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Stress lass nach!
Benutzeradaptiertes Stress- und
Regenerationsmanagement auf dem Smartphone
Tom Ulmer
IPM-FHS, Fachhochsc...
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Stress?
Projektkonsortium
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Projektziele - übergeordnet
• Chronischer Stress führt zu
Desensibilisierung und gilt als
Risikofaktor für gesundheitlic...
Projektziele - spezifisch
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Entwicklung einer Smartphone-App:
a) Warnung bei steigendem Stress
b) Analyse, in welchen Situ...
Gibt‘s doch schon!
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Neuartigkeit und Abgrenzung:
• Anpassung an individuelle
physiologische Stressparameter
• Integration...
Physiologische Stressindikatoren
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• Hormonspiegel verändert
• Hautleitfähigkeit erhöht
• Blutdruck erhöht
• Herzrate erhö...
Herzratenvariabilität (HRV)
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• Varianz der Abstände zwischen den einzelnen Herzschlägen
• Wird reguliert vom autonomen Ne...
Herzratenvariabilität (HRV)
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Varianten der HRV-Kalkulation:
• Zeitbasierte HRV-Parameter,
z.B. rMSSD, pNN50
• Frequenzba...
Herzratenvariabilität (HRV)
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Voraussetzungen:
• Genauigkeit der Abtastung
(mindestens 250Hz)
• Datenqualität (Artefakter...
Problem: keine Normwerte für HRV
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• HRV ist individuell sehr unterschiedlich ausgeprägt.
• Es gibt keine Normwerte.
• Es...
Funktionen
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Lernphase:
App lernt aus Benutzerfeedback
Coachingphase:
App zeigt fortlaufend Stressbelastung
und gibt Stre...
Algorithmus (Lernphase)
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• Nur Datensätze mit ausreichender Qualität
• Unterteilung in Low/Medium/High Stress
• Schwelle...
Biofeedback
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• Herzschlag und Atmung kommen in
Gleichklang (Kohärenz)
• Training der Stresstoleranz und der
Anpassungsfä...
Architektur & Daten
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Grafiken: IconArchive.com, Iconshut.com, CC by 3.0
Physiologische Daten
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Herzratenvariabili...
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Impressionen
Steigender Druck durch Zunahme des
Patientenaufkommens*) im Winter (mehr
Zeitdruck, höheres Arbeitspensum,...
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Impressionen
Effekt einer Entspannungsübung.
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Impressionen
Was war denn hier los?
Ausblick & weitere Planung
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• Stresswarnung am Körper
• HRV geeignet zur Erkennung der
Schlafstruktur
• Berücksichtigung...
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It‘s friday!
Tom Ulmer
tom.ulmer@fhsg.ch
Foto: pixabay.com CC0 PD
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ISD2016_SolutionI_Ulmer_Tom

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Veröffentlicht am

Swiss eHealth Forum 2016

Veröffentlicht in: Gesundheit & Medizin
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ISD2016_SolutionI_Ulmer_Tom

  1. 1. Stress lass nach! Benutzeradaptiertes Stress- und Regenerationsmanagement auf dem Smartphone Tom Ulmer IPM-FHS, Fachhochschule St. Gallen
  2. 2. 3 Stress?
  3. 3. Projektkonsortium 4
  4. 4. 5 Projektziele - übergeordnet • Chronischer Stress führt zu Desensibilisierung und gilt als Risikofaktor für gesundheitliche Folgeerscheinungen (Schlaf- losigkeit, Depression, Burnout, Herzinfarkt etc.) • SmartCoping in der Prävention: Reduktion von Stress, bevor sich gesundheitliche Beschwerden zeigen. • SmartCoping in der Therapie und Nachbetreuung: Reduktion von Stress und Resensibilisierung (Ursachenbeseitigung); als Hilfestellung, um bewusster mit Stress umzugehen Foto: Bernard Goldbach, Flickr (CC BY 2.0)
  5. 5. Projektziele - spezifisch 6 Entwicklung einer Smartphone-App: a) Warnung bei steigendem Stress b) Analyse, in welchen Situationen Stress stärker/häufig auftritt c) Stressreduktion durch Biofeedback d) Validierung der Wirksamkeit durch Feldtest mit einer Klinik
  6. 6. Gibt‘s doch schon! 7 Neuartigkeit und Abgrenzung: • Anpassung an individuelle physiologische Stressparameter • Integration von Kontextdaten (Aktivität, Standort, Tageszeit) • Langzeitmonitoring (ermöglicht Analyse und Selbstreflexion) • Kombination von Stressalarm und Stress-Intervention/Training Relax! NOW!!
  7. 7. Physiologische Stressindikatoren 8 • Hormonspiegel verändert • Hautleitfähigkeit erhöht • Blutdruck erhöht • Herzrate erhöht • Herzratenvariabilität (HRV) reduziert Mobile Messung nicht lückenlos möglich Messung unbequem, schränkt ein Messung aufwändig (Hilfsmittel, Labor)
  8. 8. Herzratenvariabilität (HRV) 9 • Varianz der Abstände zwischen den einzelnen Herzschlägen • Wird reguliert vom autonomen Nervensystem • HRV sinkt bei körperlicher und mentaler Belastung (Stress) • Ausgeprägte Varianz ist Ausdruck einer guten Adaptionsfähigkeit des Körpers an Stress Grafik: Wikipedia, CC; unauffälliges Ruhe-EKG
  9. 9. Herzratenvariabilität (HRV) 10 Varianten der HRV-Kalkulation: • Zeitbasierte HRV-Parameter, z.B. rMSSD, pNN50 • Frequenzbasierte HRV-Parameter, z.B. LF, HF oder das Verhältnis LF/HF Messung der HRV: • am Körper getragener Sensor (Brustgurt) • Echtzeiterfassung der Herzrate • Übertragung an das Smartphone
  10. 10. Herzratenvariabilität (HRV) 11 Voraussetzungen: • Genauigkeit der Abtastung (mindestens 250Hz) • Datenqualität (Artefakterkennung und –korrektur) • Zeitfenster der Berechnung gross genug Beispiel: t1 = 60s t2 = 30s t3 = 30s  Alle 30 Sekunden aktuelle Werte. Overlap Refresh Cycle Calculation Window t t1 t2 t3
  11. 11. Problem: keine Normwerte für HRV 12 • HRV ist individuell sehr unterschiedlich ausgeprägt. • Es gibt keine Normwerte. • Es gibt keine Stress anzeigenden Grenzwerte.  Stresserfassung auf Basis HRV sinnvoll?  Benutzeradaption wesentliches Kriterium! Foto: PD-USGov-Military Nicht normal?
  12. 12. Funktionen 13 Lernphase: App lernt aus Benutzerfeedback Coachingphase: App zeigt fortlaufend Stressbelastung und gibt Stresswarnung Biofeedback: App hilft beim Stressabbau Historie: App hilft bei Identifikation von Stressoren
  13. 13. Algorithmus (Lernphase) 14 • Nur Datensätze mit ausreichender Qualität • Unterteilung in Low/Medium/High Stress • Schwellerte veändern sich, um den Fehler zu minimieren (RMSE) • Parameter werden entsprechend ihrer Fehlerrate gewichtet (individuell) H L M M H M L M ? ? ? ? ? ? ? ?
  14. 14. Biofeedback 16 • Herzschlag und Atmung kommen in Gleichklang (Kohärenz) • Training der Stresstoleranz und der Anpassungsfähigkeit des Körpers • Unterstützung durch adaptiven Taktgeber
  15. 15. Architektur & Daten 17 Grafiken: IconArchive.com, Iconshut.com, CC by 3.0 Physiologische Daten Herzrate Herzratenvariabilität Kontextdaten Benutzerfeedback (Stress) Körperliche Aktivität Standort (GPS) Standortwechsel Tag/Uhrzeit Daten-Aggregation Coaching-Interface Datenanalyse Backend-Services Sensor Smartphone Service-Cloud
  16. 16. 19 Impressionen Steigender Druck durch Zunahme des Patientenaufkommens*) im Winter (mehr Zeitdruck, höheres Arbeitspensum, weniger Entspannungsphasen). *) Kinderarzt aus Kreuzlingen
  17. 17. 20 Impressionen Effekt einer Entspannungsübung.
  18. 18. 21 Impressionen Was war denn hier los?
  19. 19. Ausblick & weitere Planung 22 • Stresswarnung am Körper • HRV geeignet zur Erkennung der Schlafstruktur • Berücksichtigung weiterer Parameter und Sensoren (Körperlage, Stressmarker im Schweiss, Hautleitfähigkeit, Muskeltonus, EEG) • Ersatz des Brustgurts (smart Textile, Klebeelektroden, Smartbands) Foto: damngeeky.com; Heartomo
  20. 20. 25 It‘s friday! Tom Ulmer tom.ulmer@fhsg.ch Foto: pixabay.com CC0 PD

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