Messen von Veränderungen bei chronischer Erkrankung

Messen von Veränderungen bei chronischer Erkrankung

Cyprian Frei

Problemstellung
In Zusammenarbeit mit einem Medizintechnik-Studierenden soll ein Messsystem entwickelt werden, welches die Schlafqualität des Patienten auswertet. So sollen Schlafstörungen wie die chronische Insomnie frühzeitig erkennt werden, ohne das ein Besuch im Schlaflabor notwendig ist.

Lösungskonzept
Um die Schlafqualität auswerten zu können, werden sogenannte Hypnogramme benötigt, welche die Schlafphasen zeitlich darstellen. Um Hypnogramme erstellen zu können wird der Puls der schlafenden Person benötigt, auch Bewegungen während des Schlafens können Informationen zur Schlafphase geben. Somit sollen Puls und Bewegungen gemessen und damit die Schlafphasen ausgewertet werden.

Realisierung
Mithilfe einer Time-of-Flight Kamera, welche oberhalb des Bettes monitert wird, werden Bilder der schlafenden Person aufgezeichnet. Anhand dieser Bilder können Bewegungen erkannt werden.
Für die Pulsmessung wird eine Schlafsensormatte sowie eine Sportuhr zur Verifikation verwendet. Diese beiden Sensoren werten ebenfalls den Schlaf aus und generieren ein Hypnogramm. Diese Hypnogramme werden als Referenz verwendet, um den Algorithmus für die Auswertung der Schlafphasen zu optimieren. Alle aufgezeichneten Daten werden synchronisiert und in ein File abgelegt, welches vom Medizintechnik-Studierenden verwendet wird um ein Hypnogramm zu erstellen.

Ergebnisse
Es wurde ein System realisiert, welches fähig ist, Schlafphasen der überwachten Person einzuordnen. Die ausgewerteten Hypnogramme zeigen starke Ähnlichkeiten zu den beiden Referenzen. Das Informationsgehalt der Time-of-Flight Kamera konnte aus Zeitgründen nicht vollkommen ausgeschöpft werden, dennoch ergeben sich zufriendenstellende Auswertungen.

Studienbetreuer Dr. Eberle Patric
Preisstifter Hochschule Luzern, Institut für Elektrotechnik

Aufbau des Messsystems
Aufgezeichnetes Bild der Time-of-Flight Kamera
Ausgewertete Hypnogramme von Schlafsensormatte (Withings Sleep), Sportuhr (Fitbit Charge 4) und des entworfenen Algorithmus

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