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Sistemas de Información Clínica

Módulo 3

Ingeniería Biomédica CES - EIA

Precedente a los 80´s, los sistemas de información se enfocaron en las funciones empresariales del cuidado de la salud – la facturación, la admisión, datos demográficos y similares. Avances como el computador personal, además de las redes de PC, el desarrollo de internet, la comunicación inalámbrica y los PDAs han cambiado el cuidado de la salud. Hoy, los dispositivos médicos y sistemas están siendo conectados a una tasa de aumento creciente para revolucionar la medicina. Los sistemas incluyen sistema de archivo y transmisión de imágenes (PACS: Picture Archiving and Communications Systems), sistemas de monitoreo fisiológico con cables o inalámbricas, automatización de laboratorio y sistemas de comunicación. Las conexiones de red van desde las redes inalámbricas BAN (body area network) para comunicarse con dispositivos implantables hasta áreas de redes personales, LANS, WANs, y el internet. Estos sistemas son redes bidireccionales las cuales cada vez más se comunican vía una estandarización de protocolos como el DICOM o HL7. La información clave de los dispositivos médicos está previsto para ser parte de todos los registros electrónicos médicos (historia clínica electrónica, EMR por sus siglas en inglés). Ejemplos de los tipos de información de entrada e interacciones entre los EMR y otros portales se muestra a continuación:

De los líderes de la tecnología de información de Vermont 2007

Como esta mas allá del alcance de este curso cubrir todos los sistemas de información en el cuidado de la salud, este módulo se centrara en las redes de comunicaciones de los dispositivos médicos.

Las redes de la imagenología médica A diferencia de la radiología convencional utilizando una película, la tomografía computarizada, ultrasonido, resonancia magnética y sistemas de imagenología proporcionando los datos de salida en un formato digital. En los 70´s y a comienzo de los 80´s, la información digital estaba formateada en un código propio de cada proveedor. Otros servicios clínicos que querían usar los datos digitalizados – por ejemplo terapia y planeación de radiación – no podían a no ser que ellos también tuvieran el mismo productor del sistema de terapia de radiación. Esfuerzos por parte del instituto Americano de radiología (ACR) y de la asociación de productores eléctricos nacionales (NEMA) a mediados de los 80´s resultaron en una preliminar estandarización de las comunicaciones de datos de imágenes médicas la cual fue mejorada y presentada a la sociedad radiológica de América del Norte (RSNA) en 1990. El desarrollo estándares de Comunicaciones de Imagenología Digital en Medicina (DICOM). Repasar la página de DICOM en http://www.c2ctsis.com/archives/231, el brochure DICOM , y PS 3.1 de la estandarización - Introducción y orientación. Algunas de las complejidades de DICOM incluyen las clases de servicio – para cada función – exhibición, almacenamiento, impresión, etc – hay una clase de servicio separado y un protocolo. En general, el lenguaje de comunicación de datos es muy diferente de una “jerga biomédica” entonces repasar la terminología y definiciones es una importante parte de este documento. Hoy, muchos sistemas de radiografía tienen la capacidad de mostrar la salida en formato digital a través de la radiografía computarizada y la radiografía digital. Además la mamografía es ahora digital haciendo posible tener un departamento completo de imagenología digital. Las ventajas de la imagenología digital son: No hay que comprar película, pequeños requerimientos de almacenamiento, no hay químicos que degraden el ambiente o que enfermen a los empleados, recuperación inmediata en múltiples lugares, corrección de la imagen vía un procesamiento posterior el cual mejora imágenes y reduce retomas/re- exposiciones, y mejora el flujo de trabajo - y puede ser parte del registro electrónico médico del paciente. Con respecto al procesamiento posterior, los parámetros típicos son cambios en densidad, contraste, mejoramiento del borde, escala de grises, algoritmos anatómicos específicos, substracción digital, y fusión de la imagen. Hoy en día el departamento de radiología incluye PACS y RIS (sistemas de información de radiología) usados para programar y proporcionar comunicaciones administrativas. Una red de imagenología simple se muestra a continuación:

De Petr Kresta, Winnipeg Regional Health Services

Una matriz activa de alta resolución o de tecnología más avanzada los monitores LCD con 2000 x 2000 pixeles o más altos ubicados en bancos de 2 o más son usados para examinar el diagnóstico – menor resolución para la detección. Un aspecto importante de estos monitores es la luminancia. Esta medida es en cd/mm2 y debe ser al menos de 500 cd/mm2 para monocromático y 300 cd/mm2 para color. La evaluación de las estaciones de trabajo de PACS también implica evaluar las preferencias de los radiólogos por las pantallas, configuración, asientos y controles. El almacenamiento de imágenes puede ser en el disco duro para imágenes de las cuales se pueda requerir su uso o archivos de almacenamiento en DVD, cinta magnética, o una "jukebox" de platos de almacenamiento. Muchas veces los archivos de almacenamiento están fuera del lugar o en una instalación de almacenamiento contratada. La compresión de los datos debe tomar lugar si es lo apropiado. Para dar una idea de cómo el almacenamiento digital ahorra espacio, un almacenamiento de película de área 32x40x8 es 10,000 ft3 – un almacenamiento equivalente de las mismas imágenes sería de 3 ft3 para un disco duro configurado de 2.5 terabyte (RAID). Aunque se debe tener en cuenta que las imágenes médicas ocupan mucho espacio “digital”:

• Estudio de Talio en medicina nuclear - 1 Meg • La radiografía de tórax (1000x1000) - 10 Megs • Estudio de ultrasonido (30 imágenes, 512x512) - 16 Megs • Estudio CT(120 imágenes, 512x512) - 64 Megs • Mamografía - 32-220 Megs • Laboratorio de estudio de Cateterismo (vídeo digital) - 450-3000 Megs

Afortunadamente el costo de memoria ha bajado a través de los años. El costo de 10 terabytes a través de los años:

1992 = $40,000,000 2000 = $334,936 2008 = $3000

Los tipos de redes incluye Ethernet a 100 Megabytes/sec, optical Ethernet a 1 Gigabyte/sec, y de modo de transferencia asincrónico (ATM) a 2.4 Gigabytes/sec. La teleradiología es la transmisión de imágenes más allá de la red de área local del hospital vía satélite, líneas T1/T3, etc. La estación de envío de imágenes más comúnmente usada es un servidor en la web con la transmisión a través de internet. La estación receptora puede ser otro servidor o el médico en su hogar. El retraso de tiempo de la imagen está relacionado con (el tamaño de la matriz de la imagen x profundidad de la matriz x el porcentaje de compresión)/ velocidad de transito. La teleradiología – actual telemedicina en general – beneficia a pacientes y familiares mediante la reducción de los viajes, tiempo libre del trabajo y los costos, pero aun así proporciona lectura la imagen por parte de expertos enviados desde un hospital rural hasta un centro médico. Existen beneficios para los médicos y un mejoramiento en general del cuidado de la salud.

Integración de los servicios empresariales médicos (IHE) Después de la exitosa implementación de DICOM, un esfuerzo empezó en 1997 por la RSNA y por La Sociedad de La Información del Cuidado de la Salud y Sistemas de Administración (HIMSS) por expandir los protocolos de comunicación estándar para otros dispositivos médicos y sistemas. La iniciativa IHE implica a profesionales en la salud e industria para mejorar el intercambio de información entre dispositivos, computadores y redes. Esto muestra como la interoperabilidad de las tecnologías mejora la calidad en el cuidado de la salud. IHE tiene un enfoque en Dispositivos para el cuidado del paciente. Un ejemplo de un área crítica de interoperabilidad que es abordada en IHE es las alarmas clínicas. Un cuarto típico de la UCI puede tener entre 5 – 10 diferentes alarmas asociadas a varios dispositivos en uso con el paciente – ECG, las presiones sanguíneas, oximetría de pulso, un ventilador, llamada a la enfermera, bombas de infusión, etc. También, monitores fisiológicos y otros sistemas deben ser conectado a la red del hospital o a los sistemas de integración de alarmas como los beepers o celulares/ dispositivos PDA. Como repaso opcional, ir a El impacto de las alarmas clínicas en la seguridad del paciente. Para abordar este asunto, el grupo de administración de la comunicación de alarmas fue formado para “definir la comunicación de alarmas desde la fuente de la alarma hasta los sistemas de administración de las alarmas y desde los sistemas de administración de las alarmas hasta los sistemas de historial de las alarmas y proporcionar la diseminación entre los

dispositivos fuente de la alarma y los sistemas, desde el conector hasta y con los servicios de comunicación a la requerida semántica abstracta, en una manera que, si cumplen con, facilita multiproveedores y multimodalidades de operación”. Un diagrama de las interconexiones es mostrado a continuación:

De IHE: Alarms Communication Management Patient Care

Device Technical Document

Este es un ejemplo de los estándares de interoperabilidad contribuyendo directamente a la seguridad del paciente. La administración de la comunicación de alarmas está destinada a mejorar la eficiencia clínica usando tecnología para ofrecer las alarmas correctas, con la prioridad correcta, para los correctos individuos vía los dispositivos con el contenido correcto, y a través de la configuración de la comunicación de alarmas con dispositivos asociados a otros individuos.

Telemedicina La telemedicina fue por primera vez imaginada en el asunto de 1924 de las noticias de radio como “ El doctor de la radio – puede ser!”

En esta cubierta, el paciente esta sentado en la cama hablando con el doctor – una casa de llamadas de radio muchos años antes de que se inventaran el televisor! El primer artículo médico en telemedicina fue publicado en 1950. En 1959, la universidad de Nebraska usa 2 caminos de TV interactiva para la interacción clínica, y el hospital general de Massachusetts en Boston comunicado vía un enlace de TV al aeropuerto Logan para consultas médicas. Como muchas

tecnologías médicas, el progama del espacio genera enlaces de video y audio para el monitoreo de astronautas. A final de los 90´s, la telemedicina despego debido al uso de PC basado en Hardware, telecomunicaciónes mas rapidas y menos costosas, control de los costos para el cuidado , y la necesidad de los pacientes en las zonas rurales de tener el cuidado de un experto. La asociación Americana de telemedicina define telemedicina como “ el uso de información medica intercambiada de un lugar a otro vía comunicaciones electrónicas para mejorar el estado de salud de un paciente”. La base de esta tecnología es descrita en Qué es telemedicina y telesalud? Ver además el documento que es telemedicina y telesalud en el material complementario. La telemedicina tiene una terminología propia en sí. Ver en el material complementario el documento: “Terminología en telemedicina”. Los componentes de un sistema general de telemedicina incluyen:

• Dispositivos de entrada como cámara, micrófono, interfaces de dispositivos médicos. • Dispositivos de salida como amplificadores, pantalla, manipuladores, y dispositivos de

terapia. • Unidad de control/computador con un CODEC, multiplexores invertidos si las líneas ISDN

son usadas, puentes para conexiones múltiples. • Dispositivos de comunicación como red de conexión de alta velocidad para TCP/IP o cable

módems o líneas de teléfono DSL/ISDN. • Dispositivos para los cuidados del paciente como los endoscopios de video, dispositivo de

imagenología de ultrasonido, otorrinolaringoscopio, estetoscopios, microscopios, monitores de signos vitales, y cámaras de grado médico para dermatología, oftalmología, y patología.

La telemedicina se ha movido de las costosas, temperamentales líneas de teléfono ISDN a conexiones de internet de alta velocidad vía T1, T2 o conexiones por satélite. El estándar de videoconferencia H.323 es diseñado para proporcionar videoconferencia vía el protocolo TCP/IP. Repasar el capítulo tecnología en telemedicina en Artículo de telemedicina y e-salud para un recuento panorama contemporáneo de la tecnología. AMD telemedicina tiene un tutorial en desarrollar un programa exitoso de telemedicina. El negocio de AMD son dispositivos médicos que van a ser conectados a sistemas de telemedicina. El capítulo de La solución Multi-Tecnología debe ser revisada. En la sección anterior, la importancia de la estandarización fue discutida. Como una lectura opcional, repasar Telemedicina en USA... donde la necesidad por estándares en telemedicina son discutidos. Problemas contemporáneos, tales como redes de sensores en el hogar, seguridad en

la información, y la estandarización de los códigos de las drogas son discutidos también con las consideraciones técnicas. Telecirugía es otra área de la telemedicina. En las fotos a continuación: Derecha – un equipo médico en una durante una cirugía robótica en Estrasburgo, Francia; Izquierda – cirujanos remotos en Nueva York, NY controlan el sistema de cirugía robótica ZEUS con palancas de control, controles y comunicaciones (de Computer Motion, Inc.)

Definiciones

eSalud: “el apoyo que la utilización costo eficaz y segura de las tecnologías de la información y las comunicaciones ofrece a la salud y a los ámbitos relacionados con ella, con inclusión de los servicios de atención de salud, la vigilancia y la documentación sanitarias, así como la educación, los conocimientos y las investigaciones en materia de salud". (Organización Mundial de la Salud, 2011).

Telesalud: “el conjunto de actividades relacionadas con la salud, servicios y métodos, los cuales se llevan a cabo a distancia con la ayuda de las tecnologías de la información y telecomunicaciones. Incluye, entre otras, la Telemedicina y la Teleeducación en salud”. (Ministerio de Salud y Protección Social, Ley 1419 de 2010. Colombia).

Telemedicina: “la provisión de servicios de salud a distancia en los componentes de promoción, prevención, diagnóstico, tratamiento y rehabilitación, por profesionales de la salud que utilizan tecnologías de la información y la comunicación, que les permiten intercambiar datos con el propósito de facilitar el acceso y la oportunidad en la prestación de servicios a la población que presenta limitaciones de oferta, de acceso a los servicios o de ambos en su área geográfica”. (Ministerio de Salud y Protección Social, Ley 1419 de 2010. Colombia).

Soporte de los sistemas de información clínicos

Como cada vez mas dispositivos médicos son conectados en la red, ingenieros biomédicos y clínicos tienen que trabajar con esto y colaborar por el bienestar del paciente para planear efectivamente y soportar los sistemas. La tecnología médica, tecnologías de la información y servicios de telecomunicación tienen papeles tradicionales los cuales deben cambiar para satisfacer las necesidades del paciente.

De Steve Grimes, CHIME 2006

Repasar la presentación de Stephen Grimes en La convergencia entre ingeniería clínica y la tecnología de la información. El personal de ingeniería clínica y la tecnología de la información necesitan colaborar para servir bien a los pacientes. Este ha sido un punto de discusión en reuniones, artículos en la literatura y en listas de servicios como Biomedtalk. Un desarrollo reciente es la Comunidad CE-IT de colaboración entre AMI, ACCE y HIMSS. Una encuesta reciente de 470 profesionales médicos y en tecnología de la información hecha por los colaboradores encontraron que los que respondieron querían mas guías en la integración de sistemas/dispositivos en un ambiente de multiproveedores, desarrollando una infraestructura IT para soportar la tecnología médica, implementación de nuevas tecnologías y las actividades regulatorias de la FDA. Los sistemas de información en salud o sistemas de salud hospitalarios (HIS por sus siglas en inglés), debe contar con la capacidad de soportar los diferentes sistemas a nivel transaccional, administrativo, financiero, asistencial (en niveles operativos, tácticos y estratégicos). Los HIS pueden contar con diferentes módulos o aplicaciones, por ejemplo:

- Administración de recursos físicos y humanos - Manejo de suministros y stock - Finanzas y costos, facturación y contratación

- Aplicaciones para servicios específicos como farmacia, laboratorio, imágenes, etc. - Agendas y turnos - Disponibilidad de infraestructura (por ejemplo camas) - Historia Clínica Electrónica (HCE) - Aplicación de vigilancia epidemiológica, prevención y promoción, servicios extramurales

Son sistema de información que se utilizan para la gestión de las diferentes áreas y servicios dentro de un hospital. Busca generar la información necesaria para el almacenamiento, seguimiento, procesamiento, interpretación y toma de decisiones de datos médicos y administrativos por igual; de forma que se optimicen recursos y se preste una adecuada atención al paciente. Es importante que el sistema permita la integración con otras aplicaciones y sistemas, además de contar con una interfaz amigable y que sea interoperable. Esto permite la interrelación de datos y obtención de información de forma eficiente y eficaz para la gestión de la institución. Los HIS deben evaluarse y contextualizarse de acuerdo con las necesidades específicas de cada institución y debe permitiré llevar un control de los servicios prestados a los pacientes, obtener estadísticas y datos epidemiológicos, detalles y seguimiento sobre costos e integrar la historia clínica del paciente con todos los servicios prestados, exámenes, imágenes, diagnósticos, etc.