PROGETTO SANITA
Sensori Applicati alla Neurologia IoT
per la Teleassistenza e Analisi
Progetto di ricerca finanziato dall’Unione europea - Next Generation EU,
Missione 4 Componente 2 Inv. 1.5 CUP F43D24000130001
Progetto “THE - Tuscany Health Ecosystem Codice progetto ECS00000017
Partecipanti al progetto
Partner
Spoke (promotore)
Progetto finanziato SANITA (Sensori Applicati alla Neurologia IoT per la Teleassistenza e Analisi):
Integrazione di Dispositivi Indossabili e Realtà Aumentata per la Telemedicina
La digitalizzazione e l’innovazione tecnologica stanno rivoluzionando il settore sanitario, e in tale scenario, Compolab ha presentato un ambizioso progetto di ricerca finanziato dall’Unione europea – Next Generation EU, Missione 4 Componente 2 Inv. 1.5 CUP F43D24000130001, rientrante nelle aree tematiche del progetto THE (Tuscany Health Ecosystem) e dello Spoke Scuola Normale Superiore, il quale mira a realizzare un setup di telemedicina per il monitoraggio da remoto di persone affette da malattie neurologiche, al fine di migliorare l’efficacia della riabilitazione, e potenzialmente ad effettuare diagnosi precoci, oltre che per offrire un valido supporto alla gestione delle risorse sanitarie e al benessere complessivo dei pazienti. Per fare questo si è provveduto ad integrare tecnologie emergenti e dispositivi indossabili da fornire in dotazione ai pazienti, in particolare quelli affetti da problemi neurologici come il morbo di Parkinson. La delineazione di protocolli di esercizio, a cui associare dati motori e fisiologici è uno dei cardini del progetto, dove la modularità rappresenta uno dei punti di forza in grado di rendere la piattaforma una soluzione versatile e impiegabile in diversi contesti. Infatti, grazie anche alla proficua collaborazione e ad un continuo scambio di informazioni con gli stakeholder, quali medici, ingegneri biomedici, ricercatori e specialisti del settore, il progetto si prefigge di fornire una spinta innovativa al settore, permettendo l’avanzamento della ricerca e l’introduzione di nuovi standard nella gestione sanitaria.
Attraverso il presente articolo, intendiamo diffondere la conoscenza di questa innovazione e stimolare l’interesse di operatori del settore e potenziali partner per future collaborazioni.
Descrizione del Progetto e Obiettivi Generali
Il progetto in corso nasce dalla necessità di sviluppare un sistema integrato di telemedicina in grado di monitorare in tempo reale o sincrono le condizioni dei pazienti, e registrare dati salienti grazie all’impiego di dispositivi indossabili e tecnologie immersive. Fornendo stimoli uditivi, tattili e visivi, e raccogliendo dati fondamentali sui pattern motori e informazioni utili per diagnosi precoci e terapie sempre più personalizzate, la nostra visione è quella di creare un ecosistema in cui la raccolta e l’analisi dei dati medici siano costantemente aggiornate, permettendo interventi tempestivi e personalizzati. L’obiettivo oltre alla raccolta di dati, verte anche sull’esposizione di informazioni esaustive sui pattern motori e parametri fisiologici agli esperti del settore, anche in relazione a determinati stimoli, per successiva elaborazione e creazione di banche dati. Ciò permetterà di poter discernere il quadro clinico e fornire stimoli che favoriscano il recupero funzionale e il benessere psicofisico dei pazienti, oltre che ad introdurre potenziali avanzamenti nella ricerca scientifica sul campo, per mezzo del confronto con tecniche di analisi mirate, come l’fMRI.
Infatti, per mezzo del sistema in fase di sviluppo, ci si auspica di aumentare la frequenza delle sessioni di prova, incentivando un utilizzo continuativo e attivo dei dispositivi, nella prospettiva di creare tali banche dati, utili per l’identificazione e la classificazione dei casi clinici, la quale permetterebbe di portare avanti la ricerca medica nel campo, portando di riflesso alla definizione di standard terapeutici più efficaci, anche per mezzo di tecniche avanzate di analisi dei dati (come ad esempio, algoritmi di intelligenza artificiale).
L’impiego della piattaforma andrebbe inoltre a ridurre la necessità di frequenti visite ambulatoriali e ospedaliere, alleggerendo il carico di lavoro per gli specialisti e riducendo lo stress associato agli spostamenti per i pazienti, contribuendo potenzialmente a limitare gli impatti di tali spostamenti. La gestione a distanza delle attività riabilitative, garantirà infatti un monitoraggio costante e la possibilità di interventi tempestivi anche al di fuori delle strutture ospedaliere. Inoltre, la potenziale adozione di strategie di gamification (serious gaming), renderebbe l’esperienza d’uso interattiva e motivante, e spingendo i pazienti a esercitarsi regolarmente, con un impatto positivo sulla loro salute e sulla loro autonomia.
Tecnologie e Dispositivi Impiegati
Tra i principali dispositivi impiegati, si menzionano gli smartwatch, i quali si distinguono per la loro capacità di monitorare i parametri fisiologici e i movimenti dell’utente. Ciò li rende particolarmente adatti a rilevare variazioni significative nel comportamento motorio e a fornire dati per la valutazione dello stato di salute, permettendo agli operatori sanitari di avere una visione dinamica e aggiornata del percorso riabilitativo, facilitando l’individuazione tempestiva di eventuali anomalie o criticità.
Parallelamente, l’utilizzo di occhiali per realtà aumentata contribuisce introducendo un elemento immersivo e interattivo nel processo di riabilitazione. Questi dispositivi permettono di sovrapporre informazioni digitali all’ambiente reale, creando un framework per guidare il paziente durante gli esercizi attraverso indicazioni visive in tempo reale. Tale tecnologia può contribuire anche a creare ambienti motivanti, trasformando la sessione riabilitativa in un’esperienza coinvolgente, capace di ridurre la monotonia tipica di certi percorsi terapeutici.
Il progetto prevede l’impiego di ulteriori dispositivi e sensori per arricchire la raccolta dati e ottimizzare la stimolazione. La piattaforma è predisposta infatti per l’aggiunta e l’integrazione di dati da altri tipi di sensori, quali ad esempio sensori elettromiografici, o sensori tattili, ad esempio, i quali possono essere in grado di offrire un feedback sensoriale che aumenti la consapevolezza corporea. Anche i sistemi per fornire stimoli sonori sono stati considerati, in modo da offrire un ventaglio di stimoli differenti che consentano di studiare le tempistiche di risposta in base al tipo di stimolo, per confrontare poi tali dati con FMRI, in modo da permettere di evidenziare eventuali correlazioni, come accennato.
Integrazione con Stakeholder e Collaborazioni
Il successo dello svolgimento del progetto è il risultato di una profonda integrazione tra tecnologia e competenze cliniche, permessa da approfondite ricerche in letteratura scientifica ed da un costante dialogo con medici, terapisti, ricercatori e specialisti IT. Durante le fasi di progettazione, Compolab ha lavorato a stretto contatto con esperti del settore, il cui contributo ha permesso di definire in maniera precisa i requisiti clinici e tecnici necessari per garantire un monitoraggio efficace e una riabilitazione mirata. I medici e i terapisti hanno fornito indicazioni fondamentali sui parametri da monitorare e sulle aree di intervento, evidenziando le criticità e le opportunità di miglioramento nelle sessioni di riabilitazione. Questo scambio di conoscenze ha portato alla definizione da parte del team di progetto, di protocolli personalizzati, in grado di rispondere alle esigenze specifiche di ciascun paziente, e che potessero essere combinati a discrezione dello specialista in base alla specifica situazione in esame.
Il coinvolgimento di ricercatori ha permesso la validazione delle metodologie impiegate, oltre che dell’ipotesi di realizzazione di algoritmi di intelligenza artificiale ad hoc come sviluppo futuro, portando anche opportunità di creazione di nuove tematiche di ricerca in ambito universitario. Sarebbe infatti possibile, grazie alle grandi quantità di dati raccolti sviluppare sistemi predittivi capaci di identificare pattern motori e anomalie, facilitando interventi tempestivi e mirati.
Gli Ingegneri e gli specialisti IT di Compolab hanno poi lavorato sulla realizzazione di una piattaforma cloud scalabile e sicura, in grado di integrare dati provenienti da diversi dispositivi e garantire l’interoperabilità tra le varie componenti del sistema. Questa collaborazione multidisciplinare ha creato una sinergia unica, che potrà permettere di trasformare i risultati del progetto in un modello di riferimento per la telemedicina e la riabilitazione digitale.
Le partnership strategiche con università e istituti di ricerca appartenenti all’hub del THE hanno ulteriormente rafforzato la capacità innovativa dell’azienda, accelerando lo sviluppo tecnologico e consentendo l’accesso a expertise multidisciplinari che facilitassero l’implementazione delle soluzioni proposte. Compolab sta tutt’ora portando avanti il dialogo con la comunità scientifica e clinica allo scopo di favorire la condivisione di conoscenze e best practice, contribuendo così a creare un ecosistema di innovazione in grado di evolversi e adattarsi alle esigenze future del sistema sanitario.
Architettura del Sistema e Piattaforma di Telemedicina
La piattaforma di telemedicina realizzata nel progetto si basa su un’architettura cloud che garantisce sicurezza, scalabilità e interoperabilità. L’architettura è stata progettata per gestire in maniera efficiente la grande quantità di dati provenienti dai dispositivi indossabili e dai sensori distribuiti sul campo estraendo le informazioni rilevanti. Il processo inizia con la raccolta dei dati, la quale avviene tramite connessioni wireless come Bluetooth, Wi-Fi o reti cellulari, garantendo così una trasmissione continua e affidabile delle informazioni, senza intralciare i movimenti del paziente. Una volta raccolti, i dati vengono inviati da un sistema centralizzato al cloud affinché siano accessibili dagli specialisti da remoto. Questo permette agli specialisti di fornire un feedback immediato, fondamentale per intervenire prontamente in caso di criticità o peggioramenti nelle condizioni cliniche del paziente.
Tutta la gestione dei dati rispetta le normative vigenti in materia di protezione dei dati personali, come il GDPR. Questo aspetto è particolarmente rilevante per garantire la privacy dei pazienti e la sicurezza delle informazioni raccolte, in quanto evidenziato dagli stakeholder durante gli incontri come questione di massima importanza.
La piattaforma sarà dotata di interfacce utente intuitive e personalizzabili, accessibili potenzialmente sia da dispositivi desktop che mobile, che consentono a pazienti e specialisti di monitorare l’andamento delle sessioni riabilitative. Inoltre, il sistema potrà essere dotato di meccanismi di notifica e allerta, progettati per avvisare tempestivamente gli operatori in caso di rilevamento di anomalie o situazioni di rischio. In questo modo, il monitoraggio remoto diventa uno strumento efficace per l’intervento immediato, riducendo il tempo di risposta e migliorando l’efficacia della terapia.
Benefici Attesi e Impatti sul Sistema Sanitario
L’implementazione della piattaforma potrà generare una serie di benefici che si ripercuoteranno sia a livello individuale sia sul sistema sanitario nel suo complesso. L’aumento della frequenza delle sessioni di prova è uno dei vantaggi più evidenti, in quanto il sistema, grazie ai continui stimoli personalizzati e al monitoraggio in tempo reale, potrà motivare i pazienti a esercitarsi regolarmente. Inoltre, grazie alla disponibilità dei dati, sarà possibile personalizzare le strategie riabilitative in base alla esigenze specifiche di ciascun paziente anche durante l’evoluzione del quadro clinico. Questo approccio personalizzato dovrebbe portare a risultati migliori rispetto a quelli ottenuti per mezzo di protocolli standard.
Quanto descritto, oltre a favorire il recupero funzionale, consentirà anche di raccogliere quantità significative di dati utili per monitorare l’evoluzione delle condizioni cliniche nel tempo. La creazione di banche dati, come accennato, rappresenterà un ulteriore beneficio, permettendo l’introduzione dell’analisi predittiva e l’identificazione di pattern utili per migliorare le strategie terapeutiche, i quali potranno essere analizzati mediante l’impiego di tecniche di data mining e machine learning, supportando di fatto la ricerca clinica, e contribuendo alla definizione di standard terapeutici più precisi e personalizzati.
Un altro importante impatto atteso, sarà la diminuzione della frequenza delle visite in presenza nelle strutture ospedaliere, che si tradurrà in un notevole alleggerimento del carico di lavoro per gli specialisti. Grazie al monitoraggio continuo e alla possibilità di intervenire a distanza, i medici potranno concentrare le proprie risorse sui casi più critici, ottimizzando l’uso del tempo e delle proprie competenze. Inoltre, questo approccio contribuirà a ridurre lo stress per i pazienti, che non dovendo più affrontare frequenti spostamenti e attese in ambienti ospedalieri, potranno veder migliorare la loro qualità di vita.
La potenziale introduzione della gamification nel percorso riabilitativo, come evidenziato, aggiungerebbe inoltre una componente motivazionale particolarmente efficace, permettendo di trasporre i singoli esercizi in veri e propri obiettivi ludici, fornendo feedback immediati e eventualmente ricompense virtuali, per rendere l’esperienza d’uso del sistema piacevole e coinvolgente. I pazienti sarebbero così stimolati ad aderire con costanza al programma terapeutico, rendendo la riabilitazione non solo un dovere, ma un percorso gratificante che porterebbe a miglioramenti tangibili nel benessere psicofisico.
Aspetti di Sicurezza e Privacy
La protezione dei dati raccolti rappresenta uno degli aspetti fondamentali del progetto, per cui si è posta particolare attenzione a garantire la sicurezza, adottando sistemi di autenticazione e tecniche di crittografia per tutte le informazioni trasmesse tra i dispositivi e i server cloud. Tramite l’autenticazione, sarà assicurato l’accesso esclusivo agli utenti autorizzati, riducendo il rischio di accessi non autorizzati o di violazioni della privacy. Per mezzo del monitoraggio delle attività e l’implementazione di sistemi di audit si potranno rilevare tempestivamente le anomalie e rispondere adeguatamente. La conformità alle normative vigenti, come il GDPR, è stata una priorità sin dall’inizio del progetto, in quanto per lo sviluppo della piattaforma si è dovuto tener conto di tutelare la privacy degli utenti, e rafforzare la fiducia nei confronti del sistema, elemento essenziale per l’adozione diffusa delle tecnologie digitali in ambito sanitario.
Prospettive future e conclusioni
Il progetto SANITA rappresenta dunque una vera e propria innovazione nel modo di concepire la riabilitazione e il monitoraggio sanitario, con la potenzialità di delineare un nuovo paradigma per la telemedicina, per cui la tecnologia potrà diventare un potente alleato nella gestione della salute.
Guardando al futuro, le prospettive di sviluppo del progetto sono estremamente promettenti in quanto l’interesse verso tale direzione risulta tangibile entrando in contatto col mondo medicale su molti fronti differenti. La nostra visione prevede infatti l’estensione del sistema a nuove aree terapeutiche, adattando l’infrastruttura realizzata per monitorare patologie diverse, come per esempio quelle cardiovascolari, i disturbi del sonno e altre tipologie di malattie neurodegenerative. Inoltre, l’integrazione con soluzioni di realtà virtuale potrà ulteriormente arricchire l’esperienza immersiva, offrendo nuove modalità per la riabilitazione e la terapia del dolore, come il serious gaming, mentre lo sviluppo di algoritmi di intelligenza artificiale, il cui impiego verrà reso possibile dalla vasta quantità di dati raccolti, consentirà di perfezionare ulteriormente il monitoraggio e la personalizzazione degli interventi terapeutici.
Per le ottime le potenzialità del progetto in essere su tale fronte, si è aperta inoltre l’ulteriore possibilità di ampliare la ricerca, fornendo opportunità di interazione con l’hub mediante borse di dottorato inerenti all’argomento.
Infatti, grazie alla collaborazione con istituti di ricerca e università, il progetto si configura non solo come una soluzione immediata per le esigenze attuali, ma anche come base per future innovazioni nel campo della medicina digitale. Possibili collaborazioni internazionali e la condivisione di dati e metodologie potranno rappresentare ulteriori leve di crescita nell’immediato futuro, favorendo la creazione di standard globali per la telemedicina.
Dunque, il presente progetto di ricerca, in linea con i principi del THE (Tuscany Health Ecosystem), si pone come un importante elemento nella trasformazione del sistema sanitario, supportando la crescita dell’utilizzo della tecnologia nel campo delle scienze della vita e aprendo nuove strade per un approccio alla medicina sempre più preventivo, personalizzato e accessibile, portando così la nostra azienda a consolidarsi nel settore biomedicale.
L’impegno di Compolab verso l’innovazione è costante e orientato a costruire il futuro della sanità, dove la tecnologia e la cura potranno integrarsi per migliorare la vita di ogni paziente.
Invitiamo operatori del settore, ricercatori e potenziali partner a seguire con interesse l’evoluzione di questo progetto e a condividere con noi la visione di una sanità digitale, sostenibile e centrata sul paziente, nell’ottica di porre l’uomo al centro delle tecnologie attualmente in crescita.
Prossimo evento in programma: “Incontro con i vincitori del Bandi a Cascata Spoke8 – 6 Maggio 2025”. Di seguito il link associato:
Bandi a Cascata, PNRR THE, Spoke 8 (6 maggio 2025) · Meeting and conferences (Indico)
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PNRR MUR M4 C2 Inv. 1.5 CUP F43D24000130001
Per ulteriori informazioni sul progetto e per discutere eventuali collaborazioni, vi invitiamo a contattare il nostro team di ricerca e sviluppo tramite il sito web. Compolab rimane impegnata a promuovere l’innovazione e a creare soluzioni che trasformino positivamente l’esperienza di cura e riabilitazione, rendendo la telemedicina un pilastro imprescindibile della salute del futuro.
