La tecnologia 5G, grazie alle elevate prestazioni che si prefigge di raggiungere, permetterà lo sviluppo di soluzioni innovative in svariati settori di applicazione. I requisiti prestazionali quali bassa latenza (< 5ms), elevata densità (fino a 100 dispositivi/m2) e copertura (ubiquità della rete in aree urbane e rurali) rappresentano alcuni tra i più importanti obiettivi che la rete intende soddisfare al fine di esplorare nuovi scenari di utilizzo in svariati settori verticali.
Tra questi, il settore dell’assistenza sanitaria avanzata risulta essere un chiaro esempio in cui l’introduzione della tecnologia 5G promuoverà la definizione di nuovi servizi, come i servizi di Sanità Personalizzata legati alle specifiche esigenze individuali, verso un paradigma di assistenza patient-centric.
Nello specifico, l’assistenza sanitaria avanzata, ossia basata sull’ausilio dell’ICT, è distinta in due categorie:
- e-Health intesa come l’uso efficiente e sicuro delle tecnologie dell’informazione e della comunicazione a sostegno dei settori della sanità;
- m-Health intesa come un sottoinsieme delle applicazioni di e-Health focalizzate sulla fornitura di servizi sanitari e informazioni attraverso le tecnologie mobili.
La rete 5G permetterà, quindi, lo sviluppo di una nuova generazione di applicazioni e-Health/m-Health. Sarà in effetti possibile promuovere servizi fino ad oggi non realizzabili, a causa dei requisiti stringenti di latenza e di ubiquità della rete non raggiungibili con le infrastrutture di comunicazioni attuali, ma attuabili con l’introduzione del 5G (Figura1). In pratica, con l’ausilio del 5G si potranno promuovere soluzioni quali:
Figura 1: Requisiti rete 5G per applicazioni e-heath (fonte: “5G empowering vertical industries”, 5GPP)
- Riduzione delle disparità nell’accesso al trattamento sanitario: le disparità di trattamento tra strutture urbane e rurali verranno ridotte attraverso un accesso ubiquo ai servizi. Si potrà accedere ai servizi sanitari da qualunque luogo ed in ogni momento, in quanto la rete 5G permetterà un miglioramento nella copertura con data rate dell’ordine dei Megabit su tutto il territorio[1].
- Specializzare la medicina di precisione: l’elevata connettività e capacità della rete 5G consentirà l’introduzione di servizi innovativi in ambito sanitario basati sul paradigma noto come “medicina di precisione” per cui sarà possibile fornire cure personalizzate per ogni paziente basate sulla raccolta di informazioni personali superando il modello delle stime di dosaggio ottenute da analisi statistiche su grandi campioni di popolazioni. L’integrazione in tempo reale di un massiccio numero di “oggetti” (IoT), l’elaborazione di volumi di dati (Big Data), l’integrazione dei dati provenienti da dispositivi eterogenei, attraverso differenti reti, permetterà la raccolta e gestione di grandi quantità di informazioni, permettendo così l’elaborazione di dati per definire trattamenti farmaceutici personalizzati.
- Favorire l’utilizzo delle interfacce aptiche e della telemedicina: per “interfaccia aptica” si intende un dispositivo che permette di manovrare un robot, reale o virtuale, e di riceverne delle sensazioni tattili in risposta (retroazione o feedback). Uno dei limiti per la telemedicina è stato fino ad oggi legato ad alti tempi di latenza nelle comunicazioni che generavano fenomeni di “cyber sickness”, ovvero un conflitto sensoriale tra quello che si osserva virtualmente e quello che percepiscono gli altri sensi. Vari studi scientifici confermano che, tempi di latenza oltre i 200ms compromettono le capacità operative di chirurghi ed oltre i 250ms rendono molto difficile, quasi impossibile lavorare. L’introduzione del 5G permetterà di superare tali limitazioni grazie ai tempi di latenza molto bassi tra 1 e 5ms permettendo così la realizzazione della “Tactile Internet” in settori avanzati come la robotica chirurgica, tele-manipolazione o l’addestramento con operazioni simulate[2].
- Favorire la nascita di Smart Hospital: gli ospedali del futuro saranno degli smart hospital, luoghi in cui i pazienti, il personale, i laboratori e gli strumenti medici saranno tutti interconnessi e le informazioni si muoveranno in tempo reale velocizzando i servizi ed ottimizzando le strategie terapeutiche[3]. La rete 5G ne permetterà l’effettiva realizzazione grazie alla capacità di fornire una rete di comunicazione ultra-affidabile[4] in ogni contesto di propagazione. Il livello di servizio che il 5G sarà in grado di offrire sarà molto elevato (probabilità di interruzione di servizio < 10-7 ovvero interruzioni giornaliere complessive < qualche ms), promuovendo quindi servizi specifici come:
- Medicazioni intelligenti: sviluppo di dispositivi indossabili, “wereable device” che permetteranno di realizzare sistemi di monitoraggio sanitario e di somministrazione di medicazioni da remoto anche in situazioni di elevata mobilità del paziente come in treni ad alta velocità (mobilità > 300km/h).
- Gestione e tracciamento degli asset medicali: la rete 5G permetterà di promuovere soluzioni di gestione e tracciamento real time di vari dispositivi connessi presenti nell’ospedale (sedie a rotelle, monitor per elettrocardiogrammi, apparecchi di somministrazione medicinale, etc..), grazie all’elevata densità di connettività dei dispositivi (superiore ad un milione di terminali per km2) ed all’elevata accuratezza di localizzazione (precisione di circa 1 metro in condizioni di difficile propagazione indoor, “deep indoor environment”).
Ricadute economiche per il sistema sanitario europeo
Il profilo demografico europeo racconta di una comunità che sta invecchiando a tal punto da arrivare ad una piramide della popolazione caratterizzata da un elevato numero di anziani supportata da un numero ridotto di giovani[5] .
Contestualmente, si assiste al crescere della spesa medica pro capite, tale da stimare in media più del 10% del Prodotto Interno Lordo in Europa dedicato al settore della sanità.
Tale stima è destinata a crescere ulteriormente nei prossimi decenni. Pertanto, il contenimento di questo bilancio rappresenta una delle principali sfide socio-economiche di tutti gli stati membri, per i quali l’assistenza sanitaria avanzata viene identificata come una possibile soluzione e di conseguenza una priorità nell’agenda digitale europea[6].
Nello specifico, ciascun Paese sta lavorando per promuovere opportune strategie di e-Health attraverso riassetti normativi e adeguamento di policy [7] [8] che supportino la transizione verso un sistema di assistenza medica personalizzata e distribuita che superi il paradigma di ospedale-centralizzato. Ciò che si evince, è quanto è emerso anche dai recenti studi del Parlamento Europeo, per cui la reale implementazione dell’e/m-Health è strettamente correlata alla disponibilità di infrastrutture di reti ad elevate prestazioni, ossia in grado di fornire “una rete internet veloce e sicura, accessibile per tutti e da tante locazioni geografiche, con strumenti di altissima qualità per la gestione del traffico, in grado di garantire un preciso (< 1÷5 ms) spostamento di dati. Questo significa l’implementazione di cambiamenti che vanno nella direzione del 5G e che permettono la realizzazione di servizi dedicati al pubblico interesse, come ad esempio la sanità. Noi abbiamo anche bisogno di infrastrutture computazionali ad alte performance, per un veloce processamento e la gestione in sicurezza, indirizzate sulle sfide di problemi sanitari. Questo sarà la base per la creazione di una medicina personalizzata“. [9]
L’introduzione di tecnologie avanzate come il 5G permetterà, in definitiva, di percorrere questo obbiettivo, anche se, come già ricordato, sebbene la diffusione di applicazioni di e/m-heath potrebbe risultare determinante nel ridurre i costi di assistenza sanitaria del 15% in Europa, allo stesso tempo è necessaria la disponibilità di tale tecnologia a breve, come anche dimostrato dalla consultazione pubblica dell’UE sul tema (e-Health Action Plan 2012-2020)[10] per la quale si evince che l’ostacolo fondamentale per la realizzazione e diffusione di tali servizi (soprattutto per servizi m-health) è il fatto che solo un terzo degli europei ha accesso a internet attraverso propri dispositivi personali[11] . La necessità di estendere la copertura di rete con elevate capacità rappresenta quindi l’elemento chiave per l’effettiva introduzione di servizi sanitari del prossimo futuro.
Note:
[1] https://populationpyramid.net/europe/2016/
[2] EU E-health policy, http://ec.europa.eu/health/ehealth/policy/index_en.htm
[3] Overview of the national laws on electronic health records in the EU Member States and their interaction with the provision of cross-border eHealth services, http://ec.europa.eu/health/ehealth/docs/laws_report_recommendations_en.pdf
[4] Security and Resilience in eHealth Infrastructures and Services , https://www.enisa.europa.eu/publications/security-and-resilience-in-ehealth-infrastructures-and-services
[5] mHealth – Position Paper, http://michalboni.pl/mhealth-position-paper/
[6] European Commission (2012), Communication from the commission to the European Parliament, the Council, the European Economic and Social Committee and the Committee of Regions – e-Health Action Plan 2012-2020 – Innovative healthcare for the 21st Century
[7] European Commission (2014) Green Paper on mobile Health (MHealth)
[8] NGMN Alliance, “5G White Paper ,” February 2015.
[9] Realizing the Tactile Internet: Haptic Communications over Next Generation 5G Cellular Networks, https://arxiv.org/pdf/1510.02826.pdf
[10] 5G and e-Health, https://5g-ppp.eu/wp-content/uploads/2014/02/5G-PPP-White-Paper-on-eHealth-Vertical-Sector.pdf
[11] 5G Systems White Paper, http://www.ericsson.com/res/docs/whitepapers/what-is-a-5g-system.pdf
