I. BLANQUER¹, V. HERNANDEZ¹, D. SEGRELLES¹

El presente artículo describe los resultados obtenidos en el ámbito del proceso y transmisión de imágenes médicas tomográficas dentro del proyecto IDEAS in e-Health. Este artículo se centra en una aplicación piloto de Telerradiología basada en servicios ASP, capaz de proporcionar acceso a los estudios tomográficos realizados en un centro médico y de permitir su proceso mediante herramientas de altas prestaciones, todo ello, desde un entorno Web.

El piloto que se describe plantea una mejora sustancial al acceso de los datos médicos y herramientas de diagnóstico con respecto a la aproximación clásica de los Web PACS, proporcionando además, herramientas de diagnóstico avanzadas y permitiendo una transmisión más eficiente. El sistema permite al personal radiólogo especializado elaborar los informes de diagnóstico desde cualquier parte que disponga de una conexión a Internet, mejorando las condiciones de trabajo y la productividad.

En primer lugar se realiza una breve descripción de los componentes que forman el sistema, en segundo lugar se explica la arquitectura del sistema y las aplicaciones desarrolladas (Envío de estudios y recepción de informes; Descarga y diagnóstico de estudios y envío de informes). En este apartado se describen también los aspectos de seguridad considerando la criticidad de los datos personales y la naturaleza insegura de Internet. Por último se presentan las conclusiones, agradecimientos y referencias.

La arquitectura que se utiliza en las aplicaciones desarrolladas se estructura en cuatro capas diferenciadas, permitiendo una ubicación física diferente para cada una de ellas. La interoperatibilidad entre capas requiere únicamente disponer de una conexión TCP/IP que enlace cada capa con la que necesite comunicarse. Las capas definidas son las siguientes:

Capa de Datos: Se encarga de almacenar los estudios radiológicos en formato DICOM [2] y los datos de relacionados con los pacientes.

Capa Lógica: Se encarga del proceso de los datos. Permite también la conexión a los servicios de altas prestaciones que proporcionan la potencia de cálculo. Las comunicaciones se realizan a través Servicios Web [3].

Capa Presentación: Ofrece el interfaz de usuario sobre un entorno Web para la entrada y salida de datos desde cualquiera de las dos aplicaciones.

Capa Cliente: La constituye un explorador Web con la máquina virtual java de Sun.

El sistema lo constituyen dos aplicaciones (aplicación de técnico y de diagnóstico) que cubren el ciclo de vida (Figura 2) de un estudio radiológico. Los estudios son realizados en los centros proveedores de imágenes, quienes envían las imágenes digitales en formato DICOM a los servidores ASP (1) mediante la aplicación del técnico. Estos estudios son descargados por los radiólogos/as desde la aplicación de diagnóstico (2), que proporciona las herramientas necesarias para analizar los estudios y emitir el diagnóstico, incluyendo el acceso a recursos de proceso en paralelo para la ejecución de aplicaciones computacionalmente costosas. Una vez completado el estudio, se procede al envío del informe (3) que queda almacenado en el servidor de datos para que pueda ser descargado desde la aplicación de técnico (4).

Todas las aplicaciones son accesibles desde un navegador web, reduciendo los requerimientos de los clientes que quedan concentrados en los servidores ASP.

Las dos aplicaciones comentadas requieren de una comunicación eficiente tanto para el envío de los estudios como para la descarga de los mismos. El principal problema que se plantea el uso de Internet como red de comunicación. Internet es de un reducido ancho de banda en comparación con redes locales o incluso con las soluciones actuales de banda ancha como ADSL o cable-modem. Por ello se ha definido un protocolo de comunicación solapada, de forma que los tiempos de envío y descarga se puedan solapar además de permitir al usuario (receptor de los estudios) la posibilidad de comenzar el diagnóstico durante la descarga de las imágenes. Para ello se comprimen las imágenes en formato JPEG2000 [1] y se aprovechan las características de este formato que permite dividir la imagen en diferentes capas o layers, siendo posible reconstruir las imágenes desde la recepción del primer layer, aunque a menor resolución. Aprovechando esta característica se realiza un envío progresivo de los layers de las imágenes de manera que tan pronto un layer es enviado y guardado en el servidor de datos éste puede ser descargado y visualizado, permitiendo una visualización progresiva de menor a mayor resolución.

Para garantizar la seguridad de los datos (autentificación, autorización, integridad de los datos y confidencialidad) se ha utilizado en la plataforma ASP el protocolo HTTPs basado en SSL [4]. Para ello se ha emitido e instalado un certificado para cada servidor Web implicado en la plataforma, incluyendo tanto los servidores de la capa de datos (Interfaz de Servicios Web) como los servidores de la capa de Presentación (Interfaz de Web) de forma que todas las comunicaciones que se realicen a través de Internet se encuentran encriptadas, garantizando así la integridad y confidencialidad de los datos.

Para garantizar la autentificación de los usuarios y su autorización se ha emitido un certificado de cliente a todos aquellos clientes que quieran acceder a los servidores seguros, de manera que, si carecen de ellos, no se les permita el acceso a los servicios ni a los datos.

En la aplicación de descarga de estudios y diagnóstico de imágenes se necesita de una herramienta que permita al radiólogo disponer de una serie de herramientas básicas para el diagnóstico. Los procesos más ligeros se ejecutan localmente a través del programa de diagnóstico (implementado mediante un applet de java [5]). Por otro lado los procesos más costosos, como la proyección 3D, se ejecutan sobre un servidor de altas prestaciones que se ubica en la capa lógica de la arquitectura y se accede a través de un interfaz de servicios Web. Los servicios de proyección 3D y segmentación se han implantado utilizando una aproximación de memoria distribuida [6].

El presente artículo presenta un sistema para el proceso de imágenes radiológicas realista y adaptado a los problemas actuales de los servicios, como la necesidad de la asistencia remota, la seguridad en el tratamiento de la información o la eficiencia en el uso de recursos de comunicaciones y proceso. Presenta como novedades más destacables la transmisión desacoplada de imágenes, solapando tiempos de comunicaciones y el acceso transparente y ubicuo a recursos de computación paralela.

Se pretende continuar el trabajo en las siguientes líneas:

Los resultados mostrados en este trabajo han sido parcialmente financiados por el proyecto Europeo IDEAS in e-Health (IST-2000-34614), financiados por el V programa marco europeo de ayudas a la investigación. Más información sobre este proyecto puede encontrarse en: http://www.ideas-ehealth.upv.es.