Portfolio

Il progetto Talisman ha lo scopo di definire, progettare e realizzare l’infrastruttura a supporto della fragilità attraverso l’integrazione di sistemi avanzati di assistenza remota territoriale e servizi di supporto come tele-monitoraggio, teleassistenza, tele-cooperazione e tele-riabilitazione.

Ecubit, nell’ambito dell’attività di sviluppo del prototipo STTG, si è occupata di condurre e portare a termine la realizzazione dei tre moduli che costituiscono il prototipo:

1. Una App mobile per le attività social che utilizza tecniche di gamification.
2. Una App mobile per il tracking dello stile di alimentazione che utilizza tecniche di dialogue management (voice recognition).
3. Un set di applicazioni desktop per il tracking dell’attività fisica che utilizza device di body tracking (gesture recognition); esso si articola in tre distinti eseguibili, l’Editor, per la creazione degli esercizi calistenici, il TCP (Talisman Patient Care) per la prescrizione degli esercizi e la teleassistenza, il Player per l’esecuzione degli esercizi.

Istituzioni sanitarie (cliniche, RSA, ospedali)

Piattaforma di incentivo alla terapia per il paziente:

Talisman-app permette ai pazienti cronici di essere costantemente seguiti e incoraggiati durante la terapia. L’applicazione può essere usata per settare alerts regolari per l’assunzione di farmaci, o per incentivare diete (coadiuvate da sistemi di input vocale e tecniche di dialogue management) e sessioni di esercizio fisico (coadiuvate, nel caso di camminate e corse, dalla funzionalità di contapassi, e integrate, nel caso di esercizi calistenici, con un set di applicazioni desktop, per il tracking dell’attività fisica, che utilizzano tecniche di gesture recognition – vedi risultato prototipo STTG).
Il sistema di rewarding virtuale previsto può aumentare il senso di appagamento nel seguire la terapia. I risultati ottenuti possono essere condivisi con medici, parenti, amici ed altri pazienti.

Per lo scopo, si può valutare una versione “social-only” dell’applicazione rivolta ad amici e parenti dei pazienti, o pià semplicemente la possibilità di condividere gli achievements esistenti sui principali social networks.

Raccolta continuativa di dati clinici:

I moduli del prototipo STTG prevedono il salvataggio dei dati, raccolti dalle applicazioni del prototipo, in un db centralizzato, andando a fornire un resoconto sull’osservanza della terapia da parte del paziente (posto che sia fatto un utilizzo sincero dell’applicazione), nonché dei dati aggiornati periodicamente dall’osservanza delle terapie per regimi alimentari (App mobile per il tracking dello stile di alimentazione – vedi risultato prototipo STTG) e per le attività fisiche (Player per l’esecuzione degli esercizi calistenici – vedi risultato prototipo STTG).

Inoltre, nel caso in cui la soluzione sia utilizzata all’interno della piattaforma sanitaria, i dati ottenuti dal prototipo STTG sono automaticamente correlati ad altri dati strutturati raccolti nella piattaforma, e sono consultabili insieme alle cartelle cliniche, alle registrazioni/trascrizioni delle visite in teleconferenza, ai dati forniti da sensori wearables, e a tutti gli i dati raccolti sul paziente (se si hanno le autorizzazioni necessarie).

Studio di sistemi NUI (Natural User Interface):

Ecubit, nell’ambito dell’attività di studio di sistemi NUI, ha condotto e portato a termine i seguenti lavori:

• analisi dei dispositivi hw, per il gesture recognition, presenti sul mercato e stesura delle considerazioni tecniche di compatibilità con quanto previsto nel progetto.
• test di verifica qualitativa/quantitativa dei dispositivi per il gesture recognition.
• analisi e test delle API per il voice recognition.
• analisi e test delle API per il sentiment recognition.
• progettazione di un sistema NUI generico e multiuso per ambienti interattivi 3D.

I risultati di tali lavori hanno concorso alla scelta di quali device e tecnologie NUI implementare nel prototipo STTG realizzato successivamente.

Progettazione e sviluppo del prototipo STTG (Sistema di teleassistenza e Teleriabilitazione in paradigma Gamification):

Ecubit, nell’ambito dell’attività di progettazione del prototipo STTG, ha condotto e portato a termine i seguenti lavori:

• la progettazione di uno spoken dialogue system, basato su conversational system, ad iniziativa System-Led.
• la definizione di dettaglio del development design per le attività social.
• la definizione di dettaglio del development design per il tracking dello stile di alimentazione.
• la progettazione di un sistema per il riconoscimento e la valutazione dell’esecuzione di esercizi calistenici.
• la definizione di un generico STTG: redatta l’architettura di dettaglio delle componenti che costituiscono un generico sistema hw/sw per teleassistenza e teleriabilitazione; progettati i moduli per la gestione degli scenari 3D per i serious game.
• la progettazione del prototipo sw STTG Talisman, costituito da un insieme di applicazioni che utilizzano un Gamification Design, pensate per supportare i pazienti nefropatici, ma generalizzabile ad altre patologie, nello svolgere con costanza alcune attività utili per gestire il proprio stato di salute.

La soluzione SEPLES è un ecosistema che include armonicamente e in modo fortemente integrato la componente core relativa alla piattaforma di servizi al paziente e al medico. L’obiettivo di poter gestire i dati biomedicali senza mai memorizzarli in modo chiaro lungo tutto il processo di gestione stesso, attraverso un protocollo di criptazione a matrice variabile

Obiettivo dell’innovazione proposta, denominata SEcure PLatform of E-health Services (SEPLES), è quello di offrire sul mercato una piattaforma software che fornisca servizi sanitari sicuri, in cui i dati siano protetti da crittografia, predisposta per operare in modo federato nel rispetto delle linee guida europee e del regolamento generale sulla protezione dei dati (GDPR).

La piattaforma SEPLES permette la riduzione dei costi territoriali del servizio sanitario poiché porta il servizio al paziente e non il contrario. Infatti, intervenire a domicilio con teleconsulto e visita visiva consente, ove possibile, di evitare gli spostamenti dei pazienti spesso per lunghi tratti di percorso in territori logisticamente complessi e con distretti sanitari accentrati in poche aree regionali e scarsamente capillari e allo stesso tempo rappresenta una scelta ambientale ecologica con riduzione degli spostamenti e inquinamento indotto e riduzione di uso di carta con la dematerializzazione.

La soluzione SEPLES include armonicamente e in modo fortemente integrato:

• La componente core, relativa alla piattaforma di servizi al paziente e al medico;
• La componente dati, abilitante all’analisi dei trend evolutivi delle patologie trattate ed alla elaborazione di indicatori analitici e statistici;
• Le misure di sicurezza e di compliance;
• Le possibilità di integrazione con altri sistemi cooperanti della galassia sanità.

La piattaforma, così come tutti i sottosistemi di sviluppo, è realizzata per operare in cloud.

Questa caratteristica comporta ulteriori vantaggi, tra cui:

• Scalabilità: è possibile aumentare il numero di processori virtuali per ogni server configurato al bisogno, così come la capacità di archiviazione.
• Replicabilità: una volta configurato, il sistema può essere facilmente replicato.
  Il sistema di esercizio sarà una mera replica del sistema di sviluppo.

Tale approccio garantisce inoltre la possibilità trasferire il sistema tra due o più data center, rendendo indipendente le applicazioni dal fornitore di servizi cloud.

Gli standard di riferimento in tema di privacy e norme di accesso ai dati, oltre alle modalità di gestione dei servizi, consentono la ripetibilità su scala nazionale ed europea, in quanto rispondono a criteri e normative del ministero della sanità e sono in linea con standard e requisiti della comunità europea, per quanto riguarda gli apparati elettromedicali ed i sensori.

Il progetto EradiCARE ha come finalità quella di innovare il processo di monitoraggio del paziente in clinica nelle fasi di diagnostica e di definizione del protocollo terapeutico e nella  fase successiva di mantenimento terapeutico mediante una piattaforma di tele-monitoraggio.

Alla base del progetto vi è una innovazione di servizio dal punto di vista clinico terapeutico e informatico-digitale.

La piattaforma digitale si propone come l’elemento integratore dei servizi clinici e il repository in cloud di tutti i dati in tempo reale provenienti dai sensori intelligenti ed attinenti i singoli prodotti pilota che saranno oggetto della ricerca o da strumenti diagnostici digitalizzati già in uso di cui è consentita industrialmente l’integrazione (data fusion) al fine di offrire al clinico una sintesi dei dati attivi sul paziente e per valutare in tempo reale, l’efficacia del trattamento.

La piattaforma di tele-monitoraggio diventa così il primo elemento a valore aggiunto per la gestione di servizi clinici innovativi.

La piattaforma, basata su una tipica architettura innovativa multilivello a servizi (SOA – Service Oriented Architecture), scandita da eventi (EDA – Event Driven Architecture) è realizzata con prodotti e tecnologie open source.

I servizi Web consentiranno di erogare le seguenti di funzionalità integrate:

• Servizi di autenticazione;
• Servizi di crittografia e sicurezza;
• Gestione eventi;
• Messaggistica;
• Invio e ricezione dati;
• Reporting e Dashboard.

Il tipico funzionamento delle architetture SOA, consente di potersi astrarre dalle singole logiche di programmazione e di essere altresì svincolata dai linguaggi di programmazione utilizzati per creare ulteriori futuri servizi o per interfacciarne di nuovi.

Il progetto è in linea con quanto pubblicato su Agenda Digitale dell’AGID (Agenzia per l’Italia Digitale) della Presidenza del Consiglio dei Ministri, che prevede di attivare una rete centri clinici-medici-territorio, per monitorare i pazienti, assisterli nelle malattie croniche e favorire la prevenzione.

Asse 1, azione 1.1.3. del Programma Operativo Nazionale “Imprese e Competitività” 2014-2020 FESR, progetto “FabriCARE – FABRIcation of Customized bioActive pRosthetic devicEs”, n. F/190110/01-03/X44

Soggetti beneficiari:

• MARRELLI HEALTH S.r.l., capofila
• POLITECNICO DI BARI
• ECUBIT S.r.l.

Costi del progetto per il soggetto Ecubit:

Ricerca Industriale 514.250 €, Sviluppo Sperimentale 285.600 €, Totale 799.850 €

Agevolazioni ottenute dal soggetto Ecubit:

Contributo diretto alla spesa – RI 359.975 €, SS 128.520 €, Totale 488.495 €

Finanziamento agevolato – RI 102.850 €, SS 57.120 €, Totale 159.970 €

Il progetto FabriCare è un ambizioso progetto che si propone di implementare, un processo innovativo per gestire il ciclo di vita di un nuovo prodotto, ovvero una tipologia di protesi ibrida attualmente non presente sul mercato, altamente personalizzata, con interfaccia bioattiva in titanio poroso.

L’adattabilità e la conformità alle esigenze specifiche del paziente è assicurato da un meccanismo di misurazione ed emulazione dell’intervento di sostituzione dell’arto o dell’articolazione estremamente preciso, supportato da tecniche di Virtual Reality e Mixed Reality, che consentono di simulare esattamente in tre dimensioni l’introduzione della protesi nell’individuo, in modo da garantire la perfetta rispondenza ai parametri clinici richiesti.

I risultati attesi previsti dal capitolato di progetto erano i seguenti:

1. Nuovo processo di fabbricazione di dispositivi biomedici impiantabili custom
2. Fabbricazione di una nuova tipologia di protesi ibrida customizzata, con interfaccia bioattiva, in titanio poroso, ottenuta con ottimizzazione del processo di SPF
3. Nuova tipologia di coating bioattivo con proprietà antibiotiche e biomimetiche, applicabile con differenti modalità sulla superficie di interfacce protesiche e di dispositivi impiantabili
4. Nuovo sistema informativo a supporto della produzione di protesi ibride custom

I risultati conseguiti, al termine del progetto, sono stati i seguenti:

1. È stato implementato un sistema informativo avanzato per la produzione di protesi biomediche che rende gli elementi prodotti estremamente bioattivi, potenzialmente “smart” e interattivi. Con la nuova piattaforma FabriCARE, utilizzando dati clinici e radiologici relativi al singolo paziente, si possono progettare e realizzare protesi su misura attraverso un approccio integrato che considera sia la produzione ingegneristica che la funzionalizzazione delle superfici.
2. È stata messa a punto una procedura di ottimizzazione del processo di SPF mirato alla fabbricazione di due distinte tipologie di protesi (semi custom e full custom). In entrambi i casi, sono stati realizzati due prototipi di protesi per le quali i valori attesi risultano essere tutti raggiunti e si è registrata piena coerenza geometrica con il modello CAD.
3. È stato sviluppato un protocollo standardizzato per lo studio della cinetica di rilascio delle biomolecole, includendo l’identificazione di protocolli specifici per valutare il rilascio graduale e controllato degli antibiotici e dei fattori di crescita dalle superfici funzionalizzate. È stato identificato un processo di coating scalabile per garantire la riproducibilità su vasta scala, utilizzando diverse concentrazioni di antibiotici.
4. Sono stati progettati e realizzati 3 prototipi:
   • Sistema software per la pianificazione e il controllo della produzione di protesi ibride custom-made (figura 2);
   • Sistema hardware e software di Immersive volume rendering of 3D Medical Datasets;
   • Piattaforma di integrazione che ingloba i due sistemi precedenti (figura 1).

In particolare, il Sistema hw/sw di “Immersive volume rendering of 3D Medical Datasets” implementa uno “Shared Virtual Workspaces” (figura 3) e vari Tools per interagire con il 3D Dataset durante riunioni collaborative da remoto; può essere fruito/interagito anche in Augmented Reality tramite Hololens 2 (figura 4).