Am 15. Oktober um 13:00 Uhr in Raum 320 wird Amon Ties Uerckwitz seine Masterarbeit zum Thema „Design and Implementation of a Camera-Based Method for Noninvasive Dehydration Detection in Office Workers“ verteidigen. Gutachter sind Prof. Michael Fellmann und Erik Endlicher vom Lehrstuhl Wirtschaftsinformatik.
Kurzfassung
Ein leichtes Flüssigkeitsdefizit von ein bis zwei Prozent der Körpermasse ist unter Büroangestellten bis zum Nachmittag verbreitet und beeinträchtigt bereits in dieser Größenordnung Daueraufmerksamkeit, Arbeitsgedächtnis und psychomotorische Geschwindigkeit. Durst folgt dem Defizit verzögert, und jedes heute gebräuchliche objektive Maß verlangt eine Urinprobe, eine Hautelektrode oder ein getragenes Gerät. Diese Arbeit untersucht, ob die am Arbeitsplatz ohnehin vorhandene Webcam stattdessen als passiver Indikator dienen kann. Die physiologische Zielgröße ist die kardiovaskuläre Kompensation: Sinkt das Plasmavolumen, steigt die Ruheherzfrequenz. Die geprüfte Hypothese lautet daher, dass die per Kamera gemessene Ruheherzfrequenz einer Person nach mehreren Stunden ohne Flüssigkeitsaufnahme höher liegt als nach normaler Aufnahme. Die Remote- Photoplethysmographie (rPPG) gewinnt die Herzfrequenz berührungslos aus den pulssynchronen Farbänderungen der Gesichtshaut. Eine gestaffelte Literatursuche ergab keine frühere Arbeit, die dieses Verfahren auf Hydratation anwendet. Eine vollständige Verarbeitungskette wurde umgesetzt und in vier Stufen geprüft. An einem öffentlichen Referenzkorpus mit synchron aufgezeichnetem Kontakt-PPG beträgt der mittlere absolute Fehler 4,31BPM über n = 1290 gepaarte Beobachtungen und 1,8BPM in der sitzenden Ruhebedingung, die dem angestrebten Einsatz entspricht. Die Hydratationsfrage wurde anschließend mit einem gekreuzten Protokoll mit Messwiederholung innerhalb jeder Person bearbeitet: 10 Personen wurden jeweils hydriert und dehydriert, vormittags und nachmittags aufgenommen, insgesamt 40 Sitzungen, in denen sich Uhrzeit und Aufnahmetag innerhalb jeder Person herauskürzen. Unter den 7 Personen mit geregeltem Bürotag lag die Ruheherzfrequenz in der dehydrierten Sitzung in jedem Fall über der in der hydrierten, im Mittel um 4,16 BPM, in der Richtung und in der Größenordnung, die die Physiologie vorhersagt. Unter den 3 Personen ohne einen solchen Arbeitstag zeigte sich das Gegenteil: Die Ruheherzfrequenz lag in der dehydrierten Sitzung in jedem Fall niedriger, ein Kontrast von −5,45 BPM. Der gepoolte Wert von 1,28BPM ist damit eine Aufhebung zwischen zwei gegenläufigen Gruppen und kein Fehlen des Effekts in einer von beiden. Drei Einschränkungen begrenzen dieses Ergebnis. Der vorregistrierte Dosiszusammenhang mit der verstrichenen Zeit seit der letzten Flüssigkeitsaufnahme hält über die volle Kohorte nicht (r = 0,09); die Untergruppe, die den Effekt trägt, wurde erst nach Sichtung der Daten gebildet; und der verbleibende Dosiszusammenhang übersteht die Bereinigung um die Lidöffnung, ein Müdigkeitsmaß, nur innerhalb der Zielpopulation, wo er halbiert und nicht gelöscht wird. Der Befund ist daher eine gerichtete Hypothese, beschränkt auf die im Titel genannte Population, und kein bestätigter Effekt. Zwei messtechnische Ergebnisse begrenzen jede solche Aussage weiter. Die Herzfrequenzvariabilität ist beim erreichbaren Signal-Rausch-Verhältnis nicht messbar; das zugehörige vorregistrierte Merkmal wurde zurückgezogen, bevor die Replikationskohorte aufgenommen wurde. Die physiologische Schwankung von Tag zu Tag, nicht der Kamerafehler, setzt die Auflösungsgrenze, weshalb zusätzliche Personen mehr statistische Teststärke bringen als längere Aufnahmen. Die Arbeit liefert damit ein geprüftes Messinstrument und eine bezifferte Aussage über dessen Auflösung, aber keine nachgewiesene Hydratationsmessung. Jede kamerabasierte Aussage über den Hydratationszustand muss auf wiederholten Aufnahmen einer Person unter festen optischen Bedingungen beruhen, bezogen auf deren eigene Vorgeschichte.