gms | German Medical Science

2. Kooperationsforum Intelligente Objekte und Mobile Informationssysteme im Gesundheitswesen

Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS

03.05. - 04.05.2011, Erlangen

ActiSENS – Ein Aktivitäts- und Sturzmonitor

Meeting Contribution

  • corresponding author Martin Rulsch - Fraunhofer Institut für Integrierte Schaltungen, Bildverarbeitung und Medizintechnik, Erlangen
  • Christian Arzt - Fraunhofer Institut für Integrierte Schaltungen, Bildverarbeitung und Medizintechnik, Erlangen
  • Jinghua Zhong - Fraunhofer Institut für Integrierte Schaltungen, Bildverarbeitung und Medizintechnik, Erlangen
  • Sophia Gerlach - Fraunhofer Institut für Integrierte Schaltungen, Bildverarbeitung und Medizintechnik, Erlangen
  • Simon Jablonski - Fraunhofer Institut für Integrierte Schaltungen, Bildverarbeitung und Medizintechnik, Erlangen

2. Kooperationsforum Intelligente Objekte und Mobile Informationssysteme im Gesundheitswesen. Erlangen, 03.-04.05.2011. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2012. Doc11iis05

DOI: 10.3205/11iis05, URN: urn:nbn:de:0183-11iis054

Published: May 3, 2012

© 2012 Rulsch et al.
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Text

ActiSENS ist ein an der Hüfte getragenes Sensormodul mit dem zwei Bereiche des täglichen Lebens beobachtet werden können. Zum einen erfasst und erkennt das Sensormodul tägliche Aktivitäten des Anwenders, wie Gehen, Rennen, Treppe hoch- und runtersteigen, Radfahren und Ruhen. Zum anderen dient es auch als Alarmsystem bei Stürzen.

Bewegung ist ein wichtiger Bestandteil gesunden Alterns. Als Empfehlung für ausreichend Bewegung schlagen das American College of Sports Medicine und die American Heart Organization jede Woche entweder an fünf Tagen mindestens 30 Minuten moderat anstrengende Aktivitäten, an drei Tagen mindestens 20 Minuten anspruchsvolle Aktivitäten oder eine Mischung aus beiden Kriterien vor. Bei Menschen jeden Alters verringert regelmäßige Bewegung das Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Schlaganfall, Bluthochdruck, Diabetes Mellitus Typ 2, Osteoporose, Übergewicht, Brustkrebs, Angstzustände und Depression. Bei älteren Menschen kommt zusätzlich ein positiver Effekt für die Sturzprävention hinzu [1].

In diesem Kontext hilft ActiSENS Bewegung quantifizierbar zu machen und Rückmeldungen zum geleisteten Bewegungsumfang zu geben.

Mit zunehmendem Alter einer Person steigt das Sturzrisiko. Die Folgen eines Sturzes stellen oft einen erheblichen Einschnitt in die Selbständigkeit dar. Darüber hinaus besteht die Gefahr unter Umständen nicht selbständig aufstehen zu können und darauf angewiesen zu sein von Dritten gefunden zu werden.

ActiSENS wird im Leitprojekt „Barrierefreie Gesundheitsassistenz“ des Spitzenclusters Medical Valley EMN weiterentwickelt um in solchen Situationen zuverlässig Stürze, die Sturzrichtung und Sturzintensität erkennen zu können. In Kombination mit einem mobilen Endgerät und Lokalisierungstechnologien stellt es auf diese Weise die technologische Grundlage für eine Notfall-Dienstleistung dar.

ActiSENS wertet Bewegungen an der Hüfte aus und ordnet die ausgeführte Aktivität den Klassen Gehen, Rennen, Treppe hoch- und runtersteigen, Radfahren und Ruhen zu. Kernelemente um diese Klassifizierung durchführen zu können sind ein Microcontroller, ein Beschleunigungssensor und ein Barometer. In Abbildung 1 [Abb. 1] ist der Aufbau schematisch dargestellt. Der Microcontroller erfasst die Sensordaten und wertet sie in 4s-Intervallen aus. Die Ergebnisse können in einem internen Flash-Speicher zwischengespeichert oder über ein Bluetooth-Modul verschickt werden.

Durch die Signalverarbeitung im ActiSENS kann das zu übertragende Datenvolumen deutlich reduziert und eine Akkulaufzeit von einer Woche erreicht werden.

Die Klassifikationsraten für die Einteilung der Aktivitäten in die Klassen Gehen, Radfahren, Treppen steigen und Ruhen sind in Tabelle 1 [Tab. 1] dargestellt. Zur Bestimmung der Klassifikationsraten wurden zwei Testreihen durchgeführt. An der ersten Testreihe nahmen 12 Probanden (6 männlich, 6 weiblich) teil, die einen Parcours aus Radfahren, Gehen, Treppen steigen, benutzen eines Aufzugs, Autofahren und Büroarbeit absolvierten. An der zweiten Testreihe nahmen 35 Personen (25 männlich, 10 weiblich) teil. Der Versuchsaufbau wurde gegenüber der ersten Testreihe leicht abgewandelt und enthielt Radfahren, benutzen eines Ergometers, Gehen, Joggen, benutzen eines Aufzugs und Treppensteigen.

ActiSENS wird im Rahmen des Spitzenclusters „Medical Valley EMN“ im Projekt „Barrierefreie Gesundheitsassistenz“ weiterentwickelt um auch als Sturzmonitor eingesetzt werden zu können. In diesem Zusammenhang wird die Aktivitätsklassifizierung um eine Sturzerkennung erweitert. Um Sturzereignisse besser beschreiben zu können, werden darüber hinaus Ansätze zur Bestimmung der Sturzintensität und -richtung untersucht.


Literatur

1.
Nelson ME, Rejeski WJ, Blair SN, Duncan PW, Judge JO, King AC, Macera CA, Castaneda-Sceppa C; American College of Sports Medicine; American Heart Association. Physical activity and public health in older adults: recommendation from the American College of Sports Medicine and the American Heart Association. Circulation. 2007;116(9):1094-105. DOI: 10.1161/CIRCULATIONAHA.107.185650 External link