Predicción de la Dinámica del Comportamiento de Pacientes en

Ingeniare. Revista chilena de ingeniería, vol. xx Nº x, 20xx, pp. xxx-xxx
CONSIDERACIONES PARA LA IMPLEMENTACIÓN DE UN SISTEMA DE
TELEMEDICINA, DESDE EL PUNTO DE VISTA DE LA INGENIERÍA DE SOFTWARE
CONSIDERATIONS FOR THE IMPLEMENTATION OF TELEMEDICINE SYSTEMS
FROM POINT OF VIEW SOFTWARE ENGINEERING
Eric Jeltsch F.1
Samuel López M. 2
Wilber Villacorta Q.3
Recibido xx de junio de 20xx, aceptado xx de octubre de 20xx
Received: June xx, 20xx Accepted: October xx, 20xx
RESUMEN
En el presente artículo se muestra una amplia gama de herramientas, estándares y proyectos, así como consideraciones a
tener en el ámbito de la implementación de un Sistema de Telemedicina, desde el punto de vista de la Ingeniería de
Software. Lo anterior se sustenta en la experiencia recabada tras la implementación de un Sistema de
Telemonitorización orientado a pacientes crónicos. Dado al gran dinamismo de las (Tecnologías de Información y
Comunicación) TIC, junto a los diversos escenarios en que se pueden aplicar, es que no se entra a valorar y/o describir
en profundidad la arquitectura ni metodologías de desarrollo. Por el contrario, el propósito es transmitir a los
profesionales de la computación, en nuestro caso -Ingenieros de Software y las empresas relacionadas- junto a las
diferentes organizaciones del área de la salud, en nuestro caso -Ministerio o Subsecretaria de Salud y los Gobiernos
Regionales-, de que las tecnológicas, herramientas de código abierto, iniciativas y estándares para el desarrollo de la
Telemedicina están ya disponibles.
Palabras clave: Telemedicina, Ingeniería de Software, Tecnologías de la Información y Comunicación,
Telemonitorización.
ABSTRACT
This article shows a number of tools, standards, projects and skills that must be applied when implementing a
Telemedicine System. The experience summarized here comes from having worked in develop a Telemonitoring System
for elderly people or patients with chronic conditions, enabling review medical data from patients. There is no intent to
fully cover the architectures or methodologies listed in this paper due to the dynamic nature of TIC and the scenarios
where applied are broad and diverse too. Rather the goal here is let it know to professionals (e.g. Software Engineers,
Software Development Companies) and healthcare related organizations (e.g. Ministry of Health, Regional
Government) that the technological requirements, open source tools and standards for developing Telemedicine
applications are available and ready to be used..
Keywords: Telemedicine, Software Engineering, Information and Communication Technology, Telemonitoring,
Standards.
INTRODUCCIÓN
La siguiente propuesta se enmarca en el contexto de la
(Tecnologías de Información y Comunicación) TIC y la
salud pública en Chile, en particular de la IV Región. El
concepto de “consideraciones” en el título del presente
artículo tiene como propósito orientar el uso y manejo
de una amplia gama de herramientas de código abierto,
estándares e iniciativas que han surgido en el contexto
de la implementación de las TIC en el área de la salud,
1
también llamada Telemedicina (ó e-Health). Para fijar
conceptos, la (Organización Mundial de la Salud) OMS,
define e-Health como “el uso combinado en el sector de
salud de las tecnología de la información y
comunicaciones
electrónicas
para
transmitir,
almacenar y recuperar datos con propósitos clínicos,
educativos y administrativos, ya sean a nivel local o a
distancia.”. En lo sucesivo se referirá este concepto
como Telemedicina [1]. El impulso básico para el
desarrollo de la Telemedicina radica en su propia
Escuela Ingeniería en Computación. Universidad de La Serena / Universidad de La Serena. La Serena, Chile. ejeltsch@userena.cl
Escuela Ingeniería en Computación. Universidad de La Serena / Universidad de La Serena. La Serena, Chile. samlopezic@gmail.com
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Escuela Ingeniería en Computación. Universidad de La Serena / Universidad de La Serena. La Serena, Chile. wilber.elias@gmail.com
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Ingeniare. Revista chilena de ingeniería, vol. xx Nº x, 20xx
naturaleza, potencialidad y alcance de sus aplicaciones,
ya sea para los usuarios a nivel individual o para las
instituciones sanitarias y/o gubernamentales, que
administran la salud. Los ámbitos de aplicación de la
Telemedicina, son muy variados. Por ejemplo,
administración de pacientes, receta electrónica,
información sanitaria a la población (prevención
primaria), educación e información a distancia para
profesionales, asistencia remota, entre otras, también
conocidos
como,
Teleasistencia,
Teleconsulta,
Telediagnóstico y Telemonitorización, entre otros [2].
Una fuente muy interesante respecto al impacto y la
mejora en la eficiencia sanitaria mediante el uso de las
TIC es el artículo de la (Organisation for Economic Cooperation and Development) OECD [3].
herramientas, metodologías, tecnologías, estándares,
iniciativas y proyectos innovadores que ayudan a
plantearse soluciones pertinentes, ingeniosas, oportunas
y factibles de implementar en el ámbito de la
Telemedicina. Esto no significa que tan sólo la
incorporación de las TIC motive la solución a los
problemas de salud, ya que aún existen grandes temas
pendientes, desde el punto de vista médico, técnico,
educacional, organizacional y hasta jurídico. Por citar
uno, se ha consagrado recién la fuente legal para
instituir en Chile la receta electrónica en el sistema de
salud. (Ley 19.799, sobre documentos electrónicos).
Dada la naturaleza geográfica y distribución
demográfica de Chile, muy similar a otras culturas de
Latinoamérica, en el sentido que, centenares de
localidades están alejadas de los (Centros de Atención
de Salud) CAS es que la incorporación de la
Telemedicina es una oportunidad para realizar
investigación, desarrollo e innovación (I+D+I) en este
ámbito. En el presente caso, las localidades se
encuentran generalmente concentradas en las capitales
regionales o en la capital, Santiago de Chile, (Región
Metropolitana), facilitando con ello, un gran espacio de
oportunidades para la Telemedicina en Chile [4], [5].
Como ya se mencionaba en la introducción,
la Telemedicina no es tan sólo un modo alternativo o
adicional de atención en salud, sino que corresponde a
una nueva forma de prestar servicios; en muchos casos,
más eficiente y efectiva, y en otros, de forma más
equitativa, gracias al cambio de paradigma que ella
misma promueve. Entre ellos están: la accesibilidad,
rapidez en la atención, reducción de tiempos de
respuesta y de espera, implantación de alertas, ahorro de
costes de traslado, precocidad diagnóstica, mejora de la
efectividad diagnóstica o terapéutica, mejora en la
calidad del servicio, formación de profesionales con
nuevas competencias[11].
Se sabe que en algunas regiones de Chile, la
incorporación de la Telemedicina ha tenido un éxito
importante, pero en ámbitos muy especiales y acotados
[6], [7]. No obstante en Chile, el soporte de las TIC
hacia el sector salud aún es incipiente. Algunos
síntomas de este atraso son diversos, por ejemplo: la
dispersión (iniciativas aisladas de Telemedicina), el
limitado alcance de las aplicaciones, una orientación al
registro de datos más que a la automatización de
procesos o la imposibilidad de relacionar y consolidar
datos registrados en distintos sistemas (integración de
“ecosistemas”), escaso desarrollo de aplicaciones
móviles (para diagnóstico y administración de
pacientes), ambigüedad semántica de la información
(carencia de respetar los estándares), en fin, la lista
puede ser aún mayor. Incluso, la insuficiente
conectividad y los costos que esto demanda suman otro
factor que incide en no aprovechar las ventajas de la
Telemedicina, según lo manifiesta un informe de la
(Comisión Económica para América Latina y el Caribe)
CEPAL, en el sentido que la penetración de banda
ancha en los países más avanzados quintuplica la de los
países de la región [8], [9], [10].
Sin embargo, desde la perspectiva de las TIC es una
gran oportunidad y, si se mira desde el punto de la
Ingeniería de Software se ve que sí existen una serie de
2
TELEMONITORIZACION
Lo anterior cobra aún mayor sentido si se considera que
la atención sanitaria en los próximos años estará
determinada por el envejecimiento de la población
mundial y por el aumento del número de pacientes que
sufren enfermedades crónicas. Se estima que para Chile
el año 2020 habrá cerca de tres millones de adultos
mayores, hoy en día este grupo etario es de 1,7 millones
y representa el 11% de la población [12].
Y es exactamente en este contexto que la
implementación de un sistema de Telemonitorización
permite colaborar en la mejora de la calidad de vida de
estas personas. En efecto, algunos estudios consideran
importantes beneficios en la Telemonitorización
domiciliaria, entre ellos está, el control o vigilancia del
peso y del (Electrocardiograma) ECG. Un estudio de la
Universidad de Alberta en Canadá, muestra como a
través de la Telemonitorización de peso, presión
sanguínea, ECG y saturación de oxígeno en la sangre en
enfermos del corazón reduce un 20% su mortalidad.
[13]. Otra fuente de información que contiene una
colección de ensayos y experiencias colectivas de
expertos desde diferentes continentes y culturas son
presentados
en
(The
International
e-Health
Telemedicine and Health ICT Forum for Education,
Networking and Business) Med-@-Tel [43], en donde
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Jeltsch, López, Villacorta: Consideraciones para la Implementación de un Sistema de Telemedicina, desde el punto de vista de la Ingeniería de
Software.
se promueven los eventos de
Telemedicine & eHealth) ISfTeH.
la
(Society for
El propósito fundamental de la Telemonitorización es
registrar, almacenar, procesar, enviar y visualizar datos
que corresponden a algunos signos vitales, los que se
traducen en información, luego de la valoración
entregada por los especialistas [14], [15]. Un ejemplo de
aquello es el modelo que se muestra en la Figura 1, en
donde los datos son capturados ya sea en el hogar o en
el CAS, (también llamadas Postas Rurales) por
dispositivos electrónicos y transmitidos a las estaciones
de reenvío para su posterior análisis y diagnóstico, los
que son realizados por Médicos (o especialistas). La
implementación del Sistema (Suite de Aplicaciones para
Telemedicina) SAT [16], ha despertado el interés de la
(Secretaría Regional Ministerial) SEREMI de Salud,
Región Coquimbo, y junto con ello, ha permitido desde
el punto de vista de la Ingeniería de Software hacer
efectivo los aportes para recomendar y/o adoptar la (o
las) tecnologías y herramientas TIC, instrumentos
portátiles o periféricos que optimicen los recursos en
infraestructura, prestaciones médicas, transporte, y
otros. No cabe duda que la implementación de SAT
facilitará incursionar en otros ámbitos, como la
Teleasistencia, entre otros.
en el sentido de poder articular otras necesidades en el
ámbito de la Telemedicina, o en particular de la
Telemonitorización. Por ejemplo, monitorear los signos
vitales que se correlacionan con la diabetes, la
insuficiencia cardiaca congestiva y la enfermedad
pulmonar obstructiva crónica, entre otras. En este
sentido existen múltiples experiencias que avalan la
incorporación de la Telemonitorización, o en otros
ámbitos de la salud, como ocurre con la apnea del
sueño, dermatología, entre otras.
TELEMONITORIZACION Y LOS PROCESOS
A continuación, se presentan algunos procesos que son
necesarios para cuando se capturan y se envían datos a
través de los dispositivos o periféricos dentro de un
Sistema de Telemonitorización.
a) Recolección de parámetros biomédicos.
b) Transmisión a dispositivo intermediario de
comunicaciones.
c) Transmisión al servidor del Centro de Atención
Médica.
d) Procesamiento de Información de Monitoreo.
Sin embargo, un Ingeniero de Software si desea
incursionar en el campo de la Telemedicina, debe
considerar una serie de otros requerimientos, por
ejemplo, manejo en el procesamiento de lenguajes,
interpretes y reconocedores. Y en este sentido, las
actividades asociadas a ello son, por ejemplo:






Figura 1. Sistema SAT
Comprobación del parser asociado a la
información, solución a los problemas de
ambigüedad semántica, correctitud sintáctica
(eventualmente, generar mensajes de error).
Lectura de los datos asociados al encabezado y la
interpretación de los mismos. Observar que esta
etapa es de suma importancia, pues un mismo
concepto (o interpretación de los datos) se debe
correlacionar con una misma descripción, también
llamada interoperabilidad semántica.
Descomposición de la información basada en un
formato, diccionario o lenguaje propio.
Almacenamiento de la información.
Plataforma para compartir la información.
Taxonomía y Ontología de la información, entre
otros.
Ahora, si el contexto de Telemonitorización se realiza
vía Web, se debe considerar
Ahora, desde el punto de vista de la Ingeniería de
Software el modelo anterior de Telemonitorización
inspira la visualización a un modelo genérico, escalable,
-
Servidores Web.
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-
Programación Web, lenguajes Script, lado
cliente/servidor.
Creación de la aplicación de servidor
Protocolos de comunicaciones.
Protocolos de comunicación, sockets, RMI, u otros.
Análisis, diseño e implementación de una
plataforma Web.
Seguridad. (información encriptada, algoritmos).
Administración de servidores
Conexión de periféricos, entre otros.
Tras la implementación del prototipo SAT, se puso a
prueba las destrezas, habilidades y conocimientos que
debe poseer un profesional de la Ingeniería de Software.
Y en este sentido es que se dan en este artículo algunas
consideraciones, proyectos e iniciativas que pueden
ayudar a orientar al profesional de la computación. A
continuación resaltaremos cuatro acciones genéricas.
a) Recolección de parámetros biomédicos.
La primera tarea en un sistema de Telemonitorización es
la de recolectar de manera confiable los parámetros
biomédicos relevantes para la patología del paciente.
Esto se lleva a cabo mediante dispositivos digitales
especializados para cada patología. Así por ejemplo,
existen en el mercado dispositivos que registran
Electrocardiograma, Presión Arterial, Masa Corporal, y
otros. La experiencia nos dice que la programación
interna y prestaciones de tales dispositivos dependen
exclusivamente del fabricante y no son modificables. De
manera que se hace necesario evaluar detenidamente las
distintas opciones que ofrece el mercado antes de
decidirse por alguna. Si bien en el mercado nacional
existe un amplio número de estos dispositivos, la
mayoría están programados con protocolos propietarios
y no permiten el desarrollo de aplicaciones de terceros.
Por lo tanto, es vital antes de su adquisición considerar
los protocolos que utilizan estos dispositivos en la
comunicación de los datos y hasta qué punto pueden
desarrollarse aplicaciones compatibles con ellos.
b) Transmisión
comunicaciones.
a dispositivos intermediarios de
Esta tarea tiene relación en cómo los datos recolectados
son transmitidos una vez que han sido digitalizados. La
mayoría de los dispositivos de recolección de datos
cuentan con alguna interfaz para la comunicación de
datos ya sea mediante puerto serial, puerto (Universal
Serial Bus) USB, Bluetooth, o un adaptador para
transmitir los datos vía telefónica. Este punto es de
interés para el Ingeniero de Software, pues en la
mayoría de los casos deberá desarrollar la interfaz de
recepción en el dispositivo que sirva de intermediario en
la transmisión de los datos del monitoreo hacia el centro
4
de atención médica. Tales dispositivos pueden ser un
(Personal Computer) PC,
Notebook, Netbook,
(Personal Digital Assistant) PDA, o algún celular con
soporte para aplicaciones.
c) Transmisión al Servidor del CAS.
En este caso, la transmisión al CAS dependerá de la
configuración fijada inicialmente, de manera que la
información puede enviarse o no. Por ejemplo, decidir
el no envío, para cuando alguno de los parámetros
biomédicos se encuentren fuera del umbral de
aceptación. El procesamiento de la información para
que esta tarea se realice eficientemente tiene que ver
con el cifrado, compresión y transmisión de los datos al
CAS. Mediante la compresión se logra que se aproveche
el ancho de banda disponible y con el cifrado se provee
al sistema de una medida de seguridad. Dependiendo de
los recursos disponibles en el dispositivo, ya sea PC,
PDA, o celulares. En tal caso, se deberá desarrollar de
forma distinta la aplicación que realice estas tareas.
d) Procesamiento de Información de Monitoreo.
Finalmente en el servidor del CAS debe existir una
aplicación que permita recibir los datos desde las
estaciones remotas de monitorización. La información
recibida debe almacenarse en una base de datos para
posteriormente ser consultada por los encargados del
sistema. Por ejemplo, revisar el historial de los
pacientes, revisar los eventos importantes registrados
por el sistema, generar notificaciones mediante correo
electrónico a los doctores que atienden al paciente y
otras acciones pertinentes en la gestión de la
información.
Como se puede apreciar en estas primeras cuatro
acciones genéricas que componen el sistema de
Telemonitorización la labor principal del Ingeniero de
Software está alojada en el tratamiento y procesamiento
de los datos en formato digital en el “lado del paciente”
para luego transmitirlos mediante un protocolo de
comunicaciones, almacenarlos en el servidor, y
desarrollar las interfaces que permitan consultar estos
datos.
UN EJEMPLO: SISTEMA SAT
La implementación del Sistema SAT es el caso práctico
que ha permitido recrear los procesos genéricos antes
mencionados y así recabar la experiencia necesaria para
fundamentar el recomendar y/o adoptar la (o las)
tecnologías y herramientas TIC, instrumentos portátiles
o periféricos que vayan en procura de optimizar los
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Jeltsch, López, Villacorta: Consideraciones para la Implementación de un Sistema de Telemedicina, desde el punto de vista de la Ingeniería de
Software.
recursos en infraestructura, prestaciones médicas,
transporte, y otros.
El sistema SAT cobra vida en el siguiente escenario:
Una posta rural, o un paciente cuenta con un dispositivo
que registra, por ejemplo, los parámetros biomédicos
asociados a la Presión Arterial UA-767PBT y la
Balanza Corporal UC-321PBT ambos de la empresa
A&D Medical. Tal información es transmitida por el
dispositivo, a través de un enlace Bluetooth a un celular
con soporte para aplicaciones Java. Se probó con los
modelos Sony Ericsson C905, W580 y Nokia N73, tal
como se muestra en SAT Mobile (Figura 2).
Tools para Java) MTJ, Sequoyah, Mylyn y (Plugin
Development Environment) PDE. Se quiso priorizar un
enfoque integrador, pues esto permite, entre otras cosas,
tener un
mayor conocimiento del mercado de
aplicaciones móviles y ámbito desde el punto de vista
soporte. NetBeans fue otra de las plataformas que se
evaluaron para el desarrollo de aplicaciones J2ME.
Además, cuenta con excelentes herramientas para este
tipo de desarrollo, por ejemplo, (Visual Mobile
Designer) VMD, que permite acelerar el proceso de
construcción de interfaces gráficas para dispositivos
móviles.
SAT Mobile pone a disposición de los clientes un
servicio de recepción de mediciones, el cual identifica al
servicio y además proporciona información necesaria
para acceder a él. Este registro se agrega a una base de
datos ad-hoc en el dispositivo móvil llamada (Service
Discovery Database) SDDB la cual es mantenida por un
servidor (Service Discovery Protocol) SDP que es
instanciado por el Stack Bluetooth del dispositivo.
Figura 2. SAT Mobile
Para permitir el desarrollo de aplicaciones en equipos
móviles, se uso (Java ME Platform SDK 3.0) J2ME, y
para el soporte de la comunicación Bluetooth fue
necesario utilizar las funcionalidades provistas por la
(Java API para Bluetooth Wireless Technology)
JABWT, así como el paquete BlueCove que da soporte
a la (API JSR-82) JSR-82 para Bluetooth de Java para
Windows. Cabe mencionar que en el celular se
encuentra instalado un MIDlet, que es un programa en
lenguaje Java para dispositivos embebidos (que se
dedican a una sola actividad) bajo la plataforma J2ME,
y que en este caso se encargo de transmitir los datos al
servidor del centro de atención médica.
Eclipse Pulsar, fue otro de los proyectos de la fundación
Eclipse utilizados para el desarrollo de aplicaciones para
móviles. Las componentes que se incluyen son los
proyectos: (Java Development Tools) JDT, (Mobile
Figura 3. SAT Server
Por otra parte, SAT Server (Figura 3) trabaja de manera
que en el servidor está ejecutándose en forma continua
un servicio encargado de “escuchar” las transmisiones
desde las estaciones remotas y una vez recibido el
paquete de transmisión lo procesa y lo registra en una
base de datos relacional. Además en el servidor se tiene
una aplicación Web que permite consultar los datos de
monitorización para los pacientes registrados en la
aplicación. En la implementación de SAT Server se
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utilizó Joomla!, que entre sus principales virtudes es ser
una aplicación de código abierto mayoritariamente
programada en PHP bajo una licencia GPL, la que
permite rápidamente editar un sitio web.
Si ahora, consideramos nuevos requerimientos y/o
dispositivos que puedan capturar algunos otros datos
biomédicos asociados a otras patologías o entorno
tecnológico con sistemas heterogéneos nos estamos
enfrentando a una situación de escalabilidad e
integración de los ecosistemas existentes en el servicio
de salud público, siendo esto un desafío de
proporciones. En general, uno de los problemas más
frecuentes tras la implementación de sistemas de
software es integrar dos o más aplicaciones de forma
que los datos que se manejan por separado estén
sincronizados o que puedan colaborar para ofrecer
nueva funcionalidad o nuevas vistas de datos.
Ahora, como una forma de mitigar el impacto de la
escalabilidad, así como el de modularidad,
mantenibilidad y otros costos involucrados, es que se
decidió implementar SAT con el Framework de la
plataforma Eclipse (Eclipse Rich Client Platform)
Eclipse RCP, permitiendo que las aplicaciones
evolucionen a través del tiempo mediante “agregarreemplazar”. Por consiguiente, SAT ofrece una opción
apropiada, pertinente, suficiente y factible de
implementar para el desarrollo de aplicaciones de
Telemedicina, en el contexto aquí señalado. Eclipse
RCP básicamente es un Framework para construir y
desplegar aplicaciones “Rich Client”, usando (Standard
Widget Toolkit) SWT y JFace, cuya labor es facilitar
ciertas labores en la creación de (interfaces gráficas de
usuario) GUIs.
TELEMEDICINA Y LA INTEGRACION
Desde el punto de vista de las organizaciones la
integración es considerada como el hecho de introducir
criterios y especificaciones en los procesos y sistemas
de modo que puedan satisfacer a todos los clientes,
ahorrando con ello costes y esfuerzos. Sin embargo,
para los Ingenieros de Software, la integración es el
poseer una infraestructura de hardware, software y
comunicaciones fiable y correctamente dimensionada
para soportar las aplicaciones y fundamentalmente para
obtener un óptimo rendimiento de las mismas. Ahora, la
integración para el sistema de salud es en el fondo la
unión de estos mundos, pero aún más, pues estos
procesos deben estar sometidos a estándares
internacionales, lo que lo hace aún más difícil de
abordar [17], [18], [19]. Por ejemplo, integración de
datos, integración de funcionalidades, integración
semántica e integración de procesos, los cuales pueden
estar cimentados del lado cliente y/o del lado servidor.
Además, incluye Equinox, que es una componente
basada sobre el estándar (Open Services Gateway
Initiative) OSGi. OSGi puede considerarse como un
modelo de componentes para la plataforma Java
permitiendo la creación de módulos con alta cohesión y
bajo acoplamiento, los que se pueden integrar en
aplicaciones más grandes, permitiendo que cada módulo
pueda ser individualmente desarrollado, puesto a
prueba, instalado, actualizado y administrado con un
impacto mínimo sobre aplicaciones gráficas en una
variedad de sistemas operativos, tales como Windows,
Linux y Mac OSX.
Se ha comprobado que Eclipse RCP provee una buena
arquitectura de plugins, es decir, puede anexar
programas a otro para aumentar su funcionalidad. De
esta forma se entrega una solución ajustada a la
disponibilidad de hardware especializado, sistemas
operativos y requerimientos de los servicios de salud.
6
Figura 4. Escenarios de Interoperabilidad
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Jeltsch, López, Villacorta: Consideraciones para la Implementación de un Sistema de Telemedicina, desde el punto de vista de la Ingeniería de
Software.
Con el fin de contextualizar la integración desde una
perspectiva global, podemos advertir en Figura 4 los
diversos procesos e interoperabilidad de los sistemas
entre los actores de los diversos servicios de salud. [20]
En este caso, el médico de cabecera tras la consulta del
paciente emite una (receta electrónica) e-Receta para el
Farmacéutico, y una (interconsulta electrónica) eInterconsulta al Radiólogo. El Radiólogo, por otra
parte, tras la realización de Rayos-X, entrega su informe
al médico. Con este resultado el médico decide
derivarlo al Ortopedista, el que tras una Ecografía de
cadera entrega una nueva e-Receta para el Farmacéutico
y se recomienda al paciente realizarse una Densidad
Ósea. Tras los resultados, el Ortopedista decide derivar
al paciente al Hospital, para que allí se realice una
Tomografía Computacional de la cadera y una
intervención quirúrgica. Una vez convaleciente de la
operación, es dado de alta y derivado al Ortopedista
para
su
posterior
rehabilitación,
culminando
exitosamente, según lo informa las Epicrisis respectivas.
Se puede advertir, que cada uno de estos procesos de
recepción y entrega de datos, Radiografías, Recetas y
otros, deben coexistir en un sistema integrado.
almacenarlas en otra base de datos, llamada (Extract,
Transform and Load) ETL. Dado el ámbito de la
aplicación, aquí no se consideran las soluciones de
integración llamadas (Business to Business Integration)
B2BI, esto porque se parte de la premisa de que los
datos se encuentran dentro de ecosistemas software o
sistemas heterogéneos (muy común en el ámbito de la
salud) alojados en una misma organización.
Ejemplo: (Caso de Uso).Supóngase que un Radiólogo
desea enviar a través de su sistema de información los
resultados de los exámenes de un paciente, los que están
basados en un formato, lenguaje y sistema propio. Por
otra parte, el Ginecólogo, tiene otro sistema diferente al
del Radiólogo. ¿Cómo se logra que el Ginecólogo pueda
leer, por una parte la información y por otra de incluirla
en la ficha del paciente sin mayor costos o perdida de
información?. Con este sencillo ejemplo, se quiere decir
que se está en un ambiente con una gran variedad de
formatos y sistemas, por ejemplo, XML, PDF o un
eventual (Domain-Specific Languages) DSL propio, tal
como se muestra en la Figura 5
Es alentador mencionar que en este sentido existen
metodologías que permiten obtener un diseño
semánticamente interoperable, portable, escalable y
basado en estándares, como el (Health Information
Systems Development Framework) HIS-DF [21].
a) Integración lado cliente.
Ahora, desde una perspectiva más local, el concepto de
integración lo consideramos en dos grandes ámbitos.
Primeramente, integración que se visualiza del lado
cliente, para lo cual existe una gran variedad de
herramientas. Por ejemplo, Google proporciona un
editor llamado Mashup Editor, que incluye una
aplicación web híbrida (mashup), la que corresponde a
un sitio web o aplicación web que usa contenido de
otras aplicaciones Web para crear un nuevo contenido a
través de protocolo http. Por ejemplo, ClustrMaps,
Google Maps, entre otros. Microsoft proporciona Popfly
y Yahoo proporciona Pipes.
b) Integración lado servidor.
Figura 5. Un Escenario de Integración
Y por otra, es la integración del lado servidor, que son
más variados, a saber: integración enfocada a las
aplicaciones,
llamada
(Enterprise
Application
Integration) EAI, o a las fuentes de datos, de forma que
un conjunto de aplicaciones puedan colaborar para
ofrecer una vista homogénea, llamada (Enterprise
Information Integration) EII, o bien extraer datos de
fuentes distintas, con el fin de transformarlas y
En todo caso, lo que sí se puede afirmar es que las
tecnologías de EAI aún están en desarrollo y no hay un
consenso sobre cuál es el enfoque ideal o el grupo
correcto de tecnologías que se deberían usar. El futuro
de EAI pasa por proporcionar lenguajes que permitan
diseñar las soluciones de integración a un alto nivel de
abstracción, independientes de tecnologías, y que se
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pueda de una forma automática hacer transformaciones
de los modelos de solución a tecnologías concretas, y es
en este contexto que los DSL para EAI tienen algo que
decir. Por ejemplo, Guaraná SDK que propone un DSL
para EAI [22], [23], [24].
Lo anterior se sustenta en que un DSL no es un lenguaje
de propósito general que se dirige a cualquier clase de
problema de programación, sino que es un lenguaje de
programación que ataca a un problema particular en un
dominio específico. Algunos ejemplos, en donde se
usan tradicionalmente los DSL incluyen: (Structured
Query Language) SQL, el cual puede considerarse como
un DSL para insertar, y realizar consultas a una base de
datos, (HyperText Markup Language) HTML, para
describir la estructura y contenido de un documento y
(Backus-Naur Form) BNF, para describir gramáticas de
contexto libre, por mencionar algunos.
Las herramientas más apropiadas que dan soporte a la
creación de DSL son: Apache-Camel, Proyecto Fuji,
Guaraná SDK, IntelliJ, Eclipse Modeling Project
(EMP), entre otros. Existen, interesantes trabajos en este
sentido, en donde los DSL, han sido aplicados para los
EAI, EII y ETL.
Se advierte que en varias ocasiones se tendrá que
realizar las especificaciones de un “lenguaje de
programación” DSL para un dominio específico, con el
fin de transformar o filtrar datos. En tal caso, siguen
siendo válidas las herramientas clásicas, tales como:
Lex/Yacc, JLex/Java_Cup, JFlex/Bison, SableCC,
JavaCC y otros. Sin embargo, una ventaja sustantiva
que ofrece (ANother Tool for Language Recognition)
ANTLR respecto a los anteriores es que une ambos
ámbitos de analizadores,
léxico y sintáctico
respectivamente [25]. Además, cuenta con plugin para
Eclipse y para NetBeans de ANTLR, el cual es fácil de
instalar y un entorno más ad-hoc para trabajar, así como
ANTLRWorks que es el ANTLR GUI Development
Environment para generar las gramáticas, parse tree,
árboles de sintaxis abstracta (AST), interprete, entre
otras propiedades. ANTLRStudio es otra herramienta
de trabajo para Eclipse. Además, ANTLR genera
analizadores sintácticos LL(k) con predicados
sintácticos y semánticos, cuyo flujo de datos considera
lexemas, parsers, AST y plantillas que colaboran para
reconocer y transformar lenguajes de entrada,
proporcionando así un conjunto estandarizado de
conceptos y criterios para abordar construcción de
reconocedores, interpretes, compiladores y el traslado
desde una descripción gramatical que contiene acciones
en una variedad de lenguajes de marcado (target
lenguages).
8
Ejemplo: Supóngase que se tiene un archivo con un
cierto formato. (Figura 6, muestra un segmento de un
mensaje HL7) (Health Languages Level 7) [32], el cual
puede ser trasladado a XML sin mayor dificultad y
viceversa.
Figura 6. Mensaje HL7
Otro ámbito en donde ANTLR puede ser una buena
opción de aplicar es en el modelado de las Taxonomías
y Ontologías de los procesos, pues la documentación en
los escenarios de interoperabilidad tienen jerarquía y
relaciones interesante de mostrar. Sin embargo, también
es posible que a partir de un mensaje HL7, (recordar
Figura 6), se logre como salida un archivo con extensión
".dot", (ver Figura 8) dentro de las opciones que
propone la aplicación GraphViz, construyendo de por
medio una gramática para tal efecto, tal como se
visualiza en Figura 7.
Figura 7. Gramática del dígrafo asociado a la
herramienta GraphViz
Logrando así, otra alternativa a la visualización de la
información codificada. La presentación en forma
jerárquica, se logró con la librería GraphViz, que ofrece
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Jeltsch, López, Villacorta: Consideraciones para la Implementación de un Sistema de Telemedicina, desde el punto de vista de la Ingeniería de
Software.
distintas vistas, dependiendo de la extensión, según se
aprecia en Figura 8.
Figura 8. Taxonomía de la información asociada al
mensaje HL7.
Existen otros formatos, que se serían interesantes de
incursionar en algunas aplicaciones. Por ejemplo, la
twopi, permitiría una visualización de sistemas
heterogéneos, o circo, para visualizar la conexión
entre sistemas. En este caso, usamos la extensión dot,
con el fin de tener una visualización jerárquica del
mensaje y el color rojo eventualmente podrían resaltar
errores en la tipificación o mensajes de error en el
mensaje.
para el intercambio de información en salud,
convirtiéndose en un pilar para la interoperabilidad en el
cuidado clínico y la salud. HL7 es un estándar aprobado
por la (American National Standards Institute) ANSI
donde “Level Seven” se refiere al nivel más alto del
modelo
de
comunicación
(Open
Systems
Interconnection) OSI de (International Standards
Organization) ISO el nivel de aplicación. Este nivel
indica la definición de los datos a ser intercambiados,
los momentos de intercambio y la comunicación de
ciertos errores a las aplicaciones. El séptimo nivel
soporta funciones tales como chequeos de seguridad,
identificación de los participantes, chequeos de
disponibilidad, negociación de los mecanismos de
intercambio y, lo más importante, la estructura de datos
a intercambiar. La última versión de este protocolo de
comunicación es la versión 3, la que utiliza como medio
de representación (Extended Markup Language) XML.
Algunos editores de especificaciones HL7 son por
ejemplo, ChainBuilder ESB para Linux 2.0, EDIFACT,
X12, HL7 & SAP IDoc EDI Translator, 7Edit [34], pero
hoy en día ya no ofrece la descarga gratis. Home for
HL7 Projects es un proyecto que da soporte a HL7
(Tool Developers) Toolsmiths y a los grupos de trabajo
en el manejo de proyectos en conjunto con Eclipse.
Chameleon [36] e Iguana, son otros editores aunque este
último en un ambiente distinto. Otra gran variedad de
herramientas podrá consultar en [26].
En relación a la interoperabilidad de los sistemas con
sus dispositivos en un sistema de Telemonitorización
los más apropiados son aquellos que cumplen con la
familia de estándares de la ISO/IEEE11073 (X73) [33],
en particular, (Point-of-Care) X73PoC y (Personal
Health) X73PHD [33].
TELEMEDICINA E INICIATIVAS
En relación a proyectos e iniciativas entorno al ámbito
aquí planteado, es decir, integración, estándares y
Telemedicina son escasos en general y los existentes
Otro gran desafío para un Ingeniero de Software es el
cuentan con escasa documentación. Entre ellos, están
trabajar en base a estándares. Por ejemplo, si se desea
CB CONNECT Community Edition [37], GlassFish
facilitar el intercambio electrónico de información
ESB, HL7 BC. Jengine, un tanto antigua, la última
durante
el
procesamiento,
transmisión
y
versión es del año 2003. Mirth [35] establece el envío
almacenamiento de registros médicos e imágenes,
bidireccional de mensajes HL7 entre sistemas y
destaca HL7 y (Digital Imaging Communications in
aplicaciones. Mirth es una pasarela (gateway) de
Medicine) DICOM. El uso de estos estándares garantiza
interfaces HL7 multiplataforma y de código abierto
la integridad y legibilidad de la información entre
desarrollado por la empresa WebReach con licencia
sistemas de información heterogéneos que intervienen
(Mozilla Public License) MPL 1.1. Esta herramienta
en este tipo de procesos. El (Clinical Document
provee capacidades de filtrado, transformación y
Architecture) CDA es un estándar de arquitectura de
enrutamiento de mensajes HL7 y sus últimas versiones
documentos clínicos electrónicos aceptado como norma
soportan mensajería HL7 versión 3. i2b2, orientado a la
Ingeniare. Revista Chilena de Ingeniería, vol. xx Nº x, 20xx
9
TELEMEDICINA Y ESTANDARES
Ingeniare. Revista chilena de ingeniería, vol. xx Nº x, 20xx
integridad, búsqueda inteligente para diferente base de
datos clínicos, cuyo ámbito preferencial es la
BioMedicina. (Open eHealth Integration Platform) IPF
es un Framework basado en Java/Groovy (con una
plataforma integrada, basada en OSGi) sobre ApacheCamel [28] con soporte para varios perfiles IHE [38].
Luego de analizarlas, se puede afirmar que el proyecto
(Open eHealth Integration Platform) IPF ofrece una
excelente oportunidad, ya que proporciona un DSL para
implementar EIP de propósito general como también
soluciones de integración en el dominio específico HL7.
De la misma manera, podemos decir que Mirth es una
excelente alternativa, muy bien documentada y
soportada por la comunidad. Ambas poseen un núcleo
de Apache-Camel que es un potente Framework de
código abierto, diseñado para implementar los EIPs
[27].
Ejemplo: En la Figura 9-a se muestra la representación
de un mensaje de HL7 versión V2.4, caso de uso sobre
el mensaje ORU^R01. La sintaxis está basada sobre la
clásica sintaxis de HL7 v2, referida a las barras
verticales ( | ). El segmento (Message Header) MSH
correspondiente a la primera fila, contiene el tipo de
mensaje, en este caso, ORU^R01, el cual identifica el tipo
de mensaje y el evento que se gatilla (trigger event). El
envío está en GHH LAB de ELAB-3, mientras que la
aplicación que recibe, es el sistema GHH OE localizado
en BLDG4. El mensaje fue enviado el 2010-02-15 a las
09:30. El segmento MSH es el segmento inicial del
mensaje estructurado. La segunda fila, correspondiente
al segmento (Patient Identification) PID contiene la
información demográfica del paciente. Eric E. Juan
Perez, nacido el 1962-03-20, cuya dirección es
Cisternas, y el nº 555-44-4444, fue asignado por algún
Hospital. El segmento (Observation Request) OBR
identifica la observación que fue originalmente
ordenada: 15545^GLUCOSA. Finalmente, el segmento
(Observation) OBX contiene los resultados de la
observación: 182 mg/dl.
Figura 9-a. Mensaje HL7.
10
Figura 9-b. Mensaje HL7 intervenido con IPF.
En la Figura 9-b se resalta el valor MSH[4]=ELAB-3
(facilidad de envío) que es reemplazado por el valor
ABC. Y el valor PID[8]= F, que es reemplazado por W.
Mientras que en Figura 10, se muestra el proceso antes
descrito, pero modelado a través de los patrones que
ofrece IPF, aunque inspirados en los clásicos patrones
de EIPs [27].
Figura 10. Patrones en IPF asociado al Mensaje HL7.
Con el ejemplo anterior queremos mostrar que la
integración por un lado, y la estandarización por otro,
son requisitos fundamentales para lograr la
interoperabilidad de los sistemas de atención, así como
la integración vertical y horizontal entre los diferentes
agentes que participan en el sector salud (laboratorios,
clínicas,
hospitales,
farmacias,
servicios
de
emergencias, etc). Existen, en todo caso otras
herramientas propietarias en el campo de la integración,
tales como: Mule [39], Apache ServiceMix [40], Spring
Integration [41], BizTalk 2006 [42], de los cuales sólo
este último soporta los estándares de HL7 y extensiones
para el área de salud.
CONCLUSIONES
Podemos afirmar que en Telemedicina en general y la
Telemonitorización en particular se genera un puente
entre el clínico y el paciente por medio de las TIC, y
donde la ingeniería de software pone a disposición las
herramientas necesarias que brindan el soporte y
sustento para analizar, diseñar e implementar
aplicaciones plausibles en el ámbito de la salud. No
cabe duda que la arquitectura del modelo más apropiado
que pueda hacer coexistir la diversidad de sistemas en el
actual sistema de salud está aún en estudio y se piensa
que no se resolverá hasta mientras las instituciones
relacionadas con las prestaciones o servicio de salud,
(Instituciones de Salud Previsional) ISAPRE,
aseguradoras, Clínicas y Centros de Atención no se
Ingeniare. Revista chilena de ingeniería, vol. xx Nº x, 20xx
Jeltsch, López, Villacorta: Consideraciones para la Implementación de un Sistema de Telemedicina, desde el punto de vista de la Ingeniería de
Software.
pongan de acuerdo. Otro aspecto interesante a
considerar es que este trabajo, así como el sistema SAT
han puesto en perspectiva el socializar y promover
acciones entre los actores de la atención pública de
salud SEREMI de Salud y Gobierno Regional, tendiente
a abrir la discusión para la creación de un modelo para
el Sistema Chileno de Asistencia de Salud, tal como
Alemania lo planteo el año 2008 y que se promueve y se
informa a través del portal Gematik [29].
No cabe duda que la experiencia recabada y las
dificultades que se vislumbran, ayudan a entender de
mejor manera la tarea y desafíos que han debido sortear
algunos centros, tales como el (Instituto de Aplicaciones
de las Tecnologías de la Información y de las
Comunicaciones Avanzadas) ITACA [30], quién se
dedica o se orienta a la aplicación de las TIC en el
ámbito de la salud, la calidad de vida y los servicios
sociales en España, otro ejemplo es el Centro eHealth
Competence Center Regensburg [31], en Alemania. Y
en la región latinoamericana el Centro de Telemedicina
de la Universidad Nacional, Colombia, que a través del
grupo de investigación Bioingenium, se ha convertido
en un Centro de desarrollo tecnológico (I+D), con
interesantes resultados, los cuales son ejemplos a seguir.
Por último, este es un ejemplo más, de cómo las
universidades chilenas deben persistir en su esfuerzo de
innovar y apalancar (leverage, en inglés) el desarrollo,
es decir, obtener más con menos, a través del uso de las
TIC. Lo anterior evidentemente va de la mano con la
formación de capital humano avanzado y con el
fortalecimiento de las actividades científicas y
tecnológicas vinculadas con las instituciones
gubernamentales, privadas y/o iniciativas (I+D+I), (es
decir, la difusión de la Tercera Misión) con el fin de
hacer frente a los grandes desafíos estratégicos del país
en materia social y de servicio público.
AGRADECIMENTOS
Agradecemos el financiamiento y apoyo por parte de la
Dirección de Investigación de la Universidad de La
Serena (DIULS), así como al Gobierno Regional de la IV
Región Coquimbo, pues el artículo que aquí se presenta
es parte del proyecto “Diseño y Desarrollo de un Sistema
de Telemedicina para la atención de pacientes con
patologías crónicas", el cual ha resultado seleccionado y
financiado por el concurso “tesis regionales”, de la IV
Región.
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