MedNET: rede de assistência médica via satélite no Brasil e Peru

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1 MedNET: rede de assistência médica via satélite no Brasil e Peru Alex Bernsts Tronchoni 1, Carlos Eduardo Pereira 2, Alécio Pedro Delazari Binotto 1, João Carlos Cavalcanti da Silveira 3 1 Departamento de Pesquisa Aplicada CETA - Centro de Excelência em Tecnologias Avançadas SENAI, Brasil 2 Departamento de Engenharia Elétrica Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), Brasil 3 Departamento de Tecnologia da Informação Complexo Hospitalar Santa Casa de Misericórdia de Porto Alegre, Brasil Resumo Este artigo descreve o desenvolvimento de uma rede de assistência médica na América Latina usando comunicação via satélite. A rede permitirá que áreas remotas ou isoladas tenham atendimento médico apropriado e auxiliado à distância. Diferentes especialidades médicas serão atendidas no estudo de caso, variando desde ginecologia, pediatria, cardiologia até doenças infecciosas típicas da região Amazônica, como malária e tuberculose. Para este fim, será utilizada uma plataforma de tele-medicina baseada em imagens que permite analisar remotamente exames de tomografia, ultra-som, eletrocardiograma e de sangue. O objetivo da rede médica é conectar áreas isoladas na região Amazônica utilizando a tecnologia Européia AmerHis para comunicação via satélite, em banda larga e com qualidade de serviço (QoS), para transmissão de dados em tempo real e vídeo/áudio conferência. Palavras-chave: Rede de assistência médica, tele-medicina, comunicação via satélite, DICOM, DVB-RCS. Abstract This paper presents the development of a health care network in Latin America using satellite communication. The network will provide in remote areas appropriate health care from distance. Different medical specialties and diseases will be covered, varying from gynecology, pediatrics, cardiology to typical infectious diseases from the Amazonian region, such as malaria and tuberculosis. To this end, a telemedicine platform will be utilized providing remote tele-consulting to CT and ultra-sound exams, electrocardiogram and blood imaging. The goal of the medical network is to connect isolated areas in Amazonian region utilizing European technology for satellite communication, providing broadband and quality of service (QoS) for real-time data transmission and video/audio conference. Key-words: Health care network, tele-medicine, satellite communication, DICOM, DVB-RCS. Introdução Atendimento médico qualificado é, em determinadas situações, difícil de ser acessado pela população que vive em áreas remotas ou isoladas. Este problema se agrava em zonas rurais da América Latina, onde a população local não tem acesso à assistência médica adequada. A falta de infraestrutura [1] [2] e médicos especialistas [3] é a causa principal da transferência de muitos pacientes para hospitais localizados em zonas urbanas, forçando-os a viajar centenas de quilômetros a fim de receber diagnósticos e tratamentos. Tais procedimentos são, em sua maioria, simples e poderiam ser realizados em suas próprias cidades de residência por médicos locais auxiliados por especialistas remotos. A rede médica MedNET está em desenvolvimento e busca aprimorar a qualidade de assistência médica à distância, obtendo suporte de médicos especialistas de instituições de referência localizadas em centros urbanos no Brasil e Peru. Desta forma, espera-se que haja uma melhoria nos serviços de saúde e incremento da qualidade de vida da população, além de permitir treinamento remoto de médicos das áreas rurais [4]. A aplicação de tele-medicina empregada pode ser utilizada tanto para tele-consulta colaborativa em tempo-real e primeira opinião médica como para emissão de segunda opinião, ambas utilizando como meio comunicação a Internet ou uma rede dedicada via satélite. Para este fim, utilizam-se as facilidades do software Teleconsult [5], o qual possui protocolos integrados e padrões médicos europeus para troca, armazenagem e representação de informações. Além disso, em função do caráter inovador do sistema, o

2 projeto será uma forma de analisar os padrões europeus de utilização de prontuário eletrônico. O artigo está organizado da seguinte forma: primeiro, uma breve descrição do sistema Teleconsult e do banco de dados que integra o sistema. Segue-se com uma apresentação do sistema AMERHIS e do Satélite Amazonas. Os participantes do consórcio do projeto também são elencados, bem como os cenários de estudo de caso no Brasil e Peru, mencionando as cidades que farão parte do projeto, assim como os tipos de exame e topologia de rede utilizada em cada região. Por fim, é feita uma discussão sobre os aspectos mais relevantes e resultados esperados do projeto. maior da interface é utilizada para mostrar as imagens. No lado esquerdo, aparecem as miniaturas de todas as imagens carregadas no TeleConsult. O centro da tela também pode ser utilizado para visualizar detalhes de mais de uma imagem. Sistema TeleConsult O software TeleConsult foi desenvolvido pelo Instituto Fraunhofer IGD e MedCom GmbH, parceiros deste projeto, e permite adquirir imagens de qualquer equipamento de ultra-som através de uma placa de aquisição de vídeo conectada ao computador. O sistema é compatível com o padrão DICOM, um conjunto de normas mundialmente utilizado para tratamento, armazenamento e transmissão de imagens médicas em formato eletrônico, estruturando um protocolo [5]. A ferramenta ainda provê várias funcionalidades extras. Podem-se fazer anotações digitais nas imagens médicas enviadas ao médico especialista visando delinear alguma região de interesse a ser discutida. O envio pode ser realizado de modo off-line, onde são enviadas mensagens (imagens + anotações + primeiros diagnósticos + outros dados relevantes ao diagnóstico) em determinado momento (à noite, por exemplo) e algum tempo depois o médico especialista pode responder aos questionamentos; ou em modo on-line. Neste último modo, dependendo da largura de banda, as mensagens são transmitidas em poucos segundos e a discussão (anotações na imagem + chat + medições + interação), ou seja, tele-consulta baseada nestas imagens é realizada em tempo-real. Isto se deve ao algoritmo do TeleConsult, pois a imagem é apenas transferida uma única vez (do ponto remoto ao especialista) e os dados da discussão são muito pequenos (coordenadas de círculos que delimitam região da imagem, posicionamento na imagem, textos, medições, setas, escala de cores e brilho, etc), podendo trafegar em tempo-real pela Internet [4]. Assim, o TeleConsult é uma combinação de visualizador de imagens DICOM 2D/3D, um software para aquisição de imagens, ferramentas que permitem a realização de anotações nas imagens e uma ferramenta para comunicação. A Figura 1 ilustra a interface com o usuário do TeleConsult. A parte Figura 1 TeleConsult:Interface com o usuário. Todas as operações que o usuário pode realizar estão associadas a um dos seguintes módulos do software: Menu de interface com a base de dados; Menu visualizador de imagens; Menu E/S de arquivos; Menu de geometria; Menu de escala de cinza/cores; Menu de ferramentas de medição; Menu cine; Menu de tele-consulta. Banco de Dados Existem diversas formas de organizar e gerenciar informações clínicas utilizando prontuários em papel e gráficos, mas, para estudos médicos, análise de dados de pacientes e tele-medicina, algum grau de informatização faz-se necessário [6]. O desafio está em criar um sistema que possa ser amplamente utilizado e que reúna todas as funcionalidades do TeleConsult em um único aplicativo. O software TeleConsult armazena as imagens em um banco de dados adequando-as ao padrão DICOM. Esse formato padrão permite a comunicação com equipamentos médicos através da rede DICOM e através do protocolo de rede TCP/IP. A Figura 2 mostra o registro de um paciente, já no padrão DICOM, gravado no banco de dados.

3 Figura 2 TeleConsult: Interface com o banco de dados. AMERHIS (Advanced Multimedia Enhanced Regenerative HISPASAT System) é um novo sistema de processamento de sinais baseado nos padrões abertos DVB-S (download) e DVB-RCS (upload). O sistema proporciona conectividade entre os terminais de usuário localizados em qualquer ponto dentro de cada uma das coberturas do satélite (feixes de América do Norte, América do Sul, Brasil e Europa). Isto possibilita a interconexão direta de terminais localizados em zonas geográficas cobertas por feixes diferentes do satélite, sem necessidade de HUB [7], estendendo a função do satélite de um simples retransmissor de sinal para um processador de sinal. As Figuras 3 e 4 ilustram melhor as características entre conexão com e sem HUB. Além disso, através do aplicativo é possível realizar as seguintes operações no banco de dados: Criar, editar e excluir pacientes; Criar, editar e excluir estudos; Armazenar imagens, configurações, vídeos e outros arquivos associados a um paciente ou estudo; Troca de dados (imagens) com outros tipos de mídia para armazenagem, evitando que o HD local fique cheio; Exportar e importar pacientes/estudos e imagens para arquivos externos, permitindo a troca de dados entre diversos bancos de dados; Carregar imagens, configurações e vídeos para o TeleConsult; Importar imagens DICOM; Enviar e receber mensagens, juntamente com informações do paciente, estudos e imagens, vindas e enviadas para outras estações de tele-consulta; Importar/Exportar sinais vitais (pressão sanguínea, ECG, SpO2, glicose). AMERHIS e o Satélite Amazonas A comunicação via satélite é a principal solução para o desenvolvimento de áreas muito remotas, como na Amazônia. No entanto, em comparação com Internet rápida convencional, este tipo de comunicação ainda apresenta um alto custo financeiro e carência de largura de banda no chamado upload (envio de dados para rede) [4]. Em 2004, o grupo HISPASAT embarcou o sistema AMERHIS no satélite Amazonas. O Amazonas é o primeiro satélite a dar cobertura a todo o continente americano, Europa e Norte de África, utilizando freqüências tanto em banda C como em banda Ku. Figura 3 Interconexão utilizando HUB. Figura 4 Interconexão sem HUB, utilizando o sistema AMERHIS. Parceiros O projeto MedNET conta com sete parceiros na Europa, dois no Brasil e dois no Peru, quais sejam: 1 - Instituto Fraunhofer de Computação Gráfica (IGD) é o maior instituto de computação gráfica da Europa e um dos maiores e mais bem equipados do mundo. (Alemanha) 2 - Thales Alenia Space España é uma companhia criada em 1988 dedicada ao projeto e a fabricação de equipamentos aeroespaciais. (Espanha) 3 - Geopac é um provedor de serviços de telecomunicações que funciona exclusivamente na América Latina. (Reino Unido)

4 4 - VICOMTech é um centro de pesquisa de Tecnologias de Comunicação e Integração Visual localizado em San Sebastián, Espanha. A missão do VICOMTech é proporcionar à indústria e às instituições, de variados perfis, soluções em computação gráfica. (Espanha) 5 - MedCom GmbH está localizada em Darmstadt, Alemanha, e foi fundada em outubro de A MedCom oferece uma variedade de avançadas ferramentas médicas 2D, 3D, 4D/5D, para diagnóstico e tratamento, entre as quais, o TeleConsult. (Alemanha) 6 - EPU-NTUA é uma unidade científica multidisciplinar da Universidade Técnica de Atenas que realiza projetos de pesquisa e desenvolvimento, fornecendo serviços de consultoria em uma vasta gama de negócios (business) complexos, assuntos sociais e técnicos. (Grécia) 7 - DIRESA Junín surgiu oficialmente do processo de descentralização no Peru, especificamente a LEI REGULAMENTADA DOS GOVERNOS REGIONAIS N.o de 13/01/2003. Como tal é uma entidade legal independente. (Peru) 8 - Governo Regional de Junín fornece uma grande variedade de serviços a mais de 1.3 milhões de habitantes. (Peru) 9 - Centro de Excelência em Tecnologias Avançadas (SENAI CETA) é um instituto de pesquisa e desenvolvimento (P&D) que tem a missão de desenvolver e executar projetos de pesquisa aplicada em cooperação com universidades e outros centros de P&D em diversos setores da indústria, promovendo e contribuindo para o desenvolvimento social e tecnológico do Brasil. (Brasil) 10 - Complexo Hospitalar Santa Casa de Misericórdia de Porto Alegre, que comemorou em 2003, dois séculos de assistência à saúde como uma organização em sintonia com a vanguarda da medicina. (Brasil) 11 - HISPASAT é a operadora de satélite espanhola que se tornou referência para o continente Americano em termos de serviços de comunicação de banda larga. (Espanha) atendidas remotamente pelos médicos da Santa Casa de Porto Alegre. Além de exames de ultra-som, pretende-se adicionar as modalidades de ressonância magnética (RMI) e tomografia computadorizada (TC) para diagnóstico por imagem, ampliando o acesso a outros tipos de exames pela rede médica. Os pilotos serão instalados em Pelotas e Alegrete, no Rio Grande do Sul, fazendo uso de comunicação ADSL para troca de dados. O terceiro piloto será instalado no Maranhão na cidade de Balsas e utilizará comunicação via satélite AMERHIS/Amazonas. Tabela 1 Cidades-piloto no Brasil. Hospital de Referência Irmandade Santa Casa de Misericórdia de Porto Alegre Cidade-remota Balsas (MA) Fortaleza dos Nogueiras (MA) Carolina (MA) Lagoa dos Três Cantos (RS) Alegrete (RS) Pelotas (RS) A Figura 5 ilustra a topologia da rede da plataforma MedNET a ser implantada na região Amazônica, utilizando o satélite Amazonas (AMERHIS). Estudo de Caso: Brasil e Peru No Brasil, o estudo de caso comportará a instalação dos terminais e antenas de satélite iniciando pelo hospital de referência médica, a Santa Casa de Porto Alegre. O TeleConsult será instalado nos computadores dos especialistas que atenderão aos serviços médicos. Além disso, câmeras de vídeo, microfones e fones de ouvido serão fornecidos aos médicos para comunicação em tempo real (vídeo e voz sobre IP) com os médicos das cidades remotas. A Tabela 1 mostra as cidades-piloto que serão Figura 5 Topologia de rede que será usada na região Amazônica.

5 Particularmente no estado do Rio Grande do Sul, o hospital de referência não só atenderá as cidades remotas da Amazônia brasileira via satélite, como também atenderá demais localidades do estado via ADSL, utilizando a infra-estrutura existente na região para conexão dos pontos de rede. A Figura 6 é mostra tal topologia da rede. equipamentos e do software. A aquisição das imagens do ultra-som será realizada através de uma placa de captura de vídeo instalada no computador. Durante a fase de instalação, os médicos receberão treinamento sobre a utilização do software de tele-consulta. Ao fim do treinamento, os médicos devem ser capazes de adquirir imagens e através do TeleConsult e se comunicar com outros profissionais localizados nas cidades remotas através de vídeo conferência e ferramentas de colaboração baseadas em imagens em tempo-real ou off-line. Para casos de aquisição de imagem por ultra-som, serão ministrados seminários pelos médicos dos hospitais de referência do Brasil e do Peru, aprimorando as técnicas de aquisição de imagens de ultra-som e aproximando médicos especialistas envolvidos no projeto aos não especialistas. Conclusão e Trabalhos Futuros Figura 6 Topologia de rede que será usada no Rio Grande do Sul. Ao mesmo tempo, no Peru, devem ser concluídas as instalações do terminal de satélite do hospital de referência em Huancayo e nas demais cidades-piloto. A Tabela 2 mostra as cidades-piloto que serão atendidas pelos médicos do Hospital de Huancayo. Hospital de Referência Huancayo Tabela 2 Cidades-piloto no Peru. Província Concepción Satipo Huancayo Cidade-remota Distrito Comas Andamarca Rio Negro Rio Tambo Llayla Pariahuanca Santo Domingo de Acobamba Em cada hospital ou unidade de saúde, será realizada a instalação e a configuração dos As regiões às quais a rede médica MedNET fornecerá cobertura caracterizam-se por possuir infraestrutura e recursos limitados, tanto em equipamentos como em pessoal médico qualificado, ou seja, um cenário bastante comum em áreas rurais da América Latina. No caso específico da região amazônica, acrescenta-se a grande distância de centros urbanos, muitas vezes com acesso apenas por via fluvial. Neste sentido, a tele-medicina pode ser uma excelente ferramenta alternativa para conectar locais remotos ou isolados a hospitais localizados em grandes centros urbanos, reduzindo a diferença entre o atendimento de saúde prestado para a população que vive em zonas rurais e a que reside próxima aos hospitais de referência. Além disso, como resultado do projeto, deverá ocorrer redução do número de leitos e ocupação dos aparelhos nos hospitais de referência, já que uma quantidade menor de pacientes precisa viajar das cidades remotas para as áreas urbanas para receber diagnóstico. Adicionalmente, acredita-se em um diagnóstico mais precoce e orientado das patologias nas zonas remotas. Isto permitiria uma melhor previsão de remoções logisticamente difíceis, além de fazer com que pacientes procurem seu centro médico local com mais freqüência para exames de rotina. Com isso, pode-se levar medicina especializada a pequenas cidades através das teleconsultas, promover a fixação dos médicos locais, oportunizar treinamento médico à distância, melhorar a relação entre os pacientes e os seus médicos, otimizar a estrutura local e diminuir os custos financeiros do atendimento à saúde. O Projeto MedNET está em seu início e se estende pelos próximos 2 anos, período em que se pretende ainda avaliar a utilização do sistema

6 AMERHIS, embarcado no satélite Amazonas, através da transmissão de vídeos e imagens de exames e troca de informações entre os profissionais da medicina usando comunicação via satélite. Agradecimentos O MedNET é um projeto de pesquisa financiado parcialmente pelo 7º Programa Quadro de Pesquisa e Desenvolvimento Tecnológico da União Européia (FP7). Gostaríamos de agradecer a Comissão Européia pelo apoio financeiro neste trabalho. Agradecimento especial ao Instituto Fraunhofer IGD e aos demais parceiros. Este artigo foi produzido com recursos da Comissão Européia e o conteúdo é de total responsabilidade dos autores, refletindo de forma alguma a posição da União Européia. Maiores informações a respeito do projeto MedNET podem ser encontradas em [8]. Referências [1] Hira, AY, de Mello, NA, Faria, RA, Filho, VO, Lopes, RD, Zuffo, MK. Development of a telemedicine model for emerging countries: a case study on pediatric oncology in Brazil. Conference Proceedings IEEE Engineering in Medicine and Biology Society, 2006, 1, [2] de Mello, NA, Hira, AY, Faria, RRA, Zuffo, MK,.Filho, VO. Development of a pilot telemedicine network for paediatric oncology in Brazil. Journal of Telemedicine and Telecare, 2005, Vol 11, Suppl 2, [7] Site da HISPASAT: 6-Amerhis_pt.pdf. Acessado em julho de [8] Site projeto MedNET: Acessado em julho de Contato Alex Bernsts Tronchoni, Alécio Pedro Delazari Binotto CETA - Centro de Excelência em Tecnologias Avançadas SENAI. Av. Assis Brasil, Porto Alegre RS Fone: Carlos Eduardo Pereira Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) Av. Osvaldo Aranha 103 Caixa Postal Porto Alegre - RS Fone: João Carlos Cavalcanti da Silveira: Complexo Hospitalar Santa Casa de Misericórdia de Porto Alegre. Rua Prof. Annes Dias, Porto Alegre - RS Fone: [3] Allen, A. Telemedicine in Latin America. Telemed Today, 1998, 6, [4] Binotto, APD, Torres MS, Sachpazidis, I, Gomes, R, Pereira, CE. um estudo de caso de tele-saúde baseado em imagens de ultra-som. In: X Congresso Brasileiro de Informática em Saúde, 2006, Florianópolis. X Congresso Brasileiro de Informática em Saúde, p [5] Site Wikipedia: Acessado em julho de [6] Sachpazidis, I, Ohl, R, Polanczyk, C, Torres, M, Messina, L, Sales, A & Sakas, G. Applying Telemedicine to Remote and Rural Underserved Regions in Brazil using emedical Consulting Tool. Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc, 2005, 2,

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