Documento di approfondimento per progetto AIR TEL.TE.COVID19 - PREMIO FORUM PA SANITA' 2021

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Documento di approfondimento della soluzione:
AIR TEL.TE.COVID19
1. DESCRIZIONE DELLA SOLUZIONE
La piattaforma TEL.TE.C. per il telemonitoraggio dei pazienti con scompenso cardiaco e comorbidità
è stata adattata, a partire dalla fine di Febbraio 2020, per il monitoraggio domiciliare dei pazienti
affetti da COVID-19, costituendo la piattaforma TEL.TE.COVID19 (link).
I buoni risultati ottenuti in fase pandemica con tale sistema hanno evidenziato la necessità per i
pazienti di essere seguiti con strumenti di monitoraggio a distanza, riducendo così la loro ansia.
D’altra parte, il sistema sanitario ha beneficiato di una netta riduzione nel numero degli accessi
ospedalieri impropri e di un maggior numero di dimissioni precoci dall’ospedale, limitatamente ai
casi non complicati da grave insufficienza respiratoria e multiorgano. Anche i medici di medicina
generale hanno espresso la volontà di incrementare l’impiego di sistemi di telemedicina, quale
concreto ed efficace supporto al loro lavoro clinico.
Il progetto AIR TEL.TE.COVID19 ha l’obiettivo di trasferire la nosografia acquisita in merito a COVID-
19 in precisi algoritmi diagnostico-terapeutici, di screening e di follow up, dotando la piattaforma di
telemedicina di nuovi strumenti di intelligenza artificiale, per la stratificazione della popolazione in
base al rischio di sviluppare forme gravi di COVID-19 o, in generale, di essere ospedalizzati a causa
delle condizioni croniche, favorendo la medicina personalizzata. L’indice di rischio sarà aggiornato
dinamicamente all’arrivo di nuovi dati clinici, permettendo la rapida modifica del piano di cura e
monitoraggio. Parallelamente, il progetto prevede l’integrazione di un sistema esperto per proporre
ai medici i piani di cura e monitoraggio più adatti in base alle condizioni cliniche del singolo paziente.
AIR TEL.TE.COVID19 è, quindi, la piattaforma di telemonitoraggio in grado di calcolare per ogni
individuo, sulla base di una serie di indicatori clinici e diagnostici, la probabilità di sviluppare le forme
più gravi di COVID-19, ma anche di qualsiasi altra patologia acuta potenzialmente in grado di far
precipitare in maniera irreversibile un quadro clinico complesso, permettendo così interventi
sanitari personalizzati, mirati e tempestivi e riducendo l’impatto sul sistema sanitario. Inoltre, AIR
TEL.TE.COVID19 è in grado di fornire piani di prevenzione e di monitoraggio a distanza per i singoli
pazienti in carico ai medici di medicina generale in base al rischio precedentemente calcolato, anche

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nel caso in cui non si ripresentasse una nuova pandemia. In fase post COVID-19, tali piani serviranno
anche a tele-monitorare il danno multiorgano nel paziente complesso e a calibrare ciascun percorso
di riabilitazione sulla base dello score di fragilità personalizzato.
2. DESCRIZIONE DEL TEAM E DELLE PROPRIE RISORSE E COMPETENZE
Il progetto AIR TEL.TE.COVID19 nasce dalla presenza di strutture di ricerca già collaudate e
dall’unione di competenze ingegneristiche, cliniche, statistiche ed epidemiologiche altamente
specializzate dei gruppi di ricerca che collaborano alla proposta. In particolare, i partner di progetto
sono il Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione dell’Università di Pisa (DII-UNIPI), l’Azienda
Ospedaliera Universitaria Pisana (AOUP) e l’Agenzia Regionale di Sanità della Toscana (ARS).
Il DII-UNIPI, con riferimento al capofila del progetto Prof. Luca Fanucci, ha una grande esperienza e
competenza nel data mining, nell’analisi di big data e nell’intelligenza artificiale applicata a dati
sanitari, acquisita grazie all’implementazione di algoritmi di machine learning per l’identificazione
di pazienti complessi a partire da dati amministrativi e socio-economici (link), ed ha sviluppato la
piattaforma di telemedicina TEL.TE.C. (convertita poi in TEL.TE.COVID19), oggi dispositivo medico
certificato, già utilizzata nel corso della pandemia per il monitoraggio dei parametri vitali di pazienti
affetti da COVID-19, in collaborazione con la Regione Toscana e la ASL Toscana Nord-Ovest (link).
La AOUP assume la configurazione di elemento strutturale sia del Sistema Sanitario Nazionale, ed in
particolare del Sistema Sanitario della Regione Toscana, garantendo l’efficacia della
sperimentazione clinica, sia del sistema universitario, di cui condivide le finalità didattiche e di
ricerca, portando con sé più di 20 anni di esperienza in analisi statistiche ed epidemiologiche volte
a identificare fattori di rischio di diverse malattie.
Il coinvolgimento dell’ARS, infine, garantisce la coerenza del progetto con le finalità del Sistema
Sanitario Regionale, oltre a fornire conoscenza ed esperienza in ambito sia epidemiologico sia di
COVID-19, per cui è stata riconosciuta dalla Regione Toscana come ente di riferimento per tutti gli
studi legati alla pandemia.
Ai fini del progetto, i medici specialisti della AOUP hanno il compito di mettere a punto gli algoritmi
diagnostico-clinico-terapeutici e di follow up territoriale, che vengono poi implementati nel sistema
esperto a supporto dei medici di medicina generale dal DII-UNIPI. L’ARS, infine, ha l’obiettivo di

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sviluppare il modello di stratificazione del rischio in collaborazione con il DII-UNIPI, e di svolgere la
valutazione di impatto nell’uso della piattaforma.
3. DESCRIZIONE DEI BISOGNI CHE SI INTENDE SODDISFARE E DEI DESTINATARI DELLA MISURA
La piattaforma di telemedicina integrata con algoritmi di intelligenza artificiale e un sistema esperto
sarà il risultato finale del progetto. Essa sarà in grado di fornire un valido ausilio per la gestione di
eventuali future pandemie, e più in generale di pazienti con cronicità, rappresentando un contributo
determinante verso la medicina personalizzata e di precisione. Inoltre, tale sistema conferirà un’alta
e facile trasferibilità di dati clinico-epidemiologici, piani di cura e monitoraggio e strumenti di
assistenza clinical generati, favorendo il raggiungimento di risultati clinicamente operativi e ampie
e preziose ricadute sul Sistema Sanitario Regionale.
Il presente progetto risponde bene, quindi, alla necessità di rinnovare e adeguare i nuovi modelli
organizzativi in sanità, in seguito all’esperienza pandemica, attraverso tecnologie innovative, quali
l’analisi di dati sanitari con algoritmi di intelligenza artificiale integrata nel telemonitoraggio
territoriale. L’utilizzo di una piattaforma di questo tipo come supporto all’attuale sistema sanitario
porterà alla medicina personalizzata e di precisione sul territorio, migliorando l’organizzazione delle
risorse sanitarie e riducendo gli accessi in ospedale grazie alla co-esistenza di un sistema di
identificazione precoce dei pazienti ad alto rischio e di una piattaforma per il monitoraggio remoto.
L’integrazione della telemedicina con algoritmi intelligenti ed esperti servirà proprio a fornire un
supporto sempre più concreto ai medici di medicina generale, soprattutto nella fase di presa in
carico dei pazienti, identificando automaticamente le persone da arruolare ed impostando, per ogni
assistito, piani di monitoraggio clinico utili ad evidenziare precocemente qualsiasi eventuale
peggioramento del quadro clinico. Ogni medico di medicina generale avrà, inoltre, la possibilità di
consultare i parametri derivanti dal monitoraggio domiciliare in ogni momento della giornata, oltre
a ricevere notifiche di parametri fuori dal range prestabilito.
In generale, l’utilizzo di AIR TEL.TE.COVID19 sul territorio porterà: i) ad una riduzione degli accessi
ospedalieri ed ad una più sicura dimissione precoce, grazie al proseguimento del monitoraggio
domiciliare; ii) ad una razionalizzazione e miglior organizzazione del carico di lavoro dei medici di
medicina generale, grazie alla possibilità di generare automaticamente ed in maniera “intelligente”
piani di cura e monitoraggio personalizzati; iii) ad una più precisa e razionale allocazione delle risorse

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sanitarie, stratificando la popolazione per rischio di ospedalizzazione; iv) ad un tempestivo
intervento di prevenzione, di diagnosi precoce e di monitoraggio di pazienti fragili; v) ad un
miglioramento della qualità della vita e dell’equilibrio psico-fisico dei pazienti cronici, che si
sentiranno “protetti” e seguiti continuamente.
Il progetto AIR TEL.TE.COVID19 non cambierà il modo di procedere nella pratica clinica abituale, ma
contribuirà all’implementazione di un approccio modulare personalizzato, in particolare per quella
categoria di pazienti che richiedono un utilizzo intensivo delle risorse socio-sanitarie a causa
dell’elevato impatto delle loro comorbidità sulla qualità della vita. La piattaforma, quindi, potrà
essere ben integrata e trasferita a livello regionale, nazionale ed internazionale.
4. DESCRIZIONE DELLA TECNOLOGIA ADOTTATA
Il progetto prevede lo sviluppo e successivamente l’integrazione in una piattaforma di telemedicina
esistente di moduli basati su algoritmi di intelligenza artificiale, per supportare i medici
nell’arruolamento e nel monitoraggio dei pazienti, permettendo interventi sanitari mirati e
tempestivi e conseguentemente riducendo l’impatto sul sistema sanitario.
Più in dettaglio, il sistema si pone come primo obiettivo la stratificazione della popolazione per
rischio di sviluppare forme gravi di COVID-19 o di essere ospedalizzati, suggerendo i pazienti da
arruolare con la piattaforma di telemedicina stessa. Tale modulo prevede l’uso di linguaggi di
programmazione ad alto livello (Python, R) per la definizione e l’implementazione dei modelli. I dati
di input sono di tipo amministrativo, socio-economico e clinico (circa 1000 soggetti ricoverati da
AOUP per COVID-19 partire da Marzo 2020). Il modello sviluppato non ha particolari vincoli di
memoria e tempo di esecuzione, in quanto a regime viene eseguito sporadicamente sull’intera
popolazione considerata. Il secondo obiettivo del progetto è, invece, quello di suggerire piani di cura
e monitoraggio personalizzati in base alla storia clinica del paziente, realizzato attraverso
l’implementazione e l’integrazione di un sistema esperto. Tale sistema viene sviluppato come un
modulo indipendente scritto in Python, dopo la definizione delle regole in stretta collaborazione con
i medici coinvolti nel progetto, e successivamente integrato nella piattaforma: al momento
dell’arruolamento di un paziente, il medico dovrà rispondere tramite una semplice interfaccia
grafica a delle domande sulla storia del paziente. In base alle risposte fornite, verrà suggerito un
piano di cura/monitoraggio, ulteriormente personalizzabile dal medico stesso.

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5. INDICAZIONE DEI VALORI ECONOMICI IN GIOCO
Il costo complessivo del progetto AIR TEL.TE.COVID19 è di 302,3K€, di cui 255,6K€ per personale
strutturato e ricercatori a termine specificatamente reclutati sul progetto, 17,5K€ per attrezzature
e materiale di consumo per la progettazione e la sperimentazione, e 31,2K€ per missioni,
disseminazione scientifica e contratti di consulenza. L’obiettivo di realizzare una piattaforma di
telemedicina “intelligente”, grazie all’utilizzo di algoritmi di intelligenza artificiale per analisi di big
data, risulta realizzabile visto che il punto di partenza è la piattaforma TEL.TE.COVID19 a TRL9, già
certificata come dispositivo medico e utilizzata nel corso della pandemia in Toscana.
Nel lungo periodo, l’impatto economico del progetto sul sistema sanitario sarà notevole, in quanto
la prevenzione e le diagnosi precoci, unite al monitoraggio remoto dei pazienti ad alto rischio,
permetteranno una riduzione dei ricoveri ospedalieri in regime ordinario ed in terapia intensiva,
riducendo i costi e favorendo una migliore allocazione delle risorse economiche.
6. TEMPI DI PROGETTO
Il progetto, che è iniziato il 12 aprile 2021, è suddiviso il 5 obiettivi operativi su 24 mesi: 1)
acquisizione dei dati epidemiologici (att. 1, M1-M2) e clinici (att. 2, M1-M2); 2) definizione del
modello di stratificazione del rischio (att. 1, M2-M7) e del sistema esperto (att. 2, M4-M12); 3)
implementazione e integrazione nella piattaforma del modello di stratificazione del rischio (att. 1,
M7-M17) e del sistema esperto (att. 2, M9-M17); 4) sperimentazione clinica per la validazione della
piattaforma (att. 1, M18-M23) e la verifica della sua usabilità ed efficacia (att. 2, M18-M23); 5)
valutazione d’impatto (att. 1, M22-M24).
Mese 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
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Att. 1
Att. 2
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Att. 1
Att. 2
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Att. 1
Att. 2
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Att. 1
Att. 2
5 Att. 1