Monografia Accademica Ufficiale · DISI-RH-2026-01

RosettaHealth: Un'Architettura Mobile Edge Zero-Cloud per l'Interoperabilità Semantica tra Fascicolo Sanitario Elettronico (HL7 CDA) e Apple HealthKit

Trattato formale di ingegneria del software sanitario. Formalizzazione del parsing SAX streaming ad allocazione costante \(\mathcal{O}(d_{\max})\), pipeline di validazione anagrafica Identity Firewall, Doppio Binario Semantico (Vitals vs. Chimica Clinica FHIR R4) e benchmark empirici su hardware fisico Apple A17 Pro e A15 Bionic.

Alessandro Mainardi Alma Mater Studiorum — Università di Bologna (DISI)
ORCID: 0009-0003-7003-7247 Wikidata: Q141886579 DOI: 10.5281/zenodo.23735226 44 Pagine (ISO A4) Open Access CC BY 4.0
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Estratto Accademico · Abstract

Sommario (Italiano)

La digitalizzazione dei referti clinici nell'ambito del Fascicolo Sanitario Elettronico (FSE 2.0) ha prodotto una disponibilità senza precedenti di dati sanitari per i cittadini. Tuttavia, l'esperienza utente sui dispositivi mobili rimane frammentata: i documenti clinici vengono prevalentemente erogati come file PDF non strutturati, impedendo l'integrazione continua con i framework di telemetria fisiologica nativi come Apple HealthKit. Questo lavoro presenta l'architettura formale di RosettaHealth, un framework mobile-edge nativo in Swift 5.10 progettato per l'interoperabilità semantica deterministica e zero-cloud tra lo standard HL7 Clinical Document Architecture (CDA) Release 2 e Apple HealthKit.

La sicurezza e la riservatezza dei dati sono garantite a livello strutturale mediante l'Identity Firewall, che applica una distanza metrica normalizzata di Jaro-Winkler con fallback su Levenshtein sull'intestazione anagrafica per prevenire iniezioni accidentali di dati di terzi, e dal Doppio Binario Semantico, che isola i campioni biometrici fisiologici (HKQuantitySample) dai referti di chimica clinica complessi archiviati nel vault locale crittografato SwiftData sotto forma di risorse standard FHIR R4. La valutazione empirica su hardware fisico (iPhone 15 Pro con Apple A17 Pro e iPhone 13 con Apple A15 Bionic) dimostra che il parsing streaming a passaggio singolo mantiene una complessità spaziale \(\mathcal{O}(d_{\max})\) con picco di soli 4.2 MB di RAM e latenza end-to-end compresa tra 32.5 ms e 409.1 ms.

Abstract (English)

The digitization of clinical documentation across the Italian Electronic Health Record framework (FSE 2.0) has made medical documents accessible to citizens; however, patient engagement on mobile operating systems remains constrained by unstructured PDF formats. This monograph presents the engineering architecture of RosettaHealth, a native Swift 5.10 mobile-edge framework achieving deterministic on-device semantic interoperability between HL7 CDA Release 2 laboratory reports and Apple HealthKit under a strict Zero-Cloud and Privacy-by-Design paradigm.

Indice dei Contenuti della Monografia

La monografia si articola in 9 capitoli e 3 appendici formali, per complessive 44 pagine redatte secondo gli standard tipografici dell'ingegneria informatica.

CAPITOLO 01
Introduzione e Contesto
Il paradosso del PDF sanitario (\textit{data tomb}), analisi della centralizzazione cloud e formalizzazione dei 6 contributi scientifici di RosettaHealth.
CAPITOLO 02
Stato dell'Arte & Standard
Analisi comparativa: FSE 2.0 (DPCM 29/09/2023), ontologie LOINC e UCUM, Apple HealthKit e lo standard HL7 FHIR R4.
CAPITOLO 03
Architettura Zero-Cloud & Sicurezza
Paradigma mobile edge computing, modello di minaccia formale STRIDE, isolamento biometrico Secure Enclave e conformità GDPR Art. 9 & 25.
CAPITOLO 04
Il Rosetta Transcoder Engine
Parser SAX streaming streaming ad allocazione costante \(\mathcal{O}(d_{\max})\), pipeline Identity Firewall (Jaro-Winkler) e architettura a Doppio Binario Semantico.
CAPITOLO 05
Supporto Decisionale Clinico (CDS)
Actor analitico Swift asincrono per l'identificazione di trend avversi longitudinali (rigidità arteriosa, peggioramento lipidico) e conformità MDR 2017/745.
CAPITOLO 06
Ingegneria Software & Apple Ecosystem
Architettura Clean/MVVM, Swift Concurrency senza lock (Actors), pipeline di persistenza SwiftData Class A e Share Extension per ingestion da file system.
CAPITOLO 07
Valutazione Sperimentale & Benchmark
Test suite TDD multi-tier, stress test avversariali (fuzzing), benchmark XCTest su iPhone 15 Pro vs 13 con metriche XCTClock/Memory/CPU ed Energy Trace.
CAPITOLO 08
Conclusioni e Sviluppi Futuri
Sintesi dei risultati, limiti metodologici e roadmap evolutiva verso modelli SLM on-device (CoreML) per la spiegabilità dei referti.
CAPITOLO 09
Appendici Ontologiche & Schemi
Matrici LOINC \(\rightarrow\) HealthKit / FHIR, payload XML CDA annotato, specifica XcodeGen e modello di citazione formale.

Modello di Citazione Ufficiale (BibTeX)

Se utilizzi l'architettura, i mapping ontologici o i dati sperimentali di RosettaHealth nella tua ricerca o nei tuoi progetti software, cita la monografia come segue:

@article{mainardi2026rosettahealth,
  author    = {Mainardi, Alessandro},
  title     = {{RosettaHealth: Un'Architettura Mobile Edge Zero-Cloud per l'Interoperabilit{\`a} Semantica tra Fascicolo Sanitario Elettronico (HL7 CDA) e Apple HealthKit}},
  year      = {2026},
  month     = {10},
  publisher = {Zenodo},
  doi       = {10.5281/zenodo.23735226},
  url       = {https://doi.org/10.5281/zenodo.23735226},
  note      = {Monografia Tecnica Accademica, 44 pagine. Alma Mater Studiorum -- Universit{\`a} di Bologna (DISI). Validazione sperimentale su iOS 17 e watchOS 10.}
}