Revista Cubana de Informática Médica

Toward a better comprehension about the integration program of the bioinformatic resources

Web component for the analysis of clinical information using the technique of clustering data mining

La digitalización de los diferentes procesos y la automatización de los servicios generan grandes volúmenes de información. La Minería de Datos (MD) es una técnica de Inteligencia Artificial que permite encontrar la información no trivial que reside en los datos almacenados. La presente investigación pretende desarrollar una vista de análisis para el Sistema Integral para la Atención Primaria de Salud (SIAPS), usando la técnica de agrupamiento enmarcada en el algoritmo Simple K-Means, con el objetivo de realizar un análisis de la información clínica de los pacientes; para ello se plantea la extracción del conocimiento del almacén de datos alimentado del repositorio de historias clínicas electrónicas. La investigación se sustenta en la herramienta de libre distribución WEKA, esta funciona de forma aislada al SIAPS; la interfaz, así como las vistas, modelos e informes generados por WEKA en ocasiones resultan de difícil comprensión por los profesionales de la salud, los que no necesariamente tienen que poseer conocimientos avanzados de las nuevas tecnologías de la información. Para el desarrollo de la solución se empleó el lenguaje de programación Java 1.6, como servidor de aplicación JBoss 4.2 y Eclipse 3.4 como plataforma de desarrollo, como Sistema Gestor de Bases de Datos PostgreSQL 8.4 y SEAM como framework de integración. Durante todo el proceso se hizo uso de la plataforma Java Enterprise Edition 5.0. Como resultado se espera obtener una vista de análisis que facilite la comprensión de los modelos generados, apoyando de esta forma el proceso de toma de decisiones clínicas.

The digitization of the different processes and automation services generate large volumes of information. Data mining (DM) is an artificial intelligence technique that allows finding non-trivial information residing in stored data. This research aims to develop a view of analysis for the Integral System for Primary Health Care (SIAPS), using grouping technique framed on Simple K-Means algorithm, with the goal of completing an analysis of the patients' clinical information, for it raises the extraction of knowledge from data warehouse powered by the repository of electronic medical records. The research is based on the free distribution tool WEKA, it works in isolation of SIAPS, the interface, as well as the views, models and reports generated by WEKA are sometimes difficult to understand by health professionals, who do not necessarily have to possess advanced knowledge of new information technologies. For the development of the solution was used Java 1.6 as a programming language, JBoss 4.2 as the application Server and Eclipse 3.4 as a development platform. PostgreSQL 8.4 was used as Database Management System and the integration framework SEAM. Java Enterprise Edition 5.0 platform was used during the whole process. An analysis view to facilitate the understanding of the generated models is expected as a result, to support the process of making clinical decisions.

System for the storage and transmission of medical images, version 3.0

La presente investigación tiene como objetivo el desarrollo de un servidor de almacenamiento y transmisión de imágenes médicas. Es un sistema orientado al área de radiología de una clínica hospitalaria, con el fin de almacenar y transmitir las imágenes generadas por los equipos de adquisición. Se ha elaborado según lo estipulado en el estándar DICOM 3.0 para el almacenamiento y transmisión de las imágenes médicas. Fue desarrollado sobre plataforma .NET con lenguaje de programación C#, utilizando el Framework 4.0, lo cual facilitará la migración hacia una plataforma libre. Posee una interfaz amigable que posibilita que la aplicación sea fácil de configurar. La implantación del sistema proporciona un mejor desempeño del sistema alas PACS y las imágenes médicas adquiridas son almacenadas de forma segura y quedando disponibles a los especialistas para su posterior uso.

This research aims to develop a server for the storage and transmission of medical images. It is a system oriented toward the radiology needs of a real hospital, in order to store and transmit the images generated by the acquisition equipment. It has been prepared as required by the DICOM 3.0 standard for the storage and transmission of medical images. It was developed on .NET platform with C# programming language, using the Framework 4.0. It has a friendly interface that allows the application to be easy to configure. The implementation of the system provides a better performance for the alas PACS system and the medical images acquired are securely stored and are available to specialists for further use.

GRAP-NFM. Software for emulating and extending the functionalities of the Neuropack Four Mini

El Neuropack Four Mini (NFM) es un equipo biomédico para la obtención y análisis de distintas pruebas, las cuales permiten la evaluación funcional del sistema nervioso. Este equipo tiene algunas limitaciones como, por ejemplo, no permite almacenar los resultados de las pruebas para un ulterior análisis. Además, el análisis que efectúa a las señales que describen las pruebas es muy limitado desde el punto de vista matemático. En este artículo se presenta el sistema informático GRAP-NFM, el cual emula y extiende las funcionalidades del NFM permitiendo que desde una computadora se visualicen los resultados de las pruebas recibidas vía fichero desde el NFM, se realice su análisis básico y se exporten los resultados de dichas pruebas en un formato accesible por otros sistemas.

The Neuropack Four Mini (NFM) is a biomedical device for obtaining and analyzing several types of tests that permit the functional evaluation of the nervous system. This device has some limitations. For instance, it does not allow to save the results of the tests. Furthermore, its analysis of the signals describing the tests is quite restricted from a mathematical point of view. In this paper we present the software GRAP-NFM, which emulates and extends the functionalities of the NFM by allowing to visualize and to analyze, with a computer, the results of the tests received via file from the NFM. This software also allows to export the results of the tests in a format legible for other systems.

Pre-processing methodology of acquired data by MALDI-MSI in tissue samples

En la última década, la Imagenología por Espectrometría de Masas MALDI (MALDI-MSI) ha demostrado su potencial en el campo de la proteómica. Debido a la alta dimensionalidad de los conjuntos de datos obtenidos en los experimentos de MADI-MSI y las variabilidades inherentes al proceso de adquisición, presentes en los mismos, se hace necesario llevar a cabo una etapa de pre-procesamiento, que reduzca estas distorsiones. La presente investigación propone una metodología de procesamiento de datos de MALDI-MSI sustentada en un conjunto de aplicaciones desarrolladas en MatLab, la Biblioteca Qt4, así como la herramienta de visualización DataCube Explorer. Entre los resultados se pueden destacar la obtención de cambios en las intensidades de los píxeles de las imágenes reconstruidas después de la introducción de ruido, así como el incremento de la Relación Señal-Ruido después de someter los espectros a los métodos de filtrado de Kaiser, Savitzky-Golay y Promedio deslizante, destacándose Kaiser sobre los demás, lo que puede traducirse como una disminución de los niveles de distorsión en los espectros de cada pixel. Se realizó la reconstrucción satisfactoria de la imagen patrón y su visualización con la herramienta DataCube Explorer.

At last decade, MALDI Mass Spectrometry Imaging (MALDI-MSI) has demostrated being a powerful tool in proteomics field. Because of high dimensionality of the acquired datasets in MALDI-MSI experiments and the inherent variabilities to the acquisition process, present in them, it´s necessary carry out a pre-processing stage, which reduces these distortions. This paper proposes a processing methodology of data MALDI-MSI supported in applications developed in MATLAB, Qt4 Library, as well as the visualization tool Datacube Explorer. Among the results obtained, it can be highlighted the changes in the intensities of the pixels of the reconstructed images after introducing noise, as well as the increasing of Signal-Noise Ratio after applying the denoising methods Kaiser, Savitzky-Golay and "sliding average", highlighting Kaiser over the other techniques, which can be interpreted as a decreasing of the distortion levels in each pixel´s spectrum. The reconstruction of example image and its visualization with Datacube Explorer tool were satisfactory.

Applying the 3-element windkessel model to photoplethysmographic signals. Gender differences and age correlation

Automatically averaged photoplethysmographic (PPG) signals were fit to a 3-element windkessel model using a Gauss-Newton optimization algorithm. Data corresponded to 78 healthy subjects (ages from 8 to 87 years). Unlike other reports, two phase velocities are also estimated from the model. Gender differences were found, particularly respect to individual parameters correlation with age. When a nonlinear model was fit to the two first principal components, a high correlation with age was found for both females (r=0.69) and male subjects (r=0.77). Our results further support the idea that the PPG signal is a valuable source of information about the cardiovascular system, comparable to the much more expensive continuous pressure signal.

Señales fotopletismográficas automáticamente promediadas fueron ajustadas a un modelo de "bomba hidráulica" de tres elementos. Para ello se utilizó un algoritmo de optimización del tipio "Gauss-Newton". Los datos fueron obtenidos de 78 individuos sanos con edades entre 8 y 87 años. A diferencia de otros reportes, en el presente trabajo se estimaron dos velocidades de fase a partir del modelo. Al aplicar un modelo no lineal respecto los dos primeros componentes principales, se obtuvo una elevada correlación con la edad tanto para los sujetos femeninos (r=0.69) como para los masculinos (r=0.77). Nuestros resultados ofrecen un apoyo adicional a la idea de que la señal fotopletismográfica es una fuente importante de información acerca del sistema cardiovascular, comparable a la señal de presión continua, aun cuando esta última es mucho más costosa.

Web viewer for digital medical images

El desarrollo de las tecnologías ha facilitado la creación de soluciones médicas que agilizan las tareas de los especialistas. A través del uso de este tipo de sistemas, consultorios médicos, clínicas, centros de imagen y departamentos de diagnóstico por imágenes pueden tener a gran velocidad servicios de Internet a su alcance y capacidades de archivo que alguna vez fueron solo para los grandes hospitales. La Universidad de las Ciencias Informáticas ha desarrollado la solución alas PACS-RIS, pero este sistema debido a sus características específicas no causa el impacto deseado debido a los grandes costos de tiempo de instalación y configuración, su uso limitado a plataformas propietarias, la necesidad de equipo de altas prestaciones, entre otras causas. Se presenta la propuesta de solución de software desarrollada para la visualización de imágenes médicas. El sistema está diseñado para ofrecer al personal médico, servicios en línea que faciliten la ejecución de sus tareas. Facilita a los especialistas una gama de herramientas básicas para la visualización y procesamiento de imágenes médicas y creación de los reportes de estudios realizados a pacientes. La aplicación fue desarrollada sobre la plataforma .NET 4.0 con lenguajes de programación C#, JavaScript, HTML5, CSS3. Se utilizaron además las librerías jQuery, Knockout y además de MVVM como patrón arquitectónico para la capa de presentación. El sistema se integra a la solución alas PACS-RIS y está diseñada para que finalmente sea utilizada en dispositivos móviles como celulares y Tablet PC.

The actual development of technologies increases the creation of medical solutions that improve the specialist's tasks. Through the usage of this kind of systems, medical institutions, clinics, image centers and image diagnostic departments can use huge speed internet services and storage capacities that once could only have big hospitals. The Informatics Science University has develop the alas PACS-RIS solution, but this system, due to its specific characteristics, didn't cause the wished impact, due to the big time costs of installation and configuration, the limited use under proprietary platforms, the use in high end computers, among others. This paper has the fundamental objective of develop a web application that allows the medical images visualization and management of image studies reports. Presents a software solution developed in .NET 4.0 platform, with programming languages such as: C#, JavaScript, HTML5, CSS3. Also were used the libraries, jQuery, Knockout, and MVVM as architectural pattern for presentation layer. This solution is integrated with alas PACS-RIS system and is designed for the usage in mobile platforms such as: Mobiles and Tablets PC.

Implementation of DICOM SR and HL7 CDA standards for the creation and edition of digital imaging reports

La aparición de nuevas tecnologías de la información, así como estándares y acuerdos, permite la interoperabilidad entre aplicaciones de sistemas de salud en distintas partes del mundo. El presente artículo introduce un estudio que pretende facilitar el uso de estándares y tecnologías disponibles hacia el sector salud, especialmente hacia instituciones hospitalarias. El trabajo parte del uso de los estándares HL7 CDA y DICOM SR para la edición de informes de estudios imagenológicos, debido a que la emisión de estos informes constituye una de las actividades fundamentales de los departamentos de diagnósticos por imágenes. Se describen las principales funcionalidades y características, como base para un sistema informático capaz de adaptarse a los distintos ambientes y escenarios, permitiendo agilizar y estandarizar el proceso que se informatiza. Con la implementación de estos estándares se lograrían sistemas con fuertes características de estandarización, generalidad, flexibilidad, accesibilidad, bajo costo de implementación, bajas necesidades en infraestructura, perdurables en el tiempo e independientes al cambio de la tecnología.

As new information technologies, standards and agreements appear, it has been possible to increase the interoperability among applications in health care systems in the world. This article shows a study that aims to facilitate the use of standards and technologies that are available to the health care field, mainly in hospitals. The work is focused on the usage of HL7 CDA and DICOM SR standards to the edition of reports from imaging studies, because the issuance of these reports is one of the core activities at the departments of imaging diagnostics. The paper describes the main functionalities and features as a basis for a computer system capable of adapt to different environments and scenarios, allowing streamline and standardize the process to be computerized. With the implementation of these standards, highly standardized systems would be achieved, and also features as generality, flexibility, accessibility, low implementation cost, low infrastructure needs, long-lasting and independence of technology change.

Computer tool for the determination of health actions related with hypertension

La Hipertensión Arterial (HTA) es uno de los problemas de salud complejos frecuentes en nuestro Cuba y el mundo, pues constituye el principal factor de riesgo en las enfermedades cardiovasculares y cerebrales. El presente trabajo aborda una herramienta informática que ayuda a la determinación de acciones de salud relacionadas con la Hipertensión Arterial en la Atención Primaria de Salud a través del Procesamiento Analítico en Línea y el Razonamiento Basado en Casos. El sistema es validado mediante análisis de criterio de expertos, los cuales concuerdan en un 99 % de confianza.

Hypertension (HTA) is one of the complex health problems prevalent in Cuba and the world. It is the main risk factor for cardiovascular disease and stroke. This paper deals with a software tool that helps determine health actions related to hypertension in primary health care through the Online Analytical Processing and Case Based Reasoning. The system is validated through expert analysis approaches, which consider it is 99 % reliable.

Issues and potential solutions when capturing health data in rural clinics in South Africa

This paper highlights the data and information required by various International bodies, including WHO, PEPFAR, World Bank and the South African Government regarding HIV and its associated programmes and comorbidities. It explores the current collection of data in South African rural clinics and reports on the results from in-depth interviews with nurses regarding the burden of data collection and the perceptions and attitudes to electronic solutions including smart phones and tablet computers.

Este artículo destaca los datos y la información requeridos por diversos organismos internacionales, como la OMS, el PEPFAR, el Banco Mundial y el Gobierno de Sudáfrica en relación con el VIH y sus programas asociados y comorbilidades. Explora la colección actual de los datos en las clínicas rurales de Sudáfrica y los informes sobre los resultados de las entrevistas en profundidad con las enfermeras con respecto a la carga de la recopilación de datos y las percepciones y actitudes hacia soluciones electrónicas, incluyendo teléfonos inteligentes y tablet PC.

Data reader component by alas-HIS from anesthesia machines

El presente trabajo tiene como objetivo desarrollar el componente de comunicación entre máquinas de anestesia y el Sistema de Información Hospitalaria alas-HIS, que permita visualizar, almacenar y graficar en tiempo real la información obtenida de los equipos. El desarrollo está basado en una conexión entre la máquina de anestesia y una PC a través del puerto serie estándar RS 232. A partir de la lectura de los bytes recibidos desde el equipo, se propone una solución para decodificar los datos asociados a los indicadores de anestesia. Para lograr la solución es necesario conocer el protocolo de comunicaciones del equipo con el que se desea comunicar la aplicación. Se utilizó el lenguaje de programación Java y su API de Comunicaciones Serie para la comunicación con los dispositivos externos. Se utilizó Eclipse SDK V3.4.2 como Entorno de Desarrollo Integrado. Para generar los gráficos se utilizó la librería JFreeChart. El componente posibilitará visualizar, almacenar y graficar los datos obtenidos en tiempo real desde las máquinas de anestesia. Esto permitirá a los médicos una mejor comprensión de los indicadores, evitará errores humanos y ayudará a esclarecer casos médico-legales.

This investigation aims to develop the communications component between anesthesia machines and alas HIS Hospital Information System, which will permit to visualize, to storage and to graphic in real time, the data cmoing from the equipment. The development is supported on any connection between the anesthesia machine and the PC through the standard serial port RS 232. From the data obtained of the equipment, it is proposed a solution to decode information related with anesthesia variables. To achieve the objective, is important to know the communications protocol of the hardware connected with the application. To implement it, the Java Programming Language and its Serial Communications API were used to connect external devices with the software. It was used Eclipse SDK V3.4.2 as development IDE. To get the graphics was used the JFreeChart library. The component will allow the visualizing, storage, and graphic representation of real time information from the anesthesia machines. To the physicians, it will permit better interpretation of anesthesia variables, thus avoiding human mistakes and helping to solve legal-medical cases.