Le applicazioni dell'elettronica in campo medico non riguardano unicamente i costosi apparati professionali utilizzati all'interno delle strutture sanitarie; in realtà, oggi molte interessanti prospettive di crescita sono legate ai dispositivi che accompagnano il paziente nel corso della sua vita quotidiana, cioè alle soluzioni di telemedicina e di “mHealth” (mobile health). Le prime sono generalmente gestite dalle strutture sanitarie e finalizzate al monitoraggio remoto dei pazienti cronici; le seconde sono invece utilizzate direttamente dal singolo paziente e oggi sono spesso basate sugli smartphone. Nel complesso i settori della telemedicina e della mHealth sono molto vivaci e caratterizzati da numerose innovazioni tecnologiche, spesso provenienti dagli Stati Uniti d'America. Il modello dell'assistenza sanitaria a distanza, infatti, si adatta molto bene alla realtà degli USA, ma diviene sempre più interessante anche per i paesi europei, alle prese con la necessità di ridurre la spesa pubblica e con l'invecchiamento della popolazione.
Il monitoraggio remoto
Iniziamo esaminando le applicazioni di monitoraggio remoto dei pazienti cronici, generalmente gestito da strutture sanitarie. Le malattie croniche in questione comprendono le aritmie cardiache, l'ipertensione, le ischemie, l'apnea nel sonno, il diabete, l'iperlipidemia, l'asma e la broncopneumopatia cronica ostruttiva. Secondo la società di ricerche di mercato svedese Berg Insight, alla fine del 2012 in tutto il mondo erano 2,8 milioni i pazienti monitorati a distanza tramite sistemi domestici dotati di connettività integrata. Questa cifra comprende unicamente i pazienti che utilizzano sistemi di monitoraggio dedicati, mentre non include le soluzioni basate su smartphone o tablet PC. Berg Insight prevede che il mercato dei sistemi di monitoraggio domestici dotati di connettività integrata si svilupperà con un tasso composto di crescita annua (CAGR) del 26,9% fino al 2017, anno in cui le connessioni attive a livello mondiale saranno 9,4 milioni. Il numero di dispositivi dotati di connettività cellulare integrata, in particolare, è cresciuto da 0,73 milioni nel 2011 a circa 1,03 milioni nel 2012 e - secondo le previsioni di Berg - salirà a 7,1 milioni nel 2017, con un tasso composto di crescita annua (CAGR) del 46,3%. I sistemi di monitoraggio domestici dotati di connettività integrata sono utilizzati soprattutto per la gestione del ritmo cardiaco, la terapia del sonno e gli elettrocardiogrammi ambulatoriali, ma è in aumento la diffusione di soluzioni rivolte al monitoraggio della pressione del sangue, dei livelli di glucosio e dell'aderenza alle prescrizioni mediche. Tra i principali produttori di sistemi di telemedicina sono compresi colossi come Bosch, Honeywell e Philips, oltre alle società specializzate Tunstall, Cardiocom e Numera; nel complesso queste sei aziende rappresentano (sempre secondo Berg Insight) il 75,8% della base installata. Tra i player che offrono soluzioni dotate di connettività wireless sono compresi Medtronic, Biotronik, St. Jude Medical, CardioNet, LifeWatch, ResMed, Philips Respironics, Fisher & Paykel Healthcare, Omron, Telcare, Vitality, DayaMed e Vitaphone. Attiva in questo campo anche la statunitense Preventice, che ha recentemente realizzato un sistema per il monitoraggio remoto di pazienti cardiaci utilizzando tecnologie STMicroelectronics. Il contributo di ST riguarda l'unità di rilevamento del segnale, a contatto con il corpo del paziente, nella quale sono utilizzati vari componenti della società tra cui Mems e Mcu a basso consumo. Varie importanti società del settore telecom, come Qualcomm, AT&T e Orange, dispongono da anni di business unit dedicate al settore mHealth e offrono oggi piattaforme che possono essere sfruttate dai produttori di dispositivi medicali e dalle strutture sanitarie per facilitare lo sviluppo di soluzioni in questo campo.
La piattaforma di Qualcomm Life utilizzata da Telbios
Un interessante esempio di questo tipo di offerta è la piattaforma 2net messa a punto da Qualcomm Life (business unit di Qualcomm), ora disponibile anche in Europa e certificata in conformità alla direttiva europea 93/42. La soluzione sfrutta l'infrastruttura dei normali gestori di telefonia cellulare, ma usa una speciale SIM card paneuropea M2M (machine to machine) che funziona in tutti i paesi senza costi di roaming; tra Qualcomm Life e i gestori di telefonia cellulare sussistono inoltre particolari accordi anche per quanto riguarda il livello di servizio (SLA, Service Level Agreement). La piattaforma 2net raccoglie i dati trasmessi da tutte le SIM (con la possibilità di integrare facilmente una varietà di dispositivi medici diversi), li conserva e li trasferisce in modalità sicura ai gestori dei servizi di telemedicina. Tra i primi utilizzatori europei della soluzione offerta da Qualcomm Life è compresa la società italiana Telbios (Milano), che utilizza questa piattaforma nell'ambito di un progetto di assistenza remota a pazienti affetti da malattie croniche come diabete, ipertensione, broncopneumopatia, scompenso cardiaco. Il progetto, presentato nel febbraio di quest'anno, coinvolge quattro ASL della Regione Lombardia e prevede il monitoraggio da remoto di vari parametri vitali (pressione sanguigna, temperatura corporea, livello di glucosio nel sangue, battito cardiaco), che vengono rilevati attraverso sensori e trasmessi al medico di famiglia tramite la tecnologia Qualcomm. Telbios è partner della Sanità Militare per la fornitura del servizio di telemedicina alle truppe italiane all'estero, e della società petrolifera Saipem per l'assistenza sanitaria al personale delle piattaforme offshore. Negli istituti di reclusione di Opera e San Vittore, grazie ai propri sistemi di telemedicina, Telbios ha contribuito a ridurre del 25% i trasferimenti dei detenuti in ospedale.
Soluzioni basate su smartphone
Molte le innovazioni riguardanti le applicazioni di mHealth utilizzate direttamente dal singolo paziente, basate sugli smartphone e sulle relative “app”. In questi prodotti il telefono viene collegato a un sensore (generalmente per il rilevamento del livello del glucosio nel sangue, oppure del ritmo cardiaco) e utilizzato per visualizzare e memorizzare i dati raccolti; la connessione alla rete di telefonia cellulare consente inoltre di trasmettere le informazioni a un apposito portale web. Tra le aziende che offrono glucometri basati su smartphone è compreso il colosso farmaceutico Sanofi; il dispositivo che analizza il campione di sangue, battezzato iBGStar, viene innestato direttamente in un connettore dell'iPhone o dell'iPod touch. Una soluzione simile, basata però su un collegamento Bluetooth tra il misuratore del glucosio e lo smartphone, viene proposta dalla società LifeScan (con sede a Milpitas, nella Silicon Valley californiana) appartenente a Johnson & Johnson. Attiva nel campo dei glucometri basati su smartphone è anche la giovane società Glooko di Palo Alto, altra località della Silicon Valley. Anche in campo cardiologico non mancano soluzioni basate su smartphone. La società californiana AliveCor (San Francisco) ha realizzato un piccolo elettrocardiografo a un solo canale costituito da una sorta di guscio da applicare sul retro del telefono. La superficie esterna del guscio è dotata di due elettrodi che consentono di rilevare il segnale cardiaco tramite il semplice contatto con le dita dell'utilizzatore. Il dispositivo, quindi, non richiede l'applicazione di elettrodi sul torace del paziente. Il tracciato elettrocardiografico viene ovviamente visualizzato sul display dello smartphone e conservato nella memoria. Il guscio contenente i circuiti dell'elettrocardiografo è dotato di una propria batteria e comunica con lo smartphone tramite una connessione wireless. Un prodotto molto simile è stato presentato anche dalla società Cardiac Designs (Park City, Utah). Come si è detto, il settore delle soluzioni di mHealth basate su smartphone sembra essere destinato a una forte crescita. La società di ricerche di mercato Frost & Sullivan ha stimato che nel 2011 fossero circa 17.000 le “app” di natura sanitaria disponibili per i vari tipi di smartphone e tablet. Gli analisti di IMS Research prevedono che il settore dei dispositivi mHealth utilizzati direttamente dai consumatori per l'auto-monitoraggio della propria salute crescerà molto più rapidamente delle applicazioni di telemedicina gestite dalle strutture sanitarie.
Misura del glucosio non invasiva
Le innovazioni recenti non riguardano solo i sistemi di trasmissione dei dati sanitari, ma anche i sensori utilizzati per il loro rilevamento. In particolare, per quanto riguarda il diabete si registra la comparsa di glucometri che non richiedono il prelievo di un campione di sangue. Una di queste soluzioni - non ancora disponibile sul mercato - è stata messa a punto dalla società californiana C8 MediSensors (con sede a San Jose, nella Silicon Valley californiana) ed è basata su una particolare tecnica detta “spettroscopia Raman”. Il livello di glucosio presente nel sangue viene calcolato inviando un impulso luminoso sulla pelle del paziente ed effettuando una speciale analisi spettroscopica sulla luce riflessa. Lo spettroscopio, dotato di una connessione Bluetooth con lo smartphone, è contenuto in un piccolo dispositivo elettronico che viene mantenuto a contatto dell'addome tramite una fascia elastica. La realizzazione di questo dispositivo ha richiesto l'impiego di sofisticate tecnologie elettroniche derivate dal mondo delle telecomunicazioni per l'elaborazione di segnali caratterizzati da un pessimo rapporto segnale/rumore, mentre per la parte optoelettronica sono state utilizzate tecniche derivate dalle più recenti fotocamere digitali.
Soluzioni per la misura non invasiva del glucosio e di altri parametri del sangue (emoglobina, ossigeno ecc.) sono offerte anche dalla società israeliana OrSense. In questo caso la tecnologia utilizzata, protetta da brevetto, è denominata spettroscopia a occlusione (“occlusion spectroscopy”). Il sistema si basa su una sorta di anello che stringe un dito del paziente bloccando il flusso sanguigno. In queste condizioni il passaggio della luce attraverso i tessuti è influenzato dal livello di glucosio presente nel sangue.
Le strutture sanitarie
Ovviamente l'evoluzione tecnologica non riguarda soltanto la telemedicina e la mHealth, ma anche tutti gli apparati medicali e i sistemi IT utilizzati nelle strutture sanitarie, come ad esempio le soluzioni di gestione dei dati e gli apparati di diagnostica per immagini. Per quanto riguarda il primo dei due settori, sono oggi disponibili anche soluzioni basate sul riconoscimento del parlato (speech recognition), che consentono al medico di inserire nel sistema la “storia” del paziente semplicemente parlando al microfono di un piccolo dispositivo portatile. Una delle principali aziende operanti in questo campo è Nuance Communications tramite la propria divisione Nuance Healthcare. Le soluzioni Nuance, specificamente progettate per comprendere il linguaggio clinico, sono utilizzate da 450.000 medici in 10.000 strutture sanitarie di tutto il mondo. Per quanto riguarda invece gli apparati di diagnostica per immagini, si rilevano innovazioni nel campo dei sensori di immagine a stato solido (Cmos, Ccd e in silicio amorfo) utilizzati nella radiografia e nell'endoscopia. Secondo la società di ricerche di mercato Yole Développement, in termini di volumi questo mercato crescerà dagli attuali 1,8 milioni di unità fino a 4,2 milioni di unità nel 2017, anche grazie al maggiore impiego di endoscopi monouso che consentono di ridurre le infezioni ospedaliere. In termini di fatturato, il mercato dei sensori di immagine per radiografia ed endoscopia crescerà con un tasso composto di crescita annua del 9% fino al 2017, anno in cui raggiungerà il valore di 112 milioni di dollari. Yole Développement segnala inoltre che i principali produttori di apparati radiografici, come Philips e Siemens, stanno sviluppando una nuova tecnologia denominata Single Photon Counting, che dovrebbe raggiungere il mercato nel 2017.
