Robot neemt contactloze metingen van vitale functies van patiënten

Tijdens de coronaviruspandemie is het beoordelen van mensen met symptomen van COVID-19 een van de meest risicovolle onderdelen van het werk van een gezondheidswerker. Onderzoekers verkleinen dat risico door robots te gebruiken om de vitale functies van patiënten op afstand te meten. De robots, die worden bestuurd door een handheld-apparaat, kunnen ook een tablet dragen waarmee artsen patiënten naar hun symptomen kunnen vragen zonder in dezelfde kamer te zijn.

Met behulp van vier camera's die op een hondachtige robot zijn gemonteerd, hebben de onderzoekers aangetoond dat ze huidtemperatuur, ademhalingsfrequentie, hartslag en bloedzuurstofsaturatie bij gezonde patiënten kunnen meten vanaf een afstand van 2 meter.

Er werden bestaande computervisietechnologieën gebruikt die temperatuur, ademhalingssnelheid, pols en bloedzuurstofverzadiging kunnen meten - ze werden vervolgens mobiel gemaakt. Om dat te bereiken, gebruikten ze een robot die bekend staat als Spot en die op vier poten kan lopen, vergelijkbaar met een hond. Zorgmedewerkers kunnen de robot met behulp van een handheld-controller naar de plek waar patiënten zitten manoeuvreren. De onderzoekers monteerden vier verschillende camera's op de robot:een infraroodcamera plus drie monochrome camera's die verschillende golflengten van licht filteren.

De onderzoekers ontwikkelden algoritmen waarmee ze de infraroodcamera kunnen gebruiken om zowel de verhoogde huidtemperatuur als de ademhalingssnelheid te meten. Voor lichaamstemperatuur meet de camera de huidtemperatuur op het gezicht en het algoritme correleert die temperatuur met de kerntemperatuur van het lichaam. Het algoritme houdt ook rekening met de omgevingstemperatuur en de afstand tussen de camera en de patiënt, zodat metingen vanaf verschillende afstanden, onder verschillende weersomstandigheden en toch nauwkeurig kunnen worden uitgevoerd.

Metingen van de infraroodcamera kunnen ook worden gebruikt om de ademhalingsfrequentie van de patiënt te berekenen. Terwijl de patiënt in- en uitademt, terwijl hij een masker draagt, verandert zijn adem de temperatuur van het masker. Door deze temperatuurverandering te meten, kunnen de onderzoekers berekenen hoe snel de patiënt ademt.

De drie monochrome camera's filteren elk een andere golflengte van licht - 670, 810 en 880 nanometer. Met deze golflengten kunnen de onderzoekers de lichte kleurveranderingen meten die het gevolg zijn wanneer hemoglobine in bloedcellen zich bindt aan zuurstof en door bloedvaten stroomt. Het algoritme van de onderzoekers gebruikt deze metingen om zowel de hartslag als de zuurstofsaturatie in het bloed te berekenen.

De onderzoekers voerden de metingen uit bij gezonde vrijwilligers en maken nu plannen om de aanpak op een spoedafdeling van een ziekenhuis te testen bij mensen die symptomen van COVID-19 vertonen. Op de langere termijn voorziet het team dat de robots kunnen worden ingezet in de ziekenhuiskamers van patiënten. Hierdoor kunnen de robots patiënten continu in de gaten houden en kunnen artsen ze ook controleren, via een tablet, zonder dat ze de kamer hoeven te betreden.