Molto vicino all'essere umano

Nel progetto ANIMMED, un filo guida di un catetere viene inserito attraverso un modello di vasi sanguigni con l'aiuto dell'IA. © Fraunhofer IPA/Foto: Vanessa Stachel

Dal precedente «Gruppo di Progetto per l’Automazione in Medicina e Biotecnologia (PAMB)» è diventato, dopo dieci anni, «Tecnologie Sanitarie Cliniche» del Fraunhofer IPA di Mannheim. Il cambio di nome esprime come si sia spostato il focus del team interdisciplinare di 20 ricercatori in questo periodo: da una pura automazione di laboratorio verso una stretta collaborazione con medici e mediche direttamente in clinica.

Con la fondazione dell’allora gruppo di progetto IPA a Mannheim, si voleva rafforzare questa sede consolidata di tecnologia medica attraverso la presenza del Fraunhofer. All’inizio si trattava principalmente di ingegneria meccanica, tecnologia dei processi biologici e robotica. «Anche oggi progettiamo dispositivi, ma ora ci rivolgiamo molto più alle esigenze della quotidianità clinica», spiega il fisico Dr.-Ing. Jens Langejürgen, che lavora all’IPA da cinque anni e dirige il dipartimento dal luglio 2021.

Test-OP con attrezzatura 5G

In ospedale, per il futuro, sono fondamentali la connettività e la digitalizzazione. Le richieste si possono riprodurre solo in parte in condizioni di laboratorio. «Si tratta di molte proprietà e sottoprocessi che possono essere implementati in modo efficiente solo se siamo molto vicini all’applicazione», spiega il Dr. Langejürgen. Il dipartimento si trova nel cuore del Policlinico dell’Università di Mannheim. Tra le attrezzature vi è anche un proprio Hybrid-OP con tecnologia 5G, dedicato esclusivamente alla ricerca e sviluppo. Come parte del campus di ricerca M²OLIE, il dipartimento collabora con medici e aziende per una nuova infrastruttura per terapie tumorali innovative e più rapide.

Brevetti vari

Negli ultimi anni sono state presentate 29 domande di brevetto, di cui 18 già concesse. Gli sviluppi sono molteplici. Strumenti chirurgici idraulici, robot stampati in 3D per l’operazione e ausili di navigazione per biopsie sono tra le innovazioni. Un mulino sterile estrae da biopsie tumorali singole cellule vive come punto di partenza per una terapia personalizzata. Un sensore senza contatto riconosce se una persona può respirare autonomamente, un aspetto decisivo soprattutto nei neonati in ventilazione.

Licenze e spin-off

Oltre alla ricerca, il dipartimento IPA tiene sempre d’occhio anche la possibile commercializzazione, perché alla fine gli sviluppi devono essere a beneficio delle persone. Oltre ai contratti di licenza, ciò avviene tramite spin-off dei dipendenti. Diversi aziende sono già state fondate dal dipartimento. Vibrosonic produce ausili acustici che amplificano il suono sul timpano come una «lente a contatto per l’orecchio». Thericon rende visibili diversi tipi di tessuto con imaging multispettrale nel trattamento dei tumori. Fast Forward Discoveries suddivide campioni di tessuto in singelle cellule per la medicina personalizzata. Altre spin-off sono in fase di preparazione.

Digitalizzazione e automazione

Sul tema «Digitalizzazione», le aspettative e la realtà in clinica sono ancora spesso distanti. Dispositivi all’avanguardia da un lato forniscono enormi quantità di dati. Dall’altro, medici e mediche devono ancora raccogliere informazioni da una moltitudine di appunti. Questi dati rimangono inutilizzati per decisioni rapide o per ottimizzare il trattamento tramite ricerche successive, perché mancano le interfacce appropriate. L’obiettivo è fornire tutte le informazioni rilevanti contemporaneamente in un sistema elettronico.

Un progetto attuale è TEDIAS, che inizia già con l’ammissione del paziente e si occupa di compiti routinari. Il sistema automatizzato dovrebbe portare struttura ai dati fin dall’inizio e creare più tempo per l’interazione vera e propria tra medico e paziente. Anche il progetto ANIMMED analizza i set di dati con metodi di intelligenza artificiale. Studi sull’efficienza dei processi digitali e sul valore delle innovazioni tecnologiche mirano ad aiutare in particolare le piccole e medie imprese a valutare e adattare le proprie tecnologie già in una fase iniziale di sviluppo, in condizioni reali.

Supporto rapido in emergenza

Dal dipartimento Tecnologie Sanitarie Cliniche non proviene solo alta tecnologia. Per esempio, nel Virus Fighter Handbook, una semplice app per l’uso di ventilatori durante la pandemia, e in un set di infusione economico per l’Uganda, che aiuta a evitare dosaggi errati, sono stati prioritari il supporto umanitario e la cooperazione solidale.