In ambito di Industria 4.0 la tecnologia Digital twin, letteralmente gemello digitale, è ormai consolidata nel settore della produzione, dove ha dimostrato il suo valore nel monitoraggio delle performance e nella modellizzazione e ottimizzazione dei processi operativi. Il legame tra mondo fisico e mondo virtuale è un aspetto chiave di questa tecnologia, che oggi trova applicazione anche nel settore della sanità: attraverso il lavoro di equipe multidisciplinari vengono realizzati Digital twin di interi reparti e addirittura di ospedali e grazie alle simulazioni virtuali viene migliorata l’operatività clinica. Laddove applicata nelle fasi di progettazione di nuove strutture, se adeguatamente abbinata ad analisi e valutazione di una base affidabile di dati storici, l’utilizzo di un gemello digitale può essere di supporto anche nel “predire” il comportamento del nuovo sistema in risposta a stimoli provenienti dall’esterno (ad esempio, gemelli digitali che simulano il “tasso di affollamento” di aree di sosta/accesso di servizi sanitari). Le informazioni su Digital twin possono essere ulteriormente integrate dai sistemi di localizzazione in tempo reale Real-Time Locating Systems o RTLS, che forniscono una solida fonte di dati e un mezzo per testare le modifiche risultato delle simulazioni. Il successo di Digital twin e di RTLS si raggiunge grazie a una forte collaborazione tra il soggetto avente la responsabilità clinica e quello con responsabilità tecnologica/di implementazione della soluzione tecnica.
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Cosa possono fare Digital twin e RTLS insieme
L’applicazione di metodologie di simulazione è diffusa in molti settori dell’Industria 4.0 e supporta l’identificazione di soluzioni efficaci e pratiche di miglioramento, senza la necessità di impiegare tempo e risorse nel riorganizzare l’ambiente di produzione. I sistemi di simulazione hanno particolare valore in attività tecniche complesse e ad alto rischio; ad esempio, i piloti di aereo si allenano continuamente sui simulatori di volo e i tirocinanti in medicina operano su modelli di simulazione per identificare possibili complessità, all’interno di un ambiente sicuro e controllato.
In sanità il Digital twin è un modello in quattro dimensioni, dove il tempo rappresenta la quarta dimensione che si aggiunge alle tre dimensioni spaziali e viene utilizzato nella simulazione di un reparto ospedaliero, di più reparti o addirittura di un intero ospedale. Il Digital Twin collega il mondo fisico con il mondo virtuale, trasformando i dati in attività misurabili.
Il gemello digitale riproduce modelli fisici di spazi e processi e gestisce parametri legati ai tempi e all’utilizzo delle risorse (spaziali, tecnologiche, …), aiutando a identificare soluzioni per semplificare i processi, migliorare l’esperienza del paziente, ridurre i costi di gestione e migliorare la qualità dell’assistenza.
In particolare, permette di spostare asset, riconfigurare reparti e vedere gli effetti di tali cambiamenti nell’ambiente di simulazione. Lavorando su quattro dimensioni, riproduce nel dettaglio come lavora un ospedale. L’efficacia del Digital Twin di una struttura ospedaliera può essere aumentata dall’utilizzo dei dati generati dai sistemi di Real-Time Locating Systems (RTLS). Si tratta di tecnologie che tracciano in tempo reale il movimento di dispositivi, apparecchiature o anche persone, pazienti e staff.
Come funziona la tecnologia RTLS
La tecnologia RTLS si basa su sensori di tracciamento utilizzati per localizzare oggetti e per supportare le persone a trovare il loro percorso all’interno della struttura ospedaliera; interfacce virtuali mostrano in tempo reale i tracciamenti e forniscono accesso ai dati al fine di ottimizzare percorsi complessi, ridurre costi e migliorare l’assistenza. Possono perciò essere molto utili nell’affinare i processi di simulazione: i dati di RTLS possono supportare il Digital Twin nel prevedere la disponibilità di dispositivi e risorse e nel verificarne rapidamente l’effetto nel mondo reale.
Le applicazioni del Digital twin in sanità
Le principali applicazioni del Digital twin in sanità sono:
- prevedere il risultato di uno specifico scenario, ad esempio la riorganizzazione dei percorsi del paziente in un determinato reparto;
- valutare su base quantitativa l’impatto di differenti layout degli spazi, ad esempio una riorganizzazione delle sale di attesa;
- effettuare stress test operativi su un reparto o un intero ospedale.
L’obiettivo è ottenere processi efficaci che tengano il paziente al centro del percorso di cura: è possibile valutare cosa accade in uno scenario specifico come quando si verifica un afflusso elevato di pazienti in pronto soccorso, come accaduto durante l’emergenza Covid, oppure valutare l’impatto operativo di un aumento di domanda di un certo servizio diagnostico da parte dei pazienti e i conseguenti effetti su assets, staff, etc. In generale, più passaggi ci sono nel percorso del paziente, maggiori sono le opportunità di miglioramento.
Diagnostica per immagini
In particolare, i centri di diagnostica per immagini sono sottoposti oggi a un elevata domanda di prestazioni: secondo una recente pubblicazione di Harvard Business Review, negli Stati Uniti vengono eseguiti più di 80 milioni di esami di tomografia computerizzata all’anno e il numero è in continuo aumento. Questa enorme richiesta di esami di diagnostica per immagini rappresenta una sfida per gli operatori di tutto il mondo. Qual è il modo migliore per utilizzare spazi, apparecchiature e staff per offrire la migliore assistenza ai pazienti? Qui è chiaro il valore di sistemi di simulazione robusti e affidabili, con cui è possibile tracciare il paziente dal momento del check-in alla consegna del referto, disegnando un processo focalizzato sul paziente. Costruendo un modello dinamico di una struttura sanitaria, gli operatori possono identificare e diffondere l’uso di best practice per migliorare l’efficienza, l’esperienza del paziente e la qualità di cura.
Estensione di reparti
La tecnologia Digital twin può supportare rinnovi o estensioni di reparti e minimizzare la necessità di costosi cambiamenti dopo che il reparto è stato riorganizzato.
L’utilizzo della tecnologia RTLS rappresenta un altro aspetto della digital transformation in sanità, attraverso l’automazione di processi nei reparti e l’ottimizzazione dei tempi per il personale al fine di mantenere l’attenzione sul paziente. In particolare, RTLS supporta il tracciamento degli asset che in organizzazioni sanitarie complesse può essere un obiettivo davvero sfidante, consente di migliorare l’esperienza del paziente, guidato efficacemente attraverso la struttura e contribuisce a migliorare il grado di soddisfazione dello staff che è facilitato nelle attività di ricerca dei dispositivi o di altro personale durante l’operatività.
Conclusioni
Affinché le applicazioni di Digital twin e RTLS siano efficaci, è indispensabile una forte collaborazione tra i diversi attori, sia interni che esterni, di progetto: i dirigenti ospedalieri, lo staff clinico, gli operatori sanitari, il personale amministrativo, gli studi di progettazione ospedaliera e soprattutto il partner tecnologico che deve essere motivato e qualificato e che deve portare la sua competenza nelle diverse fasi progettuali, dal disegno della soluzione alla sua realizzazione operativa, fino alla gestione dei sistemi, al fine di supportare gli interlocutori clinici a ottimizzare le loro performance, estendere le loro capacità e portare innovazione per offrire migliori percorsi di cura.
Per essere efficaci, quindi, tali tecnologie vanno applicate in un contesto di partnership: i diversi attori devono valutare periodicamente i risultati da Digital twin e RTLS per confermare il miglioramento dell’operatività. Inoltre, come detto in precedenza le due tecnologie sono sinergiche: RTLS può fornire una fonte di dati aggiuntivi che va ad arricchire l’efficacia del modello Digital twin, grazie al fatto che l’impatto dei cambiamenti apportati nelle simulazioni a layout di spazi oppure a percorsi può essere valutato nella reale operatività.
