di Nicola Maggi

MAI PIÙ SOLI

SE UN ROBOT CONNETTE I PAZIENTI CON MEDICI E FAMILIARI

Never alone again When a robot connects patients with doctors and relatives

di NICOLA MAGGI

È il 16 aprile quando il primo prototipo di robot LHF-Connect entra nel reparto di terapia sub-intensiva dell’Azienda Ospedaliero-Universitaria Pisana. Si avvicina ad Elena, una paziente Covid in isolamento, che finalmente può rivedere i suoi cari dopo giorni di solitudine. In un’epoca in cui siamo tutti costantemente connessi, può suonare strano che una delle caratteristiche peggiori dell’emergenza Covid, da un punto di vista non strettamente clinico, sia stata proprio la difficoltà di mettere in contatto le persone ricoverate con i propri familiari. Eppure è stato così. “Nella fase più acuta dell’emergenza erano tante le persone ricoverate in isolamento, spesso immobilizzate o con problemi nell’utilizzo della tecnologia a causa dell’età avanzata. Ma la situazione era tale che per il personale sanitario era praticamente impossibile aiutarli a mettersi in contatto con i propri cari – racconta Mauro Ferrari, Professore di Chirurgia e Direttore del Centro ENDOCAS dell’Università di Pisa –. Una separazione dalla propria famiglia andata avanti talvolta per settimane, causando situazioni di spaesamento oltre che di sofferenza. Andava trovata una soluzione a questa necessità”.

Con l’emergenza che incalza, non c’è tempo per risposte complesse e, ascoltate le necessità di medici e sanitari, si devono trovare soluzioni tecnologiche semplici, affidabili e immediatamente disponibili. Nasce così il progetto LHF-Connect, il robot teleguidato nato dalla collaborazione tra l’Istituto Italiano di Tecnologia (IIT) e l’Università di Pisa e in grado di raggiungere i letti dei pazienti ricoverati in isolamento, permettendo la connessione tra loro e il medico o i parenti, nel pieno rispetto della privacy. “L’impiego della robotica al di fuori degli ambienti industriali e al servizio dell’uomo non è una novità e l’Italia è una vera e propria ‘superpotenza’ in questo ambito, ma qui lo scenario era imprevisto e occorre-

LHF-CONNECT POTRÀ “CRESCERE” COME ALLEATO DELLA PIÙ MODERNA TELEMEDICINA

vano idee diverse – spiega Antonio Bicchi, docente di robotica all’Università di Pisa e ricercatore dell’IIT –. La pandemia ci ha messi di fronte ad urgenze che richiedevano soluzioni che potessero essere umili ma utili, per le quali non era necessario guardare alla ricerca più avanzata ma ai frutti a portata di mano. Abbiamo

così creato LHF-Connect che si basa proprio sull’utilizzo di quei frutti della ricerca robotica più avanzata svolta negli anni passati, e che sono oggi a disposizione per un’applicazione vasta e immediata”. Tecnicamente, infatti, LHF è quanto di più

On April 16th the first LHF-Connect robot prototype entered the Unity of Sub-intensive Therapy at the University Hospital in Pisa. It approached Elena, an isolated Covid who could finally see her loved ones again, after days of solitude. In an era in which we are all constantly connectsemplice si possa immaginare. Un piccolo dispositivo economico (costo complessivo circa 1.200 euro) e perfettamente replicabile, da assemblare con prodotti acquistabili online seguendo le semplici istruzioni presenti sul sito del progetto (www.

ed, it may sound strange that one of the worst features of the Covid emergency, not from a stricty clinical point of view, was the difficulty of contact between hospitalized patients and their families. Yet, this was the case. “In the most acute phase of the emergency there were many people

CRONICI E ISOLATI, CON TEL.TE.C. IL MEDICO È PIÙ VICINO

Si chiama Telemonitoraggio territoriale delle cronicità e si abbrevia in Tel.Te.C. È un avanzato sistema di monitoraggio domiciliare dei parametri vitali dei malati affetti da malattie croniche sviluppato dal Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione dell’Università di Pisa, sotto la guida del professor Luca Fanucci. Finanziato dalla Regione Toscana e sperimentato sul territorio pisano con il coinvolgimento dell’Azienda USL Toscana nord ovest, questo progetto, durante l’emergenza Covid-19, ha permesso di ridurre gli accessi in ospedale. Chronically ill and isolated patients: with TEL.TE.C. the doctor is nevertheless nearby It is called Territorial Telemonitoring of Chronic Diseases (Tel.Te.C.). It is an advanced system of home monitoring of vital parameters of patients with chronic diseases, developed by the Department of Information Engineering at Pisa University, under the guidance of Professor Luca Fanucci. Funded by Tuscany Region and tested in the Pisa area with the involvement of the North-Western Tuscany USL, this project has made it possible to reduce hospital admissions during the Covid-19 emergency.

lhfconnect.net): un aspirapolvere robotico commerciale, un piedistallo e due cellulari o tablet. Mentre molta innovazione risiede nel software, sviluppato dal team IIT e dall’Università di Pisa e che permette l’uso del robot da parte di un volontario da una posizione remota e sicura. Il software, che rende possibile usare il robot anche a chi non è laureato in Ingegneria Robotica, è il cuore della ricerca e viene rilasciato gratuitamente e reso disponibile in Open Source a tutti coloro che vogliano utilizzarlo o migliorarne le funzionalità. Ma adesso è tempo di pensare al futuro. LHF-Connect potrà “crescere” come alleato della più moderna telemedicina.

hospitalised into isolation, often restrained or with problems in using technology due to advanced age. It was impossible for medical teams to help them getting in touch with their loved ones. – says Professor Mauro Ferrari, Institute Director of EndoCAS at the University of Pisa – Separated from their family sometimes for weeks, these patients often suffered from disorientation. A solution had to be found”. In an urgent situation, there is no time for complex answers but, according to doctors and health workers, simple and reliable solutions had to be found using available ready-to-use technologies. Thus, LHF-Connect Project was born: a remote-controlled robot developed by a joint collaboration between the Italian Institute of Technology (IIT) and the University of Pisa could reach the beds of patients into isolation, allowing communication between them and the doctor or their relatives, while safeguarding privacy. “The use of robotics outside industrial environments and at the service of mankind is not new and Italy is a true “Superpower” in this field; but here the scenario was unexpected and needed different ideas. – says Antonio Bicchi, Robotics Professor at the University of Pisa and IIT researcher – During the first acute phase of the Pandemic we had to face urgent problems that required solutions which should be simple and useful. It was, therefore, not necessary to look at the most advanced researches but at what was ready and available.That’s why we created LHF-Connect which is based precisely on results from the most advanced robotics researches carried on in recent years, and which are today available for a wider and immediate application”. Technically, in fact, LHF is as simple as you can imagine. A little economical device (total cost around 1,200 €) and perfectly replicable, assembled with products that can be purchased online by following the simple instructions on the project website (www.lhfconnect.net): a commercial robotics vacuum cleaner, a pedestal and two mobile phones or tablets. A lot of innovation can be found in the software, developed by the IIT team and the University of Pisa which allows the use of the robot by a volunteer from a remote and safe location. The software is so simple that can be used by people without specific knowledge in Robotics Engineering: it is the heart of this research and is released for free and made available as an open source software to all those who want to use it or improve its functionality. But now it is time to think ahead and as the Covid departments are getting emptier, LHF-Connect could “grow” as an ally to the most modern telemedicine.

IL VENTILATORE MILANO

“PARLA PISANO”

Importante contributo scientifico di Pisa al progetto internazionale Milano Ventilatore Meccanico che ha sviluppato un innovativo ventilatore polmonare per i pazienti Covid-19 in terapia intensiva. La sua certificazione per l’uso clinico è stata possibile grazie all’esperienza nell’analisi dei gas espirati dei ricercatori del Dipartimento di Chimica e Chimica industriale dell’Università di Pisa e dell’Istituto di Fisiologia Clinica del CNR, supportati dalla Fondazione “Gabriele Monasterio” e in collaborazione con la ditta SRA Instruments.

The Milan ventilator comes from Pisa Pisa gives important scientific contributions to the international Mechanical Ventilator Milano project which has developed an innovative pulmonary ventilator for Covid-19 patients in intensive care units. Its certification for clinical use was possible thanks to the experience in the analysis of exhaled gases of the researchers of the Chemistry and Industrial Chemistry Department at Pisa University and the CNR Institute of Clinical Physiology, supported by the Foundation “Gabriele Monasterio” and in collaboration with SRA Instruments.

FIG.4:Homescreen,closedmenu,noalarms(left)andVtidal (right)alarm.Preliminaryversion. Schermata iniziale, menu chiuso, nessun allarme (sinistra)Reportedvaluesmaybeunrealistic e allarme Vtidal (destra). Versione preliminare. I valori riportati potrebbero non essere realistici Fonte: http//arxiv.org/pdf/2003.10405.pdf cycle(inhalation,pause,exhalation)byoperatingonthevalves.ThePV-1valveiscontrolledvia adoublefeedbacksystem: thefirstPIDloopensuresthatthePS-3sensoralwaysmatchesthe setvalue(Pin). ThesecondfeedbackprogramsthePinvaluetomaintainthebreathingcycleat therequiredpressuremeasuredatthemasklevel(sensorPS-2). Thefirmwarealsocontinuously monitorsthegasflowmeter(PS-1)todecidewhentointerrupttheinspirationphase.Bothmanual