Rodrigues, Joel José Puga CoelhoSilva, Bruno Miguel Correia2016-02-262016-02-262015-02http://hdl.handle.net/10400.6/4040Health telematics are becoming a major improvement for patients’ lives, especially for disabled, elderly, and chronically ill people. Information and communication technologies have rapidly grown along with the mobile Internet concept of anywhere and anytime connection. In this context, Mobile Health (m-Health) proposes healthcare services delivering, overcoming geographical, temporal and even organizational barriers. Pervasive and m-Health services aim to respond several emerging problems in health services, including the increasing number of chronic diseases related to lifestyle, high costs in existing national health services, the need to empower patients and families to self-care and manage their own healthcare, and the need to provide direct access to health services, regardless the time and place. Mobile Health (m- Health) systems include the use of mobile devices and applications that interact with patients and caretakers. However, mobile devices have several constraints (such as, processor, energy, and storage resource limitations), affecting the quality of service and user experience. Architectures based on mobile devices and wireless communications presents several challenged issues and constraints, such as, battery and storage capacity, broadcast constraints, interferences, disconnections, noises, limited bandwidths, and network delays. In this sense, cooperation-based approaches are presented as a solution to solve such limitations, focusing on increasing network connectivity, communication rates, and reliability. Cooperation is an important research topic that has been growing in recent years. With the advent of wireless networks, several recent studies present cooperation mechanisms and algorithms as a solution to improve wireless networks performance. In the absence of a stable network infrastructure, mobile nodes cooperate with each other performing all networking functionalities. For example, it can support intermediate nodes forwarding packets between two distant nodes. This Thesis proposes a novel cooperation strategy for m-Health services and applications. This reputation-based scheme uses a Web-service to handle all the nodes reputation and networking permissions. Its main goal is to provide Internet services to mobile devices without network connectivity through cooperation with neighbor devices. Therefore resolving the above mentioned network problems and resulting in a major improvement for m-Health network architectures performances. A performance evaluation of this proposal through a real network scenario demonstrating and validating this cooperative scheme using a real m-Health application is presented. A cryptography solution for m-Health applications under cooperative environments, called DE4MHA, is also proposed and evaluated using the same real network scenario and the same m-Health application. Finally, this work proposes, a generalized cooperative application framework, called MobiCoop, that extends the incentive-based cooperative scheme for m-Health applications for all mobile applications. Its performance evaluation is also presented through a real network scenario demonstrating and validating MobiCoop using different mobile applications.Na última década, os sistemas de informação para a saúde (e-Health) e a telemedicina apresentaram inúmeros serviços e soluções com enorme qualidade e confiança. Estes serviços têm oferecido soluções de saúde mais acessíveis e disponíveis a pacientes que vivem em áreas rurais remotas, que viajam constantemente ou que são fisicamente incapacitados [1,2]. A introdução de tecnologias de informação e comunicação (TIC) como dispositivos médicos, medidores de pressão arterial, glicosímetros, balanças electrónicas e outros dispositivos que interagem com o paciente e médicos, são já casos de sucesso entre os cidadãos comuns. Os médicos podem facilmente fazer o download de registos médicos, resultados de laboratório, imagens e informações sobre medicamentos para dispositivos portáteis como assistentes pessoais digitais (PDAs) e smartphones ou tablets. Os pacientes podem facilmente conhecer o seu diagnóstico de controlo ou de doença e monitorização através de dispositivos móveis confortavelmente e em mobilidade. Estima-se que em 2010-2016 o mercado global de telemedicina deve crescer até cerca de 27,3 bilhões de dólares [3]. Um fator principal que contribui para este investimento do mercado é o aumento da monitorização remota de pacientes. Telemedicina consiste basicamente no uso de informação médica, também conhecido como registos electrónicos de saúde (EHR), trocados através de comunicações electrónicas, melhorando o estado de saúde dos pacientes. Nos EUA, o uso de EHR já é amplamente adotado. Estima-se que cerca de 150.000 profissionais de saúde usam plataformas de EHR [4]. Com a evolução das comunicações móveis suportadas em dispositivos móveis que usam as redes móveis 3G e 4G (e estima-se, para breve, o 5G) para o transporte de dados a computação móvel tem sido a principal atração das comunidades científicas e de negócios. Assim, oferecendo inúmeras oportunidades para criar soluções móveis eficientes para a saúde (m-Health). M-Health propõe-se a prestar e oferecer cuidados de saúde em qualquer lugar e a qualquer hora, superando barreiras geográficas, temporais e até mesmo organizacionais [5, 6]. Sistemas m-Health, e as suas funcionalidades de mobilidade, têm um forte impacto sobre a monitorização típica de saúde e os sistemas de alerta, recolha de dados clínicos e administrativos, manutenção de registos, programas de prestação de cuidados de saúde, sistemas de detecção e prevenção de drogas, e até contrafação e roubo [7]. Arquiteturas de rede para serviços e aplicações móveis para a saúde utilizam os serviços Web e a Internet para proporcionar uma interação autêntica entre médicos e pacientes. Um médico ou um paciente pode facilmente aceder ao mesmo registo médico a qualquer hora e em qualquer lugar através do seu computador pessoal, tablet ou smartphone. O paciente pode entrar em contato com o médico em caso de emergência, ou mesmo ter acesso aos registos médicos ou compromissos, independentemente de tempo e lugar. Arquiteturas baseadas em dispositivos móveis e comunicações sem fios apresentam, no entanto, vários problemas e restrições, como, bateria e capacidade de armazenamento, as restrições de transmissão, interferências, desconexões, ruídos, larguras de banda limitada, e atrasos na rede. Neste sentido, as abordagens baseadas em cooperação são apresentadas como uma solução para resolver essas limitações, com foco na optimização de energia, aumento de ligações de rede, taxas de comunicação e fiabilidade. [...]engAplicações móveis - SaúdeServiços de internet - SaúdeArquitectura de redes - Estratégias de cooperaçãodoctoral thesis101517912