Sistemas de telemedicina y teleasistencia basado en estándares abiertos y software libre para entornos residenciales

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Las soluciones de asistencia sanitaria a domicilio se están convirtiendo en una respuesta a la necesidad de controlar los costes sanitarios derivados tanto del progresivo envejecimiento de la población como del incremento del número de pacientes con enfermedades crónicas. Las mejoras realizadas en las tecnologías de la información y comunicaciones (TIC) han ayudado al gran avance experimentado en los ultimos años en el desarrollo de soluciones de telemedicina y teleasistencia. Integrar a los principales actores en el cuidado a domicilio de esas personas es clave para un ofrecer un servicio de calidad pero a menudo los sistemas de telemedicina y teleasistencia no tienen su ciente interoperabilidad con el resto de soluciones o fallan por no tener en cuenta ciertos aspectos sociales que reducen la aceptación y uso del sistema. Mejorar la integración del equipamiento TIC (p.e. teleasistencia domiciliaria) en los cuidados sanitarios y el bienestar es una demanda de los ciudadanos que se debe proporcionar a un coste razonable. El principal objetivo de este proyecto es tratar de conseguir una comunicación sencilla entre las personas dependientes, sus familiares y el personal sanitario y proporcionar una solución para conectar los dispositivos médicos con la pasarela residencial (RGW). El diseño del sistema propone una solución flexible y modular basada en la plataforma OSGi para ofrecer servicios de telemedicina y teleasistencia para pacientes en casa. Este proyecto presenta un sistema de videoconferencia basado en un estándar de redes multimedia muy extendido para comunicar a los actores del servicio sanitario y posee una negociación de la transmisión y administración sencilla. Además, el servicio de telemedicina se basa en los estándares de informática médica HL7 e ISO/IEEE 1073 para comunicar la información médica entre la pasarela residencial del paciente y el servidor de Historia Clínica Electrónica (EHR). Se ha implementado un driver para dispositivos médicos Bluetooth para OSGi que permite adquirir los datos de salud monitorizados por los dispositivos de telemedicina disponibles en el hogar. _____________________________________________________________________________________________________
Home healthcare solutions are becoming an answer to the need of controlling the healthcare costs resulting from both the progressive ageing of population and the increase of the number of patients with chronic diseases. In fact, chronic disease management has become a priority issue in the insurance health systems of Europe. The need to optimize the health resources and Information and Communications Technologies (ICT) enhancements have made e-health services experiment a great advance in the last years. Integration of the healthcare main actors is required to o er a quality service but e-health systems often lack adequate interoperability with another solutions and also commonly fail to take certain social aspects into account which slow down the acceptance and usage of the system. To improve the ICT (e.g. telehomecare) integration in care, living and wellness is a citizens demand that it should be provide at a ordable cost. The main goal of this proyect tries to achieve a seamless communication among the dependent people, relatives and medical sta and provide a solution to connect the medical devices with the Residential GateWay (RGW). The system design propose a exible and modular solution based on the OSGi platform to support telemedicine and telecare services for patients at home. This proyect presents a videoconference system to communicate healthcare actors based on an widespread multimedia network standard that makes possible an automatic discovery of multimedia services and has a seamless streaming negotitation and management. Moreover, the telemedicine service is based on the health informatics standards HL7 and ISO/IEEE 1073 to communicate the medical information between patient residential gateway and a Electonic Healthcare Record (EHR) server. An medical Bluetooth driver for the OSGi framework is implemented to adquire the health monitorized data from the medical devices at home.
Ingeniería de Telecomunicación
Publicado el : sábado, 01 de enero de 2011
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UNIVERSIDAD CARLOS III DE MADRID ´ ESCUELA POLITECNICA SUPERIOR ´ Dpto. de INGENIERIA TELEMATICA
PROYECTO FIN DE CARRERA ´ ´ INGENIERIA DE TELECOMUNICACION
SISTEMA DE TELEMEDICINA Y TELEASISTENCIA BASADO ´ EN ESTANDARES ABIERTOS Y SOFTWARE LIBRE PARA ENTORNOS RESIDENCIALES
Autr:JaimeMartı´nJi´ o menez ´ Tutor: Julio Angel Cano Romero Director:MarioIban˜ezP´erez
Legane´s,2011
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Resumen
Lassolucionesdeasistenciasanitariaadomicilioseesta´nconvirtiendo en una respuesta a la necesidad de controlar los costes sanitarios derivados tantodelprogresivoenvejecimientodelapoblacio´ncomodelincrementodel numer e p ´odacientesconenfermedadescr´onicas.Lasmejorasrealizadasen lastecnologı´asdelainformaci´onycomunicaciones(TIC)hanayudadoal granavanceexperimentadoenlosu´ltimosan˜oseneldesarrollodesoluciones de telemedicina y teleasistencia. Integrar a los principales actores en el cuidado a domicilio de esas perso-nas es clave para un ofrecer un servicio de calidad pero a menudo los sistemas de telemedicina y teleasistencia no tienen suficiente interoperabilidad con el resto de soluciones o fallan por no tener en cuenta ciertos aspectos sociales quereducenlaaceptaci´onyusodelsistema.Mejorarlaintegraci´ondelequi-pamiento TIC (p.e. teleasistencia domiciliaria) en los cuidados sanitarios y el bienestar es una demanda de los ciudadanos que se debe proporcionar a un coste razonable. El principal objetivo de este proyecto es tratar de conseguir una comuni-cacio´nsencillaentrelaspersonasdependientes,susfamiliaresyelpersonal sanitarioyproporcionarunasolucio´nparaconectarlosdispositivosme´di-cosconlapasarelaresidencial(RGW).Eldisen˜odelsistemaproponeuna solucio´nexibleymodularbasadaenlaplataformaOSGiparaofrecerser-vicios de telemedicina y teleasistencia para pacientes en casa. Este proyecto presentaunsistemadevideoconferenciabasadoenunest´andarderedesmul-timedia muy extendido para comunicar a los actores del servicio sanitario y poseeunanegociacio´ndelatransmisio´nyadministraci´onsencilla.Adem´as, elserviciodetelemedicinasebasaenlosesta´ndaresdeinforma´ticam´edica HL7eISO/IEEE1073paracomunicarlainformacio´nme´dicaentrelapa-sarelaresidencialdelpacienteyelservidordeHistoriaCl´ınicaElectr´onica (EHR).Sehaimplementadoundriverparadispositivosm´edicosBluetooth para OSGi que permite adquirir los datos de salud monitorizados por los dispositivos de telemedicina disponibles en el hogar.
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Abstract
Home healthcare solutions are becoming an answer to the need of con-trolling the healthcare costs resulting from both the progressive ageing of population and the increase of the number of patients with chronic disea-ses. In fact, chronic disease management has become a priority issue in the insurance health systems of Europe. The need to optimize the health resour-ces and Information and Communications Technologies (ICT) enhancements have made e-health services experiment a great advance in the last years. Integration of the healthcare main actors is required to offer a quality ser-vice but e-health systems often lack adequate interoperability with another solutions and also commonly fail to take certain social aspects into account which slow down the acceptance and usage of the system. To improve the ICT (e.g. telehomecare) integration in care, living and wellness is a citizens demand that it should be provide at affordable cost. The main goal of this proyect tries to achieve a seamless communication among the dependent people, relatives and medical staff and provide a solu-tion to connect the medical devices with the Residential GateWay (RGW). The system design propose a flexible and modular solution based on the OSGi platform to support telemedicine and telecare services for patients at home. This proyect presents a videoconference system to communica-te healthcare actors based on an widespread multimedia network standard that makes possible an automatic discovery of multimedia services and has a seamless streaming negotitation and management. Moreover, the telemedici-ne service is based on the health informatics standards HL7 and ISO/IEEE 1073 to communicate the medical information between patient residential gateway and a Electonic Healthcare Record (EHR) server. An medical Blue-tooth driver for the OSGi framework is implemented to adquire the health monitorized data from the medical devices at home.
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Agradecimientos
Este proyecto no hubiera sido posible sin la ayuda de todos los miembros que han pasado por el extinto grupo de Entornos Inteligentes del Departa-mentodeIngenier´ıaTelema´ticadelaUniversidadCarlosIIIdeMadrid: ´ MarioIban˜ez,RalfE.Seepold,NatividadMart´ınezMadrid,JulioAngel ´ Cano,JavierMartı´nez,Jes´usS´aez-Escalonilla,AlvaroReina,EstherPrada, Iva´nBernabe´,SergioGuti´errezyPalomaVaquero. Agracedertambi´enalrestodeldepartamentoporsuayudadurantetodos estos anos y darme la oportunidad de trabajar y aprender al mismo tiempo, ˜ en especial a Abelardo Pardo y Carlos Delgado Kloos. Poru´ltimo,nopuedoolvidarmedelafamiliaylosamigosporsuapoyo incondicional durante toda la carrera.
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22 24 24 29
Estado del Arte 2.1. Telemedicina y Teleasistencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.1.1.Domo´tica......................... 2.1.2.Aclaracionessobrete´rminosytraduccio´n....... 2.1.3. Telemedicina . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.1.4. Teleasistencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.1.5. Servicios de Telemedicina y Teleasistencia . . . . . . . 2.1.6. Soluciones de telemedicina . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2. Pasarela Residencial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2.1.Denicio´n......................... 2.2.2. Aplicaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2.3.Evolucio´n......................... 2.3. Videoconferencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3.1.Introduccio´n....................... 2.3.2. Videoconferencia aplicada a la telemedicina y teleasis-tencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.4. Tecnolog´ıas de Soporte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.4.1. OSGi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.4.2. UPnP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.4.3. SIP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
general
´ Indice
XI
XIII
´ Indice de tablas
1. Introduccion ´ 1.1.Motivacio´ndelProyecto................ 1.2. Objetivos del Proyecto . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.3. Estructura del Documento . . . . . . . . . . . . . . .
´ Indice de figuras
11 17 18 19
19 21 21
6 7
8 9 9
1 . . . . . 2
5 6
. . . . . 3 . . . . . 4
viii
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5.2. Subsistema de Multimedia y Comunicaciones . . . . . . . . .
5.1.5.Implementacio´ndelainterfazgr´acaparaelpaciente
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5.1.3.Preparaci´ondelSistemaOperativoLinux.......
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5.1.4.Preparaci´ondelaslibrer´ıas...............
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5.1.1.Implementaci´ondelserviciodenoticaci´ondemedidas
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5.1.2. Acceso a sistema Bluetooth . . . . . . . . . . . . . . .
5.1. Subsistema de Medida . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.Implementaci´ondelSistema
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71
4.3.1. Subsistema de Multimedia y Comunicaciones . . . . .
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4.3.2. Subsistema de comunicaciones SIP . . . . . . . . . . .
66
4.2.2. Subsistema de medida . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.3. Servicio de videoconferencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
66
4.2.Serviciodecitasm´edicas.....................
62
4.2.1.Protocolodecomunicacio´ndedatosm´edicos.....
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4.Disen˜odelSistema
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4.1.Introducci´on............................
61
3.3.1. Diagrama de clases de la plataforma . . . . . . . . . .
57
3.3. Diagrama de clases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
57
3.2.3.Citam´edicaoine....................
55
3.2.2. Cita medica online . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ´
52
3.2.1.Administracio´ndedispositivos.............
47
3.2. Casos de uso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
47
3.1.2. Escenarios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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3.1.1. Arquitectura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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3.1. Entorno . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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3.An´alisis
2.5.2. Importancia de la usabilidad . . . . . . . . . . . . . .
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2.5.1.Or´ıgenesydenicio´n...................
43
2.4.5. HL7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.5. Usabilidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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2.4.4. Bluetooth . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
42
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36
5.2.3.Implementacio´ndelserviciodeAgendaylainterfaz gra´cadellamadas....................77
5.3.
5.2.1.Implementacio´ndelserviciodevideoconferenciabasa-daenelest´andarUPnP.................
5.2.2.Implementacio´ndelase˜nalizaci´ondelasllamadasme-diante SIP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
Aspectos a tener en cuenta al cargar librer´ıas externas en OSGi 78
Conguraci´ondelaccesoalabasededatos..........78
5.4.
6.
7.
Pruebas y Resultados 6.1. Equipamiento y software necesario . . . . . . . . . . . . . 6.1.1. Dispositivos de telemedicina . . . . . . . . . . . . . 6.2.PruebasdeIntegraci´on.................... 6.2.1. Subsistema Multimedia y Comunicaciones . . . . . 6.2.2. Subsistema de medida . . . . . . . . . . . . . . . . 6.3. Pruebas de Funcionamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.3.1. Pruebas de Funcionamiento del paciente . . . . . . 6.3.2. Pruebas de Funcionamiento del personal sanitario
Historia del proyecto 7.1. Plan de trabajo . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.2. Estudio de viabilidad . . . . . . . . . . . . . . 7.2.1. Introduc i´ c on . . . . . . . . . . . . . . 7.2.2. Idea . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.2.3. Diagrama de Gantt . . . . . . . . . . . 7.2.4.Ana´lisisdelentorno.......... 7.2.5. Conclusiones del estudio de viabilidad 7.3. Presupuesto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.3.1. Costes de personal . . . . . . . . . . . 7.3.2. Costes de material . . . . . . . . . . . 7.3.3. Importe total del proyecto . . . . . . .
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ix
81 81 82 85 85 87 87 88 89
91 91 92 92 93 93 95 97 98 98 98 99
8. Conclusiones y Futuras lıneas de trabajo 101 ´ 8.1. Conclusiones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101 8.2. Futuras l´ıneas de trabajo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
Bibliograf´ıa
105
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