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Beleuchtungsvorschaltgeräte, die Patienten lenken
Forscher entwickeln ein hochauflösendes Tracking-System, das PDAs und Audioanweisungen verwendet, um Patienten durch die Krankenstationen zu führen. Das System hilft auch bei der Rehabilitation von Menschen mit Schädel-Hirn-Traumata. Das System, das vom Bostoner Startup hergestellt wird Sprechende Lichter , verwendet Leuchten als Beacons, um Informationen über einen optischen Empfänger an einen PDA zu senden. Außerdem wird der PDA mit Mapping-Software, Informationen zum Gebäude und nutzerspezifischen Daten wie Terminplänen geladen.
Innenstandort: Ein optischer Empfänger, der auf die linke Schulter einer Weste (unten) genäht ist, nimmt einzigartige Modulationssignale von Leuchtstoffröhren auf, wie sie der MIT-Ingenieur Steven Leeb (oben) hält. Das optische Signal wird an einen PDA in der Westentasche gesendet. Der PDA verwendet eine Mapping-Software, um Audioanweisungen für Patienten in der Reha aufgrund eines Kopftraumas zu generieren.
Traumatische Hirnverletzungen, die unter anderem durch Autounfälle oder die Detonation eines improvisierten Sprengkörpers verursacht werden können, können zu kognitiven Problemen führen, die Probleme mit abstraktem Denken, Gedächtnis und räumlicher Orientierung umfassen. Das Talking Lights-Leitsystem ist ein enormer Gewinn für jemanden mit Schädel-Hirn-Trauma, sagt Heechin Chae , Ärztlicher Direktor des Zentrums für Hirnverletzungen am Spaulding Rehabilitation Hospital in Boston. Das System wurde in den letzten zwei Jahren im Krankenhaus getestet und wird derzeit von etwa 20 Patienten genutzt. Es hilft Patienten nicht nur, sich im Reha-Zentrum zurechtzufinden, sondern scheint ihnen auch dabei zu helfen, wieder visuelle Hinweise zu verarbeiten und sich in unbekannten Umgebungen zurechtzufinden, sagt Chae.
Die Installation des Indoor-Leitsystems in einem Gebäude ist ein einfacher und relativ kostengünstiger Prozess, sagt Neil Lupton, Präsident von Talking Lights. Die Leuchten müssen nicht ausgetauscht werden. Es muss lediglich das Vorschaltgerät getauscht werden, ein elektrisches Bauteil, das normalerweise alle paar Jahre bei allen Leuchtstofflampen ausgetauscht wird. Das Vorschaltgerät reguliert die Strommenge, die in die Glühbirne fließt, um das Lichtniveau aufrechtzuerhalten und die Glühbirne vor einer Explosion zu bewahren.
Steven Leeb , Professor für Elektrotechnik und Informatik am MIT, hat ein Vorschaltgerät entwickelt, das das aus der Glühbirne austretende Licht in einem festgelegten Muster moduliert, um jeder Glühbirne eine einzigartige optische Signatur zu verleihen. Mit bloßem Auge ist kein Flimmern zu erkennen, aber handelsübliche optische Empfänger können diese Muster erkennen.
Patienten des Spaulding Hospitals, die an dem Projekt teilnehmen, tragen eine Weste mit einem an der Schulter eingenähten optischen Empfänger. Der Empfänger ist mit einem PDA verbunden, der in der Tasche der Weste verstaut wird. Auf dem Gerät ist eine Datenbank mit Karten des Gebäudes gespeichert, in denen alle Lichter und ihre Signaturen aufgeführt sind. Die Software auf dem PDA berechnet schnell die Position des Benutzers basierend auf dem Licht, dem er am nächsten ist. Dann spielt der PDA basierend auf dem Standort des jeweiligen Patienten und einem einzigartigen vorgeladenen Zeitplan aufgezeichnete Wegbeschreibungen ab. Eine typische Sequenz, mit fester Stimme vorgelesen, heißt: Katie, geh ins Fitnessstudio. Gehen Sie durch die Doppeltüren. Geht der Nutzer durch die falsche Doppeltür, sorgt das Gerät für eine Korrektur: Sie gehen in die falsche Richtung. Übergeben Sie den Kopierer. Biegen Sie rechts ab. Informationen darüber, was sich in der Nähe jedes Lichts an jedem bestimmten Ort befindet, können in etwa einem Tag in eine globale Datenbank aufgenommen werden, sagt Daniel Taub, ein Ingenieur bei Talking Lights.
Das System kann an bestimmte Benutzer angepasst werden. Je nach Genesungsstadium benötigen manche Hirntraumapatienten mehr oder weniger häufige Anweisungen oder müssen zunächst daran erinnert werden, einen Helm aufzusetzen oder ihre Schnürsenkel zu überprüfen. Familienmitglieder können die Audioaufnahmen machen, damit Patienten eine vertrauenswürdige Stimme hören können, und die Aufnahmen können in jeder Sprache erfolgen. Die Benutzerdaten werden während des Gebrauchs aufgezeichnet und anschließend analysiert, um den Fortschritt jedes Patienten zu bewerten – wie viele Erinnerungen er benötigte, wie lange er brauchte, um sein Ziel zu erreichen – und das System wird entsprechend angepasst.
Das Gehirn ist ein dynamisches Organ, sagt Chae. Die gesamte Grundlage der Reha ist die Wiederholung von Sprachbefehlen und Aufgaben. Er glaubt, dass das System den Patienten hilft, sich an unbekannte Orte anzupassen, und so könnte es letztendlich auch dem Patienten außerhalb des Krankenhauses zugute kommen, indem es sein Gehirn umschult.
Leeb und Lupton sagen, dass ihr System die Standorte der Benutzer schneller und genauer verarbeitet als andere Systeme, die auf GPS, Funkfrequenzen oder Wi-Fi-Triangulation angewiesen sind. GPS funktioniert in Gebäuden nicht gut und hat nur eine Auflösung von etwa 9 m, daher ist es nicht ideal, um Patienten durch ein Krankenhaus zu führen. Systeme, die den Standort basierend auf der lokalen Stärke von Wi-Fi-Signalen von Sendern an mehreren Standorten berechnen, erfordern zeitaufwändigere Berechnungen als das Glühbirnensystem, und dies könnte Menschen verlangsamen und die Batterie des PDAs entladen. Umgekehrt ist die Auflösung des Systems von Leeb und Lupton nur durch den Abstand der Leuchten begrenzt. (Signale des Talking Lights-Systems stören nicht die Krankenhausausrüstung, von denen ein Großteil abgeschirmt ist.)
Das Unternehmen entwickelt derzeit ein System, das sich mit einem robusten Wi-Fi-Mesh-Netzwerk verbindet, um dem Krankenhauspersonal Informationen über den Standort von Patienten bereitzustellen. Pflegekräfte, die zum Beispiel Menschen mit Demenz in einer Einrichtung für betreutes Wohnen überwachen, könnten schnell alarmiert werden, wenn ein Patient einen Bereich betritt, in dem ein Sturzrisiko besteht. Talking Lights wird diese Überwachungsfunktion in einigen Monaten in einer Alzheimer-Einrichtung demonstrieren, sagt Leeb. Das Unternehmen hat auch in der psychologischen Fakultät der Stanford University ein System für Blinde installiert.
Talking Lights will in den kommenden Jahren auf Smartphones lauffähige Software und Hardware für ein Bluetooth-Headset mit optischem Empfänger entwickeln. Das Headset würde die optischen Signale aufnehmen, an das Telefon senden und dann dem Träger die Anweisungen wiedergeben.