Progetto C3PO

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Descrizione del progetto:

C3PO è una piattaforma software in grado di rilevare parametri, comportamentali e fisiologici, dai pazienti affetti da dolore acuto e cronico in modo da quantificarli oggettivamente. Essa mira a superare la soggettività delle scale di autovalutazione attualmente in uso quali la Visual Analogic Scale (VAS) e la Numerical Rating Scale (NRS) correlando parametri oggettivi associati alla condizione dolore con i valori di autovalutazione del paziente.

C3PO vuole eliminare la soggettivazione nella valutazione del dolore acuto e/o cronico. Esso sarà sperimentato e validato in uno scenario di dolore, post chirurgico, che oggi rappresenta la causa maggiore di prolungamento non necessario dell’ ospedalizzazione e/o di trattamenti non necessari o insufficienti.

Realizzando una piattaforma come C3PO i medici saranno in grado di quantificare esattamente il livello del dolore del paziente prescrivendogli la giusta dose di farmaci analgesici (e.g. oppiacei) in modo da ottimizzare i tempi di ospedalizzazione. La possibilità di utilizzare la piattaforma da remoto permetterà inoltre una valutazione del dolore del paziente anche a domicilio, consentendo il proseguimento della terapia analgesica in maniera ottimale anche dopo la dimissione. Oggigiorno, a causa dell’incapacità di oggettivare il dolore e a causa delle conseguenti terapie prescritte, si calcola una perdita, per la Sanità Pubblica e per i pazienti di € 300.000.000,00 nella sola Europa.

C3PO con l’ausilio di algoritmi provenienti da un precedente lavoro di ricerca è in grado di valutare reazioni involontarie del paziente che messe a sistema con i suoi parametri fisiologici è in grado di assegnare un valore univoco ed affidabile all’intensità del dolore da esso provato, permettendo al dottore di redigere una cura affidabile e realmente personale.

L’ATS è formata dai seguenti partner, ognuno specialista nel suo settore: Web Service Internet Solutions, TrustMyPhone, Università di Roma Tor Vergata Dipartimento di Ingegneria, Università di Roma Tor Vergata Dipartimento di Scienze Cliniche e Medicina Traslazionale.

 

Partners:

• Società WEB SERVICE INTERNET SOLUTIONS S.R.L., con sede legale in ROMA (RM ) VIA APPIA NUOVA 1083-85 – 00178 Codice Fiscale: 08397281000  Partita IVA:  08397281000;
  La WEB SERVICE INTERNET SOLUTIONS S.R.L. aveva presentato una richiesta di finanziamento paria a € 492.047,50 per la quale richiedeva una sovvenzione di € 360.821,50. Dopo la valutazione effettuata da Lazio Innova la spesa ammessa a contributo riconosciuta è stata di € 325.540,05 pari ad una sovvenzione di € 237.414,71
• Società TRUSTMYPHONE SRL, con sede legale in ALGHERO (SS ) LOCALITA’ LA SCALETTA 27 – 07041 Codice Fiscale: 09488701005 Partita IVA:
  La TRUSTMYPHONE SRL aveva presentato una richiesta di finanziamento paria a € 318.842,50 per la quale richiedeva una sovvenzione di € 221.106,00. Dopo la valutazione effettuata da Lazio Innova la spesa ammessa a contributo riconosciuta è stata di € 219.393,48 pari ad una sovvenzione di € 150.868,25.
• Ente UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI ROMA TOR VERGATA DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA ELETTRONICA, con sede legale in ROMA (RM ) VIA DEL POLITECNICO 1 – 00133 Codice Fiscale:
  Il DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA ELETTRONICA aveva presentato una richiesta di finanziamento paria a € 209.533,75 per la quale richiedeva una sovvenzione di € 167.627,00. Dopo la valutazione effettuata da Lazio Innova la spesa ammessa a contributo riconosciuta è stata di € 134.689,57 pari ad una sovvenzione di € 107.751,65.
• Ente UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI ROMA TOR VERGATA DIPARTIMENTO DI SCIENZE CLINICHE E MEDICINA TRASLAZIONALE, con sede legale in ROMA (RM) VIA ORAZIO RAIMONDO 18 – 00173 Codice Fiscale: 80213750583.
  Il DIPARTIMENTO DI SCIENZE CLINICHE E MEDICINA TRASLAZIONALE aveva presentato una richiesta di finanziamento paria a € 132.566,81 per la quale richiedeva una sovvenzione di € 106.053,45. Dopo la valutazione effettuata da Lazio Innova la spesa ammessa a contributo riconosciuta è stata di € 86.502,85 pari ad una sovvenzione di € 69.202,29.

Finalità:

• Ingegnerizzazione degli algoritmi per l’analisi del linguaggio – Verranno integrati all’interno della piattaforma software algoritmi in grado di analizzare la voce del paziente. Gli algoritmi dovranno essere tolleranti al rumore; le sale di un ospedale sono infatti un ambiente molto rumoroso e oggigiorno rappresentano una delle sfide più grandi per strumenti basati sull’analisi vocale.
  C3PO non dovrà riconoscere un intero discorso, come negli attuali centralini a risposta automatica, ma esclusivamente le variazioni, nella voce del paziente, generate dalle emozioni. Per raggiungere quest’ obiettivo, ma anche per rispettare la non stazionarietà della voce, verranno effettuate delle analisi multicomponente sia nel dominio del tempo che in quello della frequenza
• Ingegnerizzazione degli algoritmi per l’analisi delle espressioni del volto e della postura corporale – Algoritmi di Automatic Face Landmarking verranno integrati all’interno della piattaforma C3PO, questi algoritmi riceveranno input da specifiche telecamere che verranno installate nelle camere di degenza (allo stesso tempo verranno condotti studi di fattibilità sull’uso delle fotocamere a disposizione sugli attuali dispositivi mobili). Come l’analisi vocale anche quelle del volto e del corpo saranno basate sull’analisi delle variazioni di espressioni e postura. Se per l’analisi vocale il rumore rappresenta uno dei maggiori ostacoli da superare per l’analisi video gli algoritmi dovranno essere molto robusti in termini d’illuminazione e contrasto, presenti nell’ambiente di analisi, ma allo stesso tempo dovranno essere tolleranti ai macro movimenti dei pazienti (il più delle volte volontari). Algoritmi tolleranti a queste variabili non solo ridurranno la mole dei dati da analizzare, ma anche i tempi di analisi, aumentandone al contempo la loro accuratezza.Si prevedono due scenari implementativi: paziente a letto (scenario 1) e paziente seduto (scenario 2). Per entrambi si valuterà dapprima la possibilità di utilizzare microfoni indossabili per limitare l’interferenza di altre sorgenti sonore (altre voci, rumori di ambiente) e in seconda battuta si valuterà la possibilità di implementare soluzioni meno invasive ma comunque robuste alla presenza di più sorgenti. Il microfono sarà collegato ad uno specifico dispositivo di acquisizione audio per evitare degradazione e perdita di informazioni in fase di digitalizzazione e memorizzazione sul tablet. Per quanto riguarda l’acquisizione video, verranno scelte delle telecamere sufficienti a garantire un buon frame rate (almeno 15 frame/sec) e una buona risoluzione spaziale (4 Mpx). La differenziazione sui due scenari ricade nel posizionamento della telecamera. Nello scenario 1 la telecamera sarà fissata su di un asta, alla stregua di una asta microfonica in modo che un doppio snodo permetta la corretta inquadratura frontale del paziente sdraiato. Per lo scenario 2 invece la telecamera sarà posizionata frontalmente al paziente e sarà chiesto al paziente, che in questo scenario è più autonomo nel movimento, di fissare al centro della telecamera.Data la multimodalità degli input richiesti per lo studio, e.g., parametri fisiologici, audio, video, la piattaforma software di riconoscimento sarà comunque di tipo modulare. In questa ottica, il sistema sarà in grado di funzionare in presenza di fault o di mancanza di uno di questi input, mediante tecniche di fault and data missing protection. Ovviamente ci si aspetta che le prestazioni di riconoscimento ottimali si raggiungano mediante l’integrazione di tutte le modalità, essendo noto che ognuna di esse veicoli diversi lati della stessa espressione emozionale e del dolore

• Kit di sensori wireless indossabili – per monitorare alcuni parametri fisiologici come: la temperatura del corpo, il battito cardiaco, la pressione sanguigna, la conduttività termica del paziente, verranno sviluppati dei sensori wireless ad hoc che invieranno questi dati direttamente alla piattaforma in Cloud
• Piattaforma in Cloud per la raccolta, l’analisi e la pubblicazione dei dati – L’analisi vocale, l’analisi del volto e della postura corporale verranno raccolti per mezzo di microfoni e di telecamere specifici (analisi sull’utilizzabilità dei dispositivi disponibili sugli odierni dispositivi mobili sarà comunque svolta), sensori indossabili ad-hoc verranno equipaggiati con tecnologia wireless (e.g. Bluetooth Low Energy) ed inviati in rete ad una piattaforma Cloud dove il medico potrà analizzare i dati raccolti, identificare la terapia più adeguata e mettere a disposizione del paziente, ma anche e soprattutto dei futuri medici che lo prenderanno in cura, l’intero profilo clinico e terapeutico
• App specifiche per il paziente e per il medico – Mentre il medico avrà un tablet, collegato con le periferiche C3PO a disposizione, sul quale annotare anche le risposte alle classiche interviste al paziente, anche quest’ultimo potrà usufruire di un App (iOS, ANDROID e Windows) specifica per lui, che gli permetterà l’accesso al suo profilo terapeutico e lo avviserà di eventuali controlli richiesti dai medici a seguito delle analisi e dei controlli effettuati nel tempo

Risultati:

Per raggiungere le finalità di progetto, il lavoro è stato suddiviso nei seguenti gruppi di lavoro:

• OR1 – Coordinamento.
  Obiettivo di questo OR è quello di garantire il rispetto delle tempistiche del progetto, assicurarne la qualità dei risultati e della documentazione ad esso correlata. Obiettivi principali di questo OR saranno infatti il rispetto delle milestone di progetto e delle date di rilascio dei singoli deliverable di progetto, siano essi documentali e/o prototipali. Allo stesso tempo sarà all’interno di questo OR che verranno gestite tutte le questioni economiche e tecniche inerenti variazioni e/o criticità che possano sorgere durante il normale svolgimento del progetto
  Deliverable: è prevista la produzione di un unico report con due realese una al mese 6, per monitorare lo stato di avanzamento del progetto, e l’altra al mese 18
• OR2 – Sistema per il rilevamento dei dati comportamentali e fisiologici
  All’interno di questo OR verranno realizzati ed integrati gli algoritmi per il riconoscimento delle variazioni del tono di voce, delle espressioni e della postura del paziente. Oltre agli algoritmi all’interno di questo OR verranno realizzati i sensori per il rilevamento dei parametri fisiologici dei pazienti.
  Deliverable:
  • M6 prototipo di detection video
  • M12 prototipo di detection audio
  • M18 prototipo sensori wearable + Report finale
• OR3 – Infrastruttura di rete
  All’interno di questo OR verrà realizzata l’infrastruttura di rete a cui i dispositivi mobili dovranno inviare i dati rilevati dai sensori (telecamera, microfoni e sensori). Aspetto fondamentale di questo OR è la definizione delle interfacce di comunicazione con le APP ma anche e soprattutto la definizione delle interfacce con gli algoritmi per la valutazione del dolore.
  Infine, l’infrastruttura che verrà realizzata in questo OR oltre a mettere in rete i dati raccolti dovrà fornire ai medici tutti gli strumenti per eseguire l’analisi dei dati raccolti, definire la terapia che il paziente dovrà seguire e realizzare il modello del paziente. I dati così raccolti ed analizzati dovranno essere memorizzati all’interno di una database e messi a disposizione dei pazienti ma soprattutto dei medici per il controllo della terapia e delle risposte del paziente, anche a seguito di nuovi interventi o all’uso di nuovi farmaci.
  Deliverable:
  • M6 primo prototipo del back end
  • M12 secondo prototipo con i primi feedback dai medici
  • M18 back end online + Report finale
• OR4 – Realizzazione delle App
  Questo OR avrà l’incarico di realizzare le App per i medici e per i pazienti. In particolare per quanto riguarderà le APP dei medici queste dovranno permettere al medico di condurre l’analisi sul paziente e di consultare i dati memorizzati all’interno del back-end. Inoltre se sarà possibile utilizzare la videocamera ed il microfono a disposizione sui device mobili, l’APP per i medici dovrà integrare gli algoritmi per il riconoscimento delle variazioni vocali ed espressive dei pazienti.
  L’APP del paziente dovrà invece essere in grado di permettere a quest’ultimo un rapido controllo della sua terapia, delle eventuali modifiche e recepire in maniera efficace la richiesta di eventuali appuntamenti di controllo da parte dei medici.
  Deliverable:
  • M6 primo prototipo dell’APP medico
  • M12 secondo prototipo dell’APP medico e primo prototipo dell’APP paziente + report analisi hardware sui device mobili
  • M18 rilascio sui market delle APP + Report finale
• OR5 – Integrazione Test e Validazione dei risultati
  All’interno di questo OR verranno integrati i singoli componenti della piattaforma C3PO e messi poi a disposizione dei medici nei 45 giorni di test caratterizzanti ogni macro periodo di 6 mesi. I medici valuteranno:
  • L’efficacia degli algoritmi confrontando i risultati ottenuti da C3PO con gli strumenti di rating soggettivi oggi impiegati all’interno degli ospedali, e.g. VAS, NRS, FACES Pain Rating Scale e con tool di osservazione come PAINAD ed ABBEY
  • L’usabilità della tecnologia. In particolare dopo aver spiegato ai medici, attraverso sedute di training, come utilizzare la piattaforma questi ultimi eseguiranno delle visite insieme con i tecnici che valuteranno diverse metriche quali: tempo richiesto per eseguire un determinato task, tasso di errore, soddisfazione dell’utente, percentuali di task portati a successo, ecc.

Deliverable: Ogni 6 mesi verrà realizzato un documento che riporterà l’esito della validazione effettuata nel periodo in esame

• OR6 – Diffusione e sfruttamento dei risultati
  Obiettivo di questo OR è non solo la corretta formazione del personale coinvolto nell’uso della nuova strumentazione, ma anche la corretta diffusione dei risultati ottenuti con il progetto. Verranno prodotte delle pubblicazioni scientifiche, si parteciperà a conferenze e ad eventi in ambito ingegneristico e medico in cui si dimostrerà l’efficacia della piattaforma C3PO, ma verranno anche organizzati incontri B2B con ospedali, cliniche, case farmaceutiche e medici specializzati nel trattamento del dolore.
  Deliverable: al mese 18 che descriverà gli eventi, le pubblicazioni e gli incontri realizzati per l’internazionalizzazione e la diffusione dei risultati di progetto

Sostegno finanziario ricevuto:

La proposta di progetto C3PO è stata presentata il 19/10/2017 con numero di protocollo A0128-2017-17183 sull’Avviso pubblico “Creatività 2020”  di cui alla Det. n. G12783 del 20/09/2017– POR FESR LAZIO 2014 – 2020 – Progetti integrati.

G10061 del 03/08/2018 pubblicata sul BURL n. 64 del 07/08/2018 il Direttore della Direzione Regionale per lo Sviluppo Economico, le Attività Produttive e il Lazio Creativo, ha preso atto degli esiti delle valutazioni effettuate dalla Commissione di Valutazione che nella seduta del 18/05/2018 ha approvato il progetto C3PO e la relativa sovvenzione, assegnandogli i seguenti CUP per ogni organizzazione facente parte dell’aggregazione temporanea:

• WEB SERVICE INTERNET SOLUTIONS – CUP: F83D18000180007;
• TRUSTMYPHONE – CUP: F83D18000190007
• DIE – CUP: E86C18001400007
• DSCMT – CUP: E86C18001410004

 

Di seguito riportiamo il dettaglio della sovvenzione totale concessa

 

Tipologia di investimento	Riferimento Normativo	SPESA AMMESSA (in EURO)	SOVVENZIONE CONCESSA (in EURO)
A2 – Attività RSI-Progetti RSI (Ricerca Industriale) in effettiva collaborazione fra imprese o fra un’impresa ed un OdR	Ricerca industriale Reg. (UE) n. 651/2014, Art. 25 5 b e 6 b	442.814,16	354.251,34
B2 – Attività RSI-Progetti RSI (Sviluppo Sperimentale) effettiva collaborazione fra imprese o fra un’impresa ed un OdR	Sviluppo Sperimentale Reg. (UE) n. 651/2014, Art. 25 5 c e 6 b	307.311,79	202.985,56
K1. Spese per consulenze strumentali alla realizzazione del Progetto Imprenditoriale	Reg. (UE) n. 651/2014, Art. 18	16.000,00	8.000,00
Totale complessivo		766.125,95	565.236,90