SISTEMI INFORMATICI

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SISTEMI INFORMATICI

• TELEMEDICINA

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Introduzione

• 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.

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Campi 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.

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Campi 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.

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Campi 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.

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Iniziative 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.

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Iniziative 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.

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Privacy

• 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.

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Un 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!

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Un 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!

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CAD
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
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CAD
Influenza del CAD sulle prestazioni umane
Tutorial on CAD U. Bick, K. Doi, CARS London
26/06/2003
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Un tipico sistema CAD (Computer Aided Detection)
CAD
Acqusizione immagini
Pre-processing e ricerca ROI
Estrazione caratteristiche
Classificazione
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CAD 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
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CAD GPCALMA
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CAD GPCALMA
Tumore mammario una delle cause principali di
morte nella popolazione femminile Diminuzione
della mortalita rivelazione precoce tramite
esame mammografico
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CAD 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
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CAD GPCALMA
Stima CNR per un programma di screening
mammografico nazionale 1991-2020
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CAD 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
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CAD 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.
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CAD 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.
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CAD 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.

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CALMA DATABASE
Pazienti 1690 Mammogrammi 5700
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CAD 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.

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CAD CALMA
Un programma cerca e trova regioni
interessanti (Regions Of Interest ROI)
nellimmagine
Sistemi di Intelligenza Artificiale
individuano le sorgenti delle ROI
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CAD CALMA
MASSE oggetti piuttosto grandi usualmente
caratterizzati da forme particolari
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CAD 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
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Trovare e classificare gruppi di piccoli e
brillanti oggetti di differente forma ed
intensità su sfondo rumoroso
CAD CALMA
Esempi di microcalcificazioni
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GPCALMA

• Aree di applicazione
• Tele-didattica
• Tele-diagnosi
• Controlli di qualità
• Epidemiologia
• Sviluppo CADe

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GPCALMA
Interfaccia grafica
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GPCALMA
Analisi delle microcalcificazioni
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GPCALMA
Analisi delle lesioni massive
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La 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)
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Esempio 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
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GPCALMA tele-didattica, epidemiologia
3 - Spawn PROOF Processes
2 - Start CAD
4 - Remote Analysis
5 - Retrieve Analyze Selected Images
1 - Data Selection
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Il 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.

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Il 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

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Il 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.

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Il 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.

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Il 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.

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Il 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.