Title: SISTEMI INFORMATICI
1SISTEMI INFORMATICI
2Introduzione
- La telemedicina è l'insieme di tecniche mediche
ed informatiche che permettono la cura di un
paziente a distanza o più in generale di fornire
servizi sanitari a distanza. - Nell'ambito della diagnostica clinica
(telediagnosi), è possibile per un medico
effettuare la diagnosi su un paziente che non è
fisicamente nello stesso posto del medico,
attraverso la trasmissione a distanza di dati
prodotti da strumenti diagnostici. - La second opinion medica è una delle applicazioni
più comuni nell'ambito della telemedicina, essa
consiste nel fornire una opinione clinica a
distanza supportata da dati acquisiti inviati ad
un medico remoto che li analizza e li referta
producendo di fatto una seconda valutazione
clinica su un paziente. - Le tecniche telemediche di fatto favoriscono
anche applicazioni di formazione distanza, nelle
quali il medico remoto può specializzare i medici
che chiedono una second opinion su un caso
clinico attraverso tecniche di e-learning.
3Campi di applicazione
- TELEPATOLOGIA branca della telemedicina che
prevede il trasferimento di immagini digitali
macroscopiche e microscopiche a scopo diagnostico
o educativo mediante la tecnologia informatica. - TELERADIOLOGIA
- TELECARDIOLOGIA
- TELEDERMATOLOGIA
- TELERIABILITAZIONE erogazione di servizi
riabilitativi attraverso le reti di
telecomunicazione ed internet.
4Campi di applicazione
- I campi di applicazione della telemedicina sono
numerosissimi e in continua evoluzione, dalla
cardiologia (trasmissione di tracciati
elettrocardiografici) alla radiologia (immagini
radiografiche e computerizzate), dalla
dermatologia (foto digitali di lesioni cutanee)
allanatomia patologica, dalla ginecologia
(monitoraggio in gravidanza) allodontoiatria e
via dicendo praticamente ogni branca della
medicina può avvalersi di questo strumento per
migliorare lesercizio delle attività cliniche,
assistenziali e didattiche. Basta un cellulare
per veicolare i dati da un elettrocardiografo
portatile ad una centrale di ascolto e permettere
una diagnosi a casa in tempo reale. - Applicare la telematica in ambito medico
significa, infatti, rispondere con tempestività
alle esigenze diagnostiche (telediagnosi) e
terapeutiche (teleassistenza) di cittadini
distanti dalle strutture sanitarie o comunque
impossibilitati a muoversi da casa fornire una
risposta valida ed efficace in caso di malati
cronici o anziani e un supporto indispensabile
nelle urgenze (telesoccorso) favorire
laggiornamento scientifico (teledidattica) e il
collegamento interattivo tra medici
(videoteleconsulto) con condivisione dinamica di
informazioni, cartelle cliniche digitali,
tracciati diagnostici, immagini biomediche, che
si muovono in tempo reale e con la massima
definizione.Ne consegue una concreta
interrelazione tra le strutture minori o più
deboli e quelle maggiori o specialistiche.
5Campi di applicazione
- Oltre ad avere utilità in campo strettamente
clinico/didattico, la telemedicina può
contribuire allottimizzazione della gestione del
sistema sanitario, mediante vaste applicazioni di
tipo amministrativo. - Attraverso la creazione di una rete telematica di
strutture sanitarie è possibile, infatti,
ottenere informazioni sulla disponibilità dei
posti letto, sullaccesso alle liste di
prenotazione, troppo spesso caratterizzate da
ritardi esagerati, sulla gestione delle cartelle
cliniche, con gli adeguati accorgimenti per la
tutela della privacy, dei referti medici etc. - Questo si traduce in un sensibile miglioramento
sia della qualità dei servizi per il cittadino,
che si sente più garantito, sia delle condizioni
di lavoro del personale, che accede più
facilmente alle informazioni. - Non ultimo, nellottica di una congrua
riorganizzazione del Sistema Sanitario,
lutilizzo delle tecnologie informatiche,
snellendo le procedure e migliorando i servizi
offerti, contribuisce a garantire anche un
contenimento della spesa sanitaria.
6Iniziative in Italia
- I primi esperimenti di telemedicina sono iniziati
in Italia a partire dal 1976 con la trasmissione
di elettrocardiogrammi a distanza, ma solo 15
anni più tardi, con listituzione del 118 per le
urgenze, la telemedicina ha visto applicazioni
più ad ampio spettro.Come è emerso da una prima
indagine condotta nel 1992 sulla diffusione dei
sistemi di telemedicina nei vari Stati della
Comunità Europea, il nostro Paese è risultato
essere il primo per numero di sperimentazioni nel
campo. - Da allora sono stati realizzati numerosissimi
progetti pilota nelle aree dellemergenza, della
cardiologia, della nefrologia, dellematologia e
via dicendo. Ricordiamo, a titolo di esempio il
progetto che ha permesso di collegare per via
telematica il S. Raffaele di Milano con
lOspedale di Sarajevo il progetto che collega
Napoli alle isole di Ischia e Procida e ancora,
la sperimentazione dellOspedale Pediatrico
Bambin Gesù di Roma, per il monitoraggio di
bambini cardiopatici o lesperienza avviata in
alcuni ospedali di Milano, dotati di ambulanze in
collegamento telematico con la centrale di
emergenza 118 e lunità coronaria cittadina.
7Iniziative in Italia
- Questi e tantissimi altri progetti pilota e
sperimentazioni locali sono oggetto di
particolare attenzione da parte del Ministero
della Salute, che si sta impegnando nella
realizzazione di una rete telematica tra istituti
di cura e aziende locali, al fine di garantire un
coordinamento delle iniziative periferiche e una
gestione integrata dei servizi disponibili, in
linea con le principali direttive europee. - Negli ultimi tempi si sta cercando di colmare un
ritardo di anni, con diverse iniziative
istituzionali, che promuovono ed incentivano la
sperimentazione e lintroduzione dei servizi di
telematica. In particolare il Piano Sanitario
Nazionale 2002-2004 prevede esplicitamente una
forte promozione della telemedicina.
8Privacy
- Se da un lato la telemedicina amplia enormemente
le potenzialità della medicina tradizionale,
dallaltro lato essa, per i sistemi che usa,
rischia di esporre i pazienti a intromissioni
illegittime nella privacy (vedi Diritto alla
riservatezza). Pertanto, i mezzi di comunicazione
impiegati devono necessariamente essere dotati di
potenti sistemi di sicurezza, volti a proteggere
la riservatezza delle informazioni relative a
ciascun paziente.
9Un esempio CAD GPCALMA
- La diagnosi assistita dal calcolatore può essere
definita come la diagnosi fatta da un radiologo
che utilizza, per aiuto, il risultato di un
analisi computerizzata delle immagini. - La funzionalità del computer è quella di secondo
lettore (second reader o second look) che
evidenzi anomalie che il radiologo potrebbe aver
non notato - La diagnosi finale è fatta dal radiologo!
- Lintento del CAD è quello di supportare
piuttosto che sostituire il medico!
10Un esempio CAD GPCALMA
- Losservatore umano è capace di analizzare eventi
complessi di una scena in una frazione di un
secondo. - L analisi di un immagine per un computer è un
compito oneroso - Il riconoscimento delle anomalie su di un
immagine radiografica avviene spesso nelluomo
attraverso meccanismi legati allesperienza e
difficilmente traducibili in regole precise - Le prestazioni delluomo possono essere
influenzate da una varietà di circostanze
(distrazione, stanchezza, stress) . - Può capitare che, sotto differenti circostanze,
un radiologo possa perdere alcune anomalie che
nella maggior parte dei casi invece trova!
11CAD
Un esempio CAD GPCALMA
A questo punto lidea è che il medico possa
essere aiutato dalla seconda opinione fornita dal
CAD. La tipica situazione dove il CAD può essere
daiuto è quando si analizzano molte radiografie
con una bassa incidenza di casi positivi
12CAD
Influenza del CAD sulle prestazioni umane
Tutorial on CAD U. Bick, K. Doi, CARS London
26/06/2003
13Un tipico sistema CAD (Computer Aided Detection)
CAD
Acqusizione immagini
Pre-processing e ricerca ROI
Estrazione caratteristiche
Classificazione
14CAD GPCALMA
Un nuovo software per la rivelazione precoce del
cancro al seno -gt lesperimento CALMA e GPCALMA
CALMA Computer Aided Library for MAmmography
GPCALMA Grid Platform Computer Aided
Library for MAmmography
15CAD GPCALMA
16CAD GPCALMA
Tumore mammario una delle cause principali di
morte nella popolazione femminile Diminuzione
della mortalita rivelazione precoce tramite
esame mammografico
17CAD GPCALMA
Screening mammografico
Target 50-69 years 6.7 M people
- 1 esame
- 4 mammogrammi (60 MB)
- 6.7 Mpeople, 1 exam/2y
- 3.35 Mexams/year
- circa 200 TB/year
- è necessario includere anche le donne
- di 40 anni!
- -Non si ha sufficiente personale per le diagnosi
- - alto costo
INFN University
Complete Coverage
In implementation
Partial Coverage
No screening
18CAD GPCALMA
Stima CNR per un programma di screening
mammografico nazionale 1991-2020
19CAD GPCALMA
Lidea originale per CALMA
USO DEL CAD COME SECONDO LETTORE
DOPPIA LETTURA VANTAGGI miglioramento delle
prestazioni SVANTAGGI costo economico e temporale
SENZA PEGGIORAMENTO DELLE PRESTAZIONI
20CAD CALMA
CADsecondo lettore?
A posteriori lidea sembrerebbe giusta un
recente studio, fatto su circa 12800 donne
asintomatiche, pubblicato su Radiology.
2001220781-786 mostra come la rivelazione
precoce del cancro al seno possa essere
migliorata di circa il 20 usando il CAD nei
programmi di screening mammografico.
21CAD CALMA
Prestazioni dei radiologi senza CAD e con CAD
(a) un aumento del tasso di richiamo dal 6.5 al
7.7 (b) nessun cambio nel valore predittivo
positivo per la biopsia (c) un 19.5 di
incremento nel numero di cancri rivelati (d) un
incremento dal 73 al 78 delle strutture
maligne rivelate nei loro stati più precoci
(stage 0 e I)
Le conclusioni sono che luso del CAD nella
interpretazione dei mammogrammi di screening
(secondo lettore) può migliorare la rivelazione
di strutture maligne nei loro stati più precoci
senza effetti indesiderati sul tasso di richiamo
o il valore predittivo positivo per la biopsia.
22CAD CALMA
Percentuali di sopravvivenza
- Laumento di cancri rivelati in uno stadio
precoce è assai importante. Infatti se il cancro
al seno è identificato precocemente, in stage
zero od uno, quando è confinato alle strutture
locali del seno, la probabilità di sopravvivenza
del paziente è enormemente più alta. - Le percentuali di sopravvivenza a 5 anni variano
da -
- 96 per cancri rivelati e trattati in uno stage
precoce - 77 per cancri con stage medio (quando il cancro
ha raggiunto i tessuti circostanti il seno) - 21 per cancri con stage alto che hanno raggiunto
organi distanti.
23CALMA DATABASE
Pazienti 1690 Mammogrammi 5700
24CAD CALMA
La stazione GPCALMA
- E necessario solo un PC ed un CCD linear
scanner con passo di 85 mm e 12-bit di
risoluzione (4096 livelli di grigio). - Ciascuna immagine, non compressa, è circa 12
Mbytes ed ogni paziente è circa 60 Mbytes. - Le immagini sono conservate su HD
- Ciascun ospedale ha una copia dei dati dei propri
pazienti.
25CAD CALMA
Un programma cerca e trova regioni
interessanti (Regions Of Interest ROI)
nellimmagine
Sistemi di Intelligenza Artificiale
individuano le sorgenti delle ROI
26CAD CALMA
MASSE oggetti piuttosto grandi usualmente
caratterizzati da forme particolari
27CAD CALMA
ROI hunter per le masse
Viene identificato il punto di massimo
dintensità assoluto
Viene costruito un cerchio di diametro pari a 5
pixel centrato nel massimo
28Trovare e classificare gruppi di piccoli e
brillanti oggetti di differente forma ed
intensità su sfondo rumoroso
CAD CALMA
Esempi di microcalcificazioni
29GPCALMA
-
- Aree di applicazione
- Tele-didattica
- Tele-diagnosi
- Controlli di qualità
- Epidemiologia
- Sviluppo CADe
30GPCALMA
Interfaccia grafica
31GPCALMA
Analisi delle microcalcificazioni
32GPCALMA
Analisi delle lesioni massive
33La filosofia delle GRID applicata al CAD
mammografico è
GPCALMA
Muovere i codici piuttosto che i dati utilizzando
le immagini senza muoverle PROOF
(http//root.cern.ch)
Accesso sicuro Gestione dei dati AliEn
(http//alien.cern.ch)
34Esempio Telediagnosi per screening
Diagnostic Centre
Data MetaData Catalogue
Data Collection Centre
4 - Transfer Selected Data
1 - Data Collection
3 - Run CAD remotely
5 - Interactive Diagnosis
2 - Data Registration
6 -Data Physical Transfer
35GPCALMA tele-didattica, epidemiologia
3 - Spawn PROOF Processes
2 - Start CAD
4 - Remote Analysis
5 - Retrieve Analyze Selected Images
1 - Data Selection
36Il progetto della telemedicina nellUlss 12
UNITA LOCALE SOCIO SANITARIA 12
- La telemedicina consente visite, medicazioni e
referti a distanza evitando faticose trasferte
alle persone che hanno problemi nel camminare o
per varie ragioni faticano a spostarsi. Il
progetto della telemedicina nellUlss 12 si è
sviluppato in due tempi e con finalità
differenti. - Nel 2004 la telemedicina consisteva nel
collegamento in tempo reale, attraverso due
postazioni fisse, tra medico specialista in
ospedale e paziente nella propria sede
distrettuale. Date le difficoltà di spostamento
del territorio veneziano, questo tipo di visita
rappresenta un miglioramento dei servizi offerti
ai pazienti e un risparmio di tempo. - Dal 2007 si è aggiunto un altro progetto che si
occupa dellassistenza domiciliare. Linfermiere
va a casa del paziente, raccoglie informazioni
che vengono inviate, grazie alla rete
informatica, a differenti utilizzatori i medici
specialisti, i medici di medicina generale, gli
infermieri. Il fulcro è diventato il paziente
che, senza muoversi, diventa visitabile da
molti operatori.
37Il progetto della telemedicina nellUlss 12
UNITA LOCALE SOCIO SANITARIA 12
- La telemedicina dellUlss 12 si è sviluppaTA per
migliorare la cura del paziente non deambulante
che rientra nelle cure di Assistenza domiciliare
integrata (Adi). - Nel periodo di sperimentazione hanno beneficiato
di questo servizio i pazienti con problemi di
deambulazione e con i requisiti per rientrare in
un programma di assistenza domiciliare integrata - telecardiologia i portatori di
pacemaker, pazienti affetti da scompenso
cardiaco teledermatologia i pazienti
affetti da ulcere arteriose e venose
telepneumologia pazienti in ventilo-terapia e
ossigeno-terapia domiciliare telechirurgia
pazienti in follow-up che abbiano avuto
interventi di piccola chirurgia
38Il progetto della telemedicina nellUlss 12
UNITA LOCALE SOCIO SANITARIA 12
- Come avviene la visita?
- I pazienti ricevono la visita a casa degli
infermieri di Assistenza Domiciliare che in
accordo con i medici specialisti eseguono
lattività assistenziale e contemporaneamente
raccolgono delle informazioni cliniche e degli
esami strumentali utili per il follow up del
paziente i dati raccolti vengono inviati al
medico specialista che li esamina e stabilisce il
migliore iter clinic. Il tutto senza spostamento
né del paziente né del medico.
39Il progetto della telemedicina nellUlss 12
UNITA LOCALE SOCIO SANITARIA 12
- La telemedicina, prodotta dalla Telemedicina
Rizzoli di Bologna, agisce grazie a due database
relazionali che si scambiano informazioni
attraverso un processo di sincronizzazione. Ciò
permette che il servizio sia erogabile anche in
zone dove non vi è campo per linvio dei dati. - I due programmi sono una cartella clinica
elettronica, consultabile via web, che gestisce i
dati memorizzati in un server centrale
l'applicativo AD manager installato su sei
computer portatili che raccoglie i dati clinici e
ne permette l'invio al server centrale in maniera
immediata (teleconsulto sincrono) o posticipata
attraverso metodica Store and Forward
(teleconsulto asincrono). - I database contengono dati clinici che vengono
inseriti dagli operatori coinvolti nella
sperimentazione e vengono alimentati di dati
strumentali raccolti a domicilio attraverso la
strumentazione portatile.
40Il progetto della telemedicina nellUlss 12
UNITA LOCALE SOCIO SANITARIA 12
- Privacy
- Laccesso ai dati sensibili può avvenire solo da
parte di personale autorizzato in rispetto delle
attuali leggi vigenti che garantiscono la
privacy. Agli utenti autorizzati vengono fornite
dallamministratore username e password
provvisoria, di questa al primo accesso viene
richiesta la modifica. Tutti gli accessi vengono
registrati in un file di log tale file è in
formato testo immodificabile, e tiene traccia di
qualunque cosa riguarda il software tipo di
accesso, utente che l'ha fatto, data e ora
dell'evento, registrazione in ordine cronologico.
41Il progetto della telemedicina nellUlss 12
UNITA LOCALE SOCIO SANITARIA 12
- risultati
- Durante i primi sei mesi di sperimentazione sono
stati visitati 513 pazienti così suddivisi193
pazienti cardiologici, 243 pazienti
dermatologici, 74 pazienti chirurgici, 2 pazienti
pneumologici - Gli obiettivi raggiunti
- La telemedicina si prefigge tre obiettivi
principali mantenere unadeguata efficacia
clinica, migliorare la qualità di vita dei
pazienti e ridurre la spesa sanitaria.Con la
premessa che i pazienti sono stati adeguatamente
selezionati, le visite in telemedicina si sono
rivelate clinicamente valide. Se il calcolo
economico risulta complesso a causa delle
numerose voci di spesa da tenere in
considerazione, ineccepibile risulta il
miglioramento della qualità della vita dei
pazienti che vedono drasticamente ridotti gli
impegnativi trasferimenti in ospedale per visite
ambulatoriali che possono essere svolte
comodamente a domicilio.