Göze batmayan ve sürekli uzak aktivite ve sağlık veri yakalamak için geniş toplum hayat Laboratuar kurmak için metodoloji

Hakim klinik araştırma sınırlamalar güvenilirlik ve geçerlilik süresi değerlendirme metodolojisi doğasında eksiklikleri nedeniyle yakalanan verileri ile dolu olduğunu. Görüşmeler ne zaman klinisyen ve hasta programları koordine edebilir times tarafından sınırlı. Sınavlar için ayrılan süre ne gönüllü makul tek bir oturumda yapmak için sorulabilir tarafından sınırlıdır. Bu kısa, geniş aralıklı oturumlar – bile zaman zaman telefon aramaları veya Internet sorguları – tarafından augmented ciddi anlamlı değişim zaman içinde işlev veya refah algılama olasılığını sınırlayın. Geçerli test oturumlar büyük ölçüde geri çağırmak ve (“ilaçlarını almaya hatırlıyor musun?”Örneğin,) doğrulamak zor olabilir bilgi isteklerini oluşmaktadır veya yapay görevlerin (“ayağa kalk ve kadar hızlı oturÖrneğin, performans can”; “Bu on sözler unutmayın”). Değerlendirmeler kez aslında değişkenlik performans kendisi önemli bir tanılama özelliği olduğunda sınamak için değişkenlik sınırlamak için tasarlanmıştır. Ayrıca, bu kısa biyopsi zaman yapay koşullarda yerine günlük hayatın normal akışı içerisinde yapılmaktadır. Bu nedenle, onlar sınırlı ekolojik geçerliliği vardır. Son olarak, verileri zaman dışında hatırlıyordu olarak damgalı çünkü değil geçerli paradigma doğal olarak oluşan birbirine bağlı önemli olaylar veya sonuç (Örneğin, uyku, sosyalleşme, fiziksel aktivite) doğrudan bağlantı sağlayamaz.

Bu eksikliklerin üstesinden bir yaklaşım yaygın bilgisayar ve teknoloji, kablosuz iletişim ve yüksek frekans çoklu etki alanı veri algılama gelişmeler yararlanmak ev ya da toplum içinde gömülü sistemlerinin geliştirilmesi yatıyor Analytics. Teknoloji ve deneyim bu alanda büyüyor ve sistemleri bir dizi geliştirilmiştir, ancak dağıtım, özellikleri veya boyuna deneyim^1,2,3,4sınırlı. Bu makale, biz gerçek zamanlı, sürekli ve boyuna ev merkezli değerlendirme geçerli sağlık değerlendirmesi paradigma sınırlamalar geliştirmek için sağlık ilgili veri sağlamak için bir araç olarak geliştirilen bir protokol tanımlamak. Oregon merkezi yaşlanma & amp; Teknoloji (ORCATECH) yaygın bilgisayar ve algılama teknolojisi sürekli, gerçek zamanlı değerlendirme sağlık ile ilgili faaliyet ve davranışı sağlamak için temel bir ev tabanlı sistem geliştirdi. Değerlendirme büyük ölçüde göze batmayan ve sürekli gerçek etkinliğini önemli ölçüde izlemeye etkinleştirmek için evine getiren mevcut kısıtlamaları üstesinden gelir. İlk olarak, çekirdek sistem ortam çevreleri kapsamında katılımcıların yaşam alanı içinde gömülü olduğundan, doğal olarak uygun. Bir kişi bir katılımcı akneden olmadan gerektiği gibi sık sık en rahat ve pasif toplama yöntemleri, durumunda olduğunda ayrı yanıt gerektiren değerlendirmeler toplanabilir. Ardından, kişinin normal hayat-alanda bulunmanın affords fırsat hemen ekolojik ilgili veri toplamak için işlevi, ancak her gün biliş önlemler yapmacık değil, sadece test. Örneğin, olası bellek hatası, bir ortak şikayeti naturalistically klinikte, test etmek zor evde davranış, böylece hem günlük biliş yanı sıra önemli bir performans dokunarak alarak ilaç otomatik günlük izleme tarafından tespit edilebilir bilişsel değişiklik duyarlı olduğu bilinen metrik. Üçüncü olarak, verileri dijital ve zaman damgalı olduğundan, birden çok birbiriyle ilişkili önlemleri zamanında hizalanmış ölçümü kolaylaştırılmıştır. Örneğin, telefon ve zaman aşımı ev (sosyal nişan veya para çekme ölçüsü), bilgisayar kullanımı (başlatma, psikomotor aktivite ve bilişsel işlev ölçüm) ve fonksiyonel düşüş () ile değiştirmek için gösterilen diğer önlemler zamanında uyku davranış, ağırlık, yürüme hızı) Aksi halde belirgin olmayabilir ince değişiklikleri ayırt etmek için net sensör hassasiyeti için ekleyebilirsiniz. Önemlisi, bunlar ortaya olarak biliş ve işlevi (Örneğin, haftalık raporlar ağrı, ilaç değişikliği, düşük ruh) sağlık ve yaşam olayların etkisi de bu veri akışına bağlanabilir. Son olarak, geleneksel test ve sorguları bilgisayar yolu ile sunulabilir veya arabirimleri (Örneğin, tablet, akıllı telefon) ile ilgili, önlemler aynı anda eski test performansı roman dijital olarak karşılaştırmak için sağlayan eşsiz fırsatlar elde aynı testlerden, yanıt veya Duraklat kez, öğrenme eğrileri ve içi test değişkenliği gibi. Bu yeni yaklaşım böylece daha kolay, göze batmayan, sürekli, birden çok etki alanı doğal olması ve geçerli değerlendirme dönüştürür. Sonuçta, ev içi sensör dayalı değerlendirme teknolojisi ve metodoloji, temel platformu sağlar şekilde ayarlanmış ve belirli araştırma soruları geniş bir yelpazesi ile ilgili sağlık ve refah kaydetti avantajları ile üzerinden adrese ölçekli bir sistem nadir klinik veya telefon temelli değerlendirmeler geçerli kabul edilen uygulama.

Aşağıdaki iletişim kuralı, göze batmayan ev içi davranış ve sağlık ile ilgili veri toplama için bu platform dağıtma işlemini açıklar. Bu platform geliştirirken, önemli bir hedef değerlendirme fonksiyonların sağlık ve esenlik (fiziksel, bilişsel, sosyal, duygusal) yanı sıra daha belirli davranışlar (her iki genel etki anlaması gerekli verileri sağlayan temel bir paketi sunmak olmuştur Örneğin, ilaç alarak, uyku ile ilgili faaliyetler, fizyolojik etkinlik yürümeye,). Platformunun geliştirilmesinden doğrudan Kullanıcı ayırması ile teknoloji, teknoloji ‘agnostik’ olmanın en aza indirmek en pasif göze batmayan algılama yaklaşımları kullanarak da dahil olmak üzere birkaç ilkeleri tarafından yönlendirilen (yani, en iyi cihazları istihdam teknik çözümler yerine veya belirli bir yaklaşım veya ürün gerektiren), dayanıklı (için uzun vadeli değerlendirme) ve ölçeklenebilir ve minimizing uygulamalı bakım olmak.

Açıklanan platformu da önemlisi son kullanıcılar, “dijital olarak saf” erken benimseyenler için gelen bir dizi haberdar son on iki yıl içinde gelişmiştir. Periyodik araştırmalar ve odak grup bu geliştirme^5,6,7bilgilendirmek için anahtar olmuştur. Gönüllü yüzlerce evlerinde yinelemeli değişikliklerle tanıtılıyor ilerlemek içinde teknoloji, araştırma topluluğu tarafından istenen yeni fonksiyonel kapasiteleri dayalı on yıla kadar sürekli olarak dağıtılmak üzere sistemleri izin verilen ve anahtar sürekli giriş nerede teknoloji dağıtılmış olan evde yaşayan bireylerin. Toplu olarak, bu gönüllüler dediğimiz topluluk “yaşayan” bir laboratuvarda oluşturdular “Yaşam Laboratuvarı” evlerini ve gün boyunca toplanan sürekli veri ayrıntılarını sağlık, etkinlik, benzersiz bir düzeyde sağlamak ve hayat sahası.

Sürekli ev tabanlı veri yakalamak için genel sisteminin belkemiği algılama teknolojisi temel bir platform oluşturur. Bu platform öğeleri daha sonra açıklanmıştır. Core platformu değiştirilir (öğeleri-eklendi veya kaldırıldı) Kullanıcı tutum ve inançlar ve sonucu önlemler araştırma platformu kullanarak çalışma için ilgi toplama işlemi sırasında elde edilen bilgilere dayanarak. Veri iletişim protokolleri standart olduğundan sistem ağına dahil olmak için bu iletişim kurallarını izleyen herhangi bir aygıtın olanak sağlamak için tasarlanmıştır.

Uzun yıllar boyunca (en uzun doğal etkinlik ve normal bir hayat aktiviteleri davranış veri toplamak için evlerini içinde konuşlanmış platformu için rıza gönüllü hayat laboratuar (LL) kullanım örneği burada açıklanan temel platformu dayanmaktadır geçerli sürekli dağıtımı 11 yaşındaki =).

Hub bilgisayar ve bağlantı Ethernet/Kablosuz bağlantı güvenli sunucularına geri sistem aygıtları ve iletim veri toplama ORCATECH katılımcı sorunsuz sağlar. Hub bilgisayar belirli katılımcı ve bir dizüstü bilgisayar veya tablet ve bir merkezi dijital katılımcı yönetim sistemine bağlanan bir kontrol paneli kullanılarak sistem yükleme sonrasında ev kurulum için yapılandırılır. Ek veri toplama aygıtları (örneğin, sensörler, MedTracker ve ölçek) aynı şekilde hub bilgisayar ile iletişim kurarak yapılandırılabilir.

ORCATECH konsol ve uzak teknoloji yönetim sistemi olan bir özel dijital teknoloji ve devam eden uzak teknoloji yönetiminin yanı sıra katılımcı ev teknolojisi yapılandırma ve sistem kurulumu sağlayan “Konsol” adı verilen veri yönetim sistemi evleri de dahil olmak üzere güvenli veri toplama ve izleme. Buna ek olarak, her eve benzersiz bir düzen nerede olabilir topluluk içinde belgili tanımlık sistem dağıtımını kolaylaştırmak için bir tablet arayüzü dayalı bir grafik aracı otomatik olarak çeşitli sensörler konumlandırıldığı ve onların geçerli fiziksel komşulukların diğer kaydetmek için kullanılır sensörler (Şekil 2). Bu ev düzeyinde sistem uzaktan izlenmesi sırasında başvuru için önemlidir.

Pasif Infrared (PIR) hareket sensörleri dijital olarak kablosuz bir USB Dongle üzerinden hub bilgisayarla iletişim sistemi yüklemesi sırasında verilen bir ev için atanır. Bir sensör Oda Oda Oda ve katılımcı geçişler içinde hareketi anlamaya oda başına yerleştirilir. “Sensör çizgisel” dört sensörlerin bir koridor veya diğer alan nerede katılımcının yürür düzenli olarak tutarlı bir hızda tavanında yer alıyor. Bu sensör hat hızı birçok kere-de gün yürüyüş göze batmayan toplama sağlar. Diğer ölçümler bu etkinlik sensörler Işınma Zamanı veya oda geçişleri sayısı gibi üzerinden elde edilebilir. Kapı iletişim algılayıcılar katılımcıların gelip evden ve genel gıda erişimi sıklığını belirlemek için buzdolabı üzerinde giden algılamak için tüm dış kapı ev çevresinde yerleştirilir.

Veri koleksiyon cihazların pasif sisteminden en iyi anlaması için on-Line haftalık sağlık ve etkinlik Self-Reports gerekir. Bu veriler katılımcı rapor içinde belgili tanımlık ev toplanan sensör verileriyle ilgili olayların analizi için önemlidir. Online haftalık anket kendi kendine rapor herhangi bir hesaplama aygıtı (Örneğin, dizüstü bilgisayar, tablet, smartphone) gezileri dışında ev ev, ziyaretçiler hakkında sorgu katılımcılara bir Internet bağlantısıyla, sağlık değişiklikleri, yer değişiklikleri içinde tamamlanabilir Ev, yalnızlık, depresyon ve ağrı düzeyi. Haftalık veri toplama veri daha yüksek çözünürlük ve daha, doğruluk olasılığı örneğin sağlar, hatırlama, nispeten kısa bir pencere üzerinde yıllık veya yarı yıllık check-up dayanır. Ayrıca, bu kendi kendine rapor işlem aynı zamanda pasif tıklama, artan zorluklar doğru raporlama varyasyon anketi tamamlamak için zaman varyasyon gibi potansiyel kognitif bozukluk belirtileri incelemek müfettişler sağlar tarihleri veya bozulma işaretleri serbest metin yanıt olarak. Temel platformunun bir parçası tasarlanmış günün yuvası açılır bu kayıtları ve her gün açıldığı defa yedi gün elektronik hap kutusu yükleyin. İlaç alma tutarlılığını azalırsa bu ilaç bağlılık gibi bilişsel gerileme olası bir göstergesi hakkında bilgi sağlar.

Aynı zamanda darbe, vücut kompozisyonu ölçümleri, nabız dalga hızı, ortam sıcaklığı ve ortam karbon dioksit seviyesi toplar bir kablosuz dijital bioimpedence ölçek banyoda, verileri katılımcıların günlük kilo sağlayan yüklenir. Bu veriler daha sonra diğer bildirilen olaylar (Örneğin, sağlık durumu, ilaçlar), yanı sıra diğer pasif göstergeler davranış, iletişim kuralı bağlılık ve zaman içinde kullanım sıklığı gibi ilişkili olabilir.

Durumlarda nerede bizim katılımcılar sürücü biz install sürüş algılayıcıyı araçlarında. Bu sensör frekans, zamanlama, süre ve mesafe gezileri, hem de sabit durur veya zor ivmelerini sıklığı gibi alışkanlıkları sürüş hakkında bilgi sağlar.

Bir bilek yıpranmış giyilebilir aygıtı fiziksel aktivite her iki ev ve dışarı bilgi toplar. Çeşitli marka ve modelleri wearables hayat laboratuar evlerde kullanılmaktadır.

Projeye bağlı olarak bir araştırmacı ORCATECH platformu kullanarak ek veri toplama bileşenleri ile ayarla temel sensör ek olarak seçebilirsiniz. Geçmişte test örnekler sabit hat telefon faaliyetleri, geliştirilmesi ve test, denge periyodik bilişsel görevlerini tamamlamak katılımcı için bir tablet için dijital bir denge kurulu uygulanması ile sosyalleşme izlemek için bir telefon sensör kendi ev ve telefon yoluyla ilaç hatırlatıcı etkinliğini değerlendirmek için bir otomatik mesaj sistemi.

ORCATECH hayat laboratuar, özel bilgi ve veri sistem tarafından oluşturulan çeşitli veri işlemek için toplama, ek açıklama ekleme, bakımı ve bol aktivite ve sağlık veri analizi için kullanılır. ORCATECH katılımcı yönetim, kendi kendine rapor veri toplama ve işleme ve sürekli veri toplama tüm sistem aygıtları ve sensörler için özel bir sistem geliştirdi. Sistem sensör verileri ve Kafka ve gerçek zamanlı işlem yaklaşmak bizim veri işleme yetenekleri sağlayan Spark kullanarak bir lambda mimarisi depolamak için dağıtılmış NoSQL Cassandra sunucu kümesi kullanır. REST API kullanarak, veriler standart veri analizi platformları ve veri analizi için istatistiksel yazılım programları içine aktarılır.