Secondo la World Health Organization, il fenomeno dell’invecchiamento della popolazione è fra le problematiche più rilevanti della società moderna a livello globale. Questa evoluzione comporta sia la necessità di garantire una più lunga aspettativa di vita “in buona salute” sia il rispondere ai nuovi bisogni di salute in presenza di patologie multiple e simultanee (multimorbilità) limitando l’aumento dei costi a carico del sistema sanitario e garantendo ai pazienti una più semplice fruizione delle prestazioni erogate dal sistema sanitario pubblico o privato. Le nuove tecnologie semplificando il contatto tra il paziente e clinico/riabilitatore possono contribuire a garantire elevati standard assistenziali pur riducendo il bisogno del paziente di accedere fisicamente alle strutture sanitarie, con effetti positivi sia sulla sua qualità della vita sia sulla riduzione del numero di viste eseguite nelle strutture. In particolare, il telemonitoraggio e la teleriabilitazione sono attività essenziali, consentendo di monitorare i pazienti in condizioni di vita reale e “domiciliarizzare” quei protocolli di riabilitazione che possono essere seguiti anche senza l’assistenza diretta di personale sanitario e senza l’uso di apparecchi che non possono essere spostati al domicilio dei pazienti stessi. È possibile oggi individuare diverse categorie di percorsi riabilitativi che si prestano a tale trasformazione. Tra questi, percorsi legati alla riabilitazione motoria (es. soggetti post-ictus, soggetti affetti da malattie neuromuscolari degenerative e/o lesioni), percorsi dedicati alla riabilitazione cognitiva (es. anziani), percorsi finalizzati alla riabilitazione metabolica e cardiologica (es. soggetti in fase acuta di un infarto miocardico, soggetti affetti da vasculopatie), alla riabilitazione di soggetti disfonici, con disturbi visivi o ad altre forme di disabilità. Nel corso dell’insegnamento verranno presentate le principali soluzioni tecnologiche ad alto valore aggiunto nel campo del telemonitoraggio e della teleriabilitazione motoria, con particolare sui sensori ei sistemi oggi disponibili, le loro problematiche di utilizzo, le possibilità da loro offerte e le possibilità di sviluppo futuro. Ogni tecnica presentata sarà accompagnata dallo svolgimento di un progetto che permetteranno di applicare le conoscenze impartite per la soluzione di problemi reali nell’ambito del telemonitoraggio e della teleriabilitazione.

Al termine dell’insegnamento gli studenti conosceranno: - I principi e concetti generali per la descrizione dei livelli di disabilità e pe la progettazione del percorso riabilitativo; - I principali ambiti applicativi del telemonitoraggio e della teleriabilitazione e del della funzione motoria e le rispettive problematiche; - Il flowchart e gli elementi di base per la progettazione di un sistema di teleriabilitazione o telemonitoraggio; - Le tecnologie oggi esistenti, comprese potenzialità, limitazioni e possibili evoluzioni nel prossimo futuro; - L’architettura, le problematiche di tipo ingegneristico e le soluzioni attualmente disponibili (o che potrebbero essere disponibili nel breve - medio termine) dal punto di vista tecnologico; - I sensori e gli algoritmi principalmente utilizzati nei sistemi oggi esistenti, con particolare attenzione ai sistemi magneto-inerziali e ottici, e le relative problematiche tecnologiche ed applicative; - Le metodologie e le metriche principali per valutare l’efficacia di un intervento riabilitativo. Al termine dell’insegnamento gli studenti avranno acquisito le seguenti abilità: - Dato uno specifico problema clinico, individuare le attuali possibilità di telemonitoraggio e di intervento teleriabilitativo con cognizione dei rispettivi punti di forza e debolezza; - Dato uno specifico problema che richiede lo sviluppo di un sistema di teleriabilitazione o telemonitoraggio, ricavare le specifiche tecniche e di progetto utili ad implementare la soluzione progettuale di tale problema, analizzando anche gli elementi di base del quadro normativo pertinente; - Dato uno specifico sistema di telemonitoraggio o teleriabilitazione, analizzarne punti di forza e debolezza ed individuare possibili sviluppi tesi a renderlo più efficace o più semplicemente utilizzabile, nel breve e medio termine; - Dato uno specifico sistema, descriverne l’architettura, la componentistica specifica utilizzabile ed in generale le problematiche tecnologiche ed applicative; - Dato uno specifico sensore, conoscerne i principi fisici di funzionamento e, per i sensori per i quali l’utilizzazione del segnale generato richiede ulteriore elaborazione, sviluppare gli algoritmi di elaborazione numerica necessari - Data una specifica applicazione nell’ambito del monitoraggio e dell’intervento riabilitativo, essere in grado di progettare e programmare i moduli principali per la sua implementazione.

È preferibile avere buona familiarità con i metodi e le tecniche utilizzate per l’analisi dei segnali biomedici. E’ preferibile avere familiarità con l’ambiente di programmazione Matlab e Phyton.

- Ambiti applicativi della teleriabilitazione, sistemi di teleriabilitazione oggi esistenti per i principali ambiti applicativi; problematiche connesse con i sistemi trattati e possibilità di sviluppo futuro; - Architettura e soluzioni tecnologiche oggi adottate per i sistemi di teleriabilitazione e telemonitoraggio esistenti e possibilità di sviluppo futuro; - Principi generali relativi alla definizione delle disabilità e riabilitazione secondo la International Classification of Functioning; - Tecniche e metodi per il tele-monitoraggio dei parametri vitali e dei segnali biomedici; - Studio ed implementazione di un sistema per il telemonitoraggio di parametri vitali attraverso un’architettura di tipo client-server; - Sensoristica principalmente impiegata nei sistemi di teleriabilitazione motoria, con particolare attenzione ai sistemi magneto-inerziali e ottici ed alle problematiche relative alla loro utilizzazione; - Sviluppo sistemi di monitoraggio per l’estrazione di indici predittivi basati su sensori indossabili; - Sviluppo di exergaming personalizzati per la riabilitazione basati su sensori indossabili e “contactless”; - Approcci quantitativi per la valutazione dell’efficacia dell’intervento riabilitativo;

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L’insegnamento sarà suddiviso in - 39 ore di lezione durante le quali verranno fornite le basi teoriche, normative, tecnologiche atte a disegnare, progettare, implementare e validare sistemi per il telemonitoraggio e la teleriabilitazione. - 21 ore di esercitazioni volte allo studio, all’implementazione e alla risoluzione di problemi applicativi specifici. - La discussione e la scrittura dei report e degli algoritmi deve essere frutto di lavoro individuale mentre viene incoraggiato la formazione autonoma di gruppi di lavoro volti alla discussione e approfondimento dei metodi e al “problem solving” delle esercitazioni (progetti). La frequenza alle esercitazioni è obbligatoria ed è condizione necessaria per poter sostenere l’esame finale. durante le esercitazioni gli studenti lavoreranno su problemi posti dal docente e svilupperanno una serie di progetti legati agli argomenti trattati nel corso dell’insegnamento.

Agli studenti saranno fornite le diapositive delle lezioni e le slide di presentazione e descrizioni dei progetti affrontati durante il corso. Le diapositive contengono tutti gli elementi teorici e operativi necessari al superamento dell’esame e riferimenti per approfondimenti. Oltre alle diapositive del corso sono anche forniti agli studenti gli articoli scientifici di revisione della letteratura di interesse e articoli tecnici per l’implementazione degli algoritmi e metodi specifici.

Slides; Esercizi risolti; Esercitazioni di laboratorio;

E' possibile sostenere l?esame in anticipo rispetto all?acquisizione della frequenza

Modalita di esame: Prova orale obbligatoria; Prova scritta in aula tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo;

Exam: Compulsory oral exam; Computer-based written test in class using POLITO platform;

... La verifica dell’apprendimento è volta ad accertare le conoscenze teoriche e tecniche necessarie e utili per l’analisi, la definizione, progettazione, implementazioni e valutazione di metodi e strumenti innovativi nell’ambito del telemonitoraggio e della teleriabilitazione. L’esame è diviso in due parti, una prima parte che consta in un test a risposta multipla sugli argomenti teorici affrontati nel corso e una seconda parte che consta di una verifica orale avente come oggetto la discussione dei progetti svolti. Prima parte: Test a risposta multipla (punteggio 0-12). Durata della prova 30 minuti. Vengono proposte 12 domande a risposta multipla che possono includere anche risposte numeriche legate alla risoluzione di esercizi. Ad ogni domanda sono associate 4 risposte di cui una giusta e 3 sbagliate. La risposta corretta vale punti 1, una risposta sbagliata vale punti -0,33 e una risposta non data comporta 0 punti. Il punteggio massimo ottenibile (12 punti). Un punteggio totale nel test maggiore o uguale a 6 punti permette l’accesso alla seconda parte dell’esame. Il punteggio conseguito al test è valido esclusivamente per l’appello in cui è svolto il test stesso. Durante la prova scritta non è possibile consultare il materiale didattico fornito a lezione. Seconda parte: Verifica orale (punteggio 0-20) L* student* per essere ammesso a sostenere la verifica orale deve mettere a disposizione del docente attraverso la sezione elaborati del portale della didattica tutti i progetti assegnati durante il corso. La consegna del progetto deve comprendere: un documento pdf descrittivo del progetto secondo i template forniti, codici implementati per l’analisi dei dati e la produzione dei risultati (Matlab/Python) ed eventuali applicativi sviluppati. La verifica verterà sulla presentazione dei progetti e discussione dei risultati ottenuti in relazione agli aspetti teorici e le scelte progettuali operate per l’implementazione dei codici. La verifica orale si considera superata con un punteggio maggiore o uguale a 12. Il punteggio finale è dato dalla somma dei punteggi delle due prove. Un punteggio maggiore di 30/30 garantisce la lode.

Gli studenti e le studentesse con disabilita o con Disturbi Specifici di Apprendimento (DSA), oltre alla segnalazione tramite procedura informatizzata, sono invitati a comunicare anche direttamente al/la docente titolare dell'insegnamento, con un preavviso non inferiore ad una settimana dall'avvio della sessione d'esame, gli strumenti compensativi concordati con l'Unita Special Needs, al fine di permettere al/la docente la declinazione piu idonea in riferimento alla specifica tipologia di esame.