29/01/2010
Telemedicina: il sistema prototipale di Viva la Vita Onlus
Sistema di telemedicina dedicato al
monitoraggio preventivo nella
Sclerosi Laterale Amiotrofica
La telemedicina è la trasmissione interattiva di dati clinici, segnali ed immagini biomediche dal domicilio del paziente ad una struttura sanitaria e/o ad un clinico, sotto il controllo continuo di personale specializzato.
La salute del paziente viene quindi monitorata da strumenti di rilevazione direttamente nella sua casa e contemporaneamente quegli stessi strumenti, grazie alle moderne tecnologie di telemonitoraggio e teleinformazione, inviano i dati rilevati al personale specializzato che li interpreta.
La telemedicina nasce per prevenire eventuali complicanze e per ridurre il numero delle ospedalizzazioni, ma è fondamentale che il sistema rio sanitasia pronto a reagire davanti ad un allarme intervenendo tempestivamente con procedure ad hoc.
Viva la Vita Onlus ha messo a punto un sistema prototipale di telemedicina dedicato ai malati di SLA, finanziato dalla Fondazione Roma - Terzo Settore e da Eli Lilly Italia, sviluppato da Itaco Srl.
Il coordinatore del progetto è il dr. Alessandro Galantino, responsabile scientifico di Viva la Vita Onlus ed esperto in telemedicina.
L'idea progettuale nasce dalla analisi delle principali esigenze emerse dalla esperienza
maturata da Viva la Vita Onlus nell'ambito degli aspetti preventivi
riguardanti la patologia della Sclerosi Laterale Amiotrofica e dai sopralluoghi effettuati dal
team di progetto presso le abitazioni di alcuni pazienti.
L'obiettivo principale del progetto è stato la stesura del design di una architettura hw, sw e
di networking di asservimento alle funzioni di telemonitoraggio, controllo automatico oltre
alla realizzazione di un sistema prototipale della stessa. Il sistema è in grado di asservire a funzioni di archiviazione, supervisione, controllo, generazione di
allarmi dedicati e configurabili nelle soglie in funzione del paziente. Il sistema inoltre è
stato dimensionato per essere in grado di rilevare un insieme variabile di parametri o
grandezze fisiche e implementare i processi, ovvero le sequenze operative, di diagnostica
automatica e di monitoraggio del decorso della malattia che il paziente deve sostenere. Al termine della fase di test sui pazienti potrà essere ottimizzato.
La piattaforma di comunicazione è stata progettata utilizzando software open-source e
protocolli di comunicazione standard che la rendono svincolata da fornitori specifici di
tecnologie sensoristiche, hw e sw in generale.
Sono stati progettati e realizzati 5 kit di monitoraggio wireless da installare presso il
domicilio di ogni paziente inserito nel programma di autodiagnosi. La wireless sensor
network all'interno della abitazione consentirà di acquisire le grandezze biometriche
tramite specifici sensori collegati via radio alla unità centrale di elaborazione, definita RTU (Remote Terminal Unit) riportata in figura (prototype 1.0).
Il processo di autodiagnosi è codificato in un protocollo medico semplice da seguire da
parte del paziente, eventualmente con l'aiuto di un assistente o badante. Vengono
programmate dai medici le attività di autodiagnostica che il paziente deve eseguire
attraverso la dotazione sensoristica a sua disposizione. I dispositivi elettronici wireless
sono stati progettati tenendo conto dell'esigenza di minima invasività sul paziente. Essi
comunicano con il dispositivo concentratore di dati RTU, anche esso installato presso il
domicilio, attraverso un protocollo standard industriale 802.15.4/ZigBee con uno strato
applicativo Modbus.
La RTU acquisisce i dati e ne controlla tramite opportuni algoritmi la correttezza formale,
su di essi si possono attivare le politiche di allarme che il medico imposta. Inoltre la RTU
mette a disposizione, tramite un web server interno, una interfaccia grafica in grado di
visualizzare i grafici e le tabelle dei dati acquisiti. Il medico può accedere con una
connessione diretta point-to-point al web server della RTU installata nella abitazione del
paziente. La RTU infatti è equipaggiata con un telefono cellulare GPRS in grado di
garantire l'accesso ovunque sia presente la copertura dei segnali degli operatori di
telefonia mobile.
In particolare il sistema risponde alle seguenti esigenze:
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Strumento in grado di effettuare misurazioni di variabili biometriche
presso l'abitazione del paziente e di consentire al medico di osservare e
programmare le istanze di acquisizione dati senza spostarsi fisicamente presso il
domicilio dell'assistito. |
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Le variabili biometriche monitorate sono le seguenti: |
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○ saturazione dell'ossigeno nel sangue; |
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○ frequenza cardiaca; |
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○ accelerazione del baricentro corporeo; |
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○ tracciato ECG; |
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○ segnale vocale durante la pronuncia di fonemi; |
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○ segnale vocale durante la deglutizione. |
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Il design di piattaforma ha le seguenti caratteristiche: |
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○ scalabile; |
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○ protocolli di comunicazione standard; |
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○ sensori dei parametri biometrici indossabili con trasmissione dati in
modalità wireless; |
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○ accessibilità tramite connessioni wireless punto-punto dal pc di controllo del
medico all'apparato installato presso il domicilio del paziente; |
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○ accessibilità tramite server centrale di raccolta dati connesso ad una rete
internet o intranet;
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○ interfaccia utente medico user friendly; |
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○ interfaccia utente paziente minimale che permetta l'utilizzo dell'apparato anche a
personale scarsamente qualificato. |
Le componenti hardware realizzate sono kit domestici per la raccolta dati e la connessione remota, ciascuno dei quali
così composto:
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Centralina (RTU) comprendente: |
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○ modem gprs per la connessione remota punto-punto da pc; |
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○ unità centrale di elaborazione; |
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○ modem radio zigbee per la connessione wireless dei sensori. |
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Sensori delle variabili biometriche: |
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○ pulsossimetro; |
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○ accelerometro; |
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○ rilevatore della frequenza cardiaca; |
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○ rilevatore del tracciato ECG; |
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○ microfono dedicato alla analisi dei segnali vocali. |
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Attuatori di interfaccia utente: |
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○ pulsante start stop delle acquisizioni; |
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○ led di segnalazione. |
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Moduli indossabili per la connessione dei sensori, elaborazione e invio dati: |
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○ processore di elaborazione dati; |
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○ modem radio zigbee per la connessione wireless con la centralina. |
Sensoristica (esempi):
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| fascia di trasmissione radio e pulsiossimetro |
fascia elastica con sensori per frequenza cardiaca, ECG, laringofono,
accelerometro triassiale e trasmettitore radio |
Sono due le tipologie di utenti del sistema: il medico e il paziente.
Per entrambi le tipologie
di utente è stato necessario concepire una interfaccia di sistema estremamente sintetica e
user-friendly.
Per l'utente controllore (il medico) è stato previsto un cruscotto di variabili aggregate
accessibile via internet che consenta di individuare rapidamente le priorita sui malati in
fase di monitoraggio. Per l'utente controllato (paziente) si è pensato a una architettura
sensoristica e di processo estremamente semplice e intuitiva.
schermata della interfaccia web dedicata al personale medico
>> sezione progetti
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