Introductie
Dit project is een PhD project waaronder een groot aantal sub(onderwijs)projecten valt zoals de babylengtemeter, schedelomtrekmeetlint en 3D babyscanner.
Dit onderzoek wordt uitgevoerd voor en met de Neonatale Intensive Care Unit (NICU) van het Erasmus MC-Sophia.
Nauwkeurige groeimonitoring bij prematuur geboren baby’s, om het effect van individueel bepaalde voedingsinname te bepalen, is cruciaal voor optimale (neurologische) ontwikkeling. Huidige instrumenten voor groeimonitoring op basis van gewicht, lichaamslengte en schedelomtrek zijn stressvol voor de baby, onhygiënisch, onnauwkeurig en volumetoename kan er niet mee worden bepaald.
Voor een lengtemeting met de huidige meetlat zijn twee verpleegkundigen van de Neonatale Intensive Care Unit (NICU) nodig, één voor het manoeuvreren van de meetlat, en één om alle draden, lijnen en slangen voorzichtig te begeleiden tijdens de meting. Tijdens de meting moet een beentje kort gestrekt worden tegen de meetlat. De huidige procedure voor een lengtemeting geeft de kleinste, meest kwetsbare baby’s zóveel stress, dat de meting simpelweg wordt overgeslagen. Wekelijks lengtemeting is echter cruciaal voor een goede groeimonitoring.
De meting van de fysieke lichaamslengte en schedelomtrek, die wekelijks plaatsvindt, moet in de krappe ruimte van de couveuse plaatsvinden. Zeer beperkend hierbij is dat de baby letterlijk vastzit aan een ‘spaghetti’ van beademingsslangen, infuuslijnen, monitordraden en sondevoedingsslangen.
Voor het meten van de schedel omtrek wordt nu een standaard ‘naaimeetlint’ gebruikt. Het naaimeetlint is te breed, stug, moeilijk afleesbaar en oncomfortabel voor de baby door een hard metalen uiteinde. De meting van de schedelomtrek gebeurt op een ander moment in de week, aangezien een lengte- en schedelmeting direct na elkaar de baby te veel stress geeft.
Het onderzoek
Via ontwerpgericht wetenschappelijk onderzoek wordt een ‘contactloze’ techniek ontwikkeld waarmee fysieke afmetingen en volumes exact worden gemeten in de couveuse zonder fysiek contact met de prematuur. Instrumenten die van buitenaf de couveuse de fysieke groei kunnen monitoren.
De eerste stap is het onderzoeken van meerdere nieuwe ‘contactloze’ technologieën. De tweede stap is het, in co-creatie met NICU verpleegkundigen, uitwerken van deze technologieën tot bruikbare instrumenten, geschikt voor gebruik in de couveuse. De derde stap is het valideren: uitproberen en vergelijken van deze nieuwe instrumenten door NICU verpleegkundigen.
Vanaf 2015 tot heden lopen er meerdere ontwerpgerichte deelonderzoeken naar betere meetinstrumenten om de lichaamslengte en schedelomtrek van prematuur geboren baby’s te meten. Deze onderzoeken worden uitgevoerd door studenten in co-creatie met de zorgprofessionals van het Erasmus MC, in multidisciplinaire meerjaren estafette-projecten. Studenten van Medische Hulpverlening, Verpleegkunde, Elektrotechniek, Industrieel Product Ontwerpen, Werktuigbouwkunde, Technische informatica en Informatica werken mee aan deze projecten, in minoren, projectonderwijs en afstuderen.
Overzicht van deelonderzoeken
2020-heden. Computer Vision Instrument Schedel. Ontwikkeling van een computer vision instrument voor meten van volume en of omtrek van de schedel. Door Informatica student.
2019-heden. 3D fotometrie instrument Schedel. Industry Partnership Agreement met bedrijf Vectory3 voor ontwikkeling van 3D scanner voor meten schedelomtrek en of schedel volume, op basis van fotometrie 3D scan technologie van Vectory3. Afstudeerder TU Delft Industrial Design Engineering.
2019-heden. Automatische Beeldherkenning van body-points op foto’s vab couveuse baby’s, voor toepassing bij het Stereoscopic Instrument.
2019-heden. Stereoscopic Vision instrument. Gebaseerd op bestaand onderzoek van Sokolover e.a. Realisatie van een Stereoscopic babylengtemeter op basis stereoscopie door studenten technische informatica. Via het handmatig selecteren van bodypoints van een baby, op twee foto’s die onder verschillende hoeken zijn genomen. De software berekent in 3D de afstand tussen de punten (hoofd, nek, heup, knie, voet) en daarmee de lengte, zonder dat de beentjes gestrekt hoeven te worden. Tevens vervolg project met als doel: automatische beeldherkenningen van bodypoints van baby’s door studenten informatica.
2017-heden. 3D instrument: de 3D Babyscanner. Winnaar Bachelor Award 2019: 3D babyscanner van elektrotechniek afstudeerder Timothy Singowikromo, realisatie van proof-of-principle prototype van een 3D scanner die een 3D hoogteprofiel van een babypop in een couveuse van scannen en vanuit dit hoogteprofiel kan de lengte van baby automatisch worden afgeleid.
2016-heden. 1D instrument: de babylengtemeter met augmented reality. Realisatie van ‘Augmented Reality’ versie van de babylengtemeter waarbij de geprojecteerde (laser) lichtlijnen zijn vervangen door twee verschuifbare camera’s met displays, met in het midden van ieder display een toegevoegde rode lijn (‘augmented reality’), waarbij de lichaamslengte wordt gemeten door de camera’s zo te schuiven dat de rode displaylijn op het ene display het uiteinde van hoofd raakt, en op het andere display het uiteinde van de voeten.
2016-heden. Schedelomtrekmeetlint. Ontwikkeling van een beter ontwerp voor een meetlint voor meten van de schedelomtrek van baby’s in een couveuse. In februari 2020 wordt het definitieve ontwerp geproduceerd.
2015-heden. 1D instrument: de babylengtemeter. Het instrument projecteert twee dunne lichtlijntjes op het matrasje in de couveuse. De afstand tussen de lichtlijnen kan verschoven worden zodat deze overeenkomen met hoofd- en voet uiteinde. Het beentje moet wel even gestrekt worden. De afstand tussen de twee lijnen wordt digitaal afgelezen. Een prototype geschikt voor klinische tests is getest op de NICU. In 2019 wordt de elektronica voor dit instrument door bedrijf Protoworkz (opgericht door HR alumnus) professioneel uitgewerkt.