Výstražné systémy – nástroje pro posouzení a sledování zdravotního stavu seniorů
ObsahINFORMACE O VZDĚLÁVACÍM PROGRAMU
OBSAH VZDĚLÁVACÍHO PROGRAMU VI. SEZNAMZDROJŮ
INFORMACE O VZDĚLÁVACÍM PROGRAMU
1. Název školení
Výstražné systémy – nástroje pro posouzení a sledování zdravotního stavu seniorů
2. Obecný popis
Cílem tohoto modulu je systematizovat a představit informační a komunikační technologie pro posouzení a sledování zdravotního stavu seniorů. Modul je určen primárně pro odborníky pracující se seniory a osoby pečující o starší rodinné příslušníky.
Cíle školení a očekávané výsledky učení
Cíle školení:
- Seznámit účastníky s demografickými trendy stárnutí populace.
- Představit technologie pro telemonitoring, posouzení a sledování zdravotního stavu.
- Představit oblasti monitorování a sběru dat.
- Roztřídit hodnoticí nástroje do příslušných kategorií.
Očekávané výsledky učení:
- Znalost definice sledování zdravotního stavu.
- Znalost měřitelných parametrů a monitorovacích nástrojů.
3. Kritéria pro zařazení
Tento modul nemá žádná kritéria pro zařazení.
4. Popis a charakteristiky cílové skupiny
Primární cílovou skupinou jsou odborníci pracující v oblasti sociální péče a domovech s pečovatelskou službou a osoby pečující o starší rodinné příslušníky.
5. Doba trvání
2 hodiny
6. Formát
Online školení
7. Struktura modulu
Online samostatné studium
8. Metody studia
Online asynchronní
OBSAH VZDĚLÁVACÍHO PROGRAMU
Základní informace
Populace v oblasti Evropy má nejvyšší medián věku na světě. Střední délka života v mnoha evropských zemí patří k těm nejvyšším na světě. S prodlužující se střední délkou života se stále více lidí dožívá více než 65 let a dokonce i velmi vysokého věku. Výrazně se tak zvyšuje počet seniorů. Očekává se, že do roku 2050 bude více než jedna čtvrtina (27 %) populace starší 65 let. Vývoj prodlužování délky života však probíhá nerovnoměrně a rozdíly mezi evropskými zeměmi i v rámci nich se nadále zvětšují. (WHO, 2012)
Obrázek ukazuje populační pyramidy EU-27 k 1. lednu 2019 (skutečnost) a v roce 2100 (předpoklad). (Eurostat, 2021)
1. obr. Populační pyramidy EU-27 k 1. lednu 2019 a v roce 2100. (% z celkové populace) (Eurostat, 2019)
Obrázek ukazuje poměr seniorů a ekonomicky aktivních obyvatel (tzv. old age dependency) v EU-27 v roce 2019. Tento ukazatel vyjadřuje poměr osob starších 65 let a osob ve věku 15–64 let. (Eurostat, 2021)
2. obr. Poměr seniorů a ekonomicky aktivních obyvatel v EU-27 v roce 2019 (Eurostat, 2019)
Na základě nedávné poptávky, která podle očekávání výrazně poroste, Evropská unie přijala ROZHODNUTÍ EVROPSKÉHO PARLAMENTU A RADY č. 742/2008/ES ze dne 9. července 2008 o účasti Společenství v programu výzkumu a vývoje prováděném několika členskými státy a zaměřeném na zvyšování kvality života starších občanů prostřednictvím využití nových informačních a komunikačních technologií. (742/2008/ES)
Dle přílohy I zmíněného rozhodnutí byly v rámci programu aktivního a asistovaného žití (AAL) vyhlášeny následující specifické cíle: podporovat vznik inovačních produktů, služeb a systémů založených na IKT pro zajištění důstojného stáří v domácím prostředí, v komunitě a v práci, a zlepšovat tak kvalitu života, samostatnost, účast na společenském životě, kvalifikaci a schopnost profesního zařazení starších občanů a snižovat náklady na zdravotní a sociální péči. Plnění tohoto cíle může být založeno např. na inovačním využití IKT, nových způsobech interakce se zákazníky nebo nových typech hodnotových řetězců pro služby na podporu nezávislého života. Výsledky společného programu AAL lze využít i pro jiné skupiny obyvatel, konkrétně zdravotně postižené osoby. (742/2008/ES)
Řešení využívající informačních a komunikačních technologií (IKT) mohou napomáhat zdravému stárnutí a podpořit ho prodloužením nezávislého života, posílením sociálního začlenění a zlepšením kvality práce pro pečovatele. (EIP on AHA, 2014)
3. obr. IKT podporují zdravé stárnutí (zdroj: EIP on AHA, 2014)
| ICT solutions can prolong independent living of older people and extend the time they remain active and safe in their preferred environment With smart homes (lights, fall detection, safety, etc) |
IKT řešení mohou prodloužit nezávislé žití seniorů a prodloužit dobu, po kterou jsou senioři aktivní a v bezpečí v jejich preferovaném prostředí spolu s chytrou domácností (osvětlení, detekce pádu, zabezpečení apod.) |
| They also have a huge potential to enhance social inclusion and participation of older people Through video conferencing and social media for contact with relatives |
Mají rovněž velký potenciál podpořit sociální začlenění a zapojení seniorů prostřednictvím video konferencí a sociálních médií pro udržování kontaktu s příbuznými |
| ICT solutions enhance quality of work for carers and make overall care provisions economically sustainable By avoiding and reducing hospital stays through remote monitoring, safety monitoring |
KT řešení zlepšují kvalitu práce pro pečovatele a podporují ekonomickou udržitelnost poskytování péče tím, že je monitorováním na dálku a monitorováním bezpečnosti možné zabránit hospitalizaci nebo hospitalizaci zkrátit |
IKT mohou hrát podpůrnou úlohu v těchto oblastech: (EU: výstup 3, 2015)
• prevence a léčba chronických onemocnění
• sociální interakce
• nezávislost a zapojení do „samoobslužné společnosti“
• mobilita
• (vlastní) řízení každodenních aktivity doma a
• aktivní život.
I. Lekce # 1: Telemonitoring
Ve snaze objasnit příslušné definice ukazuje obrázek koncepční rámec vztahů mezi elektronickým zdravotnictvím (eHealth), zdravotní péčí poskytovanou na dálku prostřednictvím telekomunikačních technologií (telehealth), péčí poskytovanou na dálku prostřednictvím telekomunikačních technologií (telecare) a telemedicínou. (Zpráva EU o telemedicíně, 2017)
4. obr. Hlavní koncepce a terminologie (Zpráva EU o telemedicíně, 2017)
Telemonitoring se neřadí do léčivé zdravotní péče v rámci telemedicíny, ale do oblasti péče poskytované na dálku prostřednictvím telekomunikačních technologií (telecare) se zaměřením na preventivní aspekt zdravotní péče. Telemonitorovací služby umožňují pacientům aktivně zvládat nemoci, kterými dotyčný pacient trpí, a zároveň zlepšují kontinuitu péče a prevenci budoucího výskytu nemoci v souvislosti s léčbou chronických onemocnění. (Zpráva EU o telemedicíně, 2018)
Obrázek znázorňuje trojúhelník produkt – platforma – databáze, tedy kombinaci, která je v telemonitorovacích řešeních velmi rozšířena.
5. obr. Ukládání a sdílení dat (Zpráva EU o telemedicíně, 2018)
| Product - Patient-level - Data collection |
Produkt - Na úrovni pacienta - Sběr dat |
| Platform - Intermediary between patients and doctors - Data sharing |
Platforma - Prostředník mezi pacienty a lékaři - Sdílení dat |
| Database - Doctor-level - Data storage and analysis |
Databáze - Na úrovni lékaře - Uchování a analýza dat |
Za produkt na úrovni pacienta ve fázi sběru dat lze považovat zdravotnický prostředek nebo nositelné zařízení. Platformou může být aplikace, která je prostředníkem mezi pacientem a zdravotnickým pracovníkem (nebo softwarem) a v níž jsou sdílena data. A nakonec jsou data uložena v databázi a připravena k analýze a interpretaci zdravotnickým pracovníkem nebo softwarem. (Zpráva EU o telemedicíně, 2018)
Chytrá zdravotní péče je zdravotnictví, které využívá technologie, jako jsou nositelná zařízení, internet věcí a mobilní internet, k zajištění dynamického přístupu k informacím a propojování lidí, materiálu a institucí souvisejících se zdravotní péčí, a které následně aktivně řídí a inteligentním způsobem reaguje na potřeby lékařského prostředí. (Tian, 2019)
Níže uvedený obrázek ukazuje obecnou klasifikaci trhu chytré zdravotní péče na základě služeb, zdravotnických prostředků, používaných technologií, aplikací, správy systému a koncových uživatelů. (Sundaravadivel, 2018)
6. obr. Klasifikace chytré zdravotní péče. (Sundaravadivel, 2018)
Zdravotnické prostředky nebo nositelná zařízení se na úrovni pacienta používají k monitorování a sběru dat. Efektivní integrace těchto produktů s použitím bezdrátových technologií může pomoci při implementaci vzdáleného sledování zdravotního stavu prostřednictvím internetu věcí. Zdravotnické prostředky používané při poskytování chytré zdravotní péče je možné klasifikovat jako senzory na těle nebo stacionární zdravotnické prostředky. Senzory na těle jsou obvykle biosenzory in vitro nebo in vivo, připojené k lidskému tělu za účelem fyziologického monitorování. Senzory in vitro jsou k lidskému tělu připojeny externě, zatímco senzory in vivo jsou implantabilní zařízení voperovaná do těla. (Sundaravadivel, 2018)
Obrázek ukazuje čtyři potenciální kategorie chytrých systémů a vybrané příklady, které jsou z našeho pohledu relevantní. (Chen, 2020)
7. obr. Kategorie chytrých systémů (Chen, 2020)
Z chytrých zařízení jsou nejrozšířenější chytré telefony a mobilní zdravotní aplikace. Cílovou skupinou pro zdravotní aplikace by mohli být 1) spotřebitelé nebo pacienti, 2) zdravotničtí pracovníci a 3) návrhář nebo správce systému. Existuje široká škála dostupných funkcí pro spotřebitele, např. kontrola užívání léků, mobilní a domácí monitorování, domácí péče a správa určitých podmínek. (Chen, 2020)
Příchod internetu věcí umožnil navrhnout propojené a integrované chytré systémy sledování zdravotního stavu. Tyto chytré systémy sledování zdravotního stavu je možné realizovat v souvislosti s chytrou domácností za účelem poskytování dlouhodobé péče o seniory.
Prostředí chytré domácnosti s preventivními a diagnostickými funkcemi může snížit zátěž pečovatelů i náklady na zařízení asistovaného žití a podpořit koncepci „stárnutí doma“. Možnost sledovat a spravovat své zdraví navíc podporuje pocit nezávislosti, jenž zlepšuje kvalitu života seniorů. (Nath, 2021)
III. Lekce # 3: Monitorování a posouzení zdravotního stavu
Telemonitoring se neřadí do léčivé zdravotní péče v rámci telemedicíny, ale do oblasti péče poskytované na dálku prostřednictvím telekomunikačních technologií (telecare) se zaměřením na preventivní aspekt zdravotní péče.
První fází telemonitorovacího řetězce je sběr dat s použitím vhodného senzoru a následně přenos těchto údajů od pacienta k lékaři/do softwaru. Po spojení těchto dat s dalšími údaji popisujícími stav pacienta (tzv. integrace údajů) je třeba v rámci péče o pacienta přijmout vhodná opatření. Poslední fází monitorování je uchování dat. (Zpráva EU o telemedicíně, 2017)
8 obr. Telemonitorovací řetězec (Zpráva EU o telemedicíně, 2017)
Senzory používané ke sběru dat o stavu pacienta na dálku mohou údaje získávat nepřetržitě nebo v určitých intervalech. Je dokonce možné určit čas dalšího měření na základě poslední odečtené hodnoty. Proces měření a sběru údajů o zdravotním stavu může být automatický nebo manuální, kdy pacient zaznamenává údaje a předává je poskytovateli zdravotní péče telefonicky nebo prostřednictvím síťového systému. Údaje o zdravotním stavu mohou být předávány lékaři průběžně (s použitím režimu ukládání a předávání dat nebo v reálném čase), nebo pouze ve výjimečných a naléhavých případech, kdy je zjištěn potenciálně nebezpečný zdravotní stav pacienta. Integraci obdržených údajů obvykle provádí počítač nebo zdravotnický pracovník. Telemonitorovací služby (ani třídění pacientů s použitím telekomunikačních prostředků podle naléhavosti a dostupnosti zdrojů – tzv. teletriáž) obvykle primárně neprovádějí lékaři. Lékaři se do procesu zapojí pouze v případě, že pacienti vykazují známky zhoršení zdravotního stavu. Závěrem lze říci, že telemonitorovací služby umožňují pacientům aktivně zvládat nemoci, kterými dotyčný pacient trpí, a zároveň zlepšují kontinuitu péče a prevenci budoucího výskytu nemoci v souvislosti s léčbou chronických onemocnění. (Zpráva EU o telemedicíně, 2017)
Centrum CAST rozdělilo monitorovací technologie pro domácí použití určené seniorům do tří širokých oblastí uvedených na obrázku.
9. obr. Oblasti používání monitorovacích technologií pro seniory (Czaja, Springer, 2013)
K monitorovacím technologiím pro domácí použití zaměřujícím se na bezpečnost patří systémy detekce a prevence pádu, včetně nouzových tlačítek a nositelných zařízení s akcelerometrem, jakož i environmentální systémy se senzory, pomůcky pro mobilitu pro kolečkové křeslo, kouřové hlásiče a monitory teploty.
K monitorovacím technologiím pro oblast zdraví a zdravého životního stylu patří:
• nositelné monitory aktivity používající akcelerometry a senzory,
• nenositelné, zabudované monitory se senzory pro sledování aktivit každodenního života (ADL), instrumentálních aktivit každodenního života (IADL) a dalšího chování,
• hybridní nositelné/environmentální systémy se čtečkami radiofrekvenční identifikace a označováním předmětů v okolí za účelem monitorování vykonávání aktivit každodenního života,
• pohybové monitory pro záznam a přenos fyziologických údajů,
• pasivní environmentální nenositelné systémy, jako jsou monitory lůžka pro klinické vyhodnocení spánku,
• systémy kontroly užívání léků, které sledují požití léků a připomínají je, a
• přístroje pro kognitivní hodnocení/ortotické přístroje.
Monitorování sociálních kontaktů je relativně novou oblastí použití. Jedná se o použití senzorů ke zvyšování informovanosti a podpoře interakcí mezi vzdálenými členy rodiny.
Nověji jsou rovněž navrhovány a realizovány aplikace pro chytrou domácnost. Jedná se o integrované sítě senzorů (např. kombinaci technologií pro monitorování bezpečnosti, zdraví a zdravého životního stylu i sociálních kontaktů), které se instalují v domech nebo bytech za účelem simultánního a nepřetržitého dlouhodobého monitorování environmentálních podmínek, vzorců každodenních činností, životních funkcí, spánku apod. (Czaja, Springer, 2013)
Chytré monitorovací nástroje, jako je kontextově citlivá chytrá domácnost pro oblast zdraví (HSH) a systémy asistovaného žití, určené mimo jiné seniorům pomáhají sledovat a vyhodnocovat zdravotní stav a schopnost vykonávat každodenní činnosti. Typy systémů pro sledování zdravotního stavu a sledované aktivity jsou shrnuty na obrázku. (Mshali, 2018)
10. obr. Typy systémů sledování zdravotního stavu a sledované aktivity (Mshali, 2018)
V oblasti geriatrie se zdravotní stav a zdravý životní styl osob měří s použitím tzv. úrovně hodnocení závislosti, kterou lze definovat jako schopnost člověka plnit základní úkoly každodenního života bez pomoci třetí strany. (Mshali, 2014)
Kategorie aktivit každodenního života (ADL) je označením pro rutinní a základní úkony vykonávané každý den, např. příjem potravy (jídlo), oblékání, mytí, čištění zubů, mytí rukou/obličeje, sušení vlasů, vyprazdňování, spánek. (Katz, 1963) Kategorie instrumentální aktivity každodenního života (IADL) zahrnuje úkoly potřebné k životu v komunitě, jako jsou příprava jídla, úklid, praní prádla, používání telefonu, užívání léků. (Lawton, 1970) Ke ztrátě instrumentálních aktivit každodenního života obvykle dochází před tím, než dojde ke ztrátě základních aktivit každodenního života (ADL). Proto většina systémů asistovaného žití pro seniory zahrnuje částečné nebo kompletní sledování a detekci aktivit každodenního života. (Mshali, 2018)
11. obr. Druhy pohybových činností (Mshali, 2018)
V systémech sledování zdravotního stavu se používají také mentální funkce, jako je paměť a porozumění. Tyto funkce neznamenají, že dotyčná osoba provede určitý úkon, ale lze je odvodit na základě celkového chování a schopnosti dotyčné osoby vykonávat jiné činnosti. Například schopnost subjektu pravidelně a včas užívat léky může naznačovat jeho paměťové schopnosti. (Mshali, 2018)
Komunitní monitorování souvisí s fyziologickou aktivitou, jako je srdeční a mozková činnost. Tento typ se při monitorování v reálném čase používá k získání přímých individuálních zdravotních parametrů, zejména u pacientů s chronickým onemocněním. (Mshali, 2018)
Aplikace pro asistované žití v domácím prostředí (AAL) sledují a vyhodnocují seznam základních každodenních činností, které umožňují člověku žít nezávisle, a poskytují i služby pečovatelů. Systémy sledování pohybu a detekce pádu (MTFD) detekují pohybovou činnost, včetně dynamické činnosti, držení těla v klidu, sledování polohy a náhodné pády. Systémy sledování fyziologického stavu (PHS) zase používají aplikace v reálném čase k monitorování a diagnostice životních funkcí u nemohoucích a chronicky nemocných. (Mshali, 2018) Jak již bylo zmíněno, monitorování se skládá ze tří kroků: sběr dat (produkt), sdílení/přenos dat (platforma) a uchování/analýza dat (databáze). Tento modul se zabývá pouze prvním krokem, tedy sběrem dat, resp. příslušným výrobkem. Platforma ani databáze není předmětem tohoto modulu.
Ke shromáždění informací o fyzickém stavu, chování, prostředí a vykonávaných činnostech lze použít různé zdroje. Zdroje dat lze rozdělit podle způsobu shromažďování údajů (na přímé a nepřímé), druhu události (frekvenční režim), typu zdroje (fyzický nebo virtuální) a údajů ze senzoru.
Přímé metody sběru dat získávají údaje z hardwaru a senzorů připojených lokálně bez prostředníků, zatímco nepřímé metody používají middlewarovou infrastrukturu, kdy systém shromažďuje údaje ze senzoru s použitím dalších softwarových nebo hardwarových zdrojů.
Pokud jde o sběr dat, údaje lze získávat na základě tří typů událostí:
• konstantní – nepřetržitý video stream,
• intervalová data jsou zasílána pravidelně – snímání a odesílání informací o činnosti srdce každých 20 sekund se senzorem EKG, nebo
• okamžité – když dojde k určité události (spínač osvětlení, senzor pro detekci otevření dveří).
Na základě typu zdroje používají fyzické senzory údaje o dotyčné osobě a jejím prostředí a virtuální zdroje odkazující se na jiné zdroje dat, např. existující zdravotní záznamy, historické údaje. Data ze senzorů mohou mít různé formáty, např. numerické, kategoriální, grafické, video apod. Typy senzorů jsou uvedeny na následujícím obrázku. (Mshali, 2018)
12. obr. Typy senzorů (Mshali, 2018)
Existují tři hlavní třídy propojených sítí: (Mshali, 2018)
• Osobní senzorové sítě – PSN (personal sensor network)
Sítě PSN se používají k detekci každodenních lidských činností a měření podmínek v prostředí, kde se subjekt nachází.
• Sítě tělesných senzorů – BSN (body sensor network)
• Multimediální zařízení – MD (multimedia device).
Vybrané senzory a přístroje jsou zabudovány do předmětů a infrastruktury v domácnosti a propojeny pomocí síťových technologií. Každý senzor je zodpovědný za určitý úkol nebo několik úkolů současně.
Obrázek popisuje účel tří zmíněných kategorií sítí, včetně senzorů, zařízení a formátu dat.
13. obr. Účel jednotlivých kategorií sítí (Mshali, 2018)
| Kategorie | Název | Účel | Formát dat |
| PSN1 | P1H RFID Tlakový Ultrazvukový Kontaktní spínače osvětlení Teplotní Hmotnostní Vlhkost Elektrická energie |
Detekce pohybu Identifikace osob a předmětů Zjištění polohy Sledování polohy a držení těla Detekce otevření/zavření dveří Používání osvětlení a jeho intenzita Měření teploty v místnosti Hmotnost seniora Měření vlhkosti v místnosti Zapnutí/vypnutí a měření spotřeby energie |
Kategoriální Kategoriální Numerická Numerická Kategoriální Časové řady Časové řady Numerická Časové řady Numerická |
| BSN2 | Akcelerometr Gyroskopy CPS EKG EEG EOG EMG PPG Pulzní oxymetr Krevní tlak SKT |
Měření zrychlení, detekce pádu, poloha a držení těla Měření orientace, detekce pohybu Detekce pohybu a sledování polohy Monitorování srdeční činnosti Měření mozkových vln Monitorování pohybu očí Monitorování svalové činnosti Tepová frekvence a rychlost proudění krve Měření saturace krve kyslíkem Měření krevního tlaku Teplota kůže |
Časové řady Časové řady Kategoriální Analogový signál Analogový signál Analogový signál Analogový signál Analogový signál Analogový signál Numerická Numerická |
| MD3 | Kamery Mikrofon Reproduktory Televizor |
Monitorování a sledování Detekce hlasu Výstrahy a pokyny Vizuální informace |
Obrázky, video Audio Audio Audio, video |
Sítě PSN, resp. environmentální senzory, zachycují údaje o subjektu a prostředí, v němž se nachází. Sítě PSN mohou být umístěny v životním prostoru nebo připojeny k různým předmětům v domácnosti, např. k pohovce, stolu, posteli apod. Aktivity každodenního života lze v této konkrétní lokalitě měřit pozorováním seniorů v jejich prostředí. Zde je několik příkladů: (Mshali, 2018)
• Pasivní infračervená (PIR) čidla se nejčastěji používají k detekci přítomnosti osoby za použití sledování aktivit každodenního života. (Noury 2012)
• Radiofrekvenční identifikace (RFID) se používá k identifikaci uživatelů nebo předmětů v prostředí chytré domácnosti pro oblast zdraví (Hsu, 2011)
• Tlakové a ultrazvukové senzory mohou být připojeny k předmětům v domácnosti, což umožní sledovat jejich polohu a lokalizovat uživatele.
• Kontaktní spínače se používají k detekci interakcí subjektu s dalšími předměty v daném prostoru, jako jsou dveře, okno apod.
• Environmentální senzory se používají pro další parametry, jako je světlo, teplota, vlhkost. Jsou rozmístěny na různých místech, kde sledují podmínky v daném prostředí a identifikují každodenní činnosti.
• Senzory elektrické energie se používají k měření a řízení spotřeby energie a k detekci používání elektrospotřebičů na základě událostí zapnutí/vypnutí.
Sítě BSN používají nositelné senzory, které monitorovaná osoba nosí u sebe. Tyto senzory poskytují nepřetržitý tok informací o zdravotním stavu v reálném čase. Jsou často zabudovány do doplňků, jako je oblečení, opasky, hodinky nebo brýle. Sítě BSN často k monitorování zdravotního stavu subjektu používají inerciální měřicí jednotky, jako jsou akcelerometry pro detekci pohybové činnosti nebo přístroje pro zjišťování životních funkcí jako snímače tepové frekvence. Nejběžnějšími inerciálními senzory používanými k monitorování pohybů a držení těla, jako je stání, sezení a chůze, jsou akcelerometry a gyroskopy.
Jako nositelné senzory k monitorování polohy v otevřeném nebo mobilním prostředí lze rovněž používat globální polohové systémy (GPS).
Několik biosenzorů se používá ke sledování životních funkcí pacientů a starších osob, jako je srdeční frekvence, saturace kyslíkem, krevní tlak, hladina glukózy v krvi, tělesná teplota, hmotnost atd. Nositelné senzory bývají zabudovány do hodinek, košil, opasků atd. Tyto senzory poskytují v reálném čase fyziologické informace týkající se zdravotního stavu sledovaného subjektu. Používají se různé biosenzory, například:
• elektrokardiografické senzory (EKG) používané ke sledování srdeční činnosti,
• elektroencefalografické senzory (EKG) používané ke sledování mozkové činnosti,
• elektromyografické senzory (EMG) používané ke sledování svalové činnosti,
• elektrookulografické senzory (EOG) používané ke sledování pohybu očí,
• pulzní oxymetry se používají k měření hladiny kyslíku v krvi,
• fotopletysmografické senzory (EPG) se používají ke sledování rychlosti průtoku krve. (Mshali, 2018)
Multimediální zařízení monitorují pohyby a změny prostředí a zvyšují interakce mezi sledovanou osobou a elektronickou zdravotní aplikací. Integrovanými spotřebiči mohou být elektrická nebo elektronická zařízení jako kamery, mikrofony, telefony, reproduktory a televizory, která tak vytvářejí platformu pro výměnu dat mezi dotyčnou osobou a systémem.
• Přístupy založené na multimediálních technologiích zahrnují vizuální a zvuková snímací zařízení (např. kamery a mikrofony).
• K monitorování některých aktivit každodenního života lze použít metody detekce zvuku.
• Vizuální metody mají mnohem širší použití a používají se k rozpoznávání držení těla, k zjišťování přítomnosti člověka, pohybu a pádu i k monitorování složitých činností. (Mshali, 2018)
V chytré domácnosti lze ke sledování aktivit každodenního života (ADL), instrumentálních aktivit každodenního života (IADL) a dalšího chování používat nenositelné, zabudované monitory se senzory. Senzory okolního prostředí, které se používají v rámci péče o seniory, mohou být v chytré domácnosti umístěny na různých místech a sloužit ke sledování lidského chování nebo zdravotního stavu. Obrázek ukazuje jedno možné uspořádání chytrého bytu pro péči o seniory s využitím různých senzorů okolního prostředí. (Uddin, 2018)
14. obr. Možné uspořádání chytrého bytu pro péči o seniory (Uddin, 2018)
IV. Příklady nástrojů Pasivní infračervené čidlo (PIR čidlo) je elektronický senzor měřící infračervené světlo vyzařující z objektů v jeho zorném poli. Pasivní infračervená čidla se nejčastěji používají v detektorech pohybu. (https://en.wikipedia.org/wiki/Passive_ infrared_ sensor )
15. obr. Pasivní infračervené čidlo (https://shopeazy-sa.myshopify.com/products/dual-passive-infrared-detector-pir-sensor-motion-detector-for-home-wireless-alarm-security-system )
4.2. Radiofrekvenční identifikace
16. obr. Implantovaný RFID tag pro průběžné monitorování hladiny glukózy (Cui, 2019)
| Arm | Paže |
| Ferrite antenna | Feritová anténa |
| SoC | SoC |
| Biocompatible encasement | Biokompatibilní pouzdro |
| Glucose sensor | Glukózový senzor |
Dalším příkladem implantabilního RFID tagu je implantabilní systém průběžného monitorování nitroočního tlaku. (Agarwal, 2018)
17. obr. Systém průběžného monitorování nitroočního tlaku (Agarwal, 2018)
Obrázek ukazuje flexibilní senzorový systém na kůži, jenž dokáže měřit metabolity (glukózu, laktát) a elektrolyty (ionty sodíku, draslíku) v potu, kalibrovat data na základě teploty kůže a v reálném čase synchronizovat výsledky s chytrým telefonem. Toto neinvazivní monitorování různých biochemických látek v potu dokáže vyhodnotit fyziologický stav nositele v reálném čase a může uživatele upozornit na problémy. (UC Berkeley)
18 obr. Flexibilní senzorový systém ve formě náplasti (US Berkeley)
| Smart wristband | Chytrý náramek |
| Wireless FPCB | Bezdrátová pružná deska s plošnými spoji |
| Flexible sensor array | Flexibilní soustava senzorů |
4.3. Ultrazvukové senzory
Tlakové senzory v chytrých domácnostech mohou detekovat, zda někdo leží na posteli.
19. obr. Chytrý výstražný systém pro pečovatele se senzorovou podložkou na lůžku (https://www.amazon.com/Smart-Caregiver-Sensor-Alarm-System/dp/B01M2COWK0)
Flexibilní silové senzory lze používat in vivo i in vitro. Měření EKG in vivo by mohlo předcházet kardiovaskulárním onemocněním a tato onemocnění léčit, sledování srdečního rytmu pomáhá při korekci arytmie a měření tlaku na kost by mohlo přispět k léčbě osteoporózy, zlomenin a podpořit množení buněk. Silový senzor in vitro lze umístit na mnoha různých částech lidského těla. Na zápěstí se měří tep, což pomáhá při diagnóze kardiovaskulárního onemocnění, měření rozložení zátěže na koleni nebo lokti by mohlo pomáhat se zjištěním držení těla a pohybu při pooperační rehabilitaci a měření zvukových vibrací na krku by mohlo odhalit poškozené hlasivky nebo umožnit rozpoznání hlasu. (Chen, 2020)
Prioritou je předcházet vážným úrazům seniorů a v případě, že k úrazu dojde, takový úraz ihned odhalit. Aktivity seniorů doma nebo na ošetřovně by bylo možné nepřetržitě sledovat, aby se zabránilo nehodám, popř. minimalizoval výskyt úrazů, jestliže systém dokáže rozpoznat a předem pečovatelům oznámit činnosti, při nichž může docházet k nehodám. Obrázek ukazuje monitorovací systém v pečovatelském domě umožňující sledovat činnosti seniorů pomocí ultrazvukových senzorů. (Hori, 2005)
20. obr. Systém se sítí ultrazvukových senzorů (Hori, 2005)
| Ultrasonic Emitters | Ultrazvukové vysílače |
| Ultrasonic Signal for Radar | Ultrazvukový signál pro radar |
| Ultrasonic Signal for Locator | Ultrazvukový signál pro lokátor |
| Ultrasonic Receivers Network | Síť ultrasonických přijímačů |
| Nurse Call | Zavolat zdravotní sestru |
| Detection Areas | Detekční oblasti |
4.4. Kontaktní spínače
Kontaktní spínače se používají k detekci interakcí seniorů s určitými předměty, např. za účelem monitorování aktivit každodenního života a pádů. Příkladem je tlačítko tísňového volání speciálně navržené pro seniory za účelem odeslání výstražného upozornění. Výstražné upozornění je obdrženo mobilní aplikací, takže rodina je ihned informována, že nastala mimořádná situace.
21. obr. Nouzové tlačítko (https://www.aliexpress.com/item/1005001371432744.html)
Environmentální senzory se používají pro další parametry, jako je světlo, teplota, vlhkost. Jsou rozmístěny na různých místech, kde sledují podmínky v daném prostředí a identifikují každodenní činnosti.
22. obr. Environmentální senzory (https://components.omron.com/us-en/solutions/sensor/ enverioment_seonsors )
| Gateway devices | Zařízení pro mezisíťové propojení (brány) |
4.5. Nositelné senzory – chytrá bezpečnost
Biosenzory se používají ke sledování životních funkcí pacientů a starších osob, jako je srdeční frekvence, saturace kyslíkem, krevní tlak, hladina glukózy v krvi, tělesná teplota, hmotnost atd. Tyto senzory poskytují v reálném čase fyziologické informace týkající se zdravotního stavu sledovaného subjektu. Nositelné senzory jsou zabudovány do různých chytrých přístrojů.
4.5.1. EKG
Elektrokardiografické senzory (EKG) se používají ke sledování srdeční činnosti. Uvedený flexibilní bezdrátový EKG senzor má přispět k zavedení menších, lehčích a pohodlnějších nositelných systémů. (Patel, 2012) EKG
23 obr. Flexibilní bezdrátový EKG senzor s plně funkčním mikrokontrolérem (Patel, 2012)
| Amplifier | Zesilovač |
| Microcontroller | Mikrokontrolér |
| Radio Chip | Rádiový čip |
| Antenna | Anténa |
4.5.2. Chytrý prsten
Chytrý prsten měří spánek a monitoruje tepovou frekvenci i teplotu pokožky.
24. obr. Chytrý prsten (https://techcrunch.com )
4.5.3. Chytrý náramek, chytré hodinky
25. obr. Chytré hodinky (Chyba! Odkaz není platný.)
| Calorie | Kalorie |
| Weather | Počasí |
| 7 Sports Modes | 7 sportovních režimů |
| Call Reminder | Upozornění na hovor |
| ECG | EKG |
| Pedometer | Krokoměr |
| Heart Rate Measurement | Monitor srdečního tepu |
| Shakes Photo | Fotoaparát fungující na zatřesení |
| Sedentary Remind | Nastavitelná připomínka pro neaktivitu (Sedentary). |
| Blood Pressure Measurement | Měření krevního tlaku |
| Temperature Measurement | Měření teploty |
| Alarm Clock | Budík |
| Information To Remind | Připomenutí informací |
| Sleep Monitoring | Monitorování spánku |
4.5.4. Chytré telefony
EKG monitorovací systém využívající chytrý telefon (Patel, 2012)
Zabudované senzory umožňují aktivní i pasivní snímání několika zdravotních parametrů a zdravotního stavu. Technologie pro zdravotní péči využívající chytré telefony a čidla umožňují sledovat celou řadu zdravotních problémů, jako je kardiovaskulární aktivita (kamera), zdraví očí (kamera), zdraví dýchacích cest a plic (kamera), zdraví kůže (kamera), každodenní aktivita a pád (pohybové senzory), spánek (pohybové senzory), zdraví uší (mikrofon), kognitivní funkce a duševní zdraví (pohybové senzory, kamera, GPS). Obrázek ukazuje čidla zabudovaná v typickém současném chytrém telefonu. (Majumder, 2019)
26. obr. Čidla v typickém chytrém telefonu (Majumder, 2019)
V. SLEDOVÁNÍ POKROKU A VÝSLEDKŮ: KVÍZ
Kontrolní kvíz ZDE
VI. SEZNAMZDROJŮ
1. Agarwal A et al: A Wireless, Low-Drift, Implantable Intraocular Pressure Sensor with Parylene-on-oil Encapsulation, https://www.mics.caltech.edu/wp-content/uploads/2018/05/Abhinav-Pressure-Sensor-CICC-2018.pdf
2. Chen M et al: A review of flexible force sensors for human health monitoring, Journal of Advanced Research 26 (2020) 53–68
3. Chen T: Assessing factors critical to smart technology applications to mobile health care − the fgm-fahp approach, Health Policy and Technology; 2020(9):194–203
4. Cui L et al: Radio Frequency Identification and Sensing Techniques and Their Applications—A Review of the State-of-the-Art, Sensors 2019, 19, 4012; doi:10.3390/s19184012
5. Czaja S et al: Older Adults and the Adoption of Healthcare Technology: Opportunities and Challenges, in Technologies for Active Aging (ed. Sixsmith A) Springer, 2013
6. ROZHODNUTÍ EVROPSKÉHO PARLAMENTU A RADY č. 742/2008/ES ze dne 9. července 2008 o účasti Společenství v programu výzkumu a vývoje prováděném několika členskými státy a zaměřeném na zvyšování kvality života starších občanů prostřednictvím využití nových informačních a komunikačních technologií, https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/?uri=celex:32008D0742
7. Evropská komise: Market study on telemedicine (Studie trhu telemedicíny), 2018, https://ec.europa.eu/health/system/files/2019-08/2018_provision_marketstudy_telemedicine_en_0.pdf
8. EIP on AHA: Full deployment of interoperable independent living solutions for older people. A European Innovation Partnership on Active and Healthy Ageing priority (Plné zavedení interoperabilních řešení na podporu nezávislého života pro seniory. Priorita Evropského inovačního partnerství v oblasti aktivního a zdravého stárnutí), 2014, https://futurium.ec.europa.eu/sites/default/files/2021-10/C2%20Infographic.pdf
9. Environmental sensors 28. 01. 2022 (https://components.omron.com/us-en/solutions/sensor/enverioment_seonsors )
10. EU: Výstup 3: Interoperability process recommendation for EIP-AHA and for standardization, European Innovation Partnership on Active and Healthy Ageing Action Group C2 (Doporučení pro proces interoperability pro EIP-AHA a standardizaci, akční skupina C2 Evropského inovačního partnerství v oblasti aktivního a zdravého stárnutí), 2015, https://futurium.ec.europa.eu/sites/default/files/2021-10/INTERO~1.PDF
11. Eurostat: Předpokládaný demograficý vývoj v EU, https://ec.europa.eu/eurostat/statistics-explained/index.php?title=People_in_the_EU_population_projections&oldid=497115#An_ageing_society
12. Hori T: Ultrasonic sensors for the elderly and caregivers in a nursing home, 2005, Wang J et al: Unobtrusive Health Monitoring in Private Spaces: The Smart Home Sensors 2021, 21, 864. https://doi.org/10.3390/s21030864
13. Hsu C, Chen J: A novel sensor-assisted rfid-based indoor tracking system for the elderly living alone, J Sensors, 2011;11(11):10094–10113.
14. Katz S et al: Studies of illness in the aged, the index of adl: a standardized measure of biological and psychosocial function, JAMA; 1963:185(12):914–919.
15. Lawton M et al: Assessment of older people: Self maintaining and instrumental activities of daily living, NursRes; 1970:19(3):179–186
16. Majumder S, Deen MJ: Smartphone Sensors for Health Monitoring and Diagnosis, Sensors 2019, 19, 2164; doi:10.3390/s19092164
17. Mshali H et al: A Survey on Health Monitoring Systems for Health Smart Homes, International Journal of Industrial Ergonomics, Elsevier, 2018, 66, s. 26-56. ff10.1016/j.ergon.2018.02.002ff. ffhal-01715576
18. Mshali H et al: Analysis of dependency evaluation models for ehealth services, in: IEEE Global Communications Conference, 2014, s. 2429–2435
19. Nath RK, Thapliyal H: Wearable Health Monitoring System for Older Adults in a Smart Home Environment, 2021, https://arxiv.org/abs/2107.09509
20. Noury N et al: Computer simulation of the activity of the elderly person living independently in a health smart home, Computer Methods and Programs in Biomedicine, 2012; 108(3):1216–1228.
21. Patel et al: A review of wearable sensors and systems with application in rehabilitation. Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation 2012, 9:21 http://www.jneuroengrehab.com/content/9/1/21
22. PIR, 28. 01. 2022 https://en.wikipedia.org/wiki/Passive_infrared_sensor
23. REPORT on EU State of Play of Telemedicine Services and Uptake Recommendations (Zpráva o současném stavu telemedicínských služeb v EU a doporučení ohledně jejich zavádění), 2017, https://ec.europa.eu/research/participants/documents/downloadPublic?documentIds=080166e5bafef7f4&appId=PPGMS
24. Sundaravadivel P et al: Everything Yo Wanted to Know About Smart Health Care, Evaluating the different technologies and components of the Internet of Things for better health, 2018, Digital Object Identifier 10.1109/MCE.2017.2755378
25. The Oura Ring is the personal health tracking device to beat in 2020, 29. 01. 2022. https://techcrunch.com/2020/08/12/the-oura-ring
26. The Seventh International Conference on Enterprise Information Systems, s. 110–115 DOI: 10.5220/0002556201100115
27. Tian S et al: Smart healthcare: making medical care more intelligent, Global Health Journal, September 2019; 3(3): 62-65
28. Uddin Z et al: Ambient Sensors for Elderly Care and Independent Living: A Survey, Sensors 2018, 18, 2027; doi:10.3390/s18072027
29. US Berkeley, Flexible skin patch analyses sweat in real-time, 29. 01. 2022. https://www.eenewseurope.com/news/flexible-skin-patch-analyses-sweat-real-time
30. What are Smartwatch Sensors and How Do They Function? 29. 01. 2022. https://www.taggdigital.com/blog/what-are-smartwatch-sensors-and-how-do-they-function
31. WHO: Strategy and action plan for healthy ageing in Europe, 2012–2020 (Strategie a akční plán v oblasti zdravého stárnutí v Evropě, 2012–2020), https://www.euro.who.int/__data/assets/pdf_file/0008/175544/RC62wd10Rev1-Eng.pdf