Progetto Alzheimer Mantova

Progetto Alzheimer Mantova

Finanziatore FONDAZIONE CARIVERONA

Project leader MAURIZIO CARISTIA

Triennio 2008-2010

Il progetto Alzheimer Mantova Metodologia Interventi sviluppati

Aree di Ricerca @ ARTS Lab:Advanced Robotics Technology and Systems Lab

Robotica Riabilitativa Robotica Bio-ispirata Bionica Robotica Umanoide Interfaccia Uomo-Macchina Robotica per l’Assistenza Gerontologia Ambient Assisted Living (AAL)

Progetto “Movement”

Sviluppo di un sistema per la mobilità avanzata modulare e versatile

Il centro del progetto è una piattaforma mobile (robotica) intelligente che può agganciarsi a dei moduli applicativi scelti dall’utente (per es. sedia, manipolatore, ICT Terminal)

Tulle le tre “dimensioni” della mobilità personale sono possibili:- Movimentazione di Persone - Movimentazione di Oggetti- Movimentazione di Informazioni

Progetto “Sorriso”

Sviluppo di un sistema innovativo per l’assistenza domiciliare e il monitoraggio da remoto di persone anziane

Il risultato è una “piattaforma demo” composta da:

Ambiente Domotico per l’acquisizione di parametri fisiologici e ambientali

Framework AmI che usa ubiquitous computing, comunicazione wireless and interfacce uomo macchina intelligenti

Sistemi di TV Digitale integrata con il Framework AmI, permette attraverso un Centro Servizi l’interazione del dottore o dell’assistente con il sistema di monitoraggio e assistenza

Monitoring and Domotic Devices

Communication Infrastructure Gateway

AAmmbbiieennttee DDoommoottiiccoo

File System

DSS

BUS: many to many communication

Framework AmI Subsistems (AmI Core)

Protocol Handler

Data Base

s

KDD System

GUI Realtime Monit.

Framework AmI

DTT Device

TV Programs

Contents Provider

Multiplexing

Network Operator

Modulation

BBrrooaaddccaasstt Service Centre

Service Centre Operator

Set Top Box MHP

TTVV

TTLLCC

nneettwwoorrkk dial-up, xDSL, GPRS, UMTS, Cable Modem

TTLLCC

nneettwwoorrkk dial-up, xDSL, GPRS, UMTS, Cable Modem

CHANNEL

Body PressureReader

Holter ECG

Bluetooth + batteries forHolter ECG

Accelerometer + Bluetooth +Batteries

Bluetooth + Batteries forBody PressureReader

Chest Belt for Holter ECG

Body PressureCuff

MONITORING DEVICES

Ambient Assisted Living “Ambient Assisted Living” (AAL) denota tutti i concetti, i prodotti e i servizi che collegano e

migliorano nuove tecnologie e sistemi sociali, allo scopo di aumentare la qualità della vita di tutte le persone in tutte le fasi della loro vita.

AAL può essere definita come “sistemi intelligenti di assistenza per una vita migliore e più sicura nell’ambiente domestico”.

Un programma europeo di finanziamento per programmi di ricecra e sviluppo di nuove tecnologie è già partito nell’ambito del FP7.

Domotic

Ambienti Intelligenti

Accesso ubiquitario

Conoscenza del contesto

IntelligenzaInterazioni

naturali

Ambient Intelligence

Accesso ubiquitario

In ogni momento, da ovunque e con qualsiasi dispositivo

L’utente è nomade: Dispositivi palmari indossabili Connessioni wireless

(senza fili) Interazioni implicite (computer

e connessioni scivolano in secondo piano, lasciando spazio alle interfacce ed ai sensori)

Conoscenza del contesto

Le informazioni raccolte servono a ricostruire la situazione di un’entità (persona, luogo, oggetto)

Il contesto cambia continuamente Dimensioni dell’awareness

(consapevolezza della casa): Localizzazione: il sistema può

adattarsi quando l’utente cambia posizione geografica, offrendo servizi diversi

Temporale: capacità di collocare e gestire gli eventi su una linea temporale

Personale: il sistema può adattarsi a bisogni e preferenze dell’utente

Altri aspetti relativi ai dispositivi o all’ambiente fisico

Ambient Intelligence

Intelligenza

Può adattarsi alle persone Apprende dal comportamento

dell’utente Prova a risolvere ambiguità Riflessione: il sistema modifica

se stesso attraverso: Ispezione Adattamento

Interazioni naturali

Linguaggi naturali: voce, gesti, etc. Facile individuazione ed utilizzo dei

servizi Facilità di apprendimento L’accessibilità deve essere garantita

per ogni tipo di utente

AAL: Lavoro in ARTS Lab

Sistemi di monitoraggio: Sensori pervasivi in ambiente domestico Tecnologie varie

Interfacce utente uomo-macchina: Commutatori Controllo remoto Comunicazione Intrattenimento Computer

Sistemi di attuazione Porte, Finestre Interruttori, prese Mobili, arredamento Mobilità

Tecnologie Wireless ZigBee Bluetooth

Modelli computazionali per elaborazione complessa di eventi

Event Stream Processing

Event Stream Processing (ESP – Elaborazione di flussi di eventi) è una tecnologia software che permette di monitorare flussi multipli di eventi, analizzare essi in termini di indicatori di efficienza e generare in tempo reale risposte agli eventi elaborati.

Progetto “Alzheimer” Mantova

Scopo: Favorire la permanenza domiciliare e facilitare l’assistenza

di persone affette da gravi forme di Demenza, come la sindrome di Alzheimer, grazie all’aiuto di sistemi domotici intelligenti

Partners: Fondazione Cariverona Comune di Mantova ASPeF, Mantova Fondazione Mazzali Provincia di Mantova Azienda Ospedaliera Mantova ASL Mantova ARTS Lab - Scuola Superiore S. Anna, Pisa

Approccio al Problema 1

Gruppo di lavoro

Operatoridomiciliari

IngegneriPsicologi

FisioterapistiEducatori

Clinici

Sinergia


Fasi di Lavoro

Attività Luogo

1 Identificazione preliminare dei potenziali utenti ASPeF (MN)

2 Interviste con potenziali utenti e con i loro principali caregiver (stile di vita, abitudini e bisogni) e analisi delle peculiarità delle case dei pazienti

Patients’house (MN)

3 Per tutti i potenziali utenti, analisi degli interventi necessari ASPeF (MN)ARTS Lab (PI)

4 Identificazione degli utenti finali e delle soluzioni tecnologiche da adottare

ASPeF (MN)ARTS Lab (PI)

5 Progettazione e sviluppo di ausili domotici ARTS Lab (PI)

6 Sviluppo di un protocollo per la validazione degli interventi tecnologici (usabilità e soddisfazione d’uso)

ARTS Lab (PI)


Fasi di Lavoro

Attività Luogo

7 Discussione sul protocollo di validazione con esempi concreti ASPeF (MN)

8* Discussione sugli interventi tecnologici ASPeF (MN)

9* Definizione di come installare i sistemi sviluppati nelle case dei pazienti

ASPeF (MN)

10* Installazione degli interventi tecnologici Patients’house (MN)

11* Validazione degli interventi tecnologici sviluppati e degli ausili secondo i protocolli

ASPeF (MN)ARTS Lab (PI)

12* Report e Pubbliazioni dei risultati ASPeF (MN)ARTS Lab (PI)

* Da concludere

Identificazione dei bisogni degli utenti (scheda)

Bisogni Scenari di Assistenza Ideali Funzioni Soluzioni Tecnologiche Punteggio basato su:

Priorità dei Bisogni Fattibilità degli interventi

Cognome e nome paziente Tizio Caio

Bisogno La paziente esce quotidianamente per partecipare alla Messa; è solita avvisare i familiari con una telefonata quando rientra acasa, ma capita che se ne dimentichi, e questo genera ansia nei familiari stessi.

Scenario In caso di uscita ed ingresso in casa della paziente, il caregiver(badante, parente o altro operatore) riceve sul proprio telefono cellulare un messaggio che comunica il fatto che la paziente sia uscita (o rientrata) e a che ora.

Funzioni Rilevamento dell’ingresso/uscita della paziente dall’appartamentoo Rilevamento del transito da parte della pazienteo Riconoscimento del verso di attraversamento (in/out)

Segnalazione dell’uscita (e dell’ingresso) della paziente al caregiver/alla badante attraverso messaggio di testo su telefono cellulare

Soluzione Nodo di acquisizione sensoriale ed elaborazione con: lettore RFID (Radio Frequency IDentifiers) in corrispondenza della porta di ingresso; oppure microcontrollore e interfaccia di comunicazione wireless su protocollo ZigBee

Transponder RFID indossabili (braccialetto, scarpe, altro da identificare) per l’identificazione della paziente in prossimità della porta oppure modulo ZigBee

Fotocellule per il riconoscimento del verso di transito attraverso la porta

Unità centrale di elaborazione degli eventi (PC con software dedicato) dotata di interfaccia GSM (o altri standard di telefonia cellulare) per l’invio di messaggi di testo.

Priorità 1 2 3 4 5

FunzioniFUNZIONE 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 TOT.

Uscita da Casa & Avviso X X X X X 5

Assunzione di Farmaci X X X X 4

Telefonare X 1

Agitazione Notturna X 1

Alzata dal Letto & Avviso X X X 3

Illuminazione Automatica X X X X 4

Supporti e Adattamenti della casa X X X X X 5

Controllo accesso ad armadi X X 2

Rilevazione Cadute & Avviso X X X 3

Stimolazione Multimediale Cognitiva X X X X 4

Controllo di Elettrovalvole a Gas e Acqua

X X 2

Localizzazione all’esterno X X 2

Comunicazione Multimediale X 1

Tipologia di Interventi

Già Presenti sul Mercato Progettati e Sviluppati all’ARTS Lab (R&D)

Identificazione dei prodotti Contatto con le aziende Preventivi Istallazione Tecnica

Progettazione hardware and software Produzione in laboratorio Produzione da terze parti Assemblaggio Sperimentazione preliminare

Interventi sull’Ambiente Domestico (soluzioni commercializzate)

Adattamenti Domestici Corrimano e supporti Strisce anti-scivolamento Adattamenti per la messa in sicurezza di finestre, balconi e terrazze

Ausili Domestici Sollevatori Sistemi per l’entrata nella vasca da bagno

Supporti per l’Assunzione di Farmaci Dispositivi automatici temporizzati

R&D Interventi

Sistemi di Monitoraggio e di Allerta Rilevazione dell’uscita da casa (EXIT) Rilevazione dell’alzata dal letto (BED) Rilevazione delle cadute (FALLS) Attivazione automatica delle luci in caso di abbandono del letto Sistema GSM per avvertire coloro che hanno in carico i pazienti tramite un SMS

inviato al loro cellulare Sistema wireless per la connessione sia della rilevazione dell’uscita da casa che

delle cadute al sistema GSM di allerta Sistema di allerta in ambiente domestico relativo alla rilevazione dell’alzata dal

letto

Localizzazione Esterna Sistemi di monitoraggio basati su GPS Localizzazione su mappe Web

Sistemi per la Sicurezza Sistemi per la sicurezza di armadietti ed elettrovalvole basati sul riconoscimento

delle impronte digitali

Ambiente domestico

Visione generale del sistema:

Assistenti

Cellulare, Palmare

Dispositivi

Riconoscitore impronte digitali

Dispenser medicinali

Telefono accesso facilitato

Software

Stimolazioni cognitive multimediali

Localizzazione su mappe web

Rete ZigBee

Unità Centrale Sistema

Elaborazione Eventi

Interfaccia Grafica

Sensori indossabili

Sensore poltrona

Sensore Letto

Modulo Micro GSM

Dispositivo segnalazione acustica

Introduzione alla Reti ZigBee 1

Termine ZigBee

Il termine “ZigBee” ha origine dal metodo di comunicare delle api quando trovano una fonte di cibo. La comunicazione tra nodi avviene in modo “zig-zag” tra di loro e possono condividere informazioni sulla locazione, distanza, direzione e e nuove fonti di cibo.

Interfaccia Grafica

Pannello di Gestione degli Eventi

Pannello con Mappa della Casa

Pannello di Attivazione

Processamento degli Eventi 1

Letto

Attiva Segnale Sonoro

“Non sul letto”

Unità Centrale

Se(Monitoraggio Letto Attivo)

No

Si

Postura

Invia SMS

“Fuori di casa”

Unità Centrale

Se(Monitoraggio Uscita Attivo)

No

Si

Rilevazione “Uscita da Casa” Rilevazione “Alzata dal Letto”

Processamento Eventi 2

Rilevazione caduteLetto

Invia SMS

“Posizione distesa”

Unità Centrale

Se(Posizione “In piedi”)

No

Si

Postura

Se(Non sul letto)

No

Se(Monitoraggio Cadute Attivo )

“Caduto”

No

Si

Ambiente domestico


Assistenti

Cellulare, Palmare

Software



Rete ZigBee


Elaborazione Eventi

Interfaccia Grafica

Sensori indossabili

Sensore poltrona

Sensore Letto

Modulo Micro GSM


Dispositivi




Dispositivi Domestici 1 Distributore Temporizzato

Farmaci

Telefono ad accesso facilitato

Dispositivi Domestici 2 Rilevatore di impronte

digitali per il controllo dell’apertura di armadietti

Rilevatore di impronte digitali per il controllo di elettrovalvole per acqua e gas

Ambiente domestico


Assistenti

Cellulare, Palmare

Dispositivi




Software



Rete ZigBee


Elaborazione Eventi

Interfaccia Grafica

Sensori indossabili

Sensore poltrona

Sensore Letto

Modulo Micro GSM


Stimolazione Multimediale Cognitiva

Video, Film Musica Album fotografici

Stimolazione automatica giornaliera Stimolazione controllata dall’utente

Il sistema ha bisogno di sensori per la valutazione della stimolazione

Sistemi Web per la Localizzazione dell’Utente

Richiesta tramite SMS delle coordinate geografiche

Identificazione della posizione dal sito web GoogleMaps

Ambiente domestico


Assistente

Cellulare, Palmare

Home Device




Software



Rete ZigBee


Elaborazione Eventi

Interfaccia Grafica

Sensori indossabili

Sensore poltrona

Sensore Letto

Modulo Micro GSM


Cellulare, Palmare

Palmare HTC

Sistemi di sorveglianza per RSA

Monitoraggio letto pazienti

Altro numero di pazienti

Messa in sicurezza e riduzione rischi

Riduzione costi

Sperimentazione e Validazione di ausili tecnologici per il sostegno di soggetti affetti da demenza Alzheimer Mantova

Sperimentazione del Sistema per la nutrizione

• Validazione del prototipo confrontato con dispositivi commerciali

• Valutazione dei parametri funzionali e tecnici per la progettazione del II Prototipo

Per la sperimentazione abbiamo sviluppato uno specifico protocollo:

Valutazione delle capacità dell’utente e della sua predisposizione alle tecnologie e, in particolare, agli ausili

Misurazione dei parametri “oggettivi” dei robot (Usabilità: efficacia ed efficienza)

Valutazione dell’interazione utente/ausilio

Questionario di valutazione dell’accettabilità dell’utente nei confronti dei robot;

Handy 1

Neater Eater

Obiettivi della Sperimentazione

Obiettivi generale Valutare il miglioramento della qualità di

vita del paziente affetto da demenza e del caregiver (in relazione al suo carico assistenziale), nell’ottica di favorire e prolungare la permanenza del paziente a casa propria grazie all’adozione di puntuali soluzioni tecnologiche a supporto dell’autonomia e della sicurezza del paziente

Obiettivo specifico Valutare le tipologie di soluzioni

tecnologiche identificate attraverso fasi di sperimentazione in contesti di vita reale, con il fine di stabilire il grado di accettabilità (adeguatezza) delle soluzioni in funzione del profilo utente

Profilo Utente

Il profilo dell’individuo che a vario titolo interagisce e/o utilizza la soluzione tecnologica individuata

Il profilo utente è costituito dalle seguenti classi di attori:

il paziente affetto da demenza il caregiver o assistente personale l’operatore, perché può facilitare l’inserimento della

soluzione tecnologica nel contesto di vita domestica

Obiettivo finale della sperimentazione

Dispositivo Utente tipo

Profilo Caregiver

Precauzioni d’uso

Controindicazioni

Il risultato finale della sperimentazione è la costruzione di una griglia di identificazione di dispositivi e sistemi tecnologici. La classificazione terrà conto del profilo utente, del profilo dei suoi assistenti e permetterà agli operatori delle strutture di individuare i sistemi tecnologici in base ai bisogni espressi dall’utente e dai suoi assistenti.

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