Digital Health: 5 interessanti ricerche scientifiche

Nell'era digitale in cui viviamo, i dispositivi elettromedicali hanno guadagnato sempre di più il ruolo di pilastri fondamentali nel panorama della salute e del benessere umano. Da monitor cardiaci a defibrillatori, da stimolatori nervosi a protesi avanzate, questi strumenti si sono evoluti al punto da diventare veri e propri alleati nella gestione e nel trattamento di una vasta gamma di condizioni mediche, sia in fase di prevenzione, che di cura o riabilitazione. Tuttavia, dietro alla loro efficacia e alla loro affidabilità, si cela un mondo di ricerca scientifica che costantemente alimenta l'innovazione e spinge i confini della tecnologia medica. In questo articolo, andremo ad introdurre il lavoro di alcune ricerche scientifiche meritevoli che hanno analizzato diversi aspetti legati al mondo dei dispositivi wearable in campo elettromedicale.

L'importanza della ricerca scientifica nell'ambito dei dispositivi elettromedicali non può essere sottostimata. È il motore che alimenta la progettazione e lo sviluppo di dispositivi sempre più sofisticati e in grado di offrire soluzioni su misura per le esigenze mediche più complesse. Questa ricerca si estende in molteplici direzioni, spaziando dalla miniaturizzazione dei dispositivi al miglioramento delle interfacce utente, dalla progettazione di algoritmi diagnostici all'integrazione di sensori avanzati, a considerazioni di etica ed interoperabilità tra i dati acquisti. Ogni avanzamento in queste aree apre la strada a nuove opportunità per migliorare la qualità della vita dei pazienti e per ottimizzare l'efficacia dei trattamenti medici. Una tra le principali sfide che i ricercatori devono sempre affrontare è quella di garantire la sicurezza e l'affidabilità dei dispositivi elettromedicali, nonché la privacy dei dati. In un contesto in cui la vita dei pazienti è in gioco, ogni aspetto del design e della funzionalità di questi strumenti deve essere attentamente valutato e testato. La ricerca scientifica fornisce le basi per sviluppare protocolli di test rigorosi e per identificare potenziali rischi associati all'uso dei dispositivi, consentendo agli ingegneri di implementare misure di sicurezza adeguate e di garantire la conformità alle normative mediche.

I sensori indossabili per applicazioni nel mondo dello sport

Il primo articolo che desidero introdurvi è “Wearable sensors for monitoring the physiological and biochemical profile of the athlete” [1], un lavoro scientifico che discute dell'importanza dei sensori indossabili nella tecnologia sportiva, evidenziando la crescente necessità di monitorare il carico di lavoro interno degli atleti per adattare i protocolli di recupero in funzione delle esigenze individuali. Per ottimizzare le prestazioni e la sicurezza degli atleti, le squadre sportive cercano continuamente nuove tecnologie, e i sensori indossabili possono giocare un ruolo cruciale in questo contesto. Tuttavia, è essenziale tradurre i dati raccolti dai sensori in informazioni utili nel campo clinico.

Attualmente, le tecnologie indossabili si concentrano principalmente sul monitoraggio del carico di lavoro esterno (basati principalmente sul movimento), tuttavia, c'è una mancanza di informazioni sul carico di lavoro interno degli atleti. Per affrontare questa sfida, i sensori biomedici rappresentano un'opportunità entusiasmante, in quanto consentono la misurazione continua e non invasiva dei parametri fisiologici umani. Nonostante ciò, la maggior parte dei sensori disponibili si concentra sul monitoraggio di parametri fisici o fisiologici, piuttosto che su bio-marcatori specifici come elettroliti, analiti e neuropeptidi che sono indicativi di sforzo fisico e forma fisica. Il lavoro riportato dagli scienziati in questo testo propone dunque l'uso di sensori indossabili per monitorare i bio-marcatori presenti nella saliva e nel sudore degli atleti, in quanto questi fluidi sono facilmente accessibili e non invasivi. Tuttavia, ci sono sfide tecniche da affrontare per garantire l'efficacia clinica di tali tecnologie nello sport. Infine, all’interno del lavoro viene evidenziata l'importanza di “tradurre” i dati raccolti dai sensori in informazioni utili per allenatori, medici e altri professionisti dello sport al fine di ottimizzare il recupero e migliorare le prestazioni degli atleti.

Raccomandazioni per la gestione tecnica ed etica della salute dei dati

Il secondo articolo che merita sicuramente un approfondimento è il lavoro dal titolo “Challenges and recommendations for wearable devices in digital health: Data quality, interoperability, health equity, fairness” [2], in cui viene trattata in generale la salute digitale (digital health) in termini di qualità dei dati, equità sanitaria e giustizia.

I dispositivi indossabili che possono essere indossati sul nostro corpo e tracciare varie attività e parametri sono sempre più venduti e utilizzati nella popolazione generale. Una delle principali aree di utilizzo dei dispositivi indossabili è la salute, compresa la ricerca biomedica, l'assistenza clinica, le pratiche di salute personale e il monitoraggio, lo sviluppo tecnologico e ingegneristico. In questo contesto, l'uso dei dispositivi indossabili per la salute è stato associato a diverse promesse e benefici per una medicina digitale, personalizzata e preventiva. Tuttavia, con questa larga diffusione sono emerse anche considerazioni in merito ai problemi e rischi associati, come ad esempio quelli legati alla privacy e alla condivisione dei dati. In letteratura, esistono innumerevoli lavori di discussione concentrati su considerazioni tecniche o etiche, considerandole in gran parte separate, e il contributo dei dispositivi indossabili alla raccolta, sviluppo ed applicazione della conoscenza biomedica è stato solo parzialmente discusso. Invece, in questo lavoro, gli autori hanno provato a colmare queste lacune fornendo una panoramica conoscitiva delle principali funzioni della tecnologia indossabile per la salute: monitoraggio, screening, rilevamento e previsione. Sulla base di questo, vengono definite 4 aree critiche di preoccupazione nell'applicazione dei dispositivi indossabili per queste funzioni: qualità dei dati, valutazioni bilanciate, equità sanitaria e obiettività. Per far progredire il settore in modo efficace e vantaggioso, presentiamo raccomandazioni per le 4 aree: standard locali di qualità, interoperabilità, accesso e rappresentatività.

La ricerca scientifica utilizza come esempio eclatante il periodo dell’epidemia dove si è osservato un uso massivo di dispositivi indossabili e quindi molto rappresentativa per il lavoro presentato. Sulla base della panoramica prodotta e l’analisi delle sfide proposte come obiettivo del lavoro, l’articolo scientifico propone delle raccomandazioni che consentono di comprendere meglio l'impatto reale, i benefici e i rischi dei dispositivi indossabili e di migliorarne l'applicazione per la salute digitale. Il lavoro viene svolto dunque in maniera interdisciplinare non solo dal punto di vista dello sviluppo dei wearable ma anche dal punto di vista del contributo sociale e medico.

Monitorare la respirazione

La terza ricerca scientifica che desidero introdurvi tratta dei dispositivi indossabili per monitorare la respirazione, problema sempre emerso nel periodo della diffusione pandemica del COVID. Il titolo del lavoro è “Wearable respiratory sensors for health monitoring” [3] ed è interessante per come affronta la questione delle tipologie di segnali da trasdurre.

Con il continuo sviluppo dell'Internet delle Cose e la crescente necessità di monitorare la salute umana in tempo reale, i dispositivi indossabili stanno emergendo come pilastri fondamentali nella trasformazione dei sistemi sanitari da modelli incentrati sugli ospedali a sistemi individuali. Questi dispositivi offrono un modo innovativo per raccogliere segnali fisici e chimici, come il ritmo respiratorio e i composti organici volatili, trasmettendoli in modo semplice e conveniente per valutazioni e diagnosi. L’introduzione al lavoro svolto parte da cenni storici come il fatto che l'utilizzo dei gas esalati per la diagnosi delle malattie risalga già a secoli fa. Tuttavia, le recenti innovazioni nella tecnologia dei sensori hanno reso possibile l'analisi non invasiva del respiro umano, aprendo nuove possibilità di diagnosi clinica e monitoraggio dello stato di malattia. Infatti, l'abbondanza di biomarcatori nei gas esalati offre un'opportunità senza precedenti per valutare la salute e il benessere degli individui, guidando così le decisioni di trattamento. La combinazione di sensori respiratori con la tecnologia dei dispositivi indossabili consente un monitoraggio continuo e non invasivo della salute, con un focus particolare sul ritmo respiratorio e il condensato del respiro esalato. Questi dispositivi promettono di fornire una visione dettagliata dello stato respiratorio di un individuo nel tempo, consentendo una gestione più efficace di condizioni come l'apnea notturna, l'asma e la bronco pneumopatia cronica ostruttiva (BPCO).

Inoltre, il lavoro scientifico si è concentrato sull'ottimizzazione dei materiali sensoriali e sulla correzione tra bio-marcatori e malattie, aprendo la strada a dispositivi indossabili sempre più sofisticati e accurati nel monitoraggio della salute respiratoria. Questi progressi rappresentano solo l'inizio di un'era in cui i dispositivi indossabili giocano un ruolo sempre più centrale nel mantenimento della salute e del benessere umano.

In conclusione, i dispositivi indossabili per il monitoraggio respiratorio rappresentano una frontiera promettente nella tecnologia sanitaria, offrendo un modo conveniente, non invasivo e accurato per valutare e monitorare la salute polmonare degli individui. Con ulteriori sviluppi e innovazioni, questi dispositivi hanno il potenziale per rivoluzionare la gestione delle malattie respiratorie e migliorare la qualità della vita per milioni di persone in tutto il mondo.

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