Nieuwe generatie Balansmonitor

Dit KIEM project heeft de haalbaarheid van uitbreiding van huidige generatie MIMU’s (Magnetisch Inertial Measurement Units) met nieuwe afstandsensortechnologie voor dynamische balans monitoring onderzocht (voor uiteindelijke toepassing in valrisico predictie etc.).
Hiervoor is de haalbaarheid onderzocht in technische zin (krijgen we dit werkend?), in organisatorische zin (gaat dit werken in de praktijk?) en in praktische en economische zin (bevat dit een goede business en use case voor zowel technologiepartijen als eindgebruikers zoals fysiotherapeuten en patiënten). Hiertoe is een demonstrator ontwikkeld in samenwerking met partners uit het EFRO INSTANT consortium en van de Universiteit van Torino/Sassari, voortbouwend op kennis uit eerdere projecten.
Uit de probleemanalyse bleek dat het meest cruciale en ook uitdagende element is het verkrijgen van data van voldoende accuraatheid uit een prettig draagbaar en klinisch/praktisch probleemloos in te zetten systeem. Ook bleek dat hiervoor een zeer levensvatbaar klinisch scenario plus business case te definiëren is, gebaseerd huidige aanbieders van bestaande technologie. Zij hebben veel belangstelling, maar weinig verkoop, naar onze inschatting omdat onvoldoende inhoudelijke accuratesse geleverd wordt om voor clinici interessant te zijn.
Daarom is een werkende demonstrator ontwikkeld vanuit een eerste idee voor een consistent-accuraat systeem door het fysiek combineren van een systeem voor afstandsbepaling tussen 2 voeten middels een infrarood LED-zender/ontvangen op 1 voet en reflectie van de andere voet (Universita Torino) gecombineerd met het INSTANT project MIMU systeem (RRD/Gable/Saxion). Vervolgens is een eerste extended Kalman filter ontwikkeld als optimale schatter van de relatieve 3D positie, oriëntatie en beweging van de voet in de context van de 3D positie, oriëntatie en beweging van onderbeen, bovenbeen, bekken en thorax (en eventueel armen) in een volledige data fusion benadering. De eerste resultaten hiermee behaald onderstrepen de haalbaarheid van een dergelijk systeem en er is een helder beeld ontstaan van de nog aan te pakken uitdagingen in een vervolgproject.

Met het groeien van de gemiddelde levensverwachting is ook de uitdaging gegroeid om een ieder zo lang mogelijk een actieve deelnemer van de samenleving te laten zijn. Duurzame zelfstandige mobiliteit is van groot belang voor het functioneren in de samenleving (op werkplek en in thuisomgeving), draagt bij aan het sociaal functioneren en de algemene sociale cohesie. Goede controle over de (dynamische) balans speelt hierbij een grote rol, zijnde de balanshandhaving tijdens het voortbewegen, ook bij gezonde, jonge mensen een continue compromis tussen effectiviteit en veiligheid. Voor ouderen geldt dit nog sterker, daar de gevolgen van een val vele malen ernstiger zijn en ook een grote invloed hebben op de levensverwachting.
Mechanismen van handhaving van de dynamische balans in praktische omstandigheden zijn nog grotendeels onbegrepen. Laboratoria staat vaak ver af van praktische condities van de alledaage praktijk. Moderne sensortechnologie opent momenteel een deur naar systematisch onderzoek naar valrisico’s in het dagelijkse leven, echter deze schiet nog te kort in haalbare accuratesse en stabiltiteit over langere metingen. In verschillende projecten wordt momenteel een nieuwe generatie van methoden onderzocht, met als centraal kenmerk hiervan dat bewegingsensoren niet meer als losse onderdelen functioneren, maar in samenhang worden gebruikt. Het kersverse INSTANT project, bijvoorbeeld, onderzoekt hoe huidige bewegingsensoren kunnen worden uitgebreid met een extra sensormodaliteit en ‘meta-datafusion’ algorithmen. Hierdoor kunnen de sensoren elkaars positie waarnemen en naar verwachting een orde meer accuraat meten op een manier die bovendien stabieler is over langere metingen. Aan iets vergelijkbaars wordt gewerkt door collega’s in Torino en Sassari, Italie, zij het met een andere type sensortechnologie. Dit KIEM project onderzoekt in hoeverre beide methoden (en beide onderzoeksclusters) elkaar kunnen versterken door intensief samen te werken. Het plaatsen van een Italiaanse onderzoeker in het INSTANT onderzoekscluster in Enschede gedurende grote delen van een jaar borgt deze samenwerking.