Návrh a implementace cloudové platformy pro sběr a analýzu dat z neurorehabilitačního zdravotnického prostředku

Abstract

Diplomová práce se zabývá návrhem, implementací a ověřením cloudové platformy pro sběr, uložení a analýzu dat z neurorehabilitačního zdravotnického prostředku Mačkátko a souvisejících klientských komponent. Řešení je navrženo pro využití v domácí, ambulantní i ústavní péči a reaguje na potřebu objektivního sledování průběhu terapie, bezpečného vzdáleného přenosu dat a přehledné vizualizace výsledků pro klinické pracovníky.

V práci jsou nejprve shrnuta teoretická východiska neurorehabilitace, telerehabilitace a datově řízeného vyhodnocování průběhu terapie. Následuje analýza zařízení Mačkátko, provozních scénářů a existujících řešení na trhu. Na tomto základě jsou definovány funkční a nefunkční požadavky platformy, zejména požadavky na sběr dat ze zařízení, práci s pacientskými záznamy, správu rehabilitačních sezení, výpočet klinických metrik, řízení přístupu na základě rolí (RBAC), izolaci tenantů a auditní logování.

Navržená architektura je realizována jako multi-tenantní systém MackatkoPlatform založený na ASP.NET Core pro API, Blazor WebAssembly pro webový portál, .NET MAUI pro multiplatformního klienta, aplikační a doménové vrstvě, EF Core pro persistenci a integračních službách pro identitu, audit, observabilitu a cloudově orientované nasazení. Zvláštní pozornost je věnována šifrované komunikaci, RBAC autorizaci, izolaci tenantů, minimalizaci přístupu k citlivým datům, offline synchronizaci v klientské části a zpracování dat ze sezení. Implementovaný prototyp je ověřen na pilotních datech a scénářích rehabilitačních sezení. Umožňuje vzdálený sběr dat ze sezení, výpočet klinických metrik, jejich vizualizaci ve formě přehledů a trendových grafů, správu tenantů, pacientských záznamů a sezení. Závěr práce vymezuje dosažené výsledky, limity prototypu a kroky nutné pro produkční a regulatorně podložené nasazení.

This thesis focuses on the design, implementation and verification of a cloud platform for the collection, storage and analysis of data from the Mačkátko neurorehabilitation medical device and related client components. The solution is designed for use in home, outpatient and inpatient care and addresses the need for objective monitoring of therapy progress, secure remote data transmission and clear visualization of results for clinical staff.

The thesis first summarizes the theoretical background of neurorehabilitation, telerehabilitation and data-driven evaluation of therapy progress. This is followed by an analysis of the Mačkátko device, operational scenarios and existing solutions on the market. Based on this analysis, the functional and non-functional requirements of the platform are defined, especially requirements related to device data collection, patient record management, rehabilitation session management, clinical metric calculation, role-based access control (RBAC), tenant isolation and audit logging.

The proposed architecture is implemented as the multi-tenant MackatkoPlatform system based on ASP.NET Core for the API, Blazor WebAssembly for the web portal, .NET MAUI for the cross-platform client, application and domain layers, EF Core for persistence, and integration services for identity, audit, observability and cloud-oriented deployment. Particular attention is paid to encrypted communication, RBAC authorization, tenant isolation, minimization of access to sensitive data, offline synchronization in the client part and processing of session data. The implemented prototype is verified using pilot data and rehabilitation session scenarios. It enables remote collection of session data, calculation of clinical metrics, their visualization in the form of summaries and trend charts, and management of tenants, patient records and sessions. The conclusion of the thesis defines the achieved results, the limitations of the prototype and the steps required for production and regulatory-supported deployment.