Tecnologie ICT non invasive per la valutazione dello stato di salute, benessere e dell’efficacia della riabilitazione
Soluzioni tecnologiche per l'analisi, la caratterizzazione, il monitoraggio e la valutazione automatica degli aspetti chinesiologici e fisiologici legati alla salute, alla riabilitazione, all'allenamento e allo sport, con attenzione particolarea alle condizioni patologiche e invecchiamento attivo
Tecnologie non invasive per la valutazione automatica di malattie neurologiche
L'attività di ricerca riguarda lo studio dell'impatto delle tecnologie ICT sulla valutazione e gestione delle malattie neurologiche, nello specifico l’Ictus e il morbo di Parkinson. L'obiettivo principale è lo sviluppo di sistemi autogestiti, a basso costo e non invasivi basati su dispositivi ottici e wireless (telecamere RGB-Depth e IMU) per la valutazione oggettiva e automatica della gravità della malattia. A tal fine, vengono esplorate le correlazioni esistenti tra le caratteristiche cinematiche della prestazione motoria e le corrispondenti valutazioni cliniche catturando e caratterizzando i movimenti del soggetto durante specifici compiti motori basati su scale di valutazione clinica standard, come la Unified Parkinson's Disease Rating Scale, il Berg test e il test Mesupes. La valutazione automatizzata viene ottenuta mediante tecniche di apprendimento automatico basate su classificatori supervisionati addestrati su dati clinici. Lo sviluppo di Interfacce Uomo-Macchina gestuali, non invasive e a basso costo, particolarmente adatte a soggetti con disabilità motoria, consente l'autogestione del sistema, rendendolo utilizzabile anche in ambienti domestici.
Exergames per la riabilitazione di malattie neurologiche
L’aspetto riabilitativo nelle patologie neurologiche viene affrontato per le competenze precedentemente descritte applicate nel contesto di ambienti virtuali e di realtà aumentata. In particolare, la riabilitazione è supportata mediante lo sviluppo di exergames, una specifica tipologia di videogioco che stimola l’attività motoria e cognitiva con l’obiettivo di allenare, migliorare o recuperare parzialmente la compromissione delle funzioni motorie e cognitive.
Il principale obiettivo di questa linea di ricerca è la verifica dell’efficacia degli esercizi riabilitativi somministrati nella forma di exergames, in cui i soggetti interagiscono, con il proprio corpo, con un ambiente di gioco coinvolgente e motivante, ricco di stimoli visivi, acustici e ritmici.
Gli approcci a basso costo e non invasivi combinati con tecniche di interazione uomo-computer caratterizzati da elevata usabilità rendono le soluzioni implementate utilizzabili anche in ambiente domestico.
Nello specifico contesto delle patologie neurologiche, particolare attenzione è rivolta allo sviluppo di exergames dedicati alla riabilitazione di soggetti emiparetici con postumi di Ictus e di soggetti con morbo di Parkinson. Gli exergame sono progettati per il miglioramento delle strategie di controllo e coordinazione motoria, dell’equilibrio e della stabilità posturale, e includono l’analisi delle condizioni di dual task, ovvero la combinazione di compiti motori e cognitivi simultanei. Exergame specifici esplorano l’aspetto cognitivo-motorio e ludico offerto dalla riabilitazione tradizionale basata su tango-terapia.
Monitoraggio domiciliare di sindromi influenzali pandemiche
L'attuale situazione pandemica COVID-19 richiede l'isolamento domiciliare delle persone sospette affette dal virus e, per non intasare le strutture del SSN, il possibile ricovero solo per i pazienti con gravi difficoltà respiratorie destinati alla terapia intensiva. Una soluzione di monitoraggio domiciliare potrebbe avere sia un significativo impatto sociale e psicologico sui cittadini-pazienti, sia un importante impatto economico sulle strutture sanitarie.
L'obiettivo di questa attività di ricerca è quello di fornire un sistema domiciliare e automatico di monitoraggio e di allarme, a basso costo e di rapida attivazione, basato su una serie di sensori non invasivi per la misurazione dei parametri fisiologici e motori utili al monitoraggio dei sintomi del COVID-19. Il sistema viene addestrato utilizzando tecniche di apprendimento automatico migliorando in modo incrementale la sua conoscenza con nuovi dati.
Monitoraggio dei disturbi del sonno
L’attività di ricerca ha lo scopo di sviluppare sistemi e metodologie per consentire l’analisi ed il monitoraggio della qualità del sonno da realizzarsi sia in ambulatorio che al domicilio del paziente affiancandosi alla polisonnografia tradizionale con l’obiettivo di minimizzare i costi e migliorare la facilità d’uso. I sistemi sviluppati sono modulari e“scalabili in complessita”, a bassa invasività ed integrano sia sensoristica commerciale che dispositivi realizzati ad hoc. Il loro funzionamento è basato sull’acquisizione di diversi parametri fisiologici (EEG, ECG, EOG, EMG, flusso respiratorio, movimento) e sullo sviluppo di algoritmi di machine learning finalizzati alla valutazione automatica della qualità del sonno e della sua stadiazione.
