Tecnologie abilitanti per trasmissioni ecografiche in real-time, il caso del Progetto REMOTE Riccardo Triunfo – riccardo.triunfo@crs4.it Francesca Frexia – francesca.frexia@crs4.it Francesco Cabras – francesco.cabras@crs4.it Workshop @ I.R.C.S.S. Burlo Garofolo, 15 Dicembre 2011, Trieste

1. Tele-ecografia: stato dell arte e sviluppi futuri
Tecnologie abilitanti per trasmissioni ecografiche in real-time, il caso
del Progetto REMOTE
Riccardo Triunfo – riccardo.triunfo@crs4.it
Francesca Frexia – francesca.frexia@crs4.it
Francesco Cabras – francesco.cabras@crs4.it
Workshop
@
I.R.C.S.S.
Burlo
Garofolo,
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Dicembre
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2. Centro
di
Ricerca
e
Sviluppo
di
Studi
Superiori
in
Sardegna
• Centro di ricerca interdisciplinare in
scienze computazionali, attivo dal 1992
• Localizzato nel Parco Scientifico e
Tecnologico POLARIS (Pula)
• Personale RTD ~190 persone
• Fatturato di ~10M Euro, di cui ~50% da
finanziamenti esterni:
– Progetti UE/Nazionali
– Contratti industriali
– Servizi
• Settori: CRS4
– Biomedicina POLARIS Edificio 1
C.P. 25
– Data Fusion 09010 Pula (CA), ITALY
– Società dell Informazione www.crs4.it
– Energia e Ambiente
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3. Healthcare
Flows
Group
• Parte del Settore Data Fusion
• Esperienza più che decennale di
ricerca e sviluppo nell'applicazione
dell'informatica alla pratica clinica,
alla medicina ed alla biologia
• Soluzioni allo stato dell’arte a
esigenze mediche concrete
• Collaborazioni con:
– Ospedali
– Imprese
– Consorzi Internazionali (IHE/HL7/
openEHR)
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4. Focus
Areas
• EHR
• Single
dose
drug
• Standards
(ICD,
delivery
SNOMED,
LOINC)
• PaQent
PosiQve
• ….
IdenQficaQon
• Process
AutomaQon
• ….
Data
Technology
Interoperabi
Research
lity
• Cross
domain
• HL7
analysis
• IHE
• Clinical
data
reuse
• DICOM
• ….
• ….
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5. Workshop
agenda
• Medicine goes digital
• Presentazione linee di ricerca CRS4 in campo clinico
• Stato dell arte nel campo della tele-ecografia
• Il Progetto REMOTE: tele-ecocardiologia applicata
alla cardiologia pediatrica
• Applicazione del sistema in altri ambiti clinici
• Hands-on: dimostrazione del sistema
5
CRS4
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6. Medicine
Goes
Digital
*
• Nell ultimo secolo la medicina è la
scienza con il più elevato contenuto *
di innovazione e di nuove scoperte.
E tuttora in continua evoluzione.
• Al contrario di ogni altro settore
industriale gli investimenti in IT sono
molto limitati e ancora molto settori
sono completamente non digitalizzati.
• Le possibilità offerte dall uso
dell Information Technology per il
risparmio dei costi e per la ricerca
stanno trainando il settore verso una
digitalizzazione intensiva di tutti i
settori clinici.
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7. Nomen Omen
Connected
Health
health
eHealth
ICT
ICT
for
health
Healthcare
informaGcs
Medical
IT
informaGcs
1970
1980
1990
2000
2010
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8. Digital
medicine:
evoluzione
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9. Il paradosso della Sanità
Il settore più complesso, la spesa più bassa …
% della spesa complessiva impiegato in ICT (PricewaterhouseCoopers Report)
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10. Uso
della
tecnologia
negli
ospedali
I computer sono
usati più per fini
amministrativi che
per supportare e
migliorare i
processi di cura
CRS4
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11. Lo
scenario
europeo
La spesa sanitaria è in costante aumento (in figura la
proiezione media sui 27 paesi EU) ed il suo contenimento è
l obiettivo primario di tutti i governi nei paesi industrializzati.
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12. L automazione dei processi ospedalieri
• Durante gli anni 90 la maggior parte dei comparti industriali hanno investito
pesantemente nell adozione delle nuove tecnologie all interno dei processi di
business.
• Grazie all innovazione IT questi comparti hanno visto migliorare la produttività
del 6%-8% ogni anno.
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13. Perché
Digital
Medicine?
Risparmi
sui
cosQ
Efficienza
Supporto
alla
ricerca
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14. InformaGzzazione
e
automazione
=
Risparmi
• DaQ
USA,
se
il
90%
degli
ospedali
adoa
gli
HIS
– 77
Miliardi
di
Dollari
per
anno
– 400
Miliardi
di
Dollari
in
15
anni
– 6%
della
spesa
totale
per
la
salute
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15. InformaGzzazione
e
automazione
=
Efficienza
• Un recente studio condotto su due gruppi di ospedali in
Texas1 uno ad alto tasso di informatizzazione e innovazione
digitale (misurato secondo l indice CITAT2) e l altro no ha
dimostrato che il primo gruppo aveva:
– 15% di mortalità in meno
– 16% di complicazioni post operatorie /degenza in meno
– Costi di gestione sensibilmente più bassi
1 Archives of Internal Medicine - 'Clinical Information Technologies and Inpatient Outcomes: A Multiple Hospital
Study' – January 2009: lo studio ha coinvolto 41 ospedali nel Texas, per complessivi 167.000 pazienti sopra i 50
anni
2 L'indice CITAT misura il grado di digitalizzazione (da zero a cento) in quattro aree: ricette e cartelle cliniche, esami
di laboratorio, richieste di ricovero e order entry, e sistemi di supporto alle decisioni.
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16. InformaGzzazione
e
automazione=
Efficienza
(2)
• Un altro studio dell NHS ha dimostrato che moltissimi documenti
clinici cartacei vanno persi. 1.2M di cittadini Britannici vengono
trattati ogni anno senza un corretto accesso alle informazioni
cliniche da parte dei medici (referti, immagini, esami, etc.)
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17. InformaGzzazione
e
automazione
=
Supporto
alla
ricerca
La convergenza di dati
provenienti da diverse
fonti apre la strada a
nuovi modelli di ricerca
nel campo biomedico e
fornisce un ulteriore
strumento per migliorare
la cura delle malattie
complesse.
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18. Revolution in Progress
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19. Ostacoli e criticità
• 1 Ricovero
• 11 Schede
• 3/4 Sottoschede
• 33 Campi
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20. Workshop agenda
• Medicine goes digital
• Presentazione linee di ricerca CRS4 in campo clinico
• Stato dell arte nel campo della tele-ecografia
• Il Progetto REMOTE: tele-ecocardiologia applicata
alla cardiologia pediatrica
• Applicazione del sistema in altri ambiti clinici
• Hands-on: dimostrazione del sistema
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21. Scenario
regionale
sardo
• 1.6 Milioni di persone residenti in
Sardegna
• 11 Strutture Sanitarie pubbliche,
tra ASL ed Aziende Ospedaliere
• Investimenti ingenti in
infrastrutture e digitalizzazione
del Sistema Sanitario Regionale
ProgeUo
InvesGmento
Aree
SISaR 25M€ ADT, CUP, Pronto Soccorso, Order
Entry, Trasfusionale, Farmacia, Sale
Operatorie
MEDIR 10M€ Rete dei medici di medicina generale e
dei pediatri di libera scelta, EHR
SILUS 1.5M€ Laboratorio
RTP 1.1M€ Registro tumori e teleconsulto
ANAGS 1.3M€ Anagrafe regionale
RTR NA Rete in fibra ottica
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22. Linee
di
ricerca
Healthcare
Flows
Group
Interconnessione
di
domini
clinici
e
tracciabilità
GesQone
semanQca
e
computazionale
di
daQ
biomedici
Telemedicina
e
medicina
distribuita
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23. Domini clinici, tipica situazione
Interconnessione
di
domini
clinici
e
tracciabilità
• Sistema Informativo
Ospedaliero (SIO): deve
essere in grado di
comunicare con i sistemi
periferici (RIS, LIS,...)‫‏‬
• Sistemi periferici: spesso
sono stati acquisiti in tempi
e modi diversi e non sempre
sono in grado di comunicare
( information islands )‫‏‬
• Integrazione: il numero di
interfacce da costruire
cresce col quadrato del
numero di sottosistemi da
interconnettere
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24. Cambio di paradigma
Interconnessione
di
domini
clinici
e
tracciabilità
• Approccio diverso: sistema con
architettura a stella, con un
punto centrale che governa le
transazioni
• Standard e tecnologie aperte:
la soluzione usata si basa su
tecnologie opensource (Mirth) e
sul principale standard
internazionale del settore (HL7)
• Sistema in produzione presso
il Brotzu: il modello è attivo e
funzionante presso la più
grande AO sarda
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25. Tracciabilità in Sanità
Interconnessione
di
domini
clinici
e
tracciabilità
• I percorsi di cura sono complessi e prevedono molte
fasi e diverse figure professionali che collaborano tra
loro
• L automazione può supportare il lavoro del personale
medico aumentando l efficacia ed il controllo di ogni
passaggio
• La collaborazione con imprese del settore consente
una valorizzazione più forte delle competenze delle
aziende e dei risultati della ricerca
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26. Semplificazione
di
problemi
complessi
(1)
Interconnessione
di
domini
clinici
e
tracciabilità
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27. Semplificazione
di
problemi
complessi
(2)
Interconnessione
di
domini
clinici
e
tracciabilità
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28. Tracciabilità
nella
fase
pre-­‐analiGca
Interconnessione
di
domini
clinici
e
tracciabilità
• “Il laboratorio analisi gioca un ruolo chiave nella cura dei pazienti e i dati di laboratorio influiscono
per il 60-70% su decisioni importanti come il ricovero, la dimissione e le medicazioni” [1]
• Le analisi di laboratorio costituiscono una importante potenziale fonte di errori che può incidere
sulla sicurezza dei pazienti
[1] ToybertME, Chevret S, Cassinat B, Schlageter, Forsman.Why is the laboratory an afterthought for managed care organizations? Clin Chem
1996;42:813–6.
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29. Tracciabilità
nella
fase
analiGca
Interconnessione
di
domini
clinici
e
tracciabilità
• Errori analitici
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30. L'importanza
delle
informazioni
GesQone
semanQca
e
computazionale
di
daQ
biomedici
• Un ospedale moderno non può prescindere dall'utilizzo di
un'infrastruttura informatica e tecnologica all'avanguardia
• La pratica clinica è incentrata sulla gestione e sul
trattamento di informazioni, la cui collezione permette di
prendere decisioni puntuali sulle terapie e cure da seguire
• La maggior parte delle informazioni e dei dati biologici
sono disponibili in forma digitale ma non sono uniformi
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31. Modelli daG
GesQone
semanQca
e
computazionale
di
daQ
biomedici
• La tecnologia mette a disposizione
enormi quantità di dati eterogenei
• I destinatari dei dati sono
molteplici, con scopi diversi tra loro
• Nel tempo le esigenze di
trattamento e conservazione
mutano
• E stato realizzato un modello che
consenta di rappresentare e gestire
dati clinici e dati genetici
• Il modello viene testato attraverso il
suo utilizzo per le attività del
Progetto Progenia del Prof. Cucca
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32. Workshop
agenda
• Medicine goes digital
• Presentazione linee di ricerca CRS4 in campo clinico
• Stato dell arte nel campo della tele-ecografia
• Il Progetto REMOTE: tele-ecocardiologia
applicata alla cardiologia pediatrica
• Applicazione del sistema in altri ambiti clinici
• Hands-on: dimostrazione del sistema
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33. Telemedicina
Telemedicina
e
medicina
distribuita
• Offre potenzialità e soluzioni al servizio della pratica
clinica con enormi benefici per i pazienti e gli operatori
sanitari:
• Teleconsulto
• Telemonitoraggio e teleassistenza
• Teledidattica
• Diffusione di informazioni e servizi
• A livello nazionale e internazionale è riconosciuta ed
incoraggiata come strumento di fondamentale
importanza
(linee guida SSN e della CE, European Digital Agenda for eHealth)
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34. Tele-­‐ecografia
in
real-­‐Gme:
tecnologia
alla
fronGera
o
già
realtà?
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35. Tele-­‐ultrasound
and
paramedics
• OBJECTIVES
– The aim of this study was to examine the capability of ultrasound-naïve
paramedics to obtain interpretable Focused Assessment With Sonography
for Trauma (FAST) images under the remote direction of emergency
physicians (EPs).
• METHODS
– Paramedics without experience using ultrasound participated in a 20-
minute lecture covering orientation to the ultrasound machine and the
FAST examination.
– The paramedics subsequently performed FAST examinations on a model
patient, whereas the EP remained in another room, out of visual contact.
– The EP communicated with the paramedic via radio, viewing video from the
ultrasound machine on a monitor and directing the probe movements to
obtain the views of the FAST examination.
CRS4
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36. Tele-­‐ultrasound
and
paramedics
• RESULTS
– 51 paramedics performed their first FAST examinations and were able
to successfully complete 100% of the views of the FAST.
– The median time from probe placement to examination completion was
262 seconds.
– The median time to complete right upper quadrant (RUQ) versus left
upper quadrant (LUQ) views was 39 and 50 seconds, respectively.
– Paramedics completed cardiac and pelvic view in a median time of 42
and 25 seconds, respectively.
• CONCLUSIONS
– the study demonstrated that paramedics with no prior ultrasound
experience could obtain FAST images under remote guidance from
experienced EPs in less than 5 minutes.
– Given rapidly evolving data transmission technology, this has
applicability in battlefield, remote, and rural prehospital settings.
CRS4
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37. Tele-­‐Ultrasound
in
Emergency
Services
• Study at National Taiwan University
Hospital in Taipei
– Based on Emergency Medical Technicians
(EMT) training on FAST examination
– Including a system to connect ambulances
and hospital to show tele-ultrasound
module
• Methods for tele-consultation
– Mobile Internet communication between
the three subsystems is based on 3G
communication protocol
• Limitations
– High network requirements: need of image
storing&forwarding in many cases
• Results
– enhance the speed of primary trauma
assessment during the pre-hospital period
CRS4
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38. Tele-­‐ultrasound
and
paramedics
TroubleshooGng
CRS4
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39. RoboGcs
Tele-­‐ultrasound
CRS4
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Dicembre
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40. Workshop
agenda
• Medicine goes digital
• Presentazione linee di ricerca CRS4 in campo clinico
• Stato dell arte nel campo della tele-ecografia
• Il Progetto REMOTE: tele-ecocardiologia applicata
alla cardiologia pediatrica
• Hands-on: dimostrazione del sistema
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41. Il
ProgeUo
REMOTE
§ Il Progetto si colloca
nell ambito del
teleconsulto, area
della telemedicina
che si pone come
obiettivo principale
l abbattimento delle
barriere geografiche
§ Nasce da un progetto
di ricerca e
collaborazione tra il
CRS4 e l Azienda
Ospedaliera Brotzu
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42. Perché la Cardiologia Pediatrica?
• Le cardiopatie congenite neonatali rappresentano
spesso un emergenza
• In Sardegna spesso i neonati cardiopatici nascono in
centri senza cardiologo pediatra
• Gli specialisti sono molto pochi
• La Sardegna presenta un solo centro di riferimento ed
una realtà geografica difficile
Doppio
rischio:
non
trasferire
neonato
cardiopaGco,
trasferire
neonato
non
cardiopaGco
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43. CardiopaGe
congenite:
rilevanza
• Responsabili di circa la metà delle morti per
malformazioni letali in età pediatrica
• Sono 4 volte più frequenti delle malformazioni del tubo
neurale e 6 volte più frequenti delle più gravi
malformazioni genetiche
• Rappresentano il 10‰ dei nati vivi ed il 13-14‰ dei
feti (con picchi >20‰ in Giappone)
• Possono manifestarsi prima della nascita o subito dopo
a seconda della severità e dell impatto sulla fisiologia
fetale
In Sardegna l incidenza è oltre il doppio rispetto alla media
internazionale, probabilmente per motivi legati all insularità che funge
da moltiplicatore genetico
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44. CardiopaGe
congenite:
incidenza
Media
Internazionale
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45. Cardiopatie congenite:
entità del problema
§ Cardiopatie congenite: 10/1000 nati vivi
§ 85% attualmente raggiunge l età adulta (European
Heart Journal; 13: 111 – Am J Cardiol 1992; 70: 661)
§ Cardiopatici congeniti adulti negli USA oltre 1.000.000,
in Canada 200.000 (JACC; 18: 315)
Popolazione
sGmata
in
Italia:
250.000
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46. Esigenze
• Teleconsulto in tempo reale da parte di uno
specialista non fisicamente presente, con la
possibilità di effettuare correttamente l esame e
quindi di avere una corretta diagnosi
• Opportunità di una second opinion
• Possibilità di rapida curva di apprendimento da
parte dei centri coinvolti
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47. Sistemi
di
teleconsulto
per
la
cardiologia
pediatrica
in
aUo
§ Nuova Scotia, Canada
§ Mayo Clinic, U.S.A
§ Belfast, Irlanda
§ Toulouse, Francia
Criticità: costi elevati, soluzioni proprietarie
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48. CRS4 ed AOB: dall idea al prototipo
• Dalla collaborazione CRS4-Brotzu è nato il
prototipo di un sistema di telemedicina in
grado di collegare la Cardiologia
Pediatrica di Cagliari con l Ospedale
Nostra Signora Della Mercede di
Lanusei
• Il modello proposto è stato oggetto di una
pubblicazione sull International Journal of
Computer Assisted Radiology and Surgery
ed è la base di partenza per il Progetto
REMOTE
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49. ProgeUo
REMOTE:
Risorse
E
Modelli
OrganizzaGvi
in
TElecardiologia
Lo scopo di questo Progetto è porre le basi per la creazione
di un sistema che renda possibile effettuare diagnosi
cardiologiche a distanza su tutto il territorio sardo, in
tempo reale e sfruttando strumenti a basso costo
Il Progetto ha ottenuto il primo posto nella graduatoria del
Centro Regionale di Programmazione per il Bando sulla
Legge Regionale 7, n.7,
PROMOZIONE DELLA RICERCA SCIENTIFICA E
DELL INNOVAZIONE TECNOLOGICA IN SARDEGNA
CRS4
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50. Obieavi
principali
¨ Ottimizzare il prototipo per permettere l uso
del sistema in diversi presidi ospedalieri
¨ Sperimentare e validare il sistema dal punto di
vista diagnostico
¨ Estendere il collegamento ad un numero
maggiore di presidi
¨ Utilizzare il sistema in mobilità, per permettere
la diagnosi in emergenza/urgenza attraverso
l uso di dispositivi mobili
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Trieste

51. Aspea
principali
§ Tecnologici: realizzare l infrastruttura necessaria
all interconnessione degli ospedali e alla trasmissione
dei dati nei presidi coinvolti
§ Organizzativi: creare un infrastruttura sovra-aziendale
per un efficiente interazione
§ Clinici: definire protocolli clinici di utilizzo e validazione
del sistema
§ Formativi: sperimentare il sistema nel contesto di
formazione universitaria
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52. PunQ
di
forza/innovazione
u Trasmissione di dati in tempo reale per il supporto alla
diagnosi tra distretti remoti
u Diffusione di tecnologie abilitanti a basso costo ed integrabili
nei progetti di sanità elettronica regionale (RTR, SISaR, MEDIR)
u Possibilità di interconnessione di apparati diagnostici di
diverso tipo, purché dotati di un uscita video
u Realizzazione di streaming video uno-a-molti, a scopo
didattico.
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53. Unità coinvolte
Unità centrali
§ Azienda Ospedaliera G.Brotzu - Cardiologia Pediatrica
§ CRS4 – Healthcare Flows Group
§ Unità periferiche
§ Ospedale N.S. della Mercede , Lanusei - Cardiologia
§ Azienda Ospedaliero-Universitaria, Cagliari - Terapia Intensiva
Neonatale, Nido e Puericultura della Clinica G. Macciotta e
Dipartimento di Scienze Cardiovascolari e Neurologiche del Policlinico
§ Ospedale SS.Trinità , Cagliari - Ostetricia e Ginecologia
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54. Campi
di
applicazione
u Gestione Emergenze/Urgenze
u Gestione della routine ospedaliera
u Consulenze in reperibilità
u Formazione universitaria
u Collaborazioni extra-regionali
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55. Workshop
agenda
• Medicine goes digital
• Presentazione linee di ricerca CRS4 in campo clinico
• Stato dell arte nel campo della tele-ecografia
• Il Progetto REMOTE: tele-ecocardiologia applicata
alla cardiologia pediatrica
• Hands-on: dimostrazione del sistema
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56. Schema
di
funzionamento
Visualizzazione
Richieste/
Richiesta
Teleconsulto
Acceazione
Avvia
Live
Medico
Specialista
Medico
Richiedente
Consulto
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57. Lista
della
spesa
Ecografo Specialista
Server
• Cartella clinica
• Gestione richieste
• Gestione anagrafica pazienti
• Gestione reperibilità
• Chat vocale
• Sicurezza e autenticazione utenti
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58. Il
sistema
di
teleconsulto
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59. Il
sistema
di
cartella
clinica:
scheduling
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60. Il
sistema
di
cartella
clinica:
refertazione
struUurata
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61. Il
sistema
di
cartella
clinica:
avvio
del
teleconsulto
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62. Il
sistema
in
funzione
(demo
Gme)
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63. Stato del Progetto
§ Riprogettato il prototipo iniziale e realizzata una prima
implementazione del sistema
§ Realizzato il sistema di cartella clinica per la
visualizzazione dei dati dei pazienti
§ Realizzati sopralluoghi, test e prime impostazioni per la
connessione dei Centri coinvolti
§ Avviata la formazione clinica
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64. Sviluppi futuri
² Ingegnerizzare il sistema in
un unico dispositivo
² Supportare le consulenze
in mobilità attraverso
diversi dispositivi (iPad/
Android)
² Validare in altri campi di
applicazione (emergenza,
angiografia,…)
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65. Provando (e sbagliando)
(per fortuna) si impara!
• Progetti di
(per fortuna) si impara! reali
informatica in contesti clinici richiedono la
collaborazione armoniosa di un gran numero di figure
professionali (medici, infermieri, informatici, ingegneri,
amministrativi) affinché il risultato possa davvero funzionare
• Lesson learnt
• pesi dei “componenti”: la parte tecnologica, anche nei progetti molto
innovativi, è spesso quella più semplice darealizzare, poiché richiede in
genere interazioni tra un minor numero di soggetti
• importanza dei processi: l’ottimizzazione dei processi deve essere
considerata come un passo importante nella realizzazione di un progetto
• valore della formazione: questo aspetto non va trascurato perché il
miglior sistema è inutile se non viene utilizzato correttamente.
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66. Conclusioni
§ Si è dimostrato la possibilità di applicare tecnologie di
telemedicina in real-time in diversi contesti,
dall emergenza alla routine
§ Attualmente le applicazioni i telemedicina in real-time
sono ancora poco usate
§ Nei progetti di telemedicina sul territorio è necessario
coinvolgere dall inizio tutti gli stakeholder, senza
sottovalutare gli aspetti organizzativi ed i rapporti tra
SSN, ASL e Regione
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67. Ringraziamenti
¨ passati: per chi ha lavorato al prototipo o contribuito ad
arrivare fino a qui (Vittorio Meloni, Luca Lianas, Stefano
Leone Monni)
¨ futuri: per chi collabora e collaborerà al Progetto REMOTE
(Roberto Tumbarello, Sabrina Montis, Francesco Cabras,
Francesca Frexia, Valeria Lecca, Carlo Buttu, Riccardo Triunfo)
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68. Grazie per l’attenzione!
www.telecap.it
www.crs4.it
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