Trabalho de Sistema de Informação em Saúde

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1 Trabalho de Sistema de Informação em Saúde Mayara Ligia Ransini 1 1 Departamento de Informática Bacharelado em Informática Biomédica Universidade Federal do Paraná (UFPR) Curitiba PR Brasil mlr13@inf.ufpr.br 1. Introdução sobre interoperabilidade e o padrão DICOM 1.1. Interoperabilidade de sistemas A interoperabilidade entre sistemas tem como fundamento a existência da capacidade de dois ou mais sistemas de se comunicarem, através da troca de dados e informação, de forma concisa e que possam compreender entre si, o padrão do dado ou da informação trocada. [de Oliveira Miranda 2015]. Para que sistemas se comuniquem da melhor forma possível e com aproveitamento real de informação trocada, é necessário que haja um entendimento dos códigos e da linguagem usada pelos mesmos, e para isso ocorrer, é necessária a implementação da padronização entre os sistemas comunicantes. Como exemplo, a International Standard Organization (ISO) define a interoperabilidade como a habilidade de dois ou mais sistemas (computadores, meios de comunicação, softwares ou componentes de tecnologia de informação) de comunicar e de trocar dados baseados num método, visando alcançar os resultados esperados [de Oliveira Miranda 2015]. Existem hoje, alguns tipos de interoperabilidade, como a interoperabilidade sintática que se refere à codificação dos dados para desenvolvimento. A interoperabilidade semântica que diz respeito à descrição das informações. A interoperabilidade pragmática que é a reorganização da empresa no que se refere a seus processos, objetivos e padronização das funcionalidades quanto às mensagens trocadas dentro da organização. E a interoperabilidade técnica, que é atribuída à evolução da comunicação e informação, bem como o compartilhamento das mesmas entre os sistemas. Portanto, a interoperabilidade entre sistemas, nada mais é do que tornar a comunicação entre sistemas mais ágil e eficaz, garantindo o estabelecimento de objetivos e estratégias visando sempre o alcance de bons resultados através da comunicação e padronização dos sistemas correspondentes A importância da interoperabilidade na saúde A interoperabilidade na saúde é imprescindível. Existe uma quantidade massiva de informações geradas pelas redes de saúde, em que cada pedaço desta informação, vem de sistemas e de padrões diferentes. É necessário portanto que exista a interoperabilidade para que a captação de dados e informação pelos sistemas em saúde seja feita da forma correta e transmita o dado para o usuário da forma mais clara e confiável possível. Embora a saúde seja um campo altamente especializado e cada área tenda a se restringir com informações próprias, é de interesse geral que as informações de cada indivíduo possam ser generalizada entre as áreas,e assim, a facilitar o trabalho e trazer o máximo de informação dos pacientes para os profissionais de saúde de maneira que os diagnósticos e tratamentos sejam feitos com cuidado e baseados na informação adequada.

2 A área da saúde possui padrões pré-estabelecidos, de modo que a troca de informações na saúde possa ser facilitada entre os sistemas. No Brasil, temos os padrões mais utilizados na saúde, como a Tabela SUS (tabela de procedimentos, medicamentos e OPM11 do Sistema Único de Saúde), o TISS (Padrão para a Troca de Informação de Saúde Suplementar, voltado para a troca de informações entre os prestadores de serviço na área da saúde e as operadoras de planos privados de saúde), o HL7( Health Level Seven International é um conjunto de normas internacionais que permite o intercâmbio de dados de saúde por meio de mensagens),cid10(cadastro de doenças), LOINC(Logical Observation Identifiers Names and Codes é utilizado para padronizar exames) e o DICOM(Digital Imaging and Communications in Medicine, no caso de imagens). Existem também, conjuntos de normas internacionais usadas na representação e a transferência de dados, que foram criadas pela HL7 e são mantidas por ela [de Oliveira Miranda 2015]. Um bom exemplo da interoperabilidade na saúde usado no país, é a interoperabilidade dos sistemas usados, como a interligação do sitemas de gestão (ERPs Enterprise Resource Plannig) ao Prontuário Eletrônico do Paciente (PEP), e esses aos Sistemas de Informação em Radiologia (Radiology Information System, RIS) e aos Sistemas de Comunicação e Arquivamento de Imagens (Picture Archiving and Communication System, PACS). Assim, através da comunicação e interoperabilidade dos sistemas, não é mais necessário copiar manualmente repetidas vezes as informações de cada paciente em cada um dos sistemas. Mas para que a interoperabilidade funcione de fato, é necessário que sejam implementados protocolos e padrões de forma que os sistemas se comuniquem automaticamente, sem intervenções humanas [MV 2016]. Portanto, a interoperabilidade na saúde tem o papel de generalizar o acesso a informação, quaisquer barreiras temporais, espaciais ou tecnológicas [Carestream 2015] Padrão DICOM Imagens DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine), são um conjunto de normas para tratamento, armazenamento e transmissão de informação médica, através de imagens, num formato eletrônico e estruturado por um protocolo. É também uma ferramenta que facilita a interpretação dos resultados e que participa de sistemas de auxílio ao diagnóstico. As imagens médicas tem se tornado cada vez mais presentes e necessárias nos tratamentos e diagnósticos dos pacientes, e para isso, é necessária a existência de sistemas que deem suporte a essas e que permitam a comunicação com outros sistemas. Mas isso não implica que cada sistema é único, ou seja, que exista um único software responsável por alguma área da saúde, ou seja, que apenas o software X possa ler informações DICOM e apenas o software Y possa ser usado para o prontuário eletrônico. Portanto, para que vários sistemas se comuniquem, independentemente da funcionalidade, é necessário que exista um padrão de comunicação. E assim, foi criado em 1983 o padrão DICOM, que tem como objetivo padronizar as imagens radiológicas provenientes de exames tais como tomografia, ressonância magnética, radiografia, dentre outros e facilitar a interpretação dos resultados [Santos 2017]. O padrão DICOM foi criado por um comitê norte-americano formado pelo American College Of Radiology (ACR) e pela National Eletrical Manufacturers Association (NEMA), e tem por objetivo fornecer um conjunto de normas facilitado a comunicação e o armazenamento de informações médicas, sendo esse conjunto um protocolo e possibilitando a 2

3 intercomunicação de imagens. O padrão se encontra na sua terceira versão, e sofre constante atualização, principalmente para aumentar a extensão e melhoramento do PACS, sistema que permite o armazenamento e comunicação de imagens geradas por equipamentos médicos. Outro fator importante a ser frizado, é o fato de que mesmo com as melhorias, o padrão DICOM tem como objetivo manter a compatibilidade eficaz com as duas edições anteriores do mesmo, e assim, permitir a padronização de novos formatos de imagens médicas, juntamente com os padrões antigos, mantendo a integridade dos sistemas que utilizam o padrão DICOM. 2. A estrutura e as partes da especificação DICOM 2.1. Formato de um arquivo DICOM A imagem DICOM difere de outros tipos de imagem quanto ao seu formato. Por exemplo, a imagem.jpeg trás informações não explícitas sobre a imagem, como a data, o tamanho e a resolução, e os mesmos podem ser verificados nas propriedades da mesma. As imagens DICOM, por sua vez, também possuem informações não explícitas, as quais, são muito mais abrangentes e específicas do que os formatos mais comuns. O formato de dados DICOM pode ser definido como um objeto de dados DICOM, e este consiste numa série de atributos, fazendo com que uma simples imagem de tomografia computadorizada não contenha apenas informações da imagem, como também a identificação do paciente, a idade do paciente e quando o exame foi realizado, entre outras informações. Um objeto de dados DICOM funciona da mesma forma que objetos em linguagens de programação orientadas a objetos, e assim, permite que um objeto seja capaz de armazenar estados através de seus atributos e reagir a mensagens enviadas a ele, assim como se relacionar e enviar mensagens a outros objetos. Este fator é importante para que a interoperabilidade funcione como deveria, condição indispensável, como já comentado anteriormente na seção 1 deste trabalho. Figura 1. Estrutura básica de um arquivo DICOM [Sampaio 1999]. 3

4 Os atributos do DICOM podem ser separados em Cabeçalho e Conjunto de dados. O cabeçalho é formado por duas outras partes, o preâmbulo e o prefixo. O preâmbulo é formado, por sua vez, por uma string de 128 bytes, que, a princípio, vem por padrão preenchida com 0 bytes. O prefixo DICM virá após o preâmbulo e ocupa 4 bytes no arquivo tendo os caracteres sempre em maiúsculo, vindos de um repertório de caracteres da ISO 8859 [Ribeiro 2013]. O cabeçalho é parte do Data Element Tag, formado por tags com comprimentos definidos. O padrão DICOM utiliza o conceito de tag para tornar cada imagem DICOM em única e esse identificador se utiliza de um elemento composto por um par ordenado de números, representados como [gggg, eeee], onde gggg equivale ao número do grupo e eeee equivale ao número do elemento dentro deste grupo. Os Data Element Tags são representados em notação hexadecimal, conforme especificado para cada elemento de dados nomeado na norma do DICOM. Figura 2. Exemplo do cabeçalho de uma imagem DICOM [Ribeiro 2013]. Um conjunto de dados representa uma instância da informação de um objeto do mundo real e é formado por quatro atributos. O primeiro é a previamente comentada tag, que conterá 32 bits, sendo 16 bits para o grupo da tag e 16 bits para o elemento do grupo. O segundo é o valor de Representação, ou VR(Value Representation), que poderá ocupar 0, 16 ou 32 bits, dependendo do seu tipo, e poderá conter informações como nome, horário, tipo de exame realizado, entre outros. Por terceiro, tem-se o valor de comprimento ou VL (Value Length), que poderá ser de 16 ou 32 bits. E por quarto, o valor real do campo referente à tag indicada anteriormente, podendo ter um tamanho variável que pode chegar 4

5 até mesmo a 1 byte [Ribeiro 2013]. Figura 3. Representação conjunto de dados [Ribeiro 2013]. Figura 4. Representação do corpo de um arquivo DICOM [Ribeiro 2013]. 3. O Modelo de comunicação DICOM O Sistema PACS(Picture Archiving and Communication System Sistema de Comunicação e Arquivamento de Imagens), refere-se a um sistema que lida com a digitação de imagens, pré-processamentos, segmentação de imagens, distribuição e armazenamento de imagens médicas (radiografia, endoscopia, tomografia computadorizada, ressonância magnética, entre outros). Dentre as principais funcionalidades do PACS é a facilidade e agilidade na busca por dados e informações do paciente, principalmente, nas estações de trabalho, como nos hospitais e clínicas. A estruturação do PACS começou a ser modelada na década de 80, e teve como ideia 5

6 inicial, ser um sistema de gerenciamento de imagens radiológicas, preferencialmente, possibilitando a troca de dados de forma automatizada. De maneira geral, o sistema PACS deve preencher alguns requisitos, segundo a NEMA(American National Association of Electric Machines), como a visualização de imagens médicas em estações de diagnóstico remotas, armazenamento de dados em meios magnéticos ou ópticos para recuperação de curto ou longo prazo, comunicação em redes locais ou expandidas e informações departamentais que ofereçam uma solução integrada para o usuário final. Deste modo, o PACS permite a integração de vários sistemas médicos, facilitando a coleta e exibição de dados clinicos e hospitlares. O PACS é, cada vez mais, uma ferramenta fundamental no contexto da saúde digital, já que a demanda por integração de sistemas e informações só tem aumentado, principalmente com sistemas como o RIS(Radiology Information System) e o de Informação Hospitalar, formando uma boa base para um serviço em radiologia. 4. Modelagem de Informação e Objetos de Serviços Como já citado, o formato DICOM pode ser organizado como um objeto de dados, e esse é separado em dois grupos, normalizado e composto. O primeiro grupo contém informações referentes ao exame em si. Como o mesmo paciente pode realizar ao longo da vida vários tipos de exames, com razões, datas, localização e necessidades diferentes, é importante que as informações fiquem guardadas de alguma forma, e o objeto de dados DICOM proporciona esta opção na classe de objetos estudos, ou study. De forma geral, o grupo de objetos de dados normalizados possui informações que caracterizam cada imagem adquirida como única, e nela estão informações como o nome, a idade, data de nascimento, sexo, tipo de exame realizado, local do corpo projetado na imagem, etc, e estas estão armazenadas no campo paciente, ou patient, além é claro das informações do study. O segundo grupo, o dos compostos, é formado pela junção das classes do grupo normalizado. Nele tem-se os dados das imagens geradas, dentro de cada padrão, como ressonâncias magnéticas, tomografias computadorizadas, raios-x e radiografias, além dos dados de imagem, como tamanho, resolução e etc. 6

7 Figura 5. Exemplo de Classe de Objetos de Informação. Já os objetos de serviços DICOM são programas que regem as solicitações e os envios de dados, sempre visando a execução dos serviços de cada objeto relacionado. Os serviços são operados e programados de acordo com os Elementos de Serviços de Mensagens, ou DIMSE(Message Services Elements), podendo ter um Elementos de Serviços de Mensagens para cada um dos dois grupos dos objetos de dados. Os objetos de serviço, de forma geral, operam com dispositivos DICOM, enviando um comando, com uma sintaxe específica, que corresponde a uma determinada função do receptor. O receptor, por sua vez, responde com um comando de aceitação para que tal função seja realizada. Figura 6. Comandos com o prefixo N são comandos referentes a DIMSEs normalizados, e aqueles com prefixo C, aos compostos. 7

8 5. Como Sistemas de Informação usam DICOM A necessidade da criação de sistemas de informação responsáveis pelo gerenciamento de dados médicos começou na década de 80, quando as aquisições de dados digitais se tornaram mais acessíveis e ganharam maior escala de uso nos hospitais. Nas décadas anteriores, os equipamentos de aquisição de dados eram considerados, cada um, como um sistema isolado [de Azevedo-Marques and Salomão 2011]. Desta maneira, conforme o crescimento do uso destes equipamentos, maior a necessidade de sistemas que pudessem trocar dados de forma clara, consistentes e automáticas dentro do tema hospitalar e clínico. Como consequência, foram criados três sistemas utilizados nos hospitais e clínicas atualmente. São eles, o PACS (Picture Archiving and Communication System), o HIS (Hospital Information System) e o RIS (Radiology Information System), e juntos, formam a base de serviço de radiologia sem filme (digital). Um fator importante para que os sistemas funcionem, é a interoperabilidade entre eles. Ou seja, é necessária a comunicação e troca de informação com a garantida consistência entre os dados trocados. Sendo assim, dois pré requisitos são necessários: 1. Uma rede de estrutura adequada e 2. Padrões de comunicação bem definidos [de Azevedo-Marques and Salomão 2011]. O padrão utilizado para tanto, é o DICOM (digital imaging and communications in medicine), já que é o padrão mundial para transferência de dados médicos. Figura 7. Representação da comunicação entre o HIS, RIS e PACS Para que isso ocorra, é utilizado uma hierarquia baseada em uma distribuição top down, isto é, as informações são passadas de um sistema com informações mais gerais, como o HIS, para um sistema de informações intermediárias, RIS, e então para o sistema de informação mais específico, o PACS. 8

9 Figura 8. Representação dos retornos de acesso na hierarquia top down 6. Conclusão O aumento constante do uso de equipamentos de aquisição de imagens médicas combinado com o constante necessidade de integração tecnológica e interoperabilidade de sistemas, torna de extrema importância que a junção destes funcione de forma efetiva e rápida. Neste cenário, torna-se imprescindível a possibilidade de integração das ferramentas já existentes com novas que estão por vir. Principalmente, ferramentas de auxílio ao diagnóstico acomunado ao gerenciamento de imagens médicas, e essa junção, deve proporcionar o acesso aos dados com a devida segurança de informações e acesso aos dados de forma íntegra [de Azevedo-Marques and Salomão 2011]. Para tal, o padrão DICOM, em todas as suas três versões, vem se mostrando de muita utilidade, visto que o mesmo permite, de fato, que a interoperabilidade funcione com a devida seguridade e integridade das versões, sempre se adaptando ao antigo e ao novo. Portanto, pelo futuro próximo, o padrão deve continuar suprindo se não todas, pelo menos a maior parte das necessidades tecnológicas subsequentes. Referências Carestream (2015). Interoperabilidade: ligar as empresas de cuidados de saúde para melhorar os cuidados prestados aos pacientes. Documento técnico Carestream. Disponível em: -/media/publicsite/resources/radiography-and-health-it/ published-articles-and-white-papers/ris-pacs/pdf/ whitepaper-ccp-interoperability pt.pdf+&cd=1&hl= pt-br&ct=clnk&gl=br. de Azevedo-Marques, P. M. and Salomão, S. C. (2009). Pacs: Sistemas de arquivamento e distribuição de imagens. Revista Brasileira de Física Médica. Disponível em: resource/content/1/rbfmv4n3a_paulo_mazzoncini.pdf. de Azevedo-Marques, P. M. and Salomão, S. C. (2011). Integrando ferramentas de auxílio ao diagnóstico no sistema de arquivamento e comunicação de imagens. Ra- 9

10 diol Bras. Disponível em: &idioma=Portugues. de Oliveira, V. S. (2005). Buscando interoperabilidade entre diferentes bases de dados. Fundação Instituto Oswaldo Cruz. Disponível em: bitstream/icict/1318/1/oliveiravsm.pdf. de Oliveira Miranda, N. J. (2015). Estudo da padronização visando à interoperabilidade. UNESP. Disponível em: Pos-Graduacao/CienciadaInformacao/Dissertacoes/miranca_njdo_ me_mar.pdf. Gonçalves, N. (2016). As vantagens e os desafios da interoperabilidade em saúde. CMTecnologia. Disponível em: interoperabilidade-em-saude/. Moreno, R. A., Furuie, S. S., and Fiales, V. R. (2002). Interoperabilidade de imagens médicas baseado no serviço de acesso a imagens clínicas (cias). SBIS. Disponível em: arquivos/76.pdf. MV (2015). O que é o padrão dicom? Disponível em: blog/o-que-e-o-padrao-dicomr. MV (2016). Interoperabilidade: conheça os padrões que ditarão o futuro da saúde. Disponível em: interoperabilidade--conheca-os-padroes-que-ditarao-o-futuro-da-saude. Ribeiro, B. B. (2013). Introdução ao protocolo dicom e implementação de um visualizador compatível. Universidade Federal do Pará. Disponível em: zampolo/ensino/tcc/tcc_brenno.pdf. Sampaio, S. C. (1999). Modelagem e implementação orientada a objetos de um cliente de rede para banco de dados de imagens médicas dogotais utilizando o padrão dicom. Universidade Federal de Santa Catarina. Santos, W. (2017). Dicom: entenda o desafio da padronização de imagens médicas. Ambra Saúde. Disponível em: dicom-entenda-o-desafio-da-padronizacao-de-imagens-medicas/. uml diagrams.org (2009). Dicom model of the real world. Disponível em: uml-diagrams.org/dicom-real-world-uml-class-diagram-example. html. 10