Medicine Goes Digital by Riccardo Triunfo (CRS4). Cagliari, April 20 2011 - Sala Auditorium.

1. CRS4 = Computing & Research in Sardinia
Medicine goes digital
CRS4 – 20 Aprile 2011
Riccardo Triunfo – Healthcare Flows Group

2. CRS4: Centro di Ricerca, Sviluppo
e Studi Superiori in Sardegna
• Centro di ricerca interdisciplinare
in scienze computazionali, attivo
dal 1992
• Localizzato nel Parco Scientifico
e Tecnologico POLARIS (Pula)
• Personale RTD ~150 persone
• Fatturato di ~7M Euro, di cui
~50% da finanziamenti esterni:
– Progetti UE/Nazionali
– Contratti industriali
– Servizi
• Settori:
– biomedicina
– data fusion
– società dell'informazione
– energia e ambiente
2

3. CRS4: Centro di Ricerca, Sviluppo
e Studi Superiori in Sardegna
• Centro di ricerca interdisciplinare
in scienze computazionali, attivo
dal 1992
• Localizzato nel Parco Scientifico
e Tecnologico POLARIS (Pula)
• Personale RTD ~150 persone
• Fatturato di ~7M Euro, di cui
~50% da finanziamenti esterni:
– Progetti UE/Nazionali
– Contratti industriali
– Servizi
• Settori:
CRS4
– biomedicina POLARIS Edificio 1
– data fusion C.P. 25
09010 Pula (CA), ITALY
– società dell'informazione www.crs4.it
– energia e ambiente
2

4. Healthcare Flows Group
• Parte del Settore Data Fusion
• Esperienza più che decennale di
ricerca e sviluppo
nell'applicazione dell'informatica
alla pratica clinica, alla medicina
ed alla biologia
• Soluzioni allo stato dell’arte a
esigenze mediche concrete
• Collaborazioni con:
– Ospedali
– Imprese
– Consorzi Internazionali
(IHE/HL7/openEHR)
4
3

5. Agenda
• La medicina digitale
• Stato dell’arte e trend di evoluzione
• Perché la «medicina digitale»?
• Gli attori coinvolti e l’importanza della
formazione
• Le infrastrutture digitali in Sardegna ed i
progetti del CRS4
4

6. Perché siamo qui?
• Cosa c’entrano i computer, Internet e le moderne
tecnologie informatiche con i nostri ospedali ed i
nostri medici?
• Come possono questi strumenti rivoluzionare
radicalmente il modo in cui è possibile fruire dei
servizi di cura?
• Quali profonde trasformazioni stanno avvenendo nei
Sistemi Sanitari delle nazioni più sviluppate del
mondo a causa del progressivo invecchiamento della
popolazione e come è possibile far fronte al bisogno
crescente di cura?
5

7. Medicine Goes Digital *
• Nell’ultimo secolo la medicina è la
scienza con il più elevato contenuto *
di innovazione e di nuove scoperte.
E’ tuttora in continua evoluzione.
• Al contrario di ogni altro settore
“industriale” gli investimenti in IT
sono molto limitati e ancora molto
settori sono completamente non
digitalizzati.
• Le possibilità offerte dall’uso
dell’Information Technology per il
risparmio dei costi e per la ricerca
stanno trainando il settore verso una
digitalizzazione intensiva di tutti i
settori clinici.
6

8. Nomen omen
Connected
Health health
eHealth
ICT
ICT for health
Healthcare
informatics
Medical
IT informatics
1970 1980 1990 2000 2010 7

9. Nomen omen
Connected
Health health
eHealth
ICT
ICT for health
Healthcare
informatics
Medical
IT informatics
1970 1980 1990 2000 2010 7

10. Nomen omen
Connected
Health health
eHealth
ICT
ICT for health
Healthcare
informatics
Medical
IT informatics
1970 1980 1990 2000 2010 7

11. Digital medicine: evoluzione
8

12. Digital Medicine – Focus Areas
9

13. Dati 1/3: SNOMED-CT
• SNOMED – CT:
Systematized Nomenclature
of Medicine -- Clinical Terms
• Un esempio di codificatore
per la standardizzazione
semantica della terminologia
medica
• Più di un milione di termini
medici presenti ad oggi
• Concetti molto semplici e
gerarchici
• Base per interoperabilità
semantica e cartella clinica
elettronica
10

14. Dati 2/3: GCS
Glasgow Coma Scale: per tenere traccia dell'evoluzione clinica dello stato
del paziente in coma: essa si basa su tre tipi di risposta agli stimoli (oculare,
verbale e motoria) e si esprime sinteticamente con un numero che è la
somma delle valutazioni di ogni singola funzione (Eye, Verbal, Motor).
11

15. Dati 3/3: openEHR
openEHR gestisce il singolo dato clinico seguendo uno schema a due livelli, nel
quale i contenuti informativi rimangono separati rispetto all’implementazione:
modelli di contenuto clinico (detti archetipi), creati dai clinici
base software (detta Reference Model) sviluppata da tecnici informatici
I componenti del Reference Model sono come specifiche di montaggio dei mattoncini
LEGO©.
Gli archetipi sono come istruzioni che vincolano l'uso dei mattoncini LEGO© allo
scopo di creare strutture significative
Archetipo A
Archetipo A Archetipo B
Archetipo B
12

16. Tecnologia 1/3: RIS/PACS
• RIS/PACS: Radiology Information
System / Picture Archiving and
Communication System
• L’introduzione e l’utilizzo sempre
maggiore di sistemi RIS/PACS,
che accoppiano alle funzionalità
di gestione dell’attività del servizio
le potenzialità dei sistemi PACS
(Picture Archive Communication
System), sta portando verso il
film-less e il paper-less, cioè
all’utilizzo di immagini e referti
unicamente digitali o quasi,
rivoluzionando completamente le
modalità di lavoro precedenti,
riducendo tempistiche di sessioni
di esame e refertazione.
13

17. Tecnologia 2/3: i farmaci
monodose
• Le reazioni avverse ai farmaci rappresentano
complicazioni importanti e frequenti nella pratica
clinico-terapeutica.
• E’ stato valutato che dal 5 al 15% dei pazienti
possono incorrere in reazioni avverse ai farmaci
e che fino al 30% dei pazienti ospedalizzati
sviluppa almeno una reazione avversa a
farmaci.
• Tipologie di errori nel processo di prescrizione,
trascrizione, trasferimento e somministrazione
dei farmaci1,2,3 :
– Errato dosaggio (7%)
– Errate tecniche di somministrazione (6%)
– Prescrizioni illeggibili (6%)
– Terapie duplicate (5%)
– Interazioni tra molecole (3-5%)
– Errori nelle strumentazioni (1%)
– Monitoraggio inadeguato (1%)
– Errori nelle preparazioni (1%) 1. Bates DW, Boyle DL, Vander Vliet MB, et al. Relationship between medication errors and adverse drug events. J Gen Intern Med 1995;10(4):199-205.
2. General Accounting Office (U.S.). Adverse Drug Events. GAO/HEHS-00-21; Jan 2000.
3. Leape LL, Bates DW, Cullen DJ, et al. Systems analysis of adverse drug events. JAMA 1995;274(1):35-43.
14

18. Tecnologia 3/3: automazione nei
farmaci chemioterapici
15

19. Interoperabilità 1/2: Hospital
Information Systems
• Mirano all'integrazione di tutte le applicazioni cliniche,
finanziarie e amministrative. Si compongono generalmente di:
– Clinical Information System (CIS)
– Financial Information System (FIS)
– Laboratory Information System (LIS)
– Nursing Information System (NIS)
– Pharmacy Information System (PIS)
– Picture Archiving Communication System (PACS)
– Radiology Information System (RIS)
– Electronic Health Record (EHR)
– Decision Support/Business Intelligence
16

20. Interoperabilità 2/2
I sistemi
informativi
ospedalieri
supportano il
processo
clinico-
amministrativo
dei pazienti nei
loro contatti col
sistema salute 17

21. Interoperabilità 2/2
I sistemi
informativi
ospedalieri
supportano il
processo
clinico-
amministrativo
dei pazienti nei
loro contatti col
sistema salute 17

22. Interoperabilità 2/2
I sistemi
informativi
ospedalieri
supportano il
processo
clinico-
amministrativo
dei pazienti nei
loro contatti col
sistema salute 17

23. Ricerca 1/2: dai dati alle
informazioni
18

24. Ricerca 2/2 - Patient
Empowerment!
• Sono proprio i pazienti l’ultima forza che preme verso la digitalizzazione dei
dati clinici e la condivisione di essi per un migliore accesso ai servizi di cura.
Il bisogno di cura spinge a confrontarsi con chi ha la stessa malattia.
• La “conoscenza collettiva” è uno strumento che compete con i tradizionali
canali di diffusione delle informazioni (Wikipedia ne è un esempio) e a volte
supera quello che entità anche molto grandi e potenti, come ad esempio le
case farmaceutiche, possono fare da sole. www.patientslikeme.com.
• Un recente studio dimostra che le comunità più attive su MySpace sono
quelle relative a diffuse patologie.
• La condivisione efficiente dei dati consente ai medici di confrontarsi con altre
realtà.
19

25. Digital Medicine – Ostacoli e
criticità
• I medici sono degli “ossi duri”! La medicina, spesso, è
considerata un’arte ed è difficile limitarne la “varianza”.
• Molto spesso gli HIS sono visti come una sola
aggiunta di carico di lavoro dai medici e dagli
infermieri e nella maggior parte dei casi lo sono.
• E’ necessario codificare informazioni spesso
complesse e catalogarle in nomenclatori univoci e
condivisi dalla comunità scientifica. (i.e. ICD,
SNOMED, LOINC, Glasgow Coma Scale)
• E’ necessario considerare tutte le implicazioni legate
alla privacy e alla tutela dei dati sensibili.
(riconoscimento tramite impronte dig.)
• Eterogeneità fra i SIO e protocolli di scambio poco
usati o non perfettamente definiti.
20

26. Ostacoli e criticità
I computer sono
usati più per fini
amministrativi che
per supportare e
migliorare i
processi di cura
21

27. Ostacoli e criticità
• 1 Ricovero
• 11 Schede
• 3/4
Sottoschede
• 33 Campi
22

28. Lo scenario europeo
La spesa sanitaria è in costante aumento (in
figura la proiezione media sui 27 paesi EU) ed il
suo contenimento è l’obiettivo primario di tutti i
governi nei paesi industrializzati.
23

29. Agenda
• La medicina digitale
• Stato dell’arte e trend di evoluzione
• Perché la «medicina digitale»?
• Gli attori coinvolti e l’importanza della
formazione
• Le infrastrutture digitali in Sardegna ed i
progetti del CRS4
24

30. L’automazione dei processi
ospedalieri
• Durante gli anni 90 la maggior parte dei comparti industriali
hanno investito pesantemente nell’adozione delle nuove
tecnologie all’interno dei processi di business.
• Grazie all’innovazione IT questi comparti hanno visto migliorare
la produttività del 6%-8% ogni anno.
25

31. Il paradosso della sanità
Il settore più complesso, la spesa più bassa …
% della spesa complessiva impiegato in ICT (PwC, 1998)
26

32. Digital Medicine: revolution in
Progress
27

33. Agenda
• La medicina digitale
• Stato dell’arte e trend di evoluzione
• Perché la «medicina digitale»?
• Gli attori coinvolti e l’importanza della
formazione
• Le infrastrutture digitali in Sardegna ed i
progetti del CRS4
28

34. Perché Digital Medicine?
Risparmi sui costi
Efficienza
Supporto alla ricerca
29

35. Digital Medicine: Risparmi sui costi
• Dati USA, se il 90%
degli ospedali adotta
gli HIS
– 77 Miliardi di Dollari
per anno
– 400 Miliardi di Dollari
in 15 anni
– 6% della spesa totale
per la salute
30

36. Digital Medicine: Efficienza
• Un recente studio condotto su due gruppi di ospedali
in Texas1 uno ad alto tasso di informatizzazione e
innovazione digitale (misurato secondo l’indice
CITAT2) e l’altro no ha dimostrato che il primo
gruppo aveva:
– 15% di mortalità in meno
– 16% di complicazioni post operatorie /degenza in meno
– Costi di gestione sensibilmente più bassi
1 Archives of Internal Medicine - 'Clinical Information Technologies and Inpatient Outcomes: A
Multiple Hospital Study' – January 2009: lo studio ha coinvolto 41 ospedali nel Texas, per
complessivi 167.000 pazienti sopra i 50 anni
2 L'indice CITAT misura il grado di digitalizzazione (da zero a cento) in quattro aree: ricette e
cartelle cliniche, esami di laboratorio, richieste di ricovero e order entry, e sistemi di supporto
alle decisioni.
31

37. Digital Medicine: Efficienza (2)
• Un altro studio dell’NHS ha dimostrato che moltissimi
documenti clinici cartacei vanno persi. 1.2M di
cittadini Britannici vengono trattati ogni anno senza
un corretto accesso alle informazioni cliniche da
parte dei medici (referti, immagini, esami, etc.)
32

38. Digital Medicine: Efficienza (2)
• Un altro studio dell’NHS ha dimostrato che moltissimi
documenti clinici cartacei vanno persi. 1.2M di
cittadini Britannici vengono trattati ogni anno senza
un corretto accesso alle informazioni cliniche da
parte dei medici (referti, immagini, esami, etc.)
32

39. Digital Medicine: Efficienza (2)
• Un altro studio dell’NHS ha dimostrato che moltissimi
documenti clinici cartacei vanno persi. 1.2M di
cittadini Britannici vengono trattati ogni anno senza
un corretto accesso alle informazioni cliniche da
parte dei medici (referti, immagini, esami, etc.)
32

40. Digital Medicine: Efficienza (2)
• Un altro studio dell’NHS ha dimostrato che moltissimi
documenti clinici cartacei vanno persi. 1.2M di
cittadini Britannici vengono trattati ogni anno senza
un corretto accesso alle informazioni cliniche da
parte dei medici (referti, immagini, esami, etc.)
32

41. Digital Medicine: Supporto alla
Ricerca
Convergenza di dati
provenienti da diverse
fonti apre la strada a
nuovi modelli di ricerca
nel campo biomedico e
fornisce un ulteriore
strumento per
migliorare la cura delle
malattie complesse.
33

42. Digital Medicine: Benefici
• Eliminazione della carta
• Riduzione degli esami inappropriati o duplicati
• Riduzione degli esami radiologici
• Riduzione dei tempi di ricovero
• Riduzione delle liste di attesa
• Riduzione delle reazioni avverse ai farmaci
• Generare dati per la ricerca
• …
34

43. Agenda
• La medicina digitale
• Stato dell’arte e trend di evoluzione
• Perché la «medicina digitale»?
• Gli attori coinvolti e l’importanza della
formazione
• Le infrastrutture digitali in Sardegna ed i
progetti del CRS4
35

44. Digital Medicine: Attori
36

45. Digital Medicine: Formazione
• L’importanza della formazione
continua in campo medico è
un’esigenza consolidata
• ECM (Educazione Continua in
Medicina): programma
nazionale di attività formative,
attivo in Italia dal 2002, che
prevede il mantenimento di un
elevato livello di conoscenze
relative alla teoria, pratica e
comunicazione in campo
medico.
OBIETTIVO 29
Innovazione tecnologica:
valutazione, miglioramento dei
processi di gestione delle tecnologie
biomediche e dei dispositivi medici.
Technology assessment.
37

46. Digital Medicine… e in Italia?
• La rivoluzione annunciata sta avvenendo anche in Italia, anche
se in maniera un po’ “scomposta”.
• Le Regioni hanno competenza esclusiva nella regolamentazione
ed organizzazione di servizi e di attività destinate alla tutela della
salute e dei criteri di finanziamento delle Aziende sanitarie locali
e delle aziende ospedaliere (anche in relazione al controllo di
gestione e alla valutazione della qualità delle prestazioni sanitarie
nel rispetto dei principi generali fissati dalle leggi dello Stato e nel
rispetto dei LEA).
• Ogni Regione finanzia progetti di Sanità Elettronica differenti e
sceglie le priorità da realizzarsi.
• A livello nazionale nascono delle strutture di coordinamento che
hanno il compito di far parlare le singole unità quando necessario
(i.e. il SISTRA nel Piano Sangue Nazionale).
• A livello di singole Aziende Sanitarie/Ospedaliere sta nascendo
una moltitudine di progetti per la digitalizzazione dei dati clinici
spesso non rispondenti a nessuno standard.
38

47. Necessità 1/2
• Livello statale:
– Potenziare gli organismi di standardizzazione
come HL7 Italia, PROREC e spingere verso
l’uso degli standard.
• Livello regionale:
– Evitare la frammentazione dei progetti di
informatizzazione degli ospedali ed investire in
progetti di ampio respiro su scala regionale.
– Investire nella formazione degli operatori
socio-sanitari.
39

48. Necessità 2/2
• Livello responsabili dei SIO
– Utilizzare tutti i possibili livelli di astrazione esistenti sia
a livello hardware che applicativo, per supportare i
cambiamenti continui e lo scambio dei dati.
• Livello università
– Formare gli studenti sugli standard internazionali
esistenti (HL7, IHE, DICOM, MIB, etc.) e sui sistemi
avanzati di Business Intelligence applicata alla sanità.
• Livello di ricerca applicata
– Investire negli ospedali più virtuosi e più informatizzati
che possono fornire un ambiente ideale per
sperimentazioni avanzate, ad esempio di farmaci.
40

49. Agenda
• La medicina digitale
• Stato dell’arte e trend di evoluzione
• Perché la «medicina digitale»?
• Gli attori coinvolti e l’importanza della
formazione
• Le infrastrutture digitali in Sardegna ed i
progetti del CRS4
41

50. Scenario regionale
• 1.6 Milioni di persone residenti in
Sardegna
• 11 Strutture Sanitarie pubbliche,
tra ASL ed Aziende Ospedaliere
• Investimenti ingenti in
infrastrutture e digitalizzazione del
Sistema Sanitario Regionale
42

51. Azienda Ospedaliera G. Brotzu
• Inagurato nel 1982 ed intitolato allo scienziato sardo Prof. Giuseppe Brotzu
• Oltre 2.000 dipendenti tra personale sanitario e non
• 630 posti letto
• Più di 30.000 pazienti ricoverati ogni anno
• 150.000 prestazioni ambulatoriali ogni anno
• Dotazione di apparecchiature tecniche di altissimo livello
• Dal 1993 riconosciuto dalla Presidenza del Consiglio dei Ministri come
Ospedale di Rilievo Nazionale e di Alta Specializzazione.
43

52. Linee di ricerca
Interconnessione di domini clinici e tracciabilità
Gestione semantica e computazionale di dati
biomedici
Telemedicina e medicina distribuita
44

53. Domini clinici, tipica situazione
• Sistema Informativo
Ospedaliero (SIO): deve
essere in grado di
comunicare con i sistemi
periferici (RIS, LIS,...)
• Sistemi periferici: spesso
sono stati acquisiti in
tempi e modi diversi e non
sempre sono in grado di
comunicare (“information
islands”)
• Integrazione: il numero di
interfacce da costruire
cresce col quadrato del
numero di sottosistemi da
interconnettere
45

54. Cambio di paradigma
• Approccio diverso: sistema
con architettura a stella, con
un punto centrale che
governa le transazioni
• Standard e tecnologie
aperte: la soluzione usata si
basa su tecnologie
opensource (Mirth) e sul
principale standard
internazionale del settore
(HL7)
• Sistema in produzione
presso il Brotzu: il modello è
attivo e funzionante presso la
più grande AO sarda
46

55. Tracciabilità in Sanità
• I percorsi di cura sono complessi e prevedono
molte fasi e diverse figure professionali che
collaborano tra loro
• L’automazione può supportare il lavoro del
personale medico aumentando l’efficacia ed il
controllo di ogni passaggio
• La collaborazione con imprese del settore
consente una valorizzazione più forte delle
competenze delle aziende e dei risultati della
ricerca
47

56. CRS4 & Inpeco TIH
per la tracciabilità
• “Il laboratorio analisi gioca un ruolo chiave nella cura dei pazienti e i dati di laboratorio
influiscono per il 60-70% su decisioni importanti come il ricovero, la dimissione e le
medicazioni” [1]
• Le analisi di laboratorio costituiscono una importante potenziale fonte di errori che può
incidere sulla sicurezza dei pazienti
[1] ToybertME, Chevret S, Cassinat B, Schlageter, Forsman.Why is the laboratory an afterthought for managed care organizations? Clin Chem
1996;42:813–6.
48

57. CRS4 & Inpeco TIH
per la tracciabilità
• Errori analitici
49

58. L'importanza delle informazioni
• Un ospedale moderno non può prescindere
dall'utilizzo di un'infrastruttura informatica e
tecnologica all'avanguardia
• La pratica clinica è incentrata sulla gestione e sul
trattamento di informazioni, la cui collezione
permette di prendere decisioni puntuali sulle terapie
e cure da seguire
• La maggior parte delle informazioni e dei dati
biologici sono disponibili in forma digitale ma non
sono uniformi
50

59. Modelli dati
• La tecnologia mette a disposizione
enormi quantità di dati eterogenei
• I destinatari dei dati sono molteplici,
con scopi diversi tra loro
• Nel tempo le esigenze di trattamento
e conservazione mutano
• E’ stato realizzato un modello che
consenta di rappresentare e gestire
dati clinici e dati genetici
• Il modello viene testato attraverso il
suo utilizzo per le attività del Progetto
Progenia del Prof. Cucca
51

60. Telemedicina
• Offre potenzialità e soluzioni al servizio della pratica
clinica con enormi benefici per i pazienti e gli operatori
sanitari:
• Teleconsulto
• Telemonitoraggio e teleassistenza
• Teledidattica
• Diffusione di informazioni e servizi
• A livello nazionale e internazionale è riconosciuta ed
incoraggiata come strumento di fondamentale importanza
(linee guida SSN e della CE, European Digital Agenda for eHealth)
52

61. CRS4 & Brotzu per la telemedicina
• Progetto REMOTE (finanziato dalla RAS): telemedicina per la Cardiologia Pediatrica
• Collaborazione tra CRS4 e la Cardiologia Pediatrica dell’Azienda Ospedaliera “G.Brotzu”
• Lo scopo di questo Progetto è porre le basi per la creazione di un sistema che renda
possibile effettuare diagnosi cardiologiche a distanza su tutto il territorio sardo, in tempo reale
e sfruttando strumenti a basso costo
53

62. Conclusioni
• Una nuova area di ricerca e sviluppo che
unisce competenze cliniche, ingegneristiche ed
informatiche
• Occasione di risparmio per il sistema sanitario
• Miglioramento di efficacia ed efficienza nei
processi di cura
• Nuovi sbocchi professionali se adeguatamente
preparati*
Ital TBS prima azienda italiana che assume secondo Europe’s 500
54

63. Q&A
Grazie per
l’attenzione!