Mit Hilfe einer Echtzeit-Ortungssystem zu messen, die Aktivitäten im Zusammenhang mit wandernden Verhaltensweisen bei institutionalisierten älteren Erwachsenen zu Fuß

Behavior

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Summary

Dieser Artikel behandelt die Verwendung von einem kontinuierlichen und objektive Echtzeit-Ortungssystem zu Fuß Wandern Verhaltensweisen, mit Schwerpunkt auf ältere Erwachsene mit kognitiver Beeinträchtigung zugeordnete Aktivität zu messen. Zu Fuß Aktivität wird durch wenige Gehminuten, nachhaltig zu Fuß zu erreichen und nachhaltig Gang Geschwindigkeit gemessen. Auch bewertet werden Qualität und Ausgewogenheit Fähigkeit Gangart.

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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).

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Abstract

Ein Echtzeit-Ortungssystem (RTLS) kann verwendet werden, die zu Fuß Aktivitäten der institutionalisierten älteren Erwachsenen in der Langzeitpflege zu verfolgen, die für wandernde Verhalten gefährdet sind. Die Vorteile von einem RTLS sind Ziel und kontinuierliche Messungen der Aktivität. Selbstbericht Methoden der Tätigkeit, vor allem Wandern, durch Pflegepersonal sind anfällig für Boden-Effekte und Recall Bias und kontinuierliche klinische oder Forschung Beobachtung auf lange Sicht kann zeitaufwändig und teuer sein. Pflegepersonal auch nicht erkennen, den Beginn und/oder Dauer der wandernden Verhaltensweisen, die verbunden mit einer Vielzahl von negativen gesundheitlichen Folgen in dieser Population aber Intervention zugänglich sind. RTLS-Technologien, die zu Fuß Aktivität der institutionalisierten Bewohner mit kognitiver Beeinträchtigung im Laufe der Zeit mit einem hohen Grad an Genauigkeit zu messen. Dies ist besonders nützlich für die Untersuchung auf Wanderschaft, als zu Fuß für mindestens 60 Sekunden (wenn überhaupt) nur wenige Pausen in Aktivität definiert. Wandern ist mit Fortschreiten der Krankheit, Krankenhausaufenthalte, Stürze und Tod verbunden. Bisherige Arbeit schlägt ältere Erwachsene mit schlechten Bilanz Fähigkeit und nachhaltig zu Fuß hochaktiver möglicherweise besonders anfällig für schlechte Gesundheitszustand. RTLS dienen zur Beurteilung kognitiver Beeinträchtigung und Faktoren im Zusammenhang mit Gang und Gleichgewicht. jedoch können zusätzliche Papier und Bleistift Gang/Gleichgewicht Werkzeuge verwendet werden, um Risikoprofile zu verfeinern. Dieses Projekt beschreibt die Verwendung von RTLS walking Aktivität zu messen und auch Gang Qualität und Fähigkeit Maßnahmen auf dieser Population zu balancieren.

Introduction

Eines älteren Erwachsenen Möglichkeit, tägliche Aktivitäten des täglichen Lebens auszuführen und körperlich aktiv sein ist Gang Qualität und Ausgewogenheit Fähigkeit zugeordnet. 1 frühere Arbeit zeigt Zusammenhänge zwischen Gleichgewicht Fähigkeit und Selbstauskünften körperliche Aktivität bei sitzenden älteren Erwachsenen. 2 diese Zusammenhänge bleiben in der älteren Erwachsenen Bevölkerung. Z. B. bei älteren Erwachsenen in der Gemeinschaft, Selbstauskünften Bewegungsstufen korreliert deutlich mit Balance3 und zu Fuß Kapazität; 4 die körperliche Aktivität der ambulanten Pflege Langzeitbewohner korreliert positiv mit Gang und Gleichgewicht (unter Verwendung der Tinetti orientierte Mobilität Leistungsbeurteilung). 5 Institutionalisierung ist im späteren Leben6 und führen zu einer hohen Prävalenz der sesshaften Verhalten in dieser Population zu Fuß verminderte Aktivität zugeordnet. 7 In der Tat eine gemeldete 80 % oder mehr der wachen Stunden eine institutionalisierte Wohnsitz ist sitzend oder liegend5 verbrachte und nur wenige langfristige Pflege Einwohner erreichen die empfohlene 30 Minuten tägliche moderate Aktivität. 7 zu wenig körperliche Betätigung ist de-Konditionierung, Krankenhausaufenthalt und anderen schlechten Gesundheitszustand in dieser Population zugeordnet. Verständnis der walking Aktivität dieser Bevölkerung kann in maßgeschneiderten Gang und/oder Gleichgewicht Interventionen Hilfe für körperliche Aktivität zu erhöhen.

Einige institutionalisierte ältere Erwachsene mit kognitiver Beeinträchtigung (CI) gehen übermäßig durch Fortschreiten der Erkrankung. Wandernde tritt gibt es kaum/keine Pausen in Aktivität im Laufe mehrerer Stunden/Tage. Wandern ist mit Müdigkeit, Gewichtsverlust, schädigenden fällt, Schlafstörungen, verloren zu gehen, und Tod verbunden. 8 im Vergleich zu Heimbewohner ohne Mild/mäßig CI demonstrieren oder, Bewohner mit schweren CI 20 % mehr Aktivität gekennzeichnet als wandernd, 26 % davon "Läppen sind" Verhaltensweisen, eine Art von Wandern, wo ein Bewohner den Raum Kreisen. 9 , trotzdem ist es schwierig für Pflegepersonal und andere Beobachter zu unterscheiden zwischen körperlicher Aktivität und Wandern. Intra-individuelle Änderungen in unmittelbarer Aktivität können subtil sein und Wandern ist kein Verhaltensproblem, Einhalt geboten werden, bis die ältere Erwachsenen versucht zu fliehen (z. B. Flucht die Anlage). Wandern ist üblich; die Prävalenz des Wanderns variiert von Studie zu Studie, sondern eine geschätzte 38 %10 bis 80 % der älteren Erwachsenen mit CI wird irgendwann im Verlauf der Erkrankung wandern. 11

Es ist schwer zu verstehen, die zu Fuß Tätigkeit des institutionalisierten älteren Erwachsenen als die Bevölkerung ist heterogen (z. B. unterschiedliche kognitive, Gesundheitszustand) und Aktivität lässt sich objektiv messen. Selbstbericht Methoden der Tätigkeit durch Pflegepersonal besser Rechnung zu tragen, Entführung oder versuchter Flucht aus der Anlage und kontinuierliche Beobachtung über die langfristige ist anfällig für Inter Rater Fehler, zeitaufwändig und teuer. 12 , 13 Echtzeit-Ortung (RTLS) Systemtechnologien haben das Potenzial, zu Fuß Aktivität bei älteren Erwachsenen mit CI Objektiv und kontinuierlich zu messen. Insbesondere gibt es Heterogenität im Feld RTLS und theoretisch mehrere Systeme verwendet werden: Ultra-Wideband (UWB; siehe beiliegende Tabelle of Materials), Infrarot + Radiofrequenz, Ultraschall und Maschine-vision-Systeme. Jedoch um wandernde Verhaltensweisen zu bewerten, braucht man eine Tracking-Technologie, die klein und unauffällig, Wireless Wide Area-Tracking mit keine Sichtlinie Fragen und Genauigkeit, innerhalb von 20 cm in der Lage ist und es gibt (wenn überhaupt) nur wenige Systeme als ein RTLS mit UWB, erfüllt diese Anforderungen. Beispielsweise greifen Infrarot + Radiofrequenz-Technologie auf die Schaffung "Zonen" welches Detail, wenn ein Bewohner durchläuft, aber nicht spezifisch genug ist, um wandernden Verhalten außer innerhalb von ein oder zwei Meter, das ist viel zu gross für diese Zwecke zu bestimmen. Ultraschall und Machine Vision haben Probleme mit der Identifikation und Reflexionen; Bildverarbeitungssysteme haben guten Auflösung aber nicht Bewohner ohne Rückgriff auf die mit einem RFID-Tag zum Ausgleich der unzureichende Fähigkeiten des aktuellen künstliche Intelligenz unterscheiden. Eine Verwendung von UWB RTLS hat ein breiteres Spektrum und räumlichen Auflösung von ca. 20cm-- im Vergleich zu einem Meter oder mehr für andere Systeme--damit die präzise und in der Lage alle Aktivitätsmuster. 14 , 15 die RTLS mit UWB diskutiert hier ist auch stabil, für 24/7 industrielle Anwendungen entworfen worden. Forscher und Kliniker haben früher dieses System wo ist Präzision notwendig - zu verhindern und vorherzusagen, fällt, um Demenz und Veränderungen in der Wahrnehmung - in einer Vielzahl von Einstellungen--bewerten unterstützt, Leben, Krankenhaus, Pflegeheim und Rehabilitation Einheiten. 13 , 16 , 17

Dieses Papier wird ausführlich das Protokoll ein RTLS mit UWB, um walking Aktivität zu messen [zu Fuß erreichbar, nachhaltig zu Fuß zu erreichen und nachhaltig Gang Geschwindigkeit (Durchschnitt Meter pro Sekunde / Woche berechnet während aufrecht erhalten, nur zu Fuß)] und Paper & Pencil Tests von CI, Gang, Fähigkeit und Wuchtgüte, von denen die letztere Schlüsselkomponenten des Gehens Aktivität sind. Studienergebnisse Schwerpunktthema mit RTLS um zu unterscheiden, zu Fuß erreichbar, die körperliche Aktivität und somit positive Gesundheitsergebnisse zugeordnet ist, werden und nachhaltig Fuß ist verbunden mit Wandern und so negativen gesundheitlichen Folgen.

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Protocol

Alle hier beschriebene Methoden wurden von der Institutional Review Board an der Corporal Michael J. Crescenz VA Medical Center in Philadelphia, PA. genehmigt

1. Installation und Einrichtung eines Echtzeit-Ortung Systems (RTLS)

  1. Überprüfen Sie Anlage Politik, Sicherheit und persönlichen Daten Schutz für die Bewohner mit Anlage beteiligten. Bestimmen Sie, ob schriftlich oder mündlich Unterstützung über die Verwendung von RTLS in der Einrichtung erforderlich ist. Gehören Sie in Gesprächen mit Beteiligten lokale Protokolle und Verfahren (z. B. lokale Einrichtung Technologie Freistellungen, union abzeichnen, etc.) und einen Projektzeitplan. 12
    Hinweis: Aktualisieren Sie Protokolle, Verfahren und Zeitplan, wie sie im Laufe des Projekts, Treffen mit den Beteiligten und den Erwerb von Abzeichnung von interessierten Parteien ändern.
  2. Genehmigung institutionelle Review Board einschließlich HIPAA Verzicht auf medizinische Diagramme vor Einholung der Zustimmung von förderfähigen Bewohner überprüfen.
  3. Statten Sie den gewünschten Bereich der Studie mit einem RTLS (siehe Abbildung 1). Montieren Sie Sensoren in den oberen Ecken aller Gemeinschaftsräume und Flure zu triangulieren resident Lage und Bewegung in Echtzeit.
    1. Zeigen Sie die Sensoren in die Mitte des Bereichs, der ihre Antennendiagramm zu verwenden, die +/-90 Grad im Azimut (Horizontal) und +/-45 Grad in die Höhe (vertikal) ist. Kippen Sie das Gesicht des Sensors nach unten, so daß, wenn ein Laserstrahl aus dem Gesicht des Sensors kam, wenn die gegenüberliegende Ecke des Raumes ca. 5-6 ft über dem Boden schlagen würde. Sicherstellen Sie, dass der Sensor Ebene ist, indem Sie eine Ebene auf die zwei Kunststoff-Stöpsel auf der oberen Rückseite des Sensors.
      Hinweis: für einen typischen Gemeinschaftsbereich in einer langfristigen Pflegeeinrichtung (ca. 10 m x 13 m / 1.000 Quadratfuss), vier Sensoren benötigt. Diese Sensoren werden eine größere Fläche abdecken, aber dies ist abhängig von der Umgebung – z. B. Wände und Glastrennwände im Bereich Getriebe beeinflussen kann.
    2. Jeder Sensor braucht ein Netzwerkkabel läuft vom unteren linken Anschluss auf der Rückseite des Sensors an den Schalter, dem mit der Server verbunden ist; Dieses Kabel ist ein Cat5e-Kabel. Führen Sie mit einem Sensor als Master das Timing Kabel vom Master zu einander Sensor, damit eine Stern-Topologie.
      1. Dazu stecken Sie ein geschirmt cat5e-Kabel eines der 6 verfügbaren Ports auf dem Master und führen Sie es auf einander Sensor wo es in den oberen rechten Port 6 Anschlüsse angeschlossen werden. Geführtes Kabel über Deckenplatten.
        Hinweis: Die Anzahl der Sensoren im Bereich bestimmen die Anzahl der Anschlüsse für die Stromversorgung über Ethernet (POE) Schalter erforderlich. Jeder Sensor wird zwei Ports benötigen. Bei Bedarf können mehrere POE-Switches angeschlossen werden.
    3. Messen Sie, wo die Sensoren befinden sich im Bereich und wählen Sie einen Ausgangspunkt auf dem Sensor (z. B. unten links so, dass bewegliche Norden die positive y-Achse ist und Richtung Osten die positive x-Achse ist). Messen Sie die X, y und z der einzelnen Sensoren (mit einem Laser-Distanz-Vermesser) in Bezug auf diesen Ursprung. Notieren Sie die MAC Adresse auf der Rückseite des Sensors und halten Sie die grafische Benutzeroberfläche (GUI, eine spezielle Software entwickelt, um die RTLS verwalten) einzugehen.
  4. Öffnen Sie in der GUI Plattform Control zu, und klicken Sie auf Core Server , markieren Sie es und klicken Sie dann auf starten. Wiederholen Sie diesen Vorgang für den Dienstcontroller. Klicken Sie auf übernehmen und dann OK.
    1. Öffnen Sie das Installationsprogramm für Service und klicken Sie auf weiter. Navigieren Sie zu C:\Ubisense Software und gehen Sie in der Lage Modulordner und markieren Sie den Ordner "Pakete". Klicken Sie auf "OK" und im nächsten. Alle aufgeführten Dienste zu installieren. Wiederholen Sie diesen Vorgang erneut, aber gehen Sie in die Plattform-Ordner und markieren Sie den Ordner "Pakete". Alle aufgeführten Dienste zu installieren. Klicken Sie auf Service Manager und sicherzustellen Sie, dass alle Dienste wie "running." angezeigt
  5. Öffnen Sie den Site-Manager und gehen Sie auf die Registerkarte " Bereiche " Erstellen eines Grundrisses von Notepad öffnen und geben Sie die Start und Punkt jeder Wand zu stoppen, indem man die X, y-Koordinaten des Startpunktes, gefolgt von den Endpunkt. Speichern Sie die Datei als eine DAT-Datei. Nach dem letzten Satz der Punkte (0,0) drücken Sie die Eingabetaste.
    1. In der Registerkarte " Bereiche " gehen Sie zu Wände > Laden Wände und die .dat-Datei laden. Gehen Sie zu Regionen > Set Herkunft und wählen Sie die untere linke Ecke. Klicken Sie auf die Auslosung Wand-Modus und fügen Sie eine Dummy-Wand überall innerhalb des Platzes. Dies zeigt dem System wo man die Regionen (innerhalb und außerhalb der Region) zu berechnen.
    2. Klicken Sie Regionen > Regionen zu berechnen; Dies unterstreicht das Quadrat blau. Löschen Sie die Mauer – durch Auswahl der Wall-Modus -Taste und drücken Entf. Gehen Sie zu Bereich > Speicherbereich und speichern Sie die Gegend. Gehen Sie auf die Registerkarte " Zellen " und laden Sie den Bereich durch Auswahl aus dem Dropdown-Feld Bereich .
    3. Klicken Sie auf die Schaltfläche Hinzufügen Ausdehnung in der unteren linken Ecke. Um zu verwenden klicken Sie auf die Standardwerte Speichern. Vor Ort in der linken Spalte einen Rechtsklick und wählen Sie Neue Geometrie-Zelle. Klicken Sie auf die Schaltfläche Hinzufügen Ausdehnung und wieder verwenden Sie die Standardeinstellungen. Klicken Sie rechts auf die Geometrie Zelle und wählen Sie Neue Lage Zelle. Klicken Sie auf die Schaltfläche Hinzufügen Ausdehnung und verwenden Sie die Standardeinstellungen.
  6. Öffnen Sie die Motor-Standortkonfiguration und Bereich zu laden, indem Sie auf Karte > Laden Bereich. Fügen Sie eine Lage Motor-Zelle, die verwendet wird, um eine Zelle von Sensoren einrichten, indem Sie auf Zelle > New. In der linken Spalte gibt es keine verfügbaren Sensoren; gehen Sie zu Datei > Import Sensoren und suchen Sie die .xsc-Datei, die sich an: C:\Ubisense Software.
    1. Alle Sensoren anzeigen, klicken Sie auf einen Sensor und ziehen Sie es überall auf der Karte. Es werden auch unter Lage Zelle 0001; rechten Maustaste darauf und wählen Sie Eigenschaften. Geben Sie die X, y und z für diesen Sensor und seine MAC-Adresse. Geben Sie in etwas für Yaw, Pitch, oder Rollen Sie nicht. Wiederholen Sie diesen Vorgang für alle anderen Sensoren und sicherzustellen Sie, dass sie korrekt auf der Karte platziert.
    2. Klicken Sie auf die Registerkarte " Sensorstatus "; Sensoren ausgeführt werden – wenn nicht ziehen und wieder einstecken, mit der Stromquelle. Verwenden Sie die Registerkarte "Protokoll" die Boot-Prozess zu überwachen. Jeder Sensor wird in Gruppen von 100 Pakete herunterladen und meldet schließlich Sensor ausgeführt. Verweisen Sie auf die Registerkarte " Sensor Status ", um sicherzustellen, dass die Sensoren haben gestartet und ausgeführt werden.
    3. Klicken Sie auf die Leistungsabgabe Grundstück vom Grundrauschen liegt auf jedem Sensor prüfen. Die Kurven laufen zu lassen. Drücken Sie nach einer Pause die Schwellenwerte festgelegt -Taste. Dies setzt die Aktivität-Schwelle auf jeder Sensor die Hintergrundgeräusche herausfiltern. Hintergrundgeräusche empfiehlt sich unter 1000.
    4. Rechtsklick auf Lage Motor Zelle 00001 > Eigenschaften. Im Radio gesetzt Registerkarte die HF-Leistung bis 255, die max Radio-Niveau. Auf der Registerkarte "Geometrie" soll die Decke 5, das Wort zu 0 und der Max-Standardfehler auf 0,05. Die Decke ist die maximale Höhe des Raumes, der Boden ist min und max Standardfehler ist für die Filterung schlechte Messwerte.
  7. Ein kompaktes oder Hang Tag abholen und gehen Sie auf die Registerkarte " Tags " in Lage Motor Config und klicken Sie auf Tag > New. Geben Sie-Tag-Nummer ein und die oberen Qos auf 32, den gleichen Wert wie die unteren Qos. Diese Sätze sind die Anflugbefeuerung Raten des Tags. Wählen Sie Informationen Standardfilter als Filter.
    1. Klicken Sie auf die Registerkarte " Sensoren und Zellen ". Der rechten Maustaste auf Position Motor Zelle 0001 und klicken Sie auf Monitor. Dies setzt die Tags in der Zelle zu übertragen und nie einschlafen. Drücken Sie und halten Sie unten in der Mitte des kompakt-Tags und der Mitte des Hang-Tag für drei Sekunden, um das Tag einzuschalten. Es leuchtet, wenn das Licht in der oberen rechten Ecke standfest ist und beginnt zu blinken.
    2. Setzen Sie das Tag im Herzen der Region, wo alle Sensoren es in der Sichtlinie haben. Messen Sie die X, y und z von jenem Ort in Bezug auf den gleichen Ursprung auf dem Sensor vor verwendet. Rechter Mausklick auf eine der drei anderen Sensoren und Dual Kalibrierungzu wählen. Verwenden Sie den Meister als Referenz zu, geben Sie die Tag-Nummer, geben Sie an der Stelle gemessen und wählen Sie nächste. Nach Abschluss die Kalibrierung speichern Sie die Werte für alle Sensoren.
    3. Führen Sie diese oben Schritt erneut, um sicherzustellen, dass die Werte + /-2. Wiederholen Sie diesen Vorgang für alle anderen Sensoren, aber nicht speichern Sie die master-Sensor-Werte. Wenn einen Hang-Tag verwenden, drehen Sie ihn, so dass das Gesicht des Tags zwischen dem Master und ein weiterer Sensor kalibriert zeigt und stellen Sie sicher, dass der Tag in einer vertikalen Position ist. Das kompakte Tag muss in einem Ort liegende Wohnung.
    4. Die Sensoren richtig in Richtung der Mitte des Bereichs zeigen und sehen die grünen Winkel der Ankunft Linien konvergierenden auf den Tag zu gewährleisten. Im unteren Bereich des Fensters das Kontrollkästchen Sie TDOA und zeigen Sie die zeitliche Verzögerung der Ankunft Kurven konvergierenden auf den Tag. Beachten Sie, dass diese Linien und Kurven nicht perfekt sein. Wenn nötig, wiederholen Sie die Kalibrierung. Folgende Anweisungen ab Schritt 5.1, klicken Sie auf die Monitor-Flagge aus.
    5. Öffnen Sie die Karte und laden Sie die Fläche unter Bereich > Laden und Blick den Tag auf der Karte.

2. verwenden Sie die RTLS-Tags zu lokalisieren und Bewohner in Echtzeit verfolgen

  1. Überprüfen Sie medizinische Diagramme zur Identifizierung ambulant (mit/out ein Hilfe-Gerät) Bewohner oder Anwohner, die mit ihren Füßen Alter von 55 Jahren treiben können oder mit CI/Demenz. Zustimmung einholen. Oder, wenn die Bewohner nicht in der Lage, auf eigene Faust zuzustimmen ist, Kontaktinformationen im medizinischen Diagramm verwenden, um ihren gesetzlich befugten Vertreter (LAR) oder die nächsten Angehörigen (NOK) kontaktieren.
  2. Mündigen Bürger mit Handgelenk oder Hangtag Outfit (siehe Abbildung 1). Um die Beschriftung zu aktivieren, legen Sie einen Magneten unter der rechten unteren Ecke des Tags und warten auf das Licht zu blinken ständig. Das Hangtag ist es nicht auf rückwärts zu gewährleisten oder wird das Signal gedämpft werden. Befestigen Sie das Handgelenk-Tag zu einem Bereich des Körpers mit einem kleinen Querschnittsfläche und Absorption von Radiofrequenz-Energie begrenzt und bietet bessere Trackinggenauigkeit.
  3. Entwicklung eines Protokolls für Pflegepersonal, einen Residenten-Tag zu entfernen, beim Baden und Duschen und Pflegepersonal zu diesen Schritten zu trainieren. Einen vorher festgelegten Ort zu kommunizieren, Pflegepersonal wo sie Tags lassen finden sie in der Einheit (z. B. hinter die Krankenschwester Station) im Falle wissenschaftlicher Mitarbeiter nicht da sind, um sie zurückzuholen.
  4. Vor dem Aufsetzen der Bewohners der Tag, der Tag Verband tab GUI (siehe Abbildung 2), weisen Sie jedem Bewohner eine zufällige und einzigartige "Patienten ID" Anzahl und Zuarbeit für die GUI. Mit der Telefonnummer an den Tag, geben Sie die Transponder-ID-Nummer assoziieren sie mit dem "Patienten-ID" Der Tag wird einmal in der GUI vergeben drahtlos verfolgt werden. Halten Sie Position zu, "Ursprung", sondern in "allow Tag Swaps", wählen Sie "wahr", und klicken Sie dann auf Speichern.
    Hinweis: Wenn Daten gefährdet sind die Vertraulichkeit und Sicherheit der Bewohner bleibt als nur eine zufällige Identifikationsnummer und X, y-Koordinaten sind verfügbar; Diese Koordinaten entsprechen keine Zuhause/Institution, Stadt, etc.
  5. Erstellen Sie ein separates Dokument gespeichert auf einem gesicherten Server hinter einer Firewall und einem Passwort-geschützten Computer verknüpfen die Bewohner persönliche Informationen mit ihren Patienten-ID und Tag-ID.
  6. Klicken Sie im Smart Space Config Ansicht Meldungen zur Ablaufverfolgung. Klicken Sie auf "Get Ablaufverfolgungsmeldungen. Überprüfen Sie die Ereignisse für die Tag/Resident Lage und Bewegung. Klicken Sie auf die Registerkarte " Protokoll ", um sicherzustellen, dass es gibt keine Fehlermeldungen angezeigt.
  7. Klicken Sie auf die Registerkarte " Sensorstatus " und zeigen Sie, dass alle Sensoren "ausführen" (siehe Abbildung 4). Wenn dies nicht der Fall ist, klicken Sie rechts auf den Sensor und den Computer neu starten. Wenn nach dem Neustart Timing oder andere Zustände festgestellt werden, überprüfen Sie physische Kabel zu den problematischen Sensor.
    1. Stellen Sie sicher, alle Kabel sind angeschlossen, um die POE-Switch und das Timing und Stromkabel auf dem spezifischen Sensor arbeiten. Zum Beispiel, wenn das Netzkabel nicht funktioniert, werden kein Licht auf den Sensor und ein neues Netzkabel benötigt. Wenn es Kraft gibt, ist ein neues Timing-Kabel erforderlich.
  8. Richten Sie in C: Ubisense Software -System-Dateien einen Ordner auf dem Server die raw täglichen CSV-Daten-Dateien zugreifen.
  9. Eine automatische Datensicherung (externe Festplatte) richten Sie ein und sichern Sie ab, damit es nicht ausgesteckt oder vom Server verschoben werden.
  10. In ein Daten-Management-Programm, glatte RTLS raw-Daten mit einem 5 Sekunden bewegten durchschnittliche Zeitfenster (basierend auf Zeit zur Verfügung gestellt in x und y-Koordinaten Rohdaten) und einen Schwellenwert von 0,7 m Bewegung (standortabhängig zur Verfügung gestellt in x und y-Koordinaten Rohdaten).
    Hinweis: Dies erstellt eine stabile Reihe von Koordinaten, ähnlich der beobachteten Residenten zu Fuß Aktivität. Nur um die Sprünge in Daten, verwalten, wenn ein Tag Motion computing, erwachsen, Distanz und Zeit (und Pfaddaten) wenn zwischen Punkten dauert weniger als 30 Sekunden.

3. Messung der Aktivität Walking und Wandern

  1. Tägliche Csv-Dateien in eine Daten-Management/Analyse-Programm herunterladen.
    Hinweis: Je nach Projektziel, können RTLS Daten stündlich, reduziert werden, täglich, wöchentlich, zweiwöchentlich, und so weiter. Für die Zwecke dieses Projektes Daten gemittelt werden wöchentlich (summierte täglich/7), intra-individuelle Veränderungen in Gehfähigkeit von Woche zu prüfen. Beachten Sie, dass die Zahl der täglichen Proben für jeden Bewohner wird basierend auf den Grad der Aktivität. Bewohner, die weitgehend sesshaft sind haben mehrere hundert Daten Punkte/Tag oder weniger; Bewohner, die aktivere haben wie mehrere tausend Daten Punkte/Tag.
  2. Durchschnittliche Fuß, nachhaltig zu Fuß zu erreichen und nachhaltig Gang Geschwindigkeit zu berechnen, und das Ausmaß der Veränderungen bei diesen Maßnahmen im Laufe der Zeit mit den rohen Standortdaten zur Verfügung gestellt (wöchentliche Durchschnitte von X, y-Koordinaten) zu berechnen.
  3. Hinweis: Zu Fuß = Gesamtzahl der Meter pro Woche ging Durchschnitt [z. B. zwischen jedem Punkt berechnen: √ (X2-X1) ^ 2 + (y2-y1) ^ 2], nachhaltig Fuß = durchschnittliche Anzahl von kontinuierlichen Meter ging pro Woche berechnet nur wenn der Bewohner reist für mindestens 60 Sekunden mit einem Halt nicht länger als 30 Sekunden, Gang Geschwindigkeit = durchschnittliche Meter pro Sekunde / Woche berechnet beim nachhaltigen gehen nur [zwischen jedem Punkt berechnen: √ (X2 X1) ^ 2 + (y2-y1) ^ 2 und dann t2-t1, den Zeitpunkt zu bestimmen, es braucht, um zu gehen, dieser Abstand].
  4. Eine Sichtkontrolle aller Sensor-Leuchtanzeigen auf RTLS Sensoren und Tags einmal pro Tag. Überprüfen Sie alle Zusatzausstattungen zur Verfügung gestellt (z. B. POE-Switches und Timing-Boxen) für Leuchten.
    1. In der GUI unter "Karte" Vergewissern Sie sich, alle tagged Bewohner sind sichtbar und wird jeden Tag verfolgt (siehe Abbildung 5). Wenn es ein resident auf der Karte fehlt, klicken Sie auf Bericht um das letzte Mal festzustellen, dass die Bewohner vom System gesehen wurde. Klicken Sie auf Stunden-, Tage- oder wochenweise Berichte, die auch von Patienten-ID gefiltert werden können (siehe Abbildung 6).
      Hinweis: Dies kann auch erfolgen anhand der täglichen CSV-Dateien für die Patienten-ID-Nummern.
    2. Wenn ein Tag nicht funktioniert, das Tag und/oder prüfen Sie die Batterie. Wenn die Batterien ersetzt werden, klicken Sie auf das zugehörige Tag und den "Tag Batterie ersetzt" Button in der rechten Ecke des der SmartSpaceConfig.
    3. Einige Bewohner mit CI können ihren Tag (weggeworfen versehentlich) abnehmen, wenn sie über ihre Teilnahme an dem Projekt zu vergessen. Wenn ja, erinnern Sie die Bewohner des Projekts, Fragen Sie, ob sie fortfahren möchten, und gegebenenfalls, ersetzen Sie das Handgelenk Tag zu. In Gesprächen mit Pflegepersonal erinnern Sie die Akteure mit den Bewohnern sprechen und erinnern sie an ihre Teilnahme an dem Projekt.
  5. Täglich zu überprüfen, dass keine Handgelenk/Hang-Tags wurden unter Wasser oder auf andere Weise Damaed durch Wasser (Wohnsitz nimmt ein Bad statt Dusche); Wenn Wasserschaden sichtbar, das Tag tauschen.

4. Messung kognitiver Beeinträchtigung, Gang und Gleichgewicht

  1. Registrieren, runterladen und den kognitiven Status der Bewohner, die Zustimmung zur Teilnahme an der Studie zu Studienbeginn und alle 6 Monate im Verlauf der Studie mit dem Montreal kognitive Beurteilung (MoCA) beurteilen. 18
    1. Eingabe resident MoCA Scores in ein Dataset, das mit RTLS-Daten über ein Daten-Management-Programm zusammengeführt werden können.
  2. Recode roh MocA Scores, so dass ein Ergebnis von MoCA von ≥24 zeigt keine CI, eine Punktzahl zwischen 10-23 Mild/mäßig CI kennzeichnet und eine Punktzahl zwischen 0-9 schwere CI. 19
  3. Mit dem Tinetti Leistung orientierte Mobilität Bewertung (POMA) und die zugehörige Beschreibung, bewerten20die Gangart und das Gleichgewicht der Bewohner, die Zustimmung zur Teilnahme an der Studie jede Woche im Laufe des Studiums. 20
    Hinweis: Es gibt zwei Subskalen in die POMA mit Gang Qualität reicht von 0-12 und Balance-Fähigkeit von 0-16. Höhere Werte deuten darauf hin weniger Gang und Gleichgewicht Beeinträchtigungen. Diese Subskalen messen eine Vielzahl von damit verbundenen Fähigkeiten und Aufgaben umfassen, wie z. B. von einem Stuhl aufstehen, sitzen und stehen Gleichgewicht, balance beim Drehen, Schrittlänge, Stufenhöhe, Abweichung von einer Pathand Haltung. Gebrechliche oder institutionalisierte ältere Erwachsene, Einklang mit der Bevölkerung in diesem Projekt verwendet haben eine mittlere Punktzahl von 11-12 (SD = 3,3-5,7) auf die Balance Fähigkeit Subskala und eine mittlere Punktzahl von 8.1-8.6 (SD = 3,2-4,6) auf die Gangart Qualität Subskala. 1 , 21
    1. Ein-Gang und Gleichgewicht Subskala und insgesamt punktet in der Datenbank mit anderen Variablen zusammen mit demografischen Merkmale von Interesse (Alter, Rasse/Ethnizität, Geschlecht).
  4. Analysieren Sie die Beziehung zwischen CI, Gangbild, Gleichgewicht und Gehfähigkeit Aktivität in einem Daten-Management/Analyse-Programm. Klicken Sie auf Kreuztabellen und Eingangsgrößen, bivariate Beziehungen zu untersuchen. Klicken Sie auf Chi-Quadrat um die Stärke der Assoziation zwischen diesen Variablen zu untersuchen.

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Representative Results

RTLS Rohdaten erfordern Glättung an, um die Standortdaten Präzision zu verbessern (siehe Protokoll Schritt 9 unter dem Abschnitt, "Verwenden der RTLS-Tags zu lokalisieren und Track Einwohner in Echtzeit"). Aber mit den Standardeinstellungen in der Handlung auf die Registerkarte "macht" während der Installation und Einrichtung (siehe Schritt 1.6.3 in das zugehörige Protokoll) gesteuert, ohne zusätzliche Glättung wird es weiterhin sein Lärm und springt. In Bezug auf Lärm, auch wenn Sie für mehrere Stunden sitzende aktive RTLS Tag weiterhin Bewegung melden Sie sich – vor allem, wenn die Bewohner ihre Gliedmaßen bewegt sich das Tag befindet – Herstellung von kontinuierlichen Bewegung, die zu Fuß Aktivität Maßnahmen künstlich aufbläst. Die Lage des Bewohners springt auch - manchmal setzen einen Weg durch eine Wand (siehe Abbildung 6) - wenn der Tag schläft (inaktiv) aufgrund von längerer Inaktivität und dann wacht durch ansässige Bewegung. Verwenden Sie eine Graphics Interchange Format (GIF), um Pre- und Post-geglätteten Daten mit mehreren Bewohnern für ein paar Stunden zu visualisieren.

Nachhaltige walking ist ein Maß für die Wanderung bei älteren Erwachsenen mit CI verbunden mit schädigenden Stürze, Unfälle, Gewichtsverlust, Schlafstörungen, verloren zu gehen, und Tod. Öffnen Sie 8 um zu unterscheiden zwischen zu Fuß erreichbar und nachhaltig Fuß, CSV oder Datendateien in einem statistischen Programm. Verwenden Sie Grafik-Tools, um die wöchentlichen Durchschnittswerte für nachhaltige zu Fuß erreichbar und nur wenige Gehminuten zu geben. Angesichts der Tatsache, dass zu Fuß ist ein Maß für alle walking Aktivität und nachhaltige walking Wegmessung erfolgt nur, wenn die Wohnsitz für mindestens 60 Sekunden geht, sicherzustellen, dass zu Fuß Entfernung Mittel sind höher als nachhaltig zu Fuß bedeutet für alle Bewohner (siehe Abbildung 8 ). Auch vergleichen Sie die "Bewegung Bericht," der Daten auf jedem Bewohner nach Tag, Woche, Jahr und So weiter, in der GUI mit diesen Daten. Beachten Sie, dass zusätzliche Maßnahmen des Gehens Aktivität entwickelt werden können. Beispielsweise kann es sein, von Interesse, in sitzender Tätigkeit verbrachte Zeit zu berechnen, die Bewohner zu einem bestimmten Ort von Interesse oder Zeit in eine bekannte Aktivität zu verfolgen.

RTLS hat 95 % Konkordanz in der Genauigkeit mit fußläufiger Entfernung und nachhaltig Fuß basierend auf Beobachtungsstudien. Die RTLS möglicherweise auch zur Unterscheidung zwischen Bewohnern mit/out CI; 22 -Abweichung vom Weg der geraden Linie (Tortuosität) korreliert mit Stride-Zeit Variabilität gemessen an einer Gang-Rite-Matte (p = 0,30) die Mini-Mental Staatsexamen (p =-0.47). Darüber hinaus hat Vorarbeiten ein RTLS verwendet, Gang und Gleichgewicht zu prüfen; zu Fuß Aktivität Maßnahmen sind korreliert mit der Tinetti-Gang (p = 0.32-0,35) und Balance (p = 0,37 0,40) Subskalen. 23 so, Papier und Bleistift messen CI Gang Qualität und Ausgewogenheit Fähigkeit liefern zusätzliche Informationen auf die Bewohner für Forschung/klinische Zwecke, aber die RTLS kann auch verwendet werden, um diese Faktoren zu untersuchen.

Figure 1
Abbildung 1: Echtzeit-Ortung System Sensor (RTLS; in den Ecken der Decke montiert) und zwei Tags resident Lage und Bewegung in Echtzeit verfolgen. Ein kompakte Tag kann am Handgelenk getragen werden oder ein Hang-Tag aus dem Hals oder Gürtel Schleife hängen. Diese Tags arbeiten durch das Aussenden eines ultra-wide Band (UWB) Funksignal, von den anderen Sensoren in der Umgebung trianguliert. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Figure 2
Abbildung 2: Tag-Verein in der grafischen Benutzeroberfläche (GUI). Dies ist, wo die "Patienten-ID," die ist eine zufällige eindeutige Kennung des Bewohners und die zugehörigen Nummern sind für Ortung eingegeben. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Figure 3
Abbildung 3: The Motor Konfiguration Programm Map mit Zellen. Hiermit wird sichergestellt, das System ist Aufzeichnung von Ereignissen (z. B. Tag/Resident Lage und Bewegung), wenn Sie aktiv auf der Karte ersichtlich. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Figure 4
Abbildung 4: The Location Engine Konfigurationsprogramm, Sensor Status tab. Die Registerkarte "Status" Sensor dient zum Anzeigen des Status der Sensoren, die angibt "läuft." Sensoren-Nachrichten wie "unbekannt", "kein Timing," Adresse oder anderen Nachrichten, wie dies ein Problem mit Tracking im System, insbesondere dann, wenn diese "Meister" oder "Timing" Sensoren sind. Der rechten Maustaste auf den Sensor und neu starten, um eine aktualisierte Sensorstatus erhalten; ändern Sie das Timing-Kabel oder das Stromkabel, wenn Neustart dasselbe Problem produziert. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Figure 5
Abbildung 5: die Karte in der grafischen Benutzeroberfläche (GUI). Die Karte wird verwendet, um die Bewohner verfolgt in Echtzeit anzeigen. Wenn ein Bewohner ist nicht auf der Karte können sie aus dem Fährtengelände gesehen, deren Tag fehlt eine leere Batterie haben. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Figure 6
Abbildung 6: Bewegung von Woche Bericht in der grafischen Benutzeroberfläche (GUI). Wenn ein Bewohner aus dem Fährtengelände fehlt und sie einen aktiven Tag tragen, öffnen Sie die Funktion "Report" und bestimmen Sie das letzte Mal, dass die Bewohner vom System gesehen wurde, indem Sie auf täglich, wöchentlich, etc., Berichte. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Figure 7
Abbildung 7: ein GIF resident Tätigkeit. Hier wird die Reise von einem ansässigen Reisen im Laufe des 24-Stunden-Zeitraum. Überprüfen Sie es gibt keine Sprünge durch Wände und alle stationären Aktivitäten ohne Sprünge aufgezeichnet ist. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Figure 8
Abbildung 8: ein Punkt-Diagramm des Gehens Aktivität. Dieses Diagramm zeigt das Verhältnis zwischen zu Fuß erreichbar und nachhaltig Fuß für alle Bewohner in der Probe; zu Fuß ist höher als nachhaltig zu Fuß erreichbar. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

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Discussion

Es gibt mehrere wichtige Schritte befolgt werden, vor Beginn des Projekts RTLS, die Diskussion lohnen. Während einen typischen Gemeinschaftsbereich in einer langfristigen Pflegeeinrichtung (ca. 10 m x 13 m / 1.000 Quadratfuss) erfordert vier Sensoren, dies variiert je nach der Umgebung und die Anzahl der für das Projekt erforderlichen Sensoren basieren auf das Maß an Präzision erforderlich und die Umwelt . Vorsprünge und Glaswände, werden beispielsweise zusätzliche Sensoren erfordern. Wenn es keine Sichtlinie Probleme, werden vier Sensoren eine noch größere Fläche bedecken. Auch Bedenken Sie, dass es wahrscheinlich einige Bereiche einer Einrichtung wo Gesamtabdeckung nicht benötigt wird. Die Aktualisierungsrate der Tags ist auch wichtig, da höhere Aktualisierungsraten Lage und Bewegung Zusatzdaten zu produzieren aber verringern die Lebensdauer der Batterie. Die Fabrik-Update-Raten können in der Registerkarte "Tags", der Motor Konfiguration geändert werden. Auch angesichts der Tatsache, dass Software-Updates auftreten können, oder gibt es Hardware-Probleme, kaufen ein Wartungs- und Supportvertrag für ein Jahr und zusätzliche Sensoren und Handgelenk-Tags (für den Fall, dass untergetaucht im Wasser, weggeworfen, etc.). Remote-Zugriff auf den Server kann erforderlich sein, einige Probleme mit der GUI zu beheben: (1) Internet-Verbindungen in der Anlage erforderlich sind und (2) die IRB oder anderen Interessengruppen vorzulegen haben Berechtigung für diesen Zugriff (z. B. remote-Überwachung und den Schutz der Versuchsperson Daten).

Schließlich entwickeln Sie Beziehungen zu Anspruchsgruppen (Führung in der Anlage und Hands-on-Pflegepersonal). Führen Sie regelmäßig (z.B. monatlich oder zweimonatlich) Meetings mit Stakeholdern, ihre Bedenken über die Technologie, Compliance und Akzeptanz zu erhöhen und zu Projekt aktualisiert. Diskutieren Sie 12 mögliche Pannen und Verzögerungen, Stakeholder-Erwartungen der Projektzeitplan und Ergebnisse Einhalt zu Gebieten. Stellen Sie sicher, dass Pflegepersonal zu verstehen, wie diese Tags unterscheiden sich von anderen Technologien im Look And Feel (z. B. Wanderguard). Haben Sie eine kontinuierliche Diskussion wie diese Technologie die Einheit und die Anlage im Allgemeinen zugute kommen. Diese Diskussion ist entscheidend für weitere Stakeholder Compliance und Akzeptanz. Im Protokoll entwickeln Sie einen Plan, neue Pflegepersonal auf dem Gerät zu trainieren.

Es gibt mehrere Einschränkungen, die hier besprochenen RTLS. Dieses System ist teuer und es gibt andere kostengünstigere RTLS Entscheidungen. Die Tracking-Technologie erfordert jedoch um wandernde Verhalten zu untersuchen, eine kleine, drahtlose aktive tragbare Tag und ein System, das großflächige Verfolgung, keine Sichtlinie Probleme mit guter Genauigkeit. Es gibt nur wenige (wenn überhaupt) andere Systeme mit diesen Funktionen. Infrarot- und Radiofrequenz-Technologie setzt beispielsweise auf "Zonen" welches Detail zu schaffen, wenn ein Mensch durchläuft und nicht spezifisch genug ist, um wandernden Verhaltensweisen zu bestimmen. Das heißt, obwohl es bekannt ist, wenn ein Bewohner von einer Zone zur anderen (z.B. Zimmer) gekreuzt, es würde nicht bekannt sein was passiert in diesem Raum – wie viele Meilen gelaufen, Zeit verbracht zu Fuß, etc. Ultraschall und Bildverarbeitung haben Probleme mit Kennung, um zu überwinden mit RFID kombinieren müssten (die hier verwendete Ansatz ähnelt) und Bildverarbeitungssysteme niedrigen Auflösung haben. Mit UWB ist ein breiteres Spektrum und räumliche Auflösung in der Größenordnung von 6 Zoll, im Vergleich zu 36 oder mehr für andere Systeme, so dass es die genaueste. Er kann auch auf kleinere "Zonen" und alle Aktivitätsmuster werden erfasst, wodurch es ideal für die Messung des Wanderns Verhaltensweisen. Das System ist außerdem stabil und kann 24/7 verwendet. Aus diesen Gründen wird das hier beschriebene System verwendet in der gesamten Gesundheitsversorgung Umgebung – nicht nur für Asset-Tracking, aber auch zu prüfen, Workflow erkennen fällt,24 Verknüpfung kognitiver Beeinträchtigung mit Gang und Gleichgewicht Defecits,15, 22 vorherzusagen, Risiko,13,25 fallen und untersuchen, wie Multi-resistente Organismen (MDRO) kann sich ausbreiten. 26 weitere Einrichtungen des Gesundheitswesen ergreifen RTLS und dieses Tracking wird mehr kostengünstige zusätzliche Anwendungen werden voraussichtlich entstehen und RTLS kann auch mit anderen intelligenten Technologien integriert werden. Zweitens können Bewohner mit CI verwirrt und nehmen ihre häufig-Tag und Tag Batterien müssen alle 3 Monate geändert werden und mit Wasser eintauchen. Dies erfordert tägliche Kontrollen der Tags und Überprüfung der Bewegung über die grafische Benutzeroberfläche.

Trotz dieser Einschränkungen ist eine RTLS mit UWB überlegen Beobachtungen des Verhaltens, wie es automatische, kontinuierliche und Objektiv ist. Diese RTLS-Technologie hat hohe Übereinstimmung mit fußläufiger Entfernung und nachhaltig zu Fuß zu erreichen und kann verwendet werden, um Gang-Qualität prüfen und Fähigkeit zu balancieren. Darüber hinaus kann es zur anstelle von kognitiven Tests um CI/Fortschreiten im Laufe der Zeit zu bestimmen. Berichte zu Fuß Aktivität von formellen und informellen Health Care Mitarbeiter sind anfällig für Boden-Effekte und recall Bias und kontinuierliche Beobachtung des Gehens Aktivität langfristig sehr zeitaufwendig ist. 12 , 13 Untersuchungen zeigen, dass kontinuierliche Beobachtung des Gehens Aktivität ist wichtig, da subtile intra individuelle Veränderungen mit schlechten gesundheitlichen Folgen verbunden sind. 13

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Disclosures

Die Autoren haben nichts preisgeben.

Acknowledgments

Diese Arbeit wurde unterstützt durch einen Career Development Award # [E7503W] und einen Merit Award # [RX002413-01A2] aus den Vereinigten Staaten (USA) Department of Veterans Affairs Rehabilitation Research and Development Service. Der Inhalt dieser Arbeit repräsentieren nicht die Ansichten des US-Department of Veterans Affairs oder Regierung der Vereinigten Staaten.

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

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