Messen und Analysieren von Veränderungen bei chronischen Erkrankungen

Messen und Analysieren von Veränderungen bei chronischen Erkrankungen

Faruk Yildiz

Problemstellung
Für die Realisierung des Projekts soll ein geeignetes Messsystem bzw. sollen Algorithmen vorgeschlagen konzeptionisiert werden, mit denen sich die Symptome und Verhaltensmuster der Schlafstörung erkennen lassen. Dafür sind richtige Datenquellen auszuwählen, um daraus qualitativ auswertbare Daten zu gewinnen. Die Datenverarbeitung muss so aufgestellt werden, sodass eine automatisierte Erkennung der Schlafstörung gewährleistet werden kann. Dabei soll das Messsystem unterscheiden können zwischen normalen, kurzfristigen Schwankungen sowie Veränderungen des Verhaltens aufgrund von chronischen Erkrankungen. Anhand der Messergebnisse soll letztendlich angegeben werden können, ob die Person an einer Schlafstörung leidet oder nicht.

Lösungskonzept
Das Testsystem soll in einer Wohnung installiert und der Schlaf bei dafür geeigneten Probanden gemessen werden. Nachfolgend werden die gemessenen Werte so verarbeitet, dass daraus eine automatisierte Analyse der Schlafqualität ermöglicht wird. Um den gesunden Schlaf zu analysieren wurde der Puls und die Bewegung des Patienten gemessen. Aus diesen Daten konnte ein Hypnogramm erstellt werden, aus der die Schlafqualität zu lesen ist. Eine Time-of-Flight Kamera wird verwendet, um die schlafende Person auf Bewegungen zu überwachen. Mit einer Schlafsensormatte und einer Smart-Watch wird der Puls der schlafenden Person aufgezeichnet. Die aufbereiteten Puls- und Bewegungsdaten werden mit einem Algorithmus in die verschiedenen Schlafphasen klassifiziert, welche Aussagen über die Qualität des Schlafes ermöglichen.

Ergebnisse
Über mehrere Nächte lang wurde der Schlaf mit dem Messsystem gemessen. Das System funktioniert ohne Körperkontakt und ist somit für die Patienten sehr komfortabel. Es konnten Hypnogramme mit Hilfe von Algorithmen erstellt werden. Die erstellten Hypnogramme wurden mit der Literatur und zwei Referenzgeräten (Schlafsensormatte und Smart-Watch) verglichen. In den meisten Fällen zeigten die Hypnogramme starke Ähnlichkeiten wie die Schlaftheorie und die beiden Referenzen auf.

Abbildung 2: Das Testsystem.
Abbildung 3: Methode wie Hypnogramme erstellt werden.
Abbildung 4: Gemessenes Hypnogramm.

Mehr entdecken

fh-zentralschweiz