控えめな、継続的なリモート アクティビティおよび健康データをキャプチャするため地域ぐるみライフ研究所を設定する方法について
Summary
控えめなセンサーやパーベイシブ コンピューティング技術、家庭生活古い大人により意味のある健康とヶ月年、生態学上有効な提供するために継続的に記録する活動の変更の高周波に組み込まれる研究または臨床使用のためのマルチ ドメイン データ。
Abstract
エンド ツー エンド一連の技術は時間の長時間にわたって高齢者の日常生活の中で発生している状態と動作状況の変化の控えめかつ継続的なモニタリングの確立されています。技術は安全な生成中最小目障り、という原則が組み込まれたシステムに集約されて、プライバシー保護、月への年の現実世界 (ホームベース) 設定で継続的な客観的データ。システムには、ウェアラブル actigraphs、薬箱 (スケール) などの接続されている生理学的監視装置の外部ドアにインストールされているドアの接触センサー家中に配置されたパッシブ赤外線存在センサーが含まれています。参加者の車にインストールされます運転センサーとコンピューター (PC、タブレットやスマート フォン) の使用を追跡しました。活動パターンにデータ参照関係だけでなく、内部の状態 (例えば痛み、気分、孤独などのセンサーで推測しにくいデータに係る重要な情報を提供する頻繁のオンライン自己レポート オプションによって注釈が付けられるデータ解釈 (例えば, 訪問者, 家具の再配置)。アルゴリズムは、健康や病気の活動 (例えば体重、身体の生理作用を (例えば、部屋転移, 手順, 歩行速度)、移動を含む監視機能ドメイン キーを識別するために得られたデータを使用して開発されています。ボディマス指数、パルス) の動作をスリープ状態 (例えば、睡眠時間、夜にバスルームへの旅行)、投薬アドヒアランス (例えば、逃した用量)、社会的な関与 (例えば、ホーム、時間カップルの時間一緒に過ごす) と認知機能 (例えばコンピューター、マウスの動き、オンライン フォーム完了、運転能力の特性の時間)。これらの関数の変更の検出は、前駆の痴呆の早期発見に急性の病気 (例えば、ウイルス性伝染病) の健康監視のアプリケーションの機密性の高いマーカーを提供します。システムは、特に老年症候群の自然史研究と臨床試験の臨床的介入の有効性の監視に適しています。
Introduction
現行の臨床研究の信頼性と妥当性評価手法の固有の欠点のためにキャプチャされるデータの制限をはらんでいます。インタビューは、臨床医と患者がスケジュールを調整することができるとき時間によって制限されます。試験に割り当てられた時間は、どのようなボランティアが合理的にするように頼まれる単一のセッションでによって制限されます。これらの簡単な広く間隔をあけられたセッション – がズラーリ並んで時折電話やインターネット クエリ – 場合でも、時間の経過とともに関数または幸福で意味のある変化を検出する潜在性を深刻な制限します。現在のテスト セッションがリコールし、(例えば、「薬を服用するもおぼえて?”) ことを確認することは困難ことができる情報ための要求によって構成されてまたは人工タスク (例えば、「立ち上がるし、できるだけ早くする座ってのパフォーマンス”することができます。」この言葉を思い 10″)。評価は実際性能自体の変動であるかもしれない重要な診断機能テストを変動を制限する多くの場合設計されています。さらに、日々 の生活の通常のフロー内ではなく人工条件下で、時間のこれらの簡単な生検が行われています。したがって、それらは限られた生態学的な妥当性です。最後に、現在のパラダイム本質的にために提供できません相互依存のキーイベントまたは結果 (例えば睡眠、社会、身体活動) の直接リンク データがないタイムスタンプ以外を思い出したよう。
これらの欠点を克服する手法は、広範なコンピューティングとセンシング技術、無線通信、および高周波マルチ ドメイン データの進歩の利点を取る家庭やコミュニティで埋め込むことができるシステムの開発分析。技術とこの分野での経験を成長しているシステムの数が開発されているが、展開、機能または縦経験1,2,3,4が限定されていました。本稿では、現在の健康評価パラダイムの限界に改善する健康関連データのリアルタイム、連続、縦のホームベースの評価を提供するための手段として開発されたプロトコルについて述べる。オレゴン州センター高齢化 & アンプ;技術 (ORCATECH) パーベイシブ コンピューティングとセンシング技術の健康関連の活動と行動の連続、リアルタイムの評価を提供するに基づいてホーム ベースのシステムを開発します。現在の制限を克服する主控えめと連続は実質的に実世界活動の監視を有効にする家に評価をもたらします。まず、コア システムは、自分の周囲の環境の一部として参加者の生活空間に埋め込まれているので、本質的に便利です。人が安心と、パッシブのコレクション メソッドの場合ほとんど参加者に負担をかけることがなく必要に応じて頻繁とき、個別の応答を必要とする評価を収集できます。第二に、生態学的関連は、すぐにデータを収集する機会を与える人の通常の生活空間である、関数が日常認知の手段を考案したテストだけではなく。たとえば、展望的記憶の障害、一般的な苦情の自然主義的診療所でテストすることは困難こうして日常認知として主要業績をタップ動作の服用薬の自動毎日の追跡によって家庭で評価されます。メートル法の認知の変化に敏感であると知られています。第三に、データはデジタルとタイム ・ スタンプ付きなので測定時間内の配置複数の相互に関連する対策が促進されます。たとえば、時刻を電話と家 (社会的な関与や撤退の措置)、(開始、精神活動や認知機能の測定)、コンピューターの使用および機能低下の (変更する示されているその他の措置のうちの時間睡眠、体重、歩行速度) は、そうでなければ明らかはいないかもしれませんが、微妙な変化を区別するためにネットのセンサーの感度に追加できます。重要なは、彼らが発生すると、健康と生活イベントの認知と機能 (例えば痛み、薬変更、低ムードの毎週のレポート) に及ぼす影響をこのデータ ストリームにリンクできます。最後に、従来のテストおよびクエリ コンピューターを介して表示することができますまたは関連のインターフェイス (例えばタブレット、スマート フォン)、同時にデジタル小説を従来のテスト パフォーマンスを比較する比類のない機会を提供する派生対策同じテスト、応答または休止時間、学習曲線内試験での変動など。この新しいアプローチはこうするより便利な控えめな、連続、マルチ ドメイン、自然主義的な現在の評価を変換します。最終的には、家庭内センサー評価技術と方法論の基本的なプラットフォームは、チューニングと健康と指摘した利点の健康に関連の特定研究の質問の広い範囲のアドレスに拡張することができますシステム、不定期診療所や電話による査定の現在受け入れられた練習。
次のプロトコルは、控えめな家庭内行動および健康関連データの収集は、このプラットフォームを展開するプロセスについて説明します。このプラットフォームを開発する上で重要な目標、健康と幸福 (物理的、認知的、社会的、感情的な) より特定の行動 (の両方の一般的なドメインを推論するために必要なデータを提供できるアセスメント機能の基本的なスイートを提供してきました例えば薬を取って、歩行睡眠関連の活動、生理学的活動)。プラットフォームの開発は、技術、技術 ‘依存’ に対する直接ユーザーの関与を最小限に抑え、大半の受動控えめな検出アプローチの使用を含むいくつかの原則によって導かれています(すなわち、最高のデバイスを採用または技術的なソリューションよりもむしろ特定の方法または製品を必要とする)、(長期的な評価) の耐久性、スケーラビリティ、および最小化の実践的なメンテナンスをされています。
記載されているプラットフォームは、エンドユーザー、アーリー アダプターに「デジタル ナイーブ」からの範囲で重要な通知過去 12 年間、進化しています。定期的な調査やフォーカス グループこの開発5,6,7を通知する鍵となりました。何百ものボランティアの技術、研究コミュニティによって要求された新しい機能的能力の進歩に基づく導入されている反復的な変更との 11 年まで自宅で継続的に展開できるようにするシステムを許可していると技術が展開されている家に住んでいる個人のキー定数入力。総称して、これらのボランティアと呼ばれるコミュニティで「生きている」研究室を形成している、”ライフ研究所」ここで彼らの家と 1 日を通して収集された継続的なデータ提供活動、健康についての細部のユニークなレベルと人生のコースです。
センシング技術の基本的なプラットフォームは、連続ホーム ベースのデータをキャプチャするための全体的なシステムのバックボーンを形成します。このプラットフォームの要素、その後に説明します。コア プラットフォームの変更 (要素を追加または削除されることがあります) ユーザーの態度と信念と成果測定研究プラットフォームを使用して研究の興味の収集の過程で得た情報に基づいて。データ通信プロトコルが標準化されているので、システムはネットワークに組み込まれるこれらのプロトコルを任意のデバイスを許可するように設計されています。
ここで説明した基本的なプラットフォームに基づいてボランティア生活研究所 (LL) で長年 (最長の自然主義的な活動と彼らの日常生活の行動データを収集するために自宅内にデプロイされたプラットフォームを持っていることに同意の使用例現在の連続展開 11 年を =)。
ハブ コンピューターおよびイーサネット/WiFi 接続 ORCATECH でセキュリティで保護されたサーバーに戻ってシステム デバイスとトランス ミッションからのデータ収集を許可する参加者の干渉なし。ハブ コンピューターは、特定の参加者やノート パソコンやタブレットと一元的なデジタル加入者管理システムに接続するコントロール パネルを使用してシステムのインストール時にホームの設定に設定されます。追加データ コレクション デバイス (センサー、MedTracker、スケールなど) は、同じ方法でハブのコンピューターと通信することによって構成できます。
ORCATECH 本体とリモートの技術管理システムはカスタムのデジタル技術と参加者のホーム技術構成システム セットアップとの遠隔技術の継続的な管理を可能にするデータ管理システム「コンソール」と呼ばれる家などでは、データの収集と監視をセキュリティで保護します。さらに、各家庭は、ユニークなレイアウトがコミュニティのシステムの配置を容易にするタブレットのインタ フェースに基づいてグラフ化ツールはさまざまなセンサーがあると、他の有効な物理的な隣接を自動的に記録する使用します。センサー (図 2)。これは家庭レベルでシステムのリモート監視中に参考のため重要です。
パッシブ赤外線 (PIR) センサー デジタルに割り当てられます指定したホーム システムのインストール中に無線 USB ドングル経由でハブのコンピューターとの通信。部屋から部屋へルームおよび参加者のトランジション内で動きを感知する部屋あたり 1 つのセンサーが配置されます。ストレート「センサー ライン」の 4 つのセンサー、廊下や他の地域の参加者が安定したペースで定期的に歩くの天井に配置されます。このセンサー ラインでは、歩行速度は一日に何度も控えめな収集をことができます。その他の基準は、これらのアクティビティ センサー滞留時間や部屋の遷移の数などから派生できます。ドアの接触センサーは、参加者の出入り、家からと冷蔵庫食品アクセスの一般的な頻度を決定するために検出するすべての外部ドアを家の周り配置されます。
オンライン週刊健康と活動 Self-Reports コレクション デバイスの受動的なシステムからのデータの最適なを理解する必要があります。これらのデータは、収集したセンサー データの相対的な家庭内のイベントの参加者のレポートの分析に重要です。家の家、訪問者からの旅行についてクエリ参加者へのインターネット接続を持つコンピューティング デバイス (例えば、ノート パソコン、タブレット、スマート フォン)、健康の変更内のスペースの変更オンライン毎週自己申告調査を完了できる、家、孤独、抑うつ、および痛みのレベル。毎週のデータ コレクションは、年間または半年間検診の記憶では、データのより高い解像度と正確さの可能性を例えば提供する比較的短いウィンドウに依存します。さらに、この自己報告プロセスはアンケート、クリック、高められた難しさの正確なレポートの数の変化を時間の変化など、潜在的な認知障害の受動的な指標を検討する調査官にできます。日付、またはフリー テキスト応答障害マーカー。指定された日のコンパートメントが開かれたかどうかを記録して毎日開かれた回基本的なプラットフォームの一部として、我々 は 7 日間電子ピル ボックスをインストールします。これは服薬の一貫性が低下する場合認知機能低下の潜在的な徴候と同様、投薬アドヒアランスについて情報を提供します。
またパルス、体組成測定基準、脈波伝播速度、環境温度、周囲の二酸化炭素のレベルを収集する無線デジタル bioimpedence スケールは、参加者の毎日の体重のデータを提供する浴室でインストールされます。このデータは、その他のパッシブ プロトコル遵守など時間をかけて使用頻度、動作の指標だけでなく、(例えば、健康状態、薬)、他の報告されたイベントと相関することができます。
場合どこで駆動センサーにします私たち参加者ドライブ自分の車。このセンサーは、運転の頻度、タイミング、期間、および旅行の距離だけでなく、ハード ディスクが停止またはハード加速度の周波数などの習慣についての情報を提供します。
手首すり切れたウェアラブル デバイスは、家を出入りで身体活動のデータを収集します。いくつかのブランドやウェアラブルのモデルは、ライフ研究所の家庭で使用されています。
プロジェクトによって追加データ収集コンポーネントと設定基本的なセンサーを補完する ORCATECH プラットフォームを使用して捜査を選択可能性があります。過去のテストなど固定電話携帯電話の活動、開発とバランス テスト、定期的な認知タスク完了する参加者のタブレット用デジタル バランス ボードの実装を通じて社会を監視する携帯電話センサー自分の家で携帯電話を介して薬アラームの有効性を評価するための自動化されたテキスト メッセージ システム。
ORCATECH 生活ラボ、カスタマイズされた情報をデータ システムによって生成されたさまざまなデータを処理するために収集、注釈、保守、および豊富なアクティビティと健康データの分析に使用されます。ORCATECH は、参加者の管理、自己レポート データの収集と処理、およびすべてのシステム デバイスとセンサーからの連続データ収集用のカスタム システムを開発しました。システムは、センサーのデータとカフカとリアルタイム処理に近い移動する私たちのデータ処理機能を可能にする火花を使用してラムダ アーキテクチャを格納する分散カサンドラ NoSQL サーバー クラスターに依存します。REST API を使用すると、データは、標準のデータ分析プラットフォームとデータ解析のための統計ソフトウェア プログラムに転送されます。
Protocol
Representative Results
Discussion
基本的なシステムやプラットフォームの家およびコミュニティ ベース リモート センシングと継続的に顕著な健康と健康対策の報告を有効にするを説明しました。システムは、この時点で研究で主に使用するものです。
可能であれば、システムはオープン ソースのツールとセンサーまたは使用可能な Api のソフトウェア開発キット (SDK) を利用してデバイスを使用します?…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
ここで説明した研究国立衛生研究所の国立研究所老化 (U2CAG054397、P30 AG024978、P30 AG008017、R01 AG042191、R01 AG024059)、インテル、財団、健康研究機構からの補助金に支えられ、ロバート ・ ウッド ・ ジョンソン財団。
Materials
| Raspberry Pi 3 Model B | Raspberry Pi Foundation | Raspberry Pi 3 Model B | |
| Motion Sensor | NYCE Sensors Inc | NCZ-3041-HA | |
| Door/Window Sensor | NYCE Sensors Inc | NCZ-3011-HA | |
| Curtain Motion Sensor | NYCE Sensors Inc | NCZ-3045-HA | |
| iSort | TimerCap | iSort | |
| Home Stealth USB Phone Recorder | Fiho | Fi3001B | |
| Automatic Pro | Automatic | AUT-350C | |
| Body Cardio Scale | Nokia | WBS04 | |
| Activite/Steel Activity Monitor | Nokia | HWA01 STEEL | |
| Alta 2 | Fitbit | FB406 | |
| Charge 2 | Fitbit | FB407 | |
| Flex 2 | Fitbit | FB403 | |
| Zigbee USB Stick | Silicon Labs | ETRX3USB | |
| WorkTime | Nestersoft | WorkTime Corporate |
Referências
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