Progetto MMS

Il progetto di ricerca industriale e sviluppo sperimentale MMS (Monitoring and Managing Sarcopenia for an active aging) – Monitorare e curare la sarcopenia per un invecchiamento attivo, cofinanziato dall’Unione Europea, dallo Stato Italiano e dalla Regione Campania nell’ambito del POR Campania FESR 2014-2020, è stato realizzato nel periodo luglio 2022 – agosto 2023 da Sabanet S.r.l.

L’obiettivo del progetto era di sviluppare un sistema tecnologico integrato, costituito da dispositivi di misurazione sia fissi, utilizzabili presso strutture sanitarie, che mobili, utilizzabili presso il domicilio del paziente, che si interfaccino con un sistema software di raccolta ed elaborazione dati, di monitoraggio clinico e di gestione delle casistiche analizzate. Il sistema consente di effettuare in primo luogo una valutazione multidimensionale, con strumenti e tecniche diversi ed innovativi di misurazione e comunicazione, del grado di sarcopenia del paziente, permettendo al personale medico di gestire la sua condizione clinica.

Il sistema si configura pertanto sia come strumento di diagnosi precoce, per evitare il decorso di tale sindrome, sia come strumento di monitoraggio nel tempo delle condizioni di salute dell’assistito. In quest’ultimo caso lo strumento può consentire di valutare l’efficacia nel tempo delle terapie (fisioterapiche, farmacologiche, alimentari) prescritte dal medico.

Il progetto inoltre consente di valutare l’utilizzo di strumenti di valutazione integrati tra di loro e preferibilmente indossabili, pertanto meno invasivi degli strumenti attualmente utilizzati nella misurazione dei parametri riconosciuti come caratterizzanti la sarcopenia (ovvero massa e forza muscolare e performance fisica).

Inoltre, la valutazione dell’efficacia delle terapie prescritte consente di definire il ruolo della nutrizione nella prevenzione e nel trattamento della sarcopenia legata all’età, così come il ruolo dell’attività fisica nella prevenzione e nel trattamento della sarcopenia negli anziani (ad es. quali esercizi possono portare ad avere una maggiore attività fisica abituale, se la nutrizione ed il regime di attività fisica possono essere combinati per la prevenzione della sarcopenia), ed infine l’eventuale supporto basato su prove scientifiche per il trattamento farmacologico di tale sindrome.

L’utilizzo del sistema, innovativo sia in termini di tecnologie utilizzate sia in termini di valore aggiunto alla ricerca medica, può portare ad una riduzione della disabilità e della dipendenza di anziani fragili riducendo le spese socio-sanitarie dirette e indirette.

Sul piano tecnologico il risultato del progetto è stato un prototipo funzionante e replicabile di piattaforma hardware e software per la misurazione (sia a scopo di diagnosi precoce sia di monitoraggio dell’andamento della patologia) e la gestione (intesa come comunicazione tra medico, caregiver e/o operatore socio- sanitario e paziente a fine di seguire e valutare l’efficacia del trattamento prescritto) della sarcopenia.

Il sistema consente di effettuare una valutazione multidimensionale, con strumenti innovativi di misurazione e comunicazione, del grado di sarcopenia del paziente e può essere applicato a scopi sia preventivi (diagnosi precoce) sia di monitoraggio delle condizioni del paziente nel tempo. Può essere utilizzato su pazienti sia ospedalizzati sia in assistenza domiciliare, in trattamento per questa o altre sindromi geriatriche spesso associate (ad es. fragilità, cachessia).

Le componenti hardware coinvolte nel progetto sono due: un primo dispositivo indossabile (Samsung Galaxy Watch 5) per la misurazione della massa muscolare e della velocità del cammino e un secondo dispositivo indossabile, SQUEGG, per la misurazione della forza muscolare.

A valle dell’analisi dei requisiti, è stato individuato quale dispositivo utilizzabile per la misurazione della massa grassa muscolare e della velocità del cammino lo smartwatch Samsung Galaxy Watch 5. L’attività di progettazione e sviluppo, in questo caso, si è focalizzata sull’analisi e sviluppo delle interfacce di comunicazione del dispositivo con lo smartphone su cui viene installata la app Gateway e con la Web App.

A valle del processo di raccolta ed analisi dei requisiti, è stato selezionato un dispositivo hardware commerciale, SQUEGG, in grado di rilevare la forza muscolare. Il dispositivo realizzato soddisfa i requisiti individuati in fase di analisi, ovvero portabilità, basso costo, non invasività e basso consumo. Allo scopo è stata eseguita un’attività di scouting per andare ad individuare, tra tutti i prodotti presenti sul mercato, quelli più idonei per gli scopi preposti.

Le componenti software del progetto sono due: la Web Application e l’App Gateway.

Le tecnologie utilizzate per lo sviluppo della Web Application sono: per il front-end Angular 8.0 e per il back-end Spring-boot 2.0. L’architettura è organizzata per l’elaborazione dei dati dal client App Gateway, responsabile dell’invio dei dati dalle rilevazioni distinte per tipologia (Massa Muscolare, Forza, Velocità). I dati verranno integrati con l’algoritmo di calcolo della sarcopenia mediante algoritmo di riferimento.

La seconda app implementata, da utilizzare su smartphone connessi al dispositivo indossabile, funge da app-gateway per la rilevazione di alcuni parametri utili alla misurazione della sarcopenia per un determinato paziente, nello specifico:

  • Massa Muscolare;
  • Velocità;
  • Forza.

Lo smartphone si collega direttamente ai dispositivi previsti nel prototipo tramite protocollo Bluetooth classico attraverso un canale per la trasmissione dei dati.

Il prototipo, una volta sviluppato, prevede due diversi scenari di applicazione:

  • Scenario ospedaliero;
  • Scenario domiciliare.

Nello scenario domiciliare, il paziente dell’U.O. di Geriatria viene identificato come sarcopenico durante una visita ambulatoriale di routine utilizzando gli strumenti di misurazione tradizionali, quali l’hand grip, la velocità del cammino e l’impedenziometria. I dati di misurazione vengono inseriti manualmente dal medico di riferimento nella Web App.

Il paziente è autonomo e vive al proprio domicilio. Richiede assistenza dei figli solo per la gestione di alcuni imprevisti domestici o pratiche al di fuori della ordinaria amministrazione. Il paziente acconsente alla sperimentazione e gli viene consegnato il kit per la misurazione del grado di sarcopenia, che consiste in un dispositivo di misurazione indossabile e uno smartphone su cui è installata la App Gateway.

Il paziente viene istruito sulla tipologia di esercizi da eseguire nelle successive due settimane, che può visualizzare tramite la App presente sullo smartphone nella sezione relativa alla terapia. Il paziente, almeno tre volte a settimana, applica gli elettrodi alla coscia e inizia il protocollo di misurazione che consiste nelle seguenti operazioni:

  1. Premere un tasto sul prototipo hardware all’inizio e alla fine di un percorso di 5 metri.
  2. Stringere la maniglia collegata al prototipo per pochi secondi con la mano del lato dominante.

Il prototipo è collegato alla App Gateway, che provvede ad inviare i dati in modo automatico e crittografato tramite protocollo HTTPS alla piattaforma cloud. I dati sono fruibili dal medico di riferimento attraverso la Web App, che utilizza dei protocolli crittografati.

I dati vengono analizzati dal medico tramite la Web App, che provvede a modificare il programma di esercizi del paziente inserendo la nuova terapia e la nuova data di visita nella Web App. Al paziente vengono notificate in modo push la nuova terapia e la nuova data e ora di visita con l’App Gateway.

In tal modo, limitando gli spostamenti verso l’ambulatorio, il progetto contribuisce a ridurre le emissioni inquinanti generate dal trasporto pubblico o privato.

Inoltre, la soluzione tecnologica prevede l’utilizzo del protocollo Bluetooth Low Energy, che consente un consumo energetico ridotto rispetto al protocollo Bluetooth.