Telemonitoring patients' vital signals collected through wearable sensors during clinical trials: development of a web-based dashboard

Diabetes is a chronic health condition that affects over 400 million people worldwide and this number is predicted to further increase in the near future. This disease has multiple serious complications, both short- and long-term, and requires constant attention in order to maintain glycemic levels in a safe range. This is especially true for patients with Type 1 Diabetes, as their condition is more dangerous and requires to be managed throughout life. In recent years, the burden on diabetic patients has been eased by the introduction of CGM (Continuous Glucose Monitoring) sensors, connected pens for insulin administration, CSII (Continuous Subcutaneous Insulin Infusion) pumps, fitness trackers and other smart devices. All these technologies generate a large amount of data, which, if properly collected and managed, provide multiple opportunities for the creation of new instruments to integrate research platforms and support remote patient monitoring. Recently, the Biomedical Engineering research group in the University of Padova presented IMPACT (Integrated Mobile Platform for Automated Clinical Trials). This platform, which aims to support data collection and structuring in clinical trials, is composed of three main entities: a mobile app, a cloud database and a web interface. While the first two elements had already reached a good development stage, the third one still needed refinement. The aim of this thesis project was to design and implement a new dashboard-based web interface to allow the real-time telemonitoring of diabetic patients, with particular focus on making it user-friendly and easy-to-use. This interface was designed according to observations from a literature review on clinical dashboards and key requirements for an effective design and then implemented on a multi-platform development framework, which will allow to deploy the application on numerous operative systems. The dashboard allows to monitor patient data, generate documents and manage trial settings; it was also provided with a responsive layout, which makes it deployable on multiple sorts of devices with different sizes. Finally, the interface was tested within the aforementioned research group for a preliminary assessment of its usability.

Il diabete è una patologia cronica che colpisce oltre 400 milioni di persone in tutto il mondo e si prevede che questo numero aumenterà ulteriormente nel prossimo futuro. Questa malattia ha molteplici complicazioni gravi, sia a breve che a lungo termine, e richiede costante attenzione per mantenere i livelli glicemici in un intervallo sicuro. Ciò è particolarmente vero per i pazienti con diabete di tipo 1, poiché la loro condizione è più pericolosa e necessita di essere gestita per tutta la vita. Negli ultimi anni, le difficoltà per i pazienti diabetici sono state ridotte dall'introduzione di sensori CGM (Continuous Glucose Monitoring), penne intelligenti per la somministrazione di insulina o infusori CSII (Continuous Subcutin Insulin Infusion), fitness tracker e altri dispositivi smart. Tutte queste tecnologie generano una grande quantità di dati, che, se opportunamente raccolti e gestiti, offrono molteplici opportunità per la creazione di nuovi strumenti per integrare piattaforme di ricerca e supportare il monitoraggio a distanza dei pazienti. Recentemente il Gruppo di ricerca di Bioingegneria del DEI dell’Università di Padova ha presentato IMPACT (Integrated Mobile Platform for Automated Clinical Trials). Questa piattaforma, che mira a supportare la raccolta e la strutturazione dei dati nei trial clinici, è composta da tre entità principali: un'app mobile, un database cloud e un'interfaccia web. Mentre i primi due elementi avevano già raggiunto una buona fase di sviluppo, il terzo necessitava ancora di essere perfezionato. L'obiettivo di questa tesi era quello di progettare e implementare una nuova interfaccia web basata su dashboard che consenta il monitoraggio in tempo reale di pazienti diabetici, con particolare attenzione a renderla user-friendly e facile da usare. L’interfaccia è stata progettata basandosi su osservazioni tratte da una revisione della letteratura su dashboard di tipo clinico e su requisiti chiave per un design efficace, e quindi implementata in Flutter, un framework di sviluppo multipiattaforma che permetterà di distribuire l’applicativo su numerosi sistemi operativi. La dashboard permette di monitorare i dati dei pazienti, generare documenti e gestire le impostazioni del trial; è stata inoltre dotata di un layout responsive, che la rende fruibile da molteplici tipi di dispositivi con dimensioni diverse. Infine, l'interfaccia è stata testata all'interno del gruppo di ricerca sopracitato al fine di valutarne l'usabilità in forma preliminare.