Segurança da Informação em Robótica Médica

Um Levantamento sobre o Nível de Treinamento, Conscientização e Utilização do Fisioterapeuta

 

 

Resumo

A segurança cibernética está se tornando um aspecto cada vez mais importante a ser investigado para a adoção e uso de robôs de atendimento, tanto em termos de segurança dos pacientes quanto da disponibilidade, integridade e privacidade de seus dados. Este estudo concentra-se em opiniões sobre a relevância da segurança cibernética e habilidades relacionadas para fisioterapeutas envolvidos na reabilitação e assistência graças ao auxílio da robótica. O objetivo era investigar a consciência entre os insiders sobre algumas facetas da segurança cibernética em relação às interações homem-robô. Elaboramos um questionário eletrônico e o submetemos a uma amostra relevante de fisioterapeutas. O questionário permitiu-nos recolher dados relacionados com: (i) utilização de robôs e sua relação com a cibersegurança no âmbito da fisioterapia; (ii) treinamento em cibersegurança e robótica para insiders; (iii) autoavaliação de insiders sobre cibersegurança e robótica em alguns cenários de utilização, e (iv) as suas experiências de ciberataques nesta área e propostas de melhoria. Além de contribuir com algumas estatísticas específicas, o estudo destaca a importância tanto dos processos de aculturação nesse campo quanto das iniciativas de monitoramento baseadas em pesquisas. O estudo expõe sugestões diretas para a continuação deste tipo de investigações no contexto das sociedades científicas que operam na robótica de reabilitação e assistência. O estudo também mostra a necessidade de estimular iniciativas semelhantes em outros setores da robótica médica (cirurgia robótica, robôs assistenciais e sociais)

Palavras-chave:

dispositivos médicos ; reabilitação ; assistência ; robótica ; cíber segurança

1. Introdução

Cibersegurança ( Cyb ) na área da saúde ( CybH ) inclui todas as ações gerais que podemos encontrar no mundo da indústria e do consumo ( segurança de rede, segurança de aplicativos, segurança da informação, segurança operacional, recuperação de desastres e continuidade operacional, treinamento do usuário final ), ajustado especificamente para o domínio da saúde [ 1 , 2 ].

CybH aborda o risco cibernético em um sistema cibernético no domínio da saúde . O cibersistema pode ser um dispositivo médico complexo e/ou um sistema heterogêneo e interoperável complexo (por exemplo, um sistema de informação hospitalar, um sistema de informação de radiologia; uma rede médica dedicada). Questões importantes surgem para dispositivos médicos (MDs).

No caso de um dispositivo médico autônomo (SMD) (não conectado a outros sistemas), a CybH deve se concentrar no próprio dispositivo. Muito do Cyb depende da correta implementação dos processos de certificação, considerando também o CybH.

Caso o dispositivo não seja autônomo , ou seja, seja um Dispositivo Médico Interconectado (IMD), além de um processo de certificação, também é necessário considerar a vulnerabilidade Cyb do ambiente de TI (por exemplo, sistema de informação hospitalar, rede do centro de reabilitação, o Wi-Fi doméstico).

Hoje em dia, é raro encontrar SMDs . A maioria dos MDs são IMDs . Exemplos são o pâncreas artificial e o marca-passo . Necessitam de um link de comunicação com um ambiente de TI, tanto para as funções de monitoramento e/ou atualização [ 3 , 4 , 5 , 6 ].

Os robôs médicos utilizados na reabilitação e assistência [ 7 , 8 ] são exemplos de IMDs: eles precisam de um link de comunicação para troca e registro de dados, para atualização e/ou outras funções.

1.1. Questões Regulatórias e Legislativas em Robótica Médica

Conceitos de segurança e proteção estão na base do Cyb de robôs de reabilitação e assistência.

Em geral, quando falamos de segurança devemos distinguir bem entre segurança e proteção [ 9 ]. O termo “segurança” refere-se a proteções e contramedidas contra ações, condições ou circunstâncias que possam prejudicar (física e/ou psicologicamente) os seres vivos, e particularmente os seres humanos (ver, por exemplo, o Glossário de Segurança na Internet da IETF [ 10]). O termo “segurança” às vezes é usado como um termo mais amplo que abrange “segurança”; no entanto, é mais usado em relação a bens mais diversos do que seres vivos, como dados, redes, computadores e dinheiro. No contexto de sistemas ciberfísicos, o termo geralmente se refere a dados, hardware ou processos de computação. O caso típico de uso do robô é como um IMD no hospital (ou instalação similar) ou em casa. Portanto, no que diz respeito à segurança e proteção do robô IMD, o próprio dispositivo médico, os ambientes de uso (por exemplo, o hospital ou a casa) e a organização e os regulamentos de trabalho devem ser levados em consideração.

O problema é muito amplo e inclui: (a) a segurança do paciente e do trabalhador (por exemplo, o fisioterapeuta); (b) os regulamentos para os dispositivos médicos; (c) os regulamentos para a utilização segura das redes; e (d) outras regulamentações inter-relacionadas, como segurança do produto em geral ou diretivas de rádio. Tanto a segurança do trabalho como a segurança do paciente na Europa apresentam um quadro regulamentar muito complexo. Em qualquer caso, o empregador/gerente do hospital é sempre responsável pela segurança e proteção (de ações delinquentes) e isso também se aplica aos sistemas cibernéticos .

A União Europeia recordou recentemente todo o quadro regulamentar existente [ 11 ] através de uma comunicação da Comissão ao Parlamento Europeu, ao Conselho, ao Comité Económico e Social Europeu e ao Comité das Regiões. A presente comunicação diz respeito à aplicação prática das disposições das directivas relativas à saúde e segurança no trabalho [ 11 ]. Em [ 12 ], é relatado um exame dos regulamentos europeus sobre segurança do paciente e, de forma mais geral, segurança hospitalar.

Fosch-Villaronga e Mahler forneceram em seu recente estudo [ 13 ] uma análise muito fina nesse sentido, para o quadro europeu, identificando problemas e críticas em relação aos pontos (b) a (d) acima. Como primeiro passo, eles consideraram a relação entre robôs no domínio da saúde e os regulamentos gerais europeus de segurança de produtos ( Diretiva 2001/95/CE do Parlamento Europeu e do Conselho de 3 de dezembro de 2001 sobre segurança geral de produtos de 2001 e Diretiva 85 /374/EEC sobre responsabilidade por produtos defeituosos ) [ 14 ].

Eles destacaram que a aplicabilidade das leis de responsabilidade do produto não é direta para os robôs, compreendendo sistemas ciberfísicos.

Numa segunda etapa , analisaram o impacto do regulamento de dispositivos médicos (MDR) (Regulamento (UE) 2017/745) [ 15 ] nos robôs.

Finalmente , eles se concentraram nas três estruturas legais que regulam parcialmente o robô Cyb (Diretiva NIS, GDPR, Cybersecurity ACT) [ 16 , 17 , 18 ] ambos como MD e IMD interconectados a uma rede. Os estudiosos relataram que também outros regulamentos impactaram o Cyb . Eles deram o exemplo da Diretiva de Equipamentos de Rádio da UE [ 19 ].

Os autores destacaram [ 13 ] a novidade do MDR. Eles também destacaram as sombras . A primeira sombra é que o MDR se concentra fortemente nos fabricantes e pouco nos destinatários/usuários. A segunda sombra é que o cumprimento dos requisitos de segurança cibernética é desafiador, devido à possível sobreposição de diferentes esquemas de certificação (com escopo geográfico ou de produto variável) e à evolução dos regulamentos externos ao MDR [ 14 ] .

A terceira sombra é que as certificações Cyb específicas são voluntárias, como no caso do ACT de cibersegurança [ 18 ]. Encontramos outra sombra importante . O uso pretendido e a certificação como MD nem sempre parecem alinhados (por exemplo, quando MDs usados ​​na reabilitação não são certificados para isso) [ 20 ]. Os ataques cibernéticos podem ter sérios impactos físicos e/ou psicológicos [ 12 ], conforme descrito por meio de um modelo em [ 13 ].

1.2. Os Robôs Médicos Utilizados na Reabilitação e Assistência e Cibersegurança

Um setor importante para os robôs médicos é o da reabilitação e assistência.

A robótica na reabilitação [ 7 , 21 , 22 , 23 , 24 , 25 , 26 , 27 , 28 , 29 , 30 , 31 ] diz respeito essencialmente a três setores:

• Saldo (BA)
• Os membros inferiores (LOLI)
• Os membros superiores (UPLI)

Esses setores usam exoesqueleto ou tecnologia de efetuador final . O robô exoesquelético cobre completamente o membro, seguindo e replicando a antropometria humana. A mecânica orienta cada segmento envolvido na prática reabilitadora. Portanto, um exoesqueleto é um aparelho “mecatrônico”. É usado e realiza a mesma atividade cinemática/dinâmica praticada pelo paciente. Em um dispositivo robótico efetuador final, a entrada para a realização do exercício de reabilitação vem diretamente da parte distal do membro. Permite a ativação cinemática natural do movimento, sem constrangimentos não naturais.

A robótica de assistência utiliza “robôs sociais” (SRs) [ 8 , 32 ]. O uso desses dispositivos aumentou recentemente, para superar o problema do distanciamento social na pandemia de Covid-19.

Hoje, os RSs são projetados para:

• Interaja com as pessoas, até mesmo tocando-as, pois o contato físico ajuda a estabelecer um melhor relacionamento afetivo.
• Auxiliar as pessoas em muitas atividades diárias (como um lembrete ou como uma espécie de mordomo).
• Auxiliar as pessoas em atividades médicas, como administração de medicamentos e monitoramento de pacientes.
• Apoiar os médicos na reabilitação física, como Pepper , que auxilia os fisioterapeutas durante as sessões [ 33 , 34 , 35 , 36 ] , ou apoiar os pacientes em seus movimentos ou deslocamentos (por exemplo, Robear [ 37 , 38 ] transporta pacientes).
• Apoiar pessoas com necessidades complexas de comunicação.
• Apoiar famílias ou terapeutas como mediadores culturais.

Os SRs são um desafio totalmente novo para a CybH . Existem aspectos importantes relacionados ao Cyb que requerem consideração nesses dispositivos, pois sua programação tem implicações importantes para o comportamento moral do robô, resultando no campo interdisciplinar da ética da máquina [ 39 , 40 , 41 , 42 , 43 , 44 , 45 ]— ou seja, como programar robôs com regras éticas [ 40 ].

Este setor envolve “adicionar uma dimensão ética à máquina” [ 45 ], e tornou-se de extrema importância devido aos maravilhosos desenvolvimentos tecnológicos no campo dos CRs e, de forma mais geral, da inteligência artificial [ 41 , 42 , 43 , 44 , 45 ]. Gordon [ 39] destacou que tornar a ética “computável” depende em parte de como os designers entendem a ética e tentam implementar esse entendimento em programas, mas também de sua experiência no campo da interação homem-robô. Ele descobriu que os pesquisadores e programadores não têm uma compreensão boa o suficiente nem experiência ética suficiente para construir máquinas morais que seriam comparáveis ​​aos seres humanos com relação ao raciocínio ético e à tomada de decisões. A Figura 1 mostra a modelagem do impacto físico e psicológico [ 13], desenvolvido por nós para a robótica de reabilitação e assistência. Observe que danos psicológicos também podem ocorrer como consequência indireta de danos físicos ou danos causados ​​por robôs de reabilitação. Portanto, é claro que há uma forte necessidade de estudos para ajudar a desenvolver um consenso nessa área. É importante estimular os stakeholders a enfrentar esses problemas. Também é importante sensibilizar os estudiosos para investir energias em iniciativas de pesquisa.

Figura 1. Modelo do impacto dos ciberataques no campo investigado.

1.3. Motivação e Objetivo do Estudo

É vital planejar um processo de aculturação no Cyb . Este processo deve envolver todos os atores envolvidos, desde os construtores até os usuários e cuidadores, nos diversos ambientes (desde a casa até o hospital).

A formação nesta área deve também tornar-se uma questão importante. Os stakeholders terão que iniciar iniciativas específicas de monitoramento, por meio de pesquisas direcionadas, por exemplo, para verificar o estado de difusão da cultura Cyb na robótica, e avaliar o consenso e a opinião nessa área. Este é um passo importante e preliminar para o lançamento de acordos e iniciativas de consenso para esses dispositivos, considerando também que a certificação Cyb de CRs é voluntária. Atualmente, não existem iniciativas ativas desse tipo. Uma busca no Pubmed com a chave “cyber security” [Title/Abstract] AND “robotics” [Title/Abstract] AND “questionnaire” [Title/Abstract] (tentando também com sinônimos) não apresentou resultados.

Em outros setores da área da saúde , onde a tecnologia está se desenvolvendo rapidamente, foram desenvolvidos questionários ad hoc com o objetivo de investigar o consenso entre os atores. Por exemplo, na radiologia digital, vários estudos se concentraram em diferentes atores e realizaram pesquisas por meio de questionários sobre uma questão muito importante relacionada à tecnologia da informação em sistemas cibernéticos , a inteligência artificial . Papéis selecionados [ 46 , 47 , 48 , 49 , 50 , 51 , 52 , 53 , 54 , 55 , 56] destacam estudos focados em alguns dos atores envolvidos: radiologistas e radiologistas [ 49 , 50 , 51 , 52 , 53 , 54 ], prestadores de cuidados primários [ 51 ] , estudantes [ 55 ] e pacientes [ 46 , 47 , 48], ou seja, tanto nos prestadores de serviços e utentes, como nas disciplinas em formação. A importância do treinamento e a utilidade de questionários gratuitos emergiram desses estudos. Pesquisas foram usadas para coletar entrevistas e dados estruturados de grupos focais/iniciativas de consenso. Em todos os casos identificados, foram utilizados questionários originais baseados em escalas Likert de perguntas de escolha, perguntas graduais (em escala psicométrica) e perguntas abertas. Com muito poucas exceções [ 48 ], os estudiosos preferiram usar questionários pessoais e originais em vez de validados/padronizados para investigar o tópico.

Por esta razão, consideramos que uma abordagem semelhante no que diz respeito à tecnologia robótica (também em rápida evolução) é útil num outro tema ligado à tecnologia de informação em ciber-sistemas , o do Cyb , onde, de igual modo, a formação desempenha um papel preponderante. Por esta razão, julgamos ser igualmente útil propô-la aos profissionais envolvidos nesta área.

Muitos profissionais da área da saúde têm a ver com os robôs na reabilitação e assistência (do bioengenheiro ao fisioterapeuta). Os fisioterapeutas são profissionais fundamentais neste campo. Portanto, é importante investigar a relação entre o fisioterapeuta e a CybH .

Isso é útil para fornecer conhecimento médico e estimular as partes interessadas a recomendar iniciativas.

Assim, propusemo-nos como objetivo centrar-nos no fisioterapeuta e: (1) investigar o consenso, a familiaridade e a opinião sobre o Cyb neste campo, com base tanto na formação como na experiência no local de trabalho ; (2) aplicar um questionário eletrônico elaborado para a investigação.

2. Materiais e métodos

Em consonância com o objetivo do estudo, decidimos desenvolver um questionário eletrônico para investigar a aceitação e o consenso dos fisioterapeutas. Usamos o Microsoft Forms (Microsoft Corporation, Albuquerque, Novo México (NM), EUA), disponível no pacote Microsoft 365 App Business Premium no local de trabalho . É o produto de software recomendado pelo Data Protection Office (DPO) da empresa. Está incluída no domínio informático e cumpre as normas de privacidade e segurança de dados. Aderimos ao Checklist SURGE [ 57 ] para o desenvolvimento e aplicação do questionário. O questionário usou diferentes tipos de perguntas: perguntas abertas, perguntas de escolha, perguntas de múltipla escolha, escalas Likert, perguntas graduais. Uma escala psicométrica de seis níveis foi usada tanto nas questões graduais quanto nas Likerts. Portanto, foi possível atribuir uma pontuação mínima de um e máxima de seis. O valor médio teórico (TMV) foi igual a 3,5. Usamos o TMV para comparação na análise: um valor médio abaixo do TMV mostra uma resposta mais negativa do que positiva, enquanto um valor médio acima do TMV indica uma resposta mais positiva do que negativa.

Para a verificação da normalidade dos dados, usamos o teste de Kolmogorov-Smirnov, que é preferível para tamanhos de amostra como o nosso. O software SPSS V. 25.0 (software IBM SPSS, Armonk, NY, EUA) foi utilizado no estudo. O tamanho do efeito d de Cohen estimado com 0,499 o tamanho do efeito. Uma amostra com n > 60 foi considerada adequada para o estudo. Enviamos a pesquisa de 1º de junho de 2021 a 20 de outubro de 2021.

Enviamos o questionário aos fisioterapeutas por meio de redes sociais, fontes da web, mensageiros e listas/webs de associações profissionais.

A Figura 2 relata o diagrama do processo de inclusão. A Tabela 1 apresenta as características demográficas.

Figura 2. Diagrama descrevendo o processo de inclusão.

Tabela 1. Características dos participantes.

Submission	Participants	Males/Females	Min Age/Max Age	Mean Age
Physiotherapists	316	162/154	23/58	38.47

A metodologia, baseada em uma pesquisa eletrônica, teve como foco o fisioterapeuta. Investigou, por meio das ferramentas disponíveis na pesquisa, os diferentes aspectos do Cyb .

A pesquisa eletrônica é organizada em cinco seções (ver Tabela 2 ).

Tabela 2. Seções do questionário.

Section	Title
Section 1	Demographic data
Section 2	Robotics and cybersecurity in the workplace
Section 3	Training in cybersecurity and robotics
Section 4	Self-assessment on cybersecurity and robotics
Section 5	Proposals and collection of personal cases of cyber-risk

A Seção 1 é projetada para coletar os dados demográficos (relatados na Tabela 1 ). A seção 2 investiga se há interação com os robôs no ambiente de trabalho e se essa interação também diz respeito à Cyb . A seção 3 investiga o treinamento específico em Cyb e nas disciplinas conexas. A seção 4 propõe questões de autoavaliação sobre o Cyb durante a interação com os robôs. A Seção 5 reúne as propostas e as experiências de risco cibernético no ambiente de trabalho de cada um, úteis tanto para o leitor quanto para a parte interessada.

3. Resultados

Os resultados são relatados nas quatro seções abaixo. Para cada seção, o tipo de perguntas, as perguntas feitas e as estatísticas são relatadas.

3.1. Resultado da Seção 2 “Robótica e segurança cibernética no local de trabalho”

Numa primeira vertente, investigámos a utilização da robótica de reabilitação e o envolvimento (papel) dos fisioterapeutas na sua utilização, quer como utilizadores ativos quer apenas como observadores. Foi proposta uma questão de escolha múltipla (relativa a três robôs diferentes utilizados na reabilitação).

A Figura 3 mostra que apenas 102 (32,27%) entrevistados usam a robótica de reabilitação no local de trabalho . Detalhadamente, 73 (23,10%) utilizam a robótica na reabilitação do membro superior. Um número menor utiliza a robótica nos outros dois setores de equilíbrio (54, 17,08%) e reabilitação de membros inferiores (51, 16,14%).

Figura 3. Uso da robótica de reabilitação no ambiente de trabalho (*102 é diferente da soma das três opções, pois é uma questão de múltipla escolha) .

Uma segunda questão com duas opções ( Sim/Não ) também investigou o envolvimento na atividade Cyb .

A Figura 4 destaca que todos os entrevistados relataram o papel de usuário de tecnologia. Apenas 29 (9,18%) afirmaram ter participado do CybH , resultando em um número significativamente baixo ( p -Valor < 0,01, teste χ2).

Figura 4. Papel do uso da robótica de reabilitação pelos fisioterapeutas.

Sabe-se que o uso de RS ainda é muito limitado. No entanto, queríamos investigar qualquer envolvimento, que também pudesse dizer respeito a projetos de pesquisa. Três perguntas foram propostas. Uma questão com duas opções ( Sim/Não ) investigou a presença das RS no ambiente de trabalho . Uma questão com duas opções ( somente observador/usuário ) investigou o papel na interação. Uma pergunta sobre seu papel no Cyb também foi proposta para aqueles que responderam “usuário”. A Figura 5 destaca que apenas 5 entrevistados afirmaram estar lidando com RSs. Três (0,95%) declararam ser observadores, dois (0,63%) usuários e apenas um (0,32%) enfrentou problemas com CybH. Essas frequências também tiveram alta significância estatística ( p- valor < 0,01, teste χ2).

Figura 5. Interação de fisioterapeutas com robôs sociais.

3.2. Resultado da Seção 3 “Treinamento em segurança cibernética e robótica”

A Tabela 3 relata o nível percebido de treinamento em SRs, robôs para BA , robôs para LOLI, robôs para UPLI . Quatro questões graduadas com 6 níveis de pontuação (1 = min; 6 = max) foram usadas.

Tabela 3. Grau de treinamento percebido em SRs, robôs para BA, robôs para LOLI, robôs para UPLI.

Question	Mean	CI 95%
Upper limb rehabilitation	4.55	±0.38
Lower limb rehabilitation	4.43	±0.37
Balance	4.42	±0.38
Social robot	3.63	±0.38

A resposta mais popular foi Robots for UPLI. A resposta menos popular foi Social Robots . Todas as respostas receberam pontuação acima do TMV.

A Tabela 4 relata o treinamento percebido em informática, mHealth, eHealth, cibersegurança . Quatro questões graduadas com 6 níveis de pontuação (1 = min; 6 = max) foram usadas.

Tabela 4. Percepção do grau de formação em informática, mHealth, eHealth, cibersegurança.

Question	Mean	CI 95%
Informatics	4.57	±0.38
Electronic health	4.41	±0.37
Mobile health	4.45	±0.37
Cybersecurity	2.49	±0.36

A resposta mais popular foi a informática . A resposta menos popular foi Cyb . Todas as respostas obtiveram pontuação acima do TMV, exceto Cyb .

A Tabela 5 relata o treinamento percebido no Cyb com referência aos diferentes ataques cibernéticos. Foi utilizada uma escala Likert com os módulos associados a cada ciberataque. Cada módulo tinha 6 níveis (1 = min; 6 = max). Os resultados mostram pontuações baixas, todas abaixo do TMV, exceto para malware, phishing e crackers de senha (logo acima do limite).

Tabela 5. Conhecimento avaliado sobre segurança cibernética.

Question	Mean	CI 95%
Malware (virus, Trojan, ransomware, scareware…)	3.57	±0.36
Man in the middle	2.41	±0.37
Denial of service (DoS)	2.45	±0.38
Distributed denial of service (DDoS)	2.49	±0.35
Spoofing	2.46	±0.38
Sniffing	3.13	±0.37
Phishing	3.60	±0.38
Data breach	2.46	±0.37
Back door	2.46	±0.33
Password cracker	3.56	±0.32

Pedimos também para indicar ( com base no treinamento) o setor mais afetado pelo problema do Cyb . Foi utilizada uma escala Likert com os módulos associados a cada robô. Cada módulo tinha 6 níveis (1 = min; 6 = max). A Tabela 6 relata as respostas relacionadas à escala Likert específica. A resposta mais popular foi o SR. A resposta menos popular foi o BA. Todas as respostas receberam pontuação acima do TMV.

Tabela 6. Percepção sobre a influência do Cyb na Robótica.

Question	Mean	CI 95%
SR	4.58	±0.38
BA	3.87	±0.37
UPLI	4.21	±0.37
LOLI	4.22	±0.36

Concluímos esta seção fazendo mais perguntas específicas sobre as questões regulatórias e sobre a consciência do papel com a Cyb . Duas questões graduadas com 6 níveis de pontuação (1 = min; 6 = max) foram usadas para investigar o treinamento sobre questões regulatórias. A primeira pergunta investigou o treinamento sobre as questões regulatórias sobre Cyb . A segunda questão investigou o treinamento sobre as questões regulatórias sobre Cyb , especificamente no que se refere à robótica.

A Figura 6 destaca um nível muito baixo de treinamento em questões regulatórias tanto como um todo (valor médio = 2,89; intervalo de confiança (IC) 95%: ±0,35) quanto relacionado à robótica (valor médio = 2,88; IC 95%: ±0,35) . Duas questões graduadas com 6 níveis de pontuação (1 = min; 6 = max) foram usadas para investigar a consciência sobre seu papel com Cyb . A primeira pergunta investigou a consciência do papel com Cyb . A segunda pergunta investigou a consciência do papel com Cyb e robótica. A Figura 7 destaca um nível de consciência bem acima do TMV (com referência ao papel do fisioterapeuta no Cybcomo um todo (valor médio = 4,31; IC 95%: ±0,38) e durante a interação com a robótica (valor médio = 3,98; IC 95%: ±0,37).

Figura 6. Nível de formação sobre o quadro regulamentar (também referido como robótica).

Figura 7. Nível de consciência sobre o papel do fisioterapeuta no Cyb.

3.3. Resultado da Seção 4 “Autoavaliação sobre segurança cibernética e robótica”

Esta seção considera os cenários de autoavaliação de familiaridade com o Cyb . Uma primeira investigação envolveu um mapeamento de ataques cibernéticos em relação aos quatro robôs ( Tabela 7 ). Cada um dos ataques cibernéticos foi proposto com múltiplas escolhas (LOLI, UPLI, BA, SR). Os entrevistados poderiam indicar a aplicabilidade ou não de ataques cibernéticos com os robôs. A Tabela 6 destaca como malware, phishing e crackers de senha foram os mais indicados. No entanto, uma análise estatística de frequência não mostrou significância (teste χ2, valor p = 0,221).

Tabela 7. Resultados referentes às questões pontuadas com os detalhes da avaliação.

Question	BA	LOLI	UPLI	SR
Malware (virus, Trojan, ransomware, scareware…)	310	309	311	308
Man in the middle	251	247	259	253
Denial of service (DoS)	252	261	249	248
Distributed denial of service (DDoS)	249	252	253	250
Spoofing	247	250	252	249
Sniffing	278	281	293	300
Phishing	309	310	310	312
Data breach	279	268	269	288
Back door	269	257	258	267
Password cracker	309	309	3011	312

Uma segunda investigação ( Tabela 8 ) diz respeito ao modelo proposto na Figura 1 . Os problemas funcionais ( dano físico, dano físico, dano fisiológico ) foram propostos com escolhas múltiplas (LOLI, UPLI, BA, SR). As RSs apresentaram os menores escores para dano físico , com significância estatística (teste χ2, valor p = 0,048) e dano físico com significância estatística (teste χ2, valor p = 0,049). No entanto, as RSs apresentaram a maior pontuação para danos psicológicos , com alta significância estatística (teste do χ2, valor p = 0,008).

Tabela 8. Resultados referentes às questões pontuadas com os detalhes da avaliação.

	BA	LOLI	UPLI	SR
Physical damage	308	309	307	212
Physical harm	307	306	305	213
Psychological harm	13	14	18	309

Como terceira investigação, propusemos uma autoavaliação de risco específica ( Tabela 9 , Tabela 10 , Tabela 11 e Tabela 12 ). Foi proposta uma escala Likert para cada um dos robôs (UPLI, LOLI, BA, SR). Os módulos no Likert eram idênticos. Cada módulo tinha 6 níveis de pontuação (1 = min; 6 = max). As pontuações quase se sobrepuseram e ficaram acima do TMV para UPLI, LOLI, BA. Para estes robôs, o cenário “Sobre o possível efeito na saúde e segurança do paciente/profissional” obteve a pontuação mais alta. Todos os valores ficaram abaixo do limiar para as RSs, exceto para a pontuação associada ao cenário “Sobre o possível efeito na saúde e segurança do paciente/profissional”.

Tabela 9. Nível de conscientização em cenários de risco cibernético para UPLI.

Level of Awareness	Mean	CI 95%
During software update process	3.89	±0.37
During upload process	3.92	±0.38
General vulnerability	3.63	±0.37
On the possible effect on the patient/practitioner’s health and safety	4.39	±0.33

Tabela 10. Nível de conscientização em cenários de risco cibernético para LOLI.

Level of Awareness	Mean	CI 95%
During software update process	3.88	±0.37
During upload process	3.99	±0.38
General vulnerability	3.64	±0.37
On the possible effect on the patient/practitioner’s health and safety	4.39	±0.33

Tabela 11. Nível de conscientização em cenários de risco cibernético para BA.

Level of Awareness	Mean	CI 95%
During software update process	3.89	±0.37
During upload process	3.95	±0.38
General vulnerability	3.57	±0.37
On the possible effect on the patient/practitioner’s health and safety	4.41	±0.33

Tabela 12. Nível de conscientização em cenários de risco cibernético para RS.

Level of Awareness	Mean	CI 95%
During software update process	3.47	±0.39
During upload process	3.44	±0.43
General vulnerability	3.45	±0.41
On the possible effect on the patient/practitioner’s health and safety	4.28	±0.41

3.4. Resultado da Seção 5 “Propostas e coleta de experiências pessoais de risco cibernético”

Como investigação final, convidamos os entrevistados a: (a) expressar livremente opiniões e sugestões sobre riscos cibernéticos e ações a serem consideradas em breve; (b) citar experiências pessoais relacionadas a problemas de Cyb . Perguntas abertas foram usadas nesta seção.

3.4.1. Propostas

Agrupamos e categorizamos perguntas semelhantes. A Tabela 13 relata as sugestões para os riscos cibernéticos mais prováveis ​​a serem enfrentados. A preocupação mais preocupante era o dano físico causado por uma imposição incorreta de movimento. A Tabela 14 reporta as sugestões relacionadas com as ações a considerar. A ação mais sugerida estava relacionada às atividades periódicas de monitoramento gerenciadas pelas sociedades científicas.

Tabela 13. Sugestões sobre o risco cibernético a enfrentar.

Priority	Suggestion	Number of Suggestions
1	Risk of physical damage for incorrect imposition of kinematic/dynamic therapy	89
2	Risk of incorrect recording of the trials	72
3	Risk of out-of-control behavior of the SR	16

Tabela 14. Sugestões sobre as ações a serem consideradas.

Priority	Suggestion	Number of Suggestions
1	Launch periodic monitoring actions led by scientific societies.	83
2	Create heterogeneous national working groups to address cybersecurity in the 4 sectors of robotics	46
3	Launch training initiatives on the various issues of cybersecurity applied to the various sectors of robotics.	26

3.4.2. Coleta de experiências pessoais de risco cibernético

Também convidamos os fisioterapeutas a relatar uma experiência neste campo. Havia um espaço aberto de cerca de meia página de espaço para isso. Tanto os participantes com experiência direta em robótica quanto os participantes apenas com experiência de treinamento contribuíram com entusiasmo. 302 (95,57%) fisioterapeutas descreveram uma experiência de problema com Cyb no ambiente de trabalho. 55 participantes relataram problemas Cyb com robótica no local de trabalho. Devemos considerar que na Seção 2 (ver Seção 3.1 ) emergiu que 102 fisioterapeutas trabalham com robótica reabilitativa e 2 lidam com RSs como usuários. Isso significa que 52,3% deles estavam envolvidos em um problema Cyb .

Os problemas foram analisados ​​e categorizados. Os problemas que ocorreram mais de uma vez são mostrados na Figura 8 . A Figura 8 destaca como os dois ataques mais frequentes relatados e descritos foram a negação de serviço (7 vezes), que envolveu uma rede com ataques LOLI, UPLI, BA e ransomware nos dados de uma plataforma LOLI (5 vezes).

Figura 8. Experiências com ataques cibernéticos que ocorreram mais de uma vez após a categorização.

4. Discussão

Dispositivos mecatrônicos têm crescido em importância nos últimos anos [ 7 , 24 ]. Entre esses dispositivos certamente encontramos os robôs para reabilitação e assistência [ 8 , 21 , 22 , 23 , 24 , 25 , 26 , 27 , 28 , 29 , 30 , 31 , 32 ]. O aumento do uso dessas tecnologias levanta questões importantes sobre Cyb . É importante investigar as percepções dos insiders, tanto na robótica, como para outras tecnologias disruptivas [ 58 ].

Começamos com o fisioterapeuta, que enfrenta uma transformação rumo à digitalização na era da pandemia, como destaca A. Lee em [ 59 ].

Neste estudo, propusemos um questionário eletrônico útil. Incluía: perguntas abertas, perguntas de escolha, perguntas de múltipla escolha, escalas Likert e perguntas graduais . Permitiu a coleta de dados importantes sobre: ​​(a) o uso da robótica e envolvimento direto no CybH; (b) treinamento em robótica, segurança cibernética e outras disciplinas; (c) autopercepção de cibersegurança e robótica; (d) opiniões, sugestões e experiências .

Quando situamos nossa investigação no contexto internacional, devemos considerar o seguinte. Cyb tem vastas implicações no domínio da saúde e é evidente que tem sido objeto de muitos estudos direcionados [ 60 ]. No entanto, o número de estudos focando também na robótica é extremamente baixo [ 61 ]. A pesquisa [ 60 ] no Pubmed (a mais importante base de dados do domínio da saúde ) mostra que, até à data, ainda ninguém abordou questões específicas do Cyb em robótica, submetendo questionários a profissionais médicos.

O questionário, dedicado a fisioterapeutas e com referência à CybH em robótica, tem a vantagem de permitir a monitorização de papéis e interações no local de trabalho, monitorização da formação recebida, autoavaliação de riscos e um focus group virtual.

O estudo tem algumas limitações. Uma primeira limitação é que o questionário é tanto dedicado a um campo da robótica médica (a robótica de reabilitação e assistência) quanto calibrado em um grupo profissional. Muitos grupos profissionais desempenham um papel importante na robótica de reabilitação e assistência. Questionários especializados para esses grupos profissionais devem ser desenvolvidos no futuro.

Outra segunda limitação é a ilimitação do tema. É impossível abordar todas as implicações em um único estudo.

Em particular, as implicações éticas da robótica são muito importantes. Estas implicações terão um forte impacto na Cyb e requerem uma abordagem muito robusta e multidisciplinar envolvendo todos os atores.

Existem dois importantes macrossetores da ética com impacto na Cyb . O primeiro macrossetor é a ética na pesquisa e inovação responsáveis ​​[ 62 ]. Stahl e Coeckelbergh destacaram, para o primeiro macrossetor, as importantes implicações do Cyb [ 63 , 64 , 65 , 66 , 67 , 68 , 69 , 70 ] na recolocação do humano no trabalho, no que diz respeito à responsabilidade pelo e no a gestão da informação. O segundo macrossetor é o problema ético encontrado durante a construção de robôs morais [ 39]. Isso se concentra no campo interdisciplinar da ética da máquina.

A terceira limitação é que o questionário (que permite feedback importante para as partes interessadas) representa apenas um primeiro passo científico. As etapas subsequentes que este estudo visa estimular são a integração deste questionário juntamente com outras soluções durante a aplicação de iniciativas de acordo. As Conferências de Consenso [ 71 , 72 , 73 ], por exemplo, poderiam ser uma importante iniciativa de acordo e certamente poderiam se beneficiar (no contexto das atividades dos grupos de trabalho [ 74 , 75 , 76 ]) do uso de questionários eletrônicos que fornecem feedback estruturado e grupos focais virtuais.

Nosso questionário tem os limites listados acima. No entanto, tem o mérito de ter iniciado essa abordagem, em uma questão delicada ( robótica médica ), e de ser um estímulo para as sociedades científicas envolvidas . Está em consonância com outras iniciativas semelhantes no domínio da saúde . As reuniões científicas internacionais, promovidas por sociedades científicas [ 77 ], passaram a incluir seções dedicadas aos problemas da Cyb no HCI. Num estudo [ 78 ], apenas apresentado em [ 77 ], é salientada a importância da utilização de inquéritos dedicados, para melhorar a compreensão dos comportamentos de risco, no que diz respeito ao Cyb, quando se utiliza o HCIno domínio da saúde . Nosso estudo é nessa direção. Da mesma forma, aborda os problemas Cyb em um novo campo da IHC, a interação humano-robô (uma IHC complexa com mecatrônica) [ 79 ], por meio de uma investigação abrangente, usando um questionário e envolvendo atores envolvidos.

5. Conclusões

Os robôs de reabilitação e assistência representam uma oportunidade para o domínio da saúde [ 7 , 8]. O uso desses robôs tem implicações importantes. Podem ser utilizados com pacientes frágeis ou pessoas com deficiência, em processos de reabilitação e assistência. Podem ser utilizados em processos de reabilitação psicológica e cognitiva de crianças e outros sujeitos com dificuldades de comunicação, como é o caso das RS. Portanto, seu uso pode ter importantes implicações físicas e psicológicas. Além disso, o software desses dispositivos interage com dados sensíveis. A segurança cibernética tornou-se, portanto, uma questão importante a ser enfrentada, começando pelos internos. Propusemos uma investigação baseada em um questionário aplicado a fisioterapeutas. A investigação mostrou os seguintes destaques:

−

O questionário, dedicado a fisioterapeutas e referente à CybH em robótica, tem a vantagem de permitir a monitorização de funções e interações no local de trabalho, monitorização da formação recebida, autoavaliação de riscos e um focus group virtual.

−

As perguntas permitiram coletar dados importantes sobre: ​​(a) o uso da robótica e o envolvimento direto no CybH ; (b) treinamento em robótica, segurança cibernética e outras disciplinas; (c) a autopercepção de Cyb e robótica; (d) opiniões, sugestões e experiências.

−

Os dados diziam respeito tanto a sujeitos com apenas experiências de formação como a sujeitos com experiência de trabalho direta.

−

No momento da pesquisa, 102 (32,27%) entrevistados usavam robótica de reabilitação no local de trabalho. Todos destacaram sua atuação como usuário, mas apenas 29 (9,18%) tiveram envolvimento direto com o Cyb . Apenas 5 entrevistados afirmaram estar lidando com RSs. Destes, 3 (0,95%) eram observadores e 2 (0,63%) eram usuários, enquanto apenas um (0,32%) tinha envolvimento direto com o Cyb .

−

Um treinamento aceitável em robótica e outros módulos de treinamento relacionados. Um treinamento inaceitável ao lidar, em detalhes, com questões Cyb . Um treinamento que destacou lacunas para as questões de regulamentação sobre Cyb (também referido como robótica). Uma sensibilização, durante a formação, sobre o envolvimento do fisioterapeuta no Cyb (também relacionado com a robótica).

−

A possibilidade de os fisioterapeutas se autoavaliarem em alguns cenários Cyb propostos em relação aos robôs.

−

Opiniões sobre riscos emergentes e desejos neste campo (como, por exemplo, continuar a usar o questionário e criar grupos de trabalho específicos). Tanto os participantes com experiência direta em robótica quanto os participantes com apenas uma experiência de treinamento narraram com entusiasmo experiências neste campo: 302 (95,57%) descreveram suas experiências com robótica, categorizadas após mineração de dados, mostrando que 55 relataram problemas de Cyb com robótica no local de trabalho . Isso, muito importante, destacou que 52,3% dos fisioterapeutas envolvidos com a robótica no local de trabalho relataram um problema de Cyb . Os incidentes mais frequentes foram negação de serviço(7), que envolveu uma rede com ataques LOLI, UPLI, BA e ransomware aos dados de uma plataforma LOLI (5).

6. Trabalho futuro

As necessidades de trabalho futuro que emergem deste estudo dizem respeito tanto à continuação na área da robótica de reabilitação e assistência como à ativação de iniciativas semelhantes noutros setores da robótica.

6.1. Iniciativas Futuras na Área da Robótica de Reabilitação e Assistência

Prevê-se que os desenvolvimentos futuros deste estudo incluam:

• Aprimoramento do questionário eletrônico, com padronização do mesmo, interagindo com as sociedades científicas;
• Usá-lo para monitoramentos e investigações periódicas específicas;
• Estimular as partes interessadas para a criação de grupos de trabalho multidisciplinares para abordar o Cyb (desde a engenharia à ética da máquina, questões legais e políticas);
• Expansão a outros grupos profissionais.

6.2. Sugestões para Desenvolvimentos Futuros em Outros Setores da Robótica Médica

O Policy Department for Economic, Scientific and Quality of Life Policies, do Parlamento Europeu, identificou as aplicações mais interessantes para os robôs médicos [ 79 ]: cirurgia robótica, robôs assistenciais e sociais, sistemas de reabilitação, treinamento para profissionais de saúde e assistência . O setor é amplo, complexo e com inúmeras implicações para a CybH. O que emergiu neste estudo pode ser um estímulo para que os envolvidos em outras áreas da robótica médica iniciem estudos semelhantes com foco no Cyb .

Funding

This research received no external funding.

Institutional Review Board Statement

Not applicable.

Informed Consent Statement

Not applicable.

Data Availability Statement

Not applicable.

Conflicts of Interest

The authors declare no conflict of interest.

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Este artigo é uma tradução adaptada de: Healthcare 2022, 10 (1), 159; https://doi.org/10.3390/healthcare10010159, acessado e traduzido em 13 de julho de 2023.

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© 2022 by the authors. Licensee MDPI, Basel, Switzerland. This article is an open access article distributed under the terms and conditions of the Creative Commons Attribution (CC BY) license (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/).

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Monoscalco, L., Simeoni, R., Maccioni, G., & Giansanti, D. (2022). Information Security in Medical Robotics: A Survey on the Level of Training, Awareness and Use of the Physiotherapist. Healthcare, 10(1), 159. https://doi.org/10.3390/healthcare10010159

MDPI and ACS Style

Monoscalco, L.; Simeoni, R.; Maccioni, G.; Giansanti, D. Information Security in Medical Robotics: A Survey on the Level of Training, Awareness and Use of the Physiotherapist. Healthcare 2022, 10, 159. https://doi.org/10.3390/healthcare10010159

AMA Style

Monoscalco L, Simeoni R, Maccioni G, Giansanti D. Information Security in Medical Robotics: A Survey on the Level of Training, Awareness and Use of the Physiotherapist. Healthcare. 2022; 10(1):159. https://doi.org/10.3390/healthcare10010159

Chicago/Turabian Style

Monoscalco, Lisa, Rossella Simeoni, Giovanni Maccioni, and Daniele Giansanti. 2022. “Information Security in Medical Robotics: A Survey on the Level of Training, Awareness and Use of the Physiotherapist” Healthcare 10, no. 1: 159. https://doi.org/10.3390/healthcare10010159