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Applicazioni di Telemedicina.Vincenzo
Della Mea |
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IntroduzioneIn ambito medico si sta diffondendo l’uso del termine telemedicina, che si riferisce, in generale, allo scambio su lunghe distanze di informazioni mediche di tipo multimediale (indifferentemente immagini, testo, voce, segnali di vario tipo), allo scopo di effettuare qualsiasi compito proprio dell'usuale pratica medica. Dipendentemente dalla disciplina medica in cui trova applicazione, la telemedicina assume nomi diversi: quindi si avranno sottospecialità come teleradiologia, telecardiologia, teledermatologia, telepatologia, teleotorinolaringoiatria etc. La telemedicina non è comunque limitata al supporto dell'attività del medico: grande importanza stanno assumendo negli ultimi anni le cosiddette telecare, tele-homecare, telenursing rivolte al supporto del lavoro del personale infermieristico, al monitoraggio dei pazienti direttamente in casa, etc. Il seguente documento descrive dapprima le motivazioni per l’adozione della telemedicina, Motivazioni Lo sviluppo di strumenti per la telemedicina consente sia di trovare nuove risposte a problemi tradizionali della medicina, sia di creare nuove opportunità per il miglioramento del servizio sanitario tramite una maggiore collaborazione tra medici, istituti, laboratori. I prossimi paragrafi riassumono le principali motivazioni che spingono allo sviluppo ed all'adozione di tecniche e strumenti di telemedicina: Servizio sanitario in aree disagiate Un primo, importante motivo è legato alla necessità di servire aree disagiate in cui sia difficile o impossibile fornire un servizio completo di supporto sanitario. Molte delle innovazioni della telemedicina sono nate effettivamente per il supporto medico a piattaforme petrolifere isolate, a spedizioni artiche, ed altre situazioni di questo tipo; in seconda battuta, maggiormente coinvolti negli studi di telemedicina sono stati proprio quegli Stati con problemi legati alla morfologia del proprio territorio, come la Norvegia con i suoi fiordi ed in generale gli arcipelaghi (isole Azzorre e Canarie, per esempio). Servizio sanitario a pazienti disagiati A questa motivazione è legata tutta la telemedicina mirata a portare direttamente presso la casa del paziente il servizio del medico, senza che questo si allontani dal suo studio e senza che il paziente stesso sia costretto a muoversi. Ciò si può ottenere principalmente in due modi: utilizzando la telemedicina come supporto al tradizionale lavoro dell'infermiere, che è così in grado di ricevere consulenza dal medico se si trova di fronte ad un problema nuovo o per lui irresolubile; oppure monitorando direttamente il paziente, sia nei parametri usualmente valutati (elettrocardiogramma, pressione etc) che nelle sue attività abituali al fine di valutarne lo stato di benessere. Consulenze È noto che la qualità dell'attività diagnostica subisce un incremento se corroborata dalla richiesta di consulenze specialistiche ad esperti. la telemedicina fornisce strumenti per la consultazione remota di esperti, che possono così mettere a disposizione la loro conoscenza specialistica ad un più ampio settore. Contenimento della spesa Una delle motivazioni principali per l'adozione di strumenti di telemedicina è stata fin dall'inizio e tutt'ora rimane il contenimento delle spese sanitarie. Alla luce delle precedenti osservazioni, è chiaro che disponendo di strumenti che evitano lo spostamento del medico per servire aree o pazienti disagiati dovrebbe permettere anche una diminuzione delle spese, come pure l'uso di personale non altamente specializzato come tramite tra paziente e medico specialista. Per citare alcuni esempi, a Los Angeles durante il fine settimana un unico radiologo da un ospedale serve alcuni altri ospedali, leggendo le radiografie tramite teleradiologia; la disponibilità di telecardiografi situati presso il medico di base permette di ridurre i casi inviati al pronto soccorso per sospette patologie cardiache (riducendo peraltro anche il disagio del paziente). Allargamento del mercato Sebbene dal punto di vista italiano questa può non sembrare una esigenza reale, in altre situazioni dove la sanità pubblica risulta impoverita la sopravvivenza degli ospedali può dipendere anche dalla possibilità di effettuare consulenze e servizi in aree al di fuori della usuale zona di influenza; gli utenti del servizio possono essere per esempio ospedali a bassa qualificazione come quelli del Terzo Mondo. La telemedicina in questi casi dà modo di effettuare consulenze remote senza ritardi. Esempi da considerare: telepatologia tra Francia ed Africa del Nord, varie forme di teleconsulenza tra alcuni ospedali russi (riuniti sotto il Progetto Ekaterinburg) ed alcuni ospedali europei; in Italia, gli Istituti Ortopedici Rizzoli di Bologna partecipano ad un progetto europeo il cui scopo è studiare un framework per l'applicazione della telemedicina per la consulenza remota. Collaborazione generica La disponibilità di strumenti di comunicazione a basso costo che permettono la collaborazione a distanza rappresenta una novità degli ultimi anni che offre i suoi vantaggi anche quando applicata all'ambito professionale medico. Per esempio, un recente un documento dell'AMIA analizza le modalità del rapporto medico/paziente via posta elettronica. In ambito scientifico, la telemedicina facilita la realizzazione di studi collaborativi tra istituti distanti, sia supportando le comunicazioni dirette tra ricercatori che fornendo nuove modalità per la trasmissione di dati di vario tipo. Apprendimento: studio ed aggiornamento professionale Per finire, alcune delle possibilità accennate (per esempio, la consulenza di esperti) più la disponibilità di una grande numero di risorse condivise su Internet aumentano notevolmente la possibilità di aggiornamento professionale del medico, svincolandolo da restrizioni geografiche. Ormai è molto spesso una combinazione di questi elementi che traina lo sviluppo della telemedicina. Aspetti tecnici La telemedicina deriva dall’applicazione della telematica (e anche dell’informatica) alla medicina; è naturale quindi prendere in considerazione alcuni aspetti tecnici per meglio comprenderne il funzionamento. Caratteristiche della comunicazione Innanzitutto, si possono distinguere le applicazioni di telemedicina in base alle caratteristiche dei dati scambiati, ed alla modalità di interazione tra gli interlocutori coinvolti nello scambio. In particolare, per quel che riguarda le caratteristiche dei dati scambiati, possiamo distinguere dati statici e dati continui, intendendo come statici quei dati che non variano nel tempo (come le immagini, i dati testuali etc) e quelli invece che hanno variazioni nel tempo (audio, video). La modalità di interazione potrà essere invece in tempo reale (realtime) oppure del genere cosiddetto store-and-forward o preregistrato: nel primo caso non c’è un ritardo apprezzabile tra l’acquisizione dell’informazione e la sua spedizione all’interlocutore; nel secondo caso invece c’è una prima fase di acquisizione e memorizzazione dei dati, seguita dalla loro spedizione in un secondo tempo. Per chiarire la differenza con un esempio pratico, una modalità di comunicazione in tempo reale è la telefonata, mentre il fax utilizza una modalità store-and-forward (poiché l’informazione viene memorizzata su carta –scrivendo- e poi spedita). Telecomunicazioni Le linee di comunicazione in generale sono caratterizzate dalla loro continuità (linee dedicate) o attivazione a richiesta (linee commutate), e dalla banda o velocità di trasmissione (nel caso di dati digitali, misurabile in bit/secondo). I canali utilizzabili nella pratica per la trasmissione in telemedicina comprendono allo stato attuale:
Nelle applicazioni di telemedicina è importante che la linea scelta dia delle garanzie di qualità di servizio tali da permetterne l’uso nella pratica quotidiana; ciò in realtà non è sempre verificato, oppure è teoricamente verificato ma praticamente si hanno lo stesso dei problemi che è meglio conoscere. I dati trasmessi Per quel che riguarda i dati trasmessi, è importante notare che, essendo la telemedicina un’applicazione medica, ogni dato trasmesso può essere cruciale nel trattamento di un paziente, e pertanto va dedicata ogni cura possibile alla sua manipolazione, sia relativamente alla qualità che alla privatezza e sicurezza durante la trasmissione.
I dati che possono essere trasmessi in telemedicina sono quelli che possono essere trasmessi in ogni comunicazione di tipo multimediale, e quindi includono:
Di ogni dato è necessario garantire che la qualità ottenuta dall’interlocutore remoto dopo acquisizione e trasmissione sia se non la stessa, quella almeno sufficiente all’uso che l’interlocutore deve farne, cioè nella maggior parte dei casi la diagnosi. Alcune specialità (teleradiologia e telecardiologia) hanno definito i propri standard in materia, mentre per altre specialità si è ancora in fase di ricerca, e quindi è necessaria grande cautela nell’adozione degli strumenti di telemedicina. In generale, in Europa gli standard che riguardano l'informatica medica ed anche la telemedicina sono regolati dal comitato CEN/TC251.
Certi dati assumono dimensioni tali da non permetterne la trasmissione in un tempo clinicamente utile, e pertanto si cerca di ridurne le dimensioni adottando dei metodi di compressione, che possono essere di due tipi diversi:
La tabella seguente espone alcune dimensioni tipiche di dati in telemedicina, con e senza compressione.
Si ricorda comunque che, quando c’è una digitalizzazione di un dato normalmente disponibile in forma analogica, si ha sempre una perdita di informazione dovuta intrinsecamente al processo di discretizzazione del dato. La sicurezza delle trasmissioni Tutte le comunicazioni a distanza implicano problemi di sicurezza e privatezza, quando coinvolgano l’invio di dati sensibili. Alcuni canali di comunicazione vengono usualmente ritenuti sicuri, e quindi non sono sottoposti a particolari precauzioni, sebbene di fatto probabilmente non lo sono (per esempio, il telefono, il fax, la posta); altri canali invece sono oggetto di maggiori attenzioni, a causa della maggiore facilità di intrusione che li caratterizza, come per esempio le reti di calcolatori ed in particolare Internet. La figura seguente illustra i tipici problemi di sicurezza che si hanno nelle comunicazioni.
Più in dettaglio, i problemi sono:
Attualmente esistono metodi per effettuare trasmissioni sicure, basati sulla crittografia a chiave pubblica e sui certificati. Applicazioni della telemedicina Il livello di avanzamento della telemedicina è vario nelle varie discipline che la compongono. Nel seguito verranno illustrati alcuni esempi di applicazioni. Teleradiologia La teleradiologia è dotata di un suo standard, DICOM, stabilito in cooperazione da ACR e NEMA. Lo standard copre sia gli aspetti tecnici della trasmissione, che quelli clinici ed è pertanto da considerare come esempio per altre branche della telemedicina. In particolare, ciò che è maggiormente considerato da DICOM è la trasmissione di radiografie, che è ormai operazione semplice visto che i moderni PACS completamente digitali evitano la fase di acquisizione e conversione digitale delle informazioni. La trasmissione di ecografie (nelle loro varie forme) è invece ancora allo studio, e si basa sulla videoconferenza standard con almeno 3 linee ISDN, pari a 384 Kbit/s. La trasmissione di mammografie è invece ancora problematica, per le grandi dimensioni dei dati coinvolti (decine e decine di MB), che
La trasmissione di ECG via telefono è realtà ormai assodata, tanto che esistono numerose imprese commerciali che forniscono consulenza tramite telecardiologia ai medici di base oppure direttamente ai pazienti. Per trasmettere un ECG è sufficiente un normale telefono, con uno strumento specifico che opera a 9.6 Kbit/s. Un ulteriore metodo è legato invece alla spedizione dell'immagine del tracciato dopo la sua acquisizione con lo scanner. La trasmissione di battiti cardiaci è stata invece sperimentata tramite email con buoni risultati, utilizzando strumentazione semplice come un PC con scheda audio di qualità usuale. Telepatologia La telepatologia è una delle branche attualmente in crescita, anche se ancora manca di standardizzazione ed esistono diversi problemi di difficile soluzione. In particolare, le due applicazioni principali della telepatologia sono:
Nel primo caso, di solito vengono adottate o videocamere analogiche tradizionali, o macchine digitali da montare sul microscopio; nel secondo caso è necessario per il momento utilizzare videocamere analogiche tradizionali. Teledermatologia Di recente nascita, la teledermatologia riguarda la spedizione di immagini macro delle lesioni (acquisite tramite macchina digitale di tipo amatoriale), immagini dermatoscopiche, oppure videoconferenze di consulto tra medico di base e paziente da un lato, e specialista dall'altro. Tele-homecare Il vasto campo della tele-homecare riguarda tutte le attività mediche che possono essere effettuate direttamente a casa del paziente, senza la presenza del medico e con, o senza presenza di personale infermieristico. Ci sarà quindi la possibilità di effettuare il monitoraggio di parametri vitali del paziente (ECG, respiro, mobilità, etc), il supporto medico al personale infermieristico che si reca dal paziente per controllo, medicazioni, etc, o direttamente il rapporto paziente/medico o paziente/infermiere ottenuto tramite videotelefono o videoconferenza (per esmepio, pazienti anziani o malati terminali). Uno scenario: trasmissione sicura di casi tramite posta elettronica A causa del crescente sviluppo del commercio elettronico su Internet, è nata la necessità di creare una serie di meccanismi per le comunicazioni sicure e private; questi meccanismi, che coinvolgono tutte le modalità di comunicazione disponibili su Internet (WWW, telnet, posta elettronica , etc.) possono agire a diversi livelli nella gerarchia dei protocolli di Internet, integrandoli ed aggiungendo funzionalità. In particolare, nel caso della posta elettronica, che come protocollo di base non ha alcuna caratteristica di sicurezza e privatezza, è in via di definizione come standard un formato di messaggio che supporta proprio queste caratteristiche ed è noto come S/MIME (Secure MIME). Poiché una delle tecniche di telemedicina più semplici e diffuse si basa proprio sulla posta elettronica, diventa particolarmente interessante analizzare come avviene lo scambio di messaggi sicuri utilizzando S/MIME. Il meccanismo di base prevede l’interazione di alcune componenti: il programma di posta elettronica utilizzato dagli utenti, che deve supportare S/MIME e quindi deve essere in grado di codificare i messaggi in partenza e decodificare quelli in arrivo tramite tecniche di crittografia a chiave pubblica; una connessione Internet abituale, non necessariamente resa sicura con altri metodi (sebbene esistano alcuni server di posta elettronica "sicuri" basati su SSL); una o più autorità di certificazione (CA), come per esempio ICE-TEL, che garantiscano l’associazione tra identità dell’utente e chiave pubblica. Attualmente esistono almeno due programmi di posta elettronica in grado di effettuare comunicazioni sicure: Netscape Communicator (v.4.05 e successive) e Microsoft Explorer (v.4.01 e successive). Per l’utente, il primo passo è procurarsi un certificato emesso da una CA, che viene quindi utilizzato per la comunicazione con altri utenti secondo le usuali modalità della crittografia a chiave pubblica. Il certificato viene emesso da una autorità il cui funzionamento è determinato e garantito da una "policy", che descrive le modalità di emissione e revoca dei certificati. L’utente deve certificare la sua identità presso la CA (per esempio, presentandosi di persona con un documento), dopo di che il suo software di posta elettronica inizia la procedura di certificazione, creando la coppia di chiavi pubblica/privata ed inviando la chiave pubblica al server della CA (su canale sicuro ottenuto utilizzando la chiave pubblica della CA). Con un’altra semplice operazione da fare via rete, il programma deve essere messo in grado di accettare i certificati provenienti dalla specifica CA che si usa (ovvero bisogna notificare al proprio programma che si ritiene tale CA degna di fiducia). La CA stessa è stata in qualche momento a sua volta oggetto di certificazione da parte di un’altra CA certificata gerarchicamente. Dopo il passo iniziale, si potranno mandare e ricevere messaggi di posta elettronica sicuri e privati in due sensi: con firma digitale e crittografati. Nel primo caso, il destinatario deve conoscere la chiave pubblica del mittente; nel secondo caso, il mittente deve conoscere la chiave pubblica del destinatario. L’invio in sé è del tutto equivalente ad un normale invio di posta elettronica. I problemi della telemedicina I problemi della telemedicina sono di diversi tipi: alcuni riguardano aspetti tecnici e presumibilmente verranno sorpassati con l’evoluzione tecnologica, altri estremamente importanti dipendono dalle nuove modalità di interazione e collaborazione, che non sempre sono trattabili con gli strumenti legali al momento disponibili. Problemi tecnologici Le problematiche che hanno favorito e favoriscono una sottospecialità piuttosto che un'altra sono da ricercarsi prevalentemente nella natura dei dati da trasmettere e nella loro quantità. Per esempio, la telecardiologia si basa sulla trasmissione di elettrocardiogrammi, che sono costituiti da segnali di dimensioni limitate e di spettro ben definito; questo rende possibile la loro trasmissione anche su linee di comunicazione economiche e ampiamente disponibili come l'usuale telefono analogico (tramite modem a 9600 bit/s). Le radiografie devono essere digitalizzate ad alta risoluzione e con 10 bit per pixel di quantizzazione dei livelli di grigio, però la loro dimensione pressoché fissa ha reso possibile lo studi di sistemi di comunicazione ormai da diversi anni. A tale scopo, ACR e NEMA hanno sviluppato uno standard che contempla la trasmissione di immagini e dati collegati (DICOM3). Per contro, la telepatologia è ancora in una fase di studio in quanto, sebbene le immagini da microscopio non siano particolarmente ingombranti, la quantità di immagini virtualmente ricavabili da un vetrino è ingentissima, considerando che il patologo osserva il vetrino a diversi ingrandimenti. Per altre branche come la telepsichiatria ed in generale tutte quelle forme di telemedicina ove c'è il rapporto diretto con il paziente, l'infrastruttura tecnica di base -la videoconferenza- è presente e stabilizzata ormai da anni, ma si pongono altri problemi che coinvolgono la peculiarità del rapporto medico/paziente e non possono essere ridotti a questione tecnica (sebbene in certi ambiti la videoconferenza sia anche più gradita della presenza diretta del medico). In molte sottospecialità una soluzione accettabile per alcuni dei compiti di telemedicina è rappresentata dai sistemi store-and-forward, ovvero quelli che non consentono un collegamento diretto in tempo reale essendo la spedizione disaccoppiata dal ricevimento (un esempio di questi sistemi è la posta elettronica); questi sistemi, di solito a basso costo, possono essere adeguati per la consultazione remota che di solito non presenta caratteristiche di urgenza tali da rendere indispensabili sistemi più veloci. In quest'ottica, Internet può rappresentare un valido strumento per l'effettuazione di telemedicina a basso costo, come già lo è per l'aggiornamento professionale. Problemi medico-legali I problemi medico-legali legati all’adozione dei sistemi di telemedicina sono di diversi tipi: sicurezza e privatezza dei dati, negligenza, responsabilità, problemi di giurisdizione. I prossimi paragrafi tratteranno in dettaglio queste categorie.
Soprattutto in campo internazionale, chi persegue un medico o un fornitore di servizi di telemedicina inadempiente? Un medico che è tale per la legge degli Stati Uniti può fare da teleconsulente per un medico italiano, non essendoci l’equiparazione? Alcuni di questi problemi sono così ampi che non riguardano la sola telemedicina e vanno affrontati in un’ottica molto più ampia. Conclusioni La telemedicina rappresenta uno strumento nuovo per l'operatore sanitario, che sotto certe condizioni permette di migliorare il servizio, le condizioni di lavoro ed eventualmente di ridurre la spesa. È necessario comunque che la sua adozione sia accompagnata da studi accurati di validità, e da una generale attenzione alle problematiche sopra esposte.
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| 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
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