Infrastrutture a larga banda per la Telemedicina.

Roberto Pattaro
Telecom Italia
       
La disponibilità di un’infrastruttura di rete a larga banda rappresenta un prerequisito tecnologico fondamentale per l’implementazione di applicazioni "evolute" di telemedicina. Soprattutto nel caso in cui si operi in regime di emergenza, i tempi di trasferimento delle informazioni tra i presidi ospedalieri devono essere ridotti ad un massimo di pochi minuti.

La radiologia rappresenta la specialità dove si sono sviluppate il maggior numero di applicazioni e di sperimentazioni in questa direzione. A titolo di esempio, si riporta in tabella 1 una stima indicativa dei volumi di traffico in gioco nel campo della telediagnosi radiologica.

Tabella 1 - Teleradiologia: volumi di traffico in gioco
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Gli elevati volumi di traffico in gioco possono rappresentare un impedimento tecnico importante in un contesto in cui risorse specialistiche (macchinari, tecnici e medici specialisti) siano condivise tra più centri ospedalieri. Infatti il centro che dispone delle apparecchiature (Medical Imaging Center = MIC), specializzato in diagnosi su immagini mediche (figura 1), può offrire all’ospedale (Clinical Hospital = CH) sia le apparecchiature sia eventualmente gli esperti per l’interpretazione degli esami.

Il servizio di teleconsulto ha lo scopo principale di ottimizzare sia l’uso di costose apparecchiature, che non risultano generalmente disponibili in ogni ospedale (es. MRI), sia il tempo e le capacità professionali di personale particolarmente specializzato. Il processo inizia quando il medico (specialista) del CH invia un paziente al MIC per effettuare esami radiologici particolari. Qui un tecnico effettua l’acquisizione delle immagini che vengono temporaneamente memorizzate in una base dati locale. Le immagini vengono quindi visualizzate ed analizzate dal radiologo utilizzando lo stesso terminale o un altro che abbia accesso alla base dati: viene quindi prodotto il referto medico, trascritto e memorizzato insieme all’immagine in un archivio permanente. Quando lo studio del paziente viene completato, le immagini ed il referto vengono inviati dal MIC al CH per essere visualizzati dai clinici.

Un altro obiettivo del teleconsulto è quello di ottimizzare l’uso di apparati medici collocati nel CH dove non risultano disponibili, anche solo temporaneamente, dei radiologi: infatti il personale tecnico presente nel CH può non possedere una sufficiente esperienza per realizzare autonomamente un processo di acquisizione delle immagini. In questo caso un radiologo presente nel MIC controlla remotamente in "real time" tale processo di acquisizione delle immagini da un’apparecchiatura collocata nel CH. In questo scenario i vincoli di tempo risultano molto stringenti. Una volta acquisita l’immagine questa viene trasferita dal CH al MIC dove viene effettuata la diagnosi: il referto viene quindi inviato verso il CH.

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Figura 1 - Scenario generale di applicazione di telemedicina in ambito radiologico

Sebbene generalmente il processo di cooperazione tra i medici presenti nei centri avvenga in modo sequenziale, talvolta risulta conveniente, per taluni casi clinici, effettuare anche la diagnosi in modo cooperativo utilizzando un sistema di teleconsulto interattivo ed in "real time". Si prevede in questo caso principalmente l’utilizzo di un servizio di videoconferenza ed una simultanea visione delle immagini dai centri con possibilità di lavoro cooperativo (Computer supported cooperative work = CSCW).

Si deve prevedere l’accesso in tempo reale ad un archivio collocato nel MIC da parte di un medico del CH: le immagini richieste vengono prelevate dalla base dati inviate al CH per poi essere visualizzate ed eventualmente stampate assieme al referto medico.

Un ulteriore scenario tiene conto del fatto che periodicamente in ogni ospedale universitario vengono tenute delle sessioni cliniche in cui uno specialista presenta ad altri colleghi interni e/o esterni alcuni casi clinici particolarmente significativi (storia clinica, test di diagnosi ausiliari, radiografie, ecc.) con lo scopo talvolta di giungere ad una diagnosi ed alla terapia più adeguata, altre volte con intenti esclusivamente didattici. Attualmente la partecipazione di uno specialista a tali incontri comporta il suo spostamento dal MIC al CH dove generalmente si tiene la sessione. Un servizio di telemedicina può consentire di ottenere, mediante un sistema multimediale, la partecipazione alla sessione da parte di gruppi di medici di diversi centri senza eventualmente richiederne l’allontanamento dal loro reparto: in particolare, anche i radiologi del MIC possono partecipare da remoto alle sessioni cliniche dei dipartimenti dei CH, con la possibilità di intervenire quando richiesto.

Dall’analisi di tali scenari emerge quindi l’esigenza di poter interconnettere tra loro le varie sedi ospedaliere, disponendo di collegamenti dati caratterizzati da una banda "adeguata" alle applicazioni che si intendono utilizzare.

Tali collegamenti possono essere realizzati tramite circuiti dedicati (es. CDN) oppure utilizzando temporaneamente un’infrastruttura di rete pubblica (es. ISDN). Nel primo caso si tratta di connessioni permanenti, il cui costo è tipicamente dipendente dalla banda del collegamento e dalla distanza tra le sedi; poichè il canone è invariante rispetto all’effettivo utilizzo del collegamento, tale soluzione si rivela economicamente inadeguata per applicazioni che utilizzano in maniera saltuaria la banda disponibile.

Nel secondo caso, invece, la connessione viene instaurata solo quando è richiesto lo scambio di dati con la sede remota, per poi essere abbattuta quando tale esigenza termina. Questa tipologia di collegamenti è pertanto economicamente più vantaggiosa in presenza di utilizzi non continuativi, ma tuttavia non consente di rendere disponibili bande trasmissive elevate.

Nasce quindi l’esigenza, per le applicazioni di telemedicina, di un’infrastruttura di rete che consenta collegamenti a larga banda (2-155 Mbps) ma che possa risultare accessibile dal punto di vista economico anche nel caso di utilizzi non frequenti. Tale esigenza può essere ora soddisfatta, in ambito metropolitano, da RING: la nuova offerta Telecom Italia per la connettività ad alta velocità.

RING: la nuova offerta di Telecom Italia per la Larga Banda

RING è la nuova offerta di connettività ad alta velocità di Telecom Italia, già tecnicamente disponibile in alcune città e che verrà progressivamente esteso alle principali località nel corso del 2000. Il concetto che sta alla base di tale offerta è quello di una rete con elevatissime risorse trasmissive a livello metropolitano, in tecnologia Frame Relay/ATM, sulla quale ogni Cliente può realizzare la propria rete privata virtuale con specifiche garanzie in termini di riservatezza, livello di servizio, disponibilità di banda e affidabilità (figura 2).

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Figura 2 - Architettura di rete RING

Uno dei principali elementi di innovazione introdotti con l’offerta RING è costituito dall’utilizzo delle più avanzate tecnologie di accesso, quali l’SDH, associata al trasporto su Fibra Ottica, l’ADSL e l’HDSL su doppino telefonico, che consentono di accedere "al RING" con velocità variabili da 2 a 155 Mbps.

Per ogni accesso innovativo il cliente può sottoscrivere, in alternativa, uno dei seguenti servizi:

Metropolitan Area Network (MAN) IP per connessioni any-to-any in ambito metropolitano utilizzando IP quale protocollo di trasporto; Broadband Virtual Private Network (BVPN) per connessioni predefinite tra le sedi del Cliente in ambito metropolitano (Frame Relay e ATM) a larga banda o per accedere alle reti dati long distance (ATMosfera, BusinessFrame, Interbusiness) per integrazione con i servizi geografici e/o internazionali. Viene garantita l’interoperabilità tra accessi tradizionali CDN (ATMosfera, BusinessFrame, Interbusiness) e accessi innovativi a larga banda (HDSL, ADSL, SDH).

Attraverso la rete trasmissiva in tecnologia ATM di Telecom Italia, tutto il traffico dati del cliente viene trasportato dalla centrale periferica verso un nodo ATM metropolitano collocato in una centrale principale. Tale nodo ATM è responsabile dell’instradamento del traffico dati tra le sedi dei clienti che accedono al servizio RING BVPN. L’offerta BVPN consiste in un servizio di connettività ATM o Frame Relay su Circuiti Virtuali Permanenti (VC) e dedicati. Infatti, sul singolo accesso fisico è possibile multiplare più canali logici (VC) diretti verso sedi metropolitane differenti e configurati, sulla base delle specifiche del Cliente, ciascuno con un livello minimo di banda garantita. Per i clienti del servizio di accesso a reti long distance, le connessioni vengono commutate dal nodo ATM metropolitano verso il POP della Rete Long Distance di competenza (ATMosfera o BusinessFrame, InterBusiness).

Caratteristica fondamentale di RING è una politica di prezzo del tipo "pay per use" che prevede un canone annuo estremamente ridotto ed un costo a volume, sulla base della quantità di dati (Mbyte) effettivamente trasmessi e ricevuti su ciascun accesso. Ciò consente di usufruire dell’alta velocità anche a fronte di volumi di dati variabili e modesti, tali da non giustificare l’utilizzo dei tradizionali collegamenti ad alta velocità per i quali è previsto un canone annuo indipendente dall’effettivo utilizzo.

RING consente pertanto di poter sviluppare da subito applicazioni multimediali innovative ad alta velocità, senza necessità di sostenere costi iniziali elevati, abilitando lo sviluppo dei servizi e delle soluzioni di telemedicina che necessitano del trasporto di immagini diagnostiche ad alta definizione ed in tempi ridotti

RING potrebbe essere pertanto impiegato non solo per applicazioni di telemedicina in ambito metropolitano e/o geografico, ma anche per consentire la condivisione di informazioni, anche multimediali, con altri ospedali, università, cliniche etc…, a cui gli stessi medici di base potrebbero avere accesso (si pensi ad es. ad una soluzione architetturale di tipo MAN IP).

 

Dagli atti del II^ Corso-Convegno: "Internet ed Information Technology in Medicina".
Ospedale di Legnago (Verona),  18 dicembre 1999.

Pubblicazione su "E-Neuro":  30 dicembre 1999

www.seiemg.it

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