Slutrapport Minimetern. Dnr 374/99. Avdelningen för rehabiliteringsteknik Lunds tekniska högskola

Slutrapport Minimetern Dnr 374/99 Avdelningen för rehabiliteringsteknik Lunds tekniska högskola

Slutrapport Minimetern, Dnr 374/99 Sammanfattning Trots att projektet Minimetern till punkt och pricka genomfördes enligt den uppgjorda planen (se bil.1), inträffade det som ibland sker i FoU-projekt: det första slutresultatet blev inte bra. Tekniken i sig fungerade utmärkt, men den fungerade inte i sitt sammanhang så som vi hade hoppats. Eftersom det var tekniken-i-användningen med människan som subjekt, inte som objekt, som var det idémässigt bärande, innebar bristen på framgång på denna punkt att projektet i dess helhet enligt de ursprungliga planerna inte kändes bärande att gå vidare med. Dock hade det under tiden tillkommit så många nya tankar att det slutresultat vi här kan redovisa troligen är starkare än det vi ursprungligen hade hoppats på. I föreliggande rapport dokumenteras först det utförda arbetet samt förtecknas på vilka punkter utfallet inte blev det förväntade. Därefter beskriver vi hur vi gått vidare kvarhållande tanken på ett datorbaserat hjälpmedel för svårt rörelsehindrade människor och bibehållande den mest vitala ursprungliga delaspekten: att det gäller att kunna ta vara på minimala rörelser i kroppen på ett så generaliserbart sätt som möjligt. För gruppen reumatiker visade det sig i Spenshults utvärdering att de som alls kan hantera en musfunktion klarade sig lika bra med de existerande kommersiella datormössen som med vår Minimeter. Och för dem som inte kunde hantera kommersiella datormöss, var övergång till röststyrning överlägsen. Nischen för Minimetern föreföll alltså efterhand i stort sett obefintlig. Egentligen är detta i sig intressant: vare sig Spenshults Reumatikersjukhus eller Reumatikerförbundet eller någon av de många reumatiker Certec mött i samband med Minimeter-projektet eller någon av oss på Certec hade insett detta förrän under och efter provanvändningen på Spenshult (se bil 2). Ännu en gång visades alltså sanningen i Man kan inte veta förrän man provat... Bodil Jönsson, professor, Certec.. Ingemar Petersson, överläkare, Spenshults Reumatikersjukhus.. Björn Breidegard, tekn lic, Certec 1

Användaren styr genom att manövrera den handhållna magnetpennan. Till vänster ses magnetgivaren. Ett annat exempel på ett specialanpassat handstyrdon. Lägg märke till permanentmagneten på träplattan. 2

Vi bytte spår enligt följande punktlista: Vår ansats får större genomslag om vi arbetar med långt svårare funktionshinder än dem vi mött hos reumatiker. Detta övervägande har gjorts i nära dialog och samspel med överläkare Ingemar Petersson, verksamhetschef på Spenshults Reumatikersjukhus. Vi närmade oss inom gruppen hjärnskadade personer dem som inte kan prata eller uttrycka sig på annat sätt än genom blundningar, gapningar, huvudvridningar etc. Speciellt prioriterade vi dem för vilka omvärlden tvekade om huruvida deras kommunikationsansatser var medvetna eller ej. Personer i denna grupp behöver starkt individualiserade lösningar både för styrning och för individanpassad återkoppling. Att åstadkomma detta med individuell hårdvara/artefakter av Minimeterns typ faller på sin egen orimlighet: det blir för komplicerat och dyrt, både i konstruktion, tillverkning, säkerhetskontroll och underhåll. Funktionsmässigt gick vi därför över till ren TV-kamerateknik, dvs. vi beslöt att bara använda sådan hårdvaruteknik som är enkelt kommersiellt tillgänglig. Idag har TV-kameror och datorer ett oslagbart pris/prestandaförhållande, och dessutom är dagens standarddatorer så kraftfulla att de kan ersätta sådant som var tvunget att byggas i hårdvara bara för några år sedan. Denna trend förstärks år från år. I gengäld lade vi i stället alla de tekniska ansträngningarna på en avancerad mjukvara vad gäller bildbehandlingen för att avkoda mänskliga ansiktsrörelser, för styrning och för återkoppling. Denna programvara är dels utvecklad i ett grundkoncept, dels specialdesignad för tre olika personer. Provanvändningar har genomförts och pågår för tre svårt hjärnskadade personer. Resultaten är synnerligen goda, speciellt om man tar i beaktande att de berörda människornas övriga förmåga att kommunicera med omvärlden är i det närmaste obefintlig. Förändringen att från det utgångsläget få möjligheten att generera en eller två kommandosignaler eller svara ja eller nej är drastisk. 3

Här ses det kombinerade utvecklings- och hjälpar -användargränssnittet. Den gula fyllda cirkeln följer ( trackar användarens näsrot (m.h.a. av en förfångad mall över näsrotsområdet. Den blå cirkeln följer näsborrområdet m.h.a. av en automatgenererad dynamisk mall för detta område. I övrigt innehåller användargränssnittet mängder av funktioner (främst visuella) för att utveckla, testa och felsöka. Här ses en variant med ett virtuellt tangentbord som återkoppling. Genom att vrida ansiktet vänster/höger och upp/ned flyttas en markör över tangentbordet. En accentuerad ögonblinkning trycker ned den valda tangenten och på detta sätt kan man skriva meddelande, t.ex. HEJSAN ALLA. Detta exempel visar en mus-emulering musen ersätts av ansiktsrörelser och blinkningar. 4

Emma som provanvändare. Se texten under projektet del 2. Här är Emma på väg att svara Nej genom att vrida ansiktet åt vänster. När hon vridit lite till blir hela skärmen röd och ett Nej hörs i högtalarna. Emma har då svarat Nej. Jämför texten under projektet del 2. 5

Emma har svarat Ja. 6

Projektets del 1 Tolv stycken Minimetrar har färdigställts. En ekonomisk tung och mycket arbetskrävande biten var hårdvarukonstruktionen av den anpassningslåda som behövdes mellan de magnetiska givarna och datorn. Konstruktion och konstruktionsunderlag (färdigt kretsschema och detaljerat komponentval) där anpassningslåda och magnetgivare förfärdigades av Björn Breidegard. Sedan utförde en kommersiell elektronikfirma mönsterkorts-caddning och -tillverkning. Pengarna räckte tyvärr inte till kommersiell montering och testning detta fick istället utföras av Björn Breidegard. Alla tolv anpassningslådorna uppvisade perfekt funktion. Anpassningslådorna är dessutom så generellt konstruerade att de kan användas som ett PC-interface mot externa apparater, bl.a. finns fyra analoga ingångar och 32 digitala in/utgångar och all funktion bestäms av lättmodifierbar mjukvara. Programvaran, som ihop med givare, anpassningslåda och dator utgör luftmusen, konstruerades också av Björn Breidegard. Speciella signalbehandlingsalgoritmer har utvecklats och implementerats för att korrigera och kompensera för magnetgivarnas olinjäriteter och överhörning. Speciella styralgoritmer har utvecklats för att styra musmarkören på bästa sätt. Det viktigaste designbeslutet i denna konstruktion är att Minimeterns totala beteende i huvudsak bestäms av programvaran och denna är enkel och flexibel att ändra och införa nya finesser - dessutom gratis att mångfaldiga. Programvaran fungerar för både Windows 95, Windows 98, Windows NT och Windows 2000. Minimetern har fungerat på ett antal datorer av olika fabrikat och prestanda. Minimetern (eller luftmusen) bestående av sina delar: permanentmagnet, magnetgivare, anpassningslåda, programvara och dator uppvisade som helhet en stabil och pålitlig funktion. Ett antal specialanpassningar har gjorts i Minimeterprogrammet med tanke på reumatiska användare, bl.a. har programreglage för musmarkörtyngd, uppväxling och antiskakningsfunktion införts efter önskemål av arbetsteapeuter. Björn Breidegard installerade Minimeterutrustning på Spenshults reumatikersjukhus och utbildade arbetsterapeuterna i att handha dessa. Flera designiterationer gjordes: synpunkter från arbetsterapeuterna implementerades i programvaran. Spenshult genomförde under nov-dec år 2000 en förstudie för att trimma tekniken. Det tekniska användargränssnittet vad det gäller den kroppshållna magneten och magnetgivare utvecklades och förfinades och programändringar genomfördes också. Enstaka patienttester utfördes. Spenshult har genomfört en utvärdering. Se bilaga 2. Kretsschemor för anpassningslådan: se bilaga 3. 7

Här ses magnetgivarna monterade i en gråvit plastbox som sitter på en flexibelt flyttbar arm. Som handdon visas en magnetpenna en vanlig kulspetspenna med en pålimmad permanentmagnet. 8

Projektet del 2 Samtidigt som det undan för undan under del 1 det som vi sökt och fått medel för blev klart att grundidén inte skulle hålla, blev vi alltmer medvetna om att vår ansats var både mer rätt än vi trott och mer fel. Tekniskt är det ohållbart att tillverka speciell hårdvara det blir orimligt dyrt och kräver en service-, utbildnings- och underhållsorganisation som inte går att klara över hela landet. Går det kanske att tänka om och försöka klara allt med mjukvara mjukvara som kan skänkas bort, och där varje ny specialanpassning kan ingå i en öppen idégemenskap (community) för fritt utnyttjande av dem som så vill? Därtill skulle det givetvis finnas koncis information om vilken annan utrustning i form av dator och kamera m m som krävs. I vår lösning (jämför nedan) begränsas detta till en dator med normal prestanda och en TV-kamera. Teknikledstjärnor De ledstjärnor som följts under designprocessen är: Att enbart använda kommersiella och massproducerade produkter som kan köpas i TV-dator-affären. Så mycket som möjligt av funktionen läggs i specialdesignad programvara baserad på dagsfärsk kunskap inom bildbehandling. Designprocessen har varit iterativ och baserats på successiv förfining. Intensiv visualisering (på datorskärmen) har använts för att skapa, förstå och hitta fel. I görligaste mån har algoritmer baserade på sund matematik använts. Och då sådana ej funnits har heuristisk algoritmutveckling gjorts. Vi beslöt att prova: Att med hjälp avtv-kamerateknik och bildbehandling i dator avkoda mänskliga ansiktsrörelser. Att ge dessa rörelser en interpretering. Att låta dessa rörelser styra något meningsfullt för den aktuelle användaren. Att ge användaren en lämplig och individanpassad återkoppling, t.ex. med grafik och ljud för att facilitera styrningen. Produktens förpackning För att erhålla en så billig och lättpaketerad produkt som möjligt har den vägledande stjärnan under designprocessen varit att använda massproducerade (och därmed billiga) standardprodukter. Det enda som behöver köpas är en billig TV-kamera (en Web-kamera för ca 800:-) samt en modern standard-pc. Resten görs i specialdesignad programvara som enkelt distribueras på CD-skiva. Individanpassning Alla ingående delar kan vara individanpassade för att just passa en enda individs mycket speciella (och hårt begränsade) förmågor. Det har redan visat sig en viss generaliseringseffekt vad som designats till en användare har visat sig vara användbart för en annan, så efter ett tag kommer det att finnas en bas av mer generella styrningar och återkopplingar. 9

Provanvändning Hittills har tre provanvändare testat konceptet och bidragit till utvecklingen. Emma, så gott som totalförlamad och stum, har använt sin hittills rätt begränsade förmåga att vrida huvudet vänster/höger för att svara Ja/Nej. Som återkoppling för att underlätta styrningen att svara Ja eller Nej, visas ett stort gult klot på bildskärmen mot en himmelsblå bakgrund. Detta klot följer Emma minsta huvudrörelse så hon kan se vart hon är på väg. När hon vridit lite till vänster (och klotet flyttat sig lite till vänster) blir klotet rödare och rödare och då hon rullat klotet ända till skärmens vänsterkant blir hela skärmen röd och ett Nej hörs från högtalaren. När hon sen vrider huvudet tillbaka blir klotet gult igen. På samma sätt blir klotet grönare och grönare ju mer höger hon vrider, och till sist blir det grönt och det hörs ett Ja. Emma har prövat ett 10-tal gånger med varierande resultat (p.g.a. mycket varierande dagsform). Emma har med hjälp av röststimulans lärt sig vrida huvudet för att generera både Ja- och Nejsvar. Emma har visat uttalad svarsvillighet då vi ställt frågor till henne. Om hennes svar är riktiga eller ej har ej kunnat bevisas men vi tror faktiskt att en del svar faktiskt är riktiga. Efter ett par tillfällen började Emma dagens sejour med att själv vrida huvudet och omväxlande generera Ja och Nej. Hon har lärt något. Hon har också lärt en uppenbar strategi, när hon försökt vrida huvudet åt höger och det har gått trögt, har hon börjat med att först vrida åt vänster som för att ta sats. Detta har hon visat flera gånger. Emma kan kanske kommunicera vem vet? Här är Emma provanvändare. Björn justerar utrustningen. Här används en kommersiell videokamera (ca 5000:-). Sådana kameror är av hög kvalitet och användes under det inledande utvecklingsarbetet. Numera använder vi billiga Web-kameror (med enkel USBanslutning, ca 800:-) istället en betydande förenkling och förbilligande. 10

Här visas Emmas användargränssnitt ett gult rullande klot som styrs med ansiktsvridningar. Jonas Ekenborn på företaget Anpassa - i Malmö, längst till vänster skall ta över träningen och undervisningen med Emma. Hela programvaran har installerats på företagets dator och fungerade direkt utan problem. Detta mycket tack vare den hårda standardiseringen att använda kommersiella komponenter från TV-dator-affären. 11

Magnus (fingerat namn), så gott som totalförlamad och stum hade enligt sin närmsta omgivning ett sätt att medvetet svara nämligen genom blundningar ( långa blinkningar). En individanpassning som byggde på Magnus blundningar och intresse för Michael Jackson designades. En stor bild av M.J. visades över den stora ljusstarka bildskärmen och musik spelades i högtalaren. Efter 20 sekunder blev skärmen mörkare och mörkare och efter 30 sekunder tystnade även musiken. Om Magnus nu blundade kom M.J. tillbaka både på skärmen och i högtalarna. Han hade dessutom chansen att slippa avbrott i avslyssningen genom att blunda under den tid bilden blev mörkare och mörkare. Denna individanpassning gjordes helt för att testa att Magnus var med att han kunde lära sig att förstå för att sen eventuellt kunna gå vidare med mer meningsfulla styrningar. Dock var tekniken inte helt fungerande vid första testtillfället både vad det gällde programvara och rullstolens nackstöd m.m. Detta medförde det lyckliga att det var tvunget att pröva något annat. Kunde Magnus vrida huvudet vänster/höger? Vi prövade att låta honom rulla Emmas klot och det gjorde han omväxlande Ja och Nej. Vi ställde frågor och Magnus visade svarsvillighet. Vi frågade om han ville lyssna mer på M.J. och han svarade Ja. Inga slutsatser om svarskorrektheten har dragits. Så Magnus får i fortsättningen använda den styrning och återkoppling som specialdesignades för Emma man kan ju aldrig veta förrän man provat och ett misslyckande kan ge ett lyckande. Tyvärr har Magnus svårt att utföra huvudvridningarna. En gång i tiden kunde han det faktiskt bra men p.g.a. ej längre erhållen sjukgymnastträning har han så gott som tappat denna förmåga. Albert (fingerat namn), svårt rörelsehindrad och stum, kan följa med i en kommunikation och förstår. Hans latenstider är sekundkorta. Han kan bl.a. blunda och gapa på uppmaning. Så vi bestämde att blundning skulle generera ett Ja och en gapning skulle generera ett Nej. Dock visade det sig vid första provtillfället att Albert haft något problem med ögonen, och hans Ja-blundning hade reducerats till ett svagt ögonlockfladder. Återigen var det Emmas rullande klot som var räddningen. Albert förstod principen direkt och kunde genererera Ja och Nej på uppmaning. Han svarade även på ett 20-tal frågor och enligt hans mamma var alla svaren fullt rimliga. Albert skall få fortsätta att använda huvudvridningen, men vi kommer även att lägga till att hans gapningar och blundningar ger någon form av styrning t.ex. blundning ger Hej och gapning Jag vill ha paus. Pågående utveckling Alla tre provanvändarna har visat att ögonen ligger före huvudvridningen. Först tittar ögonen åt valt håll, och sen kommer eventuellt huvudvridningen. Så programmet skall vidarutvecklas för att även kunna avkoda ögonpekning och använda denna i styrningen och återkopplingen. Vidare skall ingen manuell kalibrering behövas utan det skall finnas en automatisk ansikte/ögon/mun-näsa-sökning. Större tålighet mot skalnings- och rotationsvarianser skall implementeras. Ögonföljning skall implementeras. Alla tre användarna har visat att de först signalerar med ögonen åt vilket håll de tänker vrida huvudet. Även avkodning av mer sofistikerade ansiktsuttryck, t.ex. ögonrörelser hos flickor med Retts syndrom skall implementeras. 12

Informationsspridning Vetenskapligt har rapportering skett vid: Aesthetic Expression of Feelings Workshop at the i3 Spring Days 2001, Porto, Portugal. The Minimeter Maxi for People with Disabilities A General Interface for Computer Control and Feedback i ÖGAI-Journal, Jahrgang 2001, Nr.2 (Österreichische Gesellschaft für Artificial Intelligence). Vidare planeras en artikel om konceptet i Technology and Disability, en populärvetenskaplig artikel i t.ex. Läkaretidningen samt en rent teknisk artikel i en teknisktvetenskaplig tidskrift, uttryckt i tekniska termer men med tyngdpunkten lagd på användningen. I övrigt hänvisas till Certecs website. Vi har också framträtt med projektet i Spenshult på Forskningens dag den 11 september, 1999. Minimetern har också demonstrerats under närvaro av både Emma och hennes mamma på ett antal Certec informerar -dagar. Bilagor 1. Ursprunglig plan 2. Spenshults utvärdering av den ursprungliga Minimetern 3. Kretsschemor 4. Ekonomisk redovisning 13

Bilaga 1 Minimetern, Ansökan steg 2 Inriktningen enligt ansökan i steg 1 kvarstår. Vi vill under en period av 2 år vidareutveckla och provanvända ett IT-styrdon, Minimetern, anpassa det för största möjliga effekt för människor med svåra rörelsehinder och dokumentera dess funktion och potential. Forskningsprogram Syfte och målsättning Projektet syftar till att nyttiggöra en rörelseförmåga, om än aldrig så liten i praktiskt taget vilken kroppsdel som helst och därmed ge användaren möjlighet att genom en egen rörelse styra en dator, ett musikinstrument, en svarv, etc. ge arbetsterapeuter och sjukgymnaster på Spenshults Reumatiker- och Rehabiliteringssjukhus möjligheten att synliggöra sitt yrkeskunnande genom den speciella utmaningen som ett sådant verktyg utgör. När inte längre individanpassningen är något problem utan går att göra lätt och till perfektion, blir det uppenbart att begränsningarna i realiteten ligger i användarens fantasi och drömmar och i personalens kompetens. på Spenshults Reumatiker- och Rehabiliteringssjukhus genomföra provanvändning kontinuerligt för alla som på arbetsterapin därstädes önskar använda dator och Minimetern. Här kan korttidseffekter av Minimeter-användningen i schematisk form dokumenteras av användaren själv, av personal och genom enkelt loggningsförfarande. ett fåtal speciellt intresserade användare inom grupper utvalda av Spenshult Reumatiker- och Rehabiliteringssjukhus skall få chansen att långtidsanvända Minimetern på arbetet och/eller hemma. Deras erfarenheter och egna noteringar blir av speciellt värde, liksom det som kommer fram både vid djupintervjuer genomförda av skolade intervjuare och av tekniker som kan använda tekniken för att visa på ytterligare möjligheter. Arbetsplan, metodik och genomförande Minimetern togs, under förvåren 1999, fram på Certec av doktoranden Björn Breidegard i en första version för en flicka med förvärvad hjärnskada, se bilaga 1. Se också www.certec.lth.se/minimetern. Den har därefter genomgått ytterligare en utvecklingsfas, och i samband med Forskningens dag 990911 demonstrerats på Spenshults Reumatiker- och Rehabiliteringssjukhus. Då demonstrerades bl.a. hur man kan datormåla med Minimetern. Demonstrationen ledde till vad vi inte tvekar att kalla för begeistring hos många av besökarna och intressanta samtal för vidareutveckling föddes. Möjligheterna för Minimetern framgår till en del av bilaga 2.

Detta blir arbetsgången: Prototypen tillverkningsanpassas på Certec. Certec låter tillverka 12 stycken Minimetrar (påtänkt utförare: SVEP, SVenska ElektronikProdukter i Lund). Styckekostnaden i denna omgång beräknas till cirka 15 kkr. Programvaran för provanvändningen, framtagen av Certec, inriktas i versionen för år 2000 helt på att Minimetern skall användas som datormus. Under mars månad år 2000 startas en provanvändning och utbildning för arbetsterapeuter och sjukgymnaster på Spenshult. Samtidigt påbörjas provanvändningen för korttidsbesökarna på arbetsterapin därstädes. Fr.o.m. april påbörjas också de mer långvariga provanvändningarna av enskilda individer, hemma eller på arbetsplats. Dessa provanvändare väljs ut bland speciellt intresserade i de av Spenshult prioriterade grupperna (se nedan). Som framgår av standardavtalet vid provanvändning som ingår i Certecrapporten Vad är rätt?, www.certec.lth.se/dok/vadarratt/vadärrätt.pdf, är arbetsuppgifterna vid en provanvändning ömsesidiga: Certec är berett att på alla sätt hjälpa till under provanvändningen och provanvändaren förutsätts själv ha ett starkt eget intresse både för att genomföra provanvändningen och för att berätta om/själv dokumentera utfallet. Under första kvartalet år 2000 pågår på Spenshult parallellt med teknikframtagningsfasen på Certec en dialog med presumtiva provanvändare. Under perioden april december dokumenteras kontinuerligt provanvändarnas erfarenheter. Om någon tröttnar efter någon månad, utses en ny provanvändare för den Minimetern. Efter första året vill vi komma in med en delrapport och precisera hur vi vill gå vidare. Preliminärt inriktas år 2 på provanvändning av styrning av andra verktyg än datorn, t.ex. musikinstrument och elektromekaniska verktyg, samt på att vidga gruppen provanvändare till att också omfatta andra grupper än rörelsehindrade människor, t.ex. läkare och laboratoriepersonal som vill prova nya former av styrning. Vidare kommer år 2 ägnas åt att göra Minimetern till den produkt den har potential till att bli. Reumatikerförbundet har markerat ett starkt intresse av att stå fadder för detta. Huvudperson i arbetet blir doktoranden vid Certec, Björn Breidegard, som inte bara står för en rent teknisk del utan som också måste vara delaktig och arbetande inom hela provanvändningsprocessen för maximalt framgångsrik både teknik- och pedagogikutveckling samt dokumentation av utfall. Hans handledare är professor Bodil Jönsson som också tänker delta i projektet, inte bara som handledare av Björn Breidegard utan också för att vara med om att nyttiggöra den potential som ligger i samspelet mellan Spenshult och Certec. Det finns goda möjligheter att mötet mellan en kliniskt inriktad verksamhet med egen stark kunskapsgenereringsinriktning, Spenshult, och en genuin teknisk forskningsverksamhet kan bli framgångsrikt också vida utöver vad vi nu vågar och kan förutse. 2

Urval av provanvändare Provanvändningen av Minimetern kommer att inriktas på fyra huvudgrupper av möjliga användare: 1. Patienter med reumatoid artrit (RA, kronisk ledgångsreumatism) som till följd av ledsmärtor, ledförstöring och rörelseinskränkning i axlar och armar inte kan använda de verktyg som idag används för att styra en dator. Deras begränsning ligger i att dels ha mycket nedsatt kraft, dels ha en så inskränkt rörelseförmåga att även manövrering av en vanlig datormus är omöjlig. 2. Patienter med reumatoid artrit (RA) eller kronisk barnreumatisk ledsjukdom (JCA) som till följd av deformiteter i händer och fingrar (trots handkirurgiska ingrepp och kompensation med ortoser) ej kan skriva med vanlig penna, på skrivmaskin eller på vanligt tangentbord eller kan hantera vanlig datormus. 3. Patienter som till följd av kroniska smärtor i armar, händer, skuldror och nacke (exv. i samband med fibromyalgi) har så begränsad muskelkraft och uthållighet att användande av vanligt datortangentbord och vanlig mus är möjligt endast mycket korta stunder. 4. Patienter med fibromyalgi och därtill hörande smärtor i händer. Inom denna grupp har vi och andra kunnat påvisa en mycket kraftig nedsättning av handkraft och finmotorik som ej är relaterad till själva smärtan. För denna grupp blir Minimeterprojektet mer av hypotesgenererande natur för att bättre kunna förstå orsakerna till och möjligheterna att påverka denna handikappande handfunktionsstörning. Curriculum Vitae för de sökande CV för Bodil Jönsson, Björn Breidegard och Ingemar Petersson finns i bilaga 7, 8 resp. 9. Budgetplan År 1 Lön, Björn Breidegard, inklusive KK-medgivet universitetspåslag 600 kkr Lön, Bodil Jönsson, inklusive KK-medgivet universitetspåslag 50 kkr Löner, berörd personal på Spenshult (klinikchef Ingemar Petersson, 200 kkr arbetsterapeuter, sjukgymnaster och psykolog med speciella insatser i provanvändningen) Elektronik- och datorutrustning för fullföljande av den första tillverknings- 60 kkr anpassade prototypen 12 stycken Minimetrar, legotillverkade à 15 kkr 180 kkr Resor inom Sverige för provanvändning (minst 20 resor Lund-Spenshult 10 kkr plus ett antal resor till provanvändarnas hemorter) Summa: 1100 kkr Kostnaden för år 2 enligt ovanstående skiss förväntas också ligga runt 1 miljon kronor. 3

Projektets samarbetsparter Huvudaktörerna är Certec och Spenshult. Certecs verksamhet framgår av bifogade broschyr och verksamhetsberättelse (bilaga 3 och 4) och av www.certec.lth.se. Spenshults verksamhet framgår av bilaga 5. Potentialen i samspelet mellan de båda aktörerna visas dels av vad vi hittills genomfört tillsammans: seminarier, forskningens dag, gedigna forskningssamtal samt av Certecs medverkan upptill Spenshults Reuma direkt etc. Projektets betydelse för utveckling inom hälso- och sjukvården samt relation till andra liknande projekt Behandlingen med läkemedel, rehabiliterings- och träningsmetoder samt operationsmetoder för reumatiker har under de senaste åren väsentligt förbättrat det dagliga livet för många patienter. Trots detta har många patienter betydande funktionsinskränkningar och i såväl i daglig sjukvård som i olika forskningsprojekt noterar vi att en mycket stor grupp reumatiker plågas av detta. Forskning och utveckling, framförallt med helt nya angreppssätt har hittills inte varit prioriterat. Kunskaperna om de grundläggande uppkomstmekanismerna vid vissa typer av reumatiska sjukdomar (exv. RA) ökar snabbt medan kunskapen om orsaker till exv. fibromyalgi och annan kronisk mjukdelssmärta är ofullständigt kända. Det aktuella projektet är viktigt dels för att finna nya vägar för att med modern teknik och IT-funktion expandera arsenalen av funktionsförbättrande metoder för reumatiker, dels för att i denna utvecklingsprocess finna nya nycklar till orsaken till funktionsinskränkningar. Denna typ av tvärprofessionellt samarbete (som kombineras med andra strukturerade uppföljnings- och rehabiliteringsprojekt för reumatiker) ger nya och unika möjligheter till kunskaps- och idéutbyte för en snabb testning och implementering av nya tekniska lösningar. Det ger också kontaktvägar och nätverk för att generera och testa nya hypoteser kring outforskade områden inom reumatologi och rehabiliteringsteknik. Detta arbetssätt är ovanligt i dagens medicinska forskning och utveckling och kan tjäna som modell för andra medicinska områden. Nationell betydelse och internationell potential De reumatiska sjukdomarna drabbar tiotals procent av befolkningen. De innefattar ett stort antal sjukdomar där de största grupperna är kroniska inflammatoriska ledsjukdomar (exv. RA) som drabbar 2 % av befolkningen, degenerativa ledsjukdomar såsom artros som drabbar 5-10% av en medelålders befolkning samt kroniska mjukdelssmärtor där fibromyalgisyndrom drabbar 1-2 % av vuxen befolkning. Sjukdomarna drabbar i betydligt större omfattning kvinnor, de drabbar personer i alla åldrar ( också barn och ungdomar). De reumatiska sjukdomarna 4

innebär mycket lidande för den drabbade, funktionsförmågan i arbete och på fritid inskränks väsentligt och i västvärlden utgör rörelseorganens sjukdomar den största orsaken till långvariga sjukskrivningar samt förtidspensioneringar. Under 1997 kostade de reumatiska sjukdomarna samhället 27 miljarder kronor i Sverige (CMT rapport, Universitet Linköping 1999). 80 % av dessa kostnader var passiva kostnader d.v.s. kostnader för sjukskrivning och förtidspensioner. Olika projekt har visat att en aktiv rehabilitering inriktad på att minska och ta bort funktionsinskränkningar för reumatiker ger effekt på både fritid, arbetsfunktion, sjukskrivning, livskvalitet och välbefinnande. Satsningarna inom området har hittills varit otillräckliga i Sverige och andra länder. Det aktuella projektet syftar till att utveckla nya instrument och tekniker för kompensera de funktionsinskränkningar som reumatiker drabbas av. De möjliga omedelbara vinsterna för den enskilde och de långsiktiga vinsterna för samhället är uppenbara. Det finns idag ett ökande nationellt och internationellt intresse för utvecklingen inom rehabilitering för reumatiker. Spenshult har inom detta område samarbete med enheter i Finland, Norge, Holland och England. Sverige är ett föregångsland inom teknik- och IT-utvecklingen och den framtida potentialen för denna typ av tvärprofessionella utvecklingsprojekt bedömes som mycket stor. Den typ av samverkan mellan drivande forskningsprojekt inom medicinska områden och spetskompetens inom teknik/it-området som detta projekt är nyskapande och viktig. Att en luftburen friktionslös mus kan bli av intresse också för andra användare, kanske för en bred grupp av t.ex. dataspelanvändare, är uppenbart. Den stora fördelen med att rörelsehindrade då kan ha ett användarförsprång genom att Minimetern är den som kommit först, ligger i att teknikutveckling som bekant går svindlande fort medan tankarna sällan hinner med lika fort. Det är just användarinsikter och användarforskningen som det tar längst tid att bygga upp (jfr pågående arbete av Britt Östlund inom KFB). Relevansen av detta resonemanget har på Certec tydliggjorts av två skilda exempel. Det första var den treåriga användarerfarenheten av den personliga elektroniska assistenten Isaac och vad denna betydde när de kommersiella digitalkamerorna började slå igenom. Se bifogad broschyr, bilaga 6, av en användarkonferens 4 november, 1999, som drar 400 deltagare. Det andra exemplet är försprånget på dryga 3 år genom användningen av The Phantom, ett haptiskt (styrande och återkopplande via känseln) gränssnitt som Certec har för bl.a. blinda människor, när de haptiska datormössen nu snart saluförs. Se också www.certec.lth.se/haptik. 5

Eventuell industriell potential Minimetern kan ha en industriell potential om någon, t.ex. Reumatikerförbundet, exploaterar den. Certecs och Spenshults primära intresse i detta är emellertid att få fram användarresultat. Bilageförteckning Bilaga 1: En Minimeter till Emma Bilaga 2: Minimetern, version 2.0 Bilaga 3: Certec-broschyren Bilaga 4: Certecs verksamhetsberättelse 1998-1999 Bilaga 5: Spenshults verksamhet - en kort beskrivning Bilaga 6: Bilden som språk, exempel på användardag den 4 november Bilaga 7: Curriculum Vitae för Bodil Jönsson Bilaga 8: Curriculum Vitae för Björn Breidegard Bilaga 9: Curriculum Vitae för Ingemar Petersson 6

Bilaga 2 MINIMETERN Ing-Marie Petersson Arbetsterapin Spenshult AB

Under hösten 2000 inbjöds vi till Certec i Lund för att ta del av minimetern (luft mus). Vi kom fram till att vi skulle testa denna i vår dataskola på Spenshult. Bodil Jönsson och Björn Breidegård från Certec kom hit vid ett tillfälle och vi hade en sittning tillsammans med Ingemar Petersson. Vi skulle testa minimetern i bla vår dataskola och 25 personer skulle ingå i studien. De skulle testa minimetern och jämföra den med ett annat stydon. En enkät (bil) utformades. Björn Breidegård var här och installerde minimetrarna och dialog fördes över webboarden. Under senhösten tog vi tillfälle att öva upp oss att använda minimetern. På ett teammöte i december förevisades minimetern för andra personalkategorier, de fick också möjlighet att prova. I januari drog vi igång testningen. Patienterna i dataskolan plus några datorvana patienter gavs möjlighet att under 1 timma få använda minimetern. Magneten placerade vi på en penna, en träplatta, en gul plastkula samt klistrade den på fingret.17 kvinnor och 9 män. Bortfall 1 kvinna pga stora smärtor. Medelålder 54 år. Samtliga patienter fick fylla i en HAQ enkät (bil) samt genomföra ett GAT-test (bil). Vi noterade också ålder, datorvana och om pat hade handdeformiteter. Sista februari var testet genomfört. Resultatet redovisas i tabellform. (se bil) Kommentarer redovisas i löpande text. (se bil)

Kommentarer. Vilken mus var lättast att styra? (VAS före-efter, mätt i cm) 1.Trackball, VAS 8-7. Mimimetern, VAS 8-9. Svår att styra. Spänningar i handled och arm. Dessutom krånglade minimetern. Övr synpunkter: Roligt att få vara med och testa" 2. Mousetrapper, VAS 3-3,5. Mimimetern, VAS 3-8. Svår att hålla (minimetern), svår att hålla stilla. Övriga synpunkter: Med mousetrapper var det roligare och lättare att rulla. 3. Compaq standardmus, VAS 0,5-2 o Minimetern, 0,5-1. Vanan gör att standard är lättast. Testar gärna minimetern ytterligare. Övriga synpunkter: Markerat arbetsområde antingen mot någon musmatta eller ljuskägla. Eftersläpningen irriterande. Andra omgången: efter fredagens träning med minimetern kände jag mig inspirerad att träna ytterligare ett pass. Jag har idag tränat ytterligare 70 minuter med minimetern på tjockcellgummislang vilket fungerade bra för mig. VAS 0,5-2. 4. Compaq standardmus, VAS 6-7. Minimetern, VAS 8-8. 5. Compaq standardmus, VAS 3-4. Minimetern, VAS 5-6. 6. Mousetrapper, VAS 7-7. Minimetern, VAS 7-7. 7. Minimetern, VAS 3-3. Compaq standardmus, VAS 7-7. Lättare att använda båda händerna till kommandon. 8. Compaq standardmus, VAS 0-0. Minimetern, VAS 0-0. Lyder bättre. 9. Mousetrapper, VAS 2-2. Minimetern, VAS 1-1. Lyder. 10. Mousetrapper, VAS 2-6. Minimetern, VAS 2-4. Vill ha ett grepp. Övriga synpunkter: Tycker det här fungerar efter bara lite träning. Mycket positivt. Kan hjälpa många tror jag. 11. Compaq standardmus och Trackball. Minimetern, VAS 3-3. 12. Compaq standardmus, VAS 0-0. Minimetern, VAS 0-3. Ont i fingret och ryggen. 13. Compaq standardmus, VAS 1-1. Minimetern, VAS 3-3. Svårt att styra och hitta pilen med minimetern. Tyckte att trackbar var lättast att styra med. 14. Compaq standardmus, VAS 4-4. Minimetern, VAS 5-6. Minimetern väldigt känslig, behövs mycket vana då tycker jag mousetrapper var bättre men föredrar Compaq standard mus. Övriga synpunkter: Har provat trådlös standardmus hos Datavän och det verkar väldigt bra

15. Minimetern, VAS 9-10. Avbröt pga smärta. 16. Compaq standardmus, Minimetern, VAS 9-10. Att jag behövde hålla upp handen hela tiden ökar bara min smärta. Vidare måste den bli mer precis så att man kan få upp en lämplig hastighet, när man arbetar + att det får inte vara som nu att man fick lägga mycket tid på att hitta var man är efter varje gång man har gjort något annat. Mao den var så jobbig och så oprecis att jag tog en vanlig mus för att göra klart min lilla ritning. 17. Trackball, VAS 8-8. Minimetern, VAS 8-8. Lättare att styra. 18. Mousetrapper, VAS 8-6. Minimetern, VAS 9-10. Den var lätt att hantera, fick ej ont i varken nacke eller armbåge. 19. Compaq standardmus, VAS 7-7. Minimetern, VAS 7-7. 20. Compaq standardmus, VAS 8-9. MinimeternVAS 6-6. Mer att hålla, lättare att styra, behövde inte spänna mig så mycket, den reagerar för mycket på små rörelser-alltså minimetern. 21. Mousetrapper, VAS 5-5. Minimetern, VAS 4-4 Svårt med små rörelser och precision. 22. Mousetrapper, VAS 1-1. Minimetern VAS 3-1. lättare hitta pekaren. Övriga synpunkter: Magnetfältet skulle vara markerat på bordet. 23. Compaq standardmus, VAS 1-1. Minimetern, VAS 1-1. Den känns stabilare i handen. 24. Mousetrapper, VAS4-4. Minimetern, VAS 4-3. För att jag inte spänner armen och axlarnaså mycket. Övriga synpunkter: Är helt nybörjare med allt inom data. 25. Compaq standard mus, VAS. Minimetern VAS 6-7. Vana vid standardmus. Upplevde minimetern som svår hanterlig, överkänslig, svår att detaljstyra. Övriga synpunkter: Mycket tröttsamt med pennans placering i förhållande till magnetgivaren. 26. Compaq standardmus, VAS 3-3. Svårt att styra minimetern Övriga synpunkter: Lättare med hel magnetplatta och ev liten fingerborg eller penna.

Hur upplevde du att använda minimetern? 1. Se under varför. 2. Passar mig inte alls. 3. Tror på idéen. 4. Lite svårt om man gör stora rörelser. 5. Jobbigt att hitta läget. När man hittat det gick det bra med små rörelser. 6. Lite krångligt. 7. Lite smalt att hålla i. 8. Det är en fråga om träning. 9. Svårt att hitta magnetfältet. 10. - 11. Ej bra. Svårt att styra, för långsam reaktion, pekaren. 12. Kan inte förstå dess värde. Får vara för handikappade som inte klarar annan mus. 13. Svårt att få pilen exakt på symbolerna och att stanna kvar tills man tryckt. 14. Svårt den var överkänslig vid varje liten rörelse. 15. - 16. Ej funktionsduglig, måste göras mer precis så att den följer pennan samt att man måste på ett enkelt sätt kunna kalibrera så att man kan ha pennan på musmattan som stöd. 17. Väldigt känslig. Svår för mig. 18. Svårt och ovant, men med träning är den nog bra. 19. För känslig. Ser ej magnetfältet. 20. - 21. Svårt. 22. - 23. Svår att hantera för man var för snabb på rörelserna. 24. -

25. Krävde stor muskelanspänning. 26. Svårt vid trögt underlag.

ID Ålder Kön GAT HAQ Handdef bästa styrdon datorvana Dom besvär placering 1 56 K 30,8 1,62 Nej trackball viss infl ledsjd penna 2 72 K 52 2.62 Ja mousetrapper viss infl ledsjd träplatta 3 63 M 23 0,8 Nej stand + minim viss infl ledsjd fing o träpl 4 44 K 22,2 1,25 Nej stand ingen kron smärta penna 5 52 K 42,2 0,87 Ja stand mus ingen infl ledsjd träplatta 6 42 K 33,6 1,5 Ja mousetrapper ingen infl ledsjd träplatta 7 62 K 18,6 1 Nej minimetern ingen infl ledsjd penna 8 75 K 21 0,62 Nej stand mus ingen infl ledsjd träplatta 9 57 M 29,4 0,37 Ja mousetrapper ingen infl ledsjd träplatta 10 44 K 31 0,62 Ja mousetr/minim stor infl ledsjd fingret 11 41 M 14 0,63 Nej trackb/stand stor kron smärta penna 12 57 M 23 0,75 Nej stand viss kron smärta penna 13 37 K 18,2 0,36 Nej stand ingen infl ledsjd penna o finger 14 46 K 31,2 1,12 Ja stand o m tr viss infl o kron sm träplatta 15 72 K 3 Ja 16 45 M 17,4 0.63 Nej stand stor kron smärta penna 17 60 M 17,4 0,25 Nej trackball viss infl ledsjd finger 18 59 K 34,6 1,37 Nej mousetrapper viss infl o kron sm penna 19 55 M 20,2 0,25 Nej stand ingen annat träplatta 20 47 K 24,6 0,25 Nej stand viss kron smärta penna o finger 21 60 K 42,2 2,5 Ja mousetrapper ingen infl ledsjd penna 22 55 K 18,4 0 Nej mousetrapper viss kron smärta penna 23 43 K 30,4 0,25 Nej stand viss kron smärta träplatta 24 59 K 23 0,75 Nej mousetrapper ingen kron smärta gul kula 25 52 M 23 0,25 Nej stand stor infl ledsjd penna 26 51 M 22 0 Nej stand viss annat trä o gul medel 54 17 K 26,5 0,72 18 Nej 11 standard 11 viss 15 infl ledsjd 12 penna 9 M 9 Ja (36%) 7 mousetrapper 10 ingen 8 kron smärta 10 träplatta 3 trackball 4 stor 2 annat 5 finger 1 minimet ern 2 gul kula