Desarrollo de un agente SNMPv3 para la gestión técnica de dispositivos en escenarios de atención domiciliaria

En este proyecto se ha desarrollado un agente SNMPv3 (Simple Network Management Protocol) para la gestión técnica de dispositivos involucrados en un escenario de atención domiciliaria. Este agente va a permitir recoger la información técnica de los dispositivos médicos (báscula, termómetro...) asociados al Compute Engine (CE), el cual es el dispositivo concentrador de datos utilizado en la casa del paciente para reunir información de los dispositivos y enviarla posteriormente al centro sanitario correspondiente. Además, el agente permitirá la gestión técnica del CE, permitiendo así conocer información de recursos propios de dicho dispositivo y la detección de posibles problemas que afecten al correcto funcionamiento de éste. El diseño del agente se ha adaptado a la utilización de dispositivos médicos que implementen el estándar X.73 para las comunicaciones con el CE. Para desarrollar las herramientas que componen el sistema de gestión se ha utilizado software Java y bases de datos MySQL. El agente no sólo ofrece la ventaja de una centralización de la información proveniente de los dispositivos médicos, sino que permite una escalabilidad total. Para llevar a cabo estas funciones, se han diseñado los bloques que componen el sistema completo: establecimiento y control de comunicaciones SNMP entre agente y gestores, diseño de la MIB de gestión de la información técnica, control de las comunicaciones con el manager X.73 y diseño del interfaz del agente y del interfaz de simulación del manager X.73. Además, el agente desarrollado recogerá información de los recursos propios del CE mediante encuestas SNMP transparentes al gestor. De esta forma, el agente propuesto permite la gestión de la información técnica de los dispositivos, dejando a elección del gestor la configuración de alarmas y eventos para mejorar la percepción de los problemas presentes en los dispositivos. Por último, se han realizado pruebas mediante simulación del sistema de gestión propuesto para comprobar el alcance de la gestión del sistema y asegurar que todas las capacidades que el sistema se supone debe cumplir para realizar una gestión completa realmente se llevan a cabo de forma satisfactoria. Mediante la consecución de estas pruebas, se presenta un resumen de los resultados obtenidos que demuestra la eficacia del sistema de gestión de dispositivos médicos propuesto

Desarrollo de un gestor SNMPv3 con interfaz Web para la gestión de información técnica en escenarios de telemonitorización domiciliaria

En este proyecto fin de carrera se ha desarrollado un gestor SNMPv3 (Simple Network Management Protocol) con interfaz web para la gestión técnica de dispositivos en escenarios de telemonitorización domiciliaria. Para ello, este gestor se adapta a un agente SNMP previamente desarrollado, el cual implementa una MIB (Management Information Base) que permite, ademas de gestionar datos de la informacion técnica de los dispositivos medicos que estan conectados, gestionar los datos del dispositivo concentrador que se encarga de recogerlos, as como de denir y congurar alarmas y eventos. Para facilitar la configuración de las tablas SNMP y el acceso a la visualización de resultados, este proyecto desarrolla un interfaz graco amigable e intuitivo, proporcionando una gestion transparente a la utilizacion de la arquitectura SNMP implementado en Java, con Servlets y JSP con el uso de algunos frameworks como Struts2 o Tiles y realizando conexiones seguras utilizando el protocolo TLSv1 sobre HTTP. El agente utilizado permite tanto la gestion de los datos como la conguración de alarmas y eventos que, una vez conguradas, enviaran mensajes asncronos al gestor. Para la visualizacion de esos datos, la aplicacion cuenta con herramientas adicionales que los representan gracamente. En cuanto a los mensajes asncronos, la aplicacion incorpora una herramienta para la captura y visualizacion de dichos mensajes. Por ultimo, se han realizado evaluaciones sobre usuarios de diferentes perles para testear si se han alcanzado los objetivos previstos para este proyecto y conocer los puntos en los que se puede mejorar. Los resultados obtenidos han sido muy satisfactorios

An ontology-driven architecture for data integration and management in home-based telemonitoring scenarios

The shift from traditional medical care to the use of new technology and engineering innovations is nowadays an interesting and growing research area mainly motivated by a growing population with chronic conditions and disabilities. By means of information and communications technologies (ICTs), telemedicine systems offer a good solution for providing medical care at a distance to any person in any place at any time. Although significant contributions have been made in this field in recent decades, telemedicine and in e-health scenarios in general still pose numerous challenges that need to be addressed by researchers in order to take maximum advantage of the benefits that these systems provide and to support their long-term implementation. The goal of this research thesis is to make contributions in the field of home-based telemonitoring scenarios. By periodically collecting patients' clinical data and transferring them to physicians located in remote sites, patient health status supervision and feedback provision is possible. This type of telemedicine system guarantees patient supervision while reducing costs (enabling more autonomous patient care and avoiding hospital over flows). Furthermore, patients' quality of life and empowerment are improved. Specifically, this research investigates how a new architecture based on ontologies can be successfully used to address the main challenges presented in home-based telemonitoring scenarios. The challenges include data integration, personalized care, multi-chronic conditions, clinical and technical management. These are the principal issues presented and discussed in this thesis. The proposed new ontology-based architecture takes into account both practical and conceptual integration issues and the transference of data between the end points of the telemonitoring scenario (i.e, communication and message exchange). The architecture includes two layers: 1) a conceptual layer and 2) a data and communication layer. On the one hand, the conceptual layer based on ontologies is proposed to unify the management procedure and integrate incoming data from all the sources involved in the telemonitoring process. On the other hand, the data and communication layer based on web service technologies is proposed to provide practical back-up to the use of the ontology, to provide a real implementation of the tasks it describes and thus to provide a means of exchanging data. This architecture takes advantage of the combination of ontologies, rules, web services and the autonomic computing paradigm. All are well-known technologies and popular solutions applied in the semantic web domain and network management field. A review of these technologies and related works that have made use of them is presented in this thesis in order to understand how they can be combined successfully to provide a solution for telemonitoring scenarios. The design and development of the ontology used in the conceptual layer led to the study of the autonomic computing paradigm and its combination with ontologies. In addition, the OWL (Ontology Web Language) language was studied and selected to express the required knowledge in the ontology while the SPARQL language was examined for its effective use in defining rules. As an outcome of these research tasks, the HOTMES (Home Ontology for Integrated Management in Telemonitoring Scenarios) ontology, presented in this thesis, was developed. The combination of the HOTMES ontology with SPARQL rules to provide a flexible solution for personalising management tasks and adapting the methodology for different management purposes is also discussed. The use of Web Services (WSs) was investigated to support the exchange of information defined in the conceptual layer of the architecture. A generic ontology based solution was designed to integrate data and management procedures in the data and communication layer of the architecture. This is an innovative REST-inspired architecture that allows information contained in an ontology to be exchanged in a generic manner. This layer structure and its communication method provide the approach with scalability and re-usability features. The application of the HOTMES-based architecture has been studied for clinical purposes following three simple methodological stages described in this thesis. Data and management integration for context-aware and personalized monitoring services for patients with chronic conditions in the telemonitoring scenario are thus addressed. In particular, the extension of the HOTMES ontology defines a patient profile. These profiles in combination with individual rules provide clinical guidelines aiming to monitor and evaluate the evolution of the patient's health status evolution. This research implied a multi-disciplinary collaboration where clinicians had an essential role both in the ontology definition and in the validation of the proposed approach. Patient profiles were defined for 16 types of different diseases. Finally, two solutions were explored and compared in this thesis to address the remote technical management of all devices that comprise the telemonitoring scenario. The first solution was based on the HOTMES ontology-based architecture. The second solution was based on the most popular TCP/IP management architecture, SNMP (Simple Network Management Protocol). As a general conclusion, it has been demonstrated that the combination of ontologies, rules, WSs and the autonomic computing paradigm takes advantage of the main benefits that these technologies can offer in terms of knowledge representation, work flow organization, data transference, personalization of services and self-management capabilities. It has been proven that ontologies can be successfully used to provide clear descriptions of managed data (both clinical and technical) and ways of managing such information. This represents a further step towards the possibility of establishing more effective home-based telemonitoring systems and thus improving the remote care of patients with chronic diseases

Implementación automática de un agente SNMP a partir de la definición formal de su MIB

En este proyecto se ha desarrollado un conjunto de herramientas que facilitan el desarrollo de agentes SNMP (Simple Network Management Protocol) así como de las MIBs (Management Information Base) que implementa a partir de su definición formal. El sitema consta de tres bloques independientes entre sí, pero que están diseñados para funcionar conjuntamente. El primer bloque consta de un interfaz gráfico con las herramientas necesarias para poder diseñar una MIB. El segundo bloque se encarga de transformar la definición formal de una MIB cualquiera en una estructura de tablas genéricas para su almacenamiento en una BBDD (base de datos). El último bloque permite desarrollar un agente SNMP para establecer comunicaciones SNMP con un gestor externo y así facilitar a este la gestión de la MIB implementada en la BBDD

Diseño y evaluación de una herramienta de gestión del conocimiento de catálogo sanitario

En este trabajo fin de máster se ha diseñado, desarrollado y evaluado un sistema para la gestión del conocimiento de un catálogo sanitario. Un catálogo sanitario puede definirse como el conjunto de artículos (materiales, equipos y servicios) utilizados en la actividad diaria de una organización sanitaria. El número medio de artículos de un catálogo sanitario ronda las 20.000 unidades. En el ámbito público, los centros sanitarios disponen de autonomía de gestión, esto ha provocado que cada uno de ellos cuente con su propio catálogo y con sus propios especialistas, lo que supone la existencia de auténticas islas de conocimiento incomunicadas. Como solución a esta problemática, en este trabajo se propone el diseño y desarrollo de una ontología como base de conocimiento y gestión para facilitar la interoperabilidad del catálogo sanitario. El trabajo se ha dividido en tres fases, la primera de ellas y fundamental, es el desarrollo de una ontología de catálogo sanitario con el objetivo de facilitar la comunicación y el intercambio de información. Las ontologías son a día de hoy básicas para la representación formal del conocimiento y permiten, además de la definición de información, su combinación con reglas para la generación de nuevo conocimiento. En esta fase se han evaluado el lenguaje, el vocabulario y la taxonomía de la ontología desarrollada. Se ha utilizado OWL como lenguaje de representación de ontologías y Protégé como herramienta de implementación. En una segunda fase se ha desarrollado una aplicación informática que permite mantener y ampliar la ontología generada, así como explotar su información a través de la realización de diferentes tipos de consultas sobre datos reales de una organización sanitaria, lo que ha permitido también una segunda evaluación de la ontología generada. Para el desarrollo de la aplicación se ha utilizado el lenguaje de programación orientado a objetos Java y el framework de web semántica Jena, lo que permite trabajar directamente con la ontología OWL generada en la primera fase. En la tercera fase, especialistas sanitarios han realizado una última evaluación de la ontología y de la aplicación, con el fin de validarlas y proponer mejoras. La evaluación se ha realizado a través de sesiones de trabajo en las que han manejado la aplicación y han puntuado, a través de una encuesta, el conjunto de los resultados del trabajo, obteniendo conclusiones muy satisfactorias. Se ha aportado con este trabajo una solución a un problema existente. Se ha verificado su viabilidad con el desarrollo de una aplicación específica y el conjunto ha sido evaluado positivamente por especialistas en la materia. Todo ello invita a su ampliación con la incorporación de nuevas funcionalidades y su integración en los sistemas de gestión actuales de las organizaciones sanitarias