Le tecnologie digitali rappresentano per la sanità italiana un’opportunità di miglioramento nella direzione di un sistema sanitario più accessibile, sostenibile ed efficace.
Quando si parla di servizi medici erogati sul territorio nazionale, risulta fondamentale in primo luogo una connettività efficiente e flessibile per supportare in modo adeguato i diversi scenari operativi, da quelli di consultazione a quelli critici salva-vita.
Come possono gli operatori mobili soddisfare richieste fortemente eterogenee, garantendo il grado di affidabilità e qualità adeguata al contesto con un ottimale impiego di risorse di rete pregiate? Quando e come dare priorità alla connettività con prestazioni a bassissima latenza, in mobilità o ad elevata capacità di dispositivi connessi?
Approfondiamo qui il potenziale del 5G, e in particolare del 5G Network Slicing, per la realizzazione dinamica di reti ad alte prestazioni dedicate ai differenti servizi destinati ai pazienti, erogati sull’intero territorio nazionale dal Sistema Sanitario Italiano.
Il 5G risorsa per la sanità connessa
Il settore della Sanità in Italia oggi offre un elevato potenziale di automatizzazione e il 5G costituisce una risorsa fondamentale su cui costruire una rete di servizi interconnessi in tempo reale, necessaria per una Sanità di nuova generazione, in cui nuove tecnologie, come Realtà Aumentata, big data e Intelligenza Artificiale, diventano parte integrante dei processi di diagnosi e cura dei pazienti.
In questo contesto evolutivo, un ruolo chiave lo gioca la remotizzazione dei servizi ai pazienti, che, anche a fronte della recente pandemia, trova una buona predisposizione a recepire nuove modalità di cura e assistenza medica, sempre di più spesso erogate fuori dagli ospedali, presso strutture sanitarie locali più vicine ai pazienti, se non direttamente presso il domicilio dei pazienti stessi.
In tal caso, una connettività di qualità elevata diventa cruciale per la somministrazione a distanza di servizi medici critici per la salute dei pazienti, ancor più per la salvaguardia della vita stessa.
La tecnologia 5G può ampiamente contribuire in tal senso, consentendo di riservare porzioni della rete mobile pubblica per abilitare connessioni dedicate ad alte prestazioni tramite il Network Slicing.
Healthcare Network Slicing – una porzione di rete per erogare servizi medici sul territorio
L’utenza della rete di telecomunicazione, soprattutto in ambito aziendale, richiede sempre più servizi di connettività adeguati a soddisfare esigenze specifiche per settore di applicazione: dalla larghezza di banda, alla latenza ridotta, al numero di dispositivi connessi, oltre alle esigenze di sicurezza ed affidabilità.
L’adozione del 5G Network Slicing costituisce un fattore abilitante per l’evoluzione tecnologica (Connected/Smart Industry) nei principali settori dell’industria a livello globale.
Secondo uno studio di Ericsson, il settore Healthcare risulta essere l’industria con il più elevato potenziale di applicazione del Network Slicing, coprendo il 21 % del mercato indirizzabile.
Il Network Slicing ha l’obiettivo di soddisfare i requisiti emergenti di una vasta gamma di utenti, realizzando un insieme di reti logiche on-top a un’infrastruttura condivisa, consentendo così di combinare i benefici di Reti Pubbliche e Private, secondo un paradigma di massima flessibilità.
Il Network Slicing è una parte della rete logicamente separata, autonoma, indipendente e protetta, destinata a servizi specifici con requisiti specifici in termini di banda, velocità e affidabilità.
Ad esempio, le caratteristiche di una Network Slice dedicata al monitoraggio remoto in ambito medico-sanitario possono dare priorità ad aspetti quali: la bassa latenza, larghezza di banda elevata e ultra-affidabilità per il monitoraggio di parametri vitali oppure all’elevato volume di dispositivi a basso consumo connessi per la raccolta su larga scala di dati statistici sulla salute.
Tra i numerosi use-case che trovano efficace applicazione del Network Slicing in ambito sanitario, i servizi al paziente costituiscono il segmento maggiormente significativo per l’adozione del paradigma di erogazione a distanza (servizio remoto) tramite canale telematico. Il grado di maturità del mercato e di sviluppo tecnologico vedono servizi quali Telemedicina, Tele-Riabilitazione e Monitoraggio Remoto dei pazienti in forte espansione nel breve periodo.
Di seguito alcuni tra i casi più significativi di Servizi al Paziente, in cui il Network Slicing costituisce un fattore abilitante ai fini di garantire la qualità di connettività necessaria.
| Sorveglianza e Monitoraggio critico | Valutazione remota di potenziali condizioni di pericolo di vita in caso di emergenza tramite video Monitoraggio dei segni vitali del paziente da remoto e trasmissione dei dati all’operatore sanitario |
| Streaming e Video evoluto | Teleconsulto – Diagnosi remota attraverso l’uso di video e dati disponibili del paziente Tele-riabilitazione – Telediagnosi attraverso l’utilizzo del video Erogazione di prestazioni riabilitative su rete mobile |
| Augmented / Virtual Reality non critica | Applicazione della Realtà Aumentata come agente di distrazione intenzionale sui pazienti in circostanze critiche (es. terapia del dolore) Utilizzo della Realtà Virtuale come supporto alla terapia per il trattamento delle malattie mentali |
| Robotica e Servo-assistenza | Robot di servizio in grado di supportare gli anziani Utilizzo della robotica per la riabilitazione con controllo in tempo reale |
5G e Telemedicina, casi di successo e sperimentazioni internazionali
Soluzioni 5G Network Slicing per l’erogazione di Servizi Medici da remoto hanno già trovato impiego in contesti internazionali, dando prova del livello prestazionale della tecnologia e di un ecosistema in forte espansione verso la Connected Health.
| Misuratore ECG invia dati sanitari al cellulare tramite 5G | |
| Nella soluzione di Infiniwell, in collaborazione con Telenor, il 5G viene utilizzato per effettuare l’ECG a casa del paziente, consentendo sia una riduzione dei costi per l’ospedale che dei disagi per il paziente. In termini concreti, ciò significa che ora è possibile monitorare in modo continuativo i pazienti ed eseguire misurazioni avanzate come l’ECG su un paziente, indipendentemente dal fatto che si trovi a casa in vacanza o in ospedale. Le misurazioni vengono trasmesse in modo sicuro sulla rete 5G senza ritardi. | |
| Fonte: Telenor | |
| Procedura di diagnostica remota da un’ambulanza connessa 5G | |
| L’ambulanza connessa 5G offre un nuovo modo innovativo per connettere in tempo reale pazienti, operatori delle ambulanze ed esperti medici a distanza. La dimostrazione è frutto di una collaborazione tra BT, Ericsson, University Hospital Birmingham NHS Foundation Trust (UHB) e King’s College London. Attraverso una rete 5G attiva a Birmingham, gestita da BT, gli operatori sanitari hanno eseguito la prima procedura diagnostica remota del Regno Unito tramite 5G. La dimostrazione mostra come la tecnologia 5G può consentire a medici e paramedici di collaborare in modo tattile, anche quando sono a chilometri di distanza. | |
| Fonte: British Telecom , Ericsson | |
| Ecografia controllata a distanza tramite Rete 5G | |
| University Hospitals Birmingham NHS Foundation Trust (UHB), BT e WM5G danno prova di come il 5G può trasformare l’assistenza sanitaria e i servizi di emergenza, con la prima dimostrazione nel Regno Unito di un’ecografia controllata a distanza su Rete 5G. Un paramedico sul campo esegue un’ecografia su un paziente, sotto la guida remota di un medico in grado di interpretare l’immagine ecografica in tempo reale. Il sensore a ultrasuoni viene manipolato localmente dal paramedico sotto la direzione remota del medico. Questo viene fatto utilizzando un joystick azionato a distanza dal medico che invia segnali di controllo sulla rete 5G live a un guanto robotico o “tattile” indossato dal paramedico. Il guanto crea piccole vibrazioni che dirigono la mano del paramedico verso il punto in cui il medico desidera spostare il sensore a ultrasuoni. Ciò consente al medico di controllare a distanza la posizione del sensore, visualizzando le immagini ecografiche in tempo reale. Inoltre, nell’ambulanza è presente una telecamera che trasmette in alta definizione una vista dell’interno dell’ambulanza che copre il paziente e il paramedico a un secondo schermo situato sulla postazione di lavoro del medico. | |
| Fonte: British Telecom | |
| Sperimentazione 5G a supporto della Mixed Reality in ambito medico | |
| In collaborazione con il Royal Liverpool e il Broadgreen University Hospital Trust, il progetto Liverpool 5G Health & Social Care ha fornito visori per Realtà Virtuale connessi 5G per le cure palliative. I dispositivi sono utilizzati come terapia di distrazione per aiutare a gestire il dolore del paziente. Il feedback dei pazienti è stato estremamente positivo, riportando un aumento della qualità della vita e una certa riduzione dei farmaci antidolorifici. Molteplici sono le applicazioni 5G AR/VR in ambito medico in corso di sperimentazione: da quelle di riabilitazione muscoloscheletrica monitorata da remoto, alle sessioni di fisioterapia a distanza, a quelle di stimolazione cognitiva per la salute mentale. | |
| Fonte: uk5g.org | |
La telemedicina nel panorama sanitario italiano
Anche in Italia parecchi driver prospettano un alto grado di diffusione della Telemedicina nel prossimo periodo, a partire dal PNRR (Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza), che punta sulle nuove tecnologie per strutturare una rete di assistenza sanitaria più capillare sul territorio.
Nella Missione 6 del PNRR, sono stati previsti 7 miliardi di euro per la Componente 1, relativa alle “Reti di prossimità, strutture e telemedicina per l’assistenza sanitaria territoriale”. In particolare, 4 miliardi di euro sono dedicati a “Casa come primo luogo di cura e Telemedicina”.
L’investimento mira a:
- Individuare un modello condiviso di erogazione dell’assistenza domiciliare che sfrutti al meglio le possibilità offerte dalle nuove tecnologie (quali telemedicina, domotica, digitalizzazione)
- Realizzare presso ogni ASL un sistema informativo in grado di rilevare i dati clinici in tempo reale
- Attivare Centri Operativi Territoriali (COT), uno in ogni distretto, con la funzione di coordinare i servizi domiciliari con gli altri servizi sanitari, garantendo l’interfaccia con gli ospedali e la rete di emergenza-urgenza
- Utilizzare la Telemedicina per supportare meglio i pazienti con malattie croniche. L’obiettivo posto è assistere, nel 2025, almeno 200.000 persone sfruttando strumenti di telemedicina.
| Solo per quanto riguarda i malati cronici, sono 24 milioni gli italiani affetti da una patologia cronica, di cui 12,7 milioni ne presentano almeno due. Tuttavia, si prevede che nel 2028 i pazienti cronici arrivino a 25 milioni. In questi casi la Tele-assistenza porterebbe un enorme vantaggio a Pazienti, Strutture sanitarie e Care giver. |
Nel cambio di paradigma del sistema sanitario, che vede il passaggio dalla centralità dell’ospedale alle strutture di prossimità distribuite sul territorio e la continuità delle cure a casa del cittadino, la Rete 5G svolge un ruolo fondamentale, garantendo connettività con specifiche caratteristiche per la fruizione dei differenti Servizi al Paziente tramite la creazione di opportune Network Slice dedicate allo scopo.
Allo stato attuale, i servizi di Telemedicina (ad esempio, il servizio di controllo remoto di dispositivi cardiaci connessi ad un centro di sorveglianza) ad oggi forniti da alcune organizzazioni sanitarie sono prevalentemente basati sull’utilizzo di dispositivi medici connessi via modem tramite linea telefonica fissa, con conseguenti possibili vincoli derivanti da tale soluzione.
L’adozione di soluzioni 5G Network Slicing porta una serie di vantaggi in termini di flessibilità affidabilità e sicurezza nell’erogazione di servizi sanitari critici.
| Connessione di Rete Mobile | Performance 5G Network Slicing | Mobile App & Ecosistema Dispositivi |
| Continuità del servizio di sorveglianza sanitaria da remoto garantita anche in mobilità indipendentemente dalla posizione. | Network Slice dedicate ai servizi Sanitari per fornire un servizio ad alta priorità sulla Rete 5G, garantendo: Bassa latenza Elevata disponibilità e affidabilità Alto Throughput Livello elevato di Sicurezza Precisione della posizione | La connettività su Rete Mobile offre un’ampia gamma di soluzioni per supportare i Servizi ai Pazienti, dalle app per la salute ai dispositivi indossabili ai dispositivi medici connessi. I servizi avanzati 5G consentono la crescita di queste offerte. |
Caso di studio – adozione del Network Slicing per servizi ai pazienti nella sanità italiana
Ericsson ha condotto uno studio per la realizzazione di un Modello di analisi del potenziale di impiego del 5G Network Slicing nel contesto medico-sanitario italiano, con l’obiettivo di qualificare e quantificare il valore portato dall’adozione di questa soluzione tecnologica nel mercato di riferimento.
In particolare, lo studio si focalizza sui Servizi ai Pazienti, considerando le tipologie di Network Slice necessarie per l’erogazione da remoto dei differenti servizi sanitari sull’intero territorio nazionale tramite la Rete Mobile 5G. A tale scopo è stata presa come riferimento la rete delle ASL (Azienda Sanitaria Locale) dislocate sul territorio italiano e la popolazione assistita da ogni ASL (secondo i dati forniti dal Ministero della Salute), limitando l’analisi ai pazienti affetti da malattie croniche (circa il 40% della popolazione), che costituiscono l’oggetto di uno delle principali obiettivi del PNRR legati alla diffusione della Telemedicina in Italia.
I macro-scenari presi in considerazione riguardano la somministrazione su larga scala di servizi di video comunicazione ad alta definizione e di monitoraggio remoto. In particolare, con riferimento agli use case di Remote Monitoring, si distinguono le casistiche di Monitoraggio Non-critico e Monitoraggio Critico.
| Caso d’uso | Ambito | Slice type | Latenza | Banda | Sicurezza | Mobilità | Affidabilità |
| Teleconsulto | Teleriabilitazione, Televisita (diagnosi a distanza), Consultazione On-line | eMBB |  |  | |||
| Monitoraggio Remoto Non Critico | Monitoraggio remoto del paziente, comunicazione indossabile e app per la salute mobile. | eMBB-Monitoring |  |  |  | ||
| Monitoraggio Remoto Critico | Monitoraggio dei dati vitali del paziente critico, monitoraggio dei dispositivi medici | cIoT |  |  |  |  |
Ad ogni caso d’uso è associato un particolare tipo di Network Slice, opportunamente configurata per soddisfare le esigenze specifiche di erogazione del servizio.
Teleconsulto (eMBB)
Lo studio condotto valuta una proiezione dell’adozione di Network Slices di tipo Enhanced Mobile Broadband (eMBB), a supporto degli scenari di erogazione dei servizi evoluti di Tele-riabilitazione, Diagnosi Remota e Consultazione medica On-line.
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Ai fini della riabilitazione, oltre ai dispositivi di videocomunicazione può essere fatto uso di specifici dispositivi medici connessi, che consentono all’operatore sanitario di valutare l’effetto dell’attività svolta dal paziente.
| Smart Gloves |
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| Avere sensori integrati che leggono e quantificano i movimenti dei pazienti durante una sessione di riabilitazione e trasferiscono questi dati a un sistema cloud per l’analisi; quindi, aggiungi i dati interpretati all’app di un terapeuta. |
Monitoraggio Remoto non critico (eMBB-Monitoring)
Lo studio condotto valuta una proiezione dell’adozione di Network Slices di tipo Enhanced Mobile Broadband Monitoring (eMBB-Monitoring), a supporto degli scenari di erogazione dei servizi evoluti di Monitoraggio Remoto Massivo tramite dispositivi Wearable e Mobile App Mediche Connesse.
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I dispositivi indossabili connessi non hanno funzione salvavita, ma come ausilio al paziente nell’evidenziare eventuali anomalie da segnalare al medico per una corretta valutazione e interpretazione dello stato di salute.
| Smart Ring | Medical Smart Watch & Sensors |
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| Anello in grado di rilevare il livello di ossigeno nel sangue, monitoraggio costante della frequenza cardiaca. Inoltre, per il pubblico femminile può prevedere con una certa precisione l’avvento del ciclo mestruale basato sulle temperature. | Gli smartwatch medici e i dispositivi connessi possono monitorare i bio-parametri ed essere un valido supporto nelle terapie per il controllo delle malattie cardiovascolari, respiratorie, dolorifiche e diabetiche. |
Monitoraggio Remoto Critico (cIoT)
Lo studio condotto valuta una proiezione dell’adozione di Network Slices di tipo Critical Internet Of Things (cIoT) ad elevata affidabilità e bassissima latenza (URLLC), a supporto degli scenari di erogazione dei servizi evoluti di Monitoraggio critico di dati vitali e Connessione di dispositivi medici.
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I dispositivi medici utilizzabili per il Critical Remote Monitoring fanno parte di un ecosistema sanitario che integra in modo interoperabile i dati raccolti dai sensori indossati e li rende fruibili agli operatori sanitari.
| Mobile EKG | Epilepsy monitor bracelet | Medical smart t-shirt |
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| Dispositivo per la registrazione dell’elettro-cardiogramma tramite un elettrodo wireless che può essere applicato, ad esempio, al torace o al dito del paziente. I dati ECG vengono inviati al cloud e quindi a un medico per la valutazione. | Rileva i modelli di movimento e i segnali fisiologici associati alle convulsioni e notifica ai caregiver la situazione in tempo reale, trasmettendo le modifiche dei dati tramite Bluetooth a un’applicazione per smartphone. | Monitora i parametri bio-vitali (rilevamento battito cardiaco, sforzo muscolare, analisi atti respiratori, componenti sudore e temperatura corporea) e li trasmette tramite connessione Bluetooth o 5G integrata. |
Modello previsionale
Lo studio condotto da Ericsson prende in considerazione la popolazione italiana affetta da patologie croniche (circa 25 milioni) e valuta l’impiego della tecnologia 5G Network Slicing per l’erogazione a distanza dei servizi ai pazienti sul territorio nazionale.
Con riferimento all’obiettivo posto dal PNRR di assistere, nel 2025, almeno 200.000 malati cronici sfruttando strumenti di telemedicina, il modello sviluppa una proiezione su un periodo di 5 anni (dal 2024 al 2028) del potenziale numero di pazienti che accederanno ai servizi medici da remoto.
La proiezione considera una priorità iniziale nell’erogazione dei servizi più “pregiati” di Telemonitoraggio Critico (servizi salva-vita), rispetto a quelli di Telemonitoraggio Non Critico e di Teleconsulto, per i quali è previsto progressivamente un maggior grado diffusione.
Sulla base del numero di ASL presenti sul territorio nazionale, il modello fornisce una vista sul numero di Network Slices necessarie a soddisfare l’erogazione dei servizi a distanza sul bacino di utenza considerato, ipotizzando una curva di adozione con target di copertura del 60% delle ASL nel 2028.
Tale sviluppo considera la creazione di tre istanze di Network Slice (CIoT per Telemonitoraggio Critico, eMBB per Teleconsulto e eMBB-Monitoring per Telemonitoraggio non critico), per ogni ASL che attiva l’erogazione dei Servizi ai Pazienti tramite strumenti di telemedicina.
In output risulta una proiezione di circa 200 istanze di Network Slices nel 2028 (suddivise nelle diverse tipologie), utili all’erogazione una o più classi di servizi sanitari verso più di 1,5 milioni di pazienti affetti da malattie croniche (afferenti alle ASL coinvolte).
Conclusioni
Il caso di studio condotto da Ericsson aiuta ad evidenziare il ruolo rilevante che il 5G Network Slicing può ricoprire per la Sanità Digitale, contribuendo significativamente a cogliere gli obiettivi del PNRR rispetto all’adozione della Telemendicina per l’erogazione dei Servizi ai Pazienti sull’intero territorio nazionale.
Tale soluzione tecnologica è matura per supportare l’avvio di nuova generazione di Servizi Sanitari per l’assistenza a distanza, fornendo una connettività in grado di garantire le prestazioni adeguate nelle differenti casistiche di utilizzo mediante l’ottimizzazione di aspetti critici quali la latenza, banda, sicurezza ed affidabilità necessari per determinate applicazioni.
L’accesso in mobilità svolge un ruolo chiave abilitando i pazienti all‘utilizzo con continuità di una gamma di servizi evoluti nell’ambito di un ecosistema consolidato di Mobile Networking. Ad oggi abbiamo solo una piccola anticipazione di tali servizi, comunque sufficiente per comprendere l’elevato potenziale dei servizi di Mobile Healthcare.
La vista risultante dal caso di studio Ericsson può quindi fornire un driver strategico per la digitalizzazione dei servizi sanitari in Italia, contribuendo alla riduzione del digital divide verso una sanità più accessibile ed inclusiva.
