Summary
Denne hvidbog beskrives brug af en kontinuerlig og objektiv realtid lokalisering system til at måle omvandrende aktivitet tilknyttet vandrer adfærd, fokus på ældre voksne med kognitiv svækkelse. Walking aktivitet måles ved gåafstand, vedvarende gåafstand, og vedvarende gangart hastighed. Også vurderet er gangart kvalitet og balance evne.
Abstract
En real-time lokalisering system (RTLS) kan bruges til at spore den omvandrende aktivitet af institutionaliserede ældre voksne i langvarig pleje, der er i risiko for vandrer adfærd. Fordelene ved en RTLS er mål og løbende målinger af aktivitet. Selvrapportering metoder af aktivitet, især vandrer af sundhedspleje personale er sårbare over for ordet effekter og tilbagekaldelse bias, og løbende kliniske eller forskning observation på lang sigt kan være tidskrævende og dyrt. Sundhedspleje personalet heller ikke genkende indsættende og/eller varighed af omstrejfende opførsel, der er forbundet med en række negative sundhedsmæssige resultater i denne population men genstand for intervention. RTLS teknologier kan måle den omvandrende aktivitet af institutionaliserede beboere med kognitiv svækkelse over tid med en høj grad af nøjagtighed. Dette er især nyttigt for studiet af vandrer, defineret som at gå til mindst 60 sekunder med få (om nogen) pauser i aktivitet. Vandrer er tilknyttet sygdomsprogression, indlæggelser, falls og død. Tidligere arbejde antyder ældre voksne med dårlig balance evne og høj vedvarende omvandrende aktivitet kan være særligt modtagelige for dårlige sundhedsresultater. RTLSS bruges til at vurdere kognitiv svækkelse og faktorer i forbindelse med gangart, og balance; supplerende papir og blyant gangart/balance værktøjer kan dog anvendes til yderligere at forfine risikoprofiler. Dette projekt beskriver brugen af en RTLS til at måle walking aktivitet og også gangart kvalitet og balance evne foranstaltninger på denne population.
Introduction
En ældre voksen evne til at udføre daglige aktiviteter i dagligdagen og være fysisk aktiv er forbundet med gangart kvalitet og balance evne. 1 tidligere arbejde viser korrelationer mellem balance evne og Selvrapporteret fysisk aktivitet blandt stillesiddende ældre voksne. 2 disse korrelationer forbliver på tværs af ældre voksne populationer. For eksempel blandt ældre voksne i Fællesskabet, er selvrapporterede aktivitetsniveau betydeligt korreleret med balance3 og walking kapacitet; 4 ambulante pleje fastboende fysiske aktivitet er positivt korreleret med både gangart, og balance (ved hjælp Tinetti Performance orienteret mobilitet vurdering). 5 institutionaliseringen er forbundet med nedsat omvandrende aktivitet i senere liv6 og resultere i en høj forekomst af stillesiddende adfærd i denne population. 7 faktisk en rapporteret 80% eller mere af de vågne timer i en institutionaliseret resident er tilbragt siddende eller liggende ned5 og få langsigtede pleje beboerne opnå de anbefalede 30 minutters daglig moderat aktivitet. 7 utilstrækkelig fysisk aktivitet er forbundet med de-conditioning, indlæggelse og andre dårlige sundhedsresultater i denne population. Forstå den omvandrende aktivitet af denne befolkning kan støtte i skræddersyet gangart og/eller balance interventioner til at øge den fysiske aktivitet.
Nogle institutionaliserede ældre voksne med kognitiv svækkelse (CI) begynder at gå alt for som følge af sygdomsprogression. Vandrer opstår, når der er lidt/ingen pauser i aktivitet i løbet af flere timer/dage. Vandrer er associeret med træthed, vægttab, skadevoldende falls, søvnforstyrrelser, vild, og død. 8 i forhold til plejehjemsbeboere med ingen eller mild/moderat CI, beboere med svær CI demonstrere 20% mere aktivitet karakteriseret som vandrer, hvoraf 26% "skvulper" adfærd, en type vandrer, hvor en beboer cirkler i rummet. 9 på trods af dette er det vanskeligt for sundhedspleje personale og andre observatører at skelne mellem fysisk aktivitet og vandrer. Intra enkelte ændringer i walking aktivitet kan være subtile og vandrer er ikke en opførsel opgave at være dæmpet indtil den ældre voksne forsøger at bortføre (fx undslippe anlægget). Vandrer er almindelige; forekomsten af vandrer varierer fra undersøgelse til undersøgelse, men en anslået 38%10 til 80% af ældre voksne med CI vil vandre på et tidspunkt i løbet af sygdommen. 11
Det er vanskeligt at forstå den omvandrende aktivitet af institutionaliserede ældre voksne som befolkningen er heterogene (f.eks. forskellige kognitive niveauer, sundhedsmæssige betingelser) og aktivitet er vanskeligt at objektivt foranstaltning. Selvrapportering metoder af aktivitet af sundhedspleje personale bedre afspejler elopement eller forsøgt undslipper fra anlægget, og kontinuerlig observation på lang sigt er sårbare over for Inter-rater fejl, tidskrævende og dyrt. 12 , 13 real-time lokalisering system (RTLS) teknologier har potentiale til at objektivt og løbende måle omvandrende aktivitet blandt ældre voksne med CI. Især, er der heterogenitet i feltet RTLS og flere systemer kan teoretisk bruges: ultra-wideband (UWB; Se vedlagte Tabel af materialer), infrarød + radio frekvens, ultralyd og maskine vision systemer. Men for at vurdere vandrer adfærd, en tracking teknologi, der er lille og diskret, wireless, i stand til at wide area tracking, uden sigtelinje spørgsmål og nøjagtighed inden for 20cm er nødvendig og der er få (hvis nogen) systemer end en RTLS med UWB der opfylder disse krav. For eksempel, stole infrarød + radio frequency teknologi på at skabe "zoner" som detaljer, når en beboer passerer gennem, men er ikke specifik nok til at bestemme vandrer adfærd undtagen inden for en meter eller to, som er alt for grov til disse formål. Ultralyd og maskine vision har problemer med identifikation og refleksioner; maskine visionsystemer har god opløsning, men kan ikke skelne beboere uden at ty til at bruge et RFID-mærkat til at kompensere for de utilstrækkelige kapaciteter af nuværende kunstig intelligens. En RTLS bruger UWB har en bredere vifte og rumlige opløsning af ca 20cm-- versus en meter eller mere for andre systemer - gør det den mest præcise og kan indfange alle aktivitet mønstre. 14 , 15 den RTLS med UWB drøftet her er også stabil, at have været designet til 24/7 industrielle applikationer. Forskere og klinikere har tidligere brugt dette system hvor præcision er vigtigt - at forebygge og forudse falls, for at vurdere demens og ændringer i kognition - i en bred vifte af indstillinger--bistået levende, hospitaler, plejehjem og rehabilitering enheder. 13 , 16 , 17
Dette papir vil detalje protokollen af en RTLS med UWB for at måle omvandrende aktivitet [gåafstand, vedvarende gåafstand, og vedvarende gangart hastighed (gennemsnit meter pr. sekund / uge beregnet under vedvarende gå kun)] og papir og blyant undersøgelser af CI, gangart evne og balance kvalitet, som de sidstnævnte er vigtige komponenter i walking aktivitet. Undersøgelsesresultater vil fokusere på ved hjælp af RTLS for at skelne mellem gåafstand, som er forbundet med fysisk aktivitet og dermed positive sundhedsmæssige resultater, og vedvarende gåafstand, som er forbundet med vandre og dermed negative sundhedsmæssige resultater.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Alle metoder beskrevet her er blevet godkendt af den institutionelle Review Board på korporal Michael J. Crescenz VA Medical Center i Philadelphia, PA
1. installation og opsætning af en Real-Time lokalisering System (RTLS)
- Anmeldelse facilitet politikker, sikkerhed og personlige oplysninger beskyttelse for beboere med facilitet interessenter. Afgøre, om skriftlig eller mundtlig støtte på brugen af RTLS i anlægget er påkrævet. I drøftelserne med de berørte parter omfatte lokale protokoller og procedurer (f.eks. lokale facilitet teknologi dispensationer, union sign-off, etc.) og en projektets tidslinje. 12
Bemærk: Opdatere protokoller, procedurer og tidslinjen som de ændrer i løbet af projektet, møde med interessenter og erhverve sign-off fra interesserede parter. - Få institutionelle review board godkendelse herunder dispensation HIPAA for at gennemgå medicinsk diagrammer forud for at opnå samtykke fra støtteberettigede beboere.
- Udstyre det ønskede område af undersøgelsen med en RTLS (Se figur 1). Montere sensorer i de øverste hjørner af alle fælles rum og entreen til at triangulere bosiddende placering og bevægelser i real-tid.
- Punkt sensorer mod midten af området for at udnytte deres antenne mønster, som er +/-90 grader i azimuth (vandrette) og +/-45 grader i elevation (lodret). Vippe ansigt af sensoren nedad, således at hvis en laserstråle kom ud af ansigtet af sensoren, hvis vil ramme det modsatte hjørne af rummet omkring 5-6 ft fra jorden. Sikre, at sensoren er niveau ved at placere et niveau på de to plastik pinde på toppen af sensoren.
Bemærk: For et typisk fællesområde i en langvarig pleje facilitet (ca 10 m x 13 m eller 1000 kvadratfod), fire sensorer er nødvendige. Disse sensorer vil dække et større område, men dette er afhængig af det omgivende miljø – fx vægge og glaspartier i området, som kan have en indvirkning på transmissioner. - Hver sensor har brug for et netværkskabel løber fra den nederste venstre port på bagsiden af sensoren til parameteren, at serveren er tilsluttet; Dette kabel er en Cat5e kabel. Med en sensor som master, skal du køre timing kabel fra master til hinanden sensor, således en stjernetopologi.
- For at gøre det, sætte et afskærmet cat5e kabel ind i nogen af de 6 tilgængelige porte på master og køre det til hinanden sensor hvor det vil være tilsluttet den øverste højre port af de 6 porte. Køre kabler over loftplader.
Bemærk: Antallet af sensorer i området bestemmer antallet af porte, der kræves for power over Ethernet (POE) switch. Hver sensor vil kræve to porte. Flere POE-switche kan tilsluttes, hvis det er nødvendigt.
- For at gøre det, sætte et afskærmet cat5e kabel ind i nogen af de 6 tilgængelige porte på master og køre det til hinanden sensor hvor det vil være tilsluttet den øverste højre port af de 6 porte. Køre kabler over loftplader.
- Måle hvor sensorerne er placeret i området og vælge en oprindelse punkt på sensor (f.eks. den nederste venstre hjørne så den bevægelige nord er positiv y-aksen og bevæger sig mod øst er positive x-aksen). Foranstaltning x, y og z hver sensor (med en laser distance måler) i forbindelse med denne oprindelse. Optage MAC adressen ud på bagsiden af sensoren og holde til at indgå i den grafiske brugergrænseflade (GUI, en specialiseret software udviklet til at administrere RTLS).
- Punkt sensorer mod midten af området for at udnytte deres antenne mønster, som er +/-90 grader i azimuth (vandrette) og +/-45 grader i elevation (lodret). Vippe ansigt af sensoren nedad, således at hvis en laserstråle kom ud af ansigtet af sensoren, hvis vil ramme det modsatte hjørne af rummet omkring 5-6 ft fra jorden. Sikre, at sensoren er niveau ved at placere et niveau på de to plastik pinde på toppen af sensoren.
- I GUI, åbne Platform kontrol og klik på Kerne styreenhed at fremhæve det og derefter klikke på start. Gentag dette for Tjenestecontrolleren. Klik på Anvend og derefter OK.
- Åbn Service Installer og tryk på næste. Gå til C:\Ubisense Software og gå til mappen Placering motor og fremhæve mappen "pakker". Klik på OK og næste. Installere alle anførte tjenesteydelser. Gentag denne proces igen, men gå ind i Platform mappe og fremhæve mappen "pakker". Installere alle anførte tjenesteydelser. Klik på Service Manager og sikre alle tjenester vises som "kører".
- Åbn Site Manager og gå til fanen områder skabe en plantegning af åbne Notesblok og angive start og stop punkt af hver væg ved at give x, y koordinater for udgangspunktet efterfulgt af slutpunktet. Gem filen som en .dat-fil. Efter det sidste sæt af punkter (0,0) tryk enter.
- Gå i fanen områder til vægge > indlæse vægge og indlæse .dat-fil. Gå til regioner > sæt oprindelse og vælge det nederste venstre hjørne. Klik på knappen draw væggen og tilføje en dummy væg hvor som helst inde i firkanten. Dette fortæller systemet, hvor man kan beregne regioner (indvendig vs udenfor regionen).
- Klik på regioner > beregne regioner; Dette understreger pladsen blå. Slette væg – ved at vælge den Væg Mode -knappen og trykke på delete. Gå til område > Gem område og gemme området. Gå til fanen celler og indlæse området ved at vælge det fra drop down område boks.
- Klik på knappen Tilføj omfang i nederste venstre hjørne. For at bruge Klik standardværdierne Gem. Højreklik på webstedet i kolonnen til venstre og vælge Nye geometri celle. Klik på knappen Tilføj omfang og igen bruge standardindstillingerne. Højreklik på Geometri celle og vælge Nye placering celle. Klik på knappen Tilføj omfang og bruge standardindstillingerne.
- Åbn Placering motor konfiguration og indlæse området ved at gå til kort > indlæse område. Tilføj en placering motor celle, som vil blive brugt til at oprette en celle af sensorer ved at gå til celle > New. Der er ingen tilgængelige sensorer i venstre kolonne; gå til fil > Import sensorer og Find filen .xsc, der findes på: C:\Ubisense Software.
- Visning af alle sensorerne, klik på en sensor og træk det overalt på kortet. Det vil også være under placering celle 0001; Højreklik på den og gå til Egenskaber. Angiv x, y og z for at særlig sensor og sin MAC-adresse. Ikke komme ind i noget for giring, hældning, eller rulle. Gentag denne proces for alle andre sensorer og sikre systemet placerer dem korrekt på kortet.
- Klik på fanen Sensor Status ; sensorer kører – hvis ikke frakoble og tilslutte tilbage til strømkilden. Du kan bruge fanen log til dataskærm boot oppe oparbejde. Hver sensor vil hente pakker i grupper på 100 og i sidste ende vil rapportere sensor kører. Referere tilbage til fanen Sensor Status for at sikre sensorer har startet og kører.
- Klik på fanen hændelse magt plot at undersøge baggrund støjniveauet på hver sensor. Lad graferne køre. Efter en pause, skal du trykke på knappen Sæt tærskler . Dette angiver tærsklen aktivitet på hver sensor, som filtrerer baggrundsstøjen. Baggrundsstøj anbefales under 1000.
- Højreklik på placering motor celle 00001 > egenskaber. På Radio indstille fanen RF Power til 255, som er niveauet max radio. Geometri fanen Angiv loftet til 5, gulv til 0 og Max standardfejl til 0,05. Loftet er den max højde af pladsen, gulvet er min og max standardafvigelsen er for filtrering fattige aflæsninger.
- Afhente en kompakt eller hænge tag og gå til fanen koder i Placering motor Config og klik på Tag > New. Angiv tag-nummer og angive den øvre Qos til 32, samme værdi som den lavere Qos. Disse priser er de HBA'ens satser af tag. Vælg standard oplysninger filter som filter.
- Klik på fanen sensorer og celler . Højreklik på placering motor celle 0001 og klik på skærm. Dette angiver tags i cellen til at overføre og aldrig falde i søvn. Tryk på og hold nederste midten af kompakt tag og midten af hænge tag i tre sekunder for at tænde tag. Det er på, når lyset i det øverste højre hjørne er stabil og begynder at blinke.
- Sætte tag i midten af det område, hvor alle sensorer har det i lysbanen. Foranstaltning x, y og z i det sted i forbindelse med den samme oprindelse på sensoren bruges før. Højreklik på en af tre andre sensorer og vælge Dual kalibrering. Bruge master som reference, Skriv i tag-nummeret, skrive i den placering, målt og vælg næste. Når kalibreringen er færdig Gem værdier for alle sensorer.
- Kør dette ovenfor skridt igen for at sikre, at værdierne er +/-2. Gentag denne proces for alle de andre sensorer, men Gem ikke master sensorværdier. Hvis du bruger en hænge tag, rotere det, så tag ansigt peger mellem master og en anden sensor er kalibreret og sørge for tag er i lodret stilling. Kompakt tag skal være i en spot ligger fladt.
- Sikre sensorer peger korrekt mod midten af området og se den grønne vinkel ankomst linjer konvergerer på tag. Klik på TDOA nederst i vinduet og se forsinkelse af ankomst kurver konvergerer på tag. Bemærk, at disse linjer og kurver ikke vil være perfekt. Gentag kalibrering, hvis nødvendigt. Følgende instruktioner fra trin 5.1, klik derefter på skærm flag ud.
- Åbn kortet og indlæse området under område > indlæse område og se tag på kortet.
2. Brug RTLS Tags til at lokalisere og spore beboere i realtid
- Anmeld medicinsk diagrammer for at identificere ambulante (med/ud en assistance enhed) beboere eller beboere, der kan drive med deres fødder alderen 55 eller over med CI/demens. Indhente samtykke. Eller hvis beboeren er i stand til at samtykke på deres egen, brug kontakt oplysningerne i medicinsk diagrammet til at kontakte deres lovligt etablerede repræsentant (LAR) eller pårørende (NOK).
- Outfit samtykkende beboere med håndleddet eller hænge-tag (Se figur 1). For at aktivere tag, placere en magnet under nederst til højre på tag og vente for lys til at blinke kontinuerligt. Sikre den hang-tag ikke er det på baglæns eller signalet vil blive svækket. Knytte koden håndled til et område af kroppen med en lille integrationskugle og mere begrænset absorption af radiofrekvensenergi og giver bedre sporing præcision.
- Udvikle en protokol for sundhedspleje personale til at fjerne en hjemmehørende tag under badning og brusebad og togpersonale sundhedspleje på disse trin. Formidle en forudbestemte placering til sundhedssystemet personale hvor de kan forlade tags de finder i enheden (f.eks. bag den sygeplejerske station) i tilfælde af forskningspersonale ikke er der at hente dem.
- Forud for at lægge tag på beboeren, i Tag Association fanen GUI (Se figur 2), tildele hver beboer en tilfældig og unikke "patient ID" nummer og input til til GUI. Ved hjælp af nummeret på tag, input Tag-id'et forbinder den med den "patient-id." Tag spores trådløst en gang tildelt i GUI. Holde position på "oprindelse" men i "Tillad tag swaps", Vælg "sand", og klik derefter på Gem.
Bemærk: Hvis data er kompromitteret privatlivets fred og sikkerhed for beboerne vedligeholdes som kun en tilfældig id-nummer og x, y koordinater er tilgængelige; Disse koordinater svarer ikke til nogen hjem/institution, by, osv. - Opret et separat dokument, der er gemt på en sikret server bag en firewall og et password-beskyttet computer forbinder beboernes personlige oplysninger med deres patient ID og tag ID.
- Klik på Vis spore meddelelseri Smart plads Config . Klik på "get sporingsmeddelelser. Undersøge begivenhederne til tag/resident placering og bevægelse. Klik på fanen log for at sikre, at der er ingen fejlmeddelelser.
- Klik på fanen sensor status og se at alle sensorer "kører" (Se figur 4). Hvis ikke, skal du højreklikke på sensoren og genstart. Hvis timing eller andre statusser er angivet efter genstart, skal du kontrollere fysiske kabler kører til den problematiske sensor.
- Sikre, at alle kabler er tilsluttet til POE switch og at timingen og strømkabler arbejder på specifikke sensor. For eksempel, hvis netledningen ikke er i orden, vil der ingen lys på sensoren og en ny strømkabel er nødvendig. Hvis der er magt, er det nødvendigt en ny timing kabel.
- Opret en mappe på serveren til at få adgang til de rå daglige CSV datafiler i C: Ubisense Software systemfiler.
- Oprette en automatisk data backup system (ekstern harddisk), og sikre så det ikke kan være unplugged eller flyttet fra serveren.
- I et data management program, glat RTLS rå data ved hjælp af en 5-sekunders glidende gennemsnit tidsvinduet (baseret på tid, i x og y rådata koordinater) og en grænseværdi på 0,7 m bevægelighed (baseret på placering i x og y rådata koordinater).
Bemærk: Dette skaber en stabil serie af koordinater, der ligner den observerede bosiddende omvandrende aktivitet. For at administrere hopper i data, når computing en dag bevægelse, kun periodisere afstand og tid (og datastier) når tiden mellem punkterne er mindre end 30 sekunder.
3. måling af Walking aktivitet og vandrer
- Download daglige CSV-filer i et data management/analyse program.
Bemærk: Baseret på projektets formål, kan RTLS data blive reduceret til time, daglig, ugentlig, bi-ugentligt, og så videre. Med henblik på dette projekt er i gennemsnit data ugentlige (summeres dagligt/7) at undersøge intra enkelte ændringer i ambulation af ugen. Bemærk, at antallet af daglige prøver tilgængelig for hver beboer vil variere baseret på deres niveau af aktivitet. Beboere, der er i høj grad stillesiddende vil have flere hundrede data punkter/dag eller mindre; beboere, der er mere aktiv vil have mere som flere tusind data punkter/dag. - Beregne gennemsnitlige gåafstand, vedvarende gåafstand og vedvarende gangart hastighed, og beregne omfanget af ændringer i disse foranstaltninger over tid ved hjælp af rå placering oplysningerne (ugentlige gennemsnit af x, y koordinater).
- Bemærk: Walking afstand = gennemsnitlige samlede antal meter gik per uge [f.eks., at beregne mellem hvert punkt: √ (x2-x1) ^ 2 + (y2-y1) ^ 2], påført gåafstand = gennemsnitligt antal løbende meter gik pr. uge beregnes kun når beboeren rejser i mindst 60 sekunder med en stop ikke overstiger 30 sekunder, gangart hastighed = de gennemsnitlige meter pr. sekund / uge beregnet under vedvarende gå kun [at beregne mellem hvert punkt: √ (x2-x1) ^ 2 + (y2-y1) ^ 2 og derefter t2-t1 til at bestemme den tid, det tager for at gå denne afstand].
- Visuelt kontrollere alle sensor lys indikatorer på RTLS sensorer og tags, en gang om dagen. Kontroller alle supplerende udstyr (f.eks. POE-switche og timing kasser) for lys.
- I GUI, under "kort" Kontroller, at sikre alle mærket beboere er synlige og spores hver dag (Se figur 5). Hvis der er en hjemmehørende mangler på kortet, skal du klikke på rapporten for at bestemme den sidste tid beboeren blev set af systemet. Klik på timebasis, dagligt eller ugentligt rapporter, som også kan være filtreret af Patient-ID (Se figur 6).
Bemærk: Dette kan også ske ved at gennemgå daglige CSV-filer til Patient-id-numre. - Når et tag ikke er i orden, erstatte tag og/eller tjekke batteriet. Når batterierne er udskiftet, skal du klikke på den tilhørende tag og "tag batteriet udskiftet" knappen i højre hjørne af SmartSpaceConfig.
- Nogle beboere med CI kan tage deres tag (smidt væk ved en fejl) når de glemme alt om deres deltagelse i projektet. I så fald minde bosiddende i projektet, spørge, om de ønsker at fortsætte, og i givet fald, erstatte koden håndled. I møder med sundhedspleje personale minde interessenter til at tale med beboere og minde dem om deres deltagelse i projektet.
- I GUI, under "kort" Kontroller, at sikre alle mærket beboere er synlige og spores hver dag (Se figur 5). Hvis der er en hjemmehørende mangler på kortet, skal du klikke på rapporten for at bestemme den sidste tid beboeren blev set af systemet. Klik på timebasis, dagligt eller ugentligt rapporter, som også kan være filtreret af Patient-ID (Se figur 6).
- Dagligt Tjek at ingen håndled/hænge tags har været neddykket eller ellers damaed af vand (resident tager et bad i stedet for brusebad); Hvis vandskader hvis synlige, erstatte tag.
4. måling af kognitiv svækkelse, gangart, og Balance
- Registrere, downloade og vurdere kognitiv status for beboere give samtykke til at deltage i undersøgelsen ved baseline og hver 6 måneder i løbet af undersøgelsen ved hjælp af Montreal kognitiv vurdering (MoCA). 18
- Input bosiddende MoCA noder i et datasæt, der kan flettes sammen med RTLS dataene gennem et data management program.
- Recode rå MocA scores, således at en MoCA score på ≥24 angiver ingen CI, en score, der spænder mellem 10-23 viser mild/moderat CI, og en score mellem 0-9 viser alvorlige CI. 19
- Ved hjælp af Tinetti Performance orienteret mobilitet vurdering (POMA) og tilhørende beskrivelse, vurdere20gangart og balance af beboere give samtykke til at deltage i studiet hver uge i løbet af studieperioden. 20
Bemærk: Der er to subscales i POMA med gangart kvalitet lige fra 0-12 og balance evne spænder fra 0-16. Højere score tyder færre gangart, og balance funktionshæmninger. Disse subscales måle en række tilknyttede evner og omfatte opgaver, såsom at komme op fra en stol, siddende og stående balance, balance mens du tænder, skridt længde, trinhøjde, afvigelse fra en pathand holdning. Svagelige eller institutionaliserede ældre voksne, i overensstemmelse med befolkningens udnyttet i dette projekt, har en gennemsnitlig score på 11-12 (SD = 3,3-5.7) på balance evne subscale og en gennemsnitlig score på 8,1-8,6 (SD = 3.2-4.6) på gangart kvalitet subscale. 1 , 21- Input gangart, og balance mellem subscale og total score i databasen med andre variabler samt demografiske karakteristika af interesse (alder, race/etnicitet, køn).
- Analysere forholdet mellem CI, gangart, balance og ambulation aktivitet i et data management/analyse program. Klik på krydstabuleringer og input variabler til at undersøge bivariate relationer. Klik på chi square for at undersøge styrken af sammenhængen mellem disse variabler.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
RTLS rå data kræver udjævning for at forbedre lokaliseringsdatas præcision (se protokollen trin 9 under afsnittet, "Brug RTLS Tags til at finde og spor beboere i Real-Time"). Selv om kontrollerede med standardindstillinger i fanen strømforsyning plot under installation og opsætning (Se trin 1.6.3 i den tilknyttede protokol), uden yderligere gulvafslibning der fortsat vil være støj og hopper. Med hensyn til støj, selv når stillesiddende i flere timer, den aktive RTLS tag fortsat logge bevægelse — især hvis beboeren bevæger deres lemmer hvor tag ligger — producerer kontinuerlig bevægelse, der pustes kunstigt op gå aktivitet foranstaltninger. Placeringen af beboeren vil også hoppe - nogle gange at sætte en sti gennem en væg (Se figur 6) - Hvis tag sover (bliver inaktive) på grund af en lang periode med inaktivitet og derefter vågner på grund af hjemmehørende bevægelse. Brug en graphics interchange format (GIF) til at visualisere pre og post glattes data med flere beboere i et par timer.
Vedvarende walking er en foranstaltning af vandrer blandt ældre voksne med CI, som er knyttet til skadevoldende falls, ulykker, vægttab, søvnforstyrrelser, vild, og død. 8 for at skelne mellem gåafstand og vedvarende gåafstand, åbne CSV- eller data-filer i et statistisk program. Brug graftegning værktøjer for at indtaste de ugentlige gennemsnit for vedvarende gåafstand og gåafstand. Gåafstand er et mål for alle walking aktivitet og vedvarende walking afstand måles kun når beboeren gåture i mindst 60 sekunder, sikre omvandrende afstand er højere end vedvarende walking betyder for alle beboere (Se figur 8 ). Også sammenligne "bevægelse rapport," som giver data om hver beboer af dag, uge, år og så videre, i GUI med disse data. Bemærk, at yderligere foranstaltninger af walking aktivitet kan udvikles. For eksempel kan det være af interesse at beregne tidsforbrug stillesiddende aktivitet, spore beboeren til et bestemt sted af interesse eller tid tilbragt i en kendt aktivitet.
RTLS har 95% konkordans i nøjagtighed med gåafstand og vedvarende gåafstand baseret på observationelle studier. RTLS kan også bruges til at skelne mellem beboere med/out CI; 22 afvigelse fra stien i lige linje (tortuosity) er korreleret med skridtlængde-tid variabilitet målt ved en gangart-Rite mat (p = 0,30) Mini-Mental State eksamen (p =-0.47). Derudover har tidligere arbejde brugt en RTLS til at undersøge gangart, og balance; Walking aktivitet foranstaltninger er korreleret med Tinetti gangart (p = 0,32-0,35) og balance (p = 0,37-0,40) subscales. 23 således, papir og blyant værktøjer til foranstaltning CI, gangart kvalitet og balance evne give supplerende oplysninger om beboere til forskning/kliniske formål, men RTLS kan også bruges til at undersøge disse faktorer.
Figur 1: Real-time lokalisering system sensor (RTLS; monteret i hjørnerne af lofter) og to mærker til at spore bosiddende placering og bevægelser i real-tid. En kompakt tag kan bæres på håndleddet eller en hænge tag kan hænge fra hals eller bælte-loop. Disse tags arbejde ved at udsende en ultra-dækkende band radio (UWB) signal, som er triangulated af andre sensorer i miljøet. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 2: Tag association i den grafiske brugergrænseflade (GUI). Det er her de "patient-ID," som er en tilfældig entydigt id for beboeren, og de tilhørende tag numre angives nemlig placering inddeling. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 3: The placering motor konfiguration program kort med celler. Dette bruges sikre systemet er optagne begivenheder (f.eks., tag/resident placering og bevægelse), som kan ses når aktivt på kortet. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 4: The placering motor konfiguration program, sensor status tab. Fanen sensor status bruges til at se status af sensorer, der angiver "kører." Løse sensorer beskeder som "ukendt", "ingen timing," eller andre beskeder som det antyder et problem med sporing i systemet, især hvis disse er "master" eller "timing" sensorer. Højreklik på sensoren og genstart for at få en opdateret sensor status; ændre timing- eller power kabel, hvis rebooter producerer det samme spørgsmål. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 5: kort i den grafiske brugergrænseflade (GUI). Kortet bruges til at se beboere spores i realtid. Hvis en beboer ikke ses på kortet de kan være ude af området tracking, mangler deres tag, have et dødt batteri. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 6: bevægelse af uge rapport i den grafiske brugergrænseflade (GUI). Hvis en beboer mangler fra området tracking, og de er iført en aktiv tag, åbne funktionen "rapport" og afgøre den sidste tid beboeren blev set af systemet ved at klikke på dagligt, ugentligt, etc., rapporter. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 7: en GIF af hjemmehørende aktivitet. Vist her er rejse af en resident rejser i løbet af 24-timers periode. Check der er ingen hopper gennem vægge og at alle stationære aktivitet uden registreres hopper. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 8: en punkt graf af walking aktivitet. Denne graf viser forholdet mellem gåafstand og vedvarende gåafstand til alle beboere i stikprøven; gåafstand er højere end vedvarende gåafstand. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Der er flere kritiske trin skal følges forud for begyndelsen RTLS projekt, der er værd diskussion. Mens en typisk fælles område i en langvarig pleje facilitet (ca 10 m x 13 m eller 1000 kvadratfod) kræver fire sensorer, dette varierer baseret på miljø og antallet af sensorer kræves for projektet er baseret på grad af præcision kræves og miljøet . Fremspring og glasvægge, for eksempel, vil kræve yderligere sensorer. Hvis der er ingen linje af syne problemer, vil fire sensorer dække et endnu større område. Også overveje at der er sandsynligvis nogle områder af en facilitet, hvor samlede dækning ikke er nødvendig. Opdateringshastighed af tags er også vigtige som højere opdatering satser producere yderligere placering og bevægelse data men reducere batteriets levetid. Fabrikken opdatering priser kan ændres under fanen koder af placering motor konfiguration. Også, at softwareopdateringer kan forekomme eller der er hardwareproblemer, købe en vedligeholdelse og support kontrakten for et år og købe yderligere modtagne og håndled tags (i tilfælde af nedsænket i vand, smides væk, osv.). Fjernadgang til serveren kan være forpligtet til at foretage fejlfinding af problemer med GUI: 1) internetforbindelser i anlægget er påkrævet og 2) IRB eller andre berørte parter skal have givet tilladelse til denne adgang (f.eks fjernovervågning og beskyttelse af menneske data).
Endelig, udvikle relationer med interessenterne (lederskab i facilitet og hands-on sundhedspleje personale). Foretage regelmæssige (fx månedlige eller bi-månedligt) møder med interessenter til at tage deres bekymringer om teknologi til at øge overholdelse og accept og til at give projektet opdateres. 12 diskutere potentielle fejl og forsinkelser at bremse interessent forventninger til projektet tidslinjen og resultater. Sikre sundhedspleje personalet forstår, hvordan disse tags adskiller sig fra andre teknologier i udseende (f.eks. Wanderguard). Har en løbende diskussion af hvordan denne teknologi vil gavne enheden og faciliteten mere generelt. Denne sidstnævnte diskussion er kritisk for fortsatte interessent overholdelse og accept. I protokollen, udvikle en plan til at uddanne nye sundhedspleje personale på enheden.
Der er flere begrænsninger for RTLS drøftet her. Dette system er dyrt og der findes andre billigere RTLS valg. Men for at undersøge vandrer adfærd, tracking teknologi kræver en lille, trådløse aktive wearable tag, og et system i stand til at wide area tracking, uden sigtelinje spørgsmål og gode præcision. Der er få (hvis nogen) andre systemer med disse kapaciteter. For eksempel, bygger infrarøde og radio frequency teknologi på at oprette "zoner" hvilke detaljer, når en person passerer gennem og er ikke specifik nok til at bestemme vandrer adfærd. Det vil sige, selvom det er kendt, når en beboer krydset fra én zone til en anden (for eksempel, værelse til), det ville ikke være kendt hvad der skete i rum – hvor mange miles gik, tid brugt omvandrende, etc. ultralyd og maskine vision har problemer med identifikation, for at overvinde vil være nødvendigt at kombinere med RFID (der svarer til den fremgangsmåde, der anvendes her) og maskine visionsystemer har lav opløsning. Med UWB er der bredere og rumlige opløsning, om 6 tommer, versus 36 eller mere for andre systemer, hvilket gør det den mest præcise. Det fungerer også på mindre "zoner" og alle aktivitet mønstre er fanget, hvilket gør den ideel til måling af vandrer adfærd. Systemet er også stabile og kan blive brugt 24/7. Af disse grunde anvendes systemet beskrevet her i hele den sundhedspleje miljø – ikke bare til sporing af aktiver, men også at undersøge arbejdsproces, opdage falls,24 link kognitiv svækkelse med gangart, og balance defecits,15, 22 forudsige falde risiko,13,25 og undersøge hvordan multiresistent organismer (MDRO) kan spredes. 26 som mere plejeinstitutioner vedtage RTLS og denne sporing bliver mere omkostningseffektiv yderligere programmer forventes at dukke op og RTLS kan også integreres med andre smart teknologier. Andet kan beboere med CI blive forvirret og tage ud af deres tag ofte og tag batterierne skal ændres hver 3 måneder og med vand submersion. Dette kræver daglig kontrol koder og gennemgang af bevægelse ved hjælp af GUI.
På trods af disse begrænsninger er et RTLS med UWB overlegen i forhold til observationer af adfærd, som det er automatiske, vedvarende og objektive. Denne RTLS teknologi har høj konkordans med gåafstand og vedvarende gåafstand og kan bruges til at undersøge gangart kvalitet og balance evne. Derudover kan det bruges i stedet for kognitive test til at bestemme CI/progression over tid. Self rapporter af walking aktivitet fra formelle og uformelle sundhed pleje personale er sårbare over for ordet effekter og husker bias og kontinuerlig observation af walking aktivitet på lang sigt er tidskrævende. 12 , 13 forskning tyder på kontinuerlig observation af walking aktivitet er vigtigt som subtil intra individuelle ændringer er forbundet med dårlige sundhedsresultater. 13
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Forfatterne har ikke noget at oplyse.
Acknowledgments
Dette arbejde blev støttet af en karriere udvikling Award # [E7503W] og en Merit Award # [RX002413-01A2] fra USA (US) Department of Veterans anliggender rehabilitering forskning og udvikling Service. Indholdet af dette arbejde repræsenterer ikke synspunkter US Department of veterananliggender eller de Forenede Staters regering.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| UWB Sensor | Ubisense | There are two product lines to choose from; IP30 is the latest | |
| Tags | Ubisense | There are two types of tags to choose from; if IP30 sensors are chosen, use DFLAT33 mini tags | |
| Timing Distribution Unit | Ubisense | UBITIMING | |
| Network and Timing Combiner | Ubisense | UBICOMSPL21 | |
| Home Base License | Ubisense | HOMEBASE | |
| Expert Support | Ubisense | MANDS2 | |
| Project Implmentation Services | Ubisense | PROJSERV | |
| Smart Factory | Ubisense | specialized software designed to manage the RTLS | |
| Server | Any | Laptop with at least 8MB RAM | |
| Network Cabling | Any | 3rd party or subcontract | |
| Tinetti Performance Oriented Mobility Assessment | Tinetti ME, Williams TF, Mayewski R. Fall risk index for elderly patients based on number of chronic disabilities. The American journal of medicine. Mar 1986;80(3):429-434 | ||
| The Montreal Cognitive Assessment | https://www.mocatest.org |
References
- Bowen, M. E., Crenshaw, J., Stanhope, S. J. Balance ability and cognitive impairment influence sustained walking in an assisted living facility. Arch Gerontol Geriatr. 77, 133-141 (2018).
- Washburn, R. A., McAuley, E., Katula, J., Mihalko, S. L., Boileau, R. A. The physical activity scale for the elderly (PASE): evidence for validity. J Clin Epidemiol. 52 (7), 643-651 (1999).
- McAuley, E., Mihalko, S. L., Rosengren, K. Self-Efficacy and Balance Correlates of Fear of Falling in the Elderly. J Aging Phys Act. 5 (4), 329-340 (1997).
- Boulgarides, L. K., Mcginty, S. M., Willett, J. A., Barnes, C. W. Research Report Use of Clinical and Impairment-Based Tests to Predict Falls by Community-Dwelling Older Adults. Phys Ther. 83, 328-339 (2003).
- MacRae, P. G., Schnelle, J. F., Simmons, S. F., Ouslander, J. G. Physical Activity Levels of Ambulatory Nursing Home Residents. J Aging Phys Act. 4 (3), 264-278 (1996).
- Ruuskanen, J. M., Parkatti, T. Mobility and Related Factors Among Nursing Home Residents. J Am Geriatr Soc. 42, 987-991 (1994).
- Resnick, B., Galik, E., Gruber-Baldini, A. L., Zimmerman, S. Perceptions and Performance of Function and Mobility in Assisted Living Communities. J Am Med Dir Assoc. 11, 406-414 (2010).
- Beattie, E. R., Song, J., LaGore, S. A comparison of wandering behavior in nursing homes and assisted living facilities. Res Theory Nurs Pract. 19 (2), 181-196 (2005).
- Martino-Saltzman, D., Blasch, B. B., Morris, R. D., McNeal, L. W. Travel behavior of nursing home residents perceived as wanderers and nonwanderers. Gerontologist. 31 (5), 666-672 (1991).
- Cohen-Mansfield, J., Wirtz, P. W. Characteristics of adult day care participants who enter a nursing home. Psychol Aging. 22 (2), 354-360 (2007).
- Hope, T., et al. Wandering in dementia: a longitudinal study. Int Psychogeriatr. 13 (2), 137-147 (2001).
- Bowen, M. E., Wingrave, C. A., Klanchar, A., Craighead, J. Tracking technology: lessons learned in two health care sites. Technol Health Care. 21 (3), 191-197 (2013).
- Bowen, M. E., Rowe, M. Intraindividual Changes in Ambulation Associated With Falls in a Population of Vulnerable Older Adults in Long-Term Care. Arch Phys Med Rehabil. 97 (11), 1963-1968 (2016).
- Kearns, W. D., Algase, D., Moore, D. H. Ultra Wideband Radio: A Novel Method for Measuring Wandering in Persons with Dementia. International Journal of Gerontechnology. 7 (1), 48-57 (2008).
- Alarifi, A., et al. Ultra Wideband Indoor Positioning Technologies: Analysis and Recent Advances. Sensors (Basel). 16 (5), (2016).
- Kearns, W., et al. Temporo-spacial prompting for persons with cognitive impairment using smart wrist-worn interface. J Rehabil Res Dev. 50 (10), vii-xiv (2013).
- Jeong, I. C., et al. Using a Real-Time Location System for Assessment of Patient Ambulation in a Hospital Setting. Arch Phys Med Rehabil. 98 (7), 1366-1373 (2017).
- Nasreddine, Z. S., et al. The Montreal Cognitive Assessment, MoCA: a brief screening tool for mild cognitive impairment. J Am Geriatr Soc. 53 (4), 695-699 (2005).
- Saczynski, J. S., et al. The Montreal Cognitive Assessment: Creating a Crosswalk with the Mini-Mental State Examination. J Am Geriatr Soc. 63 (11), 2370-2374 (2015).
- Tinetti, M. E., Williams, T. F., Mayewski, R. Fall risk index for elderly patients based on number of chronic disabilities. Am J Med. 80 (3), 429-434 (1986).
- Contreras, A., Grandas, F. Risk of falls in Parkinson's disease: a cross-sectional study of 160 patients. Parkinsons Dis. , 362572 (2012).
- Kearns, W. D., Nams, V. O., Fozard, J. L. Tortuosity in movement paths is related to cognitive impairment. Wireless fractal estimation in assisted living facility residents. Methods Inf Med. 49 (6), 592-598 (2010).
- Tinetti, M. E., et al. A multifactorial intervention to reduce the risk of falling among elderly people living in the community. N Engl J Med. 331 (13), 821-827 (1994).
- Bowen, M. E., Craighead, J., Wingrave, C. A., Kearns, W. D. Real-Time Locating Systems (RTLS) to Improve Fall Detection. International Journal of Gerontechnology. 9 (4), 464-471 (2010).
- Kearns, W. D., et al. Path tortuosity in everyday movements of elderly persons increases fall prediction beyond knowledge of fall history, medication use, and standardized gait and balance assessments. J Am Med Dir Assoc. 13 (7), e667-e665 (2012).
- Bowen, M. E., Craighead, J. D., Klanchar, S. A., Nieves-Garcia, V. Multidrug-resistant organisms in a community living facility: tracking patient interactions and time spent in common areas. Am J Infect Control. 40 (7), 677-679 (2012).
