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Title: Uma abordagem baseada em modelos para suporte à validação de sistemas médicos físico-cibernéticos.
Other Titles: A model-based approach to support the validation of physico-cybernetic medical systems.
???metadata.dc.creator???: SILVA, Lenardo Chaves e.
???metadata.dc.contributor.advisor1???: ALMEIDA, Hyggo Oliveira de.
???metadata.dc.contributor.advisor2???: PERKUSICH, Angelo.
Keywords: Sistemas Médicos Físico-Cibernético;Validação de sistema médico;Projeto baseado em modelos;Ambiente cínico integrado;Projeto orientado a atores;Actor-Oriented Design - AOD;Modelo AOD;Cyber-Physical System - CPS;Medical Cyber-Physical System
Issue Date: 12-Nov-2015
Publisher: Universidade Federal de Campina Grande
Citation: SILVA, Leonardo Chaves e. Uma abordagem baseada em modelos para suporte à validação de sistemas médicos físico-cibernéticos. 2015. 160f. (Tese de Doutorado em Ciência da Computação) Programa de Pós-graduação em Ciência da Computação, Centro de Engenharia Elétrica e Informática, Universidade Federal de Campina Grande - Paraiba - Brasil, 2015.
???metadata.dc.description.resumo???: Sistemas Médicos Físico-Cibernéticos (SMFC) são sistemas críticos cientes de contexto que têm a segurança do paciente como principal requisito, demandando processos rigorosos de validação para garantir a conformidade com os requisitos do usuário e a corretude orientada à especificação. Neste trabalho é proposta uma arquitetura baseada em modelos para validação de SMFC, focando em promover a reúso e a produtividade. Tal abordagem permite que desenvolvedores de sistemas construam modelos formais de SMFC baseados em uma biblioteca de modelos de pacientes e dispositivos médicos, bem como simular o SMFC para identificar comportamentos indesejados em tempo de projeto. A abordagem proposta foi aplicada a três diferentes cenários clínicos para avaliar seu potencial de reúso para diferentes contextos. A abordagem foi também validada por meio de uma avaliação empírica com desenvolvedores para avaliar o reúso e a produtividade. Finalmente, os modelos foram formalmente verificados considerando os requisitos funcionais e de segurança, além da cobertura dos modelos.
Abstract: Medical Cyber-Physical Systems (MCPS) are context-aware, life-critical systems with patient safety as the main concern, demanding rigorous processes for validation to guarantee user requirement compliance and specification-oriented correctness. In this article, we propose a model-based approach for early validation of MCPS, focusing on promoting reusability and productivity. It enables system developers to build MCPS formal models based on a library of patient and medical device models, and simulate the MCPS to identify undesirable behaviors at design time. Our approach has been applied to three different clinical scenarios to evaluate its reusability potential for different context. We have also validated our approach through an empirical evaluation with developers to assess productivity and reusability. Finally, our models have been formally verified considering functional and safety requirements and model coverage.
Keywords: Sistemas Médicos Físico-Cibernético
Validação de sistema médico
Projeto baseado em modelos
Ambiente cínico integrado
Projeto orientado a atores
Actor-Oriented Design - AOD
Modelo AOD
Cyber-Physical System - CPS
Medical Cyber-Physical System
???metadata.dc.subject.cnpq???: Ciência da Computação.
URI: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/625
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