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Reattori di illuminazione che dirigono i pazienti
I ricercatori stanno sviluppando un sistema di tracciamento ad alta risoluzione che utilizza PDA e indicazioni audio per guidare i pazienti nei reparti ospedalieri. Il sistema aiuta anche a riabilitare le persone con lesioni cerebrali traumatiche. Il sistema, realizzato dalla startup di Boston Luci parlanti , utilizza le luci come fari per inviare informazioni a un PDA tramite un ricevitore ottico. Il palmare è inoltre dotato di software di mappatura, informazioni sull'edificio e dati specifici dell'utente come gli orari degli appuntamenti.
Posizione interna: Un ricevitore ottico cucito sulla spalla sinistra di un giubbotto (in basso) raccoglie segnali di modulazione unici da luci fluorescenti come quella tenuta dall'ingegnere del MIT Steven Leeb (in alto). Il segnale ottico viene inviato a un palmare nella tasca del giubbotto. Il palmare utilizza un software di mappatura per generare indicazioni audio per i pazienti in riabilitazione a causa di un trauma cranico.
Lesioni cerebrali traumatiche, che potrebbero derivare da incidenti stradali o dalla detonazione di un ordigno esplosivo improvvisato, tra le altre possibili cause, possono portare a problemi cognitivi che includono problemi con il pensiero astratto, la memoria e l'orientamento spaziale. Il sistema di guida Talking Lights è una risorsa enorme per qualcuno con lesioni cerebrali traumatiche, afferma Heechin Chae , direttore medico del centro per le lesioni cerebrali dello Spaulding Rehabilitation Hospital, a Boston. Il sistema è stato testato in ospedale negli ultimi due anni ed è attualmente utilizzato da circa 20 pazienti. Non solo aiuta i pazienti a navigare nel centro di riabilitazione, ma sembra anche aiutarli a reimparare come elaborare i segnali visivi e navigare in ambienti sconosciuti, dice Chae.
L'installazione del sistema di guida per interni in un edificio è un processo semplice e abbastanza economico, afferma Neil Lupton, presidente di Talking Lights. Non è necessario sostituire i corpi illuminanti. Tutto ciò che deve essere spento è il reattore, un componente elettrico che normalmente viene sostituito ogni pochi anni in tutte le luci fluorescenti. Il ballast regola la quantità di elettricità che entra nella lampadina per mantenere il livello di luce e impedire che la lampadina esploda.
Steven Leeb , professore di ingegneria elettrica e informatica al MIT, ha progettato un reattore che modula la luce che esce dalla lampadina secondo uno schema prestabilito per dare a ciascuna lampadina una firma ottica unica. Nessuno sfarfallio è visibile ad occhio nudo, ma i ricevitori ottici disponibili in commercio sono in grado di rilevare questi schemi.
I pazienti dello Spaulding Hospital che partecipano al progetto indossano un giubbotto con un ricevitore ottico cucito sulla spalla. Il ricevitore è collegato a un PDA che è riposto nella tasca del giubbotto. Sul dispositivo è memorizzato un database contenente le mappe dell'edificio, che riporta tutte le luci e le loro firme. Il software sul PDA calcola rapidamente la posizione dell'utente in base alla luce a cui è più vicina. Quindi, in base alla posizione del particolare paziente e a un programma precaricato univoco, il PDA riproduce le indicazioni registrate. Una sequenza tipica, letta con voce ferma, dice, Katie, vai in palestra. Attraversa le doppie porte. Se l'utente attraversa le doppie porte sbagliate, il dispositivo fornisce una correzione: stai andando nella direzione sbagliata. Passa la fotocopiatrice. Gira alla tua destra. Le informazioni su ciò che si trova vicino a ciascuna luce in ogni particolare posizione possono essere inserite in un database globale in circa un giorno, afferma Daniel Taub, un ingegnere di Talking Lights.
Il sistema può essere personalizzato per utenti particolari. A seconda della loro fase di recupero, alcuni pazienti con trauma cranico potrebbero aver bisogno di istruzioni più o meno frequenti, oppure potrebbero aver bisogno di iniziare con un promemoria per indossare un casco o controllare i lacci delle scarpe. I membri della famiglia possono effettuare le registrazioni audio in modo che i pazienti possano sentire una voce fidata e le registrazioni possono essere in qualsiasi lingua. I dati dell'utente vengono registrati durante l'uso e analizzati in seguito per valutare i progressi di ciascun paziente (quanti promemoria necessari, quanto tempo ha impiegato per raggiungere la sua destinazione) e il sistema viene regolato di conseguenza.
Il cervello è un organo dinamico, dice Chae. L'intera base della riabilitazione è la ripetizione di comandi vocali e compiti. Ritiene che il sistema aiuti i pazienti a imparare ad adattarsi a luoghi sconosciuti e quindi, in definitiva, potrebbe avvantaggiare anche il paziente fuori dall'ospedale, riqualificando il suo cervello.
Leeb e Lupton affermano che il loro sistema elabora le posizioni degli utenti in modo più rapido e accurato rispetto ad altri sistemi che si basano su GPS, frequenze radio o triangolazione Wi-Fi. Il GPS non funziona bene negli edifici e ha una risoluzione di circa 30 piedi, quindi non è l'ideale per guidare i pazienti in un ospedale. I sistemi che calcolano la posizione in base alla potenza locale dei segnali Wi-Fi dai trasmettitori in più posizioni richiedono calcoli che richiedono più tempo rispetto al sistema di lampadine, e questo potrebbe rallentare le persone e scaricare la batteria del PDA. Al contrario, la risoluzione del sistema di Leeb e Lupton è limitata solo dalla spaziatura dei corpi illuminanti. (I segnali del sistema Talking Lights non interferiscono con le apparecchiature ospedaliere, molte delle quali sono schermate.)
L'azienda sta attualmente sviluppando un sistema che si connette a una robusta rete Wi-Fi mesh per fornire informazioni sulla posizione dei pazienti al personale ospedaliero. Gli infermieri che monitorano le persone con demenza in una struttura di residenza assistita, ad esempio, potrebbero essere rapidamente avvisati quando un paziente vaga in un'area che presenta un rischio di caduta. Talking Lights dimostrerà questa capacità di monitoraggio in una struttura di Alzheimer in pochi mesi, afferma Leeb. L'azienda ha anche installato un sistema per non vedenti nel dipartimento di psicologia della Stanford University.
Nei prossimi anni, Talking Lights prevede di sviluppare un software che può essere eseguito su smartphone e hardware per un auricolare Bluetooth con un ricevitore ottico. L'auricolare rileva i segnali ottici, li invia al telefono e quindi riproduce le indicazioni per chi lo indossa.