Onze bijdrage

• Financieel
• Technisch onderzoek
• Project management
• Netwerk

Datum van update

Update: juli 2020

Probleem uit de zorg

Dit project is opgepakt na een artikel in het FD, waaruit een sterke behoefte bleek aan het thuismonitoren van risicopatiënten. Denk bijvoorbeeld aan coronapatiënten die na ziekenhuisopname zodanig hersteld zijn dat zij naar huis mogen. Of coronapatiënten die (nog) niet ziek genoeg zijn om in het ziekenhuis opgenomen te worden, maar waarbij de zieke zo lang mogelijk thuis moet worden gecontroleerd.

Een pulse oximeter is een belangrijk instrument om de status van een patiënt (op afstand) te kunnen beoordelen. Hiermee wordt de zuurstofsaturatie bepaald, oftewel de hoeveelheid zuurstof in het bloed (%Sp02), via een clipje op een vinger. Begin dit jaar gaven longartsen echter aan dat er te weinig van deze apparaatjes beschikbaar waren die voldeden aan de medische standaarden.

Oplossing

Het doel van dit project is om te onderzoeken of het mogelijk is een lokaal te produceren pulse oximeter te ontwikkelen, waarmee coronapatiënten thuis zuurstofwaardes kunnen meten. Het ontwerp is een combinatie van een nieuw product in combinatie met een reeds bestaande sensor. Onderdeel van het ontwerp is een bluetooth of WIFI verbinding naar een telefoon, zodat zuurstofwaardes automatisch verzonden kunnen worden. Daarnaast hebben we onderzocht of er direct beschikbare (en betaalbare) pulse oximeters met bluetooth geschikt zijn om in te zetten in een thuismonitoring pilot.

HealthyPi v4

Activiteiten / status / (eind)resultaat

Onderzoek

Het uitgangspunt was een acuut tekort aan pulse-oximeters, dus hebben we in eerste instantie gezocht naar mogelijkheden met componenten die direct in aanzienlijke aantallen (>1000) op voorraad waren. Daarbij hebben we zo veel mogelijk gekeken naar reeds bestaande open source ontwerpen. Uit onderzoek is gebleken dat hier geen geschikte kandidaat tussen zit voor medische doeleinden.

Deze meters voldoen prima voor smartwatches en smartphones, maar voldoen niet aan de eisen die er vanuit het project worden gesteld. De meetnauwkeurigheid is daarvoor niet voldoende.

Nellcor DS100-A fingerclip

Ontwikkeling

We hebben allereerst een redesign gemaakt op basis van de open source Healthy Pi v4. De Healthy Pi v4 gebruikt een zogenaamd geïntegreerd Analog Frontend, dat specifiek gemaakt is voor pulse-oximeters (de AFE4490 van Texas Instruments). Dat betekent dat we de moeilijke analoge versterking van het signaal niet hoeven te doen en hem ‘simpelweg’ kunnen aansluiten op een bestaande sensor die op de vinger geplaatst kan worden. Ook heeft de HealthyPi een SpO2 algoritme dat open source is.

Het ontwerpschema van de HealthyPi v4 is open source en deze hebben we in eerste instantie aangepast en uiteindelijk als inspiratie gebruikt voor het opnieuw ontwerpen van een printplaat. We hebben het schema gereviewed en een aantal overbodige componenten weggelaten, diverse fouten in het schema verbeterd en de gebruikte componenten grotendeels vervangen door componenten die beter verkrijgbaar zijn. Na diverse iteraties is daar een ontwerp uitgekomen. Het apparaat werkt op 3 AA batterijen of op USB stroom. De gebruikte componenten zullen metingen mogelijk maken met een nauwkeurigheid vergelijkbaar met ziekenhuisapparatuur. Helaas is het algoritme op dit moment niet goed genoeg voor onze toepassing en zeker niet voor validatie voor certificering.

Testopstelling

Vervolgstappen

Hoe hierna verder? Elk nieuw ontwerp van een pulse-oximeter moet gevalideerd worden in een uitgebreide test-opstelling. Bij deze test moet bij een groot aantal vrijwilligers de zuurstofsaturatie gecontroleerd omlaag wordt gebracht (tot een niet prettig niveau). De gemeten afwijkingen moeten gecorrigeerd en vastgelegd in het algoritme van het apparaat.

De doorlooptijd van zo’n traject is waarschijnlijk ruim een half jaar, en past niet binnen de activiteiten van Stichting Project Open Air NL.

Bovenstaande kan echter alleen nadat het algoritme van de OpenOximeter verder wordt doorontwikkeld. Hiervoor is wel een significante investering en zowel tijd als geld nodig. Om een basis algoritme te kunnen ontwikkelen zijn betrouwbare metingen nodig van geijkte meetapparatuur, gelijktijdig met metingen van de OpenOximeter.

We hebben ontzettend veel technische kennis opgebouwd over het ontwerpen van een betrouwbare pulse-oximeter. Nadat het ontwerp technisch voltooid is zullen wij deze openbaar maken voor engineers en ontwikkelaars wereldwijd. Bijvoorbeeld op het Open Hardware Repository onder licentie CERN OHL v2. Wij realiseren ons dat het ter beschikking stellen van de bouwplannen niet betekent dat de oplossing breed wordt opgepakt en in hoge aantallen wordt geproduceerd.

Momenteel wordt er daarom ook actief gezocht naar een marktpartij die wil investeren in de opschaling van de productie en de certificering. Stichting Project Open Air NL wil hierbij actief blijven ondersteunen om de implementatie zo snel mogelijk te laten plaatsvinden.

Partners

• De Nederlandse Organisatie voor toegepast-natuurwetenschappelijk onderzoek (TNO) heeft de validatie van de zuurstofmeter op zich genomen, waaronder de set-up van de test. TNO heeft de samenwerking afgerond en intern zijn conclusies gepubliceerd.
• Om te voldoen aan de certificeringsnormen werken we samen met TÜV Nederland en de Inspectie Gezondheidszorg en Jeugd.
• Het initiatief helpdelongartsen.nl geeft sturing aan het project op basis van de medische behoeftes.

Ondersteuning door Project Open Air NL

Dit project is geïnitieerd door en wordt gedragen door Project Open Air NL.

Meer weten of helpen?

Stuur een bericht naar info@projectopenair.nl.