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ATTICUS - Premio FORUM PA Sanità 2019

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Candidatura del progetto ATTICUS al Premio Forum PA Sanità 2019. ATTICUS prevede lo sviluppo di un sistema hardware/software intelligente, in grado di monitorare costantemente un individuo e di segnalare anomalie che riguardano sia il suo stato di salute, rilevate attraverso la misura e l’analisi automatica dei parametri vitali, sia nel suo comportamento, rilevate attraverso il monitoraggio e l’analisi degli spostamenti che la persona compie nello svolgimento delle sue attività.

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ATTICUS - Premio FORUM PA Sanità 2019

  1. 1. Documento di approfondimento della soluzione: ATTICUS Ambient-intelligent Tele-monitoring and Telemetry for Incepting & Catering over hUman Sustainability Descrizione della soluzione e della tecnologia adottata. L’obiettivo del progetto ATTICUS è lo sviluppo di un sistema hardware/software intelligente, in grado di monitorare costantemente un individuo e di segnalare anomalie che riguardano sia il suo stato di salute, rilevate attraverso la misura e l’analisi automatica dei parametri vitali, sia nel suo comportamento, rilevate attraverso il monitoraggio e l’analisi degli spostamenti che la persona compie nello svolgimento delle sue attività. Il sistema è costituito dai seguenti elementi: ● un dispositivo “smart wearable” (S-WARE), ovvero un capo indossabile (fascia, canotta, maglia) realizzato con tessuti innovativi, che integra un sistema di acquisizione dati (integrato nel tessuto) in grado di misurare i parametri vitali della persona (e.g., ECG, temperatura, comportamenti respiratori); S-WARE è inoltre dotato di un dispositivo elettronico capace di (i) analizzare gli spostamenti in casa ed all’esterno dell’utente; (ii) processare e memorizzare localmente i dati acquisiti; (iii) trasmetterli, quando possibile, in tempo reale, mediante connessione senza fili, ad una stazione domestica (dispositivo di “ambient intelligence”) o una centrale di monitoraggio; ● un dispositivo di “ambient intelligence” (S-BOX), ovvero una stazione domestica in grado di raccogliere e memorizzare le informazioni provenienti da uno o più S-WARE ed analizzare in tempo reale i dati di misura utilizzando algoritmi di intelligenza artificiale. L’obiettivo delle analisi predittive è di riscontrare eventuali anomalie nel più breve tempo possibile (i.e., modalità “near real-time”). Quando la S-BOX rileva un’anomalia, questa viene notificata tempestivamente, mediante connessione dati, ad un sistema di supporto alle decisioni (per una successiva verifica) e in caso di conferma dell’allarme, il sistema allerta una centrale operativa di soccorso, fornendo i tracciati, in tempo reale, dei sensori che hanno prodotto l’anomalia. I dati memorizzati sulla S- BOX possono essere inviati, su richiesta, alla centrale operativa anche in assenza di situazioni critiche ai fini dell’analisi storica dei parametri monitorati;
  2. 2. ● un sistema di supporto alle decisioni (DSS), che raccoglie le informazioni provenienti dalle stazioni domestiche e verifica, attraverso metodo di analisi di “big data” a elevata precisione, l’effettiva occorrenza dell’anomalia, stimandone la natura e la gravità, ed eventualmente generando un apposito allarme per la centrale di monitoraggio; ● una centrale di monitoraggio, in cui operatori specializzati ricevono gli allarmi generati dal DSS ed attivano le azioni di soccorso o recupero conseguenti. Il DSS fornirà agli operatori della centrale operativa il supporto necessario per un’efficace ed efficiente gestione delle eventuali situazioni critiche identificate attraverso il monitoraggio continuo degli utenti. Descrizione del team e delle proprie risorse e competenze. Il partenariato è stato costruito con l’idea di creare una comunità rappresentativa della catena del valore sottesa al progetto ATTICUS: ● la Regione Molise fornirà attraverso: o la Direzione Generale Sanità, le competenze per la gestione e il coordinamento del progetto, nonché per la messa in esercizio e la gestione della centrale di monitoraggio; o l’Azienda Sanitaria Regionale del Molise (ASReM), le competenze mediche per la definizione e la validazione dei requisiti del sistema ATTICUS, offrendo anche l’ambiente (ospedali) per la sperimentazione controllata del sistema ATTICUS. o la Molise Dati S.P.A., parte dell’infrastruttura per la messa a punta della centrale di monitoraggio; ● l’Università degli Studi del Molise fornirà le competenze scientifiche sia per la messa a punto dell’affidabilità e la sicurezza del sistema ATTICUS sia per la definizione di algoritmi predittivi per l’analisi dei “big data” generati da ATTICUS; ● l’Università degli Studi del Sannio fornirà le competenze scientifiche per la progettazione e la prototipizzazione sia della S-BOX sia della componente elettronica della S-WARE; ● La Disc S.P.A. di Bergamo (BG) fornirà le competenze per la realizzazione del DSS e l’implementazione del firmware della componente elettronica della S- WARE. Inoltre, grazie al suo partner XEOS.it s.r.l., società Bresciana proprietaria di una tecnologia per il tele-monitoraggio di dati biometrici, porterà al progetto utili esperienze nel dominio applicativo del progetto ATTICUS;
  3. 3. ● ModaImpresa s.r.l. di Miranda (IS) fornirà le competenze necessarie per la progettazione e la realizzazione della componente indossabile della S-WARE; ● la Cooperativa CSS di Isernia (IS) fornirà le competenze sia per la definizione e la validazione dei requisiti del sistema ATTICUS sia per la sperimentazione in ambienti non controllati del sistema, nonché le strutture per la sperimentazione in ambienti controllati (RSA). Descrizione dei bisogni che si intende soddisfare. Il sistema ATTICUS può operare in diversi scenari applicativi: ● In-home monitoring: S-WARE misura i parametri vitali della persona e ne traccia la posizione, mediante tecniche di localizzazione indoor, e la postura (sdraiato, in piedi, in cammino, seduto). I dati di misura sono inviati in tempo reale alla S-BOX per la memorizzazione e l’analisi preliminare. Tale analisi è basata sulla conoscenza dei parametri vitali e le abitudini dell’utente monitorato (conoscenza locale). La S-BOX verifica in tempo reale la presenza di eventuali anomalie e comunica al DSS la presenza di un’eventuale situazione critica (warning). Il DSS, sfruttando una conoscenza più ampia e basata sulle caratteristiche di tutti gli utenti monitorati (conoscenza globale), conferma, allertando la centrale di monitoraggio, o smentisce l’allarme. ● Out-of-home monitoring: S-WARE misura i parametri vitali della persona e ne traccia la posizione, mediante sistema di localizzazione satellitare GNSS. I dati di misura sono memorizzati localmente e inviati alla S-BOX quando si rientra in casa. S-WARE ha inoltre la capacità di analizzare i dati monitorati, identificare eventuali situazioni anomale e segnalarle direttamente al DSS. ● Personal check-up: la persona monitorata o un suo familiare possono interrogare la S-BOX attraverso un’applicazione per dispositivi mobili per verificare lo stato dei parametri e il loro andamento temporale. È inoltre possibile arricchire i dati monitorati con ulteriori dati relativi allo stato di salute dell’utente, come ad esempio analisi di laboratorio, in modo da popolare una cartella clinica elettronica fruibile in tempo reale dalla centrale di monitoraggio. ● Specialized check-up: un medico o un operatore sanitario possono interrogare il DSS per verificare lo stato dei parametri di un individuo monitorato e gli eventuali eventi di allerta rilevati. Descrizione dei destinatari della misura. Sebbene ATTICUS è capace di operare in diversi scenari applicativi, si prevede una prima sperimentazione nell’ambito della silver economy, con l’obiettivo di monitorare parametri vitali e comportamentali di
  4. 4. persone anziane favorendo la sicurezza, la salute, l’invecchiamento attivo e l’assistenza domiciliare. ATTICUS offre un beneficio tangibile e misurabile in termini di miglioramento della qualità della vita di persone anziane, e non solo. La sua flessibilità, mantenuta come obiettivo primario nel design del sistema, consente di estendere le sue aree di utilizzo in ambienti operativi molto diversi, destinati a soggetti di vario genere. ATTICUS consente di avere rilevanti benefici nella gestione dei pazienti affetti da condizioni mediche monitorabili. Ad esempio, attraverso lo studio e il costante monitoraggio dell’ECG, sarà possibile ottenere una visione generale della condizione del cuore di una persona basandosi su trend storici e statistici che possono altresì essere incrociati con lo stile di vita. Allo stesso tempo, tali dati forniscono agli algoritmi predittivi di ATTICUS una base per raccomandare dei cambiamenti essenziali allo stile di vita ma comunque fattibili e contigui con i parametri vitali e operativi del soggetto monitorato. Infine, la localizzazione e gli spostamenti inerziali sono particolarmente utili nel monitoraggio di persone anziane, consentendo di localizzare l’utente su una mappa e identificare eventi critici, quali cadute. In conclusione, la possibilità di avere un sistema integrato con dati sanitari elettronici e trend statistici su parametri vitali e abitudini, consentirà l’aggiornamento continuo delle informazioni del soggetto monitorato, fornendo un impatto tangibile sulla qualità della vita dello stesso. La seguente tabella mostra alcuni scenari in cui il vantaggio dell’uso della tecnologia ATTICUS è evidente. Scenario (Utente) Beneficio Persone anziane ● Misura costante dei parametri vitali; ● Misura costante di movimenti ● Tracking delle abitudini ● Valutazione costante dei rischi su tutti e tre gli assi informativi di cui sopra (parametri vitali, spostamento, abitudini) Case farmaceutiche ● Monitorare risultati sperimentali durante trial farmaceutici ● Migliorare le prestazioni dei farmaci in funzione dei dati telemetrici analizzabili tramite algoritmi predittivi ● Sviluppare nuovi protocolli di cura per malattie ancora incurabili incrociando dati che descrivono: età, gruppi demografici, comportamenti, movimenti e parametri vitali dei pazienti Atleti e sportivi agonistici ● Migliorare l’attività sportiva e il risultato agonistico utilizzando una analisi sistematica delle prestazioni a confronto con trend storici ● Studiare protocolli di allenamento specifici per disciplina, area sportive o condizioni (meteo, di salute, di forma fisica, mentale, etc.)
  5. 5. Mercato di riferimento. L’area di mercato di riferimento di ATTICUS è quella dei Wearables Medical Device (WMD), che può essere definito come un dispositivo elettronico portatile (ad es. abbigliamento o accessori) montato sull’organismo che svolgono una serie di funzioni, tra cui, ma non solo, la registrazione ed il relay di dati, la segnalazione, l’analisi e la comunicazione tempestiva con terze parti o servizi specifici. L’andamento del mercato all’interno di WMD è interessato dallo sviluppo costante di nuove applicazioni per domini e scenari più diversi, offrendo nuovi strumenti per l’analisi dei dati e la visualizzazione in tempo reale. Attualmente, il mercato globale di WMD è valutato a $8,58 miliardi, e dovrebbe crescere a un ritmo del 44,1% nei prossimi 4 anni, pari a $37,03 miliardi nel 2018. Al contempo, il servizio sanitario nazionale ed internazionale è in espansione e mostra già adesso diverse esigenze di monitoraggio remoto: tali esigenze necessiteranno nell’immediato futuro di mezzi efficaci ed efficienti da un punto di vista dei costi, per aumentare la consapevolezza informativa in diversi scenari ma anche per attuare politiche e algoritmi predittivi utilizzando triangolazioni intelligenti provenienti da dispositivi di monitoraggio remoti non-invasivi e di facile utilizzo. Secondo il rapporto di gestione internazionale dei servizi del 2013, il mercato totale disponibile per tali monitor a bassa intensità è stato di euro 1,77 miliardi, con un CGR del 7% e un tasso di crescita ancora più veloce rispetto al mercato di WMD del 40% nei prossimi 5 anni. All’interno del mercato globale dei dispositivi WMD descritti sopra, ATTICUS può essere trovato tanto nel segmento Healthcare Wearables, quanto in quello del monitoring remoto. Anche sugli healthcare wearables, ATTICUS conserva un potenziale enorme, che consta del 5,8% del mercato di WMD nel 2014, il che corrisponde a $500 milioni, ma si stima che tale mercato cresca a $2 miliardi entro il 2018, poiché si prevede una presenza di mercato ulteriormente più elevata di device medici e di telemetria assistenziale di vario genere, con un tasso di crescita totale previsto impressionante in termini di volume che si aggira intorno al 77,1%. Si prevede che il segmento di mercato di WMD emergenti come display heads-up, tessuti intelligenti e bande di polso giocherà un ruolo più elevato in questo mercato nei prossimi anni, integrando diverse funzionalità per monitorare clinicamente particolari patologie (ad esempio CVD) contro il segmento smart watches, specificamente dedicato alle applicazioni non cliniche. Tempi di progetto. Il progetto ha una durata prevista di 30 mesi ed è iniziato il 1° settembre 2018. Un primo prototipo del sistema è previsto al 16-esimo mese di sviluppo.

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