Revista Cubana de Informática Médica

Pesquisador Virtual: solución informática para la detección de casos sospechosos de COVID-19

RESUMEN Se presenta el Pesquisador Virtual, solución informática desarrollada por la Universidad de las Ciencias Informáticas (UCI) en colaboración con el Ministerio de Salud Pública (MINSAP), que mediante encuestas permite captar información del estado de salud (síntomas y padecimientos) de la población, como complemento al proceso de pesquisa activa, en el marco del enfrentamiento epidemiológico a la pandemia COVID-19. Para la realización de la encuesta se cuenta con una solución móvil y una solución Web. El resultado de la encuesta (información estadística y nominal) es monitorizada en tiempo real mediante gráficos y estadísticas por las diferentes instancias del MINSAP, tanto a nivel nacional como provincial y municipal, mostrando reportes personalizados según el nivel de acceso en dependencia del nivel del organismo. Con esta información, diferentes instancias del sistema de Salud actúan de manera inmediata, sobre todo la atención primaria de salud (APS), para evitar la propagación de la epidemia y la atención temprana de posibles contagiados.

ABSTRACT This article presents "Pesquisador Virtual", a computer solution developed by the University of Informatics Sciences (UCI) in collaboration with the Ministry of Public Health (MINSAP), which, through surveys, allows the capture of information about the population's health status, as a complement to the active inquiry process in the context of the epidemiological response to the COVID-19 pandemic. A mobile and Web solutions are available for the presentation of the survey. The results of the survey (statistical and nominal information) are monitored in real time through graphics and statistics by the different MINSAP structures at the national, provincial and municipal levels, with variable access depending on the level of the structures. With this information, different departments of the health system act immediately, especially Primary Health Care (APS), to prevent the spread of the epidemic and to provide early care for those who may be infected.

Análisis de Modelo Matemático con percepción de riesgo para la CoVid19. Resultados para Cuba

RESUMEN: En Epidemiología, han jugado un importante papel los Modelos Poblacionales que dividen a la población de estudio en subpoblaciones según los atributos que las distinguen, lo que permite representar la dinámica de contagio social de una determinada enfermedad, especialmente en momentos de brote epidémico. En el presente trabajo se explica cómo se representa la transmisión de enfermedades a través de modelos matemáticos definidos por ecuaciones diferenciales. En esta propuesta se formula un modelo matemático definido por ecuaciones diferenciales para representar la transmisión del SarsCov2 distinguiendo entre las poblaciones de infectados sintomáticos y asintomáticos de la CoVid19, con funciones que simulan las acciones gubernamentales e individuales ante la percepción de riesgo. También se presenta un análisis de los resultados obtenidos en Cuba.

ABSTRACT In Epidemiology, Population Models have played an important role, dividing the study population into subpopulations according to the attributes that distinguish them, allowing the dynamics of social contagion of a given disease to be represented, especially at times of epidemic outbreak. This work explains how the transmission of diseases is represented through mathematical models defined by differential equations. In this proposal, a mathematical model defined by differential equations is formulated to represent the transmission of SarsCov2, distinguishing between symptomatic and asymptomatic infected populations of CoVid19, with functions that simulate government and individual actions in the face of risk perception. An analysis of the results obtained in Cuba is also presented.

Proceso para la fusión de neuroimágenes de Tomografía por Emisión de Positrones y Resonancia Magnética

RESUMEN En radiología se utilizan varias técnicas imagenológicas para el diagnóstico de enfermedades y la asistencia en intervenciones quirúrgicas con el objetivo de determinar la ubicación y dimensión exacta de un tumor cerebral. Técnicas como la Tomografía por Emisión de Positrones y la Resonancia Magnética permiten determinar la naturaleza maligna o benigna de un tumor cerebral y estudiar las estructuras del cerebro con neuroimágenes de alta resolución. Investigadores a nivel internacional han utilizado diferentes técnicas para la fusión de la Tomografía por Emisión de Positrones y Resonancia Magnética al permitir la observación de las características fisiológicas en correlación con las estructuras anatómicas. La presente investigación tiene como objetivo elaborar un proceso para la fusión de neuroimágenes de Tomografía por Emisión de Positrones y Resonancia Magnética. Para ello se definieron 5 actividades en el proceso y los algoritmos a utilizar en cada una, lo cual propició identificar los más eficientes para aumentar la calidad en el proceso de fusión. Como resultado se obtuvo un proceso de fusión de neuroimágenes basado en un esquema híbrido Wavelet y Curvelet que garantiza obtener imágenes fusionadas de alta calidad.

ABSTRACT In radiology, various imaging techniques are used for the diagnosis of diseases and assistance in surgical interventions with the aim of determining the exact location and dimension of a brain tumor. Techniques such as Positron Emission Tomography and Magnetic Resonance can determine the malignant or benign nature of a brain tumor and study brain structures with high-resolution neuroimaging. International researchers have used different techniques for the fusion of Positron Emission Tomography and Magnetic Resonance, allowing the observation of physiological characteristics in correlation with anatomical structures. The present research aims to develop a process for the fusion of neuroimaging of Positron Emission Tomography and Magnetic Resonance Imaging. Five activities were defined in the process and the algorithms to be used in each one, which led identifying the most efficient ones to increase the quality in the fusion process. As a result, a neuroimaging fusion process was obtained based on a hybrid Wavelet and Curvelet scheme that guarantees high quality merged images.

Modelo difuso de madurez de la Información y comunicación como apoyo al enfrentamiento a la Covid 19

RESUMEN La información y la comunicación son indispensables en momentos en que la humanidad está enfrentando un nuevo Coronavirus, SARS-Cov2, que ha ocasionado la pandemia denominada COVID-19. Este nuevo evento pone en tensión al sistema de salud de los países, así como las organizaciones de estos. El objetivo es modelar la madurez de la Información y comunicación en el enfrentamiento a la Covid 19. Se diseñó un modelo matemático difuso que tiene como base las normas del control interno relacionado con la Información y la comunicación, apoyado en la Lógica difusa compensatoria. Se tiene un modelo de madurez con seis estados para la Información y comunicación en el sistema de Salud como entidad presupuestada, basada en cuatro elementos: tecnología de la Información y comunicación, sistema de información, calidad de la información, así como responsabilidad y rendición de cuentas. Se resalta su necesidad actual en tiempos de enfrentamiento a la Covid 19.

ABSTRACT Information and communication are essential at a time when humanity is facing a new Coronavirus, SARS-Cov2, which has caused the pandemic called COVID-19. This new event puts tension in the health system of all countries, as well as their organizations. The objective is to model the maturity of Information and communication in the confrontation with Covid 19. A fuzzy mathematical model was designed based on the internal control standards related to Information and Communication, supported by the Fuzzy Compensatory Logic. There is a maturity model with six states for Information and Communication in the Health System as a budgeted entity, based on four elements: Information and Communication Technology, Information System, Quality of Information, and Responsibility and Accountability Bill. It is high lightened its current need in times of confrontation with the Covid 19.

Sistema de Laboratorios Remoto para el estudio de la Microbiología y Parasitología Médica

RESUMEN Introducción: como parte del proceso de formación de enfermeros, médicos y tecnólogos de la salud son habilitados temas relacionados con la microbiología. Sin embargo, a partir del conjunto de medidas de seguridad y la disponibilidad de recursos físicos, no es posible el estudio de diversos microorganismos. Objetivo: desarrollar un Sistema de Laboratorios Remoto para la práctica de Microbiología y Parasitología Médica. Materiales y métodos: el sistema de Laboratorios Remoto posee un microscopio electrónico controlado mediante una interface de comunicación con un ordenador conectado a la red. Resultados: se obtuvo como resultado un Sistema de Laboratorios Remoto que puede ser accedido mediante Internet o la red institucional. Facilita el estudio y la interpretación de diferentes muestras biológicas. Brinda un conjunto de reportes y estadísticas que permiten realizar análisis históricos de comportamiento. Conclusiones: a partir del desarrollo de las prácticas de laboratorios a distancia, es posible el estudio de diferentes microorganismos sin riesgos biológicos para el estudiante.

ABSTRACT Introduction: as part of the training process for nurses, physicians and health technologists, topics related to microbiology are enabled. However, based on the set of security measures and the availability of physical resources, the study of various microorganisms is not possible. Objective: to develop a Remote Laboratory System for the practice of the subject Medical Microbiology and Parasitology. Methods: the Remote Laboratory System has an electronic microscope controlled by a communication interface with a computer connected to the network. Results: a Remote Laboratory System that can be accessed through the Internet or the institutional network. The system facilitates the study and interpretation of different biological samples and also provides a set of reports and statistics that allow for historical behavior analysis. Conclusions: from the development of remote laboratory practices, it is possible to study different microorganisms without biological risks for the student.

Sistema de Información Radiológica XAVIA RIS

RESUMEN El Sistema para el Almacenamiento, Transmisión y Visualización de Imágenes Médicas XAVIA PACS, desarrollado por la Universidad de las Ciencias Informáticas, se utiliza en múltiples instituciones de salud de Cuba. El propósito de estas herramientas es manejar la imagen médica, por lo que no gestionan la información que se capta en los servicios de diagnóstico por imágenes, entre los que se encuentran los datos del paciente, del estudio imagenológico y el informe diagnóstico. En este trabajo se exponen los resultados del desarrollo de un sistema informático para la gestión de la información imagenológica integrado al sistema XAVIA PACS para garantizar el control automatizado de la información en los servicios de diagnóstico por imágenes. Para el desarrollo previsto fue determinante la necesidad de reutilizar el código fuente ya implementado en el sistema XAVIA PACS; se seleccionó Microsoft.NET Framework, ASP.NET 3.5, C# 3.5 como lenguaje de programación, PostgreSQL como sistema de gestión de Base de Datos. Adicionalmente, fueron tenidos en cuenta la portabilidad, el procesamiento complejo interno, la facilidad de la instalación, y la facilidad del cambio. El sistema desarrollado automatiza la gestión de las listas de trabajo en los servicios de diagnósticos por imágenes, la gestión de la información del paciente, las citaciones, la planificación del trabajo de las modalidades médicas, y especialistas de radiología. La implantación del sistema desarrollado en diferentes instituciones de salud que emplean el sistema XAVIA PACS, validó la pertinencia y aplicabilidad del mismo.

ABSTRACT The XAVIA PACS Medical Images Storage, Transmission and Visualization System, developed by the University of Computer Sciences is used in multiple Cuban health institutions. The purpose of these tools is to manage the medical image, so they do not manage the information that is captured in the diagnostic imaging services, among which are the patient's data, the imaging study and the diagnostic report. This article presents a computer system for the management of imaging information integrated into the XAVIA PACS system to ensure automated control of information in diagnostic imaging services. For the planned development, the need to reuse the source code already implemented in the XAVIA PACS system was decisive; Microsoft.NET Framework, ASP.NET 3.5, C # 3.5 were selected as the programming language, PostgreSQL as the Database management system. Additionally, portability, complex internal processing, ease of installation, and ease of change were considered. The developed system automates the management of work lists in diagnostic imaging services, the management of patient information, appointments, work planning of medical modalities, and radiology specialists. The implementation of the system developed in different health institutions that use the XAVIA PACS system, validated its relevance and applicability.

Técnicas de segmentación y procesamiento para la detección de Carcinomas Renales en imágenes de Tomografía Abdominal

RESUMEN Una de las campañas más reconocidas en el mundo es la lucha contra el cáncer, siendo el sistema renal uno de los más afectados por esta patología. El carcinoma de células renales (CCR), el más común de cáncer renal en los adultos, representa la sexta causa de muerte por cáncer. Debido al aumento en el uso de las técnicas de diagnóstico por imagen, las lesiones renales pueden ser diagnosticadas en forma incidental aproximadamente en 50% de los casos. Cuba apuesta por el uso de la tecnología en la salud y en la Universidad de las Ciencias Informáticas (UCI) se ha desarrollado un sistema para el almacenamiento, transmisión y visualización de imágenes médicas (XAVIA PACS), el cual se encuentra implantado en varios hospitales del país, pero no cuenta con alternativas para realizar la detección del CCR en imágenes tomográficas, haciendo más lento el diagnóstico, lo que se traduce en menos posibilidades para el paciente. La presente investigación tiene como objetivo realizar un análisis sobre las principales técnicas de segmentación y procesamiento para la detección de carcinomas renales en imágenes de tomografías abdominal, que propicie a los equipos de desarrollo contar con la base teórica necesaria para enfrentar el problema en cuestión. Para ello se realizó un análisis documental sobre trabajos relacionados con la temática y que propician soluciones al problema. Se estudiaron algoritmos y técnicas computacionales efectivas para la segmentación y procesamiento de imágenes abdominales. Como resultado de la investigación se obtuvieron los algoritmos más acordes para el sistema XAVIA PACS y el contexto médico cubano.

ABSTRACT One of the most recognized campaigns in the world is the fight against cancer, the kidney system being one of the most affected by this pathology. Renal cell carcinoma (RCC), the most common form of kidney cancer in adults, represents the sixth leading cause of cancer death. Due to the increased use of diagnostic imaging techniques, kidney injuries can be diagnosed incidentally in approximately 50% of cases. Cuba is committed to the use of technology in health and a system for the storage, transmission and display of medical images (XAVIA PACS) has been developed at the University of Computer Sciences (UCI), which is implanted in several hospitals of the country, but it does not have alternatives to detect RCC in tomographic images, slowing down the diagnosis, which translates into fewer possibilities for the patient. The objective of this research is to carry out an analysis on the main segmentation and processing techniques for the detection of renal carcinomas in abdominal tomography images, which provides development teams with the theoretical basis necessary to face the problem in question. For this, a documentary analysis was carried out on works related to the subject and that provide solutions to the problem. Algorithms and effective computational techniques for the segmentation and processing of abdominal images were studied. As a result of the research, the most suitable algorithms for the XAVIA PACS system and the Cuban medical context were obtained.

Método para evaluar el desempeño de los recursos humanos en proyectos médicos mediante computación con palabras

RESUMEN Introducción: el proceso de evaluación del desempeño de los recursos humanos en proyectos médicos está sujeto a niveles considerables de subjetividad, lo cual genera incertidumbre a la hora de tomar decisiones. Problemas de esta índole donde se incluye la evaluación y clasificación de alternativas en el proceso, pueden ser abordados a través de la Computación con palabras. Objetivo: el objetivo del presente trabajo es desarrollar un método para la evaluación del desempeño de los recursos humanos en proyectos médicos mediante computación con palabras. Materiales y métodos: se utilizan los conjuntos de datos lingüísticos para mejorar la interpretación de los resultados. Se emplea el modelo de representación de la información lingüística basado en 2-tuplas en el tratamiento de la incertidumbre. El procesamiento de la información se realizó mediante los operadores de agregación de información Promedio Ponderado Ordenado que permiten la agregación de información de acuerdo a parámetros predefinidos obteniéndose un valor representativo. Resultados: se obtiene un método de apoyo a la toma de decisiones basado en la computación con palabras. El método propuesto fue implementado para manejar la incertidumbre existente en el proceso de evaluación del desempeño de los recursos humanos en proyectos médicos a partir de la evaluación y clasificación de alternativas, basado en computación con palabras. Conclusiones: la implementación del método propuesto, permite evaluar y clasificar a los Recursos Humanos según su desempeño.

ABSTRACT Introduction: the process of evaluating the performance of human resources in medical projects is subject to considerable levels of subjectivity, which generates uncertainty when making decisions. Problems of this nature, where the evaluation and classification of alternatives is included in the process, can be addressed through Computing with Words. Objective: to develop a method for evaluating the performance of human resources in medical projects using Computing with Words. Method: linguistic data sets are used to improve the interpretation of the results. The 2-tuple-based linguistic information representation model is used in the treatment of uncertainty. The information processing was performed using the Ordered Weighted Average information aggregation operators that allow the aggregation of information according to predefined parameters obtaining a representative value. Results: a method of decision support is obtained, based on Computing with Words. The method was implemented to manage the uncertainty in the process of evaluating the performance of human resources in medical projects based on the evaluation and classification of alternatives. Conclusions: the implementation of the proposed method allows evaluating and classifying human resources according to their performance.

Registro de emisiones otoacústicas transientes basado en microcontroladores de alto rendimiento

RESUMEN La hipoacusia tiene una incidencia notable entre los recién nacidos. Una intervención temprana durante el período de maduración auditiva permite minimizar los efectos en el desarrollo intelectual del infante. Se propone el desarrollo de un Registrador de Emisiones Otoacústicas Transientes como parte de un sistema de cribado neonatal basado en microcontroladores de alto rendimiento. La prueba consiste en aplicar periódicamente un estímulo tipo chasquido para obtener la respuesta coclear. Se promedian las señales adquiridas y se aplica la Transformada Rápida de Fourier. El espectro obtenido es dividido en bandas de media octava para analizar la correlación y la relación señal-ruido. Si estos parámetros son mayores que los umbrales de referencia en la mayoría de las bandas, se considera al paciente apto para el desarrollo normal. El firmware fue implementado sobre el procesador STM32F405 y evaluado con el simulador Baby Isao; obteniéndose una sensibilidad del 87.5% y una especificidad del 93.75%.

ABSTRACT Hearing loss is highly incident among newborns. Early intervention during the period of auditory maturation allows adequate levels of intellectual development to be achieved. The development of a Transient Otoacoustic Emissions Recorder is proposed as part of a neonatal screening system based on high-performance microcontrollers. The test consists of periodically applying a click stimulus to obtain the cochlear response. The acquired signals are averaged and the Fast Fourier Transform is applied. The spectrum obtained is divided into half-octave bands to assess the correlation as well as the signal-noise ratio. If these parameters are greater than the reference thresholds in most of the bands, the patient is considered suitable for normal cognitive development. The firmware was implemented on the STM32F405 processor and evaluated with the Baby Isao simulator; obtaining a sensitivity of 87.5% and a specificity of 93.75%.

Xebra: aplicación móvil para la prevención de las infecciones de trasmisión sexual en adolescentes. 2019

RESUMEN Introducción: El desarrollo de la eSalud y el uso de las aplicaciones móviles han contribuido a la transición a un nuevo paradigma en el sector, logrando que tanto las personas como el equipo médico interactúen en otra dimensión. Se sabe que para los adolescentes y los jóvenes el móvil es parte indispensable para su vida y que lo usan más que nadie y seguramente mejor que nadie. Objetivo: Esta investigación se propone construir una aplicación móvil dirigida a adolescentes con información sobre las infecciones de trasmisión sexual y otros elementos clave para mantener la salud sexual y reproductiva. Método: Xebra fue construida sobre Python versión 2.7.8, lenguaje de programación de código abierto. La aplicación estuvo sujeta a varias pruebas de software tales como: funcionamiento de la interfaz de usuario, consistencia de la interfaz, pruebas de acciones del usuario, pruebas de recursos de bajo nivel y pruebas de caja blanca con el objetivo de garantizar la funcionalidad optima del producto. Igualmente los contenidos fueron revisados por expertos en la temática de la salud sexual en adolescente. Resultados: XEBRA contiene cuatro bloques principales para la interacción con los usuarios. Secciones de juegos, información básica, estadísticas y autoevaluación. Conclusiones: Se obtuvo una aplicación para móviles con sistema operativo Android, de distribución gratuita, destinada a promover contenidos relacionados con la salud sexual, que se encuentra a disposición de los adolescentes cubanos.

ABSTRACT Introduction: The development of eHealth and the use of mobile applications have contributed to the transition to a new paradigm in the sector, making both people and the medical team, interact in another dimension. It is known that for adolescents and young people, the mobile is an essential part of their lives and that they use it more and surely better than anyone. Objective: To build a mobile application aimed at adolescents with information on sexually transmitted infections and other key elements to maintain sexual and reproductive health. Method: Xebra was built on Python version 2.7.8, an open source programming language. The application was subjected to various software tests such as: operation of the user interface, consistency of the interface, tests of user actions, tests of low-level resources and white box tests in order to guarantee the optimal functionality of the product. Likewise, the contents were reviewed by experts on the subject of adolescent sexual health. Results: XEBRA contains four main blocks for interaction with users: Games sections, Basic information, Statistics and Self-evaluation. Conclusions: A free mobile application with Android operating system was obtained, aimed at promoting content related to sexual health, which is available to Cuban adolescents.

Esquema de confianza basado en Infraestructura de clave pública (PKI) para el intercambio de información clínica electrónica en el sistema XAVIA HIS

RESUMEN La seguridad informática se ha convertido en una necesidad y un derecho de todos los ciudadanos. Los sistemas informáticos empleados en el sector de salud poseen un almacenamiento digital fácil y sostenible que debe garantizar la privacidad e integridad de la información, lo cual constituye cuestión delicada. En Cuba no está definido un esquema PKI (Públic Key Infraestructure) o Infraestructura de Clave Pública, centralizado a nivel nacional que propicie y garantice la seguridad de la información sensible en el sistema de salud pública, lo cual pone en riesgo la autenticidad, integridad y confidencialidad de los datos médicos personales. Este trabajo tiene como objetivo diseñar una estructura de seguridad centrada en la PKI entre las instituciones de salud, a partir de la infraestructura de llave pública nacional como autoridad de certificación raíz. Se realizó un análisis documental sobre la actualidad del tema, se realizaron entrevistas a administrativos, gestores hospitalarios y especialistas en seguridad informática, lo cual permitió crear las bases de la investigación. Se obtuvo un esquema de confianza que propicia el intercambio seguro de los registros médicos de los pacientes entre instituciones de salud. La implementación de una infraestructura PKI en el sector sanitario permite que las instituciones que requieran intercambiar registros médicos, a través de una red, puedan hacerlo con un alto nivel de seguridad.

ABSTRACT Computer security has become a necessity and a right for all citizens. The IT systems used in the health sector have much easier and more sustainable digital storage and guarantee the privacy and integrity of information, which are sensitive issues. In Cuba, there is no centralized PKI (Public Key Infrastructure) scheme at the national level that promotes and guarantees the security of sensitive information in the public health system, which puts the authenticity, integrity and confidentiality of personal medical data at risk. The aim of our work was to design a security structure centered on PKI among health institutions, based on the national public key infrastructure as root certificate authority (CA). In order to achieve this, a documentary analysis was carried out on the current state of the art in the subject; as well as interviews with administrative staff, hospital managers and specialists in computer security, which allowed the research bases to be created. As a result, a trust scheme was obtained that promotes the secure exchange of patients' medical records between health institutions. The implementation of a PKI infrastructure in the health sector allows institutions to exchange medical records through a network with a high level of security.

Biblioteca para el diseño del cuaderno de recogida de datos en ensayos clínicos en Openclinica

RESUMEN Introducción: El Centro Nacional Coordinador de Ensayos Clínicos (CENCEC) utiliza el software OpenClinica para diseñar los Cuadernos de Recogida de Datos (CRD) de los ensayos clínicos. Cada ensayo tiene características específicas, pero existen datos comunes a todos los ensayos que pueden ser estandarizados. Objetivo: Desarrollar una biblioteca de plantillas para el diseño de los CRD. Método: Se realizó un análisis documental de los estándares para el manejo de datos en los ensayos clínicos y se analizaron los diseños utilizados en cuatro ensayos desarrollados en OpenClinica. Resultados: Según los tipos de datos que se registran en los ensayos clínicos se diseñaron 14 plantillas. Cada plantilla, es un fichero Excel con cinco hojas de trabajo donde se registran todas las definiciones del CRD. Las plantillas se han utilizado en tres ensayos clínicos con resultados favorables. Conclusión: Las 14 plantillas que componen la biblioteca CRD fueron diseñadas permitiendo su futura reutilización en la gestión de datos de nuevos ensayos clínicos.

ABSTRACT Introduction: CENCEC uses OpenClinica software to design the database of the Case Report Forms (CRF) of the clinical trials (CT). Every trial has specific characteristics although some of them are common to all trials which permit to standardize the process. Objective: To develop a library of templates in order to design the CRF. Methods: A documentary analyses of the standards for data management in clinical trials was performed and in addition of that four designs developed at OpenClinica were reviewed. Results: A library of 14 templates according to data types of CT was proposed. Every template is an Excel file with five sheets in which the definitions of the CRF is registered. The templates have been used in three CT. Conclusions: The 14 templates that make up the CRF library were designed allowing their future reuse in the management of data from new clinical trials.