INFORMATICA MEDICA, Anno Accademico Prof Tognola 24 maggio 2017, il Sistema Informativo Ospedaliero, SIO

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1 INFORMATICA MEDICA, Anno Accademico Prof Tognola 24 maggio 2017, il Sistema Informativo Ospedaliero, SIO Che cosa si intende per informatica medica? Dietro di sè cela una infinità di applicazioni. Rapida carrellata di applicazioni. Tra le varie definizioni di informatica medica la più esaustiva è quella scritta dalla American Medical Informatic Association (AMIA). È una delle associazioni di informatica medica più importanti a livello globale. Secondo questa associazione come informatica medica si intende un campo che coinvolge diverse discipline che promuove l'uso pratico di dati biomedici, di informazioni (l'informazione può essere qualcosa che va al di là del dato), di conoscenze per risolvere dei problemi scientifici e per mettere in piedi dei sistemi informatizzati che aiutano a prendere le decisioni. Quindi è qualcosa che sviluppa della conoscenza. Informatica biomedica sviluppa delle teorie, dei processi che possono essere applicati per risolvere problemi. Viene utilizzato tutto il corpo di informazioni provenienti dall'informatica. Posso applicare diverse tipologie dell'informatica a diversi settori della medicina. **Per processi molecolari uso il ramo della bioinformatica. C'è tutto il set di metodologie che permettono di estrarre informazioni utili provenienti dalle molecole e dalle cellule. **Per analisi di tessuti e organi si usa il ramo dell'informatica medica detto imaging informatics. Estrapolo dalle immagini le informazioni che poi sono utili al clinico. **Per la salute, la prevenzione delle malattie legate ai pazienti l'informatico biomedico deve estrapolare le informazioni che provengono da questi esami, si usa il ramo dell'informatica clinica. **Per lo studio delle epidemiologie si usa il ramo public health informatics. Ci sono diverse discipline che convergono nellinformatica medica. Tecnologie principali dell'informatico biomedico: -elaborazione di immagini. -elaborazione di archivi informatizzati. -machine learning, metodi di intelligenza artificiale. Metodi che servono per prevedere il risultato di un esperimento avendo in mano i dati di esperimenti passati. Se ho il sistema di intelligenza artificiale che è stato istruito ho messo in memoria il risultato di una serie di esperimenti passati. Con le machine learning posso utilizzare la memoria per capire come comportarmi con un paziente nuovo. Può prevedere qual è il possibile output della cura su un paziente nuovo. Tecniche specifiche che permettono al sistema di inferire della conoscenza sulla base dei dati che ho messo in precedenza. -scambio di dati e informazioni, costruzione di reti. Networking -NLP metodi che permettono di capire una pagina di testo senza un testo strutturato. AMBITI APPLICATIVI DELL'ICT in SANITÀ -realizzazione delle cartelle cliniche elettroniche (CCE) o fascicolo sanitario elettronico (FSE). La cartella clinica è un insieme di informazioni cliniche legate alla salute del soggetto, per esempio i dati relativi a vari esami, immagini legate sempre ad esami,... possono esserci anche documenti di testo per esempio i referti scritti dal medico con scritta la patologia. La cartella clinica permette di mettere in un unico luogo documenti legati allo stato di salute del paziente. Possono esserci all'interno anche dei segnali (esempio visita cardiografica). Dietro una cartella clinica ci sta una base di dati. Ognuno di noi possiede un fascicolo sanitario elettronico. Dentro il fascicolo sanitario elettronico ci sono tutte le informazioni riguardanti la salute del paziente e tutti i ricoveri. Tutta la storia dello stato di salute. Il fascicolo sanitario elettronico è un contenitore più ampio che contiene anche le cartelle cliniche.

2 -firma digitale o firma elettronica. Permette all'utilizzatore di apporre la propria firma e ha la stessa valenza della firma olografa anche su documenti sensibili. La carta regionale dei servizi e la tessera sanitaria carta nazionale dei servizi possono essere utilizzate per sottoscrivere con la firma elettronica avanzata qualsiasi documento che sarà, così, equiparabile a quello cartaceo con sottoscrizione autografa. -CPOE sistema computerizzato per la prescrizione farmaceutica. Qualsiasi prescrizione farmacologica non viene scritta a mano ma viene inserita in questo sistema e viene scritto cosa prendere, quante volte prenderlo, chi ha prescritto il farmaco. Tracciabilità delle prescrizioni farmacologiche all'interno dell'ospedale. -Ricetta elettronica. La ricetta elettronica é il modo informatizzato con cui il medico segnala al farmacista che è autorizzato a vendere il determinato farmaco con il determinato dosaggio. Sostituisce il bollettino rosso. A ogni medico viene rilasciato uno slot di codici univoci, NRE, numero delle ricette elettroniche. Ad ogni NRE il medico assocerà il codice fiscale dell'assistito. Prima si attribuiva a ogni medico uno slot di bollettini rossi. Quindi i codici che hanno un certo numero si sa che sono stati dati a un medico x. Quindi questo permette la tracciabilità delle ricette. Dentro al software poi il medico inserisce i dati del paziente e del farmaco che deve prendere. L'informazione è emessa nel database centrale e lascia al paziente il promemoria. Il codice NRE è stampato sul promemoria. Il farmacista inserisce nel database il codice e ha davanti tutte le informazioni sul paziente e sul farmaco. Questo tipo di modalità di prescrizione del farmaco è molto più sicuro. Non ci possono essere misinterpretazioni sulla scrittura del farmaco. Inoltre tutti i dati vanno in unico database e si possono fare studi di epidemiologia. Elaborazioni ulteriori sulla vendita dei farmaci. -Interoperabilità dei sistemi informativi di un ospedale. Un termine ricorrente all'interno dei documenti che vengono generati dagli ospedali è SDO. È un documento per la dimissione ospedaliera. Tutti gli operatori sanitari devono rilasciarlo quando il paziente deve uscire dall'ospedale. La SDO contiene la parte anagrafica del paziente, le caratteristiche del ricovero (programmate o d'urgenza), la diagnosi principale, le diagnosi concomitanti, e le caratteristiche terapeutiche somministrate al paziente. Nella SDO il sistema trasforma le informazioni nel codice. -Sicurezza dei dati e delle informazioni -Sistemi di business intelligence, statistiche per capire se un dato ospedale funziona bene o meno. Per esempio se le liste d'attesa di quello specifico ospedale sono corte,... valutare se l'azienda ospedaliera funziona correttamente. Applicazioni finalizzate a supportare l'azienda nei processi di rilevazione, analisi e valutazione di parametri legati all'attività e ai risultati perseguiti. -NLP,data analytics e cognitive computing sistema di intelligenza artificiale che è utilizzato per ragionare come ragiona l'essere umano. Sistema in grado di apprendere un determinato linguaggio, apprendere delle informazioni rispetto all'ambiente passato. E poi da lì inferire nuova conoscenza. -Sistemi ICT a supporto del processo di erogazione del servizio nella struttura sanitaria: sono applicazioni a supporto del processo di erogazione del servizio relative alle diverse fasi del processo, di monitoraggio dei livelli di servizio, e di comunicazione digitale interattiva e informativa con gli utenti. MODELLI DI SISTEMA SANITARIO NAZIONALE MODELLO INGLESE (servizio sanitario nazionale) -Finanziamento con tassazione -Infrastruttura con proprietà dello stato -Politiche operative controllate -Medici di base pagati a quota capitaria (=quota x per ogni assistito) MODELLO TEDESCO (sistemi di assicurazione sociale) -Finanziamento con contributi obbligatori di datori di lavoro e lavoratori -Fondi gestiti da agenzie no profit

3 -Agenzie contattano con gli ospedali -Medici pagati a prestazione CONFIGURAZIONE SSN Il servizio sanitario nazionale (SSN) è un sistema di strutture e di servizi che hanno lo scopo di garantire a tutti i cittadini, in condizioni di uguaglianza, l'accesso universale all'erogazione equa delle prestazioni sanitarie. Ci sono una serie di enti a livello nazionale. Visto che a livello nazionale il sistema è troppo centrato c'è un sistema a livello regionale. Ogni regione ha un certo numero di fondi che deve decidere come utilizzare. ORGANI DEL SSN: -Ministero della salute, che è l'organo centrale -Enti ed organi di livello nazionale ~INAIL, istituto nazionale per l'assicurazione contro gli infortuni sul lavoro ~CCS, consiglio superiore di sanità ~ISS, istituto superiore di sanità ~ISPELS, istituto superiore per la prevenzione e sicurezza del lavoro ~AGENAS, agenzia nazionale per i servizi sanitari regionali ~IRCCS, istituti di ricovero e cura a carattere scientifico ~IIZZSS, istituti zooprofilattici sperimentali ~AIFA, agenzia italiana del farmaco -Enti ed organi territoriali ~Regioni e provincie autonome ~Aziende sanitarie locali (ASL) ~Aziende ospedaliere ~IRCCS, istituti di ricovero e cura a carattere scientifico Implementazione pratica dell'ict nei servizi socio sanitari: Esempio del SISS nella Lombardia In regione Lombardia abbiamo un sistema integrato per la sanità che si chiama SISS. È il sistema informativo socio sanitario. È un sistema che si occupa della sanità utilizzando delle metodologie legate all'informatica. È l'insieme delle applicazioni e delle infrastrutture informatiche presenti sul territorio (sistemi informativi di farmacie, medici, ospedali, regione Lombardia,...) che concorrono all'erogazione dei servizi socio sanitari all'interno della regione Lombardia. Le infrastrutture sono gli ospedali, i laboratori di analisi,... tutto ciò che si occupa di sanità in Lombardia non è un'isola a se stante ma fa parte di questa rete. Ciò che sta nello sfondo verde sono una serie di applicativi software che lavorano a livello regionale per esempio call center prenotazione. Il SISS si compone di due macrostrutture: -i servizi regionali -il sistema informativo ospedaliero (SIO) I servizi regionali comunicano/scambiano un flusso di informazioni con i SIO delle varie Aziende Ospedaliere tramite l'internet/entranet SISS. Il SIO è l'insieme delle strutture organizzative ed informatiche che automatizzano i flussi informativi dei servizi medici primari e dei servizi di supporto di una azienda ospedaliera. Il SIO è formato da tre aree applicative: una amministrativa, una direzionale e una clinicosanitaria. Area clinico sanitaria: si divide in 4 livelli.

4 1) Sistemi di front-end. Sistemi che permettono di gestire il flusso di informazioni che vanno dal paziente alla struttura interna dell'ospedale. Gestione degli inpatient (accessi ai reparti di degenza ordinaria e day hospital) e degli outpatient (pazienti ambulatoriali). L'area di front end comprende i seguenti sistemi: -CUP, centro unico prenotazioni. È ciò che utilizziamo per prendere una visita ambulatoriale dentro l'ospedale. -ADT, permette di gestire le informazioni del paziente ricoverato. Accettazioni, dimissioni, trasferimento. Gestisce i pazienti in ricovero, le liste di attesa e le attività di prericovero. -PS, pronto soccorso. 2) Sistemi dipartimentali. Sono i sistemi utilizzati da tutti gli operatori all'interno dell'ospedale. Gestiscono i servizi rivolti ai pazienti sia dal lato clinico sia dal lato amministrativo. Gestiscono e realizzano l'interfaccia tra le apparecchiature biomediche utilizzate per erogare prestazioni diagnostiche, terapeutiche o riabilitative. Includono i seguenti servizi: -RIS/PACS, immagini diagnostiche. -LIS, il laboratorio, unico centro in tutto l'ospedale che gestisce le informazioni provenienti dal laboratorio. -REP, gestisce le informazioni dei reparti, unico sistema centralizzato. -AP, anatomia patologica. 3) Servizi trasversali. Sono servizi utilizzati dagli altri moduli applicativi per completare i processi operativi in cui sono coinvolti. Fanno parte dei servizi trasversali i seguenti servizi: -Gestiscono le prescrizioni quindi la generazione di prescrizioni di farmaci. Sistema centralizzato. -Gestiscono gli ordini. Unico sistema che gestisce gli ordini a cui accede il medico. Centralizzato dalla struttura ospedaliera. -Gestiscono le prenotazioni. 4) Cartella clinica elettronica. Gli ospedali hanno due tipologie di cartelle cliniche, una ambulatoriale che gestisce le informazioni riferite alle visite in ospedale. L'altra gestisce informazioni legate al ricovero del paziente. 26 maggio 2017, esercitazione, PROGETTAZIONE CONCETTUALE Oggi parleremo di basi di dati e della progettazione concettuale di basi di dati (modello entità relazione). Che cos'è un dato?il dato è una rappresentazione originaria, non interpretata, di un evento o di un fenomeno effettuata attraverso simboli legati a un supporto. Siamo noi che dobbiamo dare una interpretazione. Un dato è associato a una rappresentazione. L'informazione nasce quando diamo un significato a quella rappresentazione. L'informazione deriva da un insieme di dati che sono stati sottoposti ad un processo di interpretazione che li ha resi significativi per il destinatario. Noi ci occupiamo di come rappresentare l'informazione associata a un dato. Una base di dati è una collezione di dati utilizzati per rappresentare le informazioni di interesse per un sistema informativo. Basi di dati non è solo una collezione di dati messi a caso. Ma è una collocazione particolare per l'informazione che ci interessa. In molte applicazioni i dati hanno caratteristiche più stabili rispetto ai processi e alle procedure che operano su di essi. Una procedura, sostituendo la precedente, eredità da essa i dati su cui operare. DBMS= data base management system. Non è solo un sistema di archivio ma di gestione. Devo essere in grado di accedere ai dati, manipolarli e condividerli. Devono garantire affidabilità, efficacia, efficienza e privatezza. MODELLI di DATI:

5 Il modello del dato è qualcosa che vogliamo costruire. È un insieme di concetti utilizzati per organizzare i dati di interesse e descriverne la struttura in modo che essa risulti comprensibile ad un elaboratore. Ci si chiederà di progettare dei modelli di dati. Risponde alla domanda come organizzare i dati. Qual è il modello di dati più efficace che posso progettare? Ha a che fare con la loro organizzazione. Diverse applicazioni hanno bisogno di modelli di dati differenti. Bisogna capire la necessità del problema e in base a queste necessità progettare il modello di dati adeguato. Il modello più diffuso è il modello relazionale perché mette in relazione delle informazioni. Si rappresenterà con una tabella. Ogni tabella è un modello relazionale di dati. La tabella è la rappresentazione più naturale del modello relazionale. SCHEMA: parte sostanzialmente invariante nel tempo costituita dalle caratteristiche dei dati. Lo schema per esempio è: docenza (nome, cognome, corso). Docenza è il "titolo" della tabella e ciò che sta nella parentesi sono le colonne della tabella. È uno schema generale. ISTANZE: valori effettivi che un certo dato o una certa relazione assume (parte variabile nel tempo). Sono concetti astratti che trovano una collocazione pratica. Nel momento in cui definiamo lo schema, vogliamo una collocazione effettiva dello schema. Quindi parliamo di diversi livelli di astrazione per gli schemi di un DBMS. Partiamo da un livello più astratto per arrivare a uno più concreto. 1- Lo SCHEMA LOGICO è quello che definisce la descrizione dell'intera base di dati per mezzo del modello logico adottato dal DBMS. C'è uno schema logico, astratto che dice quale dato deve parlare con quale altro dato. 2- Lo SCHEMA INTERNO è la rappresentazione dello schema logico per mezzo di strutture fisiche di memorizzazione. (Aspetti tecnologici). 3- Lo SCHEMA ESTERNO è quello che chi usa la base di dati usa dall'esterno. Costituisce la descrizione di una porzione della base di dati di interesse per mezzo del modello logico (ad esempio schema esterno relativo ad un utente, views, o tramite autorizzazione di accesso) L'architettura a livelli garantisce: -INDIPENDENZA FISICA: capacità di astrarre completamente dai meccanismi di gestione dei dati (allocazione fisica dei file sui dispositivi di memorizzazione) -INDIPENDENZA LOGICA: capacità di offrire una visione dei dati differente dad utenti differenti. DBMS sono ben più d un archivio. Permettono di considerare i dati come una risorsa comune. Forniscono un modello comune unificato e preciso dalla parte del mondo reale di interesse. Unico gestione di database. È possibile un controllo centralizzato dei dati. Permette di ridurre ridondanze e inconsistente. L'indipendenza dei dati favorisce lo sviluppo di applicazioni flessibili. I data base sono anche costosi e spesso difficili da gestire e forniscono una serie di servizi che sono necessariamente associato ad un costo. PROGETTARE UNA BASE DI DATI A partire dai requisiti che mi vengono dati arrivo ai prodotti della progettazione attraverso degli step incrementali. Ho tre passaggi: 1. PROGETTAZIONE CONCETTUALE. A partire dai requisiti bisogna progettare, delineare lo schema dei dati ancora astratto e della loro progettazione. 2. PROGETTAZIONE LOGICA che farà il modello logico 3. PROGETTAZIONE FISICA che farà il modello fisico.

6 La progettazione concettuale traduce i requisiti in un modello. In base ai requisiti e alle finalità si progetta il modello concettuale che contiene informazioni sui dati e sulla loro relazione. Ha come obiettivo la traduzione dei requisiti in una descrizione formale ed indipendente dalle scelte relative alla realizzazione fisica. Lo schema concettuale è basato sul modello concettuale. Il modello concettuale permette di descrivere l'organizzazione dei dati ad un livello alto di astrazione, senza tener conto degli aspetti implementativi, rappresenta il CONTENUTO INFORMATIVO DEI DATI. Il passaggio successivo è la progettazione logica. Consiste nella traduzione del modello concettuale in termini del modello di rappresentazione dei dati adottato dal sistema di gestione di basi di dati a disposizione. Passare dallo schema concettuale allo schema logico è un passaggio che deve seguire una serie di istruzioni. Non cambio il modello concettuale e lo traduco in modello logico. Se c'è qualcosa che non va torno indietro, cambio il modello concettuale e poi ritorno alla progettazione logica. Lo schema logico deve essere coerente con la progettazione concettuale. Se desideriamo cambiare il modello dobbiamo cambiare il modello concettuale. Le scelte progettuali in questa fase si basano su criteri di ottimizzazione delle operazioni da effettuare sui dati. Solo alla fine c'è la progettazione fisica. La progettazione fisica produce lo schema concettuale logico e fisico. Lo schema logico viene completato con la specifica dei parametri fisici (organizzazione dei file e degli indici) MODELLO ENTITÀ RELAZIONE È un modello concettuale. È un modello con cui creiamo una progettazione concettuale dei dati. Il modello entità relazione si costituisce di entità e di relazione. Questo modello crea delle entità e crea delle relazioni fra queste entità atte a rispondere ai requisiti della progettazione della base dei dati. Spiega cosa deve essere posto in relazione. Ha una rappresentazione grafica. Non si preoccupa della relazione fisica, schematizza in termini di entità e di relazioni. Scopo del modello entità relazione è permettere la descrizione dello schema concettuale di una situazione reale senza preoccuparsi dell'efficienza o della progettazione del database fisico. Una volta che questo schema è pronto si può tradurre in schema logico. ENTITÀ: elemento base del modello E-R. Per esempio può essere musicista, elemento base della classe concerto. L'entità rappresenta classi di oggetti che hanno caratteristiche comuni. Può riguardare oggetti fisici o astratti. Le entità si rappresentano con dei rettangoli. Su questo rettangolo sono innestate delle palettine che identificano una serie di proprietà detti ATTRIBUTI. Per esempio il musicista può essere descritto da nome, cognome, data di nascita, strumento. Sono tutti unici a parte strumento. Possono essere più di uno. Anche gli attributi possono avere una certa molteplicità. Il DOMINIO di un attributo è l'insieme dei valori che un attributo può assumere. Un'occorrenza o ISTANZA di un'entita è un oggetto della classe. Un elemento fondamentale è che ci sia la possibilità di identificare in modo univoco tutte le realizzazioni dell'entità. Attributo semplice: ha un unico valore atomico di un certo tipo di dato. Attributo composto: composto da più attributi atomici correlati. CARDINALITÀ DELL'ATTRIBUTO: ciascun musicista ha un solo nome quindi la cardinalita è (1;1) perché può assumere al minimo un valore e al massimo 1. Può suonare anche più uno strumento quindi la cardinalita è (1,n) è almeno uno ma può essere più di uno. Se l'indirizzo è facoltativo la cardinalita dell'indirizzo è (0,1). (Attributo opzionale). È fondamentale che qualunque base di dati preveda un identificatore. In modo che ciascuna entità sia identificata in maniera univoca qualunque sia la loro realizzazione. Dobbiamo trovare un identiifcatire. Cioè una modalità per capire se due realizzazioni uguali rappresentano la stessa entità (duplicato) oppure sono due entità diverse. Non sono ammessi duplicati. La combinazione nome cognome non può essere usato come identificatore perché ci può essere omonimia. L'identificatore

7 può essere un attributo o una combinazione di attributi. Alla peggio l'identificatore è l'intersezione di tutti gli attributi. L'identificatore deve essere definito in modo che non ci siano ambiguità. Può essere composto da più attributi. La scelta dell'identificatore di entità deve essere indipendente dalla particolare estensione (dal campione di dati che abbiamo a disposizione) e deve valere per tutte le possibili estensioni dell'entità. Il solo nome del corso non può essere identificatore di un corso di laurea. Quindi combino i due attributi nome e università. Minimo un identificatore ma posso anche averne più di uno. Se non si riesce a trovare una combinazione adatta di attributi di un'entità per formare un identificatore vanno rivisti i requisiti. RELAZIONE: è una associazione che collega più entità tra di loro. Di solito delle relazioni sono azioni. Anche le relazioni avranno le loro cardinalità. Le cardinalità delle relazioni sono diverse dalle cardinalità degli attributi. Prima avevamo posto strumento come attributo ma lo possiamo mettere come entità. La relazione è definibile con la teoria degli insiemi. Musicista e i suoi attributi ha un insieme di valori, lo strumento con i suoi attributi ha una serie di valori. Ho una serie di combinazioni possibili tra questi valori. La relazione è sottoinsieme del prodotto cartesiano, di tutte le possibili coppie. La relazione collega solo alcune delle coppie possibili. Questa relazione ha due cardinalità. Una che parte da musicista e arriva a strumento, una che parte da strumento e arriva a musicista. La relazione è un sottoinsieme del prodotto cartesiano. Un'associazione non può avere elementi uguali. Ogni associazione mette in relazione un elemento di un insieme con un elemento dell'altro insieme. Cardinalità delle relazioni: anche per le associazioni si esprime un'indicazione della cardinalità (indica quante volte un elemento di un'entità può essere in relazione con gli elementi di un'altra entità). La cardinalità minima della partecipazione definisce i vincoli di partecipazione. C'è un vincolo: un musicista deve suonare almeno uno strumento. Invece dall'altra parte non c'è un vincolo, quindi la cardinalità minima è zero. Anche le relazioni possono avere un attributo. Posso anche avere anche una relazione dell'entità con se stessa. Per esempio un musicista può suonare con un altro musicista. È una RELAZIONE RICORSIVA perché torna sulla stessa entità. Visto che un musicista può suonare con un altro musicista o da solo la relazione è parziale. È anche una relazione simmetrica perché la cardinalita è uguale prima e dopo la relazione. Una relazione ricorsiva asimmetrica può essere persona genitore di. Posso avere anche relazioni tra più di due entità. Entità deboli: un'entita è debole perché ha bisogno di un'altra entità per essere identificata completamente. L'identificatore dell'entità debole è formato dall'identificatore dell'entità a cui è collegata e da eventuali attributi dell'entità debole. La partecipazione dell'entità debole all'associazione che la lega all'entità che la identifica deve essere (1,1). GENERALIZZAZIONI: rappresentano i legami logici tra un'entità E detta genitore e uno o più entità dette figlie. L'entità genitore è una generalizzazione delle entità figlie, le entità figlie sono una specializzazione dell'entità genitore. Per esempio medico è l'entità genitore e medico primario è l'entità figlia. Valgono delle proprietà: -Ogni occorrenza dell'entita figlia è anche occorrenza dell'entita genitore. -Ogni proprietà dell'entita genitore è anche proprietà dell'entita figlia. Una generalizzazione è detta totale se ogni occorrenza dell'entita genitore è un'occorrenza di almeno una delle entità figlie altrimenti è detta parziale. Una generalizzazione è detta esclusiva se ogni occorrenza dell'entità genitore è al più un'occorrenza di una delle entità figlie. Altrimenti è sovrapposta. Cardinalità massime: identificano classi di relazioni importanti. Le relazioni binarie possono essere: uno a uno, uno a molti, molti a molti.

8 Le cardinalità delle relazioni sono già dei vincoli. Una cardinalità può assumere una o oiu relazioni. Ci sono anche dei vincoli che non si possono rappresentare in maniera codificata. Sono le BUSINESS RULES. Sono le regole aziendali. Sono regole valide all'interno della base di dati che stiamo considerando. Costrutti che esprimono delle regole del particolare dominio apllicativo che stiamo considerando e che devono essere rispettate dal modello concettuale. In particolare si parla di vincoli di integrità se le regole devono o non devono essere rispettate. Vengono espressi sotto forma di asserzioni. Per esempio il primario di un reparto deve afferire a quel reparto. Se un concetto ha proprietà significative e/o descrive classi di oggetti con esistenza autonoma è opportuno rappresentarlo come un'entità. Se un concetto ha una struttura semplice e non possiede proprietà rilevanti associate è opportuno rappresentarlo come attributo di un altro concetto a cui si riferisce. Se sono state individuate due o più entità e nei requisiti compare un concetto che le associa, questo concetto può essere rappresentato da una relazione. Per esempio il concetto di viisita. Se un paziente viene visitato da un medico ci verrebbe naturale unire dalla relazione visitare. Ma è troppo semplice. Perché un paziente può essere visitato più volte. Inoltre la visita è associata a un certo numero di elementi, data, referto,... quindi vista è meglio rappresentarla come entità. Se uno o più concetti risultano essere casi particolari di un altro, è opportuno rappresentarli per mezzo di una generalizzazione. PATTERN DI PROGETTO sono delle tipologie di parti dello schema di progetto. -Il pattern più elementare identifica le entità. Pattern che comprendono l'identificazione di un'entità. -pattern che coinvolgono relazioni: relazioni di tipo parte di. Rappresentazione di un'entità che è parte di un'altra entità. Per esempio una camera l'interno di un reparto. Poi ci sono relazioni del tipo istanza di. Occorrenze di un'entità istanze di occorrenze di altre entità. L'identificazione del volo reale avviene attraverso la data e esternamente al volo di cui è istanza. Il volo per esempio è un'istanza del tipo di volo ma ha un'istanza particolare che dice della partenza effettiva, il ritardo, il numero di passeggeri a bordo,... le due entità hanno attributi diversi. Posso dividere il volo tra volo passato e volo futuro. -relazioni molti a molti per descrivere un concetto che lega altri due concetti. Come nel caso di visita anche nel caso di sostenimento di un esame posso trasformare una relazione in una entità. -definizione di ruoli e compiti. -creazione di una storicizzazione tra le relazioni. La soluzione è creare due entità con gli stessi attributi: una rappresenta il concetto di interesse con le informazioni attuali, l'altra la versione storica. (Per esempio volo attuale e volo passato). Oppure si rappresenta separatamente i dati correnti e i dati storici e si introducono opportuni attributi per specificare gli intervalli di validità delle informazioni. Un medico può essere impiegato in un ospedale o può non essere più impiegato. 31 maggio 2017, la CARTELLA CLINICA ELETTRONICA (CCE) Che cosa si intende per cartella clinica elettronica, quali sono gli standard da rispettare per progettarla, che tipo di documenti contiene. Dove si inserisce la CCE nello schema del sistema informativo ospedaliero? Cartella clinica elettronica aziendale (cioè della azienda ospedaliera). Non si parla di una sola CCE ma ce ne sono due. Quella verde che è CARTELLA CLINICA DI RICOVERO e quella rossa che è la CARTELLA CLINICA DI AMBULATORIO. Questi due sistemi elettronici vengono trattati in maniera separata. A seconda se stiamo trattando di informazioni relative al ricovero del paziente o di informazioni relative al passaggio del paziente per ambulatori ospedalieri.

9 Definizione: La cartella clinica è un documento ufficiale (quindi bisogna stare molto attenti alle informazioni che stanno all'interno) che ha valenza legale (per esempio se un paziente denuncia l'ospedale tutti i documenti che stanno nella cartella clinica si possono utilizzare a livello legale). Quindi bisogna stare attenti anche alle informazioni che non vengono scritte nella cartella clinica. Se omettiamo informazioni importanti può essere un problema come può essere un problema se scriviamo informazioni non corrette. Nelle varie fasi di progettazione il problema principale è capire che informazioni inserire. È un documento ufficiale che deve raccogliere in maniera organica le informazioni. Le informazioni devono parlare tra di loro. La raccolta delle informazioni deve essere divisa in "capitoli". Deve raccogliere le informazioni in maniera funzionale sulla storia clinica di un assistito, cioè deve essere in grado di curare al meglio il paziente. FUNZIONI DELLA CARTELLA CLINICA 1) fornire una base informativa, deve essere qualcosa da cui attingo per avere informazioni sullo stato di cura del paziente. Deve documentare: il quadro clinico, le diagnosi e le terapie realizzate durante la degenza, i risultati conseguiti. 2) deve consentire la tracciabilità delle diverse attività svolte. Cioè in ogni momento devo essere in grado di capire chi ha fatto cosa, quando (cronologia delle azioni) e come ha portato avanti queste azioni. Informazioni legate a degli agenti, bisognerà riuscire a trattare i tempi, bisognerà capire come inserire le azioni. 3) strumento che facilita l'integrazione di competenze multiprofessionali. (Interoperabilità). Quindi la cartella clinica deve aver codificato le informazioni in modo che siano capibili da qualsiasi persona che vi accede. Knowledge base, bagaglio di informazioni che noi uomini conosciamo e che dobbiamo trasmettere al computer in modo che se scrivo mal di testa e scrivo cefalea il computer capisca che sia la stessa cosa. Una soluzione di queste probelmatiche è scrivere diagnosi non in testo naturale ma di tradurre questo testo con un codice univoco che viene preso da un vocabolario standardizzato di codici medici. Al posto del termine compare il codice univoco. 4) fonte di informazioni su statistiche dell'ospedale. La cartella clinica elettronica deve soddisfare tutti i requisiti della cartella clinica cartacea. Quindi le funzioni sono le stesse. I dati però sono stati digitalizzati. Non vuol dire mettere in digitale ciò che prima era cartaceo (tipo trasformando in PDF ciò che avevamo in carta). Vogliamo un set di informazioni armonizzate tra di loro, quindi se trasformiamo in PDF non riusciamo a capire la relazione tra una azione e l'altra, inoltre non abbiamo preso in considerazione la variabile tempo. Passare da cartella cartacea a quella elettronica non è solo scansionamento di documenti cartacei. Bisogna costruire dietro tutta la struttura. 1) CARTELLA CLINICA DI RICOVERO (o di reparto) Definizione: è un fascicolo nel quale si raccolgono i dati anamnestici (cioè tutta la storia medica pregressa del paziente) riguardanti il paziente ricoverato e i dati giornalieri sul decorso della malattia. Nella compilazione della cartella devono risultare per ogni ricoverato le generalità complete, la diagnosi di entrata, l'anamnesi famigliare e personale, l'esame obiettivo, gli esami di laboratorio e statistici, la diagnosi, la terapia, gli esiti e i postumi. 2) CARTELLA CLINICA AMBULATORIALE È definita come il fascicolo nel quale sono registrate le informazioni relative all'insieme degli episodi ambulatoriali afferenti ad un determinato percorso. Gli eventi di cui si tiene traccia sono gli eventi che vengono riportati durante la visita ambulatoriale del paziente. Anche qui c'è l'anamnesi del paziente, la diagnosi, le rilevazioni, le azioni terapeutiche avviate e il consiglio della terapia prescritta.

10 Perché sono due diverse? Le dimensioni delle due cartelle cliniche non sono le stesse. Mi aspetto che la cartella clinica ambulatoriale sia più semplice rispetto a quella ospedaliera. Il tutto si esaurisce nella visita ambulatoriale. C'è un numero minore di informazioni. La cartella clinica di ricovero invece deve acquisire informazioni in maniera puntuale mano a mano che avvengono su un arco temporale più lungo e con numerosità maggiore. Gli eventi sono più numerosi durante un ricovero in ospedale rispetto a una visita ambulatoriale. Inoltre i dati sono diversi. Una cartella clinica ambulatoriale contiene soprattutto scritti, invece in quella di ricovero ci sono immagini, scritti, video, dati numerici,... Non si può progettare una CCE partendo dal proprio buon senso perché ci sono degli standard da seguire. Ci sono degli standard in vigore nella regione Lombardia su come progettare la cartella clinica cartacea e elettronica. Requisiti: -Rintracciabilità: cosa, quando e chi. -Chiarezza: il testo deve essere chiaramente leggibile e comprensibile (tendenzialmente un testo scritto in CCE è più leggibile di uno scritto a mano dal medico). -Accuratezza: deve avere tutte le informazioni scritte in maniera accurata, cioè con tutto ciò che mi serve per capire la terapia o l'evento scritto -Veridicità: la cartella clinica ha valenza di tipo legale. Su qualsiasi documento legale se c'è qualcosa di scritto non si può cancellare con la gomma ma bisogna tracciare una riga sopra. E chi traccia la riga deve siglare garantendo di essere stai lui a cancellare. Nella CCE è necessario che ci sia un modo per tener traccia di ciò che è stato fatto e cancellato. -Pertinenza: informazioni correlate con le esigenze. -Completezza: un ricovero, una cartella clinica. Una cartella clinica si apre nel momento del ricovero, viene chiusa nel momento della dimissione. A un nuovo ricovero ci sarà una nuova cartella clinica. Ciclo di vita della cartella clinica: quando viene aperta e generata e quando viene chiusa. In entrambi i casi, sia per ambulatorio che in reparto la cartella clinica si apre con l'accettazione del paziente. Il percorso della cartella clinica di reparto è più lungo perché c'è una parte di inquadramento clinico cioè la parte che serve al medico per poi capire la sua diagnosi. L'inquadramento clinico può anche portare via delle settimane (potrebbe fare degli esami per valutare la diagnosi e la cura). Vanno memorizzati tutti questi esami. STRUTTURA DELLA CCE DI RICOVERO La strutturazione della cartella clinica di ricovero è standard. Le cartelle cliniche sono strutturate secondo la medesima architettura in tutti gli ospedali d'italia. La CCE è divisa in sezioni: A)inquadramento clinico: apertura del ricovero, cosa ho conosciuto del paziente durante l'accettazione B) processo di cura, informazioni legate a cosa ho fatto per curare il paziente durante la degenza C) chiusura del ricovero, informazioni che devo riportare quando dimetto il paziente D) documenti allegati (esami che ho fatto). A)Inquadramento clinico: raccolta di informazioni che ho dalla prima vista del paziente al suo ricovero. -Storia anamnestica. Devo conoscere i dati sanitari del paziente, deve contenere anche una anamnesi famigliare (ci sono malattie ereditate o posso capire se il paziente è a rischio di determinate malattie), anamnesi personale remota (quali sono i disturbi che in passato ha sofferto il paziente), anamnesi personale recente (motivo per cui è in ospedale in quel momento,

11 sintomatologia al momento del ricovero). Tutto questo serve per inquadrare il caso del paziente tendendo conto anche dei fattori socio culturali del paziente (per esempio se fuma, se ha una dieta regolare, lavora in una fonderia...). -Esame obiettivo: viene fatto da medico che visita la prima volta il paziente. -Piano diagnostico terapeutico previsto: il medico manda in reparto con una previsione di una terapia. -Eventuali terapie in corso prima del ricovero: se il paziente è cardiopatico ma non viene ricoverato per questo, il paziente dovrà comunque seguire la sua terapia pregressa. -Reazioni avverse: devo tener conto se la terapia che ipotizzo non va contro ciò che sta già assumendo. -Valutazione infermieristica del paziente all'ingresso: all'atto del ricovero ospedaliero c'è anche una visita da parte del personale infermieristico che valuta l'autonomia del paziente, se è un paziente a rischio di caduta, se è malnutrito,... serve per capire come gestire il carico di lavoro del personale infermieristico. B)Pianificazione del processo di cura -Procedure diagnostiche. Chi ha prescritto, che cosa ha prescritto, quando ha prescritto quando ha eseguito, quando sono arrivati i risultato -Procedure terapeutiche -Procedure riabilitative -diario clinico, diario infermieristico e diari di alte figure professionali: è un tipo di documento che viene riempito giornalmente. Conterrà gli eventi principali che vengono fatti al paziente giorno per giorno. Si inseriscono sintomi, segni clinici ed eventuali complicanze. Informazioni legate al cambio di terapia,... Stato di dolore del paziente, se è agitato, se ha secrezioni respiratorie,... È un set di item (entità) in cui però bisogna tener traccia anche dell'ora in cui l'infermiere ha registrato questa informazione. Quindi bisogna tener conto del cosa ma anche del quando. Conduce al l'aggiornamento della lista dei problemi attivi e passivi ed alla conseguente ripianificazione diagnostico-terapeutica. -foglio unico di terapia farmacologica documento in cui tengo traccia dei farmaci somministrati al paziente. È un unico documento, non c'è un foglio per ogni farmaco. Tutta la terapia farmacologica deve essere messa in un unico foglio. Devo tener traccia anche se la terapia é stata somministrata o no. È molto importante perché oltre a sapere qual è il farmaco devo sapere se effettivamente il paziente ha preso quel farmaco. Bisogna cerchiare sul foglio unico di terapia la dose del farmaco che non è stato somministrato e il motivo per cui non è stato somministrato. Se viene somministrato ci deve essere la firma del responsabile di somministrazione. Il foglio unico di terapia deve essere firmato dal medico prescrittore e dal personale infermieristico nei tre turni. C) Chiusura del ricovero -Lettera di dimissione -SDO: scheda di dimissione ospedaliera. Contiene la diagnosi, gli interventi chirurgici, se è stato trasferito in un altro reparto o in un altro ospedale. C'è una colonna con un codice. La difficoltà nella compilazione della SDO è recuperare i codici. La SDO serve all'ospedale per essere rimborsato per tutte le procedure che sono state fatte sul paziente. La regione deve sapere che tipo di operazioni sono state fatte sul paziente. La regione per rimborsare l'ospedale controlla i codici. A un determinato codice corrisponde un determinato intervento. Questi codici sono presi da terminologie mediche standard in particolare nella SDO vengono presi i codici del ICD9. Contiene la lista codificata di tutte le possibili malattie e degli interventi terapeutici. È spesso difficile trovare esattamente il codice che descrive l'intervento sul paziente. D) Documenti allegati

12 SICUREZZA E PRIVACY DEL DATO CONTENUTO NELLA CARTELLA CLINICA Per poter sviluppare e poi usare la CCE le infrastrutture ospedaliere devono assicurare la sicurezza e la privacy che si ottengono garantendo i seguenti 4 requisiti: -identity management: applicazione che permette di controllare chi sta accedendo alla cartella clinica. Permette di associare a diverse tipologie di utenti, diversi contenuti della cartella clinica. Riesco a stabilire varie figure con diritto di accesso diversi. -riservatezza: la cartella clinica elettronica deve garantire la riservatezza del dato. Devo fare in modo che il dato non sia visibile alle persone non autorizzate. -integrità dei dati: devo far in modo che il sistema blocchi la modifica accidentale dei dati. Oppure la trascrizione da parte di un altro medico, sovrascrizione. La firma digitale e la conservazione si inseriscono sul tema della integrità dei dati proprio in quanto entrambi permettono di assicurare il principio di autenticità, di non ripudio e di opponibilità a terzi di un documento firmato elettronicamente. -disponibilità del dato: devo poter accedere in qualsiasi momento al dato. Ci devono essere dei server secondari che controllano il dato quando il server principale non funziona. Prevenzione dell'inaccessibilità al momento della richiesta. BUSINESS CONTINUITY. La cartella clinica contiene dati provenienti da ambienti diversi, devo garantire che tutti gli ambienti si scambino in maniera opportuna i dati tra di loro. Inoltre c'è un problema di tempistica. I dati arrivano in tempi diversi. Come gestire un asse dei tempi che varia continuamente? Devo avere un sistema che deve memorizzare i dati immessi in maniera molto frequente ma con frequenza diversa. C'è un problema di vista: vorrei avere visibili le informazioni che interessano a me medico, non mi intersssno le informazioni che servono all'infermiere. Se ho troppe informazioni non capisco niente. Vorrei solo le informazioni che mi interessano. Problematica di dati eterogenei: dati di testo, dati numerici, segnali, immagini, filmati. Il sistema deve poter gestire dati che hanno formato diversi uno dall'altro. 1 giugno 2017, GLI STANDARD NELL'ICT PER LA SANITÀ DIGITALE, HL7 Standard applicati nel mondo dell'informatica, dell'elettronica e delle telecomunicazioni. Lo standard o norma tecnica è un insieme di regole, definizioni e specifiche tecniche per la realizzazione di tecnologie fra loro compatibili e interoperabilità, che siano componenti hardware, software o infrastrutture di rete. Gli standard si creano in tutti i campi in cui c'è una eccessiva diversificazione. Se ci sono modi diversi per risolvere un determinato problema nasce lo standard. Se non ci fosse uno standard ci sarebbe inefficienza. Queste specifiche tecniche sono di applicazione volontaria. Non è una legge. Sono elaborate attraverso il consenso delle parti interessate. Lo standard nasce da un'esistenza di definire di comune accordo quali sono le specifiche che tutti dovrebbero eseguire e sono basate su evidenze dell'esperienza. Due categorie di standard in ambito sanitario: 1) standard per messaggistica, scambio di dati e informazioni. Sono standard che permettono a sistemi e organizzazioni differenti di scambiarsi messaggi e dati grazie alla standardizzazione del formato, della struttura e del tipo di dati trasmessi nel messaggio o più in generale scambiato tra le parti. Vedremo HL7 (interoperabilità nei messaggi) e DICOM (immagini diagnostiche).

13 2) dizionari standardizzati che contengono tutti i termini medici. Sono dei dizionari che forniscono i codici associati in maniera univoca ai concetti clinici. A livello internazionale utilizzo il vocabolario che si chiama SNOMED (ogni termine ha un codice univoco per tutto il mondo) per i termini clinici e ICD per le malattie. Esiste anche l'umls. Come viene generato uno standard 1) metodo ad hoc: specifico per un problema. Esempio DICOM, che è uno standard che serve per la gestione delle informazioni legate alle immagini diagnostiche. Quindi è un settore molto ristretto. Un gruppo di persone e organizzazioni si accordano in maniera informale su delle specifiche standard che si riferiscono a un dominio applicativo specifico. 2) metodo de facto: cioè con il passare del tempo è diventata prassi comune una certa cosa. Lo standard ha messo nero su bianco una prassi che già tutti stavano seguendo. 3) metodo de iure: standard che viene generato e imposto da agenzie governative. Per esempio l'agenzia per l'italia digitale ha emanato diversi standard per la digitalizzazione (per esempio la digitalizzazione della pubblica amministrazione). 4) metodo del consenso: cioè varie persone (sia fisiche che in rappresentanza di enti) decidono che è necessario definire uno standard. Si creano comitati che uniscono persone disparate e definiscono il problema e la soluzione del problema. È la metodologia più classica. Fasi che portano allo sviluppo di uno standard: 1) FASE DI IDENTIFICAZIONE: definire qual è il problema a cui voglio riferirmi. Identificazione delle esigenze e delle finalità di cui dovrà occuparsi lo standard. 2) FASE DI CONCETTUALIZZAZIONE: si definisce come le problematiche che sono affrontate nello standard verranno risolte e viene deciso come verrà generato lo standard. 3) FASE DI DISCUSSIONE: si creano le specifiche dello standard e si pubblica la sua bozza. Alla bozza si arriva alla fine di una serie di riunioni e discussioni tra i gruppi che stanno generando lo standard. Le decisioni vengono prese su base maggioritaria tramite votazione. (Ogni componente del gruppo è un voto) 4) FASE DI PRIMA IMPLEMENTAZIONE: cosa vuol dire implementare uno standard? Lo standard non è campato per aria, devo mandare in giro ai costruttori la bozza dello standard. Viene richiesto al costruttore un feedback. 5) FASE DI ADOZIONE: lo standard viene adottato da tutte le industrie del settore. 6) FASE DI CERTIFICAZIONE: in alcuni casi vengono generati processi di certificazione in cui una autorità certificatoria verifica che il software o in generale il processo di cui si occupa lo standard siano conformi allo standard. Verifica dello standard: 1) conformità: chi ha realizzato quel prodotto ha fatto dei test interni alla azienda e ha detto che il prodotto è conforme allo standard. 2) certificazione: il prodotto è conforme e questa conformità è garantita da una autorità super partes. Ci sono tre organizzazioni che generano standard: 1) ISO: international standards organisation. Crea e approva standard per la sanità digitale a livello internazionale. 2) CEN, è a livello dell'unione europea. 3) ANSI, standard a valenza solo sul territorio americano. Standard HL7: applicazioni ed esempi di interoperabilità in informatica medica

14 Utilizzo dell'hl7 per standardizzare lo scambio di messaggi. All'interno del SIO ci sono tante parti che devono parlarsi tra di loro. Quindi devo fare in modo che le informazioni arrivino al destinatario e che il destinatario le capisca. Lo scambio di informazioni all'interno dell'ospedale non è banale perché ognuno ha applicativi sviluppati in maniera diversa. Possono avere piattaforme tecnologiche diverse e linguaggi di sviluppo diversi. Quindi è necessario uno standard, c'è troppa variabilità. Questa grossa variabilità si chiama interoperabilità. Interoperabilità: la capacità di due o più sistemi o componenti di scambiare le informazioni e usare l'informazione che è stata scambiata. Per utilizzare una informazione, la devo capire nella maniera giusta. Messaggistiche da a a b. Supponiamo di avere solo due sistemi, la cosa è semplice, creo una interfaccia che li faccia parlare. Se invece ne devo far parlare 4 il numero di interfacce specifiche esplode in maniera esponenziale. Si utilizza un unico standard che definisce come devono essere fatti i messaggi. HL7 è un motore di scambio di messaggi. Ciascun nodo della rete parla con il nodo centrale il quale interpreta il messaggio che arriva e lo manda al destinatario opportuno. Quindi il numero di interfacce che devo fare è minore. Quando parlo di interoperabilità ho una medaglia con due facce: 1) SINTATTICA. È riferita alla struttura, è l'equivalente delle regole grammaticali nel linguaggio parlato. 2) SEMANTICA, relativo al significato del messaggio, al contenuto; l'equivalente di un dizionario. Esempi di standard semantici sono SNOMED CT, LOINC, ISO,... Senza interoperabilità semantica le informazioni possono essere scambiate ma non c'è la certezza che il ricevitore possa comprenderle. Alcuni esempi di standard di interoperabilità: 1) scambi per la messaggistica e lo scambio di dati: questi standard permettono lo scambio di messaggi e dati tra le varie strutture/servizi sanitari poiché hanno codificato (=standardizzato) il formato, la struttura e il tipo di dati che sono stati tramsessi in tali messaggi. Di questa categoria fanno parte lo standard HL7 usato per i messaggi legati alle procedure cliniche e amministrative e lo standard DICOM per le immagini diagnostiche. 2) terminologie standard: sono dei dizionari che forniscono codici associati in maniera univoca ai concetti clinici. Esempi sono SNOMED (termini clinici) e ICD (malattie). Chi ha creato HL7? È un caso di standard creato da consenso, comizio con sia rappresentanti del mondo dell'industria, sia chi si occupa del mondo informativo ospedaliero, sia ricercatori clinici. HL7=health level 7. Va a standardizzare il livello numero 7 del modello OSI, open system interconnection. Chi ha modellato le applicazioni di tipo informativo ha diviso il processo in 7 livelli. Il livello 1 è la applicazione fisica dei nodi della rete, fisica significa avere i fili. Il livello 7 è quello applicativo, cioè un software che fa comunicare tra loro i nodi all'interno della rete. Quindi HL7 si occupa solo dell'ultimo livello. Definisce i messaggi che possono essere scambiati fra tutti i modi della rete. Non possono essere scambiati tutti i messaggi. Inoltre definisce come devono essere costruiti questi messaggi. Tutto sempre in ambito sanitario. L'HL7 contiene varie regole. Noi vedremo la parte che si occupa della messaggistica che si chiama V2.x (nell'hl7 c'è anche la struttura della cartella clinica per esempio ma noi consideriamo la messaggistica). Si occupa di standardizzare una applicazione ma non è una applicazione, non è una base di dati, non è un router, non è un sistema operativo. È un tomo fatti da tanti capitoli che mi dice come costruire il messaggio. È una specie di libreria. Ogni capitolo porta delle regole specifiche su determinati argomenti.