presentation at the escola regional de computação aplicada à saúde
DESCRIPTION
Dr. Luciana Cavalini's presentation at the shortcourse V - Standards and Specifications for the area of Health Informatics at the Escola Regional de Computação Aplicada à Saúde. http://www.interlab.pcs.poli.usp.br/ercas/ #mlhim #semantic_interoperability #health_informaticsTRANSCRIPT
PADRÕES E ESPECIFICAÇÕES PARA
A ÁREA DE INFORMÁTICA EM
SAÚDE
Profa. Luciana Tricai CavaliniDepartamento de Tecnologias de Informação em SaúdeFaculdade de Ciências MédicasUniversidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)
Dinâmica e Complexidade do Sistema de Saúde
POR QUE TUDO ESTÁ INFORMATIZADO, MENOS A
SAÚDE?
Sistemas de saúde efetivos respondem rápido às mudanças do perfi l demográfi co e epidemiológico da população
Estas mudanças costumam ser inesperadas. Exemplos: Zoom out: quando há uma epidemia (ou um tsunami) Zoom in: a qualquer hora da emergência de um grande hospital
Em sistemas de saúde baseados em papel, nós demoramos semanas para conseguir identifi car uma epidemia (zoom out) ou um surto de bactéria assassina em um hospital (zoom in)
Promete-se há décadas que esses problemas desaparecerão com a informatização dos serviços de saúde
O fato é que essas promessas ainda não foram cumpridas.
INFORMATIZAÇÃO DA SAÚDE: PANACEIA OU PLACEBO?
Por quê?Por que é tão fácil informatizar tudo (bancos, imposto de
renda, DETRAN, compras na Internet) e é tão difícil na saúde?
(Shaw et al, 2002)
Inundar o sistema de saúde de hardware (e o correspondente software embarcado) tem um efeito pífio sobre a melhora das condições de saúde individuais e coletivas
Sem ilusões: NADA vai JAMAIS superar o efeito da melhoria na renda, no saneamento básico e na cobertura de vacinação
Entretanto, gastam-se milhões ou até bilhões para informatizar, sem planejamento, os sistemas de saúde
Não há muita massa crítica nas áreas técnicas de governo (ou dos hospitais privados) sobre qualidade de software em saúde
Software médico é comprado ou desenvolvido com a mesma arquitetura de software adotada para videolocadoras, postos de gasolina ou caixas de banco
INFORMATIZAR POR INFORMATIZAR?
Creia-me: não vai funcionar.Mas por quê?
Apenas para não dar a impressão de que o problema da informática médica é meramente a qualidade de software:
Imaginemos o software médico com a melhor qualidade possível, baseado em modelagem tradicional, instalado na Clínica C.
O paciente vai à Clínica C fazer um cateterismo pré-operatório, mas a cirurgia de marcapasso será feita no Hospital H, que também tem um software similar.
Por melhor que sejam estes dois softwares, o contexto da informação coletada na Clínica C fica “aprisionado” no modelo de dados definido no código do Software C, e idem para o Software H
UM PARÊNTESIS
Voltemos à pergunta: Por que a modelagem de software que se usa em todos os outros setores da economia não é efetivo para a saúde?
A saúde é o único setor da economia humana que lida com os processos de produção biológicos (criados pela natureza)
Todos os outros setores da economia lidam com processos de produção industriais (criados pelo homem)
Os processos de produção criados pelo homem são mais simples que os biológicos, porque:
POR QUE É DIFERENTE NA SAÚDE?
Tive essas ideias lendo: Dawkins R. O maior espetáculo da Terra, pp. 204-5 (e Marx, lógico).
A evolução teve milhões de anos para chegar a essa
complexidade
A civilização começa há apenas dezenas de milhares de anos
atrás
Os sistemas industriais são tão simples quanto possível para
maximizar lucro
Os sistemas biológicos são tão complexos quanto necessário
para garantirem a sobrevivência da espécie
Sistemas de saúde são muito mais complexos do que qualquer outra coisa no mundo, em relação a 3 dimensões:EspaçoTempoOntologia
DINÂMICA E COMPLEXIDADE EM SAÚDE
Duas cidades podem ser vizinhas e terem necessidades de saúde
completamente diferentes
Ou melhor, dois bairros podem ser vizinhos e precisarem de
atendimentos de saúde diferentes!
Ou melhor, dois prédios na mesma rua podem ser vizinhos e
precisarem de cuidados de saúde diferentes!
Ou melhor, duas pessoas morando juntas podem ter
necessidades de saúde diferentes!
Ou melhor, seu pé e seu coração TÊM necessidades de
cuidados diferentes!
Ou melhor, dois alelos que
determinam doenças
diferentes em você vão
precisar de terapias gênicas
diferentes no futuro!
A COMPLEXIDADE ESPACIAL (1)
Dando um Zoom Out...
A COMPLEXIDADE ESPACIAL (2)
A COMPLEXIDADE TEMPORAL
A COMPLEXIDADE TEMPORAL
A COMPLEXIDADE TEMPORAL
A COMPLEXIDADE TEMPORAL
A COMPLEXIDADE TEMPORAL
A COMPLEXIDADE TEMPORAL
A COMPLEXIDADE TEMPORAL
A COMPLEXIDADE TEMPORAL
Dando um Zoom In...
A COMPLEXIDADE TEMPORAL
Infelizmente, acabou a parte com fotos fofas.
A maior terminologia de medicina (SNOMED-CT) tem mais de 310.000 termos conectados por mais de 1.000.000 de links
Isto significa que, em medicina, existem aproximadamente 310.000 conceitos, conectados entre si de milhões de formas diferentes
Em termos práticos, isso significa que montar um “sistemão megalítico” que todos os serviços poderiam utilizar significaria montar uma quantidade enorme de tabelas com 310.000 campos e milhões de relacionamentos entre si
A COMPLEXIDADE ONTOLÓGICA
Conjectura de Cavalini-Cook: A probabilidade de consenso entre 2 ou mais especialistas de uma mesma área em
relação ao que seria o “modelo de dados máximo” para qualquer conceito em saúde tende a zero
Esta complexidade faz com que um problema de ciência da computação que não existe (ou não é crítico) em qualquer outro setor da sociedade humana seja muito grave em saúde.
Este problema é:
O QUE ESTA COMPLEXIDADE CAUSA?
INTEROPERABILIDADE SEMÂNTICA
De forma inteligível: Interoperabilidade semântica é a capacidade de
enviar um extrato de informação de um sistema A para o sistema B, e destes para o sistema C, e vice-versa, etc, sendo que todos estes extratos de informação são semanticamente válidos em todos os sistemas
INTEROPERABILIDADE SEMÂNTICA
Todos os sistemas leem e entendem todos os extratos de informação dos outros sistemas
- Tosse- Por 3
meses- Febrícula
RX de tórax:- Nódulo
em ápice D
LBA:- TB
RX de tórax:- Nódulo
em ápice D
LBA:- TB
- Tosse- Por 3
meses- Febrícula
- Tosse- Por 3
meses- Febrícula
RX de tórax:- Nódulo
em ápice D
Uma pessoa pode ter cadastro em várias videolocadoras. O seu histórico de locação na videolocadora A não afeta em nada a qualidade do atendimento que vai receber na videolocadora B
Em saúde, tudo é interligado! O que aconteceu com o paciente quando foi atendido no
posto de saúde é CRÍTICO para defi nir o seu atendimento na hora em que ele vai para o hospital
“Ah, mas o paciente pode contar”. Mas muitos pacientes estão desacordados ou sob efeito de
medicamentos psicotrópicos nas horas mais críticas das suas vidas, e as famílias em volta estão chorando e não informam bem tampouco
“Ah, mas pode imprimir o atendimento do posto e redigitar no sistema do hospital”
Ah, mas pode fazer um sistemão que funcione nos dois lugares”
POR QUE A SAÚDE PRECISA DE INTEROPERABILIDADE SEMÂNTICA?
Isso (e coisas similares que funcionam em outras indústrias) vem sendo tentado deste 1961, com gastos de bilhões de dólares e euros,
e não tem funcionado
Interoperabilidade semântica é crítica, mas a complexidade temporal traz um problema incontornável mesmo para sistemas autocontidos
Em saúde, você define o seu modelo de dados hoje e ele não dura 6 meses, porque os conceitos evoluem rápido e novos conceitos aparecem todo dia
A média de tempo para que um software médico seja abandonado é de 2 anos e a taxa de abandono é de 70% (fonte: CHAOS Report)
UM OUTRO PROBLEMA: MANUTENÇÃO
Muitas coisas (muito caras!) foram e ainda têm sido propostas para resolver o problema da interoperabilidade semântica e para reduzir os custos de manutenção dos aplicativos da área biomédica, sem nenhum resultado evidente
Juntando a isto o fato de que a saúde é o setor mais conservador da sociedade, o resultado é que a saúde é o único sistema que ainda depende inteiramente de papel
Lobistas batem à porta dos governos o tempo todo, alegando terem em mãos a solução para os problemas de informatização da saúde, e os governos, afl itos com a pressão política e as queixas sobre a qualidade do sistema de saúde, entram nessa e desperdiçam centenas de milhões de [moeda]
As empresas de software não querem desenvolver produtos para a saúde porque é complicado e os clientes nunca fi cam satisfeitos
CONSEQUÊNCIA
Até o momento, a padronização parece ser a solução para os problemas técnicos da área de informática em saúde
As duas principais instituições desenvolvedoras de padrões para a área de informática em saúde são:
Health Level 7 (HL7) International Standards Organization (ISO)
SOLUÇÃO: PADRONIZAR (?)
Health Level 7 Inc. é a empresa que desenvolve o padrão HL7 desde 1987
HL7 é um padrão para troca de informações em saúde credenciado pelo American National Standards Institute (ANSI)
Há duas versões do padrão HL7: HL7v2 HL7v3
HL7
HL7v2 define uma série de mensagens que podem ser trocadas entre sistemas distribuídos
Sempre existe uma certa necessidade de mapeamento entre mensagens que vêm de outros sistemas, mesmo que seja dentro da mesma sub-versão
As mensagens HL7v2 são codificadas em ASCII (não são XML)
HL7V2 (1)
Cada linha de uma mensagem HL7v2 é um segmento
Os segmentos são compostos por campos
Os campos são delimitados por um caractere simples
Cada campo pode apresentar compomentes e subcomponentes
Cada subcomponente tem seu próprio delimitador único
HL7V2 (2)
Os delimitadores são:Barra vertical (“|”) para os camposAcento circunflexo (“^”) para os componentes
“E” comercial (“&”) para os subcomponentes
Til (“~”) como o separador de repetições padrão
HL7V2 (3)
O primeiro campo de um segmento contém o nome do segmento composto por 3 caracteres
Cada segmento da mensagem contém uma categoria específica de informação
O primeiro segmento é sempre identificado por “MSH” e contém o tipo de mensagem
O tipo da mensagem define os segmentos que a compõem
Os nomes dos segmentos são definidos na documentação do padrão
HL7V2 (4)
EXEMPLO DE MENSAGEM HL7V2
MSH|^~\&|MegaReg|XYZHospC|SuperOE|XYZImgCtr|20060529090131-0500||ADT^A01^ADT_A01|01052901|P|2.5EVN||200605290901||||200605290900PID|||56782445^^^UAReg^PI||KLEINSAMPLE^BARRY^Q^JR||19620910|M||2028-9^^HL70005^RA99113^^XYZ|260 GOODWIN CREST DRIVE^^BIRMINGHAM^AL^35 209^^M~NICKELL’S PICKLES^10000 W 100TH AVE^BIRMINGHAM^AL^35200^^O |||||||0105I30001^^^99DEF^ANPV1||I|W^389^1^UABH^^^^3||||12345^MORGAN^REX^J^^^MD^0010^UAMC^L||678 90^GRAINGER^LUCY^X^^^MD^0010^UAMC^L|MED|||||A0||13579^POTTER^SHER MAN^T^^^MD^0010^UAMC^L|||||||||||||||||||||||||||200605290900OBX|1|NM|^Body Height||1.80|m^Meter^ISO+|||||FOBX|2|NM|^Body Weight||79|kg^Kilogram^ISO+|||||FAL1|1||^ASPIRINDG1|1||786.50^CHEST PAIN, UNSPECIFIED^I9|||A
A versão 3 do padrão HL7 foi desenvolvida para permitir a modelagem de aplicativos semanticamente interoperáveis
HL7v3 é baseado em um Reference Information Model (RIM) que foi convertido na Norma ISO 21731
Algumas (tentativas de) Implementações:CDA/CCD/CCRFHIR
HL7V3 (1)
Clinical Document ArchitectureEspecificação de mensagens de acordo
com HL7v3Documentos padronizados (XML ou
não): Sumário de Alta, Laudo de Exames, Admissão e Exame Físico, etc
Convertido na Norma ISO 27932Base para a implementação do CCR na
especificação CCD
HL7V3 (2) CDA
Continuity of Care RecordPadrão para um registro sumário (“salva-
vidas”) dos dados do paciente:Dados demográficos Informações sobre o plano de saúdeLista de problemasMedicamentos e alergiasPlano terapêutico
Criado por um grupo de empresas de software médico nos EUA
Gera mensagens padronizadas no formato XML
HL7V3 (3): CCR
Continuity of Care DocumentSubconjunto do HL7v3 RIM que
implementa os documentos CCR em XML
Hoje em dia, CCR e CCD são padrões rivais no programa americano de informática médica denominado Meaningful Use
HL7V3 (4): CCD
Fast Healthcare Interoperability Resources
Iniciativa “open source” dentro da HL7 Inc.
Documentos XML abertos para troca de mensagens entre sistemas
Motivou a iniciativa A New Day Has Dawned, que abriu o acesso às especificações HL7 até um certo ponto desde 01/04/2013
HL7V3 (5): FHIR
Apesar da iniciativa New Day..., que apresenta diversas indefinições relativas a questões de propriedade intelectual, a rigor HL7 ainda é um padrão comercial
A padronização das mensagens restringe a modelagem dos conceitos clínicos – a maioria das mensagens são voltadas para a parte administrativa dos sistemas
Criou-se uma babel de iniciativas em torno de Hl7 indo em direções diferentes – a solução tornou-se parte do problema
Não há registro comprovado de uma única implementação de prontuários eletrônicos baseados em HL7v3 RIM
HL7V3 (6): DESAFIOS
Definidos na Norma ISO 21090Especificação de todos os tipos de dados
que podem ser necessários para o registro de qualquer informação em saúde
Padronização de dados faltantes (missing): valores excepcionais
A Norma ISO 21090 é o ponto mais forte do padrão HL7, pois define a granularidade correta do “ponto de partida” para qualquer iniciativa bem sucedida de padrão de interoperabilidade semântica
TIPO DE DADOS HL7V3
International Standards Organization – Technical Committe 215
Comitê Técnico da ISO para a definição de normas para a área de informática em saúde
6 Grupos de Trabalho:WG1: ArquiteturaWG2: Interoperabilidade de sistemas e dispositivos
WG3: Conteúdo semânticoWG4: Segurança e PrivacidadeWG6: Indústria farmacêuticaWG7: Gerenciamento de risco em redes que incorporam dispositivos médicos
ISO TC 215
A lentidão do processo faz com que iniciativas mais adequadas à dinâmica tecnológica atual sejam adotados como padrões de facto antes de se tornarem Normas ISO (se é que se tornam)
A representatividade é baseada na capacidade de participação nas reuniões, não nas necessidades reais do mercado (produtores ou consumidores)
Consequência: baixo nível de implementação das Normas
ISO TC 215: DESAFIOS
O PROBLEMA DE FUNDO É...
O PROBLEMA DE FUNDO É...
O PROBLEMA DE FUNDO É...
UMA VIRADA HELIOCÊNTRICA
Padrão heliocêntrico para a informática médica
MODELAGEM MULTINÍVEL
PRINCÍPIOS DE MODELAGEM MULTINÍVEL
Especialista do
domínio
Biblioteca de
conceitos
Vocabulário do
domínio
define
usando
Cientista da
computação
Modelo de informaçã
o
Schema
define
expresso como
GUI
Software
APLICATIVO
Persistência dos dados
instâncias
DE UM JEITO MAIS SIMPLES...
Modelo de Referência
Modelagem do Conhecimento
Seu aplicativo (GUI, DSS, BI etc)
Em modelagem multinível, o contexto da informação não fica “encarcerado” no software, porque o Modelo de Referência é composto por classes genéricas com o “mínimo” de contexto possível
O contexto da informação fica contido, de uma forma intercambiável entre sistemas, nos Modelos de Domínio
A informação coletada em tempo real durante a consulta terá seu contexto persistido para sempre: as modificações futuras no software - mantido o Modelo de Referência estável - nunca mais afetarão seu conteúdo
Estes extratos de informação, contendo o contexto original, corretamente referenciados no espaço e no tempo, podem ser compartilhados por qualquer aplicativo baseado no mesmo Modelo de Referência
TRAZENDO O CONTEXTO DE VOLTA
MODELAGEM DO DOMÍNIO
Arquétipos (openEHR ou ISO 13606)CCD (MLHIM)
ConceptConstraintDefinition
2013: Convergência espontânea entre
openEHR e MLHIM ISO 13606 está sob revisão
2009: MLHIM é lançado
Virada do século 21: Cook abandona o TORCH e se torna voluntário no ARB da Fundação
openEHR
openEHR vai para a ISO e negocia a família de Normas 13606
Últimos anos do século XX:Europa: o projeto GEHR se torna openEHR EUA: Cook desenvolve o TORCH
HISTÓRIA
O PROBLEMA KEPLERIANO DA MODELAGEM MULTINÍVEL
MODELO HELIOCÊNTRICO PARA UM MUNDO REAL
MODELAGEM MULTINÍVEL: ENFOQUES
openEHR MLHIM 13606Modelos
(Quase) Maximalista
Minimalista ReducionistaEnfoque
(Quase) Máximo
Qualquer tamanho (Sob revisão)
Modelo de Dados
Exceto móvel que receba
dados
Qualquer aplicativo
Somente troca de mensagens
Implementação possível
Muito Mínimo IntermediárioResíduo de contexto no MR
MODELAGEM MULTINÍVEL DO CONHECIMENTO
openEHR MLHIM 13606Modelos
Arquétipo CCD ArquétipoEstrutura
(Mais que) uma
n (Sob revisão)# de estruturas / conceito
Parcialmente centralizado
De baixo para cima
(Sob revisão)Modelo de governança
ADLXML Schema
1.1ADLLinguage
m
OBRIGADA!
[email protected] especiais:Tim CookCE-CAS