LENGUAJE VISUAL PARA DIAGNÓSTICOS MÉDICOS

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LENGUAJE VISUAL PARA DIAGNÓSTICOS MÉDICOS
Hyxia Villegas, Ana Aguilera, Basel Solaiman, Guillermo Montilla, Víctor Torrealba, Antonio Bosnjak
Centro de Procesamiento de Imágenes. Universidad de Carabobo. Valencia. Venezuela.
E-mail: hyxia@uc.edu.ve
RESUMEN
La Telemedicina tiene muchas modalidades [1], el
problema en el que se enfocará este trabajo tiene que
ver con un caso particular de la misma, la experiencia
médica compartida. La importancia que tienen las
juntas médicas son de gran relevancia ya que se está
hablando de vidas humanas, muchas veces estas juntas
no se pueden llevar a cabo por razones de tiempo y
espacio. Esta aplicación trata precisamente con este
tipo de problemas, cuando se requiere una junta
médica, la cual, no se podría realizar ya que sus
participantes están ubicados geográficamente distantes.
La implantación prototipo de la aplicación de junta
medica, con participantes geograficamente separados,
está basada en interfaces gráficas amigables, un
lenguaje visual y el protocolo de comunicación, el cual
sigue los esquemas adoptados en los ambientes de
trabajo colaborativo [3]. Una base de datos relacional
almacena la información generada durante el proceso
de comunicación entre diferentes médicos.
Palabras claves: Telemedicina, Trabajo
Colaborativo, Lenguaje Visual, Base de Datos
Relacional.
1. INTRODUCCIÓN
El conocimiento generado cuando se llevan a cabo
juntas médicas representa una fuente de información
muy valiosa, es un escenario donde se comparten
experiencias de una manera natural siguiendo un
protocolo social, con varios doctores expertos e
inexpertos (síncronamente –al mismo tiempo y en el
mismo lugar-) [9] analizando pacientes, sus síntomas,
sugieriendo exámenes a realizar, analizando sus
resultados y discutiendo distintas hipótesis sobre el
diagnóstico de la enfermedad y su respectivo
tratamiento para llegar a una conclusión final. Por esto
resulta realmente importante considerar mecanismos
idóneos para la representación de esta situación y
permitir la resolución de dificultades que por razones
de tiempo y espacio no hacen posible su ejecución.
El diagnóstico médico asistido por computadoras y el
soporte de decisiones terapéuticas han mostrado ser
herramientas de gran utilidad para la profesión médica,
en particular un médico puede encontrar un soporte
sustancial al consultar un sistema que le permita, de
manera rápida, tener una visión comprensiva sobre
toda la información relativa al tratamiento de un
paciente o que le permita recuperar todos los casos
similares que presentan síntomas y dolencias idénticas.
Es por esto que el presente trabajo se concentra en
definir una aplicación automatizada que permita
reproducir la situación que se presenta en una junta
médica permitiendo, a través de computadores
conectados por medio de una red, establecer sesiones
de trabajo compartido entre médicos que no necesitan
estar físicamente en el mismo sitio.
Otro elemento importante a considerar es el
establecimiento de un lenguaje cómodo y fácil de usar
para que estos médicos se comuniquen. Se ha
observado que el almacenaje de grandes cantidades de
información médica de manera textual con poca
estructuración de los datos dificulta el procesamiento y
recuperación de esta información. Es por ello que se ha
pensado en diseñar interfaces gráficas y lenguajes
visuales [8] para la comunicación hombre-máquina.
2. MÉTODOLOGÍA
La metodología empleada para cumplir con los
requerimientos expresados en una aplicación con tales
características es la siguiente:
A. Realización de encuesta a médicos sobre
simbología semiológica utilizada.Esta etapa
permite la selección de símbolos para la
definición de los elementos que conforman el
lenguaje de comunicación. Esta etapa se
conoce desde el punto de vista computacional
como la definición del alfabeto del lenguaje.
B. Definición del orden en que se podrán colocar
espacialmente los símbolos definidos en la
etapa anterior. Esto se realiza a través de una
gramática visual y permite definir la sintaxis
del lenguaje.
C. Estructuración lógica de los pasos que llevan a
un diagnóstico. Esta etapa es realizada por los
médicos y permita la diagramación del
razonamiento generado en la junta médica.
Esta etapa define la semántica del lenguaje de
comunicación, es decir le da sentido a la
disposición de los símbolos.
D. Almacenaje de la información derivada en la
etapa anterior en una Base de Datos
Relacional. Esta etapa permite guardar la
información generada en todo el proceso, para
su posterior consulta.
Implementación
El presente trabajo tiene como objetivo
fundamental reproducir el trabajo colaborativo (donde
dos o más personas trabajan con un fin común) [ 2, 3,
8, 9], que ocurre en una junta médica. El ambiente de
diagnóstico colaborativo está implementado mediante
Memorias II Congreso Latinoamericano de Ingeniería Biomédica, Habana 2001, Mayo 23 al 25, 2001, La Habana, Cuba
950-7132-57-5 (c) 2001, Sociedad Cubana de Bioingeniería, artículo 00402
una metáfora gráfica. La razón de esta selección es la
facilidad con que los usuarios obtienen información de
este tipo de representación grafica [ 2].
El lenguaje de programación de desarrollo es TCL/TK,
la cual es una herramienta útil para la construcción del
entorno de este tipo de sistema colaborativos. El diseño
está centrado en el usuario tomando en cuenta los
protocolos de intercambio de información que se
producen en una junta médica y se emplea Groupkit [2]
(extensión de TCL/TK) para el establecimiento de las
sesiones entre los médicos que acceden al sistema. Se
diseña e implanta una base de datos relacional de toda
la información referente al diagnóstico gráfico y la
historia clínica para su consulta posterior. Los
requerimientos de hardware consideran un computador
con facilidades de multimedia y acceso a Internet como
máquina de desarrollo y objetivo.
Descripción del Escenario
Se tiene un médico recién graduado en una medicatura
rural con un paciente con una enfermedad que no sabe
diagnósticar, este médico posee un computador con
una base de datos de historias médicas de sus pacientes
y tiene una conexión con el mundo externo desde
donde le es posible iniciar una sesión de consulta con
otros médicos que están gráficamente separados. Ver
figura 1.
Como se puede ver la experiencia médica se comparte
en dos niveles asíncrona y síncronamente.
Síncronamente cuando se realiza la junta distribuida y
asíncronamente cuando un doctor requiera acceder la
base de datos para consultar sobre la experiencia
médica de alguna enfermedad. Este acceso puede ser
motivado porque tiene un paciente con un conjunto de
síntomas que le no sabe diagnósticar o porque desea
entrenarse.
Lenguaje Visual de Diagnóstico
La sintaxis de este lenguaje usa los siguientes
operadores de un conjunto de 16 operadores gráficos
producidos por una gramática de objetos gráficos
propia de diagramas de flujos, esto es una gramática de
objetos conectados. (picture layout grammar
production operators). Introducida por [6] :
CONTIENE ( item 1, item 2); lo cual significa que el
item 1 contiene el item 2
 APUNTA_ HACIA(flecha, item), lo cual significa
que la flecha apunta hacia el item
APUNTA_ DESDE (flecha, item) ; lo cual significa
que la flecha apunta desde el item
Los operadores de Golin y Reiss, los cuales fueron
creados para ser genéricos, fueron diseñados para ser
una sintaxis visual como la carta de estados, la cual se
basa principalmente en un objeto dentro de otro.
Nosotros expandimos el conjunto de operadores para
acomodar la sintaxis de NODO_Y_ARCO, semejante
a la presentada por [5]
Nosotros agregamos un operador adicional:
CONECTE (arco, nodo1, nodo2); lo cual significa que
un arco conecta nodo 1 a nodo 2; Esto es una
generalización del operador de Golin y Reiss
ADJACENTE_A
Especificaciones para sintaxis del diagrama.
Diagrama: entrada1, entrada 2,...entrada n, operador,
salida 1, salida2,...salidan
 Fig. 2. Una parte del diagrama donde se muestran el
operador hipótesis con n arcos de entrada conectando n nodos de
entradas y n arcos de salida conectando n nodos de salida
Donde
Conecte (arco_de_entrada, entrada 1, operador)
Conecte (arco_de_entrada, entrada 2, operador)
Conecte (arco_de_entrada, entrada n, operador)
Conecte (arco_de_salida 1, operador, salida)
Conecte (arco_de_salida 2, operador, salida)
Conecte (arco_de_salida n, operador, salida)
Estas reglas dicen que un diagrama consiste de:
Un arco_de_entrada el cual conecta la entrada 1 con
el operador
Un arco_de_entrada el cual conecta la entrada 2 con
el operador
Un arco_de_entrada el cual conecta la entrada n con
el operador
Un arco_de_salida el cual conecta un operador con
la salida 1
Un arco_de_salida el cual conecta un operador con
la salida 2
Un arco_de_salida el cual conecta un operador con
la salida n
entrada: nodo_de_dato una entrada que consiste de
un nodo de datos
salida: nodo_de_dato una salida que consiste de
un nodo de datos
operador: op_nodo un operador múltiple que
consiste de un op_nodo
nodo_de_dato: objeto geométrico
donde
CONTIENE (objeto geométrico,
dato)
Esta regla dice que un nodo_de_dato consiste de un
objeto geométrico el cual contiene un dato
Op_node: objeto geométrico
donde
CONTIENE (objeto geométrico,
operador)
Esta regla dice que un Op_nodo consiste de un objeto
geométrico el cual contiene un operador:
Arco: flecha
Donde
APUNTA_DESDE (flecha,
nodo)
APUNTA_ HACIA (flecha,
nodo)
Esta regla dice que un arco consiste de una flecha la
cual apunta desde un nodo, hacia un nodo.
Arco_de_entrada: arc
donde
APUNTA_DESDE (flecha,
nodo_de_entrada)
APUNTA_DESDE (flecha,
operador)
APUNTA_ HACIA (flecha,
operador)
Esta regla dice un arco de entrada consiste de una
flecha la cual apunta desde un nodo de entrada u
operador hacia un operador.
Arco_de_salida: arc
donde
APUNTA_DESDE (flecha,
operador)
APUNTA_ HACIA (flecha,
nodo_de_salida)
APUNTA_ HACIA (flecha,
operador)
Esta regla dice un arco de salida consiste de una flecha
la cual apunta desde un operador hacia un nodo de
salida ó hacia otro operador
dato: Información personal | Antecedentes | Resultados
de exámenes | Síntomas
Esta regla dice un dato consiste de información
proveniente del paciente.
operador: Exámenes que se deben aplicar al paciente |
Terapia.
Esta regla dice un operador consiste de acciones que
realiza el doctor. El doctor realiza exámenes físicos,
genera hipótesis, manda exámenes de laboratorio,
radiografías, etc; y finalmente selecciona la terapia.
3. RESULTADOS
Este trabajo forma parte de una de las características a
incorporar en el proyecto de la clínica WEB de la
Universidad de Carabobo.
La aplicación prototipo desarrollada permite la
realización de diagnóstico colaborativo (ver figura 4),
donde diferentes médicos trabajan en una sesión común
y cada uno puede incorporar nueva información al
diagnóstico que en ese momento se este llevando a
cabo, aportando de ese modo su experticia de manera
síncrona. En el ejemplo de la figura 3 se observa la
representación del diagnóstico de una infección
bacteriana. Se tienen un conjunto de síntomas los
cuales sugieren dos hipótesis infección bacteriana ó
virosis, los médicos deciden hacer un examen de
sangre de cuenta blanca y formula , el resultado:
glóbulos blancos neutrofilos altos hacen que se llegue
al diagnóstico: de infección bacteriana y al
tratamiento con antibióticos.
La representación gráfica del diagnóstico se logra a
través de una interfaz gráfica, amigable y de fácil uso
(ver figura 4). En esta interfaz se encuentran un
conjunto de botones con los símbolos del diagnóstico,
los cuales al ser presionados, producen el símbolo
seleccionado en el área de trabajo. Las otras opciones
presentes en el menú horizontal permiten realizar las
actualizaciones sobre la base de datos, tales como:
almacenar un diagnóstico, modificarlo, consultarlo y
eliminarlo en el momento que se desee.
Las barras de desplazamiento verticales, con indicador
visual al lado izquierdo del área de trabajo y las barras
horizontales con indicador visual en la parte inferior,
se usan para indicar la posición de cada usuario en el
área de trabajo, en esta sesión se tienen dos usuarios
cada uno se identifica con una indicador visual de
diferente color, verde y fucsia, en este caso. Cada
participante se representa con un cuadrito de color,
llamado Telepointer. El telepointer permite saber la
posición exacta, del otro participante, dentro del area
de trabajo [2, 7].
Fig. 4. Sesión colaborativa de diagnóstico.
Fig. 3. Lenguaje visual de diagnóstico
4. CONCLUSIONES
Se ha desarrollado un prototipo que permite la
representación gráfica del diagnóstico médico
resultante del trabajo colaborativo de una junta médica.
Se ha diseñado una base de datos relacional para el
almacenaje y consulta de la información médica, de tal
modo que la información del diagnóstico está siempre
disponible (de manera asíncrona). La utilidad del
ambiente descrito es bien relevante, para la realización
de diagnósticos colaborativos, juntas médicas, a
distancia (de manera síncrona), donde se evidencia el
uso de opinión experta de médicos que no requieren
estar físicamente en el mismo lugar y se comparte esta
experiencia. Además la utilización de la aplicación
puede resultar una rica e interesante fuente de
información médica a la hora de ser requerida [9].
REFERENCIAS
[1]. Archila, M. Montilla G., De La Torre M., et.al. (1997)
“La Telemedicina Alrededor del Mundo. Experiencia
Espejo para Venezuela”. Avances Recientes en
Bioingeniería. Investigación y Tecnología Aplicada.
SVMNI, Caracas Venezuela1997.
[2]. Baecker, Ronald M., Dimitrios Nastos, Ilona R. Posner,
and Kelly L. Mawby, "The User-centred Iterative Design
of Collaborative Writing Software," (1993). Proceedings
of the 1993 ACM SIGCHI Conference on Human Factors
in Computing Systems (INTERCHI '93), 24-29 April
1993, Amsterdam, The Netherlands, pp. 399-405.
[3]. Cobb F. y Flatley P. “ How a community Health
Information Networks is Really Used”. Communication
of the ACM, Diciembre 1999- Volumen 42, Numero 12.
pp 85-89.
[4]. Cortez Mauricio and Prateek Mishra(1997). "DCWPL: A
Programming Language for Describing Collaborative
Work".(C Computer Support Collaborative Work
CSCW'97. November 16-20. Boston, Massachusetts, pp.
21-29.
[5]. Edwards Keith. "Policies and Roles in Collaborative
Applications." (1997) ACM Proceedings of the
Conference Computer Support Collaborative Work
CSCW'97. November 16-20. Boston, Massachusetts. pp.
11-20.
[6]. Golin, Eric J. and Steven P. Reiss. (1989) "The
Specification of Visual Language Syntax." In Proceedings
of the 1989 IEEE Workshop on Visual Languages.
Washington, DC: IEEE Computer Society Press, pp. 105-
110.
[7]. Gutwin, Carl, Mark Roseman, and Saul Greenberg,
(1996)"A Usability Study of Awareness Widgets in a
Shared Workspace Groupware System,". Proceedings of
the 1996 ACM Conference on Computer Supported
Cooperative Work (CSCW' 96), pp. 258-267.
[8]. Haarslev y Wessel, (1996), “GenEd An Editor with
generic Semantics for Formal Reasoning about Visual
Notations. IEEE Proceedings of 1996 Symposium on
Visual Languages, September 3-6, 1996 Boulder,
Colorado. Pp 204-211.
[9]. Villegas Hyxia. (1998) “A Study of Awareness-enhanced
tools for collaborative programming”. Doctoral Thesis.
Computer Science Department. University of
Massachusetts, Lowell Sep 8,1998.
ABSTRACT
Telemedicine has many modalities. This work is concerned
with a particular approach known as "shared
medical experience". The relevance of medical seminars is
related to the possibility of sharing different points of view
about an specific case. Often, medical seminars to discuss a
particular case can not be carried out because of time and
physical space. The application proposed here deals mainly
with this kind of problem, allowing medical seminarswhen
the actors are geographically separated. The prototype
application is based on a user friendly interfaces, a visual
programming language and a communication protocol which
is base on common approaches used in collaborative work. A
relational database stores the information produced during
the exchange of information among the medical practitioners.
Tema: Informática Médica
Forma de Presentación: Oral
Medios Necesarios: Video Beam, Proyector de
Transparencias.
VISUAL LANGUAGE FOR MEDICAL DIAGNOSES
ABSTRACT
Telemedicine has many modalities, the problem in which this work will be focused has to do with a case
peculiar of the same one: the shared medical experience. Medical meetings have importance and great
relevance because they are speaking of lives human, many times these meetings can not be carried out by
reasons of time and space. This application in fact tries with this type of problems, when a medical meeting is
required, and it could not be carried out because its participants are located geographically distant. The
installation prototype of the medical meeting, with participants geographically separated, it is based on
friendly graphic interfaces, a visual language and the communication protocol, which follows the outlines
adopted in the atmospheres of team work.. A database stores the information generated during the
communication process among different professionals and specialists.