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1 www.eu-eela.org E-science grid facility for Europe and Latin America Marcelo Risk y Francisco García Eijó Laboratorio de Sistemas Complejos Departamento de Computación Facultad de Ciencias Exactas y Naturales Universidad de Buenos Aires Argentina Itacuruça (Brazil), 2-15 November 2008 CardioGrid Portal

2 www.eu-eela.org E-science grid facility for Europe and Latin America Indice Introducción al procesamiento de datos y señales biomédicas. Introducción a la telemedicina. Proyecto DIKHAE. Estudio LOBOS. Portal CardioGRID. Demo Portal.

3 www.eu-eela.org E-science grid facility for Europe and Latin America Procesamiento de datos y señales biomédicas Dato: Unidad de información básica que describe un parámetro determinado, por ejemplo edad, sexo, nombre, apellido, etc. Señal: Información de la evolución de una magnitud en función de otra, por ejemplo la actividad cardiaca del corazón en función del tiempo (ECG).

4 www.eu-eela.org E-science grid facility for Europe and Latin America Señales de PA, ECG y VPI

5 www.eu-eela.org E-science grid facility for Europe and Latin America Extracción de la FC del ECG

6 www.eu-eela.org E-science grid facility for Europe and Latin America PA en función del tiempo

7 www.eu-eela.org E-science grid facility for Europe and Latin America Descomposición frecuencial con Wavelets

8 www.eu-eela.org E-science grid facility for Europe and Latin America Telemedicina Definición La telemedicina es el uso de tecnologías avanzadas de sistemas de información para cuidados de salud y educación. Aplicaciones Transmisión de datos, información, pruebas, estudios, señales e imágenes, tanto offline como online. Procesamiento de la información transmitida. Videoconferencia, para la consulta online con especialistas. Educación a distancia, tanto para profesionales como para pacientes.

9 www.eu-eela.org E-science grid facility for Europe and Latin America Beneficios para los pacientes y profesionales Facilita el acceso a cuidados de salud sofisticados y de alta calidad. Incrementa la satisfacción de los pacientes. Reduce los viajes de los pacientes a centros de salud sofisticados. Reduce los costos del cuidado de salud. Acceso a la interconsulta entre profesionales de la salud. Facilita el acceso a especialistas médicos. Facilita el acceso a la educación médica continua. El médico de familia mantiene el rol central en el cuidado de la salud en su comunidad.

10 www.eu-eela.org E-science grid facility for Europe and Latin America Historia de la telemedicina: Primeros hitos 1906: el Dr. Einthoven, el padre de la electrocardiografía, fue el primero en utilizar lineas telefónicas para transmitir ECG (Le telecardiogramme, Archives Internationales Physiologie 4:132, 1906). 1920: médicos en la costa pueden asistir a pacientes en ultramar con comunicaciones de radio. 1924: la revista Radio News de EEUU publica un artículo sobre telemedicina.

11 www.eu-eela.org E-science grid facility for Europe and Latin America Telemedicina en Asia 2003: proyecto de emergencias médicas en la India. La telemedicina ayuda a asistir pacientes en estado crítico en Bankura, Silliguri y Udaipur, India. Desde 2001 al 2003 fueron asistidos 1427 pacientes, 80% de ellos con infarto agudo de miocardio, 18% con insuficiencia cardiaca, y 2% con arritmias. Los resultados fueron equivalentes al cuidado tradicional realizado en Kolkata. Garg S, Gupta VK, et al. Managment of Cardiac Emergencies Through Telemedicine. Indian Heart Journal, 2003.

12 www.eu-eela.org E-science grid facility for Europe and Latin America Telemedicina en Europa 2004: la Agencia Espacial Europea (ESA) comienza un programa de telemedicina. Sistema de telecare para el hogar: este sistema opera en Canadá, utilizando un TV con una caja especial, las enfermeras incrementaron la cantidad de pacientes tratados de 6-8 con la visita tradicional, a 16-20 con la telemedicina.

13 www.eu-eela.org E-science grid facility for Europe and Latin America Telemedicina en Europa 2005: proyecto I-DISCARE de la ESA fue utilizado para asistir las víctimas de un tsunami en el sureste de Asia. Los equipos móviles se conectaron vía satélite para la asistencia de los pacientes en el lugar de la catástrofe.

14 www.eu-eela.org E-science grid facility for Europe and Latin America Proyecto DIKHAE El proyecto DIKHAE se desarrolló por un grant otorgado por Microsoft Research, Redmond, WA, EEUU. El objetivo principal fue proveer una forma rápida de comunicación entre médicos y pacientes en zonas apartadas, tanto rurales como urbanas, utilizando tecnologías móviles, la cuales permite la adquisición de señales de pacientes y la recolección de datos, los cuales no pueden acercarse a centros de salud especializados.

15 www.eu-eela.org E-science grid facility for Europe and Latin America Proyecto DIKHAE El kit para telemedicina que desarrollamos consiste en módulos de adquisición portables, tales como ECG y presión arterial, conectados a un dispositivo móvil, tal como una PDA o télefono celular avanzado, con un opcional de GPS. La PDA o celular corre Windows Mobile, y una base de datos almacena los datos y señales de cada paciente, basada en SQL Server 2005, Windows Server 2003 e IIS 6.0 para el acceso vía web services.

16 www.eu-eela.org E-science grid facility for Europe and Latin America Proyecto DIKHAE El proyecto DIKHAE ya está operativo. DIKHAE puede ser utilizado para estudios epidemiológicos y clinical trials. Una prueba piloto de DIKHAE (versión beta) está siendo utilizada en el estudio LOBOS.

17 www.eu-eela.org E-science grid facility for Europe and Latin America Proyecto DIKHAE Los dispositivos móviles, tales como el ECG entre otros, permite recolectar datos y construir una base de datos clínica para por ejemplo medicina preventiva, en aplicaciones como enfermedades cardiovasculares, diabetes y cáncer. Adicionalmente se construyó un Cluster Virtual (VC), para el procesamiento en paralelo de la información. Finalmente la plataforma ConferenceXP de Microsoft será utilizada para la comunicación entre los centros de salud, tanto para la interconsulta como para la educación médica continua.

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19 www.eu-eela.org E-science grid facility for Europe and Latin America Arquitectura de Software Portal Web: - User Profile Prototype - XML Web Services Base de datos: - Simple Data Model Prototype - Stored Procedures Interface Cliente Mobile: - Tranferencia de datos del paciente usando Web Services - Unidad de adquisición de ECG con Bluetooth

20 www.eu-eela.org E-science grid facility for Europe and Latin America Compact Framework.NET Mobile Client Windows Server 2003 IIS 6.0 SQL Server 2005 Stored Procedures Assemblies Basic Data Model XML Web Services.NET ASP.NET Web Portal

21 www.eu-eela.org E-science grid facility for Europe and Latin America Base de datos Base de datos clínica: - Datos demográficos, alimentación y estilo de vida. - ECG, presión arterial e imágenes para el estudio del riesgo cardiovascular. Región geográfica: para el análisis de enfermedades locales y políticas de prevención. Disponibilidad: esta información está disponible a los médicos para la consulta y estadística. Acceso a la base de datos: a través de web services y en los sistemas móviles.

22 www.eu-eela.org E-science grid facility for Europe and Latin America Dispositivos móviles El dispositivo móvil permite al médico ingresar los datos y señales de los pacientes in situ a través de una aplicación especialmente desarrollada. Un módulo de ECG se conecta al dispositivo móvil utilizando la tecnología wireless bluetooth. Si están disponibles servicios GSM o GPRS services in situ, los registros se envian directamente al servidor de la base de datos. En otros casos, los registros se almacenan en el dispositvo móvil para luego ser descargados cuando este disponible el acceso a Internet. Los dispositivos móviles utilizados fueron el Imate smartphone y la HP Ipaq Pocket PC.

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24 www.eu-eela.org E-science grid facility for Europe and Latin America Aplicación MobileMedicalClient VISITA

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32 www.eu-eela.org E-science grid facility for Europe and Latin America El Estudio LOBOS El estudio LOBOS es la prueba piloto de nuestro sistema de telemedicina. Una base de datos clínica se construyo con pacientes de la ciudad de Lobos, provincia de Buenos Aires, localizada a 205 km de la ciudad de Bs As. El estudio LOBOS permitirá el seguimiento y control de un grupo de pacientes, de sus estados de salud general, pero especialmente de sus factores de riesgo cardiovascular. Un total de 170 pacientes fueron estudiados a la fecha en esta fase piloto.

33 www.eu-eela.org E-science grid facility for Europe and Latin America Resultados Preliminares 126.3 ± 13.5126.2 ± 16.1PAS (mmHg) 78.6 ± 8.876.7 ± 9.9PAD (mmHg) 129.3 ± 29.6131.9 ± 37.1LDL (mg/dL) 44.2 ± 13.346.4 ± 7.5HDL (mg/dL) 198.9 ± 32.3202.2 ± 41.2Colesterol total (mg/dL) 104.5 ± 1295.1 ± 13.5Cintura (cm) 28.8 ± 3.626.1 ± 3.9IMC (kg/m2) 86.6 ± 14.468.7 ± 11.1Peso (kg) 54.5 ± 13.757 ± 13.7Edad (años) 7397N HombresMujeresVariable

34 www.eu-eela.org E-science grid facility for Europe and Latin America Resultados Preliminares SP con la edad P < 0.001 DP con la cintura P = 0.037 DP con el IMC P = 0.003

35 www.eu-eela.org E-science grid facility for Europe and Latin America Resultados Preliminares SP con LDL P = 0.002 DP con LDL P = 0.012

36 www.eu-eela.org E-science grid facility for Europe and Latin America Factores de riesgo coronario (CHD) Framingham risk scoring Categorías de riesgo: CHD establecido y CHD equivalente factores de riesgo múltiples (2+) 0-1 factores de riesgo Categorías de riesgo a 10 años: >20% (CHD equivalente) 10 – 20% <10%

37 www.eu-eela.org E-science grid facility for Europe and Latin America Estimación del riesgo a 10 años para hombres

38 www.eu-eela.org E-science grid facility for Europe and Latin America Estimación del riesgo a 10 años para mujeres

39 www.eu-eela.org E-science grid facility for Europe and Latin America Factores de riesgo CHD en el estudio LOBOS P = 0.015 P < 0.001

40 www.eu-eela.org E-science grid facility for Europe and Latin America El Portal Administración de entradas y salidas de usuarios del sistema (médicos e investigadores) con estrictos métodos de autenticación y seguridad de datos. Almacenamiento de información del paciente y sus correspondientes ECG. Esta información actualmente se genera a través del proyecto RFP 2006- MSR Digital Inclusion in Health and Higher Education. Procesamiento en línea de las señales biomédicas mediante algún algoritmo seleccionado. El portal presentará algoritmos clásicos de la literatura, así como métodos originales desarrollados dentro del LSC, como detección de latidos cardiacos y cálculo de series temporales. Visualización de la información del paciente así como su ECG, tanto procesado (con cualquiera de los algoritmos) como aquel sin procesar. Descarga de información del paciente y su ECG. Homogenización de la estructura de datos, señales e imágenes, para facilitar el estudio posterior de minería de datos.

41 www.eu-eela.org E-science grid facility for Europe and Latin America Arquitectura de CardioGrid

42 www.eu-eela.org E-science grid facility for Europe and Latin America Demo Portal

43 www.eu-eela.org E-science grid facility for Europe and Latin America Agradecimientos