Använda ett realtid att lokalisera System att mäta gångavstånd aktivitet i samband med vandrande beteenden bland hospitaliserade äldre vuxna

Behavior

Your institution must subscribe to JoVE's Behavior section to access this content.

Fill out the form below to receive a free trial or learn more about access:

Welcome!

Enter your email below to get your free 10 minute trial to JoVE!





We use/store this info to ensure you have proper access and that your account is secure. We may use this info to send you notifications about your account, your institutional access, and/or other related products. To learn more about our GDPR policies click here.

If you want more info regarding data storage, please contact gdpr@jove.com.

 

Summary

Detta paper diskuterar användningen av en kontinuerlig och objektiv realtid hitta system för att mäta gångavstånd aktivitet i samband med vandrande beteenden, med fokus på äldre vuxna med kognitiv nedsättning. Walking aktivitet mäts med gångavstånd, ihållande gångavstånd och ihållande gait hastighet. Också bedömas är gångart kvalitet och balans förmåga.

Cite this Article

Copy Citation | Download Citations

Bowen, M. E., Kearns, W., Crenshaw, J. R., Stanhope, S. J. Using a Real-Time Locating System to Measure Walking Activity Associated with Wandering Behaviors Among Institutionalized Older Adults. J. Vis. Exp. (144), e58834, doi:10.3791/58834 (2019).

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the english version. For other languages click here.

Abstract

Ett att lokalisera realtidssystem (RTLS) kan användas för att spåra gångavstånd aktiviteten av hospitaliserade äldre vuxna i äldrevården som löper risk för vandrande beteenden. Fördelarna med en RTLS är objektiva och kontinuerliga mätningar av aktivitet. Själv rapportera metoder av aktivitet, särskilt vandrande, av vårdpersonal är sårbara för golvet effekter och recall bias och kontinuerlig klinisk eller forskning observation på lång sikt kan vara tidskrävande och dyra. Vårdpersonal också misslyckas att känna igen den debut eller varaktighet av vandrande beteenden, som är associerade med en mängd negativa hälsoutfall i denna population men mottagliga intervention. RTLS teknik kan mäta gångavstånd aktiviteten av hospitaliserade invånare med kognitiv svikt över tid med en hög grad av noggrannhet. Detta är särskilt användbart för att studera vandrande, definierat som promenader i minst 60 sekunder med få (om några) avbrott i verksamheten. Vandrande associeras med sjukdomsprogression, sjukhusinläggningar, falls och död. Tidigare arbete föreslår äldre vuxna med dålig balans förmåga och hög varaktig gångavstånd aktivitet kan vara särskilt känsliga för dåliga hälsoresultat. RTLSS används för att bedöma kognitiv svikt och faktorer som förknippas med gång och balans; dock användas kompletterande papper och penna gait/balans verktyg för att ytterligare förfina riskprofiler. Projektet diskuterar användningen av en RTLS att mäta gångavstånd aktivitet och även gång kvalitet och balans förmåga åtgärder för denna population.

Introduction

En äldre vuxen persons förmåga att utföra dagliga aktiviteter i dagligt liv och vara fysiskt aktiv är associerad med gait kvalitet och balans förmåga. 1 föregående arbete visar korrelationer mellan balans förmåga och självrapporterad fysisk aktivitet bland stillasittande äldre vuxna. 2 dessa korrelationer kvar över äldre vuxenpopulationer. Exempelvis bland äldre vuxna i gemenskapen, är självrapporterade aktivitetsnivå signifikant korrelerade med balans3 och promenader kapacitet; 4 den fysiska aktiviteten av ambulatorisk långsiktig vård invånarna är positivt korrelerade med både gång och balans (med Tinetti prestanda orienterade rörlighet bedömningen). 5 institutionalisering är associerade med minskad gångavstånd aktivitet i senare livet6 och resultera i en hög prevalens av stillasittande beteende i denna population. 7 i själva verket en rapporterade 80% eller mer av de vakna timmarna av en institutionaliserad hemmahörande spenderas sittande eller liggande5 och några långsiktiga vård invånare uppnå de rekommendera 30 minuterna av daglig måttlig aktivitet. 7 otillräcklig fysisk aktivitet är associerade med de konditionering, sjukhusvistelse och andra dåliga hälsoresultat i denna population. Förstå den vandrande verksamheten av denna befolkning kan stöd i skräddarsydda gångstil och/eller balans interventioner för att öka fysisk aktivitet.

Vissa institutionaliserade äldre vuxna med kognitiv nedsättning (CI) börjar att gå alltför grund av sjukdomsprogression. Vandrande uppstår när det finns liten/ingen raster i aktivitet under loppet av flera timmar/dagar. Vandrande förknippas med trötthet, viktminskning, skadevållande falls, sömnstörningar, vilse, och död. 8 jämfört med vårdhem invånare med ingen eller lindrig/måttlig CI, demonstrera invånare med svår CI 20% mer aktivitet karakteriseras som vandrande, 26% som ”kluckande” beteenden, en typ av vandrande där bosatt cirklar runt rummet. 9 trots detta är det svårt för vårdpersonal och andra observatörer att skilja mellan fysisk aktivitet och vandrande. Inom individuella förändringar i walking aktivitet kan vara subtila och vandrande är inte en beteende problem att stävjas förrän den äldsta vuxen försöker rymma (t.ex. fly anläggningen). Vandrande är vanligt; prevalensen av vandrande varierar från studie till studie men en uppskattad 38%10 till 80% av äldre vuxna med CI kommer att vandra någon gång under loppet av sjukdomen. 11

Det är svårt att förstå walking aktiviteten av hospitaliserade äldre vuxna som befolkningen är heterogena (t.ex. olika kognitiva nivåer, hälsotillstånd) och aktivitet är svårt att objektivt mäta. Själv rapportera metoder av aktivitet av vårdpersonal bättre spegla rymning eller flyktförsök från anläggningen, och kontinuerlig observation på lång sikt är sårbara för Inter rater fel, tidskrävande och dyrt. 12 , 13 realtid att lokalisera systemet (RTLS) teknik har potential att objektivt och kontinuerligt mäta gångavstånd aktivitet bland äldre vuxna med CI. Noterbart i fältet RTLS finns heterogenitet och flera system kan teoretiskt användas: ultra-wideband (UWB; Se bifogade Tabell för material), IR + radiofrekvens, ultraljud och maskin vision system. Dock för att bedöma vandrande beteenden, en tracking-teknik som är små och diskreta, trådlöst, kan WAN-spårning, utan siktlinje frågor och noggrannhet inom 20cm behövs och det finns få (om några) andra system än en RTLS använder UWB som uppfyller dessa krav. Till exempel infraröd + radiofrekvens teknik förlitar sig på att skapa ”zoner” som detalj när bosatt passerar, men är inte tillräckligt specifik för att bestämma vandrande beteenden utom inom en meter eller två, vilket är alldeles för grov för dessa ändamål. Ultraljud och maskin vision har problem med identifiering och reflektioner; maskinvisionssystem har bra upplösning men kan inte skilja invånare utan att tillgripa använder en RFID-tagg för att kompensera för otillräcklig kapacitet av nuvarande artificiell intelligens. En RTLS utnyttja UWB har ett bredare utbud och rumslig upplösning på ca 20cm-- kontra en meter eller mer för andra system--gör det den mest exakta och kan fånga alla aktivitetsmönster. 14 , 15 the RTLS med UWB diskuteras här är också stabil, formgiven för 24/7 industriella tillämpningar. Forskare och kliniker tidigare har använt detta system där precision är viktigt - att förebygga och förutse falls, för att bedöma demens och förändringar i kognition - i en mängd olika inställningar--biträdd levande, sjukhus, vårdhem och rehabilitering enheter. 13 , 16 , 17

Detta papper kommer detalj protokollet av en RTLS med UWB för att mäta gångavstånd aktivitet [gångavstånd, ihållande gångavstånd och ihållande gait hastighet (genomsnitt meter per sekund / vecka beräknas under ihållande promenader bara)] och papper och penna tester av CI, gång förmåga och balans kvalitet, som den senare som är nyckelkomponenter Walking aktivitet. Studien resultat kommer att fokusera på att använda RTLS för att skilja på gångavstånd, som är associerade med fysisk aktivitet och därmed positiva hälsoresultat, och ihållande gångavstånd som är associerad med vandrande och således negativa hälsoutfall.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Alla metoderna som beskrivs här har godkänts av den institutionella Review Board vid korpral Michael J. Crescenz VA Medical Center i Philadelphia, PA.

1. installation och konfiguration av ett realtid att lokalisera System (RTLS)

  1. Granska anläggning politik, säkerhet och personuppgifter skydd för invånare med anläggning intressenter. Avgöra huruvida det krävs skriftligt eller muntligt stöd på användningen av RTLS i anläggningen. I diskussioner med intressenter ingår lokala protokoll och förfaranden (t.ex. lokala anläggning teknik undantag, union underteckna-bort, etc.) och en projekt tidslinje. 12
    Obs: Uppdatera protokoll, rutiner och tidslinje som de förändras under loppet av projektet, möte med intressenter och förvärva underteckna-bort från berörda parter.
  2. Få institutionella granskning styrelsens godkännande inklusive ett HIPAA avstående för att granska medicinsk diagram innan samtycke från berättigade invånare.
  3. Utrusta önskat område av studie med en RTLS (se figur 1). Montera sensorer i de övre hörnen av alla gemensamma rum och korridorer att triangulera bosatt läge och rörelse i realtid.
    1. Peka sensorer mot mitten av området för att utnyttja deras antenn mönster som är +/-90 grader i Azimut (horisontellt) och +/-45 grader i höjd (vertikalt). Tilt i ansiktet av sensorn nedåt så att om en laserstråle kom ur ansiktet av sensorn om skulle slå det motsatta hörnet av utrymme ca 5-6 ft över marken. Se till att sensorn är nivå genom att placera en nivå på de två plast pinnarna på toppen baksidan av sensorn.
      Obs: för en typisk sällskapshörna i en långsiktig vård anläggning (ca 10 x 13 m eller 1 000 kvadratfot), fyra sensorer behövs. Dessa sensorer kommer att täcka ett större område, men det är beroende på den omgivande miljön – exempelvis väggar och glaspartier i området vilket kan ha en inverkan på växellådor.
    2. Varje sensor behöver en nätverkskabel som löper från den nedersta vänstra porten på baksidan av sensorn till växeln som servern är ansluten till; Detta är en Cat5e kabel. Med en sensor som master, köra timing kabeln från master till varandra sensor, således en stjärntopologi.
      1. Till gör så, Anslut en skärmad cat5e kabel till någon av de 6 tillgängliga portarna på master och kör det till varandra sensor där den kommer att vara ansluten till övre högra porten 6 portar. Kör kablar ovan tak kakel.
        Anmärkning: Antalet sensorer i området fastställa antalet portar som krävs för makten över Ethernet (POE) switch. Varje sensor kommer att kräva två portar. Flera POE switchar kan anslutas vid behov.
    3. Mäta om sensorerna är placerade i området och välja en Origo på sensorn (t.ex. det nedre vänstra hörnet så att rörliga norr är positiva y-axeln och flytta österut är positiva x-axeln). Mäta den x, y och z för varje sensor (med en laser avstånd measurer) i förhållande till detta ursprung. Spela in MAC-adressen på baksidan av sensorn och hålla för att ingå det grafiska användargränssnittet (GUI, en specialiserad programvara som utvecklats för att hantera RTLS).
  4. I GUI, öppna Plattformskontroll och klicka på Server Core för att markera det och klicka sedan på Starta. Upprepa detta för Tjänsthanteraren. Klicka på Verkställ och sedan OK.
    1. Öppna Installationsprogrammet för Service och tryck på Nästa. Bläddra till C:\Ubisense programvara och gå till mappen Läge motorn och markera mappen ”paket”. Klicka på OK och Nästa. Installera alla de tjänster som anges. Upprepa proceduren igen men gå in i plattformen mappen och markera mappen ”paket”. Installera alla de tjänster som anges. Klicka på Service Manager och se till att alla tjänster visas som ”kör”.
  5. Öppna Site Manager och gå till fliken områden skapa en planritning av öppna anteckningar och ange start och stoppa punkt i varje vägg genom att ge x, y-koordinater startpunkt följt av slutpunkten. Spara filen som en .dat-fil. Efter den senaste uppsättningen av punkter (0,0) Tryck på enter.
    1. Gå till i fliken områden väggar > Ladda väggar och läsa in .dat-filen. Gå till regioner > Ange ursprung och välj det nedre vänstra hörnet. Klicka på knappen Rita vägg mode och lägga till en dummy vägg någonstans inuti kvadraten. Detta anger var att beräkna Regionkommittén (inuti vs. utanför regionen).
    2. Klicka på regioner > Beräkna regioner; Detta belyser torget blå. Ta bort väggen – genom att välja Vägg Mode -knappen och trycka på delete. Gå till område > Spara området och spara området. Gå till fliken celler och ladda området genom att välja det från nedrullningsbara rutan formatmallsfält .
    3. Klicka på knappen Lägg till utsträckning i det nedre vänstra hörnet. Om du vill använda standardvärdena klickar du på Spara. Högerklicka på webbplatsen i den vänstra kolumnen och välj Ny geometri Cell. Klicka på knappen Lägg till omfattning och återigen använda standardvärdena. Högerklicka på Geometri Cell och välj Ny plats Cell. Klicka på knappen Lägg till omfattning och använda standardvärdena.
  6. Öppna Konfiguration av motorn och Lägg i området genom att gå till karta > Ladda område. Lägga till en läge motorn cell som används för att ställa in en cell av sensorer genom att gå till Cell > New. Det finns inga tillgängliga sensorer i vänster kolumn. Gå till fil > Importera sensorer och leta upp filen .xsc som ligger på: C:\Ubisense programvara.
    1. Visa alla sensorerna, klicka på en sensor och dra det någonstans på kartan. Det blir också under läge Cell 0001; Högerklicka på den och gå till Egenskaper. Ange x-, y, och z för att särskilt sensor och dess MAC-adress. Inte ange något för yaw, pitch, eller rulla. Upprepa denna process för alla andra sensorer och säkerställa systemet placerar dem rätt på kartan.
    2. Klicka på fliken Sensor Status ; sensorer kör – om inte koppla ur och koppla tillbaka in till strömkällan. Använd fliken logg för att övervaka av stöveln upp förlopp. Varje sensor kommer att hämta paket i grupper om 100 och kommer så småningom att rapportera sensor kör. Gå tillbaka till fliken Sensor Status för att kontrollera att sensorerna har startat och kör.
    3. Klicka på fliken incident makt tomt att undersöka bakgrunden ljudnivån på varje sensor. Låt grafer köra. Tryck på knappen Ange tröskelvärden efter en paus. Detta anger tröskelvärdet aktivitet på varje sensor som kommer att filtrera bort bakgrundsljud. Bakgrundsljud rekommenderas under 1000.
    4. Högerklicka på läge motorn Cell 00001 > Egenskaper. På Radio flikuppsättningen RF kraften till 255, som är den max radio nivån. På geometri fliken in taket till 5, golvet till 0 och Max standardfel till 0,05. Taket är max höjden av utrymmet, golvet är min och max standardfelet är för filtrering fattiga avläsningar.
  7. Plocka upp en kompakt eller hänga tagg och gå till fliken taggar i Läge motor Config och klicka på Tag > New. Ange bricknummer och övre Qos till 32, samma värde som den lägre Qos. Dessa priser är leda priser av taggen. Välja information standardfilter som filter.
    1. Klicka på fliken sensorer och celler . Högerklicka på läge motorn Cell 0001 och klicka på bildskärm. Detta anger taggarna i cellen att överföra och aldrig somna. Tryck och håll botten mitten av taggen kompakt och mitten av taggen hänga i tre sekunder för att slå på etiketten. Det är på när ljuset i det övre högra hörnet är stadig och börjar blinka.
    2. Placera etiketten i mitten av området där alla sensorer har det i siktlinjen. Åtgärd x, y och z på den platsen i förhållande till samma ursprung på sensorn som används innan. Högerklicka på någon av tre andra sensorer och välja Dubbla kalibrering. Använda befälhavaren som referens, skriver i asset tag-nummer, Skriv in platsen mätt och välj Nästa. När kalibreringen är klar Spara värden för alla sensorer.
    3. Kör detta ovan steg igen för att säkerställa värdena är +/-2. Upprepa proceduren för alla andra sensorer men sparar inte de master sensorvärden. Om du använder en hängetikett, rotera den så att ansiktet av etiketten pekar mellan befälhavaren och en annan sensor är kalibrerad och kontrollera etiketten är i vertikalt läge. Kompakt taggen måste vara i en plats liggande platt.
    4. Säkerställa sensorerna korrekt pekar mot mitten av området och Visa grön vinkeln på ankomst linjer konvergerande på etiketten. Klicka på rutan TDOA längst ned i fönstret och Visa tidsfördröjningen ankomst kurvor konvergerande på etiketten. Observera att dessa linjer och kurvor inte blir perfekt. Upprepa kalibreringen vid behov. Följande instruktioner från steg 5.1, klicka på flaggan monitor off.
    5. Öppna kartan och ladda området under området > Ladda område och Visa etiketten på kartan.

2. Använd RTLS taggarna att lokalisera och spåra invånare i realtid

  1. Granska medicinsk diagram för att identifiera ambulatorisk (med/ut en hjälp-enhet) invånare eller invånare som kan driva med deras fötter 55 år eller äldre med CI/demens. Inhämta samtycke. Eller om invånare inte samtycke på egen hand, Använd kontaktinformationen i medicinsk diagrammet för att kontakta deras rättsligt ombud (LAR) eller anhöriga (NOK).
  2. Outfit samtyckande invånare med handleden eller hängetikett (se bild 1). Slå på etiketten, placera en magnet under nere till höger på etiketten och vänta tills lampan att blinka kontinuerligt. Säkerställa den hänga-tag inte är det på bakåt eller signalen kommer att dämpas. Fäst taggen handled till ett område av kroppen med ett litet cross sectional område och mer begränsad absorption av radiofrekvensenergi och ger bättre noggrannhet för aktivitetsmätning.
  3. Utveckla ett protokoll för vårdpersonal att ta bort en bosatt tagg under bad och dusch och utbilda vårdpersonal på stegen. Kommunicera en förutbestämd plats att vårdpersonal där de kan lämna märken de hittar i enheten (t.ex. bakom sjuksköterskans station) i händelse av forskningspersonal inte är där för att hämta dem.
  4. Före att sätta etiketten på invånare, i Tag i fliken GUI (se figur 2), tilldela varje bosatt en slumpmässig och unika ”patient ID” nummer och tillförs GUI. Använda numret som anges på etiketten, ingång tagg-ID numret associera det med den ”patient-ID.” Etiketten kommer att trådlöst spåras en gång tilldelats i GUI. Hålla positionen på ”ursprung” men i ”Tillåt tagg swappar”, Välj ”true” och klicka sedan på Spara.
    Obs: Om data äventyras sekretessen och säkerheten av invånarna upprätthålls som bara slumpmässiga identifikationsnummer och x, y koordinater finns tillgängliga. dessa koordinater motsvarar inte någon hem/institution, stad o.s.v.
  5. Skapa ett separat dokument som sparats på en skyddad server bakom en brandvägg och en lösenordsskyddad dator länka de boendes personliga uppgifter med sin patient-ID och tagg-ID.
  6. Klicka på Visa spårningsmeddelandeni Smart Space Config . Klicka på ”få spåra meddelanden. Granska händelser för tagg/resident läge och rörelse. Klicka på fliken Logga in för att säkerställa att det finns inga felmeddelanden.
  7. Klicka på fliken sensor status och visa att alla sensorer ”kör” (se figur 4). Om inte, högerklicka på sensorn och omstart. Om timing eller andra status noteras efter omstarten, kontrollera fysiska kablar som löper till problematiska sensorn.
    1. Kontrollera alla kablar är anslutna till växeln POE och att tidpunkten och strömkablar arbetar på särskilda sensorn. Till exempel om strömkabeln inte fungerar, det blir inget ljus på sensorn och en ny strömkabel behövs. Om det finns ström, behövs en ny timing-kabel.
  8. I C: Ubisense programvara system arkivera, skapa en mapp på servern tillgång till dagliga CSV-data råfiler.
  9. Ställa in en automatisk backup-system (extern hårddisk) och säkra så det inte kan vara urkopplad eller flyttas från servern.
  10. I ett data program, smidig RTLS raw data med hjälp av en 5-andra rörliga genomsnittliga tidsfönster (baserat på tid enligt x och y rådata koordinater) och en tröskel på 0,7 m rörlighet (baserat på plats enligt x och y rådata koordinater).
    Obs: Detta skapar en stabil serie av koordinater, som liknar observerade bosatt vandrande verksamheten. För att hantera hoppen i data, när computing dagens motion, endast Periodisera avstånd och tid (och sökvägen data) när tiden mellan punkter är mindre än 30 sekunder.

3. mäta promenader aktivitet och vandrande

  1. Ladda ner dagliga CSV-filer i en data management/analys-program.
    Obs: Baserat på projektets syfte, kan RTLS data reduceras till varje timme, dagligen, veckovis, varannan vecka, och så vidare. För tillämpningen av detta projekt, data är i genomsnitt varje vecka (summerade dagligen/7) att undersöka inom individuella förändringar i förflyttningar av veckan. Observera att antalet dagliga prov tillgängliga för varje invånare varierar baserat på deras nivå av aktivitet. Invånare som är till stor del stillasittande har flera hundra data punkter/dag eller mindre. invånare som är mer aktiva kommer att ha mer som flera tusen data punkter/dag.
  2. Beräkna genomsnittlig gångavstånd, ihållande gångavstånd och ihållande gait hastighet, och beräkna omfattningen av förändringar i dessa åtgärder över tid med hjälp raw läge uppgifter (weekly medelvärden av x, y koordinater).
  3. Obs: Gångavstånd = genomsnittliga totala antalet meter gick per vecka [t.ex. att beräkna mellan varje punkt: √ (x2-x1) ^ 2 + (y2-y1) ^ 2], ihållande gångavstånd = Genomsnittligt antal kontinuerlig meter gick per vecka beräknas endast när invånare resor i minst 60 sekunder med stopp högst 30 sekunder, gånganalys hastighet = de genomsnittliga meter per sekund / vecka beräknas under ihållande promenader bara [att beräkna mellan varje punkt: √ (x2-x1) ^ 2 + (y2-y1) ^ 2 och sedan t2-t1 att bestämma den tid det tar för att gå Detta avstånd].
  4. Kontrollera visuellt alla sensor ljus indikatorer på RTLS sensorer och taggar en gång om dagen. Kontrollera alla kompletterande utrustning som tillhandahålls (t.ex. POE switchar och timing lådor) för lampor.
    1. I GUI, under ”karta” Kontrollera att garantera alla invånare är synliga och spåras varje dag (se figur 5). Om det är en bosatt saknas på kartan, klicka på rapporten för att avgöra sista gången invånare sågs av systemet. Klicka på varje timme, dag eller vecka rapporter, som kan också filtreras av Patient-ID (se figur 6).
      Obs: Detta kan också åstadkommas genom att granska daglig CSV-filer för patienten ID-nummer.
    2. När en tagg inte fungerar, Byt ut etiketten och/eller kontrollera batteri. När batterierna byts Klicka på taggen associerade och knappen ”tag ut batteriet” i det högra hörnet av SmartSpaceConfig.
    3. Vissa invånare med CI kan ta bort deras tagg (kastas bort av misstag) när de glömmer efter deras deltagande i projektet. I så fall påminna invånare av projektet, frågar om de vill fortsätta och i förekommande fall, ersätta handleden taggen. I möten med vårdpersonal Påminn intressenterna att prata med invånare och påminna dem om deras deltagande i projektet.
  5. Daglig kontroll att ingen handled/hang tags har varit under vatten eller annars damaed av vatten (bosatt tar ett bad i stället för dusch); om vattenskador om synliga, ersätta etiketten.

4. mäta kognitiv svikt, gång och balans

  1. Registrera, Ladda ner och utvärdera kognitiv status för invånare som samtycker till att delta i studien vid baseline och varje 6 månader under loppet av studien med Montreal kognitiv bedömning (MoCA). 18
    1. Ingående bosatta MoCA noter i en datamängd som kan slås samman med RTLS data genom en data managementprogram.
  2. Recode MocA råpoäng så att ≥24 MoCA poäng indikerar ingen CI, Poäng mellan 10-23 indikerar mild/måttlig CI och en poäng mellan 0-9 indikerar svår CI. 19
  3. 20med hjälp av Tinetti prestanda orienterade rörlighet bedömning (POMA) och tillhörande beskrivning, och bedöma gångart och balans av invånarna som samtycker till att delta i studien varje vecka under hela studietiden. 20
    Obs: Det finns två subskalorna instrumentet i POMA med gait kvalitet allt från 0-12 och balans förmåga sträcker sig från 0-16. Högre poäng föreslår färre rörelser och balans funktionsnedsättningar. Dessa subskalorna instrumentet mäta en mängd associerade förmågor och omfatta uppgifter såsom att stiga upp från en stol, sittande och stående balans balans samtidigt som du vrider, steglängd, steghöjd, avvikelse från en pathand hållning. Svaga eller institutionaliserade äldre vuxna, konsekvent för utnyttjas i detta projekt har en genomsnittlig poäng på 11-12 (SD = 3,3-5.7) på balans förmåga delskala- och en genomsnittlig poäng på 8,1-8,6 (SD = 3,2-4.6) på den gångart kvalitet subscale. 1 , 21
    1. Ingång gångart och balansera delskala- och totala poäng i databasen med andra variabler tillsammans med demografiska egenskaper av intresse (ålder, ras/etnicitet, kön).
  4. Analysera förhållandet mellan CI, rörelser, balans och förflyttningar aktivitet i en data management/analys-program. Klicka på korstabuleringar och ingående variablerna att undersöka bivariate relationer. Klicka på chi-kvadraten för att undersöka styrkan i sambandet mellan dessa variabler av intresse.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

RTLS rådata kräver utjämning för att förbättra platsinformationens precision (se protokollet steg 9 under avsnittet, ”använda taggarna RTLS lokalisera och spåra bosatta i realtid”). Dock kontrolleras med standardinställningar på fliken power tomt under installation och konfiguration (se steg 1.6.3 i associerade protokollet), utan ytterligare utjämning det kommer fortfarande att vara buller och hoppar. När det gäller buller, även när stillasittande i flera timmar, aktiva RTLS etiketten fortsätter att logga rörelse — särskilt om invånare flyttar sin lem där etiketten ligger — producerar kontinuerlig rörelse som artificiellt blåses vandrande verksamheten åtgärder. Platsen för invånare kommer också hoppa - ibland sätta en väg genom en vägg (se figur 6) - om taggen sover (blir inaktiva) på grund av en lång period av inaktivitet och sedan vaknar på grund av hemvist rörelse. Använd ett graphics interchange format (GIF) för att visualisera pre och post utjämnade data med flera invånare i några timmar.

Ihållande walking är ett mått på vandra bland äldre vuxna med CI som är kopplad till skadevållande falls, olyckor, viktminskning, sömnstörningar, vilse, och död. 8 för att skilja mellan gångavstånd och ihållande gångavstånd, öppna CSV- eller datafiler i ett statistiskt program. Användning graphing verktyg för att ange vecko genomsnitt för ihållande gångavstånd och gångavstånd. Med tanke på att gångavstånd är ett mått på alla promenader aktivitet och ihållande walking Avståndet mäts endast när invånare promenader i minst 60 sekunder, säkerställa gångavstånd avstånd innebär är högre än ihållande walking medel för alla invånare (se figur 8 ). Också jämföra den s.k. rörelsen-rapporten, som innehåller uppgifter om varje invånare av dagen, veckan, året och så vidare, i GUI med dessa data. Observera att ytterligare åtgärder av walking verksamhet kan utvecklas. Exempelvis kan det vara av intresse att beräkna tid i stillasittande aktivitet, spåra invånare till en viss plats av intresse eller tid i en känd aktivitet.

RTLS har 95% konkordans i noggrannhet med gångavstånd och ihållande gångavstånd baserat på observationsstudier. RTLS kan också användas för att skilja mellan invånare med/ut CI; 22 avvikelsen från sökvägen i rak linje (tortuosity) är korrelerad med stride-tid variabilitet mäts av en gång-Rite matta (p = 0,30) Mini-Mental State tentamen (p =-0.47). Dessutom har tidigare arbete använt en RTLS för att undersöka gång och balans; vandrande verksamheten åtgärder är korrelerade med den Tinetti gångarten (p = 0,32-0.35) och balans (p = 0,37-0,40) subskalorna instrumentet. 23 således, papper och penna verktyg att mäta CI, gånganalys kvalitet och balans förmåga innehåller tilläggsinformation om invånarna för forskning och kliniska ändamål, men RTLS kan också användas för att undersöka dessa faktorer.

Figure 1
Figur 1: realtid att lokalisera system sensor (RTLS; monterade i hörnen av tak) och två Taggar att spåra bosatt läge och rörelse i realtid. En kompakt tagg kan bäras på handleden eller en hängetikett kan hänga från hals eller bälte loop. Dessa taggar arbete genom avger en signal av Ultra wide-band-radio (UWB) som är koniskt av andra sensorer i miljön. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figure 2
Figur 2: Tag föreningen i det grafiska användargränssnittet (GUI). Det är här den ”patient-ID”, som är ett slumpmässigt unikt ID av invånare, och de associera tagg nummer anges för spårning. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figure 3
Figur 3: The motor konfiguration program karta med celler. Detta används säkerställa systemet är inspelning av händelser (t.ex. taggen/resident läge och rörelse) som kan ses vid aktiv på kartan. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figure 4
Figur 4: The läge motorn konfigurationsprogram, sensor status tab. Fliken sensor status används för att visa status för sensorerna, som visar ”kör”. Adress sensorer budskap såsom ”okänd”, ”ingen tajming”, eller andra meddelanden som detta antyder ett problem med spårning i systemet, särskilt om dessa är de ”master” eller ”tajming” sensorer. Högerklicka på sensorn och omstart för att få en uppdaterad sensor status; ändra den timing-kabeln eller nätkabeln om omstart producerar samma fråga. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figure 5
Figur 5: kartan i det grafiska användargränssnittet (GUI). Kartan används för att Visa invånarna spåras i realtid. Om bosatt inte syns på kartan de kan vara slut området spårning, saknade sin tagg, har ett dött batteri. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figure 6
Figur 6: rörelse av veckan rapporten i det grafiska användargränssnittet (GUI). Om bosatt saknas från området spårning och de bär en aktiv tagg, öppna upp funktionen ”rapport” och fastställa sista gången invånare sågs av systemet genom att klicka på dagligen, veckovis, etc., rapporter. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figure 7
Figur 7: en GIF av bosatta aktivitet. Här visas resa av en bosatt reser under loppet av 24-timmarsperiod. Kontrollera det finns inget hopp genom väggar och att alla stationära aktivitet registreras utan hopp. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figure 8
Figur 8: en punkt graf Walking aktivitet. Denna graf visar förhållandet mellan gångavstånd och ihållande gångavstånd för alla invånare i provet, gångavstånd är högre än ihållande gångavstånd. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

I området i närheten finns det flera kritiska steg ska följas innan början av RTLS-projekt som är värda diskussion. Medan en typisk gemensamma området i en långsiktig vård anläggning (ca 10 x 13 m eller 1 000 kvadratfot) kräver fyra sensorer, detta varierar beroende på miljö och antalet sensorer som krävs för projektet är baserat på den precision som krävs och miljön . Utskjutande delar och glasväggar, till exempel, kommer att kräva ytterligare sensorer. Om det finns inga siktlinje problem, täcker fyra sensorer ett ännu större område. Anser också att det sannolikt finns vissa områden i en anläggning där total täckning inte behövs. Uppdateringshastigheten av taggarna är också viktigt eftersom högre uppdatera priser producera ytterligare läge och rörelse data men minska batteritiden. De fabriken uppdatera priserna kan ändras på fliken Taggar för konfiguration av motorn. Också, med tanke på att programuppdateringar kan uppstå eller finns maskinvaruproblem, köpa en underhåll och support kontrakt för ett år och köpa extra givare och handled Taggar (i fall nedsänkt i vatten, kastas bort, etc.). Fjärråtkomst till servern kan krävas du felsöker problem med GUI: 1) internet-anslutningar i anläggningen krävs och 2) IRB eller andra intressenter måste har gett tillstånd för denna tillgång (t.ex., fjärrövervakning och skydd av mänskliga subjektet data).

Slutligen, utveckla relationer med intressenter (ledarskap i anläggning och hands-on vårdpersonal). Genomföra regelbundna (varje månad eller varannan månad) möten med intressenter för att deras farhågor om tekniken att öka efterlevnad och acceptans och att förse projektet uppdateras. 12 diskutera potentiella buggar och förseningar att stävja intressenternas förväntningar på projektet tidslinjen och utfall. Se till att vårdpersonal förstår hur dessa taggar skiljer sig från andra tekniker i utseende och känsla (t.ex. Wanderguard). Har en kontinuerlig diskussion om hur denna teknik kommer att gynna enheten och anläggningen mer generellt. Denna senare diskussion är avgörande för fortsatt intressent efterlevnad och acceptans. I protokollet, utveckla en plan för att utbilda nya vårdpersonal på enheten.

Det finns flera begränsningar för den RTLS diskuteras här. Detta system är dyra och det finns andra billigare RTLS alternativ. Den tracking-tekniken kräver dock för att undersöka vandrande beteenden, en liten, trådlös aktiv wearable tagg och ett system som kan WAN-spårning, utan siktlinje frågor och med god noggrannhet. Det finns få (om några) andra system med dessa funktioner. Till exempel bygger infraröd och radiofrekvens teknik på att skapa ”zoner” som detalj när en person passerar och är inte tillräckligt specifik för att bestämma vandrande beteenden. Det är, men det är känt när bosatt korsade från en zon till en annan (exempelvis rum), den inte känd vad som hände i det rummen – hur många miles gick, tid förbrukade promenader, etc. ultraljud och datorseende har problem med identifiering att övervinna skulle behöva kombinera med RFID (som liknar den metod som används här) och maskinvisionssystem har låg upplösning. Med UWB finns ett bredare utbud och rumslig upplösning, storleksordningen 6 inches, jämfört med 36 eller mer för andra system som gör det den mest exakta. Den fungerar även på mindre ”zoner” och alla aktivitetsmönster fångas, vilket gör den idealisk för mätning av vandrande beteenden. Systemet är också stabilt och kan användas 24/7. Av dessa skäl används systemet beskrivs här i hela hälso-och miljö – inte bara för tillgångsspårning, men också för att undersöka arbetsflöde, upptäcka falls,24 länk kognitiv svikt med gång och balans defecits,15, 22 förutsäga falla risk,13,25 och undersöka hur multiresistenta organismer (MDRO'S) kan spridas. 26 fler vårdinrättningar anta RTLS och denna spårning blir mer kostnadseffektiva ytterligare program förväntas dyka upp och RTLS kan även integreras med andra smarta tekniker. Andra kan invånare med CI få förvirrad och ta upp sina tag ofta och tag batterierna behöver bytas var 3 månader och med vatten nedsänkning. Detta kräver dagliga kontroller av taggar och översyn av rörelse använder GUI.

Trots dessa begränsningar är en RTLS använder UWB överlägsen observationer av beteende eftersom det är automatisk, kontinuerlig och objektiva. Detta RTLS-tekniken har hög överensstämmelse med gångavstånd och ihållande gångavstånd och kan användas för att undersöka gait kvalitet och balansera förmåga. Dessutom kan det användas i stället för kognitiv testning för att bestämma CI/progression över tiden. Själv rapporterar Walking aktivitet från formell och informell vård Personalen är sårbara golvet effekter och minns bias och kontinuerlig observation av walking verksamhet på lång sikt är tidskrävande. 12 , 13 forskning tyder kontinuerlig observation av walking aktivitet är viktigt eftersom subtila inom enskilda förändringar är associerade med dåliga hälsoresultat. 13

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Författarna har något att avslöja.

Acknowledgments

Detta arbete stöds av en karriär Development Award # [E7503W] och en Merit Award # [RX002413-01A2] från Förenta staterna (USA) Institutionen för veteraner frågor rehabiliteringsforskning och utveckling Service. Innehållet i detta arbete representerar inte åsikter US Department of Veterans Affairs eller Förenta staternas 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

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. 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).
  2. 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).
  3. 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).
  4. 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).
  5. 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).
  6. Ruuskanen, J. M., Parkatti, T. Mobility and Related Factors Among Nursing Home Residents. J Am Geriatr Soc. 42, 987-991 (1994).
  7. 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).
  8. 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).
  9. 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).
  10. Cohen-Mansfield, J., Wirtz, P. W. Characteristics of adult day care participants who enter a nursing home. Psychol Aging. 22, (2), 354-360 (2007).
  11. Hope, T., et al. Wandering in dementia: a longitudinal study. Int Psychogeriatr. 13, (2), 137-147 (2001).
  12. 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).
  13. 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).
  14. 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).
  15. Alarifi, A., et al. Ultra Wideband Indoor Positioning Technologies: Analysis and Recent Advances. Sensors (Basel). 16, (5), (2016).
  16. 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).
  17. 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).
  18. 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).
  19. 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).
  20. 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).
  21. Contreras, A., Grandas, F. Risk of falls in Parkinson's disease: a cross-sectional study of 160 patients. Parkinsons Dis. 362572 (2012).
  22. 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).
  23. 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).
  24. 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).
  25. 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).
  26. 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).

Comments

0 Comments


    Post a Question / Comment / Request

    You must be signed in to post a comment. Please or create an account.

    Usage Statistics