منهجية لإنشاء مختبر لحياة على نطاق المجتمع لالتقاط بيانات الصحة والنشاط البعيد غير مزعجة ومستمرة

البحوث السريرية السائدة محفوف بالقيود في موثوقية وصحة البيانات التي تم التقاطها بسبب أوجه القصور المتأصلة في منهجية التقييم. مقابلات مقيدة بالأوقات عند الطبيب والمريض يمكن تنسيق الجداول. يحد من الوقت المخصص للامتحانات ما المتطوع يمكن منطقياً أن يطلب القيام به في جلسة واحدة. هذه الدورات قصيرة ومتباعدة على نطاق واسع–حتى لو يكملها أحياناً المكالمات الهاتفية أو استعلامات الإنترنت-تحد بشدة من القدرة على الكشف عن تغيير ذي معنى في الدالة أو الرفاهية على مر الزمن. دورات الاختبار الحالية التي تتألف إلى حد كبير من طلبات الحصول على المعلومات التي يمكن أن تكون صعبة للتذكير والتحقق منها (مثلاً، “هل تذكر بتناول الأدوية الخاصة بك؟”) أو أداء المهام اصطناعية (مثلاً، “الوقوف والجلوس بسرعة كما كنت يمكن “؛ “تذكر هذه الكلمات العشر”). يتم تصميم التقييمات غالباً لتقييد تقلب اختبار لاختبار عندما في الواقع قد يكون التغير في الأداء نفسها ميزة تشخيص رئيسية. علاوة على ذلك، تجري هذه الخزعات قصيرة من الوقت تحت ظروف مصطنعة وليس داخل التدفق الطبيعي للحياة اليومية. ولذلك، فمحدودة الصلاحية الإيكولوجية. وأخيراً، النموذج الحالي أصلاً لا يمكن توفير الربط المباشر بين النتائج (مثلاً، النوم، التنشئة الاجتماعية، والنشاط البدني) أو أحداث رئيسية مترابطة نظراً لأن البيانات هي عدم الوقت ختمها خلاف ما ذكر.

نهج للتغلب على أوجه القصور هذه يكمن في تطوير النظم التي يمكن تضمينها في المنزل أو في المجتمع بالاستفادة من أوجه التقدم في الحوسبة المنتشرة والاستشعار عن التكنولوجيا، والاتصالات اللاسلكية، وبيانات المجال المتعدد الترددات العالية تحليلات. تنمو بالتكنولوجيا والخبرة في هذا المجال، وقد وضعت عددا من النظم، ولكن كانت محدودة في النشر أو ميزات أو خبرة طولية^1،2،،من³⁴. في هذه المخطوطة، يصف لنا بروتوكول المتقدمة كوسيلة لتوفير تقييم في الوقت الحقيقي والمستمر والطولية المنزلية للبيانات ذات الصلة بالصحة لتحسين بناء على القيود المفروضة على نموذج التقييم الصحي الحالي. مركز أوريجون للشيخوخة & أمبير؛ التكنولوجيا (أوركاتيتش) وضعت نظاما المنزلية استناداً إلى تفشي الحوسبة وتكنولوجيا توفير تقييم مستمر، في الوقت الحقيقي للأنشطة ذات الصلة بالصحة والسلوك الاستشعار. إدخال التقييم في المنزل لتمكين غير مزعجة إلى حد كبير ومستمر رصد نشاط العالم الحقيقي إلى حد كبير ويتغلب على القيود الحالية. أولاً، منذ مضمن النظام الأساسي في الحياة–الفضاء المشاركين كجزء من البيئة المحيطة بهم، من طبيعتها مريحة. ويمكن جمع التقييمات التي تتطلب استجابات منفصلة عندما يكون شخص أكثر سهولة، وفي حالة طرق جمع السلبي، كما حسب الضرورة دون إثقال مشارك في كثير من الأحيان. وثانيا، يجري في الحياة للشخص العادي-الفضاء تتيح الفرصة لجمع البيانات ذات الصلة إيكولوجيا فورا، ليس مجرد اختبار المفتعلة التدابير من وظيفة، ولكن الإدراك اليومية. على سبيل المثال، ذاكرة المحتملين الفشل، شكوى شائعة صعبة لاختبار ناتوراليستيكالي في العيادة، يمكن تقييم في المنزل من خلال التعقب التلقائي اليومي للدواء مع السلوك، وبالتالي استغلال كل الإدراك اليومي، فضلا عن أداء الرئيسية متري من المعروف أن حساسية للتغيير المعرفي. ثالثا، نظراً للبيانات الرقمية وختم الوقت، يسهل قياس التدابير المترابطة متعددة محاذاة في الوقت. على سبيل المثال، الوقت على الهاتف والوقت للخروج من المنزل (تدابير للمشاركة الاجتماعية أو الانسحاب)، استخدام الحاسوب (قياس الشروع والنشاط الحركي والوظائف المعرفية)، والتدابير الأخرى التي قد ثبت أن تغيير مع انخفاض الوظيفية ( سلوك النوم، والوزن، والمشي السرعة) إضافة إلى حساسية استشعار الصافية لتمييز بعض التغييرات الطفيفة التي قد لا يكون خلاف ذلك الظاهر. الأهم من ذلك، أثر أحداث الحياة والصحة على الإدراك والدالة (مثلاً، التقارير الأسبوعية من الألم، تغيير الدواء، وتدني الحالة المزاجية) يمكن أيضا ربط لدفق البيانات هذا عند حدوثها. أخيرا، الاختبارات التقليدية واستعلامات يمكن عرضها عن طريق جهاز الكمبيوتر أو المتصلة بالواجهات (مثلالكمبيوتر اللوحي والهاتف الذكي)، توفير فرص لم يسبق لها مثيل في وقت واحد مقارنة أداء اختبار قديم لرواية رقمياً المستمدة التدابير من نفس الاختبارات، مثل أوقات الاستجابة أو وقفه، تعلم المنحنيات وتقلبه داخل الاختبار. وهكذا تحول هذا النهج الجديد التقييم الحالي لتكون أكثر ملاءمة، وغير مزعجة، مستمرة ومتعددة المجالات وطبيعي. في نهاية المطاف، منهاج العمل الأساسية لاستشعار داخل المنزل على أساس تقييم التكنولوجيا والمنهجية، يوفر نظام التي يمكن ضبطها وتحجيم لمعالجة طائفة واسعة من المسائل البحثية المحددة المتصلة بالصحة والعافية مع ذكر مزايا أكثر الممارسة الحالية المقبولة لعيادة نادرة أو التقييمات المستندة إلى الهاتف.

ويحدد البروتوكول التالي عملية نشر هذا المنصة لجمع البيانات المتصلة بالصحة والسلوكية داخل المنزل غير مزعجة. في تطوير هذا النظام الأساسي، كان هدفا رئيسيا لتوفير مجموعة أساسية من مهام التقييم التي يمكن أن توفر البيانات اللازمة للاستدلال على كلا المجالات العامة لصحة ورفاه (البدنية والمعرفية والاجتماعية والانفعالية)، فضلا عن (سلوكيات أكثر تحديداً مثلالدواء، سيرا على الأقدام، الأنشطة المتعلقة بالنوم، النشاط الفيزيولوجي). تطوير النظام الأساسي قد استرشد بالعديد من المبادئ بما في ذلك استخدام النهج الاستشعار عن الأكثر سلبية غير مزعجة، التقليل إلى الحد الأدنى من المشاركة المستخدم مباشرة مع التكنولوجيا، يجري التكنولوجيا ‘الملحد’ (أي، توظيف أفضل الأجهزة أو الحلول التقنية بدلاً من طلب على نهج معين أو منتج)، يجري دائم (لتقييم طويلة الأجل) وقابلة للتطوير، والتقليل إلى أدنى حد من الصيانة العملي.

منهاج العمل ووصف تطورت على مدى السنوات الاثنتي عشرة الماضية، الأهم من ذلك وأبلغ بطائفة من المستعملين النهائيين، ومن “السذاجة رقمياً” للأوائل. وكانت دراسات استقصائية دورية ومجموعات التركيز مفتاح لإبلاغ هذه التنمية^5،،من⁶⁷. مئات المتطوعين قد سمحت الأنظمة ينشر بشكل مستمر في منازلهم لمدة أحد عشر عاماً مع تعديلات متكررة ويجري إدخال استناداً إلى أوجه التقدم في التكنولوجيا والقدرات الوظيفية الجديدة وطلب من مجتمع البحوث، و الرئيسية الإدخال المستمر للأفراد الذين يعيشون في المنزل حيث تم نشر التكنولوجيا. جماعياً، وقد شكلت هؤلاء المتطوعون مختبر “يعيشون” في المجتمع الذي ندعو “مختبر الحياة” عندما منازلهم والبيانات المستمرة التي جمعت طوال اليوم على تقديم مستوى فريد من التفاصيل حول الصحة والنشاط، دورة الحياة.

منصة أساسية لتكنولوجيا الاستشعار يشكل العمود الفقري للنظام الكلي لالتقاط البيانات المستمرة المستندة إلى المنزل. ويرد وصف عناصر هذا المنهاج في وقت لاحق. يتم تعديل النظام الأساسي الأساسية (عناصر يمكن إضافتها أو إزالتها) استناداً إلى المعلومات التي تم الحصول عليها خلال عملية جمع المواقف المستخدم، والمعتقدات ومقاييس النتائج ذات الأهمية لدراسة استخدام منصة للبحث. لأنه يتم توحيد بروتوكولات الاتصال بالبيانات، قد صمم النظام للسماح لأي جهاز يتبع هذه البروتوكولات لإدراجها في الشبكة.

يستند منهاج الأساسية الموصوفة هنا في حالة استخدام المتطوعين في مختبر الحياة (ليرة لبنانية) الذين الموافقة أن يكون منصة المنتشرة داخل منازلهم لجمع بيانات السلوك أنشطتها الحياة الطبيعية والنشاط طبيعي لسنوات عديدة (أطول النشر المستمر الحالي = 11 سنة).

محور الكمبيوتر وتوصيل إيثرنت/لاسلكي تسمح لجمع البيانات من أجهزة النظام ونقل مرة أخرى إلى الملقمات الآمنة في أوركاتيتش دون تدخل المشاركين. تم تكوين الكمبيوتر لوحة الوصل إلى مشارك محددة وإنشاء الصفحة الرئيسية عند تثبيت النظام باستخدام جهاز كمبيوتر محمول أو الكمبيوتر اللوحي ولوحة تحكم التي تتصل بنظام إدارة مركزية المشتركين رقمية. يمكن تكوين أجهزة جمع بيانات إضافية (مثل أجهزة الاستشعار، وميدتراكير، ومقياس) بالاتصال بلوحة وصل الكمبيوتر بنفس الطريقة.

وحدة التحكم أوركاتيتش ونظام إدارة التكنولوجيا البعيد هو التكنولوجيا الرقمية المخصصة ونظام إدارة البيانات تسمى “وحدة التحكم” يتيح تكوين المشاركين التكنولوجيا الرئيسية وإنشاء نظام، فضلا عن إدارة تكنولوجيا بعد الجارية تأمين المنازل بما في ذلك جمع البيانات والرصد. وبالإضافة إلى ذلك، لتسهيل نشر النظام في المجتمع حيث كل منزل قد يكون تخطيط فريدة من نوعها، يستخدم أداة الرسم البياني استناداً إلى واجهة الكمبيوتر لوحي التي يتم تسجيلها تلقائياً حيث توجد أجهزة استشعار مختلفة وعلى صالح أدجاسينسيس المادية الأخرى أجهزة الاستشعار (الشكل 2). هذا مهم للرجوع إليها أثناء الرصد عن بعد للنظام على مستوى الوطن.

يتم تعيين “أجهزة استشعار الحركة” السلبي الأشعة تحت الحمراء (شرطة التدخل السريع) رقمياً إلى منزل معين أثناء تثبيت النظام، التواصل مع الكمبيوتر لوحة الوصل عن طريق “دونجل الناقل التسلسلي العام” اللاسلكية. يتم وضع جهاز استشعار واحد كل غرفة بمعنى الحركة داخل التحولات الغرفة ومشارك من غرفة إلى غرفة. “أجهزة الاستشعار خط مستقيم” من أربعة أجهزة استشعار يوضع على سقف أحد الممرات أو منطقة أخرى حيث يمشي المشارك بانتظام بوتيرة متسقة. يسمح هذا السطر استشعار تجمع غير مزعجة للمشي سرعة مرات عديدة في اليوم الواحد. مقاييس أخرى يمكن أن تستمد هذه المجسات النشاط مثل الوقت يسكن أو عدد من التحولات الغرفة. يتم وضع باب الاتصال أجهزة الاستشعار الموجودة في المنزل الأبواب الخارجية على الإطلاق لكشف المشاركين القادمين والانتقال من المنزل، وفي الثلاجة لتحديد تواتر العامة من الوصول إلى الغذاء.

على الخط التنزيلات الصحة والنشاط سيلفريبورتس ملزمون بمعنى الأمثل للبيانات من النظام السلبي لمجموعة من الأجهزة. هذه البيانات ضرورية لتحليل تقرير مشارك من الأحداث في المنزل بالنسبة لبيانات أجهزة الاستشعار التي تم جمعها. يمكن أن تكتمل الدراسة الإبلاغ الذاتي التنزيلات على الإنترنت على أي جهاز الكمبيوتر (مثل، الكمبيوتر المحمول، والكمبيوتر اللوحي، الهاتف الذكي) مع اتصال إنترنت للمشتركين الاستعلام عن رحلات من زوار المنزل، في المنزل، والتغيرات الصحية، التغيرات الفضائية داخل المنزل والشعور بالوحدة والاكتئاب ومستوى الألم. يعتمد جمع البيانات الأسبوعية في نافذة قصيرة نسبيا للتذكر، الذي ينص قرار أعلى بكثير من البيانات واحتمال دقة مما كان، على سبيل المثال، فحوص طبية سنوية أو نصف سنوية. وعلاوة على ذلك، يسمح هذا عملية الإبلاغ الذاتي أيضا المحققون دراسة المؤشرات السلبية لضعف الإدراك المحتملة، مثل التباين في الوقت المناسب لإكمال الدراسة الاستقصائية، التباين في عدد النقرات، صعوبات متزايدة في تقديم تقارير دقيقة التواريخ، أو علامات ضعف في الردود النص الحر. كجزء من منهاج العمل الأساسية، نحن تثبيت مربع إلكترونية حبوب منع الحمل يوم سبعة تلك السجلات أو عدمه افتتح المقصورة اليوم المعين ومرة (مرات) الذي تم فتحه كل يوم. وهذا يوفر معلومات حول التقيد الدواء، فضلا عن إشارة محتملة للتدهور المعرفي في حالة انخفاض مستوى الاتساق لأخذ الدواء.

يتم تثبيت مقياس بيويمبيدينسي لاسلكية رقمية التي تجمع أيضا نبض ومقاييس تكوين الهيئة وسرعة موجه النبض، درجة الحرارة البيئية ومستوى ثاني أكسيد الكربون المحيطة في الحمام، توفير بيانات عن الوزن المشتركين يوميا. يمكن ثم الربط بين هذه البيانات مع غيرها من الأحداث المبلغ عنها (مثلاً، والحالة الصحية، والأدوية)، فضلا عن مؤشرات سلبية أخرى من السلوك، مثل بروتوكول الانضمام، وتواتر استخدامها على مر الزمن.

في الحالات حيث أننا سعينا المشاركين، تثبيت جهاز استشعار قيادة في سياراتهم. هذا الاستشعار يوفر معلومات حول القيادة العادات مثل التردد وتوقيت ومدة ومسافة الرحلات، وكذلك تواتر تسريعات الثابت أو توقف الثابت.

جهاز معصم يمكن ارتداؤها البالية جمع بيانات النشاط البدني داخل وخارج المنزل. استخدمت العديد من العلامات التجارية ونماذج من ويرابليس في المنازل “مختبر الحياة”.

استناداً إلى المشروع، اختيار محقق باستخدام منصة أوركاتيتش لتكملة جهاز استشعار الأساسية مع مكونات إضافية لجمع البيانات. وتشمل الأمثلة اختباره في الماضي جهاز استشعار هاتف لرصد التنشئة الاجتماعية من خلال نشاط الهاتف الثابت، تطوير وتنفيذ المجلس الرصيد الرقمي لرصيد التجارب، قرص مع المهام الدورية المعرفي للمشاركين لإكمال في منازلهم، ونظام الرسائل النصية تلقائية تقييم فعالية الدواء التذكيرات عبر الهاتف.

للتعامل مع البيانات المختلفة التي تم إنشاؤها بواسطة “مختبر الحياة أوركاتيتش”، ومعلومات مفصلة وبيانات نظام يستخدم لجمع والتأشير، وصيانة وتحليل بيانات الصحة والنشاط غزير. وقد وضعت أوركاتيتش نظام مخصص لإدارة المشتركين، وجمع بيانات الإبلاغ الذاتي وتجهيز، وجمع البيانات المستمرة من جميع أجهزة النظام وأجهزة الاستشعار. ويعتمد النظام على كتلة ملقم كاساندرا NoSQL موزعة لتخزين بيانات الاستشعار وبنية لامدا باستخدام كافكا وشرارة الذي يسمح لنا قدرات تجهيز البيانات الاقتراب من التجهيز في الوقت الحقيقي. باستخدام واجهة “برمجة تطبيقات الراحة”، يتم نقل البيانات إلى منصات تحليل البيانات القياسية والبرامج الإحصائية لتحليل البيانات.