Project Description

Arbeitssicherheit verbessern. Das ist das Ziel, das wir zusammen mit einer der weltweit führenden Risikomanagement-Organisationen verfolgen. Die Mitarbeiter verrichten ihre Arbeit alternierend im klimatisierten Büro bei 18°C, sowie im Außendienst des Unternehmens. Im Außendienst agieren sie dabei unter widrigen Bedingungen bei großer Hitzebelastung bis zu 40°C. Um die großen Temperaturunterschiede aushalten zu können, müssen sie eine starke physische Anpassungsleistung erbringen. Ermüdungserscheinungen können dabei vermehrt auftreten und unter Umständen zu schweren Unfällen führen. Um dies zu verhindern, machten wir es uns zur Aufgabe, in einer Pilotstudie herauszufinden, wie gut sich die Messung des Fatigue-Wertes erfassen und praktisch durchführen lässt. Langfristig soll die Beobachtung des Fatigue Scores dabei helfen, Gefahrensituationen durch Ermüdung frühzeitig zu erkennen und die Arbeiter so vor Unfällen zu schützen.

Ziele

In der Studie wurden von zehn Angestellten des Unternehmens mit dem cosinuss° One die Körpertemperatur, die Herzrate und die rr Intervalle gemessen. Die gemessenen Vitaldaten wurden über die cosinuss° LabApp an den cosinuss° Cloud Server gesendet und analysiert. Auf dem Server wurde die Herzratenvariabilität ermittelt sowie aus den Vitaldaten, Körpertemperatur und Herzfrequenz, der Physical Stress Index abgeleitet. Aus der Herzratenvariabilität können wir weiterhin Aufschluss über den Fatigue-Wert gewinnen und Ermüdungs-Trends erkennen. Das langfristig angestrebte Ziel dieses Projekts ist es, die Arbeitssicherheit zu verbessern, indem wir Ermüdungserscheinungen, ausgelöst durch hohe Umgebungstemperaturen, frühzeitig aufspüren und anzeigen.

  • Arbeitssicherheit optimieren

  • Ermüdungserscheinungen bei hohen Außentemperaturen monitoren

Fragen Pilotstudie

Zur Nutzbarkeit des Sensors:

  • Wie gut kommen die Anwender mit dem Sensor zurecht?
  • Wie verlässlich funktioniert die Datenübertragung auf den Server?

Zur Arbeitssicherheit:

  • Wie verändert sich der Fatigue Score im Laufe eines Arbeitstages?
  • Hängt der Fatigue Score von der Temperatur des Arbeitsortes ab?
  • Hängt der PSI von der Temperatur des Arbeitsortes ab?

Durchführung

Die Dauer der Studie war auf vier Wochen ausgelegt. In dieser Zeit sollten zehn Mitarbeiter der Risikomanagement-Organisation den Sensor bei ihren Tätigkeiten im Büro und im Außendienst im Ohr tragen. Zusätzlich wurden sie aufgefordert, die Umgebungstemperatur zu notieren.

Mit dem Sensor erfasst wurden:

  • Körpertemperatur (° C)
  • Herzfrequenz (bpm)
  • rr-Intervalle (ms)

Aus der Temperatur und der Herzfrequenz kann der Physical Stress Index (PSI) errechnet werden. Man  erfasst ihn auf einer Skala von 1 (keine Hitzebelastung) bis 10 (extreme Hitzebelastung).

Der Fatigue Score ergibt sich aus den rr Intervallen.  Der Fatigue Score wurde eingeteilt in eine Skala von 1 (komplett aufmerksam) bis 7 (völlig erschöpft). Er wurde je nach Signalqualität und Status der Aktivität maximal alle 30 Minuten aufgezeichnet.

Der cosinuss° One lieferte zudem den sogenannten Signal Quality Indicator, welches Aufschluss darüber gibt, wie gut der Sensor im Ohr sitzt.

Ergebnisse

In 80 % der erfassten Zeit befand sich die Signalqualität im grünen Bereich. Das bedeutet, dass die Sensor-Vitaldaten zuverlässig aufgenommen wurden. In der Zeit, in der keine Daten auf dem Server ankamen, war der Sitz des Sensors scheinbar nicht optimal.

Die Übertragung vom Smartphone zum Sensor funktioniert sehr gut, 90 % der Daten wurden erfolgreich übertragen. Von lediglich einem der Teilnehmer kamen fast keine Daten auf dem Server an. Das lag daran, dass er mit einem HTC Smartphone aufzeichnete und es damit bekannte Übertragungs-Probleme mit dem Bluetooth Low Energy Modul gibt.

Wir konnten feststellen, dass der Fatigue Score im Laufe eines Tages Schwankungen unterliegt. Er tendiert von erholt bei Arbeitsbeginn zu stärker erschöpft im Verlaufe des Arbeitstages. Ebenfalls konnten wir Zusammenhänge zwischen dem Fatigue Score und der Umgebungstemperatur herstellen. Der durchschnittlich gemessene Fatigue-Wert ist abnehmend, bei niedrigerer Arbeitsplatz-Temperatur.

Die Hitzebelastung variiert im Tagesverlauf, extreme Belastungen konnten wir in den Aufzeichnungen der Studie jedoch nicht ausmachen. Der höchste gemessene Wert betrug ~ 5 von maximal 7. Bei zwei Studienteilnehmern konnten wir Zusammenhänge zwischen der Umgebungstemperatur und des PSI beobachten. Dabei fiel der durchschnittliche PSI mit einer fallenden Umgebungstemperatur.

Fazit

Die Fragen, denen wir mit dieser Pilotstudie nachgingen, konnten wir hinreichend beantworten: Der Fatigue-Verlauf konnte sehr gut erfasst werden, Zusammenhänge zur Umgebungstemperatur sind erkennbar und lassen sich grafisch darstellen. Die Testpersonen akzeptierten den cosinuss° One gut und kamen mit der Handhabung problemlos zurecht. Wünschenswert wäre eine stärkere Einbindung der Probanden in die Auswertung der Ergebnisse. Die Testpersonen könnten unmittelbaren Nutzen aus den erfassten Daten erhalten, indem sie den ermittelten Fatigue Score zur Verfügung gestellt bekämen. Somit könnten sie selbst aktiv verbessernd in ihre eigene Arbeitssicherheit eingreifen.