Jeder Mensch verbringt ein Drittel seines Lebens im Schlaf, welcher essenziell für unseren Organismus ist. Schlafmangel führt zu massiven psychosozialen Beeinträchtigungen und erhöht das Risiko an einer neurodegenerativen Erkrankung, wie beispielsweise Alzheimer, zu erkranken. Alarmierend ist festzuhalten, dass weltweit Millionen von Menschen unter einer oder mehreren Schlafstörungen leiden. Demgegenüber steht ein massives Unterangebot an Fachpersonal und entsprechend qualifizierter Einrichtungen. Ferner sind die in Kliniken verwendeten Gerätschaften äußerst kostspielig und kompliziert in der Anwendung und daher ungeeignet um der großen Masse an Menschen mit Schlafstörungen eine ambulante Gerätschaft für Langzeituntersuchungen bereitstellen zu können.
In dieser Arbeit wurde ein möglicher Lösungsansatz für das oben geschilderte Problem eruiert. Es wurde untersucht, ob die open-Hardware „Ganglion“ des OpenBCI-Projektes (http://openbci.com/) als kostengünstige Alternative für breit angelegte, ambulante polysomnographische Untersuchungen verwendet werden kann.
Hierzu wurden i) die technischen Spezifikationen der Hardware mit einem Fokus auf die drahtlose Datenübertragung via Bluetooth Low Energy untersucht, und ii) die Zweckmäßigkeit des Ganglion für zuverlässige Schlafanalysen empirisch validiert und diskutiert. Abschließend wurde ein den oben genannten Anforderungen entsprechendes Gehäuse konzipiert.
Unsere Ergebnisse zeigen, dass die Daten des Ganglion eine hohe Kohärenz mit jenen eines validierten Referenzgerätes aufweisen und dass der für Schlafanalysen wichtige zeitliche Verlauf der spektralen Leistungsdichte über verschiedene Frequenzen hinweg hoch mit jenem des Referenzgerätes korreliert. Allerdings konnte ebenfalls festgestellt werden, dass insbesondere Gehirnwellen unter 2Hz vom Ganglion gedämpft werden und somit automatisierte Schlafanalysen den Anteil an Tiefschlaf zu Gunsten von Leichtschlaf unterschätzen. Zusätzlich haben unsere Untersuchungen ergeben, dass eine minimale Abweichung zur angegebenen Sendefrequenz besteht. Diese ist allerdings zu vernachlässigen und hat keinerlei Einfluss für die Bestimmung von Schlaf.
Insgesamt lässt sich also festhalten, dass die open-Hardware "Ganglion" wesentliche Voraussetzungen für eine ausreichend genaue Schlafanalyse aufzeigt. Vor einem tatsächlichen Einsatz als zuverlässige Alternative zu teuren klinisch-validierten Gerätschaften, bedarf es aber zunächst weiterer Untersuchungen, um die oben beschriebene Dämpfung langsamer Gehirnwellen genauer zu quantisieren und in weiterer Folge angemessen entgegenwirken zu können.
Facts:
Typ: Bachelorprojekt
Studiengang: Bachelor Informationstechnik & System-Management
