Implementação de um sistema integrado de gestão hospitalar - SBIS

Implementação de um sistema integrado de gestão hospitalar
usando software livre em arquitetura de três camadas
Fabio A. Pires a , Marco A. Gutierrez ab , Sergio S. Furuie ab ,
Marina S. Rebelo ac , Ramon A Moreno ab and Marcelo Santos
a Instituto do Coração do Hospital das Clinicas (InCor), São Paulo, Brazil
b Escola Politécnica (EPUSP), Universidade de São Paulo, São Paulo, Brazil
c Faculdade de Engenharia Elétrica e Computação, Universidade de Campinas,
Campinas, Brazil
RESUMO
O objetivo deste estudo é descrever a experiência do Instituto do Coração ( InCor ) na implementação de
Sistema de Informação Hospitalar (HIS) integrado com o Sistema de Informação de Radiologia ( RIS) e o
Sistema de Arquivamento e comunicação de imagens ( PACS ) utilizando software livre e arquitetura de três
camadas. O sistema foi desenhado em módulos que permitem admissão, alta e transferencia do paciente,
registro de procedimentos, diagnósticos e terapia, ordens médicas e acesso a todos os dados do paciente,
incluindo sinais vitais, imagens e exames laboratoriais. Os módulos são integrados em uma aplicação
baseada em web browsers permitindo uma fácil e rápida navegação através dos módulos. Para a
manutenção das informações de atendimento e cuidados dispensados ao paciente de maneira eficiente e
com custos reduzidos , foram utilizado terminais ( thin clients ) em ambiente Linux. Para acessar as
informações dos pacientes os usuários são submetidos ao um processo de autenticação baseado no
protocolo LDAP, onde também é definido e perfil de acesso. O sistema é totalmente integrado ao PACS
InCor, permitindo acesso instantâneo ao banco de dados de imagens através das aplicações que requerem
estas informações, tais como apoio a diagnósticos e laudos. Para a exibição das imagens um visualizador
Java DICOM foi implementado. Para permitir a comunicação com todas as modalidades DICOM no servidor
também foi implementado um Java DICOM server.
Palavras-chave: Prontuário Eletrônico do Paciente, Interoperabilidade, Imagens Medicas, Modelagem.
Abstract - The goal of the current study is to describe the experience of the Heart Institute (InCor) in the
implementation of a patient-oriented Hospital Information System (HIS) integrated with the Radiology
Information System (RIS) and the Picture Archiving and Communication System (PACS) in an open-source
three-tier architecture. The system was designed in modules that permits patient admission, discharge and
transfer (ADT), registration of medical activities, registration of diagnoses and therapy, order entry and
access of all patient data, including vital signals, images and lab tests. The modules are integrated in a
single Web-based application allowing the easy and fast navigation through the modules. In order to
maintain the quality of patient care in an efficient and cost-effective manner, thin clients workstations in a
Linux environment were used. To access the patient information users have to perform an authentication

de privacidade comparado com o tradicional
prontuário em papel . Além do mais, a inclusão de
imagens médicas e a integração de dados de
diferentes sistemas torna possível um PEP mais
completo.
O Instituto do Coração ( InCor) de São
Paulo tem tido o compromisso com o objetivo de
integrar toda informação relevante dentro do
instituição. Nos últimos anos, o InCor criou com
sucesso um sistema de transmissão,
arquivamento, recuperação, processamento e
visualização de Imagens Médicas e criou também
um Sistema de Informação Hospitalar ( HIS ) que
armazena informações administrativas e clinicas
da instituição. Estes sub-sistemas integrados
formam o Prontuário Eletrônico do Paciente ( PEP
) do InCor. O InCor esta também encarando o
desafio que esta tornando-se muito comum na
área da saúde: a necessidade de trocar
informações entre diferentes instituições. O InCor
é um dos seis institutos do Hospital da Clinicas
(HC) da Faculdade de Medicina da Universidade
de São Paulo e cada instituto têm seu próprio
sistema de informação, a troca de informação
entre os institutos é também uma questão muito
importante. Este trabalho descreve a experiência
do esforço para desenvolver um completo e
funcional PEP, o qual inclui exames laboratoriais,
imagens ( estáticas, dinâmicas e 3D ), laudos,
documentos digitalizados e ainda sinais vitais em
tempo real. Este trabalho também discute a
integração do PEP em ambiente heterogêneo e
distribuído.
Metodologia
Mais do que uma simples troca de dados, nós
precisamos lidar com um complexo nível de
integração. O desejado nível de
interoperabilidade pode ser alcançado através do
uso de padrões tais como: UML - Unified
Modeling Language [8]; DICOM - Digital Imaging
and Communications in Medicine [9] for archiving
and communication of medical images; CORBA -
entender todas as informações relacionadas ao
paciente. Contudo, como a proposta principal do
projeto é permitir um alto nível de complexidade
nas pesquisas, nós expandimos o modelo padrão
proposto para satisfazer o requerimento de
recuperar imagens médicas a partir de qualquer
atributo. O novo modelo permite a representação
de diferentes modalidades de imagem, integração
destas modalidades no mesmo estudo,
investigação de imagens similares de diferentes
pacientes e visualização contextual e
processamento de imagens clinicas [13].
Outra importante questão é que o PEP esta em
constante evolução, portanto a arquitetura deve
ser flexível o suficiente para acomodar novas
funcionalidades e tecnologias.
A implementação foi baseada na arquitetura
cliente-servidor via servidores Web conectados a
diversas base de dados e sub-sistemas: HIS,
base de dados de imagens (PACS), base de
dados de documentos digitalizados, monitores de
sinais vitais.
A. Dados Clínicos e Administrativos
A estrutura de informação do nosso HIS é
formado por diversos sub-sistemas de
informações clinicas: agendamento; admissão (
ambulatório, pronto socorro, internação, hospital
dia e SADT ); ocupação e movimentação de
leitos; atendimentos ambulatoriais; ordens
médicas (prescrição eletrônica, solicitação de
exames); dispensação farmacêutica;
administração de medicamentos; prescrição de
enfermagem; exames laboratoriais; laudos;
procedimentos hospitalares; diagnósticos;
evoluções do paciente; resumo de alta; controle
cirúrgico entre outros. A consolidação de todos
estes módulos formaram o prontuário eletrônico
do InCor, onde o profissional de saúde pode
navegar rapidamente através da visualização
hierárquica e cronológica das informações do

? Cinco (5) de hemodinamica: 3 deles são
ACRNEMA, cujo os dados são convertidos
para DICOM;
? Dois (2) de Ressonância Magnética
? Dois (2) de Tomografia Computadorizada;
? Nove (9) de Medicina Nuclear, incluindo 1
PET
? Dezessete (17) de ultra-som /
ecocardiografia, cujo os dados de vídeos são
adquiridos e convertidos para DICOM.
A arquitetura proposta para o armazenamento
combina modalidades on-line, nearline e offline[14].
O fluxo é controlado por um software de
gerenciamento baseado nas informações
armazenadas na base de dados. O
armazenamento on-line é baseado em um
sistema de disco magnético ( RAID-5 ) com 700
GB de capacidade. O tempo de acesso é
clinicamente adequado ( menos de 3s ) utilizando
rede de banda larga (fast Ethernet and Gigabit
Ethernet). Para o armazenamento nearline nós
utilizamos uma jukebox de DLT (Digital Linear
Tapes) com 48 slots e 4 drives com 3.5 TB de
capacidade. O armazenamento off-line é
simplesmente as fitas na fitoteca.
Nós também desenvolvemos um
visualizador DICOM em java que esta apto a
manusear imagens dinâmicas de 30 frames por
secundo.
C. Documentos digitalizados
Algumas informações importantes do paciente
ainda estão em papel, tais como termo de
responsabilidade e consentimento. Uma vez que
o PEP deve prover todo contexto relevante, nós
decidimos incluir estas informações como
documentos digitalizados. O processo de inclusão
de documentos digitalizados esta divido em três
(3) fases principais [15]:
D. Sinais vitais em tempo real
Sinais vitais em tempo real, tais como ECG e
freqüência cardíaca do paciente em cirurgia e em
terapia intensiva são obtidos através de monitores
(Siemens, models SC7000 and SC6002XL) que
conseguem comunicar-se com outros sistemas
computadorizados através o protocolo HL7
(Health Level Seven )[16]. Toda comunicação
entre a rede de monitores e a rede do hospital é
efetuada através de uma implementação de um
servidor HL7 que integra este tipo de dado com o
HIS.
E. Integração do PEP em ambiente
heterogêneo e distribuído
Uma única pessoa produz uma enorme
quantidade de informação durante sua vida. Ter
estas informações disponíveis em uma forma que
pode ser facilmente recuperada é importante não
só para o paciente, mas também para motivos
tais como pesquisa e ensino. Normalmente cada
instituição de saúde tem seu próprio sistema de
informação, o qual utiliza uma particular
combinação de sistema de gerenciamento de
banco de dados, linguagem de programação,
sistema operacional, estrutura de dados e
plataforma de hardware, a tarefa de recuperação
de um registro médico completo para um único
paciente é extremamente complexa. Mesmo
dentro de uma única instituição de saúde, a
informação é geralmente distribuída em diferentes
sistemas departamentais, que por sua vez
também tem uma particular combinação de
software e hardware. A herança de um ambiente
heterogêneos faz a tarefa de integrar a
informação na área da saúde um desafio a ser
perseguido.
A integração de sistemas heterogêneos e
distribuídos podem ser alcançados com o uso de
middleware que trabalhe como interface entre

O serviço de acesso de observações clinicas (
COAS ) é um mecanismo para recuperação de
dados de observações clinicas de repositórios e
aplicações. O serviço de acesso de imagens
clinicas ( CIAS ) recupera imagens clinicas. Este
serviço permite pesquisar imagens de um único
paciente ou baseado em características da
imagem, como parte do corpo, equipamento,
modalidade. O serviço de processamento de
imagem contem diversos métodos de
processamento de imagens, como zoom,
segmentação, foco, etc. Clientes de sistemas
distribuídos, que podem estar utilizando qualquer
software e hardware, podem acessar estes
serviços através de interfaces CORBA.
F. Controle de Acesso
Desenhar um modelo adequado para autorização
e controle de acesso para prontuário eletrônico do
paciente é essencial para o uso em larga escala
do PEP em grandes organizações de saúde. Nós
propusemos RBAC ( role-based access control )
como modelo de autorização para o PEP [17]. A
implementação RBAC regula o acesso do usuário
a recursos computacionais baseado em papeis
organizacionais [18]. A autorização contextual
utiliza informações do ambiente disponíveis no
momento do acesso, como o relacionamento
usuário / paciente, para decidir se é permitido ao
usuário acessar algum recurso do PEP. Este
modelo foi implementado utilizando LDAP
(Lightweight Directory Access Protocol),
linguagem de programação Java e Serviço de
Segurança e Decisão de Recursos de Acesso
CORBA. Com estes padrões distribuídos e
abertos, componentes heterogêneos do PEP
podem requerer autenticação do usuário e serviço
de autorização de acesso numa forma unificada
através de múltiplas plataformas.
O modelo proposto e consistente com a
recomendação do HIPAA (Health Insurance
Portability and Accountability Act of 1996) que
Resultados
Atualmente, autenticação e serviço de decisão de
acesso tem sido utilizado diariamente no InCor. O
processo de implementação da nossa solução foi
baseado nas seguintes etapas: definições dos
papeis; carga dos perfis de usuários no servidor
LDAP e atribuição dos respectivos papeis; criação
e utilização de autorizações por aplicação que
compõe o PEP. Até o momento mais de 2000
usuários foram registrados e atribuído algum dos
51 papeis profissionais. Além disso a lógica
complexa de controle de acesso pode ficar fora
da aplicação, no entanto considerando o
contexto da necessidade de autorizar ou negar a
permissão de acesso. Desta forma, alterações na
lógica de autorização não implica em alterações
no código da aplicação. Outro beneficio é a
resolução de política de conflito. Conflitos podem
ser determinados de acordo com a autoridade e
responsabilidade definida para cada papel
através da autorização associada. Somente as
ações que configuram conflito real de interesse
são proibidos.
Em termos de volume, desde meados de 2000,
mais de 3.5TB de imagens DICOM foram
armazenas e integradas utilizando a arquitetura
proposta. O PEP armazena mais de 5GB/dia de
dados e faz mais de 1400 acessos por dia. O subsistema
de armazenamento proposto permite 6
meses de visibilidade com rápida recuperação
(modo on-line) e mais de 2 anos para
recuperação automática utilizando a DLT jukebox.
O acesso distribuído de todos os dados
integrados do PEP é disponibilizado via web
browsers através da nossa rede com
aproximadamente 1000 pontos de acesso. Os
clientes podem ser microcomputadores
convencionais ou terminais thin-client utilizando
linux configurados com memória de 128 MB ou
superior.

importância de interoperabilidade entre PEPs
heterogêneos e distribuídos para coletar
informações distribuídas sobre o paciente. Esta é
uma questão muito complexa, mas que teremos
que discutir. Nós acreditamos na utilização de
serviços do CORBA como COAS e CIAS para a
integração de sistemas heterogêneos e
distribuídos. Acreditamos fortemente que o uso
de padrões não proprietários é o caminho para
tornar o Prontuário Eletrônico do Paciente
completo e real. A abordagem proposta é
baseada em padrões tais como CORBAmed
specifications, DICOM e XML.
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