Neue Methode verbessert die Genauigkeit beim Schrittzählen

Körperliche Aktivität ist wichtig für gute Gesundheit. Sie hilft, das Risiko vieler Krankheiten zu senken, besonders von denen, die nicht von Mensch zu Mensch übertragen werden, wie Herzkrankheiten. Gesundheitsrichtlinien empfehlen regelmässige Bewegung, um ein gesundes Herz zu erhalten.

Momentan messen Fitness-Tracker oft die körperliche Aktivität in Bezug auf die gesamte Bewegung oder die Zeit, die wir mit aktiven Dingen verbringen. Schritte zu zählen ist jedoch eine einfache und klare Möglichkeit, zu sehen, wie viel wir uns bewegen. Es hängt direkt damit zusammen, wie wir laufen. Leider zählen Geräte an unserem Handgelenk nicht immer genau, wie viele Schritte wir im Alltag machen.

#Probleme mit den aktuellen Schrittzählmethoden

Viele Fitness-Tracker verwenden spezielle Methoden, um Schritte zu zählen, aber diese Methoden werden nicht immer gründlich getestet. Einige Open-Source Schrittzählmethoden wurden nicht mit sorgfältigen Überprüfungen an realen Daten entworfen. Die Standards sagen, dass kommerzielle Geräte Schritte mit weniger als 10% Fehler in kontrollierten Tests schätzen sollten. Wenn wir uns jedoch anschauen, wie diese Geräte in der realen Welt abschneiden, können die Fehler viel grösser sein, oft über 20%. Das macht es schwer sicherzustellen, wie die Schrittzahlen mit der allgemeinen Gesundheit und dem Tod aus allen Ursachen oder Herzproblemen zusammenhängen.

#Entwicklung einer neuen Schrittzählmethode

Um dieses Problem anzugehen, wollten die Forscher eine bessere Möglichkeit schaffen, Schritte zu messen, während die Leute ihren Alltag bestreiten. Die Studie hatte drei Ziele:

1. Eine neue Schritt-erkennungsmethode mithilfe von Daten aus dem realen Leben entwickeln.
2. Diese Methode mit anderen Schrittzählalgorithmen testen.
3. Überprüfen, wie gut diese Schrittzählmethode mit ernsten gesundheitlichen Ergebnissen wie dem Tod durch Herzkrankheiten oder andere Ursachen zusammenhängt.

#Erstellung des OxWalk-Datensatzes

Um den neuen Datensatz namens OxWalk zu erstellen, trugen die Teilnehmer Beschleunigungsmesser, während sie ihre täglichen Aktivitäten durchführten. Sie trugen Geräte am Handgelenk und an der Hüfte, um ihre Bewegungen zu verfolgen. Die Forscher drehten auch Videos von den Füssen der Teilnehmer, während sie gingen. Durch die Nutzung sowohl der Beschleunigungsmesserdaten als auch der Videos konnten sie genau nachvollziehen, wann eine Person einen Schritt machte.

Schritte wurden auf spezifische Weise definiert: Ein Schritt passiert, wenn ein Fuss angehoben und an einem neuen Ort abgesetzt wird. Bewegungen wie das Verlagern des Gewichts oder das Anpassen der Fussposition zählen nicht als Schritte. Die Teilnehmer wurden sorgfältig ausgewählt, um sicherzustellen, dass sie ohne Hilfe gehen konnten und keine kürzlichen Fussverletzungen hatten.

#So funktioniert das neue Modell

Das neue Schrittzählmodell kombiniert Machine Learning und Spitzen-Erkennungstechniken. Zuerst erkennt das Modell, wann die Teilnehmer gehen versus wann sie es nicht tun. Es verwendet ein spezielles Lernmodell, das mit Daten aus dem realen Leben trainiert wurde. Dieses Modell wurde mit vielen Proben optimiert, um seine Fähigkeit zu verbessern, verschiedene Geh-Muster zu erkennen.

Sobald die Gehphasen identifiziert sind, zählt das Modell die Schritte aus diesen Segmenten. Um die Genauigkeit zu gewährleisten, passten die Forscher die Parameter im Modell an, bis sie die besten Einstellungen für das Zählen von Schritten fanden.

#Testen des neuen Schrittzählmodells

Nach der Entwicklung des neuen Modells wurde dessen Leistung an Daten aus einem externen Datensatz getestet, der verschiedene Geh-Szenarien beinhaltete. Die Teilnehmer wurden gefilmt, während sie unter verschiedenen Bedingungen gingen, was einen gründlichen Vergleich ermöglichte. Sie bewerteten, wie genau die neue Methode Schritte im Vergleich zu bestehenden Algorithmen zählte.

#Implementierung des Modells in der UK Biobank

Die UK Biobank ist eine grosse Studie, die eine riesige Anzahl von Teilnehmern umfasst. Die Forscher nutzen Daten von über 100.000 Teilnehmern, die Beschleunigungsmesser trugen, um ihre Bewegungen zu verfolgen. Sie verwendeten das neue Schrittzählmodell, um zu sehen, wie viele Schritte die Teilnehmer über eine Woche gemacht hatten. Fehlende Daten aufgrund des Nicht-Tragens des Geräts wurden durch das Durchschnitts-Daten aus anderen ähnlichen Zeiten ersetzt.

#Datenanalyse

Die Studie betrachtete Teilnehmer, die keine schweren gesundheitlichen Probleme wie Herzkrankheiten oder Krebs hatten. Die Forscher untersuchten, wie Schrittzahlen mit Faktoren wie Alter und allgemeiner Gesundheit zusammenhingen. Sie führten statistische Tests durch, um die Beziehung zwischen Schrittzahlen und gesundheitlichen Ergebnissen wie dem Tod durch Herzprobleme oder aus anderen Ursachen zu erkunden.

#Ergebnisse zu Schrittzahlen und Sterblichkeit

Die Forscher fanden eine starke Verbindung zwischen der Anzahl der täglich gemachten Schritte und dem Risiko, an Herzkrankheiten und anderen Ursachen zu sterben. Zum Beispiel hatten Teilnehmer, die täglich etwa 8.500 bis 10.300 Schritte machten, ein signifikant geringeres Risiko, an Herzproblemen zu sterben. Höhere tägliche Schrittzahlen zeigten einen ähnlichen Trend hinsichtlich des allgemeinen Sterblichkeitsrisikos.

#Bedeutung einer genauen Schrittzählung

Eine genaue Schrittzählung ist entscheidend. Sie kann helfen, bessere Gesundheitsratschläge zu geben und realistische Aktivitätsziele für die Leute zu schaffen. Wenn das Zählen von Schritten nicht genau ist, könnte das zu irreführenden Botschaften über Gesundheit und Aktivitätsniveaus führen. Das könnte die Leute davon abhalten, aktiv zu sein, wenn sie das Gefühl haben, diese Ziele nicht erreichen zu können.

#Stärken der Studie

Die Stärke dieser Studie liegt in ihrem umfassenden Ansatz zur Messung von Schritten. Die Nutzung eines grossen Datensatzes, der aus realen Aktivitäten erstellt wurde, führte zu einem hohen Genauigkeitsgrad. Obwohl die Trainingsdaten über kurze Zeiträume gesammelt wurden, waren sie dennoch ausreichend, um eine zuverlässige Methode zu erstellen.

Die Forscher erkennen an, dass trotz möglicher Überzählung über mehrere Tage, sie Schritte unternommen haben, um dieses Problem während des Modelltrainings zu minimieren. Zukünftige Auswertungen werden wichtig sein, um die Wirksamkeit der Methode in verschiedenen Personengruppen zu bestätigen.

#Fazit

Die Forscher haben eine neue, offene Methode zur Schrittzählung eingeführt, die die Messung von körperlicher Aktivität mit tragbaren Geräten erheblich verbessert. Diese Methode zeigte, dass höhere Schrittzahlen mit einem geringeren Risiko, an Herzkrankheiten und anderen Ursachen zu sterben, verbunden sind. Diese Informationen unterstützen öffentliche Gesundheitsbotschaften, die die Leute ermutigen, aktiver zu sein. Die Idee ist, dass jede Bewegungserhöhung vorteilhaft ist, besonders für diejenigen, die es schwer haben könnten, ein bestimmtes tägliches Schrittziel zu erreichen.