robotica: zorgt voor kwaliteits- verbetering
Whitepaper:
Figuur 1: Resultaten Livit patiënt gerapporteerde uitkomstmetingen over effectiviteit van onderbeenprothesen 2019, meer informatie op zorgprofessionals.livit.nl
Het ervaren gebruiksgemak en draagcomfort van de prothesekokers in de periode 2016 tot 2018 is zeer sterk gestegen. De groep klanten die voor gebruiksgemak een 9 of een 10 geeft is met 50% gestegen. In 2016 gaven 25% van onze klanten de prothesekoker en prothesevoorziening een 9 of een 10, voor draagcomfort afgelopen jaar is dat gestegen naar 69%. De onderbeenprothese wordt bij Livit gemaakt met behulp van digitale techniek. Zo kunnen wij een optimale pasvorm garanderen.
Bart de Kiefte, Tim de Roo, Maurits Ravestein, Mark van den Driesche, Wouter Akkerman, Jan Willem van der Windt , Jan van de Werken
LIVIT ORTHOPEDIE
De samenwerking tussen mens en robot (co-bots) is aan een opmars bezig en steeds meer toepassingen lenen zich voor een oplossing met robotica. Hierdoor groeit de maatschappelijke meerwaarde van robotica en worden robots nu echt onderdeel van ons dagelijks leven. Ook in de orthopedie wordt robotica steeds vaker toegepast. Over de definitie van robotica lopen de meningen uiteen. In deze paper definiëren wij het als een verzameling systemen die functioneren in een ongestructureerde omgeving, die fysiek meten én handelen en die gebruikmaken van (een zekere mate van) artificiële intelligentie.
1 April, 2019 [Editie 4, Volume 2]
TOENAME IN FUNCTIES EN TOEPASSINGEN VAN ROBOTICA IS ENORM
Toepassing Robotica zorgt voor kwaliteitsverbetering in productie van orthopedische hulpmiddelen
Binnen de maatschappelijke uitdagingen waar de gezondheidszorg de komende tijd voor staat, zal robotica een steeds belangrijkere rol gaan spelen. Optimalisatie van processen en gerobotiseerde handelingen in de zorg maken dat de groeiende groep zorgbehoevenden de aandacht kan krijgen die nodig is. De inzet van robots zal dan ook steeds meer geaccepteerd worden. Gene Munster, een belangrijke technologie- en marktanalist, stelde een aantal jaar geleden al dat Robotica op een punt komt om net zo gewoon te worden als de computer. Sterker, virtual reality, augmented reality, kunstmatige intelligentie en robotica zullen gezamenlijk in de toekomst zelfs van grotere invloed zijn dan het internet. (ROBO Global, 2016). Toename in functies en toepassingen is enorm De uiteenlopende typen robots kunnen op een aantal manieren worden geclassificeerd: werkomgeving, gebruikersinteractie, fysieke vorm en voornaamste functie. Zo zijn er robots voor in de lucht, op het land, onder water, in de ruimte en in het menselijk lichaam. En er zijn robots die autonoom kunnen werken, die op afstand gemonitord worden en die samenwerken met een andere robot of een mens. Ook zijn er robotarmen, robotplatforms, robots als verlengstuk van het menselijk lichaam, robots in de vorm van een mens (humanoïden) en nano- en microrobots. Qua inzet zijn er robots die kunnen assembleren, oppervlakten kunnen behandelen, interacteren, onderzoeken, transporteren, inspecteren, oppakken, of manipuleren. En er wordt steeds meer mogelijk. Robotica is niet nieuw. Al jarenlang worden industriële robots gebruikt in maakprocessen over verschillende sectoren heen (denk bijvoorbeeld aan de autoproductie en aan de melkrobot). Volgens experts zijn er wereldwijd nu al meer dan 1,5 miljoen robots in gebruik die taken uitvoeren die voorheen gedaan werden door mensen. Dit zal de komende jaren alleen maar toenemen. De laatste jaren is een sterke technologische basis ontwikkeld en is de markt zich beter bewust geworden van de mogelijkheden van robotica (ROBO Global 2016). Een scala aan sectoren, zoals de agrarische sector, de zorg, de veiligheid en transsport, biedt kansen voor een explosieve toepassing. Robotica & Werkgelegenheid Robots zetten de arbeidsmarkt op zijn kop. Zij zijn productiever dan de mens als het gaat om repetitief handwerk: ze maken minder fouten, kunnen langer doorgaan, op een hoger tempo en op den duur wellicht tegen lagere kosten. Al is dit laatste nu nog niet het geval. Bovendien kunnen robots ook steeds beter worden ingezet voor andere, meer complexe werkzaamheden, zoals sinds 2014 in de vervaardiging van maatwerk oplossingen van orthopedische hulpmiddelen. Anders dan vaak gedacht wordt, is de ervaring dat robotica ook een grote bijdrage leveren in het creëren van banen. Waar machines in de eerste industriële revolutie onze fysieke werkkracht vergrootten, vergroten robots nu ook onze mentale werkkracht. De toepassing van robotica in ons werkproces hebben juist nieuwe banen opgeleverd. Zo is binnen Livit het het team gegroeid en zijn er nieuwe functies ontstaan in een besturende en controlerende rol naast de robot. De maakindustrie De maakindustrie is altijd de grootste toepassingssector geweest voor robotica. Robots worden ingezet voor volumeproductie in onder meer automotive, elektronica en aerospace. Een nieuwe generatie slimme robots volgt nu, waarmee ook kleine volumes kunnen worden geproduceerd. Zonder verdere ontwikkelingen in de robotica zal de beoogde ‘smart industry’ er niet kunnen komen. Blijvende groei van robotica in de maakindustrie is belangrijk voor de Nederlandse economie en werkgelegenheid. Door productiekosten te verlagen en maakprocessen efficiënter in te richten, is het mogelijk productie in Nederland te behouden of zelfs terug te halen naar Nederland (reshoring). Robotica kan zorgdragen voor flexibilisering van productiemiddelen waardoor deze breder inzetbaar zijn en kleinere seriegroottes kunnen produceren, hierdoor neemt de efficiëntie toe en ontstaan kleinere productie-eenheden. De gezondheidszorg Voor sommige functies in de zorgsector wordt robotica al gebruikt. Onderscheid is hier te maken tussen de cure en care, oftewel medische toepassingen (zoals operatierobots) en zorgtoepassingen. Medische robots, die gebruikt worden voor minimaal invasieve behandelingen, endoscopieën en micromanipulatie vormen een zeer specialistische toepassing, waarin hoge kwaliteitseisen de standaard zijn. Exoskeletons, robots die je ‘aan kunt trekken’ vormen een revolutionaire nieuwe generatie van protheses. De verwachting is dat het aantal toepassingen in de zorgsector de komende jaren fors zal toenemen, met name op het gebied van ziekenhuislogistiek en revalidatiezorg. Hierbij geldt efficiency als voornaamste drijfveer. De huidige vergrijzing van de samenleving en de groeiende groep zorgbehoevenden maken efficiency in de zorg een belangrijke maatschappelijke uitdaging. Recente berekeningen van KPMG tonen aan dat de zorg niet zonder robotica kan (KPMG, 2017). Typische zorgtoepassingen vereisen hoge nauwkeurigheid (bijvoorbeeld in operatierobots), goede interactiemogelijkheden (bijvoorbeeld voor revalidatietoepassingen), miniatuuroplossingen (bijvoorbeeld voor draagbare oplossingen), zeer hoge veiligheid en betrouwbaarheid en monitoring en data-interpretatie gedurende de periode dat de robot actief is. Toepassing in de orthopedische hulpmiddelenzorg Een toenemende vergrijzing, een verschuiving van gevaarlijk en repeterend werk naar cognitief uitdagender werk, een hogere kwaliteit en steeds kleinere klant- specifieke productieruns. Zomaar een greep uit het scala aan reële argumenten die pleiten voor verdere robotisering. Toch is de beslissing voor een daadwerkelijke toepassing niet snel genomen. Met name binnen de conservatieve orthopedische hulpmiddelenmarkt worstelt men met toepassing van robotica. Vaak is de installatie te complex gebleken en laat automatiseringskennis te wensen over voor de vaak kleine instellingsgebonden organisaties. Ook is de digitalisering in het primair proces in de vorm van maatname en toepassing van scantechniek nog lang niet overal toegepast, terwijl dit randvoorwaardelijk is voor een effectief gebruik van robotica in het productieproces. De orthopedische hulpmiddelen- zorg. Het is een tak van sport met een geheel eigen dynamiek: maatwerk of om in metaaltechnische termen te spreken; enkelstuksproductie die in één keer goed moet zijn met hoge impact op het welzijn van revalidanten. Uiteraard voor niet al te veel geld en zo snel mogelijk geleverd, om de patiënt weer deel te kunnen nemen aan het leven. Robotica en Livit bleken een goede match voor bijvoorbeeld toepassing van freestechniek voor maatwerkmodellen voor vervaardiging van onder andere enkel- voetorthesen. Randvoorwaarden Livit voldoet aan alle randvoorwaarden om robotica toe te passen in haar orthopedische hulpmiddelenzorg: Centrale productielocatie. Waar de orthopedie wordt gekenmerkt door kleine lokale werkplaatsen met sterk ambachtelijk karakter, heeft Livit de afgelopen decennia geïnvesteerd in een uniform aanmeetproces en centrale productie. Digitalisering is structureel onderdeel van het Livit aanmeetproces. Al in 2013 zijn wij gestart met het digitaal aanmeten van voorzieningen, waarbij inmiddels 95% van onze prothesen digitaal wordt aangemeten en verwerkt. Introductie van en toepassing van CadCam techniek Toepassing binnen Livit Om de uitdagingen in de zorgverlening met schaarste aan goed gekwalificeerd personeel en continue druk op efficiency vanwege prijsdruk vanuit de vergoedingssfeer het hoofd te bieden, zijn wij reeds 6 jaar geleden gestart met het verkennen van de mogelijkheden van robotica. Voor toepassing binnen het proces van de vervaardiging van orthopedische maatwerkoplossingen was echter verdere ontwikkeling nodig op een viertal gebieden: Systeemontwikkeling; er bleek sterke behoefte aan systematische ontwerpprocessen voor de ontwikkeling en validatie van roboticasystemen en standaarden. Dit omdat binnen de toepassing in de orthopedie een vertaalslag moest worden gemaakt tussen de individuele maatname van de verschillende ledematen naar de afmetingen binnen de te ontwikkelen vormen in het proces. Navigatie; plaatsbepaling en routeplanning zijn essentiële vaardigheden voor een robotsysteem. Binnen de toepassing voor orthopedische hulpmiddelen bleek dit essentieel omdat er een extreme hoge mate van nauwkeurigheid van belang is. De vereiste nauwkeurigheid bleek met de toenmalige technologie niet mogelijk en inhouse ontwikkeling was vereist om deze nauwkeurigheid te krijgen. Mechatronica; flexibiliteit was essentieel voor integratie in het productieproces aangezien het voor onze toepassing ging om unieke maatwerkmodellen, voor ieder klant weer opnieuw. Cognitie en leren; voor acceptatie binnen de conservatieve medische revalidatiesector bleek het van essentieel belang dat er nauwe samenwerking was tussen engineers en orthopedische professionals. Organisatie van robotica binnen Livit Er is een aparte afdeling die zich specialiseert in het produceren van producten en diensten via robotica-toepassingen. De afdeling vertaald de digitale files weer terug naar fysieke producten en controleert deze op correctheid met de het 3d bestand. Deze afdeling is tevens gespecialiseerd in het 3d printen van producten. Livit CAD-CAM Pro- & Orthesen Op deze ontwerpafdeling worden anatomische 3D modellen digtaal gecorrigeerd naar de vorm van de voorgeschreven prothese of orthese. Deze afdeling verzorgt de intake van de cast die onze adviseurs sturen. Zij scannen de cast en tekeningen en zetten deze om in digitale data. Na het omzetten combineren zij de 3d file met het maatformulier om de gewenste correctie uit voeren. Livit CAD CAM Schoenen & Steunzolen Dit is de ontwerp- en intake- afdeling voor de digitale verwerking van schoenen en steunzolen. Deze afdeling zal in de toekomst nauwer gaan samenwerken met de andere digitale afdelingen om de kennis beter uit te wisselen en te versterken. Denk hierbij aan de kennis over leesten, blauwdrukken en drukmetingen die ook van toepassing kunnen zijn op prothesen en orthesen. Livit Engineering Deze afdeling bestaat uit gediplomeerde ingenieurs op industrieel niveau die nauw samenwerken met bewegingswetenschappers en grafisch ingenieurs. Hierdoor kunnen wij de kwaliteitsgarantie voor producten waarborgen en analyseren. Door middel van het opstellen van wetenschappelijke formules ontwikkelen zij samen met de bewegingswetenschappers van het eindproduct tot een 'evidence based' product met wetenschappelijke onderbouwing. Daarnaast zorgt de afdeling voor aansluiting van onze producten op Virtual Reality en de 3d printtoepassingen. Door het digitaal optekenen van de modellen door de Cad Cam afdeling wordt het mogelijk om met behulp van een robotfrees zeer snel en nauwkeurig een schuimmodel van de voorziening te 'trimmen'. Voordelen van het trimmen van modellen: Een versnelt afwerkproces Grotere vrijheid in vormen Grotere precisie door middel van trimmen Geen menselijke afwijking door digitaal positie bepalen Automatisering van standaard handelingen (zoals driehoeken en gaten redressiehelm) Proces kan vooraf digitaal gecontroleerd worden op fouten Wanneer een schuimmal is gefreesd met behulp van een mandrel en fixatieplaat wordt er een materiaal overheen getrokken of gegoten. Hierdoor kan een zeer exacte ruimtelijke positiebepaling (3D) worden gemaakt. Deze positioneringsbepaling wordt gebruikt om het model op exact dezelfde wijze in de programmering te laden. Hierdoor kan het trimproces geprogrammeerd en gecontroleerd worden waardoor met grote precisie het materiaal op het schuimmodel getrimd kan worden. Verbluffende resultaten In 2016 is Livit gestart met een onderzoek naar de effectiviteit van de inzet van enkel-voetorthesen (EVO) bij voetheffersproblemen. Er zijn 1057 klanten benaderd waarbij wij hen vragen stellen over het hulpmiddel, gerelateerd aan de doelstelling van het hulpmiddel. De vragen hadden onder andere betrekking op het draagcomfort en gebruiksgemak. Het ervaren draagcomfort van de EVO is in de periode 2016 tot 2018 sterk gestegen. De groep klanten die in 2017 en 2018 voor draagcomfort een 9 of een 10 geeft is sinds 2016 verdubbeld. Ook is het aantal klanten dat een 6 of lager geeft de afgelopen 3 jaar met 66% gedaald. Het ervaren gebruiksgemak van de EVO is in de periode 2016 tot 2018 zeer sterk gestegen. Met name het aantal kritische klanten dat het gebruiksgemak met een 6 of lager beoordeelde is flink gedaald. Inzet van robotica bij digitale freestechniek, de maatwerk EVO wordt bij Livit gemaakt met behulp van digitale techniek. Zo kunnen wij een optimale pasvorm garanderen. Alle veranderingen die in het individuele model worden aangebracht, kunnen altijd worden teruggehaald en aangepast. Mocht er een nieuwe EVO nodig zijn, dan kunnen we deze informatie opnieuw gebruiken. In de afgelopen 3 jaar heeft de inzet van onze digitale techniek een vlucht genomen en wordt deze consequent op al onze locaties toegepast. Digitale verwerking en productie is flink gestegen de afgelopen jaren; van 34% naar 64% en heeft daarmee een grote bijdrage geleverd aan de kwaliteitsverbetering. Aan 275 klanten werden, in relatie tot de doelstelling van hun hulpmiddel, vragen gesteld over onderwerpen zoals stabiliteit, draagcomfort, gebruiksgemak, cosmetiek en levertijd bij het afleveren van de prothese. Het ervaren draagcomfort van de prothesekokers in de periode 2016 tot 2018 is zeer sterk gestegen. De groep klanten die voor draagcomfort een 9 of een 10 geeft is twee en een half keer gestegen. In 2016 gaven 25% van onze klanten de prothesekoker en prothesevoorziening een 9 of een 10. Afgelopen jaar is dat gestegen naar 69%. Het ervaren gebruiksgemak van de prothesekokers in de periode 2016 tot 2018 is zeer sterk gestegen. De groep klanten die voor gebruiksgemak een 9 of een 10 geeft is met 50% gestegen. In 2016 gaf 32% van onze klanten de prothesekoker en prothesevoorziening een 9 of een 10, afgelopen jaar is dat gestegen naar 54%. De onderbeenprothese wordt bij Livit gemaakt met behulp van digitale techniek. Zo kunnen wij een optimale pasvorm garanderen. Alle veranderingen die in het persoonlijke model worden aangebracht, worden digitaal opgeslagen en kunnen altijd worden teruggehaald en aangepast. Mocht er, bijvoorbeeld vanwege atrofie of een verandering in de dagelijkse activiteiten een nieuwe koker nodig zijn, dan kunnen we de bestaande informatie als uitgangspunt hanteren of hergebruiken. In de afgelopen 3 jaar heeft de inzet van onze digitale techniek een vlucht genomen en wordt deze consequent op al onze locaties toegepast. Waar Livit in 2016 nog 60% van de onderbeenprothesen maakte met behulp van digitale techniek, is dat in 2018 gestegen naar 90%. Bron: kansen voor de Nederlandse robotica, Holland Robotics: Samen investeren, in toepassingsgerichte R&D. Januari 2018, Holland Robotics
inzet van digitale techniek verbetert draagcomfort en gebruiksgemak voor onderbeenprothesen
IJing Bing Zhang, research director worldwide robotics bij IDC, voorspelt dat in 2019 30% van de vooraanstaande bedrijven een functie als ‘robot-manager’ zal hebben (Violino, 2016). In hun onderzoek ‘Stayin’ Alive: Manufacturing in America’ voorspelt de Bank of America Merrill Lynch dat met elke robot drie banen worden gecreëerd (ROBO Global, 2016).
Met elke robot worden zeker drie banen gecreëerd
zorgtoepassingen vereisen hoge nauwkeurigheid en betrouwbaarheid
Bart de Kiefte (CTO), Tim de Roo (Engineering), Maurits Ravestein (Engineering), Mark van den Driesche (Robotica), Wouter Akkerman (operationeel Manager P&O), Jan van de Werken (Directeur Productie) en JW van der Windt (CEO)