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Progetto ATLAS RTLS in ambito ospedaliero

Progetto ATLAS RTLS in ambito ospedaliero

Background

Perché un ospedale possa migliorare le sue prestazioni il punto da cui partire è senza dubbio l’efficientamento dei processi operativi che coinvolgono il personale (medici, infermieri) e l’ottimizzazione dell’impiego degli asset ospedalieri (dispositivi medici, barelle, sedie a rotelle, …). Uno studio condotto dalla società di consulenza Gartner ha stimato che ogni anno una percentuale compresa fra il 10% e il 20% dell’inventario di asset ospedalieri viene allocato in modo errato o addirittura perso. Nei casi peggiori questo causa una perdita fino a 5000 USD/anno per singolo posto letto.

Il miglioramento delle performance di un ospedale passa anche dalla percezione di sicurezza che viene garantita al personale, con particolare riferimento agli infermieri e agli operatori di pronto soccorso. Episodi di emergenza, aggressione, violenza sono sempre più frequenti e causano nel personale un senso di insicurezza e precarietà evidente.
Le tecnologie di localizzazione (RTLS, Real-Time Locating Systems) forniscono dati in tempo reale per individuare gli schemi di spostamento di asset e persone e per avere tutte le informazioni necessarie per prendere decisioni informate, per razionalizzare i flussi di lavoro, migliorare l’assistenza ai pazienti e la sicurezza degli operatori.

Sfida

All’interno del progetto ATLAS è stata implementata una soluzione RTLS in collaborazione con un primario centro ospedaliero toscano. Obiettivo del progetto è stato quello di rispondere alle esigenze del cliente, validando le soluzioni tecnologiche sviluppate all’interno del progetto ATLAS.
In particolare, il centro ospedaliero ha manifestato alcune esigenze operative specifiche:
• verificare la presenza dei pazienti nelle stanze/reparti;
• ricevere segnalazioni di allarme in tempo reale qualora il paziente si allontani dal reparto in assenza di autorizzazione;
• dotare il personale infermieristico di dispositivi indossabili forniti di pulsante di chiamata allarme, in modo da ricevere segnalazioni di allarme geo-localizzate all’interno del reparto;
• ridurre i tempi di ricerca dei dispositivi medici (apparati medicali, carrelli dei medicinali, sedie a rotelle, barelle, etc) ai fini di un miglioramento dei processi operativi ed un incremento del tasso di utilizzo delle risorse.

Soluzione

La soluzione sviluppata ed implementata adotta la piattaforma MeshCube, che utilizza la tecnologia Wirepas Mesh 2.4GHz. Questa tecnologia è basata su una infrastruttura wireless di dispositivi che funzionano, sia da router per la comunicazione all’interno della rete sia da ancore di riferimento per la localizzazione indoor. La rete di comunicazione è di tipo mesh, ciò significa che l’informazione che parte da ogni nodo arriva al software di monitoraggio tramite una propagazione multi-hop. La rete mesh è auto-configurante, ovvero i percorsi di comunicazione, da ogni nodo fino al collettore, sono aggiornati automaticamente tramite gli algoritmi di routing in funzione dello stato della rete. Questo permette di avere una infrastruttura robusta e resiliente rispetto ad eventuali guasti di singoli nodi.
Inoltre, la rete è auto-scalabile: l’aggiunta di nodi viene gestita in modo trasparente e automatico, tramite protocolli di connessione e autenticazione ad elevata sicurezza.

I tag, applicati ai singoli asset ospedalieri o indossati dal personale e dai degenti, effettuano periodicamente la scansione dei nodi-ancora nei dintorni, ed inviano l’informazione di localizzazione al software di monitoraggio. Grazie al ridotto consumo energetico dei dispositivi, che consente un funzionamento a batteria delle ancore, è stato possibile implementare l’intero sistema senza stendere un solo metro di cavo. L’installazione dell’intera infrastruttura, che ha coinvolto un intero reparto dell’ospedale, è stata effettuata in meno di mezza giornata di lavoro da due operatori.

In ogni stanza del reparto (camere dei pazienti, ambulatori, stanze degli infermieri, …) è stata installata un’ancora Wirepas Ultra Zero. Le ancore sono installate al soffitto, mentre il gateway è stato installato nell’area di accettazione del reparto, posizionata all’incirca al centro del reparto stesso. Attraverso la rete mesh, tutte le ancore comunicano attraverso il gateway con il software MeshCube. Un software applicativo di alto livello, interfacciato tramite API REST http, è stato sviluppato per fornire al personale una dashboard semplice ed intuitiva per accedere ai dati del sistema.

Ogni paziente, al momento dell’ingresso nel reparto è dotato di un braccialetto Wirepas SafeBand, realizzato con materiali ipo-allergenici e compatibili con le procedure di pulizia e sanificazione. Il braccialetto è dotato di pulsante di chiamata infermiere ed integra la funzionalità di rilevamento caduta con allarme localizzato tramite il sistema di posizionamento integrato in MeshCube. Il personale infermieristico e medico è invece stato dotato di un dispositivo Wirepas SafeX Lite, che viene indossato al taschino del camice, ma che garantisce le stesse funzionalità.

Infine, su tutti i dispositivi medici del reparto è stato applicato un tag Wirepas Slim Tag, utilizzato per l’identificazione ed il tracciamento dei dispositivi. Il tag è applicato in modo tale per cui eventuali tentativi di effrazione siano rilevati dagli algoritmi evoluti di rilevazione di movimento, in modo da inviare una segnalazione di allarme automatica.

Ai fini di integrare un controllo in tempo reale delle uscite non autorizzate dal reparto (da parte di pazienti o di dispositivi medici), in corrispondenza del varco di accesso è stato implementato un sistema di controllo accessi in tecnologia Bluetooth Low Energy, realizzato tramite due antenne in grado di rilevare non solo il transito ma anche la direzione. Il sottosistema di controllo accessi è integrato tramite MQTT all’interno di MeshCube. Tutti i tag del sistema sono configurati, tramite l’interfaccia di configurazione di rete di MeshCube, per abilitare sia la localizzazione periodica su rete mesh sia la localizzazione real-time dei transiti sul varco tramite beaconing Bluetooth Low Energy.

Risultati

La tecnologia MeshCube, sviluppata nel progetto ATLAS e adottata nel progetto che ha visto coinvolto un centro ospedaliero in Toscana, ha permesso di offrire un’unica infrastruttura RTLS per molteplici funzioni: localizzazione del personale, tracciamento degli asset, identificazione e localizzazione di eventi di allarme, controllo delle uscite non autorizzate. I primi risultati hanno già evidenziato una diminuzione dei tempi di ricerca dei dispositivi medici ed un miglioramento del tasso di utilizzo delle risorse.

La soluzione innovativa MeshCube ha reso possibile lo sviluppo di una infrastruttura totalmente wireless. L’assenza di infrastruttura cablata si traduce in bassi costi di progettazione e di installazione e permette una perfetta adattabilità anche nel caso di installazioni retrofit su edifici esistenti. Nel mercato delle soluzioni RTLS per l’assistenza sanitaria, infatti, ATLAS ha sviluppato un modello unico: mentre le soluzioni RTLS esistenti si rivolgono agli Smart Hospital, ATLAS si rivolge a ogni struttura ospedaliera, anche quelle tecnologicamente più datate, con l’obiettivo di trasformarla in uno Smart Hospital con un investimento economico limitato.
Altro elemento premiante della soluzione sviluppata è il fatto che non richiede l’utilizzo di infrastrutture di comunicazione di terze parti (ad esempio rete WiFi dell’ospedale). Questo garantisce al gestore del servizio un controllo completo della funzionalitàà e dell’operatività del sistema, in tutte le sue componenti hardware e software, dalla periferia (tag, ancore) fino al centro (software applicativo).