Tele-Health Ink Pen è la prima penna a inchiostro sensorizzata. Brevettata dal Politecnico di Milano insieme all’Università degli Studi di Milano, è in grado di valutare alterazioni della scrittura. Un dato utile visto che questa per prima risente dell’insorgere di malattie neurodegenerative legate all’età, quali Alzheimer e Parkinson.
L’Italia è un Paese con un’elevata popolazione anziana. Quanto è importante monitorarne lo stato fisico e cognitivo? Nasce con questa idea THInkPen, la prima penna a inchiostro sensorizzata, brevettata dal Politecnico insieme all’Università degli Studi di Milano. Si tratta di un dispositivo in grado di valutare alterazioni della scrittura senza trascurare la naturalezza e la facilità d’uso del tradizionale approccio carta e penna. Un brevetto nato all’interno del progetto europeo H2020 MoveCare.
Il progetto, coordinato dalla Statale di Milano, aveva come obiettivo lo sviluppo di una piattaforma home-based per il supporto dell’anziano indipendente tramite il monitoraggio, l’assistenza e la promozione di attività. Questo per contrastare il declino fisico e cognitivo e l’esclusione sociale. Il ruolo del team del Politecnico, guidato dalla professoressa Simona Ferrante, è stati quello di sviluppare la parte di monitoraggio.
Perché proprio una penna per monitorare lo stato di salute
Quando si parla di monitoraggio remoto a sostegno della diagnosi precoce, l’utente è una persona ancora indipendente. Quindi meno propensa ad accettare una chiara intrusione nella vita quotidiana. Per questo, la parola chiave per sviluppare THInkPen è stata “trasparenza”. La tecnologia deve essere il meno invasiva possibile, non deve disturbare l’utente. Deve permettere di monitorare senza interferire. O interferire il meno possibile, con la vita quotidiana. Da qui, l’idea di arricchire di sensori uno degli oggetti di uso quotidiano più comune: una penna ad inchiostro. Tramite la penna, infatti, si può monitorare la scrittura dell’utente. Analizzarla è importante perché è uno dei gesti quotidiani che per primo risente dell’insorgere di malattie neurodegenerative legate all’età, quali Alzheimer e Parkinson, in quanto rappresenta una complessa armonia tra capacità cognitive, sensoriali e di controllo motorio. Ne consegue che il suo monitoraggio può facilitare la diagnosi precoce di queste patologie.
Una penna ad inchiostro, potenziata con l’Internet of Things
THInkPen è una penna a inchiostro IoT (Internet of Things) arricchita da sensori di movimento e forza, oltre a capacità di elaborazione dati e comunicazione. Fa un monitoraggio remoto della scrittura in maniera non invasiva per l’utente finale. Risulta indistinguibile da una normale penna a inchiostro e nessuna istruzione viene fornita all’utente, se non quella di usarla per la normale attività di scrittura. Consente lo studio simultaneo delle caratteristiche di scrittura e tremore sia durante test di scrittura standard che durante la scrittura libera. I dati dei sensori vengono memorizzati in maniera automatica e scaricati in un secondo momento. Una volta scaricati, i dati vengono analizzati tramite algoritmi sviluppati dai ricercatori del Politecnico per poter estrarre indicatori clinicamente rilevanti che quantifichino alterazioni di scrittura e tremore.
A che punto è il brevetto e un team al femminile
Nell’ambito del progetto europeo ESSENCE, i ricercatori Polimi e Unimi hanno lavorato all’ingegnerizzazione del prototipo della penna. La squadra delle inventrici di THInkPen è composta in prevalenza da donne e vede il coinvolgimento di due docenti del Dipartimento di Elettronica, Informazione e Bioingegneria del Politecnico di Milano, Simona Ferrante e Alessandra Pedrocchi. Inoltre, è coinvolto Alberto Borghese del Dipartimento di Informatica della Statale di Milano. Hanno lavorato al progetto Francesca Lunardini, postdoc Polimi e un’assegnista di ricerca, Milad Malavolti, con un dottorando Polimi, Davide Di Febbo.
Le applicazioni in pazienti a rischio di malattie neurodegenerative
Le alterazioni della scrittura sono segni tipici di uno spettro di malattie. Per questo THInkPen trova possibili applicazioni in pazienti a rischio o diagnosticati con malattie neurodegenerative legate all’età come l’Alzheimer o il Parkinson, malattie neurologiche quali tremore essenziale, distonie, malattia di Huntington, o ancora, disturbi specifici dell’apprendimento come le disgrafie. Le applicazioni di questa tecnologia trovano spazio sia in clinica, che a casa dell’utente. Nel primo caso THInkPen può dare supporto alla pratica clinica per la valutazione quantitativa della gravità dei sintomi e per la diagnosi differenziale di pazienti. Per quanto riguarda l’uso remoto THInkPen ha come fine il supporto alla diagnosi e il monitoraggio continuo della gravità dei sintomi e dell’effetto delle cure in pazienti già diagnosticati.
I vantaggi rispetto agli altri strumenti
A partire della fine del XIX secolo, l’analisi della scrittura è stata adottata come strumento clinico. Nella pratica clinica, il classico approccio carta e penna è preferito per semplicità e velocità. Le attuali tecnologie per la valutazione quantitativa della scrittura sono invece tavolette grafiche e tablet. Anche questo approccio però ha forti limiti. Costringe l’utente a scrivere su un’area di dimensioni ridotte riducendo così la naturalezza e la validità ecologica del gesto.
THInkPen è in grado di valutare alterazioni della scrittura senza trascurare la naturalezza e la facilità d’uso del tradizionale approccio carta e penna. Le caratteristiche peculiari sono semplicità, intuitività e trasparenza. In questo modo si mira ad ottenere un monitoraggio quantitativo affidabile della scrittura senza interferire con le abitudini quotidiane dell’utente. Per questo THInkPen si sostituisce completamente ad una comune penna: appare come una comune penna a inchiostro; consente la scrittura su carta comune; non richiede alcuna interazione con l’utente finale: la penna è azionata tramite rilevamento di movimento o richiesta esterna; inoltre, il download dei dati è automatizzato; non è necessaria supervisione di operatori esperti.
Queste caratteristiche sono cruciali per migliorare l’accettazione e ridurre l’ansia tecnologica che spesso caratterizza alcune popolazioni di utenti come quelli anziani. Ciò è ancora più importante quando il dispositivo è previsto nell’ambito di un monitoraggio domiciliare continuo.
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