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João F. M. Figueiredo
Orientador: Gustavo H M B Motta
25 de Março de 2012
Universidade
Federal Da Paraíba
Laboratório de Arquitetura e
Sistemas de Software
Programa de Pós-Graduação
Em Informática
Centro de
Informática
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Sumário
1. Introdução
2. Metodologia
3. SocialRAD
4. Resultados
5. Conclusão
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1. Introdução - (Contextualização)
• Necessidade Real de Telerradiologia
• Localidades Desassistidas
• Assistência não contínua (e.g, a cada 15 dias)
• Condições Precárias de Infraestrutura Tecnológica
• Escassez de Recursos Humanos Especializados
• Desenvolver Soluções
• Suportar Serviços Críticos
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1. Introdução - (Objetivo)
• CFM 1890/2009 – Regulamenta a Telerradiologia
• Objetivo Geral:
• Desenvolver e Validar uma Solução, capaz de transpassar a problemática discorrida
• Atingir Localidades Desassistidas
• Diagnóstico de Qualidade
• Cobrir Casos de Urgência
• Segurança
• Agregar Valor à Especialidade
• Disponível Publicamente
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1. Introdução - (Objetivo)
• CFM 1890/2009 – Regulamenta a Telerradiologia
• Objetivo Geral:
• Desenvolver e Validar uma Solução, capaz de transpassar a problemática discorrida
• Atingir Localidades Desassistidas
• Diagnóstico de Qualidade
• Cobrir Casos de Urgência
• Segurança
• Agregar Valor à Especialidade
• Disponível Publicamente
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2. Metodologia
• Revisão Bibliográfica e Análise Crítica (2009-2012)
• Identificação das Principais Deficiências
• Desenvolvimento Evolucionário e Prototipação
• Uso de Padrões de Segurança
• Boas Práticas
• Uso de Tecnologias Livres
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• Principais Características:
• Arquitetura Orientada a Serviços
• Indisponibilidade de IPs estáticos e públicos
• Comunicação Ponto-a-Ponto atrás de NAT
• Autenticação e Autorização Multidomínios
• Abstrair o Ambiente Distribuído
• Segurança em Profundidade
• Provisionamento Automático
2. Metodologia
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2. Metodologia • Principais Trabalhos:
Czekierda Łukasz, Tomasz Masternak, Krzysztof Zieliński - Evolutionary Approach to Development of Collaborative Teleconsultation System for Imaging Medicine - Information Technology in Biomedicine, IEEE Transactions on – 2012
Padhy Rabi Prasad et al - Design and Implementation of a Cloud based Rural Healthcare Information System Model - Universal Journal of Applied computer Science and Technology, Vol 2 (1), 2012, 149-157
Huang Y, ChunYang Hu.Yongwang Zhao and Dianfu Ma - Web-based remote collaboration over medical image using web services - 2009 Global Information Infrastructure Symposium
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Yang, Chao-Tung; Lung-Teng Chen; Wei-Li Chou; Kuan-Chieh Wang
- Implementation of a Medical Image File Accessing System on Cloud Computing - 2010 13th IEEE International Conference on Computational Science and Engineering
DeStigter K K ; Morey, G.E. ; Garra, B.S. ; Rielly, M.R. ; Anderson, M.E.
; Kawooya, M.G. ; Matovu, A. ; Miele, F.R. Low-cost teleradiology for rural ultrasound - Global Humanitarian Technology Conference (GHTC), 2011 IEEE
Ratib, Rosset, Heuberger - Open Source software and social networks Disruptive alternatives for medical imaging. - European journal of radiology – 2011
Thakare A.O. - Dicom image secure communications with internet protocols IPv6 -Journal of Signal and Image Processing ISSN: 0976-8882 & E-ISSN: 0976-8890, Volume 3, Issue 2, 2012
2. Metodologia
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Pro
po
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S
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AD
Assíncrona + √ √ - √ - ? Síncrona √ - - - - √ ?
Inter-institucional √ √ √ - √ √ ?
Ponto-a-Ponto sobre NAT - - - + - - ?
Autenticação com Múltiplos
Fatores - - - - - - ?
Autorização na Fonte - - - - - - ?
Implantação Automatizada - - √ - - √ ?
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Pro
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S
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AD
Aberta e Adaptável - + √ √ √ √ ?
Visualizador Web √ + - - - √ ?
Escalável - √ - + - + ? Uso Padrões de
Segurança + - - + - - ? Criptografia nos
Dados - - - √ √ √ ? Disponível ao
Público - - - - - - ? Funciona sem IP
Estático - - - - - - ?
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3. SocialRAD “Onde quer que você vá, vá com todo o coração.“
(Confúcio)
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3. SocialRAD
• Fluxo de Operação
Figura 1 – Fluxo de Trabalho do SocialRAD em Alto Nível
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3. SocialRAD
• Fluxo de Operação
Figura 1 – Fluxo de Trabalho do SocialRAD em Alto Nível
• UDP Hole Punching
• Técnica P2P do Skype
• RFC 4784 (2007)
• RFC 5382 (2008)
• RFC 5128 (2008)
• Outros...
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3. SocialRAD
• Fluxo de Operação
Figura 1 – Fluxo de Trabalho do SocialRAD em Alto Nível
Hospitais
Catálogo
Global
Usuários
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3. SocialRAD
Figura 2 – Diagrama de Pacotes Ilustrando a Arquitetura Simplificada do SocialRAD em
Alto Nível
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3. SocialRAD
Figura 3 – Fluxo de Operação Sobre o Modelo em Camadas
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3. SocialRAD
• Lado dos Clientes
Figura 4 – Modelo Simplificado de Componentes no Lado dos Clientes (camada 4)
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3. SocialRAD • Cliente RESTful
Figura 5 – Aplicação SocialRAD Cliente
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3. SocialRAD • Cliente RESTful
Figura 5 – Aplicação SocialRAD Cliente
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3. SocialRAD
• Criptografia dos Metadados e dos Exames
Figura 6 – Criptografia nos Metadados e nos Exames de Imagens
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3. SocialRAD
Figura 7 – Visualizador DICOM opensource integrado ao SocialRAD
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3. SocialRAD
• Criptografia dos Metadados e dos Exames
Figura 8 – Visualizador Web
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3. SocialRAD
• Limitação do NAT
Figura 9 – Exemplo Simplificado de Comunicação Usando NAT
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3. SocialRAD
• Conexão Ponto-a-Ponto sobre NAT
Figura 10 – Exemplo do Mecanismo Ponto-a-Ponto UDP Hole Punching
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3. SocialRAD
• Conexão Ponto-a-Ponto sobre NAT
Figura 11 – Tunelamento de múltiplos fluxos pelo socket ponto-a-ponto
A B C D E F A B C D E F
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3. SocialRAD
• Conexão Ponto-a-Ponto sobre NAT
Figura 12 – Cabeçalho Desenvolvido para Realizar Multiplexação do Trafego
Multithread
E F A B C D A B C D E F
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3. SocialRAD
• Conexão Ponto-a-Ponto sobre NAT
Figura 13 – Fluxo do Processo de Multiplexação do Tráfego
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3. SocialRAD
• Lado dos Hospitais
Figura 14 – Modelo Simplificado de Componentes no Lado do Servidor (camadas 1 e 2)
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3. SocialRAD
• Lado dos Hospitais
Figura 14 – Modelo Simplificado de Componentes no Lado do Servidor (camadas 1 e 2)
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3. SocialRAD
• Topologia Lógica nos Hospitais
Figura 15 – Topologia Lógica do SocialRAD no Lado dos Hospitais
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• Topologia Lógica nos Hospitais
3. SocialRAD
Máquina Virtual
Figura 15 – Topologia Lógica do SocialRAD no Lado dos Hospitais
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• Topologia Lógica nos Hospitais
Figura 2 – Topologia Lógica do Componente SocialRAD WebService
Máquina Virtual
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• Topologia Lógica nos Hospitais
Figura 2 – Topologia Lógica do Componente SocialRAD WebService
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• Catálogo Global
Figura 16 – Modelo Simplificado de Componentes no Lado do Catálogo Global
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4. Resultados Nada façais por contenda ou por vanglória, mas por
humildade...” (Felipenses 2:3)
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4. Resultados
Figura 17 – Mapa Ilustrando a Localidade dos Hospitais (C e D) e dos Médicos (A e B)
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4. Resultados
• Salgueiro – Total Exames x Mês
Figura 18 – Quantidade de Exames Laudados Remotamente Para a Cidade de
Salgueiro nos Últimos 5 Meses
100
75 92 99
87
112 120 117 135
110
212 195
209
234
197
0
50
100
150
200
250
out/12 nov/12 dez/12 jan/13 fev/13
Pacie
nte
s Ú
nic
os
Masculino Feminino Total
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4. Resultados
• Brejo Santo – Total Exames x Mês
Figura 19 – Quantidade de Exames Laudados Remotamente Para a Cidade de
Brejo Santo nos Últimos 10 Meses
38 53
78
104 88
71 68 57 58 59
41
63
90 82 77
85 73
57 60 73 79
116
168 186
165 156
141
114 118 132
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
Pacie
nte
s Ú
nic
os
Masculino Feminino Total
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4. Resultados
Figura 20 – Tempo de Estimado para Acesso a Um Exame Composto por 200 Imagens
Formato Velocidade Tamanho Total Tempo
SEM
COMPACTAÇÃO
62.5 KBytes/s 104.200 KBytes ~28 minutos
21.25 KBytes/s 104.200 KBytes ~82 minutos
JPEG2000 62.5 KBytes/s 37.400 KBytes ~ 10 minutos
21.25 KBytes/s 37.400 KBytes ~ 30 minutos
JPEG-LS 62.5 KBytes/s 29.400 KBytes ~ 8 minutos
21.25 KBytes/s 29.400 KBytes ~ 23 minutos
JPEG 62.5 KBytes/s 5.000 KBytes ~ 1.5 minutos
21.25 KBytes/s 5.000 KBytes ~ 4 minutos
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(Hu
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al.
200
9)
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10)
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tig
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l. 2
011
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12)
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hy
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2012
)
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kie
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l 20
12)
Pro
po
sta
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S
oci
alR
AD
Assíncrona + √ √ - √ - √ Síncrona √ - - - - √ -
Inter-institucional √ √ √ - √ √ √
Ponto-a-Ponto sobre NAT - - - + - - √
Autenticação com Múltiplos
Fatores - - - - - - √
Autorização na Fonte - - - - - - √
Implantação Automatizada - - √ - - √ √
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12)
Pro
po
sta
do
S
oci
alR
AD
Aberta e Adaptável - + √ √ √ √ √
Visualizador Web √ + - - - √ +
Escalável - √ - + - + √ Uso Padrões de
Segurança + - - + - - √ Criptografia nos
Dados - - - √ √ √ √ Disponível ao
Público - - - - - - √ Funciona sem IP
Estático - - - - - - √
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4. Resultados
• SocialRAD está em uso experimental
• Hospital Geral de Brejo Santo – CE
• Pronto Socorro São Francisco, Salgueiro – PE
• Cobertura de Urgências
Retorno Social Direto
• Versão Estável
• Conformidade com Exigências do CFM
• Fácil Utilização, Robusta e Eficaz
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4. Resultados
• Limitações:
• Número de Usuários por Hospital não Escalável
• Aprimorar o Mecanismo Ponto-a-Ponto
• Integração com CFM-Digital
• Meta-Dados Centralizados
• Características Síncronas
• Versão para Dispositivos Móveis
• Estrutura Relacional dos Dados no Catálogo Global (quando o ideal seria Hierárquica)
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4. Resultados
• Publicações
Figueiredo, J F M ; Pizzol, D S A ; Medeiros J L C ; Bezerra, A. F. F. ; Motta, G
H M B Infraestrutura de segurança para comunicação, autenticação e autorização transparentes em hospitais federados. Journal of Health Informatics, ISSN 2175-4411, v. 3, p. 58-63, 2011.
Figueiredo, J F M ; Motta, G H M B ; Medeiros J L C ; Fernandes J H A
SocialRAD: Uma Infraestrutura para Telerradiologia Assíncrona, Colaborativa e Segura. XIII Congresso Brasileiro de Informática em Saúde, 2012. (Vencedor do prêmio CBIS’2012)
Figueiredo, J F M ; Motta, G H M B ; SocialRAD: An Infrastructure for a Secure, Cooperative, Asynchronous Teleradiology System. 14th World Congress on Medical and Health Informatics (MedInfo2013), Copenhague, Dinamarca, 2013. (CAPES B1)
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“E ainda que tivesse o dom de profecia, e conhecesse todos os mistérios e toda a ciência...
...e não tivesse amor, nada disso me aproveitaria” (1 Coríntios 13:2)
Universidade
Federal Da Paraíba
Laboratório de Arquitetura e
Sistemas de Software
Programa de Pós-Graduação
Em Informática
Centro de
Informática
25 de Março de 2012