Progetto Objective Post Surgical Pain Assessment Platform

Articolo di Ivano Stranieri pubblicato il 13/09/2018

Objective Post Surgical Pain Assessment Platform è una piattaforma software in grado di rilevare parametri, comportamentali e fisiologici, dai pazienti affetti da dolore acuto e cronico in modo da quantificarli oggettivamente. Essa mira a superare la soggettività delle scale di autovalutazione attualmente in uso quali la Visual Analogic Scale (VAS) e la Numerical Rating Scale (NRS) correlando parametri oggettivi associati alla condizione dolore con i valori di autovalutazione del paziente.

 
DESCRIZIONE DEL PROGETTO

• Società WEB SERVICE INTERNET SOLUTIONS S.R.L., con sede legale in ROMA (RM ) VIA APPIA NUOVA 1083-85 - 00178 Codice Fiscale:  08397281000  Partita IVA:  08397281000; la WEB SERVICE INTERNET SOLUTIONS S.R.L. aveva presentato una richiesta di finanziamento paria a € 492.047,50 per la quale richiedeva una sovvenzione di € 360.821,50. Dopo la valutazione effettuata da Lazio Innova la spesa ammessa a contributo riconosciuta è stata di € 325.540,05 pari ad una sovvenzione di € 237.414,71
• Società TRUSTMYPHONE SRL, con sede legale in ALGHERO (SS ) LOCALITA' LA SCALETTA 27 - 07041 Codice Fiscale:  09488701005 Partita IVA:  09488701005. La TRUSTMYPHONE SRL aveva presentato una richiesta di finanziamento paria a € 318.842,50 per la quale richiedeva una sovvenzione di € 221.106,00. Dopo la valutazione effettuata da Lazio Innova la spesa ammessa a contributo riconosciuta è stata di € 219.393,48 pari ad una sovvenzione di € 150.868,25.
• Ente UNIVERSITA' DEGLI STUDI DI ROMA TOR VERGATA DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA ELETTRONICA, con sede legale in ROMA (RM ) VIA DEL POLITECNICO 1 - 00133 Codice Fiscale:  80213750583. Il DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA ELETTRONICA aveva presentato una richiesta di finanziamento paria a € 209.533,75 per la quale richiedeva una sovvenzione di € 167.627,00. Dopo la valutazione effettuata da Lazio Innova la spesa ammessa a contributo riconosciuta è stata di € 134.689,57 pari ad una sovvenzione di € 107.751,65.
• Ente UNIVERSITA' DEGLI STUDI DI ROMA TOR VERGATA DIPARTIMENTO DI SCIENZE CLINICHE E MEDICINA TRASLAZIONALE, con sede legale in ROMA (RM) VIA ORAZIO RAIMONDO 18 - 00173 Codice Fiscale: 80213750583. Il DIPARTIMENTO DI SCIENZE CLINICHE E MEDICINA TRASLAZIONALE aveva presentato una richiesta di finanziamento paria a € 132.566,81 per la quale richiedeva una sovvenzione di € 106.053,45. Dopo la valutazione effettuata da Lazio Innova la spesa ammessa a contributo riconosciuta è stata di € 86.502,85 pari ad una sovvenzione di € 69.202,29.

• Ingegnerizzazione degli algoritmi per l'analisi del linguaggio – Verranno integrati all'interno della piattaforma software algoritmi in grado di analizzare la voce del paziente. Gli algoritmi dovranno essere tolleranti al rumore; le sale di un ospedale sono infatti un ambiente molto rumoroso e oggigiorno rappresentano una delle sfide più grandi per strumenti basati sull'analisi vocale.
• Objective Post Surgical Pain Assessment Platform non dovrà riconoscere un intero discorso, come negli attuali centralini a risposta automatica, ma esclusivamente le variazioni, nella voce del paziente, generate dalle emozioni. Per raggiungere quest' obiettivo, ma anche per rispettare la non stazionarietà della voce, verranno effettuate delle analisi multicomponente sia nel dominio del tempo che in quello della frequenza
• Ingegnerizzazione degli algoritmi per l'analisi delle espressioni del volto e della postura corporale – Algoritmi di Automatic Face Landmarking verranno integrati all'interno della piattaforma Objective Post Surgical Pain Assessment Platform, questi algoritmi riceveranno input da specifiche telecamere che verranno installate nelle camere di degenza (allo stesso tempo verranno condotti studi di fattibilità sull'uso delle fotocamere a disposizione sugli attuali dispositivi mobili). Come l'analisi vocale anche quelle del volto e del corpo saranno basate sull'analisi delle variazioni di espressioni e postura. Se per l'analisi vocale il rumore rappresenta uno dei maggiori ostacoli da superare per l'analisi video gli algoritmi dovranno essere molto robusti in termini d'illuminazione e contrasto, presenti nell'ambiente di analisi, ma allo stesso tempo dovranno essere tolleranti ai macro movimenti dei pazienti (il più delle volte volontari). Algoritmi tolleranti a queste variabili non solo ridurranno la mole dei dati da analizzare, ma anche i tempi di analisi, aumentandone al contempo la loro accuratezza.
• Si prevedono due scenari implementativi: paziente a letto (scenario 1) e paziente seduto (scenario 2). Per entrambi si valuterà dapprima la possibilità di utilizzare microfoni indossabili per limitare l'interferenza di altre sorgenti sonore (altre voci, rumori di ambiente) e in seconda battuta si valuterà la possibilità di implementare soluzioni meno invasive ma comunque robuste alla presenza di più sorgenti. Il microfono sarà collegato ad uno specifico dispositivo di acquisizione audio per evitare degradazione e perdita di informazioni in fase di digitalizzazione e memorizzazione sul tablet. Per quanto riguarda l'acquisizione video, verranno scelte delle telecamere sufficienti a garantire un buon frame rate (almeno 15 frame/sec) e una buona risoluzione spaziale (4 Mpx). La differenziazione sui due scenari ricade nel posizionamento della telecamera. Nello scenario 1 la telecamera sarà fissata su di un asta, alla stregua di una asta microfonica in modo che un doppio snodo permetta la corretta inquadratura frontale del paziente sdraiato. Per lo scenario 2 invece la telecamera sarà posizionata frontalmente al paziente e sarà chiesto al paziente, che in questo scenario è più autonomo nel movimento, di fissare al centro della telecamera.
• Data la multimodalità degli input richiesti per lo studio, e.g., parametri fisiologici, audio, video, la piattaforma software di riconoscimento sarà comunque di tipo modulare. In questa ottica, il sistema sarà in grado di funzionare in presenza di fault o di mancanza di uno di questi input, mediante tecniche di fault and data missing protection. Ovviamente ci si aspetta che le prestazioni di riconoscimento ottimali si raggiungano mediante l'integrazione di tutte le modalità, essendo noto che ognuna di esse veicoli diversi lati della stessa espressione emozionale e del dolore
• Kit di sensori wireless indossabili – per monitorare alcuni parametri fisiologici come: la temperatura del corpo, il battito cardiaco, la pressione sanguigna, la conduttività termica del paziente, verranno sviluppati dei sensori wireless ad hoc che invieranno questi dati direttamente alla piattaforma in Cloud
• Piattaforma in Cloud per la raccolta, l'analisi e la pubblicazione dei dati – L'analisi vocale, l'analisi del volto e della postura corporale verranno raccolti per mezzo di microfoni e di telecamere specifici (analisi sull'utilizzabilità dei dispositivi disponibili sugli odierni dispositivi mobili sarà comunque svolta), sensori indossabili ad-hoc verranno equipaggiati con tecnologia wireless (e.g. Bluetooth Low Energy) ed inviati in rete ad una piattaforma Cloud dove il medico potrà analizzare i dati raccolti, identificare la terapia più adeguata e mettere a disposizione del paziente, ma anche e soprattutto dei futuri medici che lo prenderanno in cura, l'intero profilo clinico e terapeutico
• App specifiche per il paziente e per il medico – Mentre il medico avrà un tablet, collegato con le periferiche Objective Post Surgical Pain Assessment Platform a disposizione, sul quale annotare anche le risposte alle classiche interviste al paziente, anche quest'ultimo potrà usufruire di un App (iOS, ANDROID e Windows) specifica per lui, che gli permetterà l'accesso al suo profilo terapeutico e lo avviserà di eventuali controlli richiesti dai medici a seguito delle analisi e dei controlli effettuati nel tempo

• Obiettivo di questo OR è quello di garantire il rispetto delle tempistiche del progetto, assicurarne la qualità dei risultati e della documentazione ad esso correlata. Obiettivi principali di questo OR saranno infatti il rispetto delle milestone di progetto e delle date di rilascio dei singoli deliverable di progetto, siano essi documentali e/o prototipali. Allo stesso tempo sarà all'interno di questo OR che verranno gestite tutte le questioni economiche e tecniche inerenti variazioni e/o criticità che possano sorgere durante il normale svolgimento del progetto
• Deliverable: è prevista la produzione di un unico report con due realese una al mese 6, per monitorare lo stato di avanzamento del progetto, e l'altra al mese 18

• M6 prototipo di detection video
• M12 prototipo di detection audio
• M18 prototipo sensori wearable + Report finale

• M6 primo prototipo del back end
• M12 secondo prototipo con i primi feedback dai medici
• M18 back end online + Report finale

• M6 primo prototipo dell'APP medico
• M12 secondo prototipo dell'APP medico e primo prototipo dell'APP paziente + report analisi hardware sui device mobili
• M18 rilascio sui market delle APP + Report finale

• L'efficacia degli algoritmi confrontando i risultati ottenuti da Objective Post Surgical Pain Assessment Platform con gli strumenti di rating soggettivi oggi impiegati all'interno degli ospedali, e.g. VAS, NRS, FACES Pain Rating Scale e con tool di osservazione come PAINAD ed ABBEY
• L'usabilità della tecnologia. In particolare dopo aver spiegato ai medici, attraverso sedute di training, come utilizzare la piattaforma questi ultimi eseguiranno delle visite insieme con i tecnici che valuteranno diverse metriche quali: tempo richiesto per eseguire un determinato task, tasso di errore, soddisfazione dell'utente, percentuali di task portati a successo, ecc.

• WEB SERVICE INTERNET SOLUTIONS – CUP: F83D18000180007;
• TRUSTMYPHONE - CUP: F83D18000190007
• DIE - CUP: E86C18001400007
• DSCMT - CUP: E86C18001410004