Information Technology in Radiologia
5.1 Introduzione
A livello globale, si sta assistendo ad una rivoluzione nell’ambito della Medicina e della Sanità nella quale ricoprono un ruolo centrale Internet e la digitalizzazione delle informazioni. Negli ultimi decenni i miglioramenti delle tecnologie informatiche, come il World Wide Web e le connessioni internet wireless, hanno permesso uno sviluppo consistente di servizi applicabili in particolare nel settore della Radiologia [31]
La Radiologia è una disciplina medica che si occupa della produzione e dell’interpretazione a fini diagnostici o terapeutici di immagini radiologiche, ottenute con l’impiego di radiazioni ionizzanti e non. Proprio per le sue caratteristiche intrinseche, ha stabilito una relazione di estrema importanza con le tecnologie informatiche, in particolare dall’introduzione della radiologia digitale. Questo connubio si realizza a diversi livelli, descritti di seguito e riassunti nella tabella 5.1.
Tabella 5.1 Applicazione delle tecnologie informatiche in Radiologia
- Digitalizzazione delle immagini e radiologia digitale. La digitalizzazione delle immagini consente di combinare in un unico step i passaggi necessari allo sviluppo di una pellicola utilizzando uno scanner che acquisisce direttamente le immagini da una piastra di fosforo fotostimolabile. L’avvento del computer ha permesso lo
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sviluppo della radiologia digitale, ovvero, di metodiche di imaging più avanzate (TC e RM) che necessitano di sistemi in grado di fornire una complessa elaborazione delle immagini. Parallelamente, a causa della notevole quantità di immagini che forma questo tipo di esami, si è assistito ad un progressivo abbandono delle pellicole a favore di mezzi più adatti alla conservazione delle immagini, quali CD e DVD. - Impiego di sistemi automatici per il monitoraggio della qualità e della sicurezza degli
esami diagnostici, TC in particolare [32]. Nell’ottica di una sempre maggiore attenzione per il paziente, i sistemi di monitoraggio automatici consentono un controllo costante della consistenza delle prestazioni fornite in accordo ai principi della radioprotezione: giustificazione, ottimizzazione e applicazione dei limiti di dose. In generale, per ottimizzare l’esecuzione degli esami TC è necessario minimizzare la dose radiante somministrata al paziente compatibilmente con il quesito diagnostico, secondo il principio ALARA (As Low As Reasonably
Achievable) e personalizzare l’impiego del mezzo di contrasto.
- Utilizzo del PACS (Picture Archiving and Communication System) che fornisce un immagazzinamento economico delle immagini provenienti da diversi macchinari, e un accesso comodo alle stesse.
- Impiego del RIS (Radiology Information System), ovvero un database utilizzato per lo storage, la manipolazione e la distribuzione dei dati radiologici e delle immagini del paziente. Consente di inserire soltanto una volta i dati del paziente, e di richiamarli per gli esami successivi, riducendo l’errore clinico dovuto ad inserimenti multipli.
- Sviluppo della Teleradiologia. L’implementazione costante dei sistemi informatici e l’impiego di nuove tecnologie, come il Cloud Computing, ha permesso lo sviluppo della Teleradiologia, ovvero la trasmissione delle immagini radiologiche a distanza. Concepita in prima istanza in ambito militare per fornire supporto ai medici in teatri operativi, la Teleradiologia è oggi applicata anche e soprattutto in ambito civile. Nello specifico, si può ricorrere al suo impiego qualora si abbia un carico di lavoro gravoso o una carenza strutturale o temporanea di specialisti radiologi, poiché è possibile accedere ai dati da varie postazioni in remoto o qualora sia necessario richiedere un consulto specialistico o una seconda opinione. In alcuni casi è impiegata anche in ambito didattico.
- Impiego di sistemi di riconoscimento vocale che traducono le parole pronunciate in forma scritta.
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- Utilizzo di sistemi di diagnosi assistita (CAD, Computer-Aided Diagnosis). Questi software evidenziano aree sospette sulle immagini e catturano l’attenzione del medico radiologo sulle stesse.
- Impiego di sistemi di supporto decisionali (DSS, Decision Support Systems), particolarmente utili nell’individuazione del corretto esame da eseguire sulla base dei dati clinici e nel follow-up. I DSS sono un insieme di strumenti manuali o informatizzati sussidiari all’attività decisionale [33].
5.2 Il Cloud Computing
Negli ultimi anni la Radiologia ha ricoperto un ruolo fondamentale nell’introduzione di cambiamenti nel mondo della Sanità dovuti all’adozione della digitalizzazione e dell’informatizzazione. Oggi, i nuovi sviluppi delle tecnologie informatiche, come il Cloud
Computing, rendono possibile per la Radiologia mantenere il proprio ruolo pionieristico di
promotrice dell’impiego di questo tipo di innovazioni [34]. Il Cloud Computing è una tecnologia che fornisce risorse hardware (capacità di calcolo, di comunicazione e memorizzazione) e software (sistemi operativi, ambienti di sviluppo, programmi applicativi) agli utenti che ne fanno richiesta. La fornitura dei servizi avviene in modo organizzato, scalabile ed elastico.
Le caratteristiche principali del sistema Cloud sono le seguenti:
- Risorse comuni. Le risorse del fornitore vengono organizzate per servire più clienti, utilizzando un modello multi-tenant, in cui le risorse fisiche e virtuali sono assegnate dinamicamente e riassegnate a seconda della richiesta dei clienti.
- Accesso a banda larga e interfaccia a servizi. Le risorse sono disponibili attraverso la rete e l’accesso è consentito tramite una interfaccia a sevizi.
- Elasticità e rapidità. Le risorse possono essere fornite elasticamente e rapidamente, permettendone un rapido incremento o decremento in base alle esigenze dell’utente. - Servizi monitorati. I sistemi Cloud controllano e ottimizzano automaticamente
l’utilizzo delle risorse.
- Self-service su richiesta. Se necessario, un cliente può unilateralmente fare richiesta e ottenere risorse senza richiedere l’intervento umano dei fornitori dei servizi stessi. - Virtualizzazione.
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Il Cloud Computing è, quindi, una tecnica applicabile ad ogni settore che consente di sostituire hardware e software con collegamenti online a centri dati remoti permettendo di ottenere immediatamente le informazioni. Al posto di un unico server esiste un gruppo di server interconnessi che elaborano dati e sviluppano applicazioni a cui è possibile accedere in tempo reale. Rispetto all’utilizzo di server “locali”, è una tipologia di lavoro più flessibile, che consente di affittare i servizi da un fornitore con la possibilità di aumentarli e diminuirli in base alla proprie esigenze e pagando un abbonamento solo in base alle risorse che vengono effettivamente utilizzate, permettendo di ridurre i costi operativi e impiantistici [35].
Esistono varie modalità con cui i servizi Cloud vengono resi disponibili agli utenti e, pertanto, al fine di differenziare le varie tipologie di utilizzo/gestione, sono stati definiti vari modelli di deployment suddivisi in quattro classi principali:
1. Cloud Pubblico (Public Cloud), offerto da fornitori che mettono a disposizione degli utenti che ne fanno richiesta risorse hardware e software dei loro data center;
2. Cloud Privato (Private Cloud), configurato da un utente (o da una organizzazione) per un suo utilizzo esclusivo;
3. Cloud di Comunità (Community Cloud). Una Community Cloud è un’infrastruttura su cui sono istallati i servizi Cloud che vengono condivisi da una comunità, ovvero un insieme di soggetti che condivide uno scopo comune e ha le stesse esigenze; 4. Cloud Ibrido (Hybrid Cloud), che rappresenta una combinazione dei modelli
precedenti;
5. Cloud con Scopi Particolari (Special Purpose Cloud). Possono essere creati per scopi particolari e hanno la caratteristica di fornire tramite i propri servizi risorse specifiche non disponibili presso altri fornitori.
I servizi Cloud possono essere classificati in tre modelli principali in base al tipo di risorse fornite dal servizio stesso. Per la Radiologia questi servizi possono spaziare da una capacità di storage addizionale a una soluzione interamente basata sul Cloud:
- IaaS, Infrastructure as a Service. Il servizio offerto consiste in una infrastruttura di elaborazione che comprende server con specifiche capacità computazionali e/o di memorizzazione. In questo caso, il servizio viene impiegato per lo storage delle immagini radiologiche: queste vengono inviate al Cloud per la memorizzazione e possono essere richiamate su una qualsiasi workstation collegata al PACS;
- PaaS, Platform as a Service. In questo caso il fornitore permette lo sviluppo, l’installazione e l’esecuzione sulla sua infrastruttura di applicazioni sviluppate dall’utente. Nel caso della Radiologia, è possibile accedere ai dati da dispositivi
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multipli; in questo modo le immagini radiologiche sono disponibili per molti utenti indipendenti (radiologi, medici curanti, altri specialisti);
- SaaS, Software as a Service. Il modello SaaS fornisce agli utenti applicazioni software che possono essere utilizzate su richiesta. Nello specifico, offre software in grado di produrre una complessa elaborazione delle immagini e di integrare tali operazioni nel workflow clinico [34].
L’adozione del modello del Cloud Computing porta a una serie di vantaggi, sia sul piano economico che su quello tecnico. Da un punto di vista economico si hanno: un abbattimento dei costi fissi iniziali, determinato dal fatto che le risorse risiedono nell’infrastruttura Cloud, gestita da personale qualificato; una maggiore flessibilità e adattamento delle risorse alle esigenze dell’utenza, e una maggiore attenzione al proprio core business dal momento che vengono liberate risorse umane prima completamente dedite alla gestione dell’infrastruttura, demandata al fornitore del servizio. Sotto l’aspetto tecnico si considerano: una maggiore scalabilità delle risorse e un accesso al Cloud in mobilità, ovvero che avviene in maniera indipendente dallo spazio e dal dispositivo utilizzato. Tuttavia, da più parti si manifesta qualche resistenza per i potenziali rischi che provengono, da una parte, dalla completa dipendenza del sistema dalla connessione internet, dall’altra dai problemi di sicurezza a cui sono soggetti i dati memorizzati [36].
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