I disturbi del sonno stanno diventando negli ultimi anni un crescente problema di salute pubblica che colpisce una parte considerevole della popolazione, che per questo ha bisogno di assistenza medica specializzata. Il dipartimento tecnologie innovative della SUPSI, la Scuola Universitaria Professionale della Svizzera Italiana, ha presentato in merito il progetto Eurostar “Sleep Physician Assistant System (SPAS)”, avviato in collaborazione con l’Inselspital di Berna, il NeuroTec Center del sitem-insel e due aziende attive nei settori MedTech (Relitech, Olanda) e Data Science (Biomax Informatics, Germania).
Per studiare i disturbi del sonno, l’assistenza sanitaria interviene con delle analisi ad hoc che fanno capo alla polisonnografia notturna: i pazienti dormono durante la notte in ospedale e vengono monitorati da un’équipe medica che misura una serie di parametri fisiologici fondamentali. In questo contesto avviene lo scoring, una procedura che indentifica le varie fasi del sonno in cui si trova il paziente. Tale operazione implica un lavoro manuale e talvolta noioso che richiede un intervento ripetuto degli addetti ai lavori, in parte supportati da software di analisi automatici o semi-automatici. Tuttavia la grande maggioranza dei medici del sonno non utilizza questi sistemi e non li percepisce come un vero aiuto.
Partendo da un’analisi accurata dei principali approcci adottati per semplificare il processo di scoring, il progetto di ricerca Sleep Physician Assistant System (SPAS) intende fornire una soluzione concreta per colmare le lacune esistenti e supportare al meglio i medici nella fase di caratterizzazione dei segnali del sonno. Il progetto mira a sviluppare una piattaforma flessibile in grado di assistere il medico o l’assistente sanitario in modo pragmatico ed efficace, svincolandolo da lavori pratici e permettendogli di focalizzare la propria attenzione su attività più complesse. Attraverso una serie di meccanismi basati su tecniche di machine learning, la piattaforma opera come un “apprendista silenzioso” che assorbe le informazioni e acquisisce le competenze del medico con l’obiettivo di sostituirlo parzialmente nella fase di elaborazione e valutazione dei dati.
Tra i vantaggi legati all’utilizzo della piattaforma spicca una miglior estrazione dei dati elaborati che verranno sfruttati appieno migliorando i processi di diagnosi (identificazione di early markers) e trattamento generale. Il tempo di valutazione dei medici potrebbe essere ridotto fino al 50%-80%. La piattaforma sarà in grado di importare dati da stazioni e sistemi per il sonno già ampiamente adottati e mira ad essere facilmente integrabile nella routine giornaliera del medico del sonno.
Il progetto, co-finanziato dalla Segreteria di Stato per la Formazione, la Ricerca e l’Innovazione (SEFRI) e dall’Unione Europea, costituisce un esempio innovativo di un’iniziativa NeuroTec/sitem-insel frutto della collaborazione tra istituzioni di ricerca, ospedali e aziende private. Il progetto è stato lanciato nel mese di luglio del 2018 dall’Istituto sistemi informativi e networking della SUPSI in collaborazione con lo Sleep-Wake-Epilepsy-Center, struttura di eccellenza che fa capo al NeuroZentrum dell’Inselspital, Ospedale universitario di Berna, e collabora strettamente con il neo nato NeuroTec Center del sistem-insel.
Il team di progetto, guidato da Francesca Faraci, stimata docente e ricercatrice del Dipartimento tecnologie innovative della SUPSI, e da Panagiotis Bargiotas, assistente medico e ricercatore presso lo Sleep-Wake-Epilepsy-Center/NeuroTec Center, sta attualmente lavorando allo sviluppo della piattaforma focalizzandosi sia sulla definizione dei requisiti e scenari di utilizzo, che sullo sviluppo dell’interfaccia utente e di avanzati algoritmi software.
Nel gruppo di lavoro è inoltre attivo Luigi Fiorillo, studente SUPSI che sta svolgendo un dottorato di ricerca, supervisionato congiuntamente da Francesca Faraci e dal professor Paolo Favaro (Università di Berna). Luigi è entrato a far parte del PhD Network in Data Science, rete nazionale che offre agli studenti in possesso di un Master l’opportunità di ottenere un dottorato di ricerca in collaborazione tra Università e Scuole universitarie professionali svizzere.
“SPAS – ha spiegato in sede di presentazione del progetto SPAS, Francesca Faraci – è un esempio eccellente di come la ricerca applicata traslazionale debba mirare a portare a soluzioni che riducano il gap tra la ricerca di base e la pratica clinica. Avanzate tecniche di analisi dati e di intelligenza artificiale faticano a convergere in prodotti realmente utilizzati nella routine, spesso per la mancata partecipazione allo sviluppo degli utenti finali. L’idea di SPAS è nata parlando con diversi medici del sonno e con ditte leader del settore medicale, ascoltando realmente la loro prospettiva e le loro necessità. Questo progetto mostra come un approccio multidisciplinare possa efficacemente portare a prodotti e servizi reali. La collaborazione è la chiave vincente per migliorare realmente prognosi, prevenzione e terapie del paziente.”
Da parte sua, Panagiotis Bargiotas ha commentato: “La medicina ha fatto enormi progressi nel 20° secolo principalmente nel trasporre la scienza di base in medicina clinica. Tuttavia, nel 21° secolo stiamo assistendo a una progressione mai vista prima in campi come la tecnologia medica, la scienza biomedica e computazionale, con grande potenziale per migliorare la salute. La ricerca medica deve muoversi con attenzione verso questa direzione e trarne beneficio”.
“È entusiasmante e molto creativo per noi medici – continua Bargiotas – lavorare con informatici ed essere parte attiva del processo di sviluppo di nuovi strumenti medicali. Stiamo collaborando strettamente con SUPSI e ci sforziamo di soddisfare le esigenze dei nostri utenti finali. Insieme al mio direttore professor Claudio Bassetti siamo entrati in questa collaborazione perché crediamo che il prodotto finale, oltre a rendere più efficiente il nostro lavoro clinico quotidiano, contribuisca anche al miglioramento dei processi diagnostici nella medicina del sonno. Ciò è vantaggioso sia per il medico che per il paziente. Sono molto felice di collaborare con i colleghi della SUPSI e non vedo l’ora di vedere i frutti di questa collaborazione”.
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