PS2DICOM: Explorando o paradigma Publish/Subscribe e a elasticidade em níveis aplicados ao procedimento de Telemedicina

• Autor(a) principal: Paim, Euclides Palma
• Data de Publicação: 2017
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UNISINOS (RBDU Repositório Digital da Biblioteca da Unisinos)
• Texto Completo: http://www.repositorio.jesuita.org.br/handle/UNISINOS/6897
• topic: ACCNPQ::Ciências Exatas e da Terra::Ciência da Computação; Computação em Nuvem; DICOM; Publicar/assinar; Telemedicina; Cloud computing; DICOM; Publish/subscribe; Telemedicine

Imagens médicas são usadas diariamente para apoio ao diagnóstico em diferentes áreas da Radiologia no mundo todo. Essas imagens seguem uma padronização internacional definida pela ISO 12052, conhecida como padrão DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine). Cada instituição que reivindica conformidade com esta norma, possui seus próprios serviços de armazenamento, sistemas de visualização e processamento específicos para esses dados. No entanto, há uma grande necessidade de que essas imagens sejam analisadas por diferentes especialistas, a fim de que cada caso possa ser discutido de forma ampla, na busca do melhor tratamento para cada patologia. A indisponibilidade de dados em tempo real para a avaliação médica especializada impacta direta e profundamente no sucesso terapêutico. O modelo de computação em nuvem tem as características necessárias para garantir que estas imagens se encontrem ao alcance dos profissionais mais recomendados para cada caso, aptos a oferecer o melhor atendimento. A grande quantidade de recursos disponíveis em nuvem, para lidar com esses dados de forma escalável, facilita a criação de uma infraestrutura para apoio ao diagnóstico à distância através de recursos de Telemedicina. Tomando como base o paradigma computacional Publicar/Assinar, podemos estabelecer comunicação em tempo real para solucionar situações no campo da saúde, como comunicação entre hospitais ou clínicas e entre médicos, enfermeiros e especialistas envolvidos no diagnóstico. Em ambientes clínicos que lidam com transmissão massiva de imagens em alta resolução no padrão DICOM, bem como em ambientes com problemas de desempenho de rede, transmitir essas imagens em tempo hábil, armazenar e disponibilizar de forma segura é um problema sem solução espontânea. Dessa forma esse trabalho propõe uma arquitetura baseada em nuvem computacional, para coletar, comprimir, armazenar e recuperar dados utilizando o paradigma Publicar/Assinar e dois níveis de escalabilidade. O modelo PS2DICOM é estabelecido como um middleware que oferece recursos de infraestrutura na camada IaaS (Infrastructure as a Service), apoiando as tarefas de transmissão e armazenamento de arquivos dentro do padrão DICOM. O sistema oferece compactação dos dados com diferentes intensidades, conforme largura de banda disponível. O modelo PS2DICOM conta ainda com dois níveis de balanceamento de carga e com a elasticidade reativa oferecida pela infraestrutura. A pesquisa contribui ao apresentar uma arquitetura eficaz para otimizar tarefas de rede, capaz de ser adotada como solução ao desenvolver aplicações voltadas para nuvens computacionais aplicadas a saúde em futuras situações reais. A arquitetura foi testada utilizando um protótipo com módulos distintos, desenvolvidos para cada serviço específico oferecido e mostrou-se eficiente como solução para os problemas em questão. Seus detalhes são descritos nos capítulos seguintes, bem como sua implementação, que corrobora a viabilidade do modelo.