Progetto

La finalità del progetto ATTICUS è avere un sistema hardware e software per il monitoraggio dei parametri vitali e delle abitudini di un utente in maniera non invasiva. 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 (dall’anziano, allo sportivo o a persone impegnate in attività ad alto rischio):

• In-home monitoring: in tale scenario lo “smart wearable” 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 al dispositivo di “ambient intelligence” 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 stazione domestica verifica in tempo reale la presenza di eventuali anomalie e comunica al sistema di supporto alle decisioni della centrale di monitoraggio la presenza di un’eventuale situazione critica (warning). Il sistema di supporto alle decisioni, sfruttando una conoscenza più ampia e basata sulle caratteristiche di tutti gli utenti monitorati (conoscenza globale), conferma, allertando gli operatori della centrale di monitoraggio, o smentisce l’allarme.
• Out-of-home monitoring: lo “smart wearable” 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 stazione domestica quando si rientra in casa. Lo “smart wearable” ha inoltre la capacità di analizzare i dati monitorati, identificare eventuali situazioni anomale e segnalarle direttamente alla centrale di monitoraggio.
• Personal check-up: attraverso un’app è possibile interrogare i dati memorizzati nel dispositivi di “ambient intelligence” per verificare lo stato dei parametri e il loro andamento temporale. E’ 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 la base di dati della centrale di monitoraggio per verificare lo stato dei parametri di un individuo monitorato e gli eventuali eventi di allerta rilevati.

Dai suddetti scenari è facile dedurre che 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. ATTICUS si propone quindi come strumento per abbattere le barriere che naturalmente si creano fra le istituzioni atte al controllo di pazienti o individui diversamente abili e tali individui, utilizzando un meccanismo modulare, intelligente, non invasivo ed inclusivo che permetta un’azione di monitoraggio continuo e un eventuale azione di soccorso nel minor tempo e con il minor dispendio di risorse possibile.

Di seguito sono descritti alcuni scenari applicativi di ATTICUS, ovvero:

• scenari principali che descrivono gli ambienti in cui ATTICUS sarà sperimentato (e.g., assistenza domiciliare);
• scenari secondari, considerati per il design della soluzione e per sottolineare l’impatto sociale di ATTICUS, ma che non saranno oggetto di sperimentazione;
• scenari di manutenzione e scenari estremi.

SCENARI DI UTILIZZO PRINCIPALI

• Scenario SPE1. Antonio ha 74 anni, vive da solo ed è cardiopatico. Su consiglio del suo medico, de-cide di utilizzare ATTICUS. Un giorno, mentre è in cucina, ha un infarto. La S-WARE che indossa comunica i dati alla S-BOX, la quale, rilevando parametri vitali fortemente anomali, invia subito una segnalazione alla centrale di monitoraggio (con codice rosso). Il DSS installato presso la centrale di monitoraggio, analizza i dati con priorità massima e conferma che la situazione è fortemente anomala. Gli operatori sono allertati e, accorgendosi della gravità della situazione, inviano subito un’ambulanza presso l’abitazione di Antonio.
• Scenario SPE2. Francesco ha 78 anni, è vedovo e, a causa di una passata frattura al femore, si muove con difficoltà, utilizzando delle stampelle. Nonostante ciò, egli è sostanzialmente autonomo, quindi vive da solo. Su consiglio del medico, decide di utilizzare ATTICUS per monitorare soprattutto i suoi spostamenti ed essere assistito in caso di cadute. Francesco, generalmente, si sveglia alle 6:40, va in cucina e fa colazione fino alle 7:00, dopodiché si sposta sul divano in salotto e resta seduto lì finché non arriva Angelo, suo figlio, che gli prepara il pranzo. Un giorno, Francesco si alza dal letto alle 6:40 e resta in cucina per più tempo del previsto. La S-BOX non registrando il passaggio di Francesco in cucina secondo le sue consuete abitudini, controlla i parametri vitali attraverso la S-WARE, e si accorge che il battito e il respiro sono leggermente più lenti del solito. La S-BOX deduce che Francesco potrebbe trovarsi in una condizione che potrebbe portare alla perdita dei sensi e invia una segnalazione al DSS, il quale, confermata l’anomalia, invia un allarme (con codice giallo) allo staff della centrale operativa. Un operatore, prova quindi prima a contattare Francesco e, visto che non risponde, prova con suo figlio Angelo. Quest’ultimo dice che è si trova in zona e, quindi, va a casa del padre. Angelo trova Francesco svenuto sul tavolo. Angelo sa che il padre non è in pericolo immediato di vita, perché ATTICUS rileva ancora il battito e il respiro, quindi prova e riesce a far rinvenire Francesco.
• Scenario SPE3. Teresa ha 75 anni, è sposata e vive solo con il marito. Visto che il medico ha consigliato al marito di utilizzare ATTICUS, perché ha necessità di essere monitorato costantemente, Teresa decide di usarlo a sua volta, nonostante non abbia alcun problema di salute noto, perché è una persona molto prudente e attenta alla salute. Un giorno, Teresa esce a fare acquisti. A un certo, mentre è in un negozio, le viene una forte nausea e va subito in bagno. Qui, però, perde conoscenza. La S-WARE, nel frattempo, non potendosi connettere alla S-BOX, utilizzando il suo modulo interno per analizzare i parametri vitali di Teresa, aveva notato una forte anomalia e aveva inviato una segnalazione (con codice rosso) direttamente al DSS della centrale operativa. Qui, proprio nel momento in cui Teresa aveva perso conoscenza, gli operatori erano stati avvertiti del problema. Questi contattano subito il negozio, chiedendo di andare a controllare nel bagno, e, nel frattempo, chiamano anche un’ambulanza per assistere subito Teresa. I sanitari arrivano sul posto e portano subito Teresa al pronto soccorso, perché ha avuto un ictus. Grazie all’intervento estremamente tempestivo, le conseguenze dell’episodio sono estremamente limitate.
• Scenario SPE4. Angela ha 82 anni ed è affetta dal morbo di Alzheimer. Per questo, è ricoverata in un centro specializzato nell’assistere anziani affetti da demenze senili di vario genere. Questo centro ha deciso di utilizzare ATTICUS per monitorare tutti i pazienti nel caso di fuga. Angela, un giorno, ha un episodio di disorientamento spaziale e riesce a fuggire dal centro. La S-WARE, non riuscendo a connettersi alla S-BOX installata nella residenza e avendo verificato l’anomalia nello spostamento di Angela, attiva il modulo GSM per comunicare a brevi intervalli la posizione alla centrale di monitoraggio. La S-WARE, quindi, invia un allarme (con codice verde) al DSS della centrale operativa. L’operatore della centrale operativa contatta, quindi, Giuseppe, l’infermiere che si occupa di Angela. La centrale trasmette la posizione di Angela a Giuseppe che riesce a trovarla e a riportarla al centro.
• Scenario SPE5. Luigi ha 54 anni. Suo padre è morto di infarto in passato, e lui stesso ha avuto un infarto lieve a 53 anni. Vista la familiarità e il rischio dovuto al passato infarto, i medici consigliano a Luigi di usare ATTICUS e lui accetta. Dopo 8 anni, Luigi va dal cardiologo una volta all’anno. Passati 6 mesi dalla sua ultima visita, la S-BOX registra delle variazioni anomale nell’ECG di Luigi. Per questo, invia un allarme (con codice verde, visto che tali variazioni non sembrano far presagire un problema grave) alla centrale. Verificata ulteriormente l’anomalia, il DSS allerta un operatore. L’operatore chiede l’intervento di uno specialista, il quale legge l’ECG e conferma, a sua volta, che ci sono delle anomalie ed è necessaria una visita specialistica. L’operatore, quindi, contatta Luigi e lo esorta ad anticipare la sua visita periodica dal cardiologo per approfondire la situazione.

SCENARI DI UTILIZZO SECONDARI

• Scenario ALT1. Giovanna ha 38 anni, e pratica ciclismo a livello agonistico da quando aveva 16 anni. Visti gli intensi allenamenti, decide di controllare i suoi parametri vitali con ATTICUS. Utilizza, quindi, S-WARE solo quando si allena. Una mattina, alle 6, dopo un acquazzone, Giovanna decide di fare allenamento ed esce in bici. Il suo percorso abituale include una stradina di campagna. Essendo la strada bagnata per via della pioggia, Giovanna perde il controllo della bici e finisce in un dirupo. A causa della caduta, perde conoscenza, e non può chiamare aiuto. Inoltre, essendo una strada poco frequentata, difficilmente qualcuno potrebbe passare da quelle parti e aiutarla. Tuttavia, la S-WARE rileva la situazione di pericolo, sia per l’improvvisa frenata, sia per lo spostamento anomalo dal percorso usuale, sia per i parametri vitali anomali e sia per la rilevazione, grazie all’accelerometro, degli urti che ha subito. La S-WARE si connette al cellulare di Giovanna (la quale aveva effettuato l’associazione bluetooth in passato, per monitorare i suoi parametri vitali sull’app dedicata) e invia l’allarme (con codice rosso) al sistema DSS della centrale di monitoraggio. L’operatore invia un’ambulanza a soccorre Angela.
• Scenario ALT2. Antonio ha 23 anni ed è entrato da poco a far parte del Corpo Nazionale dei Vigili del Fuoco. Un giorno, la sua squadra è chiamata ad intervenire per domare un vasto incendio in un bosco. Arrivati sul luogo dell’incendio, Antonio si rende conto che la situazione è davvero critica. L’intera squadra è monitorata attraverso ATTICUS e la centrale di monitoraggio è installata direttamente su un’autobotte, all’interno del quale un operatore analizza costantemente gli spostamenti e i parametri vitali dei suoi colleghi. Ad un certo punto, Antonio si allontana dalla squadra perchè si accorge che le fiamme si stanno dirigendo verso un fienile. Antonio prova da solo a domare le fiamme, ma la situazione diventa presto ingestibile. Il fumo avvolge Antonio che ha difficoltà a respirare e sta per perdere conoscenza. Il DSS, ricevendo costantemente i parametri vitali di Antonio, identifica la situazione anomala (difficoltà respiratoria, battito irregolare) e invia un allarme. L’operatore della centrale di monitoraggio, ricevuto l’allarme, allerta Francesco, il capo squadra, e lo guida verso il luogo dove si trova Antonio, che nel frattempo ha perso conoscenza. Fortunatamente, Francesco raggiunge Antonio in tempo utile per metterlo in salvo.
• Scenario ALT3. Maria e Mario hanno una figlia, Anna, di 10 anni. La famiglia vive a 800 metri dalla scuola che Anna frequenta. Giovanna, la cugina più grande di Anna, fa lo stesso tragitto, quindi la bambina chiede ai genitori di andare a scuola con lei. Maria e Mario, inizialmente dubbiosi, decidono alla fine di acconsentire. Tuttavia, decidono di usare ATTICUS per monitorare la figlia e per rilevare situazioni anomale nei suoi spostamenti. Un giorno, però, Giovanna deve restare a scuola anche nel pomeriggio, ma Anna decide che vuole tornare a casa da sola. Durante il tragitto, tuttavia, si disorienta e non riesce a più a trovare la strada di casa. La S-WARE nota il comportamento anomalo di Anna e invia i dati, attraverso il modulo GSM, al DSS della centrale di monitoraggio. Il DSS conferma il comportamento anomalo (i.e., tragitto anomalo) e avverte direttamente Maria e Mario, inviando loro la posizione della figlia. I genitori riescono, quindi, a trovare subito la figlia e a riportarla a casa.

SCENARI DI MANUTENZIONE

• Scenario MAN1. Luca usa ATTICUS. Ogni sera la S-WARE avvisa Luca (attraverso dei suoni) che deve ricaricare la batteria. Luca sgancia la batteria principale dal dispositivo e la poggia sulla S-BOX. Questa la caricherà per induzione. Durante la notte, la S-WARE è alimentata da una batteria di backup, che si ricarica grazie alla batteria principale durante il giorno. La mattina, appena la S-WARE si accorge che Luca è sveglio di nuovo, gli ricorda (attraverso dei suoni) di agganciare di nuovo la batteria principale al dispositivo.
• Scenario MAN2. Luca usa ATTICUS e vuole lavare la maglietta. Sgancia, quindi, l’intero dispositivo e può lavare la maglietta come un comune capo delicato. Tutti i sensori presenti nella maglietta sono in grado di resistere all’acqua. Mentre la maglia si lava/asciuga, Luca può usare un’altra maglietta di riserva, montando su di essa lo stesso dispositivo sganciato dall’altra.
• Scenario MAN3. Luca usa ATTICUS. Dopo tre anni di utilizzo, a causa di un urto, un sensore smette di funzionare. La S-WARE individua il problema e avvisa Luca tramite delle spie luminose e/o dei segnali sonori. Luca, quindi, acquista una nuova maglietta.

SCENARI ESTREMI

• Scenario EST1. Mario usa ATTICUS. La sera, prima di andare a dormire, sgancia la batteria principale dalla S-WARE per ricaricarla sulla S-BOX. Una notte, però, si sveglia per andare in bagno e, mentre torna a letto, inciampa. La batteria di riserva della S-WARE fa sì che il dispositivo funzioni anche senza la batteria principale. Di conseguenza l’allarme viene comunque inviato alle centrale operativa, che agisce di conseguenza.
• Scenario EST2. Vincenzo usa ATTICUS. Un giorno, dopo aver fatto la doccia (senza indossare, quindi, la S-WARE), scivola nella vasca e batte la testa. La S-BOX, rilevando l’anomalia dovuta al troppo tempo passato a fare la doccia (cioè, senza la S-WARE) invia una segnalazione alla centrale operativa (con codice giallo), che agisce di conseguenza.
• Scenario EST3. Rosa ha 78 anni e usa ATTICUS per problemi cardiaci. Un giorno, mentre è a casa da sola, Rosa cade. La caduta, sfortunatamente, comporta la rottura del dispositivo elettronico della S-WARE. La S-BOX, rilevando l’assenza improvvisa della S-WARE, non causata dalla batteria scarica, avvisa subito una segnalazione (con codice giallo) alla centrale di monitoraggio che agisce di conseguenza.

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 / 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.

I tempi recenti hanno visto un proliferarsi massiccio di documenti provenienti in prevalenza dal Ministero della Salute che assegnano un ruolo preponderante al potenziamento e al posizionamento dell’assistenza territoriale distribuita e remota nell’ambito del Servizio Sanitario Nazionale. Si considerino i seguenti a titolo puramente esemplificativo: “Disposizioni urgenti per promuovere lo sviluppo del paese mediante un più alto livello di tutela della salute” del 12/11/2012 (decreto Balduzzi); “Intesa tra il Governo, le Regioni e le Provincie autonome di Trento e Bolzano del 10/7/2014 – Patto per la Salute”; “Atto di indirizzo per l’anno 2016 del Ministro per la Salute”; il “Libro Bianco sullo sviluppo del sistema sociosanitario della Regione Lombardia, 30.05,2014”; il “Patto per la Sanità Digitale” in corso di discussione presso la CSR; la LR 33/2009 ”Norme sul sistema sanitario, sociosanitario e sociale integrato lombardo”; la LR 23/2015 “Evoluzione del sistema sociosanitario lombardo: modifiche al Titolo I e al Titolo II della LR 3/2009”; il “Programma Nazionale per la Ricerca Sanitaria 2014-2016” ancora in corso di approvazione. In linea con questo trend massiccio di attenzione incrementalmente devota alla telemetria funzionale alla teleassistenza, la Network nota come HTA (Health Technology Assessment) si è proposta come organo di coadiuvazione delle diverse esperienze internazionali e nazionali per favorire lo sviluppo, la diffusione, e la propagazione nell’ambito del Servizio Sanitario Nazionale, di modelli organizzativi, tecnologie, strumentistica specifica, efforts di ricerca e sviluppo a supporto di ogni possibile utilizzo ICT in ambito di teleassistenza. La Regione Molise, capofila del presente progetto, si è già proposta come membro di HTA di fornire investimenti considerevoli in tale direzione e pertanto propone, con ATTICUS, uno strumento pratico, intelligente, proattivo, modulare, ed economicamente sostenibile che è in grado di coprire, almeno in parte, le esigenze palesate dalle note, protocolli di intesa, e norme di cui ne viene riportato qualche esempio sopra. In estrema sintesi, il progetto ATTICUS è perfettamente in linea con le seguenti agende strategiche europee e nazionali:

Comitato di Coordinamento del Progetto (PCC)

Il PCC è costituito da un rappresentante di ciascun partner e si riunirà trimestralmente, utilizzando strumenti telematici, e almeno 2 volte l’anno in riunioni plenarie. I rappresentanti dei partner saranno altresì in grado di richiedere una riunione straordinaria del PCC che sarà effettuata a discrezione del Coordinatore del Progetto. Il suo compito principale del PCC è il governo del progetto: avrà la responsabilità generale di tutte le questioni tecniche, finanziarie, legali, amministrative, etiche e di diffusione del progetto. Per questo motivo il PCC monitorerà e valuterà gli effettivi progressi del progetto e apporta eventuali modifiche. Il PCC sarà responsabile per i seguenti compiti:

• risolvere eventuali conflitti tra i membri del partenariato;
• approvare i temi correlati ai diritti di proprietà intellettuale;
• approvare e accettare i risultati del progetto;
• approvare decisioni in materia di gestione dei dati.

Team di Project Management

Sotto il controllo e in conformità alle decisioni del Comitato di Coordinamento del Progetto, il Team di Project Management sarà responsabile della pianificazione, dell’esecuzione e del controllo tecnico del progetto. Oltre a questi obblighi, il Team di Project Management svolgerà le seguenti attività:

• attività di amministrazione e coordinamento scientifico;
• attuazione di tutti i piani d’azione;
• istituire un sistema di bilancio e di controllo del calendario e cronoprogramma nello stesso;
• attuazione di un sistema di garanzia della qualità;
• sviluppare e mantenere un atteggiamento di comunicazione e reporting;
• creazione di strutture di squadra locali ed efficienti per ridurre al minimo il numero di riunioni, pur mantenendo una struttura di gestione agile;
• garantire e gestire la collaborazione con le amministrazioni partner per garantire una migliore integrazione degli utenti nel progetto.

Responsabile scientifico e tecnico

Si concentrerà principalmente sui vari aspetti delle attività scientifiche e tecniche del progetto. Il focus sarà quello di aiutare il partenariato a sviluppare una strategia di ricerca e innovazione sinergica col verificarne la coerenza dei risultati, oltre a tenere traccia del progresso continuo rispetto allo stato dell’arte.

Responsabile delle attività amministrative

Le sue attività includono i rapporti finanziari, la richiesta di costi, il bilancio, la pianificazione, la gestione della diffusione della conoscenza e la gestione del controllo dei contratti. Coincide con il responsabile del progetto.

Leader degli OR

Sono responsabili della gestione del singolo OR: coordinano, monitorano e valutano l’avanzamento dell’OR per garantire che siano soddisfatte le prestazioni, il budget e le linee di uscita. I leader saranno inoltre responsabili di tutte le questioni concernenti la gestione dei dati per i dati generati nei loro OR, secondo il piano di gestione dei dati che sarà definito dal PCC.

Consiglio consultivo esterno (CCE)

Sarà composto da ricercatori e industriali in organizzazioni neutrali e offrirà consulenza sulle linee strategiche del progetto, aiuterà a raffinare i requisiti della metodologia e ad ampliare il bacino dei potenziali utenti, fornendo un feedback sulla qualità dei risultati raggiunti.

Innovation Manager

Le aspettative per l’impatto e lo sfruttamento sono molto elevate nell’ambito del programma PON, con particolare riferimento al Mezzogiorno e all’impatto che ciascuna proposta PON può esercitare sull’economia dell’area di sviluppo così denominata. Per tale motivo, si è deciso di avere un Innovation Manager, che esaminerà periodicamente le opportunità di sfruttamento, disseminazione e impatto industriale, sociale e societario, coordinando l’attuazione dei passaggi e delle apposite azioni di sfruttamento in sincronia temporale con i piani di sfruttamento individuali e comuni. Tali attività faciliteranno la gestione dell’innovazione elaborata all’interno del progetto ATTICUS oltre a massimizzare le possibilità di adozione delle soluzione tecniche sviluppate.