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Dal Metaverso, alla robotica al digital twin: le nuove tecnologie stanno plasmando una nuova Sanità

Perché ne stiamo parlando
L’integrazione delle nuove tecnologie nel settore sanitario può rivoluzionare le pratiche mediche; nel campo della robotica gli studi attestano che sono ormai comparabili alle metodiche tradizionali.

Dal Metaverso, alla robotica al digital twin: le nuove tecnologie stanno plasmando una nuova Sanità
Immagine generata utilizzando l'intelligenza artificiale

Si stanno dimostrando capaci di essere un supporto concreto ed efficace nel settore life science, ed esperimenti e ricerche ne confermano il grande potenziale innovativo: le nuove tecnologie stanno ridisegnando la Sanità. Questo è quanto viene sottolineato da Emiliano Votta, Professore Associato del Dipartimento di Elettronica, Informazione e Bioingegneria del Politecnico di Milano nel suo intervento al convegno Life science: tracciare una rotta in un mare di innovazione, organizzato dall’Osservatorio Life science Innovation della School of Management del Politecnico di Milano. Il prof. Votta descrive due categorie di tecnologie con potenziali impatti rivoluzionari nel settore della salute: le tecnologie immersive e la robotica.

Le tecnologie immersive

Le tecnologie immersive consentono agli utenti di interagire principalmente con oggetti digitali. Questi oggetti possono essere inseriti in un mondo virtuale completamente creato al computer, come nel caso della realtà virtuale, oppure possono essere sovrapposti al mondo reale, come nella realtà aumentata. In entrambi i casi, queste tecnologie offrono la possibilità di interagire con oggetti bidimensionali o tridimensionali, che possono rappresentare oggetti fisici o fornire informazioni sul mondo reale. Queste varianti delle tecnologie immersive coprono l’intero spettro della cosiddetta “realtà estesa” e possono essere integrate nel concetto emergente di “metaverso”, un ecosistema interattivo di mondi virtuali collegati focalizzati sulla socialità.

“Le implicazioni di queste tecnologie nella sanità dipendono dalle loro caratteristiche”, spiega Emiliano Votta. “In contesti in cui è necessario mantenere l’attenzione e la motivazione del paziente, ad esempio nella diagnostica o nella riabilitazione, può essere applicata la realtà virtuale”. La realtà virtuale coinvolge l’utente in un mondo virtuale tramite un visore completamente chiuso, che limita la visione del mondo reale circostante. I sensori incorporati nel visore consentono il tracciamento dello spazio virtuale e la registrazione delle azioni dell’utente. I comandi possono essere impartiti tramite controller o guanti con feedback tattile. “La qualità del rendering nella realtà virtuale, simile a quella dei videogiochi, crea un’esperienza coinvolgente. Inoltre, il monitoraggio in tempo reale e quantitativo delle azioni del paziente consente una valutazione obiettiva dell’efficacia delle terapie e potenzialmente riduce i costi eliminando la necessità di strumenti fisici”.

La realtà mista invece può essere vantaggiosa in contesti in cui il lavoro di squadra e la visualizzazione di dati complessi sono cruciali, come nella pianificazione di interventi o simulazioni terapeutiche”. La realtà mista offre infatti una visione aperta del mondo reale attraverso il visore e consente di condividere gli oggetti virtuali con altri utenti. Gli oggetti possono essere posizionati ovunque e dimensionati a piacimento. “Nella chirurgia, la realtà mista può migliorare l’ergonomia e consentire una visione interna virtuale degli organi del paziente, facilitando procedure mininvasive e aumentando la precisione. La condivisione da remoto di oggetti virtuali e la possibilità di avere un proctor remoto che guida l’operatore locale rappresentano un’applicazione interessante, riducendo i costi e consentendo un supporto esperto in tempo reale.”

Un ulteriore vantaggio offerto dalle tecnologie immersive è la possibilità di interagire con altri utenti attraverso avatar in un ambiente personalizzato e condiviso su una piattaforma con norme e standard comuni. “Questo può facilitare la condivisione sicura e tracciabile di dati sensibili, come avviene spesso nel settore sanitario. Inoltre, l’interazione tramite avatar può essere vantaggiosa in situazioni in cui è richiesta una certa empatia, ad esempio nella comunicazione tra medico e paziente a distanza”.

Blockchain e AI per usare i dati in sicurezza

“Rispetto all’utilizzo dei dati in questi contesti”, precisa Votta, “Attualmente, l’uso della blockchain è una pratica comune per garantire la condivisione tracciabile e sicura di dati sensibili, anche se non è la soluzione ideale per essere conforme al GDPR. Tuttavia, questo apre la possibilità di immaginare soluzioni in cui dati sensibili vengono condivisi in modo sicuro e tracciabile, come spesso accade nel settore sanitario. Stiamo già esplorando diversi casi di generazione di dati sintetici, che è un tema molto rilevante”, spiega a commento dell’intervento Carlo Malgieri dell’azienda LAIFE Reply. “Attraverso algoritmi di intelligenza artificiale opportunamente addestrati su campioni di dataset, siamo in grado di generare nuovi dati, quasi come in un laboratorio virtuale, che ci permettono di superare alcune barriere legate alla privacy e all’analisi dei dati, e soprattutto di affrontare ecosistemi in cui potrebbe essere difficile ottenere un numero sufficiente di evidenze. Ad esempio”, prosegue Malgieri ”abbiamo condotto un progetto premiato lo scorso anno presso l’Osservatorio con l’Azienda Ospedaliera di Alessandria, in cui abbiamo creato una piattaforma federata di dati sul mesotelioma, una malattia caratterizzata da pochi casi. La generazione di dati sintetici a partire da quei campioni rappresenta un’opportunità di evoluzione in quei contesti in cui la disponibilità di dati è limitata”.

La robotica per la riabilitazione e la chirurgia

La robotica offre diverse applicazioni, tra cui la riabilitazione e la chirurgia. Nella riabilitazione, gli strumenti robotici supportano il paziente nel recupero delle funzioni motorie o cognitive, “offrendo “, spiega il prof. Votta “risultati comparabili alle metodiche tradizionali con vantaggi come la progettazione specifica per la funzione da recuperare”. Questi strumenti possono essere personalizzati per le lesioni anatomiche del paziente: “ovviamente sono strumenti di hardware per loro natura si prestano a essere interfacciati con software, quindi c’è la possibilità di trasformare esercizi in giochi; strumenti che possono essere modulati in base alle esigenze, permettendo un coinvolgimento attivo del paziente nel processo di riabilitazione.”

La robotica in chirurgia consente un approccio mini-invasivo grazie all’uso di bracci robotici che agiscono sul paziente comandati da un operatore remoto. Questa tecnologia offre vantaggi come la riduzione del rischio di infezioni, aumento della precisione e destrezza rispetto agli operatori umani. I dispositivi robotici possono essere utilizzati anche per procedure diagnostiche o terapeutiche all’interno del corpo, come endoscopi o colonscopi robotizzati. “Un settore che ritengo molto interessante è quello della cosiddetta soft robotics, cioè quella gamma di soluzioni che prevedono di realizzare strumenti flessibili, sensorizzati e robotizzati e quindi possono viaggiare all’interno delle cavità del corpo del paziente.” Il vantaggio è “la minore invasività e soprattutto la possibilità, in alcuni casi di accedere a zone che non sarebbero raggiungibili con lo strumentario oggi utilizzato. Poiché questi strumenti tipicamente sono usati nel contesto della prevenzione dello screening, raggiungere zone altrimenti irraggiungibili aumenta le probabilità di una diagnosi più precoce e quindi più efficace”. Ulteriore aspetto interessante: questi oggetti possono essere monitorati ed attuati anche in modalità wireless. Ad esempio, utilizzando campi magnetici, il cui emettitore può essere posizionato su un braccio robot.

“Inoltre, la robotica può essere integrata con altre tecnologie, come la realtà virtuale, per migliorare l’efficacia degli interventi. Un esempio è l’utilizzo di realtà mista nella cardiologia interventistica, consentendo all’operatore di visualizzare l’anatomia del paziente acquisita dall’ecografia in 3D e di manipolare virtualmente il catetere per guidare l’intervento”. Queste innovazioni, sostiene il professore del Politecnico di Milano, stanno cambiando le pratiche mediche, migliorando l’efficacia, la sicurezza e l’apprendimento degli operatori. Tutto può essere davvero rivoluzionato, usando la creatività per combinare le tecnologie in maniera originale.

Keypoints

  • Emiliano Votta del Politecnico di Milano presenta alcune delle applicazioni delle nuove tecnologie al settore Life Science
  • Con sistemi legati alla realtà virtuale, il monitoraggio in tempo reale e quantitativo delle azioni del paziente consente una valutazione obiettiva dell’efficacia
  • La realtà mista è vantaggiosa in contesti in cui il lavoro di squadra e la visualizzazione di dati complessi sono cruciali
  • La robotica offre risultati comparabili alle metodiche tradizionali
  • La soft robotics permette di raggiungere zone altrimenti irraggiungibili e aumenta le probabilità di una diagnosi più precoce e quindi più efficace
  • L’uso della blockchain è una pratica comune per garantire la condivisione tracciabile e sicura di dati sensibili, anche se non è la soluzione ideale per il GDPR
  • Attraverso algoritmi di intelligenza artificiale opportunamente addestrati si possono generare nuovi dati che permettono di superare alcune barriere legate alla privacy

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