Healthcare 4.0: la tecnologia al servizio della salute

Oggi il processo di erogazione dell’assistenza sanitaria sta diventando un sistema cyber-fisico, che emerge parallelamente a Industry 4.0. Scopriamo quali sono le principali tecnologie abilitanti legate alla quarta rivoluzione nel mondo dell’healthcare.

Il termine Healthcare 4.0 (letteralmente “Salute 4.0”) si riferisce all’applicazione delle tecnologie di Industry 4.0 al campo della sanità ma in un’ottica diversa, poiché nell’industria si fabbricano prodotti, mentre nella sanità ci si prende cura delle persone. Quindi, parliamo dell’uso di nuove tecnologie abilitanti per supportare la personalizzazione dell’assistenza sanitaria in tempo reale o quasi per pazienti, operatori e assistenti sociali.

Dall’incontro paziente-medico alle cartelle cliniche elettroniche

I sistemi sanitari condividono molte caratteristiche coi sistemi di produzione e, analogamente al settore manifatturiero, l’erogazione dell’assistenza sanitaria ha vissuto una lunga storia di evoluzione. Pertanto, utilizzando la nostra conoscenza dell’evoluzione da Industry 1.0 a 4.0, possiamo descrivere delle fasi simili per rappresentare l’evoluzione dall’Healthcare 1.0 all’Healthcare 4.0.
Healthcare 1.0 si riferisce all’incontro di base paziente-medico, durante il quale un paziente visita una clinica e incontra un medico e altri membri del team. Attraverso la consultazione, i test e la diagnosi, il medico fornisce prescrizioni e un piano di cura per il trattamento di una malattia, nonché piani di follow-up.
Insieme all’importante sviluppo della salute e delle scienze della vita, sono state sviluppate e introdotte molte nuove apparecchiature e dispositivi medici, che sono sempre più utilizzati nell’erogazione dell’assistenza sanitaria: apparecchiature di test basate sull’imaging, dispositivi di monitoraggio, e apparecchiature chirurgiche e di supporto vitale sono sempre più utilizzate per supportare la diagnosi, il trattamento e il monitoraggio. Ci riferiamo a questo sviluppo come a Healthcare 2.0.
Parallelamente allo sviluppo dei sistemi informatici, sono state implementate le cartelle cliniche elettroniche per gestire l’assistenza ai pazienti in tutte le unità e i dipartimenti delle organizzazioni sanitarie, con un impatto importante sui processi clinici e operativi.
Molti processi manuali sono stati informatizzati e digitalizzati e, utilizzando le reti informatiche, sono diventate possibili l’assistenza remota e la telemedicina.
Allo stesso tempo, le visite elettroniche attraverso i portali dei pazienti stanno iniziando a sostituire alcuni incontri faccia a faccia. Ciò ha portato a cambiamenti rivoluzionari nell’erogazione dell’assistenza sanitaria e classifichiamo questa rivoluzione come
Healthcare 3.0.

Un sistema cyber-fisico integrato

Oggi, il processo di erogazione dell’assistenza sanitaria sta diventando un sistema cyber-fisico dotato di IoT, identificazione a radiofrequenza (RFID), dispositivi indossabili, sensori intelligenti, app, robot medici e via dicendo.
Questo sistema è integrato con il cloud computing, l’analisi dei Big Data, IA e le tecniche di supporto alle decisioni per ottenere un’erogazione di assistenza sanitaria intelligente e interconnessa. Non solo le organizzazioni e le strutture sanitarie sono collegate, ma anche tutte le apparecchiature e i dispositivi, nonché i pazienti. Attraverso le tecniche di IA, è possibile immaginare un trattamento proattivo, la previsione e la prevenzione delle malattie, la medicina personalizzata e un’assistenza potenziata incentrata sul paziente, portando al paradigma di Healthcare 4.0.

Raccolta ed elaborazione dei dati attraverso sensori e dispositivi

Se si considera Healthcare 4.0 come un sottoinsieme di Industry 4.0, le relative soluzioni dovrebbero sempre basarsi sui sei principi di progettazione di Industry 4.0: interoperabilità, virtualizzazione, decentralizzazione, capacità in tempo reale, orientamento al servizio, modularità. A questi però va aggiunto un settimo principio, quello della sicurezza, protezione e resilienza, visto che le infrastrutture sanitarie sono vitali per il nostro benessere.
Vediamo quindi quali sono le principali tecnologie abilitanti legate a Healthcare 4.0. Il primo gruppo comprende le tecnologie di raccolta ed elaborazione dei dati attraverso sensori e dispositivi sui pazienti o nei loro pressi. Includono, per esempio, gli smartphone e la tecnologia indossabile (come orologi, braccialetti e anelli intelligenti e altro ancora), la connessione di questi dispositivi con le tecnologie IoT (e la loro estensione nelle tecnologie Internet of Everything – IoE) e l’elaborazione dei dati attraverso il cloud computing, l’edge computing o il fog computing. Questi sensori e dispositivi raccolgono grandi quantità di dati utilizzabili per monitorare i pazienti ed effettuare interventi. La frequenza cardiaca, il tempo trascorso a fare esercizio fisico o il tempo di sonno potrebbero essere, ad esempio, indicatori rilevanti ottenuti tramite le tecnologie di questo gruppo.

Adattamento dell’ambiente domestico e lavorativo

Il secondo gruppo di tecnologie è volto all’adattamento dell’ambiente domestico e lavorativo sia per i pazienti che per gli assistenti.
Tali tecnologie includono, per esempio, la Mixed Reality (XR e AR/VR), che consente di creare nuovi ambienti in cui oggetti fisici e digitali coesistono e possono interagire in tempo reale, e l’Ambient Intelligence (AmI), che incorpora sensori e attuatori nell’ambiente senza che il paziente debba essere consapevole della loro esistenza.
Le tecnologie XR possono essere utilizzate, per esempio, per la formazione degli assistenti sociali, o per l’assistenza e la terapia a distanza di pazienti con problemi mentali. Le tecnologie AmI possono essere utilizzate per regolare automaticamente la luce o la temperatura in una casa o un ospedale, a seconda dello stato emotivo del paziente.
Le tecnologie AmI prevedono tipicamente l’uso dell’IoT per la comunicazione tra sensori e attuatori e l’elaborazione dei dati tramite cloud o edge computing.

Tecnologie che consentono un impatto globale sulla comunità

Il terzo gruppo di tecnologie, infine, riguarda quelle che consentono di avere un impatto globale sulla comunità. Esse includono, per esempio, le applicazioni sanitarie mobili (mHealth), nonché le tecnologie Big Data e di IA, che si basano sulla condivisione di grandi quantità di dati raccolti da numerosi pazienti per sviluppare modelli e algoritmi realistici. Per quanto riguarda la mHealth, è importante assicurarsi che le app che i pazienti utilizzeranno siano state testate clinicamente per garantirne l’efficacia.
Le tecnologie Big Data e IA hanno un grande potenziale per migliorare la diagnosi, il trattamento e il monitoraggio dei problemi di salute. Nel caso della salute mentale, per esempio, gli studi che utilizzano queste tecnologie, impiegano in genere come variabili predittive per i loro modelli le cartelle cliniche elettroniche (EHR) dei pazienti, le scale di valutazione dell’umore, i dati di imaging cerebrale o l’attività nelle piattaforme di social media, con l’obiettivo di prevedere la depressione, la schizofrenia, l’ideazione o i tentativi di suicidio.
Man mano che vengono raccolti e condivisi sempre più dati, è possibile perfezionare i modelli predittivi per migliorare la diagnosi e iniziare il trattamento il prima possibile.
Metodi efficaci, affidabili e sostenibili per registrare e comunicare le informazioni tra pazienti, professionisti, cliniche e fornitori di servizi costituiranno la base per ulteriori innovazioni. Allo stesso tempo, l’assistenza alla salute diventerà sempre più personalizzata, abbandonando progressivamente le soluzioni standard. La valutazione e l’intervento sui pazienti saranno intrapresi dopo aver acquisito una migliore e più profonda comprensione delle condizioni e del contesto ambientale del singolo caso.