Gerontecnologias e internet das coisas para prevenção de quedas em idosos: revisão integrativa

Internet of things gerontechnology for fall prevention in older adults: an integrative review

Gerontecnologías y internet de las cosas para prevención de caídas en adultos mayores: revisión integradora

Jamylle Lucas Diniz

Universidade Federal do CearáBrasil

Viviane Ferreira Sousa

Universidade Federal do CearáBrasil

Janaína Fonseca Victor Coutinho

Universidade Federal do CearáBrasil

Ítalo Linhares de Araújo

Universidade Federal do CearáBrasil

Rossana Maria de Castro Andrade

Universidade Federal do CearáBrasil

Joyce da Silva Costa

Universidade Federal do CearáBrasil

Rachel Gabriel Bastos Barbosa

Universidade Federal do CearáBrasil

Marilia Braga Marques

Universidade Federal do CearáBrasil

Com o envelhecimento da população mundial, a necessidade de suporte ao público idoso torna-se imperativa para apoiar as demandas inerentes ao processo de envelhecimento. Os dias atuais revelam profundas e constantes mudanças em que a tecnologia vem fazendo parte do cotidiano de todos.

Nesse sentido, o desenvolvimento de tecnologias voltadas especificamente para idosos tem seu maior expoente na Gerontecnologia, visto que esta procura fornecer respostas a duas principais tendências: o aumento da população idosa e o crescente avanço tecnológico.⁽¹⁾ O termo gerontecnologia surgiu nos anos 70 e foi idealizado por engenheiros, designers e gerontólogos.⁽²⁾ Conta com representação em âmbito internacional e nacional por meio da International Society for Gerontechnology e Sociedade Brasileira de Gerontecnologia, entidades que reúnem profissionais para o desenvolvimento de tecnologias voltadas à pessoa idosa.

A Gerontecnologia é o estudo da tecnologia associada ao envelhecimento para adequação dos recursos tecnológicos à saúde, moradia, mobilidade, comunicação, lazer, dentre outros, no intuito de manter nos idosos suas habilidades físicas e cognitivas, tornando-os mais autônomos e independentes, condições imprescindíveis para garantir sua capacidade funcional.⁽³⁾

Como inovação tecnológica capaz de contribuir com a Gerontecnologia, tem-se a Internet das Coisas (IoT), uma vez que esta permite que objetos físicos vejam, ouçam, pensem, executem tarefas, compartilhem informações, processem dados, capturem variáveis ambientais e mudanças externas por meio de uma rede sem fio, que se comunica usando a Internet,⁽⁴⁾ incorporando dispositivos, sensores, sistemas, aplicativos, dentre outros, para prover um monitoramento mais completo e visando a um maior cuidado para os idosos.

A IoT pode ser utilizada em diversas áreas, todavia a área da saúde é apontada com uma das mais beneficiadas, pois soluções IoT podem ser aplicadas com dispositvos vestíveis (wearables) e dispositivos presentes no domicílio (smart home) com o objetivo de auxiliar no cuidados de saúde, o que possibilita o surgimento do Ambient Assisted Living (AAL).⁽⁵⁾ Assim, a IoT pode revolucionar a prevenção de problemas e agravos que podem ser evitados com o monitoramento em tempo real.

Portanto, as gerontecnologias com solução IoT podem auxiliar na manutenção da saúde e na prevenção de agravos aos idosos. Destaca-se como agravo de maior relevância na população idosa os acidentes por quedas. Aproximadamente, um em cada três idosos cai uma vez ao ano⁽⁶⁾ e a chance de cair aumenta com a idade, principalmente a partir dos 80 anos,^(7,8)caracterizando-se como uma das principais causas de morbidade e mortalidade de idosos no mundo.⁽⁹⁾

A queda é definida como uma mudança inesperada de posição que leva o indivíduo a um nível inferior e resulta em risco de hospitalização ou até morte.⁽¹⁰⁾ Além do risco de hospitalizações ou até mesmo de mortes, as quedas têm alto custo econômico e impacto significativo na utilização de serviços de saúde.⁽¹¹⁾

Assim, investigar as gerontecnologias IoT no intuito de conhecer as opções tecnológicas disponíveis para impedir ou reduzir o quadro recorrente de quedas é relevante e necessário. Essas tecnologias podem promover inovação, expansão e aprimoramento do cuidado em saúde, melhoria da qualidade de vida dos idosos, suas famílias e cuidadores, permitindo, ainda, transformações nas práticas dos profissionais de saúde, em especial de enfermeiros.

Nessa perspectiva, este estudo objetivou identificar na literatura as gerontecnologias IoT desenvolvidas para prevenção de acidentes por quedas em idosos.

Trata-se de revisão integrativa, na qual foram adotadas as seguintes etapas: 1) Escolha da pergunta de pesquisa; 2) Definição dos critérios de inclusão e exclusão dos estudos; 3) Seleção da amostra; 4) Inclusão dos estudos selecionado; 5) Análise dos resultados, identificando diferenças e conflitos; 6) Discussão dos dados.⁽¹²⁾ Este estudo adotou as diretrizes da rede EQUATOR e seguiu as recomendações da estratégia Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses (PRISMA).⁽¹³⁾

A busca foi definida por meio da estratégia PIE ⁽¹⁴⁾(População, Intervenção, Efeito/Avaliação). Dessa forma, a população de interesse são idosos, a intervenção gerontecnologias IoT e a avalição é prevenção de acidentes por quedas, resultando na seguinte pergunta: “Quais as gerontecnologias IoT desenvolvidas para prevenção de acidentes por quedas em idosos disponíveis na literatura?”.

Foram critérios de inclusão artigos sem restrição de período ou idioma com indivíduos de 60 anos ou mais, que abordem a utilização de gerontecnologia Internet das Coisas para prevenção de quedas. Excluíram-se artigos duplicados. O período de coleta foi de janeiro a maio de 2020. A busca nas bases de dados foi realizada pelo acesso online e de forma independente por dois pesquisadores.

A pesquisa foi realizada nas seguintes bases de dados: Medical Literature Analysis and Retrieval System Online/National Library of Medicine (MEDLINE/PubMed), Literatura Latino-Americana e do Caribe em Ciências da Saúde (LILACS), Cumulative Index to Nursing and Allied Health Literature (CINAHL), Scopus e Web of Science.

Para ampliar a busca, adotaram-se termos da linguagem natural, descritores não controlados e descritores controlados da terminologia em saúde dos Descritores em Ciências da Saúde (DeCS). O quadro 1 traz os termos e estratégia de busca nas bases.

Quadro 1
Componentes da estratégia PIE, termos e estratégia de busca e bases de dados

Efetuou-se a leitura de título e resumo de todos os artigos rastreados; em seguida, realizou-se leitura minuciosa dos artigos selecionados e escolhidos aqueles para compor a amostra final, sendo elaborado um quadro síntese com as seguintes informações para a análise das tecnologias: autor, local de utilização, ano de publicação, país de desenvolvimento, tipo de estudo, principais conclusões, profissionais envolvidos, órgão de fomento, descrição, desfecho, especificação quanto a sensores, jogos sérios, exergames, dispositivos, realidade virtual, robôs, aplicativos e classificação em gerontecnologias IoT ou protótipos de gerontecnologia IoT.

Destaca-se que sensores são dispositivos sensíveis a alguma forma de interação com o ambiente que coletam informações sobre uma medida física que precisa ser mensurada. São classificados em térmicos, de pressão, vestíveis, de velocidade, de posição, de aceleração, dentre outros.⁽¹⁵⁾

Jogos sérios: jogos virtuais com a finalidade educacional e de promoção da saúde, mas podem possuir os princípios gerais dos jogos, como divertimento e entreterimento.⁽¹⁶⁾

Exergames: estes necessitam da movimentação do corpo inteiro do indivíduo associada ao exercício físico com videogame.⁽¹⁷⁾

Dispositivos: objetos que estão relacionados a um conjunto de regras, palavras que se relacionam entre si e podem influenciar na conduta das pessoas.⁽¹⁸⁾

Realidade virtual: descrita como uma interface avançada do usuário, tendo como características a visualização e a movimentação em ambientes tridimensionais.⁽¹⁹⁾

Robô: máquina que realiza tarefas de repetição e que exijem precisão elevada.⁽²⁰⁾

Aplicativos: conjunto de ferramentas delineado para executar ações específicas.⁽²¹⁾

Para a classificação das gerontecnologias IoT e protótipos de gerontecnologia IoT, levou-se em consideração os seguintes elementos essencias para a funcionalidade de uma IoT: conectividade, sensoriamento e processamento.⁽⁴⁾ Portanto, estudos que apresentavam os três elementos foram considerados gerontecnologias IoT e estudos que apresentavam pelo menos um desses elementos, protótipos de gerontecnologias IoT. Protótipo pode ser caracterizado como uma versão preliminar de um novo produto desenvolvido.⁽²²⁾

As informações dos estudos foram sistematizadas, categorizadas e analisadas.

Identificaram-se 1873 artigos e, após a leitura dos títulos e resumos, excluíram-se 1563 artigos, restando 310 para a etapa seguinte. Nessa etapa, realizou-se leitura completa, após a qual foram excluídos 287. Por fim, a amostra final desta revisão foi constituída por 23 estudos. A figura 1 apresenta o processo de seleção desta pesquisa de acordo com o fluxograma PRISMA.

Figura 1
Fluxograma do Processo de Seleção dos Artigos

As gerontecnologias IoT disponíveis na literatura para prevenção de acidentes por quedas foram publicadas entre 2008 e 2020, a maioria nos anos de 2018 e 2019, nos seguintes países: Austrália (3),^(23-25)Estados Unidos da América (3),^(26-28)Tailândia (2),^(29,30)Alemanha (2),^(31,32) Aústria (1),⁽³³⁾ Suécia (1),⁽³⁴⁾Argélia (1),⁽³⁵⁾Canadá (1),⁽³⁶⁾Coreia do Sul (1),⁽³⁷⁾Finlândia (1),⁽³⁸⁾Japão (1),⁽³⁹⁾ Portugal (1),⁽⁴⁰⁾ Reino Unido (1),⁽⁴¹⁾Itália (1),⁽⁴²⁾Sérvia (1),⁽⁴³⁾Suíça (1)⁽⁴⁴⁾ e Taiwan (1).⁽⁴⁵⁾

Das 23 gerontecnologias Iot identificadas, seis eram estudos descritivos,^{(26,27,32,36,38,40)}três estudos experimentais,^(25,29,33) um ensaio clínico randomizado,⁽⁴²⁾ um quase-experimental⁽³⁰⁾ e doze não relataram a metodologia utilizada.^{(23,24,28,31,34,35,37,39,41,43-45)}

No que se refere à autoria dos estudos por categoria profissional, destacam-se ciência da computação (7),^{(23,26,28,31,32,34,35)}engenheiros (4),^{(24,27,38,43)}enfermeiros (1)⁽³³⁾ e 12 artigos não informaram a formação dos autores.^{(25,29,30,36,37,39,40-42,44,45)}

Quanto à instituição de fomento das gerontecnologias IoT, dez foram financiadas por instituições governamentais,^{(27,29,33,34,36,38,40,43-45)} duas por organização não governamental^(23,26) e duas por universidades.^(30,41) As demais não citaram.^{(25,28,31,32,35,37,39,42)}

No tocante aos desfechos das gerontecnologias IoT, oito eram voltadas para mobilidade,^{(24,28,32,36,39,42-44)}seis para equilíbrio,^{(25,27,29,30,37,40)} quatro para os movimentos,^{(23,31,33,41)} três para detecção de objetos^(26,35,45) e uma para capacidade física.⁽³⁸⁾ Todavia, um artigo não relatou para qual desfecho a gerontecnologia era destinada.⁽³⁴⁾

Quanto ao local de desenvolvimento, cinco foram desenvolvidas em ambiente hospitalar^{(23,26,31-33)} e domiciliar, respectivamente^{(30,34,35,40,43)} duas em instituições de atendimento ao idoso^(42,44) e onze não mencionaram.^{(24,25,27-29,36-39,41,45)}

O quadro 2 traz as especificações dos estudos referentes às gerontotecnologias do tipo IoT (oito)^{(24,26,31-35,44)} e protótipo de gerontecnologias (15),^{(23,25,27-30,36-43,45)} sendo sete sensores,^{(23,26,32,33,36-37,41)}cinco dispositivos,^{(25,39,42,44,45)} três jogos sérios^(29,40,43)e sistemas,^(31,34,35) dois robôs^(27,30) e um exergame,⁽³⁸⁾ realidade virtual⁽²⁴⁾ e aplicativo.⁽²⁸⁾

Quadro 2
Gerontecnologias IoT e protótipos de Gerontotecnologia IoT para prevenção de acidentes por quedas

Nesta pesquisa, destaca-se o desenvolvimento de gerontecnologias IoT para prevenção de acidentes por quedas, publicadas, em sua maioria, nos últimos dois anos,^{(24,29-31,34-38)} ratificando o quão atual é o tema. A predominância de estudos, por engenheiros^{(24,27,38,43)} e profissionais da ciência da computação,^{(23,26,28,31-35)}em países da Europa,^{(31-34,38,40-44)}América do Norte,^(26-28,36) Ásia^{(29,30,37,39,45)} e Oceania,^(23-25) comprova a seriedade do assunto em âmbito mundial e reforça a tendência de maior investimento tecnológico em países desenvolvidos.

Nesse sentido, a Austrália^(23-25) e Estados Unidos^(26-28) apresentaram maiores produtividade de gerontecnologias IoT, o que pode ser entendido como uma resposta do país a esse agravo, já que as quedas são as principais causas externas de morte para idosos com mais de 85 anos nesse país. Buscar estratégias para prevenção de quedas são indispensáveis, visto que as ações de prevenção podem proporcionar redução de 66% na sua incidência.⁽⁴⁶⁾

Apesar desta revisão não apresentar estudos brasileiros, os dados sobre quedas em idosos são alarmantes. Em 2018, ocorreram 123.774 internações hospitalares no país por quedas.⁽⁴⁷⁾ A taxa de ocorrência de quedas varia de 10,7 a 59,3% em idosos residentes na comunidade e de 32,5 a 66,7% em residentes de Instituições de Longa Permanência para Idosos.⁽⁴⁸⁾

A partir dos resultados deste estudo, espera-se que profissionais de saúde, engenheiros e pesquisadores se motivem e busquem desenvolver pesquisas envolvendo gerontecnologias IoT destinadas à prevenção de quedas e divulguem seus resultados. As instituições de pesquisas, universidades, organizações governamentais e não governamentais e iniciativa privada precisam investir no desenvolvimento de tecnologias voltadas à população idosa, uma vez que o aumento dessa população exige ações, estratégias e mudanças nas políticas públicas, além de financiamento com editais e projetos específicos.

Destaca-se, ainda, que para incremento nessa área temática, faz-se necessário o estabelecimento de parcerias entre centros tecnológicos e profissionais de saúde, ressaltando a participação de enfermeiros nesse processo. Nesta revisão, a participação de enfermeiros foi escassa. No entanto, sabe-se que sua expertise no cuidado poderá agregar ao aparato tecnológico o desenvolvimento de tecnologias mais sensíveis às necessidades dos idosos.⁽⁴⁹⁾

Observou-se, neste estudo, quanto às gerontecnologias IoT produzidas em diferentes ambientes, que cerca de 30% das quedas estão relacionadas ao ambiente físico.⁽⁵⁰⁾ As gerontecnologias produzidas que se voltaram à detecção precoce de anormalidades no movimento dos idosos e ao declínio de suas habilidades biomecânicas são possíveis para identificar comprometimentos da locomoção que podem levar a quedas. Nesse sentido, gerontecnologias IoT específicas voltadas às limitações funcionais já existentes podem possibilitar melhora contínua da capacidade funcional, reduzindo as consequências da falta de equilíbrio no idoso.⁽⁵¹⁾

As gerontecnologias IoT atuam de forma mais eficaz no acompanhamento e monitoramento de idosos.⁽⁵²⁾ As aplicações clínicas das gerontecnologias IoT na saúde de idosos incluem monitorização, diagnóstico, previsão de agravos e tratamento. Por exemplo, por meio da gerotecnologia IoT, o sistema ou um dispositivo pode detectar sinais de alerta de risco referente aos idosos e enviar um sinal ou mensagem para cuidadores e profissionais da saúde. Dessa forma, pode acompanhar remotamente e em tempo real seu estado de saúde.⁽⁵³⁾

Destaca-se que para a construção de soluções IoT são necessárias outras tecnologias,⁽⁵⁴⁾ necessitando, assim, de mão de obra especializada, investimentos e parcerias no intuito de produzir tecnologias de acordo com as demandas necessárias.

A arquitetura de soluções IoT deve abranger elementos complexos, como conectividade, sensoriamento e processamento, o que se torna um desafio para o seu desenvolvimento e implementação. Dada a heterogeneidade dos objetos, a dificuldade na transmissão de dados em tempo real, análise instantânea de dados realizada no pré-processamento, inteligência local em sistemas embarcados de baixa potência, interação entre usuários no local, interfaces complexas, portabilidade e vestibilidade,⁽³²⁾ muitos produtos são desenvolvidos abrangendo um ou mais elementos citados, configurando-se, assim, como protótipos.

Destaca-se a grande quantidade de gerontecnologias IoT com a utilização de sensores^{(23,26,32,33,36,37,41)}e dispositivos.^{(25,39,42,44,45)} O uso de sistemas de acionamento de alertas baseados em sensores é uma abordagem promissora que pode informar à equipe de enfermagem, familiares e cuidadores quando um paciente tenta sair da cama.⁽⁵⁵⁾ Sensores eletrônicos de detecção para prevenção de quedas de pacientes relacionados à cama estão se tornando cada vez mais comuns e são projetados para detectar pacientes que saem da cama sem assistência, sendo capazes de evitar situações perigosas.⁽⁵⁶⁾ Os sensores dessa natureza são de baixo custo e de fácil aquisição, pois podem ser utilizados sensores de presença comuns, disponíveis em lojas de eletrônicos, por exemplo.

Nesta revisão, os dispositivos foram projetados com o intuito de melhorar a estabilidade postural e consequentemente prevenir quedas. Os dispositivos também podem fornecer uma alternativa eficaz e de baixo custo para a redução da oscilação postural e avaliação da marcha em pessoas idosas.⁽⁵⁷⁾

As gerontotecnologias IoT que utilizaram robôs,^(27,30) jogos sérios,^(29,40,43) realidade virtual⁽²⁴⁾ e exergames⁽³⁸⁾ apareceram em menor número, talvez por seu desenvolvimento envolver maior tempo e custos mais elevados, contudo possuem diversas possibilidades de utilização na atenção e cuidado à pessoa idosa. Os jogos, por exemplo, oferecem uma maneira atraente e divertida de aprender, além de auxilar no entendimento que a tecnologia pode melhorar a autonomia e a segurança, avaliar o risco e ajudar a prevenir possíveis quedas, contribuindo, dessa forma, para o envelhecimento saudável.⁽¹⁵⁾

Assim, as gerontecnologias IoT podem ser utilizadas como ferramentas importantes para auxiliar na prevenção de quedas e no fortalecimento da capacidade funcional. Os resultados da revisão reforçam a necessidade de práticas interprofissionais para melhor atender às necessidades da população idosa.

Salienta-se a originalidade do estudo por se tratar de uma temática atual e pouco explorada no cenário brasileiro. O método adotado possibilita a seleção de diferentes tipos de estudos, o que por um lado enriquece os achados, todavia restringe os detalhamentos dos mesmos, pois não há exigência de critérios quanto a qualidade e força das evidências, impossibilitando, assim, informações mais aprofundadas quanto ao desenvolvimento da gerontecnologia IoT, limitando a oportunidade de replicação por outros pesquisadores.

Evidenciou-se que o período de 2018 e 2019 apresentou maior número de publicações, destacando-se a produção na Austrália. Ressalta-se a predominância de estudos descritivos, engenheiros e profissionais da ciência da computação como os que mais produziram. Para prevenção de quedas, salienta-se as gerontecnologias IoT voltadas a mobilidade e equilíbrio. Encontraram-se gerontecnologias IoT que abordavam sistemas, sensores, dispositivos, jogos sérios, exergames, robôs, realidade virtual e aplicativos. Por ser um tema ainda em desenvolvimento, fazem-se necessárias pesquisas futuras que busquem analisar a eficácia das gerontecnologias IoT para prevenção de quedas, estudos que fomentem discussões sobre avaliação de custos e aplicabilidade na população. Além da necessidade de estabelecimento de parcerias entre centros tecnológicos e profissionais de saúde.