De invloed van grafeen
supercondensatoren op de
volksgezondheid door middel van
real time data synchronisatie
Thomas van Dooren,10625488, Brein en cognitie Toon Driessen, 10669000, Biologie
Paul Heijen, 10663533, Kunstmatige intelligentie Boudewijn poot, 10686355, Natuurkunde
Evert Glebbeek Aantal woorden: <>
_____ Abstract
In een maatschappij waarbij online zijn de orde van de dag is, zou een volgende logische stap kunnen zijn om de medische wereld de voordelen van internet te laten gebruiken. is het niet gek om te denken dat de medische wereld de volgende stap is. Echter, accu’s zijn al jaren het grootste obstakel om medische monitoring via het internet mogelijk te maken. Nu kan grafeen, het schijnbare wondermiddel,
misschien een oplossing voor dit obstakel zijn. De vraagstelling is dan ook: Wat is de invloed van grafeen supercondensatoren op de volksgezondheid door middel van realtime datasynchronisatie. De conclusie van dit artikel is dat het in theorie in de toekomst zeker mogelijk moet zijn, maar dat er op dit moment nog veel onderzoek
gedaan moet worden naar zowel de technologie als de publieke houding ertegenover.
Contents
Inleiding...3
Kerndeel...6
De invloed van grafeen supercondensatoren...6
Schets van intelligent systeem...7
Medische toepassingen...8
Analyse van ontvankelijkheid van de maatschappij...9
Discussie & Conclusie...11
Conclusie...11
Discussie...11
Inleiding
Onder toenemende druk vanuit de steeds vergrijzende maatschappij, wordt kwaliteitszorg steeds belangrijker. Deze kwaliteitszorg waarborgen kan erg lastig zijn gezien de slechte economie van de afgelopen jaren. Deze twee processen komen samen tot uiting als drastische bezuinigingen binnen de zorgsector. Naar verwachting zal dit probleem in de toekomst alleen maar groter worden door vergrijzing. Ook in opkomende landen waar veel ouderen nu nog uit kunnen gaan van opvang door familieleden, zal de druk op commuun geregelde zorg steeds groter worden. Uit onze eigen geschiedenis is gebleken dat er naarmate de
economie vooruit gaat en er meer verdiend wordt, familierelaties vaak veranderen, waardoor ouderen niet meer als vanzelfsprekend op zorg vanuit de familie kunnen rekenen [citatie] . Uit onze eigen geschiedenis is gebleken dat er naarmate de economie vooruit gaat en er meer verdiend wordt, familierelaties drastisch
veranderen. Als laatste is de voorspelling dat de levensverwachting van de mens komende jaren nog zal toenemen wat tevens de druk en kosten voor de zorg zal verhogen.
Een oplossing lijkt te liggen in het anders organiseren van de zorg. Hiermee kan mogelijkerwijs ook de kwaliteit van leven verhoogt worden. Door de opkomst van smart phones, big-data en informatie-communicatietechnologie is er veel veranderd in de huidige manier van leven. In meer dan de helft (61%) van de huishoudens zijn bijvoorbeeld touch screen tablets aanwezig. De mogelijkheid tot het verhogen van de kwaliteit van leven en het verbeteren en verhogen van de efficientie binnen de zorg ligt binnen dit geschetste kader. Door de opkomst van data-verwerkingstechnologie en de vooruitgang binnen de technische sector wordt het nu interessant om te kijken naar de mogelijkheden van het integreren van slimme computersystemen binnen gezondheidszorg. Dit biedt de mogelijkheid voor chronisch zieke mensen en mensen in een gevaar zone om thuis te blijven wonen en tegelijkertijd medische controle krijgen. Dit heeft gevolgen voor de kwaliteit van leven, preventie van ongevallen en de manier van leven.
Beperkingen liggen momenteel echter bij de mogelijkheid tot het verwerken van de data en het meten er van. Dit komt doordat de huidige groei van accu-technologie stagneert, waardoor het vrijwel onmogelijk is om de huidige accu’s, waaronder andere lithium-ion batterijen, een hogere energiedichtheid te geven. Andere wegen zullen dus ingeslagen moeten worden wat betreft accu techniek. Grafeen biedt zich hierbij aan als gewillige kandidaat. Grafeen is een koolstof compositie die zich erg goed leent om te functioneren als super capacitor. Hieruit volgt dat er niet alleen meer energie opgeslagen kan worden in een kleiner volume maar ook dat de oplaad snelheid van deze accu’s drastisch stijgt ten opzichte van de traditionele lithium-ion batterij. Als een dergelijke ‘super capacitor’ gerealiseerd kan worden, zal dit een enorme kettingreactie teweeg brengen in de technische sector. Veel projecten waar op dit moment de vooruitgang stagneert door beperking van energieopslag per volume, zullen hierdoor weer voorruitgang boeken. In dit onderzoek wordt er gefocust op wat de vooruitgang van deze projecten betekent voor de zorgsector en
wat de invloed is op de hieraan gekoppelde maatschappelijke vraagstukken. De hoofdvraag die hierbij centraal staat in het onderzoek is de volgende; Wat is de potentie van grafeen supercondensatoren met betrekking tot de volksgezondheid door middel van realtime data synchronisatie in ‘smart systems’?
Veel aspecten van zorg die nu in het ziekenhuis of bij thuishulp plaatsvinden kunnen eventueel vervangen worden door computers in de vorm van ‘smart systems’. Smart systems zijn hier systemen het menselijk lichaam en de huidige staat ervan kunnen meten, hier op eigen kracht beslissingen mee kunnen maken en eventueel de conclusies naar de juiste persoon kunnen doorverwijzen. De theorie en uitwerking voor deze systemen ligt in principe al klaar maar in veel gevallen is de energie toevoer van zulke systemen het obstakel voor realisatie. De potentie die grafeen biedt in energieopslag en oplaad snelheid zou deze systemen van het papier in de werkelijkheid kunnen brengen. Maatschappelijke vraagstukken verrijzen bij deze ‘online-isering’ van hele persoonlijke data. Privacy is een kwestie die bij deze zaken bij uitstek naar boven komt omdat het probleem bij online data altijd zal zijn dat dit ook te hacken valt, dit is natuurlijk zeer ongewenst en zal in dit onderzoek dan ook in behandeling genomen worden.
Dit onderzoek zal het zojuist geschetste probleem op een systematische manier ontleden waarbij er meerdere disciplines aan bod zullen komen. Een interdisciplinaire aanpak is bij dit onderwerp namelijk noodzakelijk. Allereerst zal er gekeken worden naar hoe deze smart systems beïnvloed zullen worden door de komst van grafeen supercondensatoren. Dit wordt vanuit een natuurkundig en technische benadering bekeken. Hierbij wordt vooral een vergelijking gemaakt tussen verschillende vormen van batterijen. Vervolgens wordt er vanuit de kunstmatige intelligentie gekeken naar hoe een dergelijk systeem zou kunnen werken. Ook wordt er vanuit dit perspectief gekeken naar mogelijke nadelen van een dergelijk smart system. Vanuit de biomedische wetenschap wordt vervolgens gekeken naar wat voor invloed dergelijke systemen op de gezondheidszorg kunnen hebben. Wat voor ziektes zouden er voorkomen of opgelost kunnen worden? Zou het voordeel kunnen bieden bij het innemen van medicatie? Als laatste wordt vanuit de psychologie gekeken naar de wenselijkheid en de huidige attitude naar een dergelijk systeem. Ook wordt er kort gekeken naar een toekomstverloop van de politieke discussie betreffende het gebruik van smart systems.
Dit gaan we benaderen door middel van literatuuronderzoek. We proberen juiste vergelijkingen te trekken en aannemelijke extrapolaties te maken naar de toekomst toe. Er is nog niet genoeg literatuuronderzoek gedaan om een volledige review van huidige mogelijkheden te geven. Wel zijn er voorlopers waaruit we bepaalde verwachtingen kunnen hebben die we proberen te uiten in deze toekomstschets. Alle disciplines die gebruikt worden in dit onderzoek gebruiken een eigen methodologie voor onderzoek. We hopen door middel van een ‘connect’ integration technique het beste van alle werelden te krijgen. Daarnaast willen we het echt vanuit verschillende perspectieven bekijken, waarbij ieders kennis niet alleen de
anderen helpt maar ook echt informatieve waarde heeft. Dit willen we doen via de ‘add’ integration technique.
Vanwege het feit dat er nog maar weinig onderzoek over de betreffende systemen is, maken we in dit stuk maar weinig gebruik van theorieën en concepten. Wel maken we gebruik van enkele begrippen. Zo wordt er veel gerefereerd naar de (grafeen) supercondensatoren. Hiermee wordt uiteindelijk verwezen naar een grote subcategorie van supercondensatoren, namelijk de ‘elektrochemische dubbel laag condensator’. Dit is een elektrostatische vorm van opslag waarbij twee lagen (de electrodes) gedrenkt zijn in een elektrolyt.
Daarnaast wordt er ook gekeken naar ‘ambulante beoordeling’. Dit is een techniek die al enige tijd wordt onderzocht in de psychologie. Het is een techniek waarbij computersystemen worden gecreërd om bijvoorbeeld de fysiologie en het gedrag van de gebruiker vast te leggen tijdens zijn dagelijkse bezigheden. Op het gebied van geneeskunde(medicijnen) wordt deze techniek al veelvuldig gebruikt sinds 1980, maar in de psychologie krijgt de techniek nog niet de erkenning die het zou moeten krijgen. De ambulante beoordeling techniek is namelijk een techniek die zowel handig is bij het behandelen van bepaalde patiënten, maar soms ook noodzakelijk. (Fahrenberg, J.; Myrtek, M.; Pawlik, K.; Perrez, M, 2007).
De oplossing voor het probleem, het gebrek aan erkenning voor de ambulante beoordeling - techniek, is om het vakgebied van de psychologie in een multidisciplinaire setting te zetten om de technische barriéres te doorbreken. Hierbij is een vereiste dat klinische psychologen en techneuten in een team van specialisten in overleg moeten gaan om de Ambulante beoordeling - techniek te verfijnen zodat het door medisch psychologen gebruikt kan worden. (Philip Santangelo, Susanne Koudela, Ulrich Ebner-Priemer, 2012)
Dit alles samen in conclusie genomen verwachten we dat grafeen supercondensatoren een grote invloed hebben op real time datasynchronisatie. Dit, omdat ambulante beoordeling, in dit geval voor medische informatie, een logische stap in de medische wereld is en grafeen supercondensatoren het laatste obstakel voor deze stap lijkt weg te nemen.
Kerndeel
De invloed van grafeen supercondensatoren
Het grootste obstakel in de zoektocht naar smart systems in de medische wereld is het praktisch gebruik ervan. Het kan niet verwacht worden dat mensen interne systemen dagelijks of zelfs 1 keer per week zouden moeten opladen. Een dergelijk smartsystem moet tegelijkertijd zich op de juiste plek bevinden om betrouwbare data te meten, maar tevens moet dit niet de gebruiker beperken in levensvrijheid. Een dergelijk smartsystem moet dus klein en in korte tijd voor een lange tijd op te laden zijn. Supercondensatoren komen dan al gauw als kanshebbers naar voren. Supercondensatoren zijn namelijk snel op te laden en hebben een veel langere levensduur in vergelijking met bijvoorbeeld lithium-ion batterijen. Ook zijn ze makkelijk op te laden. Normale supercondensatoren hebben echter een aantal flinke nadelen zoals een lage energiedichtheid of het feit dat ze snel ontladen als ze niet gebruikt worden. Hier kan grafeen zijn entree maken. Op het moment wordt er veel onderzoek gedaan naar het gebruik van grafeen in supercondensatoren. Grafeen lijkt een wondermiddel in veel gebieden, en de toepassing ervan in supercondensatoren is daar zeker één van. Er wordt gekeken naar verschillende vormen van het grafeen en naar welke voordelen en nadelen dit oplevert. Zo wordt er onderzoek gedaan naar grafeen-oxide sheets (Wang et al, 2009), grafeen nanotubes (Obreja; n.d.), ultradunne grafeensupercondensatoren in een vlak (Yoo et al, 2011), grafeen hydrogels als electrodes (Xu et al, 2013) en bijvoorbeeld de invloed van zuurstof groepen (Deng et al, 2012).
Condensatoren hebben van nature een grote vermogensdichtheid (W/kg) maar een lage energiedichtheid. Supercondensatoren hebben reeds een energiedichtheid in de orde van grootte met lithium-ion batterijen en zijn vooral geschikt voor toepassingen met een niet al te hoge energiebenodigdheid (Higgins, 2000). Door grafeen te gebruiken, en te experimenteren met de vorm ervan wordt gehoopt dat de energiedichtheid vergelijkbaar wordt met brandstofcellen. Ook hebben grafeensupercondensatoren een langere levensduur. Wang et al. (2009) stelt bijvoorbeeld dat na 1200 oplaadcycli er nog een capaciteit van 90% ten opzichte van een nieuw systeem gemeten wordt. Lithium-ion batterijen zijn na 400-1200 oplaadcycli aan het einde van hun volledige capaciteit.
De invloed van grafeen supercondensatoren op het toekomstbeeld van smart systems kan dus groot zijn maar moet nog veel stappen ondergaan. Zelfs de meest recente resultaten zitten op het moment rond de energiedichtheid van een lithium-ion batterij. Daarnaast is er nog maar weinig onderzoek gedaan naar batterijen kleiner dan 10cm3. Halper & Ellenbogen (2006) stellen dat het onwaarschijnlijk is dat supercondensatoren batterijen in hun geheel gaan vervangen. Ze stellen dit omdat het simpelweg niet zo makkelijk is als met een gewone batterij om een hoge energiedichtheid te bereiken. Wel, zo stellen ze, zijn ze geschikt waar elektrochemische batterijen niet geschikt zijn, waar hoog vermogen in combinatie
met grote stabiliteit, lage self-discharge en snelle oplaadtijden van belang zijn. Dit zijn nu juist een aantal van de eigenschappen die we zoeken voor smart systems: weinig opladen met veel gemak en een grote stabiliteit.
Daarom zijn het toch de grafeen supercondensatoren die de meeste potentie hebben. Dit komt omdat veel van de genoemde soorten accu’s goed zijn op één vlak, maar bijna niets betekenen op alle andere eisen. Grafeen supercondensatoren daarentegen zijn vaak bijna net zo goed als de beste concurrent op elk gebied. Ze bieden een hoog vermogen, hebben een aardige energiedichtheid, hebben veel potentie in de toekomst, kunnen snel opgeladen worden, hoeven maar weinig vervangen te worden en zijn ideaal geschikt voor applicaties met relatief lage spanningen.
Schets van intelligent systeem
Met het komen van een nieuwe accu techniek zoals die van een grafeen super condensator met al zijn positieve eigenschappen, is er opeens heel veel mogelijk op het gebied van intelligente systemen die medische condities meten, interpreteren en doorgeven. De grote energie capaciteit en snelle oplaad mogelijkheid maakt kan deze sector van theorie naar praktijk brengen. Maar hoe gaat een desbetreffend intelligent systeem eruit zien en op welke manier gaat het met de ontvangen data om.
Uit de literatuur blijkt dat verschillende toepassingen denkbaar zijn. De gemeenschappelijke kern die deze toepassingen gemeen hebben is dat ze biomedische data van de patient in kwestie meten en vastleggen. (Mirza Mansoor Baig et al, 2013). Deze metingen kunnen verricht worden door verschillende systemen geïnternaliseerd in handige gebruiksvoorwerpen zoals; sensorcapsules in het lichaam, sensorpleisters buiten het lichaam, sensoren verwerkt in textiel en elektronische gadgets zoals mobieltjes, smart-watches etc. (Chan et al, 2012) Vanuit deze kern zijn er verschillende gradaties van toepassingen mogelijk die in de volgende opsomming respectievelijk steeds intelligenter zijn;
- RHMS (basis) remote health monitoring system(non-intelligent)
Een systeem dat simpelweg medische condities(symptomen) meet en in real-time door geeft aan een medische professional.
- WHMS wearable health monitoring system (intelligent)
Een draagbaar systeem dat medische condities meet en prognoses geeft door het identificeren van causale relaties tussen symptomen en ziektes/aandoeningen met behulp van logica. Deze wordt dan evt. Doorgegeven aan een medische professional.
- MHMS mobile health monitoring system (extremely intelligent)
Een draagbaar system dat naast de hiervoor beschreven kwaliteiten ook de mogelijkheid bezit om medische behandelingen te adviseren. Een nog extremer geval hiervan zou zijn als deze medische behandeling ook direct verricht wordt door het systeem. (Mirza Mansoor Baig et al, 2013)
Hoe intelligenter een systeem hoe meer informatie het nodig heeft. Het is niet voor niks dat dokters jaren moeten studeren voordat ze de verantwoordelijkheid krijgen om patienten te mogen behandelen. Er zal een enorme hoeveelheid medische kennis moeten worden vastgelegd op een manier die toegankelijk is voor computers, en waarbij de mogelijkheid bestaat om met behulp van logica van medische grootheden, plus correlaties en causale relaties hiertussen, naar prognoses dan wel behandel voorschriften te komen. (Singh & Al Kazzaz, 2008) . Hier begint voor de kunstmatige intelligentie een klus om deze ‘verbanden’ vast te leggen in een data netwerk dat als het ware als een neuraal netwerk gaat fungeren. Met andere woorden, het medisch brein van een dokter moet partieel gedigitaliseerd worden. Een nauwe samenwerking tussen specialisten uit de geneeskunde en de kunstmatige intelligentie is hierbij een vereiste . (Singh & Al Kazzaz, 2008)
Hier liggen ook veelBij deze stap richting digitalisering van de gezondheidszorg liggen gevaren op de loer. Het is voor health monitoring systems in deze tijd nog onmogelijk om daadwerkelijk alle medische grootheden (ook op het eerste gezicht irrelevante grootheden) te meten en in de diagnose te verwerken. Dit kan echter tot foute diagnoses leiden omdat bepaalde condities niet worden meegenomen bij het diagnose proces. Ook zal de voor computers behapbare corpus van medische kennis constant ge-update en gecontroleerd moeten blijven worden door medische professionals om systematische fouten en verouderde medische diagnoses uit te sluiten. (Singh & Al Kazzaz, 2008).
Desalniettemin lijkt deze manier van medische zorg bedrijven een zeer logische stap en zal in zijn ultieme vorm veel kunnen opleveren voor de maatschappij. Het is wel een proces dat stapsgewijs en met zorg zal moeten worden uitgevoerd en een veilige manier lijkt om de stappen van intelligentie niveaus chronologisch te doorlopen. Hierbij zal er steeds een stukje verantwoordelijkheid van het medisch personeel worden overgedragen aan de health monitoring systems. Uiteindelijk zal de medische sector dan een vorm kunne krijgen waarbij medisch personeel zich in zijn geheel nog slechts bezig houdt met het controleren en updaten van de door logica gebouwde corpus van medische data.
Zoals gesteld is in de inleiding, is er een toenemende druk op de zorgsector vanuit een steeds vergrijzende samenleving. Er is zowel een tekort aan mankracht als een tekort aan geld door de toenemende fractie van zorgbehoevenden en de afnemende fractie van beroepsbevolking, financierend orgaan. Tegelijkertijd leven we in een maatschappij waar de mogelijkheden van big-data en streaming open liggen en de ene na de andere streaming of cloud based dienst geimplementeerd wordt in ons leven.
Om een overzicht te geven van de mogelijkheden die smart wearable systems (SWS) ons te bieden hebben is hieronder een korte omschrijving van ziektes en aandoeningen waarbij het monitoren met behulp van SWS mogelijkheden biedt. Binnen het terrein van de hart- en vaatziekten kunnen SWS’s veel betekenen. Zo is het mogelijk om de meest voorkomende aandoeningen, zoals angina pectoris , atheromatose, hartaanval en hartritme stoornissen waar te nemen voordat er een aanval is met behulpt van elektrocardiogram patronen. Hiernaast kunnen bloed zuurstofsaturatie en bloeddruk gemeten worden (Chan M. et al 2012). Dit kan momenteel relatief simpel worden geimplementeerd in mobiele apparaten als smartphones (gradl 2012) of andere elektronische apparaten (AMON, smart watches of kledingsstukken). Het meten van bloeddruk kan voor zowel hart als diabetes patienten van belang zijn, dit is tevens een mogelijkheid die kan worden toegepast binnen het SWS (Logan A. G. 2007). Patienten met diabetes mellitus kunnen hypoglycaemia voorkomen door de bloedsuikerspiegel te monitoren en aan te passen door glucagon of insuline inname (Sieg et al, 2004, Jean et al, 2008, Chan M. et al 2012). Kanker zou kunnen worden gemeten met een SWS doordat tumoren een hoge hoeveelheid NO2 uitscheiden in het bloed omringend van het tumor. Hiermee zouden tumoren kunnen worden vastgesteld zonder biopsie (Chan M. et al 2012). Neurologische toepassing, bij epilepsie ervaren mensen vaak te grote fluctuaties binnen medicijn gebruik. Er is een eerste overschot aan medicijn en op t laatst een ondermaatse concentratie.In een jongere doelgroep zou wiegendood voorkomen kunnen worden. De precieze doodsoorzaak is nog niet bekend maar wel kunnen er ECG’s, ademhaling en bloed zuurstof concentraties worden gemeten waardoor een onderbreking in de hartslag of ademhaling meteen wordt waargenomen en het kind weer bij kennis kan worden gebracht (Chan M. et al 2012).
Tot voor kort waren er nog veel haken en ogen aan de implementatie van Smart Mobile Systems in de gezondheidszorg. Dit werd veroorzaakt door meerdere factoren, kosten van waaronder data synchronisatie, grootte van meet apparatuur en batterij verbruik. Data synchronisatie heeft een sterke ontwikkeling doorgemaakt in de afgelopen jaren. Waar het in 2006 honderden euro’s zou kosten om enkele uren data van een ECG te verzenden, is het nu makkelijk haalbaar (Chan V. 2008). Evenzo verlaagt de batterij capaciteit de kwaliteit van het gebruik. Doordat de synchronisatie intervallen van de metingen klein moeten zijn gaat dit momenteel gepaard aan een korte gebruiksduur van het systeem, wat de bewegingsvrijheid van de gebruiker ernstig belemmerdChan V. 2008, U. Anliker et al. 2004).
Met de komst van goedkopere manieren van data verzending en betere batterijen zou het wel mogelijk kunnen zijn om een kosten efficient maar tevens gebruiksvriendelijk en kwalitatief smartsystem op de markt te zetten (Baig M.M. & Gholamhosseini H. 2013).
Tot voor kort waren er nog veel haken en ogen aan de implementatie van Smart Mobile Systems in de gezondheidszorg. Dit werd veroorzaakt door meerdere factoren, kosten van waaronder data synchronisatie, grootte van meet apparatuur en batterij verbruik. Data synchronisatie heeft een sterke ontwikkeling doorgemaakt in de afgelopen jaren. Waar het in 2006 honderden euro’s zou kosten om enkele uren data van een ECG te verzenden, is het nu makkelijk haalbaar (Chan V. 2008). Evenzo verlaagt de batterij beperkingen de kwaliteit van het gebruik. Door dat een persoon meerdere uren buitens huis kan rondbrengen, en de synchronisatie intervallen klein moeten zijn, gaat dit sterk ten koste van de batterij, zowel voor de metingen als het internet (Chan V. 2008, U. Anliker et al. 2004).
Met de komst van goedkopere manieren van data verzending en betere batterijen zou het wel mogelijk kunnen zijn om een kosten efficient maar tevens gebruiksvriendelijk en kwalitatief SMHMS op de markt te zetten (Baig M.M. & Gholamhosseini H. 2013).
Analyse van ontvankelijkheid van de maatschappij
De real-time data synchronisatie applicatie wordt primair gebruikt voor en door de maatschappij. Het is een manier om goedkoop en efficiënt de volksgezondheid te controleren.
Een probleem dat aangekaart wordt in een kleinschalige psychologische studie is dat gebruikers van een real time - data applicatie niet altijd bereid zijn of de mogelijkheid niet hebben, om informatie in te vullen via de applicatie. (Runyan, Steenbergh, Bainbridge, Daugherty, Oke, Fry, 2013) Uit de studie is gebleken dat de gebruiker gemotiveerd moet zijn om de applicatie goed te laten werken. Werkt zo’n applicatie dan wel voor bijvoorbeeld geestelijk of lichamelijk zieke mensen? Bijvoorbeeld patienten die lijden aan borderline kunnen een aanval hebben in de vorm van een emotionele uitspatting. Het is evident dat een dergelijke patient niet in staat is om zelfstandig met zo’n applicatie om te gaan. Daarom is het
noodzakelijk dat de applicatie automatisch gegevens kan op nemen door middel van fysiologische metingen. Op die manier ligt er geen verantwoordelijkheid meer bij de patiënt en is de medische staf er zeker van dat zij hun informatie krijgen van de applicatie. Er is dus vanuit de gezondheidszorg vraag naar een systeem dat automatisch en zelfstandig handelt en waar de patiënt geen invloed op heeft.
Daarnaast is het van belang dat patiënten geen negatieve gevoelens hebben bij een systeem dat zo veel data over hen kan verspreiden. Als ze wél negatieve gevoelens hebben voor het systeem, zal het nooit vrijwillig in gebruik genomen worden. In een onderzoek genaamd ‘Mobile phone-based remote patient monitoring system for management of hypertension in diabetic patients’ door Mcgillicudy, Weiland, Frezenl, Mueller, Brunner-Jackson, Taber, Baliga en Treiber (2013) is onderzocht wat de attitude is van een groep participanten die zich voorstellen een patiënt te zijn, die gebruikt maakt van een real time data synchronisatie applicatie. Verbazend genoeg lijkt men hier weinig bezwaar tegen te hebben, ondanks dat de privacy van de patiënten in het geding kan raken. Ze vertrouwen er op dat hun data veilig is in de handen van de medische organisatie. Als dit een reflectie is van de gemiddelde mening van de maatschappij, staat er weinig in de weg om dit soort applicaties te gebruiken in de medische sector. (McGillicuddy, Weiland, Frenzel, Mueller, Brunner-Jackson, Taber, Baliga, Treiber, 2013)
Echter, een ding waarbij stil gestaan moet worden voordat de data applicaties de lucht in gaan, is wat de rechten zijn van de patiënten. Het zou kunnen dat in de toekomst medische informatie wordt opgekocht door bedrijven om bijvoorbeeld toegepaste reclame te maken (hetgeen op Facebook ook al gebeurt). De verwachting is dat zodra de medische data wordt gebruikt voor een ander doel dan genezen van patiënten, men niet meer bereid is om de data te delen. Maar hoe gaat dit vervolgens in zijn werk als de patiënten uiteindelijk verplicht worden, als bijvoorbeeld de gezondheidszorg tegen die tijd zo is ingericht door de staat, dat de traditionele huisarts post niet meer bestaat? Dan dreigt het gevaar dat de gezondheidszorg dezelfde gedaante aanneemt als facebook; een organisatie die winst maakt door data te verkopen. Het is onduidelijk hoe deze discussie in de toekomst zal verlopen maar het lijkt aannemelijk dat deze discussie noodzakelijk is om het concept van medische real time data applicaties in goede banen te leiden.De real-time data synchronisatie applicatie wordt primair gebruikt voor en door de maatschappij. Het is een manier om goedkoop en efficiënt de volksgezondheid te controleren.
Een probleem dat aangekaart wordt in een kleinschalige psychologische studie is dat gebruikers van een real time - data applicatie niet altijd bereid zijn of de mogelijkheid niet hebben, om informatie in te vullen via de applicatie. (Runyan, Steenbergh, Bainbridge, Daugherty, Oke, Fry, 2013) Uit de studie is gebleken dat de gebruiker gemotiveerd moet zijn om de applicatie goed te laten werken. Werkt zo’n applicatie dan wel voor bijvoorbeeld geestelijk of lichamelijk zieke mensen? Bijvoorbeeld patienten die lijden aan borderline kunnen een aanval hebben in de vorm van een emotionele uitspatting. Het is evident dat een dergelijke patient niet in staat is om zelfstandig met zo’n applicatie om te gaan. Daarom is het noodzakelijk dat de applicatie automatisch gegevens kan op nemen door middel van fysiologische metingen. Op die manier ligt er geen verantwoordelijkheid meer bij de patiënt en is de medische staf zeker er van dat ze hun informatie krijgen van
de applicatie. Er is dus vanuit de gezondheidszorg vraag naar systeem dat automatisch en zelfstandig handelt en waar de patiënt geen invloed op heeft.
Daarnaast is het van belang dat patiënten geen negatieve gevoelens hebben bij een systeem dat zo veel data over hen kan verspreiden. Als ze wél negatieve gevoelens hebben voor het systeem, zal het nooit vrijwillig in gebruik genomen worden. In een studie is onderzocht wat de attitude is van een stel deelnemers die zich voorstellen een patiënt te zijn, die gebruikt maakt van een real time data synchronisatie applicatie. Verbazend genoeg lijkt men hier weinig bezwaar tegen te hebben, ondanks dat de privacy van de patiënten in het geding kan raken. Ze vertrouwen er op dat hun data veilig is in de handen van de medische organisatie. Als dit een reflectie is van de gemiddelde mening van de maatschappij, staat er weinig in de weg om dit soort applicaties te gebruiken in de medische sector. (McGillicuddy, Weiland, Frenzel, Mueller, Brunner-Jackson, Taber, Baliga, Treiber, 2013)
Echter, een ding waarbij stil gestaan moet worden voordat de data applicaties de lucht in gaan, is wat de rechten zijn van de patiënten. Het doemscenario zou zijn dat medische informatie wordt opgekocht door bedrijven om bijvoorbeeld toegepaste reclame te maken (hetgeen wat op facebook ook al gebeurt). De verwachting is dat zodra de medische data wordt gebruikt voor een ander doel dan genezen van patiënten, men niet meer bereid is om de data te delen. Maar hoe gaat dit vervolgens in zijn werk als de patiënten uiteindelijk verplicht worden, omdat de gezondheidszorg tegen die tijd zo is ingericht door de staat dat de traditionele huisarts post niet meer bestaat? Dan dreigt het gevaar dat de gezondheidszorg dezelfde gedaante aanneemt als facebook; een organisatie die winst maakt door data te verkopen. Het is onduidelijk hoe deze discussie in de toekomst zal verlopen maar het lijkt aannemelijk dat deze discussie de wenselijkheid van het besproken systeem in twijfel zal trekken.
Discussie & Conclusie
Conclusie
Ten einde van dit onderzoek kan in zekere zin gesteld worden dat grafeen super condensatoren iets te bieden hebben aan de zorgsector. Het blijkt dat in theorie de grafeen supercondensator de potentie heeft om intelligent health monitoring systems de oplaadsnelheid en energiedichtheid te bieden die het in toepassing bij de zorgsector nodig heeft. Alleen zal er in praktijk nog veel onderzoek gedaan moeten worden naar de daadwerkelijke realisatie van de zeer gewilde potentiële eigenschappen ervan. Zo moet er nog onderzoek gedaan worden naar de grootte van de accu’s, hitte-ontwikkeling en de dichtheid van zowel de energie als het vermogen.
Aangenomen dat deze smart systems gerealiseerd kunnen worden met behulp van grafeen super condensatoren zullen er vele gradaties van intelligent health monitoring mogelijk zijn. Wel zal dit een geleidelijk proces moeten worden waarbij de desbetreffende systemen steeds een stukje meer verantwoordelijkheid krijgen omdat implicaties van eventuele systematische fouten en achterstallige medische kennis dessastreuze gevolgen kunnen hebben.
Eenmaal geleidelijk in praktijk genomen kunnen deze systemen bij een groot scala aan ziekteverschijnselen hulp bieden die voorheen niet mogelijk was door hoge kosten en/of capaciteits beperking. Met de ingebruikname van intelligente systemen in de gezondheidszorg zouden er voor grote groepen mensen (diabetici, mensen met hart- en vaatziekten, kanker en neurologische ziektes) opties kunnen bieden waardoor ze met een hoog gezondheidsrisico toch onafhankelijk kunnen leven, zonder dat de patiënt zich in een ziekenhuis- of zorg-omgeving moet bevinden. Hiermee kan de kwaliteit van leven worden verhoogd en de kosten van de gezondheidszorg worden gedrukt.
Naast al de mogelijkheden die grafeen supercondensatoren bij intelligent health monitoring systems kunnen losmaken zijn in dit onderzoek ook maatschappelijke kwesties en bereidheid besproken. Het blijkt uit onderzoek dat de desbetreffende systemen een goede kans maken geaccepteerd te worden bij het grote publiek en zo kunnen huidige problemen bij indirecte biomedische metingen via applicaties vermeden worden. Wel is het belangrijk om zaken als privacy en recht goed in het oog te houden bij de praktijkstelling van deze systemen.
Al met al kan dus geconcludeerd worden dan grafeen super condensatoren een grote potentie bieden aan smart systems binnen de gezondheidszorg door middel van realtime data synchronisatie. Wel zijn er vele aspecten, die doordat het momenteel nog een grotendeels theoretisch concept is, strak in de gaten moeten worden gehouden.
Discussie
De insteek van dit onderzoek was het schetsen van een toekomstscenario. Huidig onderzoek is daarvoor op dit moment niet toereikend. We moeten daarom parallellen trekken vanuit het verleden. In de scope van dit onderzoek laat de significantie van deze parallel helaas te wensen over. In een groter onderzoek zou dit bijvoorbeeld grootschaliger aangepakt kunnen worden door alle literatuur systematisch te scoren met bepaalde criteria. Op deze manier zou de relevantie van die literatuur beter mee gewogen kunnen worden.
Ook is er qua publieke attitude geen nieuw kwalitatief onderzoek gedaan. Er is louter naar literatuur met historische parallellen gezocht. In een vervolgonderzoek zou een kwalitatief onderzoek de eerste logische stap kunnen zijn. Er zou een vragenlijst gemaakt kunnen worden waar mensen een houding ten opzichte van dergelijke systemen kunnen uiten. Op deze manier zou de publieke attitude naar een dergelijk levensveranderend medisch principe onderzocht kunnen worden. Kortom, er zijn nog mogelijkheden naaridealiter wordt er vervolgonderzoek gedaan, maar desalniettemin heeft real time data synchronisatie heeft veel potentie en lijken grafeen supercondensatoren lijken het laatste grote obstakel weg te kunnen nemen.
Literatuurlijst
● Anliker U, Ward JA, Lukowicz P, Tröster G, Dolveck F, Baer M, et al. Amon: a wearable multiparameter medical monitoring and alert system. IEEE Transactions on Information Technology in Biomedicine 2004;8(4): 415–27
● Baig, M. M., and Gholamhosseini, H., Smart health monitoring systems: An overview of design and modeling. J. Med. Syst. 37: 9898, 2013.
● Chan M., Esteve D., Fourniols J.Y., Escriba C., Campo E. (2012) Smart Wearable Systems: Current status and future challenges, Artificial
Intelligence in Medicine, Issue 3 P. 137-156
● Deng, W., Ji, X., Gómez-Mingot, M., Lu, F., Chen, Q., & Banks, C. (2012). Graphene electrochemical supercapacitors: The influence of oxygen functional groups. Chem. Commun. Chemical Communications, 48, 2770-2770.
● Fahrenberg, J., Myrtek, M., Pawlik, K., & Perrez, M. (2007). Ambulatory Assessment -Monitoring Behavior in Daily Life Settings. European Journal of Psychological Assessment, 23(4), 206-213.
● Gradl S., Kugler P., Lohmüller C., Eskofier B., (2012), Real-time ECG monitoring and arrhythmia detection using Android-based mobile devices, Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC), P. 2452 – 2455
● Halper, M., & Ellenbogen, J. (2006). Supercapacitors: A Brief Overview. Mitre, 15055224.
● Huggins, R. (2000). Supercapacitors and electrochemical pulse sources. Solid State Ionics, 134(1-2), 179-195.
● Jean B, Green E, McClung M. A microwave frequency sensor for non-invasive blood-glucose measurement. In: Sensors applications symposium, SAS 2008. 2008. p. 4–7.
● Logan A.G, McIsaac W.J, Tisler A, Irvine M.J, Saunders A, Dunai A, Rizo C.A, Feig D.S, Hamill M, Trudel M, Cafazzo J.A, (2007), Mobile phone-based remote patient monitoring system for management of hypertension in diabetic patients American Journal of Hypertension
● Mcgillicuddy, J., Weiland, A., Frenzel, R., Mueller, M., Brunner-Jackson, B., Taber, D., . . . Treiber, F. (2013). Patient attitudes toward mobile phone-based health monitoring: Questionnaire study among kidney transplant recipients. Journal of
Medical Internet Research, 15(1), E6.
● Obreja, V. (n.d.). On the performance of supercapacitors with electrodes based on carbon nanotubes and carbon activated material—A review. Physica E: Low-dimensional Systems and Nanostructures, 40(7), 2596-2605.
● Runyan, J., Steenbergh, T., Bainbridge, C., Daugherty, D., Oke, L., & Fry, B. (2013). A smartphone ecological momentary assessment/intervention "app" for collecting real-time data and promoting self-awareness. PloS One, 8(8), E71325.
● Santangelo, Philip, Koudela, Susanne, Ebner-priemer, Ulrich, Mascolo, Cecilia, Musolesi, Mirco, & Rentfrow, P., Jason. (2012). What does psychology and psychiatry need from mobile systems: An end-user perspective. Mobile Systems for Computational Social Science Proceedings of the 1st ACM Workshop, 1-4.
● Sieg A, Guy RH, Delgado-Charro MB. Simultaneous extraction of urea and glucose by everse iontophoresis in vivo. Pharmaceutical Research 2004;21(10):1805–10
● Singh, G.K. & Al Kazzaz, S.A.S. (2008).Development of an Intelligent Diagnostic System for Induction Machine Health Monitoring. IEEE Systems Journal; June 2008;Vol.2(2); pp.273-288
● Wang, Y., Shi, Z., Huang, Y., Ma, Y., Wang, C., Chen, M., & Chen, Y. (2009). Supercapacitor Devices Based on Graphene Materials. The Journal of Physical
Chemistry C, 113(30), 13103–13107.
● Xu, Y., Lin, Z., Huang, X., Wang, Y., Huang, Y., & Duan, X. (2013). Functionalized Graphene Hydrogel-Based High-Performance Supercapacitors. Adv. Mater. Advanced Materials, 5779-5784.
● Yoo, J., Balakrishnan, K., Huang, J., Meunier, V., Sumpter, B., Srivastava, A., Conway, M., Reddy, A., Yu, J., Vajtai, R. & Ajayan, P. (2011). Ultrathin Planar Graphene Supercapacitors. Nano Letters Nano Lett., 11, 1423-1427.
