Losilla - Eduardo Prado Clemente 80 Seguridad longitud de la clave). El número i apegado a algo que se conoce como su índice y estará en uno de los rangos de 0 ≤ i < 128, 0 ≤ i < 192 o 0 ≤ i < 256 dependiendo de la longitud del bloque y la longitud de la clave (especificado arriba). La unidad básica para su procesamiento en el algoritmo AES es un byte, una secuencia de ocho bits tratados como una sola entidad. La entrada, la salida y la Clave de Cifrado se procesan como matrices de bytes que se forman dividiendo estas secuencias en grupos de ocho bits contiguos para formar matrices de bytes. Para una entrada, de salida o Clave de Cifrado denotado por a, los bytes de la matriz resultante se hará referencia utilizando uno de las dos formas, an o a[n], donde n va a estar en uno de los siguientes rangos: Longitud de la clave = 128 bits, 0 ≤ n <16 Longitud del bloque = 128 bits, 0 ≤ n < 16 Longitud de la clave = 192 bits, 0 ≤ n <24 Longitud de la clave = 256 bits, 0 ≤ n <32 9.2.1 Especificaciones  El estado A nivel interno, las operaciones de la AES algoritmo se realizan en una matriz bidimensional de bytes llamado estado. El Estado está formado por cuatro filas de bytes, cada uno con Nb bytes, donde Nb es la longitud del bloque dividido por 32. En el conjunto del estado es representado por el símbolo S, cada byte individual tiene dos índices, su número de fila r en el rango 0≤ r < 4 y su número de la columna c en el rango 0 ≤ c < Nb. Esto permite referirse a un byte individual del estado como sea Sr,c o S[r, c ]. Por esta norma, Nb = 4, es decir, 0 ≤ c < 4. Al inicio del cifrado y el cifrado inverso se describe, la entrada - la matriz de bytes in0, in1... in15 - se copia en la matriz de estado, como se ilustra en la figura 31. Las operaciones de cifrado y su inversa se llevan a cabo en este conjunto del estado, después de lo cual su valor final se copia a la salida - la matriz de bytes out0, out1,... out15.  Algoritmo Para el algoritmo AES, la longitud del bloque de entrada, el bloque de salida y el estado es de 128 bits. Esto está representado por Nb = 4, lo que refleja el número de palabras de 32 bits (número de columnas) en el estado. Figura 32: Diagrama de bloques de estado del cifrado AES Solución tecnológica de e-Salud para toma de medidas y gestión de usuarios en centros de día y residencias de la tercera edad Samuel Longares Losilla - Eduardo Prado Clemente 81 Seguridad Para el algoritmo AES, la longitud de la clave de cifrado, K, es 128, 192, o 256 bits. La longitud de la clave está representado por Nk = 4, 6, o 8, que refleja el número de palabras de 32 bits (número de columnas) en la clave de cifrado. Para el algoritmo AES, el número de rondas a realizar durante la ejecución del algoritmo depende en el tamaño de clave. El número de rondas está representado por Nr, en donde Nr = 10 cuando Nk = 4, Nr = 12 cuando Nk = 6, y Nr = 14 cuando Nk = 8. Las únicas combinaciones de longitud de clave-bloque-número de rondas que se ajustan a esta norma se dan en la figura 32. Figura 33: Combinaciones posibles de los parámetros del cifrado AES . Al inicio del cifrado la entrada se copia en el conjunto de estado. Después de la adición inicial de la clave circular, el conjunto del estado se transforma mediante la implementación de una operación circular 10, 12 o 14 veces (dependiendo de la longitud de la clave), con la clave final que difieren ligeramente de las primeros Nr -1 rondas. El estado final se copia a la salida. La función circular se parametriza mediante una clave que consiste en una matriz de una dimensión de las palabras de cuatro bytes que se obtienen al aplicar la rutina de ampliación de claves. El cifrado se describe en el pseudo-código en la figura 33. Las transformaciones individuales SubBytes(), ShiftRows(), MixColumns(), y AddRoundKey(). Solución tecnológica de e-Salud para toma de medidas y gestión de usuarios en centros de día y residencias de la tercera edad Samuel Longares Losilla - Eduardo Prado Clemente 82 Seguridad Figura 34: Pseudo-código del algoritmo de cifrado AES Solución tecnológica de e-Salud para toma de medidas y gestión de usuarios en centros de día y residencias de la tercera edad Samuel Longares Losilla - Eduardo Prado Clemente 83 Diseño de la interfaz de usuario e informes de ejemplo 10 Anexo 4: Diseño de la interfaz de usuario e informes de ejemplo 10.1 Aplicación Android Figura 35: Layout de entrada mediante tarjeta NFC Figura 36: Layout de entrada manual Figura 37: Layout de selección de residente Figura 38: Layout de espera de conexión de dispositivo médico Solución tecnológica de e-Salud para toma de medidas y gestión de usuarios en centros de día y residencias de la tercera edad Samuel Longares Losilla - Eduardo Prado Clemente 84 Diseño de la interfaz de usuario e informes de ejemplo Figura 39: Layout de adquisición de la medida Figura 40: Layout medida adquirida Figura 41: Layout medida enviada Figura 42: Layout envío de sms Solución tecnológica de e-Salud para toma de medidas y gestión de usuarios en centros de día y residencias de la tercera edad Samuel Longares Losilla - Eduardo Prado Clemente 85 Diseño de la interfaz de usuario e informes de ejemplo 10.2 Aplicación de gestión Figura 44: Formulario principal pestaña de personal sanitario Figura 43: Formulario principal pestaña de residentes Solución tecnológica de e-Salud para toma de medidas y gestión de usuarios en centros de día y residencias de la tercera edad Samuel Longares Losilla - Eduardo Prado Clemente 86 Diseño de la interfaz de usuario e informes de ejemplo Figura 45: Formulario principal pestaña de centros sanitarios Figura 46: Formulario principal pestaña de tarjetas Solución tecnológica de e-Salud para toma de medidas y gestión de usuarios en centros de día y residencias de la tercera edad Samuel Longares Losilla - Eduardo Prado Clemente 87 Diseño de la interfaz de usuario e informes de ejemplo Figura 47: Formulario principal pestaña de medidas Figura 48: Formulario de nuevo residente Solución tecnológica de e-Salud para toma de medidas y gestión de usuarios en centros de día y residencias de la tercera edad Samuel Longares Losilla - Eduardo Prado Clemente 88 Diseño de la interfaz de usuario e informes de ejemplo Figura 49: Formulario de ficha de residente Figura 50: Formulario de nuevo personal sanitario Solución tecnológica de e-Salud para toma de medidas y gestión de usuarios en centros de día y residencias de la tercera edad Samuel Longares Losilla - Eduardo Prado Clemente 89 Diseño de la interfaz de usuario e informes de ejemplo Figura 52: Formulario de nuevo centro sanitario Figura 51: Formulario de ficha de personal sanitario Solución tecnológica de e-Salud para toma de medidas y gestión de usuarios en centros de día y residencias de la tercera edad Samuel Longares Losilla - Eduardo Prado Clemente 96 Diseño de la interfaz de usuario e informes de ejemplo Figura 60: Ejemplo informe de temperatura Solución tecnológica de e-Salud para toma de medidas y gestión de usuarios en centros de día y residencias de la tercera edad Samuel Longares Losilla - Eduardo Prado Clemente 97 Diseño de la interfaz de usuario e informes de ejemplo Figura 61: Ejemplo informe glucosa por franjas horarias Solución tecnológica de e-Salud para toma de medidas y gestión de usuarios en centros de día y residencias de la tercera edad Samuel Longares Losilla - Eduardo Prado Clemente 98 Encuestas 11 Anexo 5: Encuestas 11.1 Encuestas previas para personal de administración Solución tecnológica de e-Salud para toma de medidas y gestión de usuarios en centros de día y residencias de la tercera edad Samuel Longares Losilla - Eduardo Prado Clemente 99 Encuestas Solución tecnológica de e-Salud para toma de medidas y gestión de usuarios en centros de día y residencias de la tercera edad Samuel Longares Losilla - Eduardo Prado Clemente 100 Encuestas Solución tecnológica de e-Salud para toma de medidas y gestión de usuarios en centros de día y residencias de la tercera edad Samuel Longares Losilla - Eduardo Prado Clemente 101 Encuestas Solución tecnológica de e-Salud para toma de medidas y gestión de usuarios en centros de día y residencias de la tercera edad Samuel Longares Losilla - Eduardo Prado Clemente 102 Encuestas 11.2 Encuestas previas para el personal sanitario Solución tecnológica de e-Salud para toma de medidas y gestión de usuarios en centros de día y residencias de la tercera edad Samuel Longares Losilla - Eduardo Prado Clemente 103 Encuestas Solución tecnológica de e-Salud para toma de medidas y gestión de usuarios en centros de día y residencias de la tercera edad Samuel Longares Losilla - Eduardo Prado Clemente 104 Encuestas Solución tecnológica de e-Salud para toma de medidas y gestión de usuarios en centros de día y residencias de la tercera edad Samuel Longares Losilla - Eduardo Prado Clemente 105 Encuestas Solución tecnológica de e-Salud para toma de medidas y gestión de usuarios en centros de día y residencias de la tercera edad Samuel Longares Losilla - Eduardo Prado Clemente 112 Encuestas 11.4 Encuestas posteriores para el personal de administración Solución tecnológica de e-Salud para toma de medidas y gestión de usuarios en centros de día y residencias de la tercera edad Samuel Longares Losilla - Eduardo Prado Clemente 113 Encuestas Solución tecnológica de e-Salud para toma de medidas y gestión de usuarios en centros de día y residencias de la tercera edad Samuel Longares Losilla - Eduardo Prado Clemente 114 Encuestas Solución tecnológica de e-Salud para toma de medidas y gestión de usuarios en centros de día y residencias de la tercera edad Samuel Longares Losilla - Eduardo Prado Clemente 115 Encuestas Solución tecnológica de e-Salud para toma de medidas y gestión de usuarios en centros de día y residencias de la tercera edad Samuel Longares Losilla - Eduardo Prado Clemente 116 Encuestas 11.5 Encuestas posteriores para el personal sanitario Solución tecnológica de e-Salud para toma de medidas y gestión de usuarios en centros de día y residencias de la tercera edad Samuel Longares Losilla - Eduardo Prado Clemente 117 Encuestas Solución tecnológica de e-Salud para toma de medidas y gestión de usuarios en centros de día y residencias de la tercera edad Samuel Longares Losilla - Eduardo Prado Clemente 118 Encuestas Solución tecnológica de e-Salud para toma de medidas y gestión de usuarios en centros de día y residencias de la tercera edad Samuel Longares Losilla - Eduardo Prado Clemente 119 Encuestas Solución tecnológica de e-Salud para toma de medidas y gestión de usuarios en centros de día y residencias de la tercera edad Samuel Longares Losilla - Eduardo Prado Clemente 120 Manuales de uso de dispositivos médicos y ficha técnica 12 Anexo 6: Manuales de uso de dispositivos médicos y ficha técnica 12.1 Manuales de uso de dispositivos médicos Solución tecnológica de e-Salud para toma de medidas y gestión de usuarios en centros de día y residencias de la tercera edad Samuel Longares Losilla - Eduardo Prado Clemente 121 Manuales de uso de dispositivos médicos y ficha técnica