A computação de ponta ajudará a reformular como, onde e com que rapidez os cuidados médicos podem ser prestados, mas as barreiras à adoção em larga escala permanecem.
Retrato da Ásia / Shutterstock
Children's Health of Orange County, um sistema de saúde pediátrico com sede na Califórnia, está funcionando com outras instituições médicas para coletar imagens clínicas – ressonâncias magnéticas, ecocardiogramas e similares. O objetivo: criar um repositório de imagens para analisar insights que possam treinar algoritmos capazes de auxiliar os médicos com diagnósticos.
Embora a iniciativa esteja em seus estágios iniciais, o vice-presidente e CIO da CHOC John Henderson já está pensando nas tecnologias que sua organização precisaria para habilitar um sistema tão inteligente. A computação de borda, com sua capacidade de fornecer análise em tempo real de arquivos grandes, seria um componente-chave para fazer esse trabalho, diz ele.
A computação de borda é cada vez mais vista como um componente crítico em o ecossistema de dados criado por dispositivos conectados. É geralmente definido como um paradigma de computação distribuída que coloca a computação e o armazenamento de dados fisicamente perto de onde os dados são gerados e usados.
Em uma configuração típica de edge computing, um servidor de borda ou gateway localizado em a borda da rede armazena e processa os dados coletados por dispositivos finais, como sensores, câmeras ou smartphones, e geralmente envia alguns ou todos os dados para a nuvem para processamento adicional. Em alguns casos, o processamento inicial é realizado nos próprios dispositivos finais, mas, de qualquer forma, o processamento e a análise iniciais dos dados acontecem perto de onde os dados são coletados, e não em um servidor em nuvem distante ou data center corporativo.
Na área da saúde, a técnica permite que os dados coletados por sensores e outros dispositivos médicos sejam analisados onde os pacientes estão. É essa proximidade dos recursos de computação e armazenamento que muitos especialistas em TI de saúde preveem que ajudará a transformar a saúde, fornecendo processamento quase instantâneo.
CHOC
John Henderson, CIO, Children's Health of Orange County
“O Edge está nas fases iniciais de aplicação na área da saúde, mas é algo que estamos analisando”, diz Henderson. Ele vê a computação de borda como uma tecnologia de capacitação crítica em vários cenários de saúde.
O Edge pode suportar monitoramento remoto avançado de pacientes processando dados de dispositivos médicos, como monitores de glicose e manguitos de pressão arterial e, em seguida, alertando clínicos a leituras problemáticas. Poderia permitir o gerenciamento em tempo real de equipamentos médicos à medida que as várias peças se movem pelas instalações hospitalares. E poderia fornecer conteúdo sob demanda para sessões de treinamento de realidade aumentada e realidade virtual, com a proximidade dos dispositivos de computação de ponta garantindo que não haja atraso na experiência.
“O Edge permite que as organizações de saúde lançar novos recursos e ser mais responsivo”, diz Dave McCarthy, vice-presidente da empresa de pesquisa IDC, onde lidera uma equipe de analistas que cobrem nuvem compartilhada (pública), nuvem dedicada (privada) e estratégias de borda. Em todos os lugares e em qualquer lugar de saúde
Uma confluência de tendências de saúde está impulsionando o interesse e a necessidade de computação de borda , de acordo com os especialistas.
IDC
Lynne Dunbrack, vice-presidente do grupo para o setor público, IDC
O crescimento exponencial de dispositivos de endpoint que geram dados é um dos grandes fatores que alimentam as necessidades de computação de ponta. Lynne Dunbrack, vice-presidente do setor público do IDC, usa as estimativas da American Hospital Association de dispositivos médicos conectados por leito, juntamente com a contagem da AHA de 920.000 leitos hospitalares com funcionários para calcular o número total de dispositivos de cabeceira em 9,2 a 13,8 milhões.
Ao mesmo tempo, o setor de saúde está acelerando a adoção de algoritmos, aprendizado de máquina e inteligência artificial. O setor também está adotando mais realidade aumentada e realidade virtual para atendimento clínico e treinamento. Todos esses usos exigem recursos significativos de processamento de dados em tempo real para fornecer resultados úteis em um ambiente de saúde.
Enquanto isso, a saúde está se expandindo para além das paredes do hospital e salas de exames médicos, com visitas virtuais , monitoramento remoto de pacientes e wearables de consumo criando ainda mais dados que os médicos desejam capturar e analisar para que possam prestar cuidados em qualquer lugar e em qualquer lugar.
Figuras de IDC Futurescape: Previsões da Indústria Mundial da Saúde 2021 ressaltam essas tendências. De acordo com o relatório:
Até o final de 2021, 7 das 10 principais empresas de wearables de pulso terão lançado algoritmos capazes de detectar precocemente possíveis sinais de doenças infecciosas, incluindo COVID-19 e gripe. Até 2024, a proliferação de dados resultará em 60% da infraestrutura de TI das organizações de saúde sendo construída em uma plataforma de dados que usará IA para melhorar a automação de processos e a tomada de decisões. Para permitir o treinamento imersivo para profissionais de saúde e aprimorar a experiência do cliente, 60% dos provedores passarão da prova de conceito para a implantação completa de tecnologias AR/VR até 2025.
Até 2026, 65% dos fluxos de trabalho de imagens médicas usarão a IA para detectar doenças subjacentes e orientar a clínica al intervenção, enquanto 50% usará a telerradiologia para compartilhar estudos e melhorar o acesso aos radiologistas.
Embora muitos desses dados acabem em servidores centralizados (seja na nuvem ou no data center local de um hospital), especialistas em TI de saúde dizem que um boa parte dele precisará ser coletado, processado e armazenado mais próximo de onde é gerado e/ou consumido. IDC Dave McCarthy, vice-presidente de pesquisa, serviços de nuvem e infraestrutura, IDC
Especialistas dizem que cuidados de saúde precisam essa proximidade de processamento energia devido aos altos custos de movimentação de grandes volumes de dados para a nuvem, limitações de rede e problemas de latência.
“Uma das principais razões pelas quais a computação de borda se tornou tão importante nos últimos alguns anos se deve às limitações que as pessoas experimentaram com a nuvem”, diz McCarthy. “Você precisa de computação de borda sempre que estiver gerando muitos dados e precisar de análise em tempo real deles.”
Mike Angelakos, diretor de tecnologia da Geisinger, um sistema de saúde com sede em Danville , Pensilvânia, diz que está vendo esses problemas em jogo à medida que ele e seus colegas executivos avançam na área de saúde conectada e outras iniciativas digitais dentro de sua organização.
Geisinger )
Mike Angelakos, CTO, Geisinger
Ele observa que algumas imagens médicas têm de 3 GB a 6 GB cada, com os médicos geralmente revisando várias imagens de um paciente a qualquer momento.
“E porque eles são e tão grande, e por causa de como eles são lidos e renderizados na tela, isso não é algo que você possa mover para a nuvem”, diz ele. Transmitir esse material para servidores centralizados onde os aplicativos pudessem analisá-los não apenas custaria muito dinheiro, mas também seria muito lento em situações de emergência. “Quando fazemos backup de imagens de radiologia para trauma, esses segundos extras significam algo para esses pacientes.”
Borda nos estágios iniciais, mas crescimento à frente
De acordo com o IDC de junho de 2021
Guia de gastos no limite , gastos do provedor de saúde no limite computação (hardware, software e serviços) atingirá US$ 10,3 bilhões em 2025, com uma taxa de crescimento anual composta de cinco anos de 17%.
Apesar dessa quantia aparentemente alta, os líderes de TI de saúde dizem que o uso de edge computing na área da saúde ainda está em seus estágios iniciais. Além disso, eles observam que grande parte do poder computacional que existe na ponta na área da saúde hoje está embutido nos próprios dispositivos finais.
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Steve Hess, CIO, UCHealth
“ Se você entrar em um quarto de hospital, há quatro ou cinco dispositivos, como monitores cardíacos, que são dispositivos de computação de borda. Todos eles pegam os dados do paciente e os visualizam no endpoint. Nós borramos as linhas entre equipamentos médicos e equipamentos de TI”, diz Steve Hess, CIO da UCHealth, uma rede de hospitais, clínicas e prestadores de serviços de saúde com sede no Colorado.
Especialistas em TI em saúde esperamos que os investimentos em tecnologia de ponta cresçam nos próximos anos — e com esse crescimento, alguns dizem que a tecnologia de ponta ajudará a transformar como, onde e com que rapidez os cuidados podem ser prestados.
Angelakos aponta para um piloto projeto como um exemplo. A Geisinger está testando uma plataforma que usa tecnologias de automação e reconhecimento facial para que os pacientes possam se registrar para consultas clínicas por meio de seus smartphones e receber mensagens da equipe clínica antes de seus exames.
"Nesse caso , o smartphone do paciente se tornaria o dispositivo de computação de ponta. Isso ajudará a otimizar a experiência do ponto de vista do paciente – e também do ponto de vista operacional”, diz Angelakos, acrescentando que a plataforma ajudará a limitar os pontos de contato físicos no processo de registro (o que reduz a propagação de germes) e reduzirá uso de papel (o que economiza recursos).
Outros vislumbram oportunidades ainda mais transformadoras para a computação de ponta na área da saúde.
Estado de Wayne Universidade
Weisong Shi, reitor associado e professor de ciência da computação, Wayne State Universidade
Weisong Shi, professor de ciência da computação da Wayne State University e especialista em computação de ponta e saúde conectada, aponta o futuro dos serviços de emergência como exemplo. Os médicos que trabalham em uma ambulância podem tirar fotos que podem ser comparadas com os dados biométricos de um paciente de dispositivos médicos a bordo e analisadas por um dispositivo de borda. Os resultados, então, podem orientar os médicos sobre os tratamentos a serem administrados no caminho e podem alertar os médicos da sala de emergência sobre a melhor forma de se preparar para a chegada do paciente.
Ou, diz Shi, dispositivos de borda que executam em campo cálculos de dados em tempo real podem permitir que os médicos avaliem e até tratem efetivamente os pacientes no local, ajudando a reduzir as visitas desnecessárias ao hospital.
Outros citam o potencial da computação de borda em permitir atendimento virtual mais eficaz e monitoramento remoto de pacientes como evidência da capacidade transformacional da tecnologia.
Como muitas outras instituições de saúde, a UCHealth expandiu seu uso de visitas virtuais durante a pandemia de Covid-19, diz Hess. Ao mesmo tempo, o sistema de saúde ampliou sua capacidade de monitorar pacientes remotamente. Para ajudar a atender melhor os pacientes em ambos os cenários, Hess diz que prevê ter ferramentas digitais habilitadas por computação de ponta e outras tecnologias, como IA, que reuniriam e analisariam dados gerados por pacientes para produzir insights para pacientes e médicos.
“A maneira como pensamos sobre o atendimento ao paciente, será realmente no futuro mantê-lo saudável”, continua ele. “Se pudermos descobrir qual é o seu estado normal de saúde e onde você está se desviando, podemos intervir adequadamente. Tudo isso requer um pouco de computação de borda – precisamos de dados de você, dados que vão para uma camada de inteligência na borda.”
Hess diz que a computação de borda – seja no celular de um paciente telefone ou um dispositivo específico — será particularmente importante para permitir a análise de dados em áreas rurais com acesso lento ou mesmo sem internet.
Barreiras à expansão da computação de ponta na área da saúde A adoção em larga escala da computação de ponta na área da saúde está a anos, talvez até uma década ou mais, de acordo com CIOs e pesquisadores de TI de saúde. Como diz Henderson do CHOC, “Ainda estamos muito cedo; este é um arco de 10 anos e além.” Vários fatores estão mantendo as implantações de borda sob controle, dizem os especialistas.
Para começar, instituições de saúde geralmente têm outras prioridades de investimento. Os CIOs dizem que o financiamento para dispositivos médicos e equipamentos de diagnóstico que proporcionam impactos imediatos no atendimento ao paciente geralmente tem precedentes.
“Leva tempo até que a nova tecnologia se torne mainstream; leva tempo até que seja realmente aceito, porque há um investimento envolvido, e quando você olha para os vários investimentos que a saúde precisa fazer, você quer ter certeza de que eles estão nos lugares certos”, explica Henderson.
Por exemplo, Shi diz que ele e alguns colegas desenvolveram um protótipo para serviços médicos de emergência conectados (EMS) que eles rotularam STREMS, para sistema de comunicação pré-hospitalar inteligente em tempo real para EMS — mas a proposta ainda não recebeu financiamento.
Em uma nota relacionada, muitas instituições ainda precisam investir em os outros componentes de tecnologia que impulsionam a necessidade de poder de computação na borda. Muitos dos dispositivos médicos nas cabeceiras dos pacientes vêm com poder de computação incorporado e, portanto, já estão agregando valor. Mas há uma classe emergente de ferramentas habilitadas para IA para analisar dados gerados por pacientes que ainda precisam ser amplamente implantadas. O mesmo vale para muitos dispositivos de endpoint e internet das coisas (IoT).
Na verdade, muitas instituições médicas ainda estão trabalhando para integrar totalmente todos os aplicativos e sistemas implantados há anos — integração que é essencial para aproveitar os dados do paciente na borda, observa Shi.
Além disso, as instituições de saúde devem desenvolver políticas e procedimentos de dados fortes para iniciativas que usam computação de borda, não apenas para proteger pacientes sensíveis dados, mas também para identificar os dados certos necessários para cada caso de uso. Caso contrário, eles podem acabar com muitos dados criando ruído em vez de valor.
“O desafio é criar todo o ecossistema; a cadeia é tão longa. Você pode fazer um avanço , mas isso por si só não vai realmente mudar a coisa toda”, diz Shi, presidente do comitê diretor fundador do Simpósio ACM/IEEE sobre Computação de Borda e Conferência IEEE/ACM sobre Saúde Conectada: Aplicativos, Sistemas e Engenharia.
Rede de Saúde de Lehigh ValleyMichael Minear, vice-presidente sênior e CIO, Lehigh Valley Health Network
Na verdade, Michael Minear, vice-presidente sênior e CIO da Lehigh Valley Health Network em Allentown, Pensilvânia, diz ele não considera a computação de borda uma necessidade crítica. “Nós colocamos muito foco nos dispositivos clínicos [such as] scanners de TC e bombas de infusão digitais. Para nós, eles são altamente estratégicos e muito importantes em termos de atendimento ao paciente”, diz ele.
Além disso, Minear diz que já tem capacidade de TI para lidar com os dados de sua instituição. Ele diz que os dispositivos clínicos em seu sistema de saúde carregam quase 27 milhões de pontos de dados em seu sistema de registros eletrônicos de saúde (EHR) por dia. Mas o LVHN executa esses dispositivos em redes locais e servidores locais. Dado isso, Minear diz que não experimenta os problemas de latência relacionados à nuvem que exigiriam investimentos em computação de borda para resolver.
Valor da borda para cuidados conectados
Dunbrack reconhece que a computação de borda não é crítica para organizações que operam muitos de seus sistemas localmente, mas ela ainda vê a borda como um componente valioso e transformador na saúde moderna.Edge reduz a latência, diz ela. Ele economiza na necessidade de transmitir todos os dados gerados localmente para a nuvem (ou data centers locais), preservando assim a largura de banda necessária e mantendo os custos de transmissão e armazenamento centralizado sob controle. E pode trazer benefícios de segurança limitando a movimentação de dados para dispositivos locais, bem como limitando o intervalo de dados coletados em um local.
Mas o maior valor da computação de borda, diz Dunbrack, está realmente em sua capacidade de processar e analisar os dados fisicamente próximos ao paciente sem nenhum atraso devido à velocidade da rede; a computação de borda oferece mesmo se a rede externa estiver inativa.
Isso, diz ela, é essencial para permitir os conceitos transformadores de cuidados conectados, bem como cuidados de saúde em qualquer lugar e cuidados de saúde em todos os lugares.
