Verwendbarkeit von Aktivitätstrackern in der geriatrischen Forschung

11.12.2020
Von: Simone Böttger, Amelie Altenbuchner

Um das Laufverhalten in häuslicher Umgebung zu erforschen, werden in Studien immer häufiger handelsübliche Aktivitätstracker benutzt. Doch wie geeignet sind diese für die Messung von Mobilität älterer Menschen?

"As-good-as-possible-instrument" lautet das Fazit der Studie "Comparing Monitoring Results of Two Motion Trackers for Geriatric Patients" von Amelie Atenbuchner, Vanessa Mücke und Prof. Dr. Sonja Haug vom Institut für Sozialforschung und Technikfolgenabschätzung (IST) der Ostbayerischen Technischen Hochschule Regensburg (OTH Regensburg). In ihrer Studie haben sie zwei verschiedene Aktivitätstracker der Hersteller Garmit und Fitbit verglichen.

Zugrunde gelegte Algorithmen als Ursache für Fehleinschätzung

Kommerzielle Aktivitätstracker, die die körperlichen Aktivitäten wie Herzfrequenz oder Schrittanzahl aufzeichnen, sind für gesunde Menschen im Alter von 18 bis 64 Jahren konzipiert und liefern meist identische Ergebnisse zu Forschungsschrittzählern. Bei älteren Menschen hingegen werden die Schritte eher unterschätzt. Grund dafür sind die zugrunde gelegten Algorithmen. Diese verarbeiten bestimmte Charakteristika wie etwa Zeitintervall oder Frequenz der über den Sensor empfangenen Signale und klassifizieren daraus den Typ von Bewegung, zum Beispiel den Typ "Schritt". Für das Gangbild bei Menschen mit Mobilitätseinschränkungen und auch bei Nutzung von Gehhilfen sind diese Algorithmen (noch) nicht entworfen.

Studie mit 80-jähriger Probandin

In der durchgeführten Studie wurde eine 80-jährige Probandin, die in einem lokalen Bürgerheim wohnt, beobachtet. Ihre Mobilität ist durch Mehrfacherkrankungen eingeschränkt und sie nutzt eine Gehhilfe. Schlüsselparameter der Studie sind Schritte, da diese Einheit von Patient*innen, Pfleger*innen und pflegenden Angehörigen leichter zu verstehen ist im Vergleich zu Mobilitätswerten oder Energieverbrauch. 

Die Beobachtung der Probandin wurde auf einer Teststrecke und zudem in häuslicher Umgebung über 33 Tage durchgeführt. Die genaue Anwendung der Aktivitätstracker und somit auch die Vermeidung von Fehlerquellen wurden vorab mit der Probandin besprochen. Einschränkungen der Studie waren verbunden mit den besonderen Herausforderungen der Zielgruppe, die eine gewisse Vulnerabilität und Gebrechlichkeit mit sich bringt, was wiederum methodische und ethische Erwägungen der Forschung beeinflusst. Da die Bewältigung der Teststrecke für die Probandin eine physische und psychische Herausforderung darstellte, musste die geplante Streckenlänge kurzerhand in eine Strecke mit vorgegebener Schritteanzahl umgewandelt werden.

Ergebnis und Auswertung der beiden Geräte

Die Auswertung der erhaltenen Informationen zeigt, dass der Daten-Output der beiden Geräte konsistent ist. Jedoch sind beide nicht akkurat. Garmin (getragen auf der nicht-dominanten Armseite) zählte weniger Schritte (in häuslicher Umgebung, nicht auf der Teststrecke). Auf der Teststrecke waren die Ergebnisse zwischen den beiden Geräten und der Beobachterin ziemlich gleich.

Obwohl die verwendeten Geräte keine vollkommen exakten Ergebnisse lieferten und etwas weniger Schritte aufzeichneten, als tatsächlich getätigt wurden, sind sie laut den Forscherinnen für die Nutzung für Feldstudien dennoch sinnvoll. Fehlende Daten in der Bewegungsbeurteilung können reduziert werden und Patient*innen mit kognitiven Einschränkungen, die den Anweisungen in geriatrischen Mobilitätsbeurteilungen nicht folgen können, können in Studien einbezogen werden. 

Was ist für eine sinnvolle Nutzung nötig?

Voraussetzung für eine sinnvolle Nutzung ist es, dass unsystematische Fehler ausgeschlossen werden und systematische Fehler erkannt und in das Studiendesign, Datenmanagement und die Auswertung mit einbezogen werden. Unsystematische Fehler können sein: Übertragungsfehler, Lesefehler, Variation der Schrittlänge (etwa bei Gefälle). Systematische Fehler hingegen sind etwa Schrittlänge, Körpergröße (falsches Setting) und Gangart (Krankheitsbilder, Gehhilfen).

Die Studie ist Teil der RCHST-Langzeitstudie "Prospektive Studie zur Nutzbarkeit von Aktivitätstrackern in der Alterstraumatologie". Sie erschien 2020 in "dHealth 2020 - Biomedical Informatics for Health and Care".

 

Das Regensburg Center of Health Sciences and Technology (RCHST)

Das Regensburg Center of Health Sciences and Technology (RCHST) ist eine fakultätsübergreifende Forschungseinrichtung der OTH Regensburg, die von der bayerischen Staatsregierung maßgeblich unterstützt wird. Das RCHST bündelt umfangreiche Expertise und Aktivitäten in Lehre, Forschung und Weiterbildung in den Bereichen Medizintechnik, Medizinische Informatik, Gesundheits- und Sozialwissenschaften sowie Ethik und Technikfolgenabschätzung und entwickelt sie weiter. 

Die OTH Regensburg greift damit aktuelle gesellschaftliche Entwicklungen und Aufgabenstellungen wie die demografische Entwicklung in Deutschland, den medizinisch-technischen Fortschritt, die Digitalisierung in der Medizin sowie das wachsende Gesundheitsbewusstsein auf. Das RCHST wurde 2017 gegründet und setzt sich derzeit aus zwölf Mitgliedslaboren zusammen. Es wird von einem wissenschaftlichen Direktorium geleitet, unterstützt von der RCHST-Geschäftsstelle.

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