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| Subprojekt 1 |
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| Phasendefinition, Kriterien und Werkzeuge |
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| Umfang |
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- Definition von Schlaf und Wachsamkeit (und deren Übergangsstadien), von Stress, Unaufmerksamkeit und emotionalen Zuständen anhand messbarer Kriterien. Korrelation der genannten Zustände mit Messmethoden und -werkzeugen, Aufnahme in eine Beurteilungsdatenbank und Nutzung anhand eines wissensbasierten Schlaf- bzw. Wachsamkeits-Clusteringtools.
- Modellbildung von Schlafphasen und Formulierung von Anforderungen an Sensoren zur Messung der verlangten Modellparameter.
- Erstellung einer Datenbank mit Schlaf- und Wachsamkeitsmerkmalen als Wissensbasis für die Entwicklung und Evaluation von Schlaferkennungs- und Schlafmanagement-Kriterien, Werkzeugen, Sensoren und Systemen.
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- Erstellung einer Datenbank mit Merkmalen des unfreiwilligen Übergangs vom Wach- zum Schlafzustand (aus einer Reihe von Feldversuchen) als Wissensgrundlage für die Entwicklung und Bewertung von Sensoren und Systemen zur Voraussage und Erkennung von Hypovigilanz.
- Empfehlungen zur Entwicklung von Technologien (Mikro- und Nanosensoren) zur nicht störenden Überwachung von Zuständen und Aktivität im Hirn (in Verbindung mit SP2), zur Verwendung in der medizinischen Praxis (SP3) und der Industrie (SP4).
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| Ziele |
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Das Hauptziel von SENSATION ist die Erstellung technologischer Rahmenbedingungen und eines modularen Systems zur Überwachung und zum Management von Hypovigilanz zur sektorübergreifenden Verwendung, basierend auf Mikro- und Nanosensortechnologien. |
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| Forschungsfragen: |
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- Wie können wir Schlafphasen anhand physiologischer Messungen definieren? (A1.1.1)
- Wie können wir anhand physiologischer Messungen Schlaf, Wachheit und ihre Übergänge definieren? (A1.1.2)
- Welche Veränderungen der genannten Kriterien und Messungen finden sich im Falle von Schlafstörungen? (A1.1.3)
- Durch welche Merkmale zeichnen sich Stress, Unaufmerksamkeit und emotionale Zustände in physiologischen Messungen aus? (A1.1.4)
- Welche Anforderungen an Sensoren und Datenerhebungstechniken sind notwendig, um die genannten Messungen umzusetzen? (A1.1.5 and AP1.2)
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| Fragen zur technologischen Entwicklung: |
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- Beurteilung der Datenbanken, welche das in der Forschungsphase angesammelte Wissen beinhalten (AP1.3)
- Entwicklung eines Clusteringwerkzeugs für Schlaf/ Wachheit (AP1.4)
- Entwicklung eines erweiterten mathematischen Modells zur Voraussage der benötigten Schlafmenge (AP1.5)
- Entwicklung einer Datenbank mit Schlaf- und Wachheitsmerkmalen, mit über 350 polysomnographischen Aufnahmen, inklusive Nacht- und Tagesschlaf, über beide Geschlechter, alle Altersklassen und über unterschiedliche Länder.
- Entwicklung einer Datenbank zur Aufmerksamkeitsüberwachung mit über 200 Einträgen zum unfreiwilligen Wach-Schlaf-Übergang. Daten werden im Rahmen von 6 unterschiedlichen Aufgaben erhoben.
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| Arbeitsplan |
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| SP1 besteht aus vier größeren Bereichen: |
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Das Subprojekt besteht aus acht Arbeitspaketen: |
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- Verständnis und Definition der menschlichen physiologischen Zustände und ihrer Grenzen (AP1.1, AP1.2, AP1.3)
- Entwicklung von Clusteringwerkzeugen und entsprechenden Übergangsmodellen (AP1.4, AP1.5)
- Durch die Aufzeichnung von Daten zum freiwilligen (AP 1.6) und unfreiwilligen (AP 1.7) Übergang von Wachheit zu Schlaf, Aufbau eines Wissensreservoirs für zukünftige Entwicklungen
- Überprüfung der entwickelten Kriterien und Werkzeuge der Bereiche (1) und (2)
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- AP1.1 Physiologische Zustände und ihre Übergänge (Verantwortung: CEPA).
- AP1.2 Methoden der Datenerhebung und deren Optimierung für die Entwicklung neuartiger Sensoren (Verantwortung: TSG).
- AP1.3 Datenbank für Kriterien, Werkzeuge und Methoden (Verantwortung: CERTH).
- AP1.4 Clustering-Werkzeug für Schlaf/ Wachsamkeit (Verantwortung: OFAI).
- AP1.5 Erweitertes mathematisches Modell zur Voraussage der benötigten Schlafmenge (Verantwortung: DLR).
- AP1.6 Datenbank für Schlaf- bzw. Wachsamkeitsmuster (Verantwortung: TSG).
- AP1.7 Datenbank für Wachsamkeitsmonitoring (Verantwortung: CERTH).
- AP1.8 Validierung entwickelter Werkzeuge (Verantwortung: OFAI).
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| Erwartete Resultate |
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Zukünftige Fortschritte in der Erforschung moderner Krankheiten, die mit unseren sozialen Gewohnheiten einhergehen, hängen von der Messung physiologischer und psychologischer Größen ab, die uns über Geschehnisse in alltäglichen Situationen informieren. Eine unaufdringliche Ausrüstung wird dies ermöglichen und den Weg zur Erforschung neuer Tatsachen ebnen.
Dieselbe Art von Ausrüstung wird ebenfalls die Diagnostik umwälzen. Wiederum wird es möglich sein, über den physiologischen Zustand eines Patienten in seiner alltäglichen Umwelt Informationen zu sammeln - nicht im Krankenbett oder im Behandlungszimmer, wo entscheidende Messungen für die Diagnose täglicher, physiologischer Reaktionen irrelevant sind. |
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SENSATION beabsichtigt, die Voraussage und Behandlung von Problemen der Aufmerksamkeit, Stress und anderen schlafbezogenen Problemen zu beeinflussen. Solche Probleme sind von vielfältigen psychologischen und physiologischen Faktoren geprägt. SP1 hat zum Ziel, eine Synthese und Konsolidierung von wissenschaftlichem Wissen durchzuführen, um anwendbare Modelle zu definieren, welche unterschiedliche Aspekte zur Erkennung, Voraussage und Behandlung in Alltagssituationen integrieren.
Innovationen im Bereich der Sensorentwicklung werden zu neuen physiologischen Einsichten führen und die Grundlagenforschung begünstigen. Dies wird ermöglicht durch unaufdringliche Messungen unterschiedlicher physiologischer Parameter, u.a. des arteriellen Drucks und der EKG-Aktivität, unter Einbezug von Körperposition, Blutfluss und Sauerstoffgehalt, Atmung, sowie durch kombinierte Messungen kognitiver Zustände. Die kontinuierliche Überwachung solcher Parameter ist von größter Bedeutung für die älter werdende Bevölkerung. |
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