Red Distribuida de Interoperabilidad en Salud (HL7 FHIR R4)

Sistema distribuido de interoperabilidad clinica, mediacion de protocolos y federacion de datos de salud entre 3 sedes hospitalarias de la region Caribe colombiana, desarrollado conforme a estandares internacionales HL7 FHIR R4, la Resolucion 866 de 2021 (Resumen Digital de Atencion - RDA) y patrones de integracion empresarial (EIP).

---

1. Arquitectura del Sistema

El sistema conecta tres instituciones prestadoras de servicios de salud (IPS) con sistemas de informacion heterogeneos (HIS, EMR, LIS, PACS) a traves de un Health Service Bus distribuido, resolucion federada de identidades (MPI) y un repositorio clinico centralizado (HAPI FHIR R4 CDR):

+---------------------------------------------------------------------------------------------------+
|                                 REPOSITORIO CLINICO CENTRAL (CDR)                                 |
|                            HAPI FHIR R4 Server (http://localhost:8080/fhir)                       |
|                         Master Patient Index (MPI Federado - Fellegi/Sunter)                      |
+---------------------------------------------------------------------------------------------------+
                                                  ^
                                                  |
+-------------------------------------------------+-------------------------------------------------+
|                        HEALTH SERVICE BUS (Bus de Integracion)                                    |
|      Topics: hospital.sincelejo.inbound | hospital.cartagena.inbound | hospital.corozal.inbound    |
|      Garantias: Idempotencia por message_id, desduplicacion y correlacion de transacciones        |
+---------------------------------------------------------------------------------------------------+
         ^                                        ^                                        ^
         |                                        |                                        |
+-----------------------+                +-----------------------+                +-----------------------+
|   SEDE 1: SINCELEJO   |                |   SEDE 2: CARTAGENA   |                |    SEDE 3: COROZAL    |
| Hosp. Univ. Sincelejo |                | Clinica del Caribe    |                | C.M.A. Corozal        |
| REPS: 700010012301    |                | REPS: 130010045601    |                | REPS: 702150078901    |
| HIS: Meditech v6.1    |                | HIS: Cerner Millenn.  |                | HIS: SaludCloud SaaS  |
| DB: sede_sincelejo_db |                | DB: sede_cartagena_db |                | DB: sede_corozal_db   |
+-----------------------+                +-----------------------+                +-----------------------+

Componentes Principales

1. Topologia de 3 Sedes Hospitalarias:
   • Sede 1 (Sincelejo): Hospital Universitario de Sincelejo (Meditech, Carestream PACS, Roche Cobas).
   • Sede 2 (Cartagena): Clinica Especializada del Caribe (Cerner Millennium, Agfa HealthCare, Sysmex XN).
   • Sede 3 (Corozal): Centro Medico Asistencial Corozal (SaludCloud EMR SaaS, Ortho Clinical, Mindray).
2. Health Service Bus:
   • Bus de mensajeria asincrona con colas dedicadas por sede hospitalaria.
   • Enrutamiento basado en contenido y garantia de idempotencia (evita procesar duplicados ante reintentos de red).
3. Master Patient Index (MPI) Hibrido:
   • Resolucion probabilistica y deterministica de identidades de pacientes basada en el modelo Fellegi-Sunter.
   • Pesos de concordancia: Documento de identidad (0.45, tolerando transposicion de hasta 2 digitos), Nombres normalizados por tokens (0.30), Fecha de nacimiento (0.15), Tipo de documento (0.05), Sexo (0.05).
   • Umbral de federacion: score >= 0.90.
4. Pipelines de Mediacion (Mirth Connect / Apache NiFi):
   • Normalizacion, filtrado de calidad y enrutamiento inteligente entre 30 servicios hospitalarios de especialidad.

---

2. Descripcion Detallada de los Scripts

Script	Proposito y Alcance
casos.py	Banco de Datos y Topologia Multisede: Define las 3 sedes clinicas, los esquemas de datos relacionales/FHIR, casos de admision y triage de urgencias, bateria de 40 criterios para auditoria de historias clinicas (RDA), catalogo de 30 especialidades medicas para mediacion NiFi/Mirth, muestras de telemetria clinica y casos de prueba de federacion MPI.
jev_cliente.py	Nucleo de Interoperabilidad y Motor Clinico: Implementa el HealthServiceBus, el algoritmo de resolucion de identidades MPI Fellegi-Sunter, los generadores de recursos FHIR R4 (Patient, Encounter, Observation, Condition, Composition, Bundle document y Bundle transaction), y el motor de inferencia System One para decisiones clinicas en tiempo real.
01_ticket_soporte.py	Ejercicio 1: Triage Clinico y Remision Inter-Hospitalaria: Modela la admision de pacientes remitidos entre sedes, categorizacion segun Triage Manchester / Resolucion 5596, evaluacion de riesgo vital y despacho automatico del evento hacia el bus distribuido.
02_muchas_preguntas.py	Ejercicio 2: Auditoria Integral RDA (Resolucion 866/2021): Evalua concurrentemente 40 reglas de calidad e interoperabilidad sobre un expediente clinico en formato Composition/Bundle FHIR en menos de 1 milisegundo.
03_enrutar_30_opciones.py	Ejercicio 3: Enrutador Inteligente Mirth Connect / Apache NiFi: Emula la mediacion y enrutamiento automatico de mensajes clinicos complejos hacia el servicio hospitalario adecuado entre 30 especialidades medicas.
04_filtro_spam.py	Ejercicio 4: Filtro de Calidad y Anomalias en Telemetria: Analiza muestras de signos vitales, telemetria y mensajes HL7/FHIR, identificando lecturas descalibradas o payloads corruptos antes de su persistencia en el CDR.
05_comparar_con_deepseek.py	Ejercicio 5: Benchmarking de Inferencia Clinica: Compara la latencia, aceleracion y consenso de decisiones clinicas en tiempo real entre el motor System One y un LLM tradicional, generando graficas de rendimiento.
naves.py / 06_... / 07_...	Simulador de Despacho y Transporte Asistencial: Modelado reactivo en tiempo real de coordinacion de traslados y ambulancias inter-hospitalarias.

---

3. Requisitos de Instalacion

El proyecto requiere Python 3.10 o superior y las siguientes bibliotecas:

pip install httpx python-dotenv matplotlib

(Opcional para el simulador grafico: pip install pygame)

El archivo .env ya viene configurado con las rutas de los servicios y los endpoints locales y remotos de FHIR.

---

4. Guia de Ejecucion

Todos los ejercicios son ejecutables de manera autonoma desde la terminal:

Ejercicio 1: Triage Clinico y Remision Inter-Sede

python 01_ticket_soporte.py

Salida esperada: Evaluacion de riesgo vital, categoria hemodinamica, nivel de triage Manchester y confirmacion de envio al bus hospital.sincelejo.inbound.

Ejercicio 2: Auditoria de RDA (40 Criterios)

python 02_muchas_preguntas.py

Salida esperada: Dictamen de los 40 criterios evaluados sobre el RDA (Composition FHIR) con porcentaje de conformidad.

Ejercicio 3: Enrutamiento Mirth Connect / NiFi (30 Servicios)

python 03_enrutar_30_opciones.py

Salida esperada: Clasificacion y enrutamiento del mensaje clinico hacia la especialidad medica correspondiente entre 30 opciones.

Ejercicio 4: Filtro de Calidad y Telemetria

python 04_filtro_spam.py

Salida esperada: Separacion de muestras validas para ingesta al CDR frente a lecturas con ruido, artefactos o payloads malformados.

Ejercicio 5: Benchmarking de Decisiones Clinicas

python 05_comparar_con_deepseek.py --sin-grafico

(Omita --sin-grafico si desea visualizar la ventana interactiva de Matplotlib). Salida esperada: Tabla comparativa de tiempos de respuesta, factores de aceleracion y guardado de la grafica en comparacion_jev_vs_deepseek.png.

---

5. Estandares y Cumplimiento Normativo

• HL7 FHIR Release 4: Recursos Patient, Encounter, Observation, Condition, Composition, Organization, Bundle.
• Resolucion 866 de 2021 (Minsalud Colombia): Resumen Digital de Atencion (RDA) y campos estructurados de identificacion.
• Sistemas de Codificacion: CIE-10 (diagnosticos), LOINC (laboratorios y signos vitales), REPS (prestadores de salud), DIVIPOLA (municipios) y UCUM (unidades de medida).