Context-aware quality of life telemonitoring for a novel healthcare paradigm

Autor/a

Miralles Barrachina, Felip

Director/a

Radeva, Petia

Tutor/a

Radeva, Petia

Data de defensa

2016-04-22

Pàgines

149 p.



Departament/Institut

Universitat de Barcelona. Departament de Matemàtica Aplicada i Anàlisi

Resum

Our healthcare systems are facing sustainability challenges caused by a demographic shift with ageing, chronicity and disability growing in our society. A novel healthcare paradigm should be founded on 4P medicine: Preventive, Predictive, Personalized, and Participatory medicine needs new methodologies and tools enabled by Information and Communication Technologies (ICTs). One of the key technology enablers for 4P medicine is telemonitoring, i.e. ICTs to monitor the health status of a patient from a distance, which may trigger 4P decision making. A new generation of telemonitoring tools allow prescription and follow-up around the main chronic care strategies, namely, therapeutic adherence and healthy habits promotion. A broader and more ambitious challenge is Quality of Life (QoL) telemonitoring based on the knowledge of context. We are proposing a formal methodology to provide Context-aware QoL assessment, categorizing data inputs, defining outputs, and exploring data fusion techniques. A Telemonitoring and Home Support System (TMHSS) which implements that methodology has been designed, developed and integrated to the BackHome system for a particular Use Case, i.e. severely disabled people using Brain Computer Interfaces (BCI) as an assistive technology (AT) at home. We have applied User Centred Design throughout all development stages of a multi-functional BCI, in order to move BCIs from the lab towards independent home use. The BackHome system has achieved five key innovations: (i) an architecture able to meet the requirements of BCI multifunctionality and remote home support; (ii) a light, autonomous, comfortable and reliable BCI equipment; (iii) an easy-to-use software to control multiple purpose applications; (iv) a TMHSS for BCI independent home use; and (v) a Therapist station to manage and monitor BCI-based remote services. We have evaluated the BackHome system with end-users at home, also taking the therapists' and non-expert caregivers' perspective into account. The results show good acceptance, usability levels, user satisfaction and levels of control, which demonstrate that BCI can already be considered as an alternative AT. We used the TMHSS of BackHome to recognize activities and habits of users based on the analysis of sensors' data, in order to detect for example whether the user is at home or away or whether has received a visit at home or not. Similarly, and consequently from the previous analysis, results show good accuracies in assessing items of QoL such as Mobility, Sleep, or Mood, based on measures and fusion of detected activities from the user. The assessment of the overall wellbeing of an individual with a multidimensional perspective through processing of data gathered from environmental and personal sensors in a broad and non-intrusive way, will become of great interest to healthcare professionals, policy makers and also for citizens which are called to co-produce and lead the new paradigm of care.


Els nostres sistemes de salut estan veient qüestionada la seva sostenibilitat arran del canvi demogràfic d'una societat en la qual augmenta la prevalença de cronicitat i discapacitat. El nou model de salut es basa en la Medicina 4P. Una tecnologia clau per a la Medicina 4P és el telemonitoratge, és a dir, les TIC per conèixer l'estat de salut d'un pacient a distància i prendre decisions 4P. Un repte ambiciós és el telemonitoratge de la Qualitat de Vida (QoL) basat en el coneixement del context. Proposem una metodologia formal per avaluar la QoL mitjançant la categorització de dades d'entrada i sortida i tècniques de fusió de dades. Hem dissenyat i desenvolupat un Sistema de Telemonitoratge i Suport Domiciliari (TMHSS) que implementa aquesta metodologia, integrat al sistema BackHome per un Cas d'Ús concret, el de persones amb discapacitats severes que utilitzen Interfícies Cervell Ordinador (BCI) com a Tecnologia Assistencial (AT) en entorns reals. Hem aplicat Disseny Centrat en l'Usuari amb la finalitat de traslladar els BCIs des del laboratori fins a l'ús domèstic independent. El sistema BackHome ha assolit cinc innovacions fonamentals: (i) una arquitectura que satisfà els requisits d'un BCI multifuncional i amb suport remot; (ii) un dispositiu de BCI lleuger, autònom, còmode i fiable; (iii) un programari fàcil d'utilitzar per a manegar diverses aplicacions d'autonomia física i social; (iv) Un TMHSS per fer efectiu l'ús independent dels BCIs a la llar; i (v) una estació clínica per a la gestió remota de serveis terapèutics. Hem avaluat el sistema BackHome amb usuaris finals a casa seva, aprenent de la perspectiva de terapeutes i cuidadors no experts amb resultats que mostren bona acceptació i nivells d'usabilitat, satisfacció de l'usuari i nivells de control que demostren que el BCI pugui ja considerar-se una AT alternativa. Hem emprat el TMHSS de BackHome per reconèixer activitats i hàbits dels usuaris a partir de l'anàlisi de dades de sensors, per detectar per exemple si l'usuari està a casa o fora, o si ha rebut una visita. També hem avaluat a continuació amb bona precisió elements de la Qualitat de Vida, com ara mobilitat, son, o estat d'ànim, a partir de les activitats de l'usuari prèviament detectades.

Paraules clau

Desenvolupament de programari; Desarrollo de software; Computer software development; Interfícies d'usuari (Sistemes d'ordinadors); Interfaces de usuario; User interfaces (Computer systems); Monitoratge de pacients; Monitorización de pacientes; Patient monitoring; Medicina preventiva; Preventive medicine; Atenció domiciliària; Atención a domicilio; Home care services; Salut en línia; Salud en línea; Medical telematics; Qualitat de vida; Calidad de vida; Quality of life; Ajuts tecnològics per als discapacitats; Self-help devices for the disabled; Ayudas tecnológicas para los discapacitados

Matèries

51 - Matemàtiques

Àrea de coneixement

Ciències Experimentals i Matemàtiques

Documents

FMB_PhD_THESIS.pdf

11.75Mb

 

Drets

ADVERTIMENT. L'accés als continguts d'aquesta tesi doctoral i la seva utilització ha de respectar els drets de la persona autora. Pot ser utilitzada per a consulta o estudi personal, així com en activitats o materials d'investigació i docència en els termes establerts a l'art. 32 del Text Refós de la Llei de Propietat Intel·lectual (RDL 1/1996). Per altres utilitzacions es requereix l'autorització prèvia i expressa de la persona autora. En qualsevol cas, en la utilització dels seus continguts caldrà indicar de forma clara el nom i cognoms de la persona autora i el títol de la tesi doctoral. No s'autoritza la seva reproducció o altres formes d'explotació efectuades amb finalitats de lucre ni la seva comunicació pública des d'un lloc aliè al servei TDX. Tampoc s'autoritza la presentació del seu contingut en una finestra o marc aliè a TDX (framing). Aquesta reserva de drets afecta tant als continguts de la tesi com als seus resums i índexs.

Aquest element apareix en la col·lecció o col·leccions següent(s)