Многие пожилые люди опасаются, что хронические медицинские проблемы заставят их покинуть свои дома и переехать в дома престарелых, что сделает их зависимыми от других для их ухода и личных потребностей. Однако в ближайшем будущем новые технологии могут помочь им оставаться в своих домах дольше, возможно, на неопределенный срок, не отказываясь от своей независимости.
«Наша цель – как можно дольше держать людей в своих частных домах, – говорит Марджори Скубич, профессор электротехники и вычислительной техники в Университете Миссури. «Идея состоит в том, чтобы обнаружить функциональный спад или ранние признаки болезни, поэтому мы можем идентифицировать проблемы, когда они очень малы и активно реагируют на них до того, как они станут катастрофическими. Таким образом, маме не придется покидать ее дом.
Скубич и Мэрилин Ранц, кураторский профессор сестринского дела в школе Sinclair School of Nursing, разработали сенсорную сеть, которая может дистанционно контролировать изменения в характере деятельности людей и базовых состояниях здоровья, а также предупреждать специалистов здравоохранения о ранних признаках болезни и функциональном снижении ,
Красота системы заключается в том, что она может быть установлена в домах людей и контролироваться издалека, предоставляя автоматические данные, которые указывают на возможную потребность в медицинской помощи, позволяя пожилым людям избегать ненужных поездок в клиники и кабинеты врачей. Это значительное преимущество для пожилых людей, для которых часто бывает трудно путешествовать, особенно если они больше не ездят.
В то время как конечная цель состоит в том, чтобы разместить систему в частных домах, ученые в настоящее время тестируют сенсорную сеть в TigerPlace, в больнице Columbia, Mo., обслуживаемой Америкой. Недавно они получили грант Национального научного фонда (NSF) для расширения своих исследований в Western Home Communities, второе место в Сидар-Фолсе, штат Айова. Исследователи рассматривают это как первый шаг к внедрению системы в независимое жилье, «где большинство пожилых людей хотят быть», – говорит Скубич.
Оборудование, установленное в домашней обстановке и пассивное для человека, включает в себя детекторы движения, технологию видеоигр, основанную на системе Microsoft Kinect, которая может контролировать походку, и недавно разработанный датчик гидравлического слоя, который находится под матрасом, и может измерять индивидуальный пульс, дыхание и беспокойство во время сна.
«Мы не ожидаем, что жители сделают что-нибудь особенное», – говорит Скубич. «На самом деле мы хотим, чтобы они могли жить своей типичной моделью образа жизни и заниматься повседневной деятельностью, в то время как вычислительно мы собираем образец, который представляет их обычное поведение в их домах, – и затем мы ищем изменения. »
Работа поддержана инициативой Белого дома, US Ignite и NSF, ведущим федеральным агентством проекта, целью которого является реализация потенциала быстрых, открытых и новых высокоскоростных сетей нового поколения. US Ignite расширяет свою глобальную среду для сетевых инноваций, финансируемую NSF, или GENI, которая закладывает технические основы для программы.
US Ignite объединяет ряд высокоскоростных широкополосных ресурсов для создания «тестового стенда» в университетах и городах в национальном масштабе, обеспечивая быструю программируемую «виртуальную лабораторию», позволяющую академическим исследователям экспериментировать с будущими интернетами.
Система мониторинга на дому, разработанная исследователями Университета Миссури, входит в число первых грантов US Ignite, финансируемых NSF, в рамках программы EARly Grants for Exploratory Research (EAGER).
«Мы контролируем людей с множеством различных заболеваний, таких как диабет, артрит, гипертония и сердечные проблемы», – говорит Скубич. «Во-первых, мы устанавливаем базовый уровень поведения для каждого человека – мы его персонализируем для каждого человека, чтобы мы могли искать отклонения с течением времени. Если мы увидим их, мы отправим медицинское предупреждение клиницисту ».
Например, датчики обнаружения движения, установленные в каждой комнате и в других конкретных местах, например, внутри холодильника или кухонного шкафа, обеспечивают уровень активности.
«Эти датчики настроены на создание события каждые семь секунд», – говорит Скубич. «Вы понимаете, насколько активным или малоподвижным является человек. Если кто-то сидит в кресле в течение хорошей порции дня, вы получаете низкую плотность, тогда как активный человек, постоянно перемещающийся, будет генерировать более высокую плотность. Вы можете посмотреть плотность на разные часы дня. Другая вещь, которую детекторы движения могут сказать вам, – это когда кто-то выходит из дома. Если они перестанут ходить, это может стать ранним детектором проблем со здоровьем ».
Система Microsoft Kinect, игровой интерфейс, позволяет организму человека действовать как «контроллер», используя глубинную камеру для записи движения. Камера захватывает трехмерный силуэт, который представляет движущееся тело. Цель состоит в том, чтобы оценить походку, включая скорость ходьбы и длину шагов. Более короткие шаги, которые могут привести к медленной скорости ходьбы, часто могут быть ранним признаком слабости и когнитивного спада, а также увеличивает риск падения.
«Если вы обнаружите, что чья-то походка меняется, и они подвержены риску падения, вы бы хотели ее идентифицировать, поэтому вы можете оказать какое-то вмешательство, например физическую терапию», – говорит Скубич. «Если вы можете найти мышечную слабость или дисбаланс, прежде чем они вызовут проблемы, упражнения могут быть использованы для их укрепления»
Самая новая часть сенсорной упаковки – это датчик кровати, который «фиксирует пульс, скорость дыхания и беспокойство в постели», – говорит она. «Если кто-то плохо спит, это может быть ранним признаком болезни или может быть признаком боли или инфекции или проблемы с дыханием. Например, мы смогли обнаружить ряд инфекций мочевых путей до того, как резидент даже знает, что существует проблема из-за беспокойства и изменений в моделях ванной, которые появляются ночью – они возникают чаще, но изменения происходят так тонкие, они даже не осознают этого. Но это действительно важно, чтобы поймать их раньше.
Когда сенсорная сеть обнаруживает изменения, система отправляет автоматически созданное электронное письмо клиницистам, «кто может более внимательно рассмотреть, что происходит, – говорит Скубич. «Мы полагаемся на клиницистов, чтобы сделать диагноз, и клиницисты стали полагаться на систему оповещения о здоровье для ранних предупреждений. Видеоконференции высокого разрешения используются для обеспечения времени между местными клиницистами и жителями Айовы ».
Исследователи рассматривают коммерциализацию оборудования как следующий шаг, в то время как они продолжают тестирование. Кроме того, они также проводят дополнительные исследовательские идеи для улучшения системы, включая дополнительные датчики и новые компьютерные алгоритмы для улучшения предупреждений о состоянии здоровья.
В конце концов, они надеются, что он будет более широко доступен, предлагая спокойствие для пожилых людей, их семьи и их воспитателей. «У этого есть такой потенциал, чтобы проактивно помогать пожилым людям оставаться здоровыми и в их собственных домах, в то же время экономя затраты на здравоохранение», – говорит Скубич. «На сайте Cedar Falls мы установили эти системы в квартирах в 100-летнем здании. Если мы сможем их установить, мы сможем их установить в любом месте ».