PA Sostenibile e Resiliente 2021 NESSUNO RESTI INDIETRO come la tecnologia può aiutare la continuità di cura e il monitoraggio di tutti i pazienti in emergenza sanitaria Documento di approfondimento

1. In collaborazione con
Documento di approfondimento della soluzione:
NESSUNO RESTI INDIETRO
come la tecnologia può aiutare la continuità di cura e il monitoraggio di tutti i
pazienti in emergenza sanitaria
1. Descrizione della soluzione
L’avvento della pandemia di Covid-19 ha richiesto una grande mole di sforzi in
ambito sanitario al fine di rispondere all’emergenza sanitaria. L’effetto devastante della
pandemia ha portato anche una serie di problematiche collaterali sia in ambito extra-
sanitario, come chiusura di attività e le limitazioni agli spostamenti, sia per quanto
riguarda il contesto sanitario. Per quanto riguarda quest’ultimo, infatti, la cura e
l’attenzione verso patologie diverse dal Covid-19 sono passate in secondo piano ed è
stato necessario riadattare i trattamenti per i pazienti, con conseguenti possibili
ripercussioni sull’efficacia degli stessi. Il sistema sanitario, infatti, si è dovuto adeguare
a diverse necessità quali garantire la fruibilità di cura per pazienti obbligati in
quarantena o in isolamento fiduciario, ovvero andare incontro alle esigenze di
distanziamento sociale e riduzione di accesso alle prestazioni sanitarie. Inoltre, queste
esigenze sono state affrontate in condizioni critiche, con carenza di risorse materiali e
umane.
Una possibile risposta a tale situazione si basa sulle tecnologie mediche per il
monitoraggio e la riabilitazione. La trasformazione digitale in corso che coinvolge la
nostra società sta infatti avendo un impatto significativo su diversi aspetti tecnologici.
Inoltre, le soluzioni Internet of Things (IoT) stanno acquisendo grande rilevanza e il
loro utilizzo è in costante crescita in diversi domini applicativi, in particolare nel settore
sanitario. Le soluzioni IoT in ambito sanitario risultano essere uno strumento
essenziale per rispondere alle esigenze di cura del paziente in condizioni di sicurezza.
Pertanto, applicazioni come la telemedicina, il monitoraggio remoto dei pazienti e la
medicina interattiva hanno acquisito posizioni precise e cruciali nella lotta al
Coronavirus, tanto che anche diverse Nazioni ne hanno ufficialmente raccomandato
l'uso.
Il punto chiave dell'IoT in ambito medico è la tecnologia connessa. I dispositivi
vengono utilizzati per valutare le condizioni dei pazienti, monitorare e supportare la
riabilitazione, in modo che possa essere definito un piano di cura personalizzato
mantenendolo costantemente aggiornato. Ciò promuove anche la continuità delle
cure, consentendo al paziente di essere supervisionato da un team multidisciplinare,
anche dopo la deospedalizzazione.
In tale contesto, il presente progetto è incentrato sul sistema ReMoVES
(numip.it/removes), sviluppato presso l'Università degli Studi di Genova. ReMoVES è
una piattaforma di teleriabilitazione che fornisce una serie di servizi basati sull'IoT per

2. In collaborazione con
supportare la manutenzione e il recupero di funzioni motorie e cognitive attraverso
exergames e versioni digitali dei test di riabilitazione standard, effettuati tramite
Microsoft Kinect, Leap Motion e touchscreen. ReMoVES si basa su un'architettura
multi-client / server che consente sia la raccolta sia l'accesso alle informazioni da
posizioni diverse. A differenza di altre soluzioni esistenti, ReMoVES è uno strumento
ausiliario che fornisce ai terapeuti dati oggettivi, anche quando non possono
supervisionare direttamente i loro pazienti come durante l'uso non presidiato a casa,
e comprende tecniche automatiche di elaborazione dati.
L’obiettivo del progetto è rendere possibile la realizzazione di protocolli
riabilitativi per pazienti affetti da diverse patologie, tramite il sistema ReMoVES. Per
fare ciò è necessario studiare le esigenze delle persone coinvolte, basandosi sulle loro
condizioni e sugli aspetti invalidanti della patologia da cui sono affetti.
In tempi brevi si possono individuare le esigenze dei pazienti coinvolti,
realizzando attività ad hoc per gli stessi, effettuare dei test per perfezionarli, e iniziare
un percorso che garantisca loro continuità di cura in condizioni di sicurezza. Tale
approccio è valido per un ampio spettro di disturbi sia motori sia cognitivi. Ciò a cui si
aspira è ampliare sempre di più la gamma di patologie che può essere trattata con
ReMoVES, che attualmente include: negligenza spaziale unilaterale; sclerosi multipla;
sclerosi sistemica; esito di ictus; fragilità legate all’invecchiamento.
2. Descrizione del team e delle proprie risorse e competenze
Il team di lavoro comprende competenze multidisciplinari che coprono sia l’aspetto
tecnologico e di analisi del dato, sia quello clinico relativo all’applicazione. Per quanto
riguarda il primo aspetto, il team vanta esperienza relativa all’analisi di segnali
multisorgente per monitoraggio remoto durante la riabilitazione. Le metodiche
applicate riguardano tecniche di Pattern Recognition, l’Intelligenza Artificiale e il
trattamento dell’incertezza.
Per quanto riguarda invece l’aspetto clinico, il team di proponenti include specialisti
con competenze relative a disturbi cognitivi e neurologici e a patologie dell’apparato
locomotore.
3. Descrizione dei bisogni che si intende soddisfare
L’emergenza pandemica ha evidenziato la necessità di interventi di facile e rapida
applicazione, che abbiano approccio pragmatico sul piano tecnologico e organizzativo
e che siano ben regolamentati dal punto di vista della pratica medica. Soluzioni IoT, o
in generale ICT (Information and Communications Technology), a sostegno della
riabilitazione diventano uno strumento imprescindibile per rispondere alle necessità di
cura dei pazienti in condizioni di sicurezza.
In questo scenario, tali soluzioni mirano al rendere fruibile la pratica riabilitativa e
il monitoraggio da remoto, in maniera intuitiva e di facile utilizzo.

3. In collaborazione con
I bisogni che si intende soddisfare sono quelli relativi alla continuità delle cure e
monitoraggio costante da parte dello staff clinico, atti a contrastare l’avanzamento
della malattia e al preservare le condizioni e le funzioni esecutive dei pazienti.
4. Descrizione dei destinatari della misura
I destinatari della misura sono tutti quei soggetti cosiddetti “fragili” che, a causa
della loro condizione, richiedono un intervento terapeutico riabilitativo. Tra questi si
possono citare i soggetti affetti da esiti di ictus, da patologie neurologiche o
degenerative, da malattie reumatiche e disturbi dell’apparato locomotore.
5. Descrizione della tecnologia adottata
L’architettura IoT di ReMoVES è composta da quattro livelli. Il primo, detto sensor
layer o perception layer, si occupa della gestione delle cosiddette “cose”, cioè i sensori
collegati al sistema. La piattaforma ReMoVES utilizza dispositivi off-the-shelf che si
traducono in una soluzione a basso costo per la teleriabilitazione. La sensoristica
prevista consente un riconoscimento delle attività full-body e/o con focus sul distretto
della mano, insieme a una batteria di test standard per l’assessment delle condizioni
cognitive, riportati in versione digitale. I dispositivi vengono installati e collegati a un
computer e attraverso semplici gesti del corpo, il paziente interagisce con il gioco
mostrato sullo schermo. I movimenti del paziente vengono registrati evitando l’uso
invadente di videocamere che richiedono anche metodi specializzati per il
tracciamento del corpo dell’utente che sono pesanti e soggetti a errori.
Dopo che il paziente termina la sessione di gioco, le informazioni non elaborate
vengono inviate al livello superiore. Gli exergame sono stati ideati e sviluppati ad hoc
per la presente ricerca scientifica. Incoraggiano il paziente a svolgere in autonomia
esercizi funzionali insieme alla tradizionale riabilitazione motoria. La creazione di
queste attività ha coinvolto diversi processi, tecnologie e specialisti. È stato necessario
porre particolare attenzione alle specifiche fornite da medici e fisioterapisti, che hanno
condiviso le proprie competenze per definire requisiti e parametri dei giochi.
Il secondo livello è il livello di rete, il cui ruolo è quello di stabilire una
comunicazione tra i dati memorizzati in un PC locale e il server / cloud remoto. Nel
sistema ReMoVES, i log-file in formato JSON sono temporaneamente memorizzati
nell’unità locale / PC installato a casa del paziente o in ospedale. Questi dati vengono
inviati al server centrale non appena è disponibile una connessione Internet tramite
Ethernet o Wi-Fi. Questa funzionalità è stata aggiunta per far fronte ad ogni possibile
problema di connessione, e facilita anche l’uso domestico, dove può capitare che non
sia disponibile una connessione Internet affidabile.
Successivamente, il livello server fornisce l’elaborazione e l’analisi dei dati tramite
un cloud o un server di archiviazione. Il software in esecuzione sul server fisico
ReMoVES può gestire il flusso di dati indipendente dal contenuto per essere conforme
alla logica di riutilizzo del software.

4. In collaborazione con
Per concludere, il livello finale è il livello dell’applicazione, che è costituito dal
Therapist Client, che fornisce a terapisti, fisioterapisti e medici un accesso diretto ai
dati opportunamente elaborati e visualizzati in una reportistica personalizzata.
ReMoVES è attualmente utilizzato in cinque centri tra ospedali, cliniche e strutture,
coinvolgendo più di 200 pazienti e risultando in più di 2000 sessioni di riabilitazione.
La sua semplicità d'uso e affidabilità tecnica sono certificate dal buon feedback
emotivo fornito dai pazienti che hanno praticato exergames ReMoVES, e dal basso
numero di guasti tecnici registrati (7 in 3 anni). Il sistema vanta un solido background
scientifico ed è stato recentemente premiato per il premio Innovazione Digitale nella
Sclerosi Multipla sponsorizzato da Merck.
6. Indicazione dei valori economici in gioco (costi, risparmi ipotizzati, investimenti
necessari)
L‘ IoT medicale sta acquisendo sempre più rilevanza e ciò è testimoniato da recenti
indagini economiche. Infatti, la dimensione del mercato IoT in ambito sanitario è stata
valutata a 147,1 miliardi di dollari nel 2018 e dovrebbe raggiungere i 534,3 miliardi di
dollari entro il 2025, espandendosi a un tasso di crescita annuale composto (CAGR)
del 19,9% in più, con un risparmio stimato di 63 miliardi di dollari entro il 2022.
In diverse regioni italiane, il servizio sanitario locale ha recentemente operato in
tale direzione, riconoscendo il beneficio che le persone possono trarre da tecnologie
come quella descritta.
In tale scenario, le istituzioni dovrebbero promuovere la collaborazione tra
università e centri di ricerca nella progettazione e prototipazione di nuove soluzioni,
aziende high-tech in grado di convertire un prodotto di ricerca in uno commerciale e
strutture sanitarie sia come siti sperimentali sia come utenti finali per facilitare la
diffusione di tali tecnologie e conseguenti benefici per le persone.
7. Tempi di progetto
Basandosi sulle esperienze pregresse, il tempo necessario per la realizzazione di
un protocollo riabilitativo incentrato su ReMoVES può stimarsi intorno ai 16 mesi. Le
attività necessarie sono: l’identificazione dei requisiti dei pazienti; la realizzazione delle
attività ad hoc; il reclutamento dei pazienti; la fase di test in struttura; la fase di test a
domicilio; l’analisi dei risultati.
8. Bibliografia
[1] Trombini, M., Ferraro, F., Morando, M., Regesta, G., Dellepiane, S. “A Solution for
the RemoteCare of Frail Elderly Individuals via Exergames.” Sensors (2021);
21(8):2719. https://doi.org/10.3390/s21082719.
[2] Ferraro, F., Trombini, M., Truffelli, R., Simonini, M., Dellepiane, S. “On the
Assessment of Unilateral Spatial Neglect via Digital Tests.” 10th International IEEE
EMBS Conference on Neural Engineering (in press).

5. In collaborazione con
[3] Vestito, L.*, Trombini, M.*, Mori, L., Dellepiane, S., Trompetto, C., Morando, M.,
Bandini, F. “Improved visuospatial neglect after tDCS and computer-assisted cognitive
training in Posterior Cortical Atrophy: a single-case study.” Neurocase (2020), 1-7.
https://doi.org/10.1080/13554794.2020.1862242
[4] Ferraro, F., Trombini, M.∗, Morando, M., Doveri, M., Bianchi, G., Dellepiane, S.
“Exergame forsystemic sclerosis rehabilitation: a pilot study.” International Conference
on Health Informatics and Medical Systems - HIMS 2020 Springer (in press).
[5] Doveri, M., Trombini, M., Ferraro, F., Galli, R., Bargeri, A. L., Rando, S., Dellepiane,
S., Bianchi, G. Towards Systemic Sclerosis Rehabilitation via Videogames. In Arthritis
& Rheumatology; Wiley: 111 River St, Hoboken 07030-5774, NJ USA, 2020,72
[6] Trombini, M., Vestito, L., Morando, M., Mori, M., Trompetto, C., Bandini, F.,
Dellepiane, S. “Uni-lateral spatial neglect rehabilitation supported by a digital solution:
two case-studies.” 2020 42nd Annual International Conference of the IEEE
Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC). IEEE, 2020.
https://doi.org/10.1109/EMBC44109.2020.9175834
[7] Morando, M., Trombini, M., Dellepiane, S. “Application of SVM for Evaluation of
Training Performance in Exergames for Motion Rehabilitation.” Proceedings of the
2019 International Conference on Intelligent Medicine and Image Processing. 2019.
https://doi.org/10.1145/3332340.3332342
[8] Morando, M., Ponte, S., Ferrara, E., Dellepiane, S. “Definition of motion and
biophysical indicators for home-based rehabilitation through serious games.”
Information, 9(5), 105. https://doi.org/10.3390/info9050105
[9] Morando, M., Bonotti, E. B., Giannarelli, G., Olivieri, S., Dellepiane, S., Cecchi, F.
“Monitoring Home-Based Activity of Stroke Patients: A Digital Solution for Visuo-
Spatial Neglect Evaluation.” In International Conference on NeuroRehabilitation (pp.
696-701). Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-030-01845-0_139
[10] Ferrara, E., Ponte, S., Morando, M., Dellepiane, S. “ReMoVES Remote Monitoring
Validation Engineering System: New Way of Care.” In Italian Forum of Ambient
Assisted Living (pp. 227-240). Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-030-
04672-9_15
[11] Ponte, S., Gabrielli, S., Jonsdottir, J., Morando, M., Dellepiane, S. “Monitoring
game-based motor rehabilitation of patients at home for better plans of care and quality
of life.” In 2015 37th Annual International Conference of the IEEE Engineering in
Medicine and Biology Society (EMBC) (pp. 3941-3944).
https://doi.org/10.1109/EMBC.2015.7319256