Van zorgvraag naar technisch CE-conform prototype
Valincidenten bij ouderen vormen een groot probleem binnen de ouderenzorg. Ondanks de brede inzet van rollators als mobiliteitshulpmiddel. Uit onderzoek blijkt zelfs dat juist tijdens het gebruik van deze hulpmiddelen nog steeds veel ongevallen plaatsvinden.
Uit het onderzoek, uitgevoerd door het Erasmus MC is gebleken dat een significant deel van deze incidenten ontstaat wanneer de gebruiker zich te ver achter de rollator positioneert. In deze situatie kan de rollator zijn stabiliserende functie niet langer optimaal vervullen en neemt het risico op struikelen of wegglijden sterk toe. De gevolgen zijn vaak ernstig en kunnen leiden tot botbreuken, ziekenhuisopnames en een versnelde afname van zelfstandigheid. Vanuit zorginstellingen is daarom de behoefte ontstaan aan een hulpmiddel dat niet alleen passieve ondersteuning biedt, maar ook actief kan bijdragen aan het voorkomen van gevaarlijke situaties.
De basis voor de ontwikkeling van een slimme rollator werd gelegd binnen een eerder project van studenten Zorgtechnologie aan Avans Hogeschool. In samenwerking met thuiszorgorganisaties werd onderzocht hoe traditionele hulpmiddelen verrijkt konden worden met slimme functies. In deze fase ontstond het concept van een rollator die met rechtopstaande handvatten het postuur van de gebruiker verbetert. Hoewel destijds conceptschetsen zijn opgesteld, werd het project niet direct doorontwikkeld. Pas later, toen zorgorganisatie De Herbergier opnieuw aandacht vroeg voor dit project, is het concept opnieuw opgepakt en ondergebracht bij Improvia als een gesubsidieerd ontwikkelproject.
Het centrale doel van het project is het voorkomen van valincidenten door middel van actieve afstandsbewaking tussen gebruiker en rollator. De slimme rollator meet continu hoe ver de gebruiker zich ten opzichte van het hulpmiddel bevindt en controleert of deze afstand binnen een veilige marge blijft. Zodra de afstand buiten deze zone komt, is het systeem in staat dit te detecteren en corrigerend op te treden. Daarmee verschuift de rollator van een passief mechanisch hulpmiddel naar een intelligent zorg ondersteunend systeem met een actieve monitoring en afstandsregeling.
Technisch gezien is de kern van het systeem opgebouwd rond een combinatie van sensoren, embedded elektronica en aandrijving. Voor de afstandsmeting wordt gebruikgemaakt van ToF-sensoren (Time of Flight) die in staat zijn om continu en betrouwbaar de positie van de gebruiker te bepalen. Hierdoor kan het systeem BLDC-hub motoren aansturen om de afstand tussen gebruiker en rollator te bewaken. Door meerdere sensoren in de rollator te plaatsen, zoals onder andere multi-zone ToF-sensoren, een IMU, encoders en capacitieve Touch sensoren, kan niet alleen de afstand tussen gebruiker en rollator gedetecteerd en geregeld worden, maar kan het systeem ook obstakels ontwijken, ondersteunen tijdens het lopen, ondersteunen op hellingen en de rollator hierop stabiel stil laten staan.
De sensordata wordt verwerkt door een embedded besturingseenheid, die fungeert als het brein van de slimme rollator. Deze eenheid bestaat uit vier microcontrollers, één in elk handvat en één per aangedreven wiel die continu meetwaarden inlezen, filteren en interpreteren. De microcontrollers communiceren onderling via het CAN-bus protocol en maken gebruik van een real-time besturingssysteem. Binnen de software worden ruwe meetwaarden omgezet naar bruikbare informatie, zoals afstand, snelheid en veranderingen daarin. De besturingssoftware is ontworpen met real-time-eigenschappen, zodat het systeem snel kan reageren op onveilige situaties. Tegelijkertijd wordt door het systeem alle data gelogd om hieruit belangrijke informatie te kunnen halen voor toekomstige verbeteringen.
De interactie met de gebruiker vindt plaats via een eenvoudige interface die specifiek is afgestemd op de doelgroep. Omdat veel gebruikers te maken hebben met beperkingen in motoriek, zicht of gehoor, is gekozen voor zo min mogelijk interactie met de gebruiker om een zo vertrouwd mogelijk gevoel te behouden. De focus ligt vooral op zorgpersoneel en familieleden van de gebruiker, die via een web interface de juiste afstand tot de rollator eenmalig kunnen instellen. De gebruiker zelf heeft slechts een minimale interface met de rollator: een LED-indicator die de systeemstatus weergeeft. Overige functionaliteiten verlopen volledig automatisch. Tijdens het gebruik wordt de gebruiker gewaarschuwd, doordat de rollator autonoom corrigerend stuurt wanneer dat nodig is.
Naast functionaliteit speelt veiligheid een cruciale rol in het ontwerp. Het systeem moet fail-safe zijn en mag bij een storing nooit leiden tot een verhoogd risico voor de gebruiker. Dit betekent dat bij uitval van elektronica of sensoren de rollator automatisch terugvalt op zijn mechanische basisfunctionaliteit. Binnen de software zijn controles toegepast die afwijkende meetwaarden herkennen en het systeem in een veilige toestand brengen. Ook zal rekening gehouden worden met energiebeheer en batterijbewaking, zodat een lage accuspanning tijdig wordt gesignaleerd en de gebruiker wordt gewaarschuwd voordat de functionaliteit in gevaar komt.
Het project wordt uitgevoerd binnen een gesubsidieerd kader, waarbij de eindoplevering bestaat uit een werkend prototype dat voldoet aan de relevante CE-normen voor medische hulpmiddelen. Dit betekent dat het ontwerp moet voldoen aan eisen op het gebied van elektrische veiligheid en functionele veiligheid. Gedurende de ontwikkeling worden testen uitgevoerd om aan te tonen dat het systeem betrouwbaar functioneert onder uiteenlopende omstandigheden, zoals verschillende looptempo’s, houdingen, locaties en gebruikssituaties.
Het succes van het project wordt bepaald door de mate waarin het prototype aantoonbaar bijdraagt aan het verminderen van risicovolle situaties in de praktijk. Wanneer uit tests in zorginstellingen blijkt dat de slimme rollator de veiligheid van de gebruiker verbetert, intuïtief in gebruik is en geen extra belasting vormt voor zorgverleners, is het project geslaagd. Daarmee vormt de slimme rollator niet alleen een antwoord op een urgente zorgvraag, maar ook een concreet voorbeeld van hoe moderne embedded systemen, sensoriek en medische productontwikkeling samenkomen in innovatieve zorgtechnologie.
Dit programma wordt mede mogelijk gemaakt door de provincie Brabant en gemeente Breda.
