Schlafverbesserung durch intelligente Umgebungstemperaturanpassungen (SIESTA)

Hintergrund und Begründung der Forschung

Laborstudien haben gezeigt, dass die Umgebungstemperatur die Schlafergebnisse erheblich beeinflusst, beispielsweise die Schlafeffizienz, was wiederum die kognitiven Funktionen, die geistige Gesundheit, Stress, körperliche Aktivität, die Herz-Kreislauf-Gesundheit und den morgendlichen Glukosespiegel beeinflusst. Aktuelle Untersuchungen von Forschern bestätigen, dass die Schlafzimmertemperatur die Schlafqualität beeinflusst, selbst in häuslichen Umgebungen, in denen der Einzelne seine Umgebung steuern kann. In einer Studie, in der 50 in Wohngemeinschaften lebende ältere Erwachsene über einen Zeitraum von 18 Monaten beobachtet wurden, wurden Schlafdaten von über 11.000 Personennächten gesammelt. Dies zeigt, dass kleine Abweichungen vom optimalen Schlafzimmertemperaturbereich die Schlafqualität erheblich beeinträchtigen können, ähnlich wie die Auswirkungen chronischer oder später Schmerzen -nächtlicher Alkoholkonsum. Wichtig ist, dass die ideale Schlaftemperatur von Person zu Person unterschiedlich ist, und obwohl die Teilnehmer Zugang zu Heiz- und Kühlsystemen hatten, schlafen viele ältere Erwachsene aufgrund eingeschränkter motorischer Funktionen, kognitiver Probleme oder weil sie nicht wissen, wie sich die Temperatur auf ihren Schlaf auswirkt, immer noch in unangenehm heißen oder kalten Schlafzimmern. Der vorgeschlagene Eingriff automatisiert die Temperaturregelung und passt sie mithilfe tragbarer Geräte und intelligenter Thermostate an die individuellen Schlafbedürfnisse an. Die Intervention, die die Schlaftemperatur auf der Grundlage persönlicher Überwachungsdaten optimiert, bietet eine kostengünstige Möglichkeit, das Wohlbefinden älterer Erwachsener zu verbessern, insbesondere angesichts der geringen Kosten und des Potenzials für Nettoenergieeinsparungen durch den Einsatz intelligenter Thermostate.

Hypothese

Eine biologisch adaptive Steuerung der Schlafzimmertemperatur als Intervention zur Verbesserung des Schlafes ist bei älteren Erwachsenen möglich.

Ziele Ziel 1: Testen der Machbarkeit einer biologisch adaptiven Steuerung der Schlafzimmertemperatur als Intervention zur Verbesserung des Schlafes bei älteren Erwachsenen; Ziel 2: Vorläufige Daten sammeln, um die Berechnung der Stichprobengröße für einen endgültigen Versuch zu erleichtern.

Studiendesign

Beide Ziele werden durch die Rekrutierung einer Kohorte älterer Erwachsener erreicht, die in Boston leben. Es werden bis zu 25 Personen eingeschrieben, um sicherzustellen, dass mindestens 20 die Studie abschließen. Die Hälfte der Stichprobe wird aus subventioniertem Wohnraum stammen und sich mit möglichen minderwertigen Bedingungen wie schlechter Isolierung befassen, die zu Problemen bei der Temperaturregulierung beitragen. Die Studie wird unter Verwendung eines fortlaufenden Registrierungsansatzes mit drei Datenerfassungskampagnen durchgeführt. Alle Aspekte des nachstehenden Protokolls (einschließlich der Verwendung von zwei gleich großen Kontroll- und Versuchsgruppen in jeder Kampagne) werden bei den Datenerfassungskampagnen ähnlich sein. Die Teilnehmer tragen eine Garmin-Uhr, um kontinuierlich schlafbezogene Messwerte zu überwachen, und nehmen täglich an einer Umfrage teil, um die subjektive Schlafqualität und andere relevante Faktoren der vergangenen Nacht zu melden.

Gesamtstudienprotokoll

Überprüfung und Registrierung: Einzelpersonen werden zunächst einem standardisierten Telefonscreening unterzogen, um die Eignung festzustellen. Diejenigen, die die Kriterien erfüllen, erhalten dann einen Hausbesuch zur weiteren Beurteilung. Wenn ein Teilnehmer als berechtigt gilt, kann er den Einwilligungsprozess und das Protokoll des ersten Besuchs (siehe unten) während desselben Besuchs abschließen, um den Prozess zu optimieren. Die Besuche 1 und 2 werden im Monat vor Beginn der Datenerfassung in jeder Kampagne geplant. Dieser Zeitpunkt hilft den Teilnehmern, sich mit dem Protokoll vertraut zu machen, und minimiert die Lücke zwischen Basisbewertungen und Datenerfassung.

Erster Besuch: Einzelpersonen lesen und unterzeichnen eine vom IRB genehmigte Einverständniserklärung. Ein Fragebogen zur Krankengeschichte wird ausgefüllt und Medikamente, Blutdruck, Größe, Gewicht und demografische Informationen werden aufgezeichnet. Es werden Montreal Cognitive Assessment (MoCA), Pittsburgh Sleep Quality Index (PSQI) und Center for Epidemiological Studies Depression Scale (CESD-R) durchgeführt. Abschließend richtet das Studienpersonal das tragbare Gerät auf seinem oder einem von der Studie bereitgestellten Smartphone ein. Jeder Teilnehmer erhält eine umfassende Schulung zum Einsatz der Technologie sowie schriftliche Anweisungen, die bei Bedarf wiederholt werden.

Zweiter Besuch: Ein HVAC-Auftragnehmer ersetzt den Thermostat des Teilnehmers durch den von der Studie bereitgestellten Ecobee-Thermostat und der Teilnehmer erhält eine Schulung zur Verwendung des Ecobee-Thermostats zum Ändern der Temperatur.

Datenerfassung: Die Teilnehmer befolgen 8 Wochen lang die Studienprotokolle:

1. Lassen Sie den Thermostat angeschlossen und eingesteckt
2. Tragen Sie die Garmin-Uhr kontinuierlich und laden Sie sie alle 5 Tage einmal auf.
3. Beantworten Sie täglich einen kurzen Fragebogen
4. Öffnen Sie die Wearable-App, um die Daten alle 5 Tage zu synchronisieren.
5. Nach der Hälfte des Protokolls (10 Minuten) ein anschließendes Telefoninterview durchgeführt.
6. Führen Sie ein kurzes Austrittsgespräch (10 Minuten) durch.

Beobachtungszeitraum: Die ersten zwei Wochen sind reine Beobachtungswochen, in denen die Teilnehmer bei der von ihnen selbst gewählten Temperatur schlafen. In den folgenden vier Wochen werden kleine Temperaturanpassungen vorgenommen, um jeden Teilnehmer mindestens viermal bei Temperaturen zwischen 1,5 °C über und 1,5 °C unter seinem ursprünglichen Bereich zu beobachten. Während dieses vierwöchigen Zeitraums wird der Thermostat jede Nacht nach einem pseudozufälligen Zeitplan ferngesteuert, wodurch ein Unterschied von mehr als 1,5 °C zwischen aufeinanderfolgenden Nächten vermieden wird. Diese künstliche Exposition gegenüber unterschiedlichen Temperaturen ist wichtig, da die bisherigen Arbeiten der Forscher darauf hindeuten, dass der typische Umgebungstemperaturbereich für viele möglicherweise nicht die optimalen Bedingungen für ihren Schlaf bietet. Während der gesamten Studie können die Teilnehmer die vorgeschriebene Temperatur je nach ihren Vorlieben übersteuern.

Ermittlung der optimalen Schlaftemperatur: Anhand der Daten der ersten sechs Wochen wird ein Modell entwickelt, um die Schlafzimmertemperatur mit dem Schlaf jedes Probanden zu verknüpfen. Als Input für dieses Modell dienen Daten von jedem Probanden im Wert von 6 Wochen. Mithilfe dieses Modells wird der optimale Temperaturbereich für jeden Teilnehmer ermittelt.

Experiment: Zu Beginn der siebten Woche werden die Teilnehmer nach dem Zufallsprinzip in gleich große „Kontroll“- und „Experimental“-Gruppen eingeteilt. Die Teilnehmer sind für Gruppenaufgaben blind. Während der letzten zwei Wochen (7 und 8) wird die Schlafzimmertemperatur für die Versuchsgruppe innerhalb ihres individuellen optimalen Bereichs gehalten, der mit der oben genannten Methode ermittelt wurde, während die Kontrollgruppe die reine Beobachtungsphase ohne entfernte Temperaturanpassungen wiederholt.

Abschlussbesuch: Die Teilnehmer werden zu Hause besucht, um 1) das Garmin-Gerät und den Ecobee-Thermostat abzuholen, 2) ihren eigenen Thermostat neu zu installieren, 3) ein kurzes Abschlussgespräch über ihren Komfort, wahrgenommene Schlafverbesserungen und ihre Wahrscheinlichkeit zu führen Übernahme der Intervention in der Zukunft.

Verwendungsmöglichkeiten von Geräten

Die Garmin-Uhr ist ein tragbares Gerät, das wie eine typische Uhr am Handgelenk getragen wird. Garmin muss mit dem Smartphone des Teilnehmers oder dem von uns bereitgestellten Tablet gekoppelt werden. Der Support wird auf Anfrage der Teilnehmer oder auf der Grundlage der Daten selbst bereitgestellt, die darauf hindeuten können, dass die Teilnehmer das Gerät nicht ordnungsgemäß verwenden oder das Gerät nicht ordnungsgemäß funktioniert.

Cloudgesteuerter Thermostat: Ein lizenzierter HLK-Techniker ersetzt vorübergehend den Heimthermostat der Teilnehmer durch einen gesteuerten Ecobee-Thermostat. Dieser Thermostat ermöglicht es den Forschern, die Umgebungstemperatur der Teilnehmer zu Hause aus der Ferne anzupassen. Die Forscher passen die Temperatur bis zu einmal täglich basierend auf dem oben genannten Protokoll an. Wichtig ist, dass die Teilnehmer jederzeit die von den Forschern gewählte Temperatur überschreiben können, indem sie einfach die Einstellung am Thermostat ändern. Obwohl der Thermostat im Prinzip digital ist, ähnelt er herkömmlichen Thermostaten, bei denen ein Drehknopf auf dem Touchscreen die Temperatur erhöhen oder senken kann. Am Ende des Projekts holt der HVAC-Techniker den cloudgesteuerten Thermostat zurück und installiert den eigenen Thermostat des Teilnehmers wieder.

Tägliche Fragebögen: Die Teilnehmer füllen einen täglichen Fragebogen in der LabFront-App aus. Die Teilnehmer erhalten täglich Erinnerungen zum Ausfüllen des Fragebogens. Die Teilnehmer können sich für die Verwendung papierbasierter Versionen dieser Fragebögen entscheiden.

Einverständniserklärung

Interessierte Personen werden gebeten, während eines Telefongesprächs mit dem Studienpersonal eine mündliche Einwilligung zum Ausfüllen des ersten Eignungsbildschirms zu erteilen. Potenziell berechtigte Teilnehmer werden dann für einen persönlichen Screening-Besuch eingeplant. Potenzielle Teilnehmer können per E-Mail oder Post (auf Anfrage und je nach Wunsch) eine Kopie der Einverständniserklärung erhalten, damit sie sie vor dem persönlichen Screening in ihrem eigenen Tempo durchsehen können. Zu Beginn dieses persönlichen Screening-Besuchs wird vom Studienpersonal eine schriftliche Einverständniserklärung eingeholt.

Alle potenziellen Teilnehmer werden darauf hingewiesen, dass die Teilnahme an der Studie völlig freiwillig ist. Das gesamte Dokument sollte mit dem Teilnehmer besprochen werden, indem man ihn entweder das Dokument lesen lässt oder ihn bittet, der Lektüre durch die Mitarbeiter zu folgen. Wenn das Personal davon überzeugt ist, dass der Teilnehmer mit dem Dokument vollständig vertraut ist und alle Aspekte der Einwilligungserklärung versteht, sollte es vom Teilnehmer im Beisein des Mitarbeiters unterzeichnet und anschließend vom Mitarbeiter unterzeichnet werden. Alle Einverständniserklärungen werden noch einmal überprüft, um sicherzustellen, dass sie ordnungsgemäß unterzeichnet und datiert sind. Kopien der ausgefüllten Einverständniserklärungen werden dem Teilnehmer ausgehändigt und das unterzeichnete Originaldokument wird im Marcus Institute aufbewahrt.