Abstract

This thesis explores the use of assistive in-situ technologies for formal caregivers in nursing homes. More specifically, focus is placed on improving context awareness and medication management. Although these topics have previously been researched for elderly care in general, few solutions targeting nursing homes have been generated. As the aging population further increases the burden on this care environment, it is important that solutions are found to help maintain care quality.

The main findings in this thesis emphasise how technology can assist formal caregivers and facilitate increased patient wellbeing. The articles presented in this thesis describe our creation of a context-aware sensor system (named CARE) and a non-expert miniaturised near-infrared spectroscopy (MNIRS) solution. Both systems were designed iteratively with the help of nurses and were evaluated in a nursing home. CARE quantifies elderly residents’ behaviour, analyses the resulting data and produces valuable and actionable insights for nurses. Results from a two-month-long user study demonstrate that the system can facilitate increased awareness of patients’ needs and enhance care service. The custom MNIRS solution allows nurses to scan pharmaceuticals and obtain accurate identifications. This method significantly outperforms currently available tools in nursing homes and represents a promising solution that can reduce medication mismanagement.

In the discussion section of the thesis, we revisit the research questions defined in the introduction and examine how each were answered. In addition, we discuss the augmentation of nursing home technology and various stakeholders’ perspectives. We then highlight how the work covered in this thesis was conducted in collaboration with industry and offer some conclusions, limitations and reflections.

Tiivistelmä

Tämä väitöstyö tutkii paikkasidonnaisten teknologioiden käyttöä hoitajien työn helpottamiseksi vanhusten palvelukodeissa. Työn keskiössä on erityisesti kontekstitietoisuuden lisääminen ja lääkehoidon valvonta. Näitä aiheita on tutkittu laajalti aiemminkin, mutta aitoihin ympäristöihin keskittyviä ratkaisuja on vielä vain vähän. Väestön ikääntyminen aiheuttaa haasteita vanhustenhoidossa, ja siksi on tärkeää kehittää ratkaisuja hoidon laadun ylläpitoa varten.

Väitöstyön löydökset painottavat teknologian roolia hoitajien avustajana sekä hoidettavien hyvinvoinnin ylläpitäjänä. Työn artikkelit kuvailevat kontekstitietoisen järjestelmän (CARE) koko kehitys- ja elinkaaren sekä lähi-infrapunaspektroskopiaan perustuvan ratkaisun lääkehoidon prosessien parantamiseksi. Molemmat järjestelmät kehitettiin iteratiivisesti hoitajien avulla ja koestettiin aidossa ympäristössä vanhainkodissa. CARE analysoi asiakkaiden liikkeitä ja toimintoja sekä visualisoi niistä korkeamman tason tietoa hoitajille. Kahden kuukauden kenttäkokeen tuloksena voidaan todeta, että järjestelmät yhdessä voivat auttaa hoitajia ymmärtämään asiakkaiden tarpeita sekä parantamaan hoidon laatua. Lähi-infrapunaspektroskopiaan perustuvalla kannettavalla ratkaisulla puolestaan hoitajat voivat varmistaa lääkehoidon oikeellisuuden. Tämä menetelmä on tarkempi ja parempi kuin tämänhetkiset käytössä olevat ratkaisut lääkkeiden oikeaksi toteamiseen.

Väitöstyön keskusteluosuus palaa tutkimuskysymyksiin ja selventää, kuinka tehty työ ja saavutetut tulokset vastaavat niihin. Lisäksi keskustelu antaa yleiskuvan eri osapuolien näkemyksistä kehitetyn ratkaisun hyödyistä ja sen soveltuvuudesta käytännön työhön. Lopuksi väitöstyö luo katsauksen yhteistyön rooliin eri osa-alueiden toteuttamisessa ja esittää kriittisen näkökulman työn puutteisiin sekä yhteenvedon.

Osajulkaisut / Original papers

Osajulkaisut eivät sisälly väitöskirjan elektroniseen versioon / Original papers are not included in the electronic version of the dissertation.

1. Klakegg, S., van Berkel, N., Visuri, A., Luo, C., Goncalves, J., Hosio, … Ferreira, D. (2017). Informing caregivers through an assistive tool: An investigation of elderly care metrics. Proceedings of the 31st British Computer Society Human Computer Interaction Conference (British HCI '17), 48, 1-12. https://doi.org/10.14236/ewic/HCI2017.46

   Rinnakkaistallennettu versio / Self-archived version

2. Klakegg, S., van Berkel, N., Visuri, A., Huttunen, H.-L., Hosio, S., Luo, C., … Ferreira, D. (2017). Designing a context-aware assistive infrastructure for elderly care. Adjunct Proceedings of the 2017 ACM International Joint Conference on Pervasive and Ubiquitous Computing (UbiComp’17 Adjunct), 563-568. https://doi.org/10.1145/3123024.3124403

   Rinnakkaistallennettu versio / Self-archived version

3. Klakegg, S., Asare, K.O., van Berkel, N., Visuri, A., Ferreira, E., Hosio, S., … Ferreira, D. (2019). CARE: Context-awareness for elderly care. Manuscript in preparation. https://doi.org/10.1007/s12553-020-00512-8

   Rinnakkaistallennettu versio / Self-archived version

4. Klakegg, S., Goncalves, J., van Berkel, N., Luo, C., Hosio, S., & Kostakos, V. (2017). Towards commoditised near infrared spectroscopy. Proceedings of the 2017 Conference on Designing Interactive Systems (DIS '17), 515-527. https://doi.org/10.1145/3064663.3064738

   Rinnakkaistallennettu versio / Self-archived version

5. Klakegg, S., Goncalves, J., Luo, C., Visuri, A., Popov, A., van Berkel, N., … Ferreira, D. (2018). Assisted medication management in elderly care using miniaturised near-infrared spectroscopy. Proceedings of the 2017 ACM International Joint Conference on Pervasive and Ubiquitous Computing and Proceedings of the 2017 ACM International Symposium on Wearable Computers, 2(2), 69, 1:24. https://doi.org/10.1145/3214272

   Rinnakkaistallennettu versio / Self-archived version