Taller de Arquitectura de Software U.S. Army Video Case Study Battlefield Medical Information System

Transcripción

1 Taller de Arquitectura de Software U.S. Army Video Case Study Battlefield Medical Information System Cecilia Laborde González Mario Chandía Vidal Manuel Narváez Tejos Magíster en Tecnologías de la Información Santiago, Junio 2009

2 1. Problemas del negocio As - Is: Diagnóstico Los principales problemas que se presentan en un campo de campaña y en uno de batalla son los siguientes: a) Atender de manera eficiente y oportuna a los soldados que han sufrido lesiones durante campañas militares o en el campo de batalla, y a su vez reducir sustancialmente el gasto militar producto de diagnósticos y tratamientos médicos tradicionales. b) Para la atención eficiente y oportuna es necesario contar con información en tiempo real del historial clínico del paciente, así como contar con información clínica básica, como tipos de alergias, grupo sanguíneo, edad, sexo, detalle de operaciones y enfermedades preexistentes. c) Por otro lado, se necesita contar con un sistema que permita el diagnóstico de decenas o cientos de soldados en forma concurrente sin incurrir en los altos costos que involucran una atención personalizada en sitio de médicos especializado. d) Además es necesario que la información clínica de cada soldado se mantenga actualizada en forma segura y veraz, según las atenciones recibidas en el campo de batalla. De acuerdo a los problemas anteriormente mencionados, es necesario implementar un sistema que sea capaz de identificar, diagnosticar y establecer un tratamiento en forma rápida y oportuna. 2. Requerimientos Claves Funcionales: roles y escenarios Las principales funciones que debe cumplir el sistema son: a) La identificación electrónica del paciente en terreno b) Recuperación de ficha clínica con historial del paciente en tiempo real y en terreno c) Ingreso de datos de sintomatología del paciente en terreno d) Entrega de diagnóstico inteligente en tiempo real en terreno e) Entrega de tratamiento inteligente al paciente en tiempo real - 2 -

3 Propiedades: Las principales propiedades que debe cumplir el sistema son: a) La propiedad fundamental de este sistema es el permitir la movilidad en el campo de batalla para atender a los heridos o enfermos en cualquier lugar que ellos se encuentre. b) El sistema debe ser concurrente de tal forma que permita la atención de muchos pacientes a la vez. c) Integridad de los datos del paciente en la base de datos del sistema inteligente debe ser una de las principales características. d) El sistema inteligente debe ser escalable y permitir así que la solución se utilice en los campos de batalla que sea necesario y a la cantidad de usuarios que se requiera. e) El sistema inteligente debe ser una solución de alta disponibilidad para asegurar así que en cada momento que sea necesario se pueda diagnosticar en forma adecuada y entregar el tratamiento necesario. f) La información a la cual se accede debe ser veraz para permitir un diagnostico adecuado. g) Debe mantener la seguridad de los datos de la información de cada soldado, y evitar que estos datos sean capturados por el enemigo. h) Debe ser capaz de acceder a los datos de cada paciente en forma rápida y segura. i) El sistema deberá ser intuitivo en su uso de tal forma que si el soldado socorrista sufre algún accidente cualquier otro soldado pueda tomar su lugar. Restricciones: El sistema cuenta con las siguientes restricciones: a) Estará orientado al tratamiento y diagnóstico de heridas sufridas en el campo de batalla y que pueda soportar el sistema inteligente. b) Por razones de capacidad de memoria, el dispositivo móvil o PDA no almacenará información de historial clínico del paciente, sino solo almacenará y desplegará información básica del paciente como edad, sexo, grupo sanguíneo, además de almacenar temporalmente la información fundamental relacionada con los síntomas, y de la información del diagnóstico y tratamiento. c) La cobertura inalámbrica estará limitada a la disponibilidad y zona de cobertura del operador de telefonía móvil

4 3. Deficiencias Claves Las deficiencias del manejo actual de los enfermos y heridos de un campo de batalla o de campaña que llevan a desarrollar el sistema son las siguientes: a) Dificultad de acceso por parte de personal médico especializado al lugar de los hechos. b) Dificultad de desplazar al herido a través del campo de batalla a una zona segura de forma rápida. c) Tiempo de entrega de un diagnóstico oportuno en un campo de batalla por personal médico. d) Indisponibilidad y veracidad de la información de la ficha clínica e historial del paciente. 4. Inventario de Arquitectura Actuales Al momento de comenzar a desarrollar este sistema se cuenta con: a) Zona de cobertura de red GPRS en campo de batalla o de campañas militares. b) Sistema experto de diagnóstico y tratamiento médico, el cual provee las interfaces y servicios para atender las consultas relacionadas con un procedimiento médico

5 To Be: Propuesta 1. Drivers de la nueva arquitectura Como resultado de las incursiones militares, es frecuente que se produzcan heridos, cuya cantidad puede variar dependiendo de la incursión militar. Usualmente los números varían de solo unos pocos a varios cientos e incluso miles de heridos, por lo cual muchas veces la necesidad de contar con suficiente personal médico y de enfermería especializado en sitio se hace imperioso para realizar una atención en un tiempo oportuno a cada soldado. Desafortunadamente muchas veces esta no es la realidad, ya que se debe recurrir al traslado de los heridos desde el sitio del incidente hasta los campamentos donde se encuentra el personal médico y de enfermería, algunas veces este tiempo resulta ser un factor vital para una atención oportuna, por lo cual es imperioso disponer de un sistema que minimice este tiempo de traslado de tal forma de proporcionar una atención a tiempo a cada soldado herido. Por otro lado, la dotación de personal médico en los sitios de los campamentos podría no ser suficiente para realizar la atención de cientos de heridos o incluso de algunos pocos, por lo cual, los resultados podrían ser nefastos si no se tiene una dotación escalada de personal médico en proporción al número de soldados de cada incursión. Por otro lado, el gasto anual militar que invierte el estado para mantener la dotación especializada de médicos, ya sea de traumatólogos, cirujanos, infectólogos, enfermeros especializados, etc. en los sitios de los campamentos se eleva demasiado para suplir las necesidades de atención oportuna requeridas durante las incursiones militares. En este sentido se requiere de un sistema que si bien disminuya los tiempos vitales de espera en atención, a la vez no incremente el costo en relación al sistema actual de atención, y que este no se escale en proporción a la cantidad de soldados por incursión. 2. Ideas-Fuerza La forma de identificar un paciente será a través de una tarjeta electrónica identificatoria, la cual contendrá solo información de la identificación del paciente Esta tarjeta, debe ser leída por el dispositivo móvil o PDA, el cual debe recuperar la información de historial clínico del paciente desde la BD del sistema inteligente en forma segura y oportuna. Además se debe disponer de un sistema experto que proporcione el diagnóstico y tratamiento al paciente, el dispositivo móvil debe ser capaz de recuperar y desplegar esta información de manera oportuna para iniciar el tratamiento al paciente, y a su vez debe actualizar el historial clínico del paciente en la BD de la clínica del paciente, así como la BD cache del sistema experto

6 3. Estructura El sistema desarrollado está compuesto por los siguientes elementos: a) Placa electrónica de identificación de cada soldado. Esta placa contiene una pequeña memoria EEPROM, la cual almacena información básica de identificación del soldado, como nombres, apellidos, RUT, sexo, y fecha de nacimiento. Además contiene una cinta magnética para lectura de estos datos a través de un lector de identificación. b) Dispositivo móvil PDA 3G (UMTS/HSDPA) para el ingreso de datos y despliegue de diagnóstico y tratamiento. Este dispositivo contiene la aplicación cliente del sistema experto, la cual lee información desde el lector de identificación, permite la autenticación mediante el ingreso de las credenciales del soldado socorrista, y realiza el acceso al servidor de aplicaciones militares para el ingreso de datos de síntomas, y despliegue posterior del diagnóstico y tratamiento. c) Base Station Subsystem. Corresponde a la estación base de la infraestructura de la red del operador de telefonía móvil, que permite el manejo del tráfico de datos 3G y la señalización entre el dispositivo móvil PDA, la red de conmutación, y la red Packet Core GPRS del operador. d) Red Packet Core GPRS, esta es la red de datos de paquetes del operador del sistema de telefonía móvil que habilita la conectividad GPRS del suscriptor a la red, y a su vez habilita el acceso a las aplicaciones de la red militar mediante un Gateway de conexión segura. e) Firewall. Corresponde a parte de la infraestructura de la red privada militar, donde están configuradas las reglas y políticas de seguridad a nivel de red para el acceso a los distintos servidores del sistema médico experto. f) Servidor de Autenticación y Acceso. Corresponde a un servidor en alta disponibilidad que tiene por objetivo poder autenticar al soldado socorrista, y autorizar el acceso a las diferentes aplicaciones militares, a su vez mantiene una BD compartida en un arreglo de discos, en la cual está contenida la información para autenticación y acceso de cada soldado. g) Middleware de aplicaciones para la comunicación del sistema experto con el sistema de red móvil GPRS, con la red de la clínica del paciente. Esto es proporcionado a través del ESB, por el cual se comunicarán e interrelacionarán aplicaciones, servidores de seguridad, aplicaciones militares, aplicaciones de hospital y un sistema experto de diagnóstico médico. h) Sistema médico experto. Este será un sistema escalable y de alta disponibilidad que contendrá las aplicaciones necesarias que permitirán, de acuerdo a la información básica, del historial clínico, y de los síntomas del paciente, determinar el diagnóstico, y el tratamiento a seguir. i) Base de datos de Configuración. El sistema médico experto utiliza una base de datos, la cual contendrá información de configuración del - 6 -

7 software de diagnóstico inteligente, y además información propia de inteligencia del software experto, como síntomas, diagnósticos asociados, restricciones al paciente, tratamientos posibles, etc. j) Base de datos Caché. El sistema médico experto utiliza una base de datos Caché, la cual contendrá información de historial clínico de pacientes, pero temporal y limitada en espacio. k) Estaciones de trabajo. Las estaciones tendrán como objetivo ser usadas por Administradores del Sistema experto, con la finalidad de accesar a los servidores y bases de datos para realizar actividades de mantenimiento, y a su vez actualizar la BD de configuración con nueva información médica. l) Servidor de aplicaciones. Este servidor dispondrá a través de Web Services basadas en SOAP de la aplicación militar del sistema médico experto

8 4. Propiedades El sistema desarrollado cuenta con las siguientes propiedades: a) El acceso a los datos, a la entrega de diagnostico y al tratamiento será provisto por la red GPRS. b) La seguridad del acceso a los servidores estará provista por las políticas de seguridad del Firewall. c) La seguridad en el acceso a los datos del soldado la entregará el servidor de autenticación y acceso, de esta forma la información no estará expuesta a cualquier persona ni a enemigos. d) La veracidad del diagnóstico y tratamiento será entregada por el sistema experto. 5. Matriz de Trazabilidad Placa Electrónica de Identificación Dispositivo Móvil PDA Requerimiento Identificación del paciente Recopilación de antecedentes médicos Obtención y envío de antecedentes médicos Recopilación de sintomatología en terreno Servidor de Datos Servidor de Aplicaciones Militares Sistema Médico Experto Servidor de Autenticación y Acceso Indicar diagnóstico y sugerir tratamiento Atención concurrente X Portabilidad y movilidad del sistema Visualización de diagnóstico y sintomatología del paciente Consulta y visualización de información médica - 8 -

9 6. Diagrama de Arquitectura Figura 1: Diagrama de Arquitectura

10 Glosario ESB GPRS UMTS HSDPA PDA EEPROM SOAP Enterprise Service Bus General Packet Radio Service Universal Mobile Telecommunications System High Speed Downlink Packet Access Personal Digital Assistant Electrically-Erasable Programmable Read-Only Simple Object Access Protocol