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66. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Medizinische Informatik, Biometrie und Epidemiologie e. V. (GMDS), 12. Jahreskongress der Technologie- und Methodenplattform für die vernetzte medizinische Forschung e. V. (TMF)

26. - 30.09.2021, online

Kontinuierliche Datenspende von Apple HealthKit Daten an Forschungssysteme

Meeting Abstract

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  • Nils-Hendrik Benning - Institute of Medical Biometry and Informatics, Heidelberg University, Heidelberg, Germany
  • Patrick Jersch - Spinal Cord Injury Center, Heidelberg University Hospital, Heidelberg, Germany
  • Petra Knaup - Institute of Medical Biometry and Informatics, Heidelberg University, Heidelberg, Germany

Deutsche Gesellschaft für Medizinische Informatik, Biometrie und Epidemiologie. 66. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Medizinische Informatik, Biometrie und Epidemiologie e. V. (GMDS), 12. Jahreskongress der Technologie- und Methodenplattform für die vernetzte medizinische Forschung e.V. (TMF). sine loco [digital], 26.-30.09.2021. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2021. DocAbstr. 72

doi: 10.3205/21gmds020, urn:nbn:de:0183-21gmds0203

Published: September 24, 2021

© 2021 Benning et al.
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Einleitung: Körperliche Aktivität (KA) ist eine wichtige Determinante in verschiedenen medizinischen Disziplinen. Insbesondere bei der Neurorehabilitation sind Zusammenhänge zwischen KA und Komplikationen bei Personen mit einer Querschnittlähmung bekannt [1], [2]. Studien hierzu basieren bisher häufig auf unvollständigen Forschungsdaten, wenn KA mit Hilfe von Interviewformaten, wie PARA-SCI, erhoben wird [3]. Durch Interviewformate wird ein subjektiver Rückblick über kurze Zeiträume erhoben [4], was im Widerspruch zu langfristig auftretenden Effekten steht. Daher stellen kontinuierliche Datenspenden von instrumentiert erfassten Gesundheitsdaten einen vielversprechenden Ansatz für die Forschung dar.

Stand der Technik: Manuell ausgelöste Datenspenden wurden bereits in Studien mit Apple iOS Geräten technisch erfolgreich erprobt [5], [6]. Diese Systeme sind von regelmäßiger Nutzerinteraktion in der Datenspende-App abhängig, um die Datenübermittlung an das Forschungssystem auszulösen. Dies geht bei mangelnder Compliance mit unvollständigen Forschungsdaten einher.

Konzept: In dieser Arbeit wird eine automatisierte Datenübermittlung ohne Nutzerinteraktion unter iOS erprobt. Hierzu wird eine App implementiert, welche Daten von Aktivitätstrackern zur KA kontinuierlich im Hintergrund aus dem zentralen iOS Speicher für Gesundheitsdaten, HealthKit, exportiert und an ein medizinisches Register übermittelt.

Implementierung: Die implementierte iOS App basiert auf dem Framework SwiftUI [7]. Nach einer initialen Einrichtung wird der Import der Daten zur KA aus HealthKit aktiviert. Die Importvorgänge werden von HealthKit durch eine HKObserverQuery ausgelöst, welche die App im Hintergrund über neue KA-Daten informiert. Nach jeder Auslösung wird eine HealthKit AnchoredQuery durch die App ausgeführt, um neue KA-Daten abzurufen. Diese neuen KA-Daten werden in einer lokalen Datenbank gespeichert. Für jeden Dateneintrag zur KA wird zusätzlich gespeichert, ob dieser erfolgreich übermittelt wurde. Nach Abschluss einer AnchoredQuery wird die Datenübermittlung an ein Register gestartet. Daten werden in Bündeln von 50 Einträgen übermittelt und nur bei Bestätigung einer erfolgreichen Verarbeitung im Register in der lokalen Datenbank als gesendet markiert.

Die Zuverlässigkeit dieser Architektur wurde mit sieben Softwaretestern evaluiert. Nach der Installation der App nutzten diese ihre Smartphones wie gewohnt für vier Wochen, ohne mit der App zu interagieren. Am Tag nach dem Ende der vierten Woche wurden die KA-Daten manuell aus HealthKit exportiert und mit Hilfe des Python Skripts von Koester analysiert [8]. Die Daten aus dem empfangenden Register wurden mit den manuell exportierten Daten verglichen und auf Vollständigkeit geprüft.

Gewonnene Erkenntnisse: HealthKit speichert KA-Daten in Abhängigkeit von der Dauer ununterbrochener körperlicher Bewegung. Hierdurch ergeben sich Messintervalle unterschiedlicher Länge (wenige Sekunden bis zu 20 min). Wenn keine KA ausgeübt wird oder kein Aktivitätstracker getragen wird, werden keine Daten gespeichert. Anhand der Forschungsdaten kann daher nicht direkt beurteilt werden, ob der Aktivitätstracker getragen wurde.

Die Regelmäßigkeit der Datenübermittlung ist bei iOS durch die Auslösung einer HKObserverQuery als Hintergrundprozess begrenzt. Dieser wird für Merkmalsarten zur KA höchstens stündlich ausgelöst. Zusätzlich wird die Regelmäßigkeit durch die Häufigkeit der Entsperrung des Gerätes durch den Nutzer begrenzt. Dies ist für den HealthKit-Export notwendig, da die Verschlüsselung von iOS Geräten eine Verarbeitung von Gesundheitsdaten lediglich im entsperrten Zustand zulässt. Somit werden im gesperrten Zustand auch keine HKObserverQuery-Aufrufe im Hintergrund ausgelöst, sodass weder ein HealthKit Export noch eine Übermittlung von Daten an das Register erfolgt.

Die Autoren geben an, dass kein Interessenkonflikt besteht.

Die Autoren geben an, dass kein Ethikvotum erforderlich ist.


Literatur

1.
Todd KR, Lawrason SVC, Shaw RB, Wirtz D, Martin Ginis KA. Physical activity interventions, chronic pain, and subjective well-being among persons with spinal cord injury: a systematic scoping review. Spinal Cord. 2020;59:93–104.
2.
Jörgensen S, Svedevall S, Magnusson L, Martin Ginis KA, Lexell J. Associations between leisure time physical activity and cardiovascular risk factors among older adults with long-term spinal cord injury. Spinal Cord. 2019;57(5):427–33.
3.
Latimer AE, Ginis KAM, Craven BC, Hicks AL. The physical activity recall assessment for people with spinal cord injury: Validity. Med Sci Sports Exerc. 2006;38(2):208–16.
4.
Ma JK, McCracken LA, Voss C, Chan FHN, West CR, Martin Ginis KA. Physical activity measurement in people with spinal cord injury: comparison of accelerometry and self-report (the Physical Activity Recall Assessment for People with Spinal Cord Injury). Disabil Rehabil. 2018;42(2):240–6.
5.
Henriksen A, Hopstock LA, Hartvigsen G, Grimsgaard S. Using Cloud-Based Physical Activity Data from Google Fit and Apple Healthkit to Expand Recording of Physical Activity Data in a Population Study. Stud Health Technol Inform. 2017;245:108–12.
6.
Hershman SG, Bot BM, Shcherbina A, Doerr M, Moayedi Y, Pavlovic A, u. a. Physical activity, sleep and cardiovascular health data for 50,000 individuals from the MyHeart Counts Study. Sci Data. 2019;6(1):24.
7.
Apple Inc. SwiftUI - Apple Developer Documentation [Internet]. 2021 [zitiert 19. März 2021]. Verfügbar unter: https://developer.apple.com/documentation/swiftui External link
8.
Koester M. markwk/qs_ledger: Quantified Self Personal Data Aggregator and Data Analysis [Internet]. 2020 [zitiert 28. März 2021]. Verfügbar unter: https://github.com/markwk/qs_ledger External link