محققان سیستم پچ نظارت بی سیم را برای تشخیص آپنه خواب در خانه توسعه دادند

شیوع اختلالات خواب، مانند آپنه خواب، در ایالات متحده در حال افزایش است، اما پروتکل های فعلی برای انجام ارزیابی های پذیرفته شده بالینی گران و ناخوشایند هستند.

محققان جورجیا فناوری یک دستگاه پوشیدنی برای اندازه‌گیری دقیق آپنه انسدادی خواب (زمانی که بدن به طور مکرر متوقف می‌شود و تنفس را دوباره شروع می‌کند) و همچنین کیفیت خواب افراد در هنگام استراحت ایجاد کرده‌اند.

طبق روش‌های مرسوم، افرادی که مشکوک به داشتن مشکل یا اختلال خواب هستند، باید به یک مرکز پزشکی مراجعه کنند، جایی که در طول شب تحت نظر قرار می‌گیرند و به یک سری پروب‌های سیمی متصل می‌شوند که فعالیت مغز، چشم و ماهیچه‌ها را ثبت می‌کنند.

پچ مانیتور خواب پوشیدنی که توسط تیمی از محققان و پزشکان به سرپرستی W. Hong Yeo، دانشیار و عضو هیئت علمی وودراف در دانشکده مهندسی مکانیک George W. Woodruff Tech ایجاد شده است، از سیلیکون ساخته شده و روی پیشانی قرار می گیرد. با یک اتصال سیلیکونی دوم و کوچکتر که روی چانه قالب می گیرد.

یئو گفت: «بسیاری از مردم این اختلال را دارند، اما آن را نمی‌دانند، زیرا در حال حاضر تشخیص آن بسیار سخت است. «برنامه‌های فعلی گوشی‌های هوشمند داده‌های خاصی را که پزشکان و پزشکان برای تعیین اینکه آیا بیمار مبتلا به آپنه است یا نه، جمع‌آوری نمی‌کنند و آنها را بی‌فایده می‌سازد».

آزمایش خواب مرسوم موجود به دلیل محدودیت های دستگاه در آزمایشگاه های خواب انجام می شود. این دستگاه پوشیدنی خانگی می‌تواند جایگزینی برای روش‌های پزشکی گران‌تر در آزمایشگاه‌های خواب باشد.

یئو و تیمش، شامل محققانی از سراسر جورجیا تک، دانشکده پزشکی دانشگاه اموری، دانشگاه تگزاس در آستین، دانشکده پزشکی ایکان در کوه سینا در نیویورک، موسسه علوم مواد کره، و موسسه پیشرفته کره علوم و فناوری، یافته های خود را در پیشرفت علم در ماه می.

افزایش شیوع

یئو گفت: در حالی که دو نوع دیگر آپنه خواب وجود دارد – مرکزی و پیچیده – آپنه انسدادی خواب شایع‌ترین آنهاست، و توضیح داد که علاوه بر خروپف و توقف تنفس، معمولاً با بیدار شدن ناگهانی، نفس نفس زدن یا خفگی مشخص می‌شود. و فشار خون بالا

یئو گفت: کمبود خواب با کیفیت می تواند سایر مشکلات سلامتی را در افراد مبتلا به بیماری های موجود مانند بیماری قلبی یا دیابت تشدید کند. اما حتی کسانی که سایر بیماری‌های سلامتی ندارند نیز می‌توانند عوارض جدی ناشی از آپنه خواب داشته باشند، زیرا هر چه مدت طولانی‌تر تشخیص داده نشود و درمان نشود، به مرور زمان بر قلب و مغز آنها تأثیر می‌گذارد.

یئو با دیدن عوارضی که آپنه خواب بر جمعیت ایالات متحده وارد می کند، تصمیم گرفت تا تحقیقات خود را در زمینه دستگاه های پوشیدنی در صنعت با یک سیستم وصله نظارت بر خواب بی سیم اعمال کند.

ضخامت وصله‌هایی که دارای دقت 88.5 درصدی برای تشخیص آپنه خواب هستند، به اندازه یک بانداژ چسبنده است. سه حسگر الکترونیکی تعبیه شده سیگنال ها را به صورت بی سیم از طریق بلوتوث ارسال می کنند تا فعالیت مغز، چشم و عضله را ضبط کنند. این داده ها برای مطالعه و ارزیابی بیشتر به یک برنامه در یک دستگاه هوشمند مانند تلفن یا تبلت منتقل می شود.

این دستگاه را می توان در خانه استفاده کرد و نیاز به مراجعه به مرکز خواب یا مرکز پزشکی برای نظارت شبانه را نفی کرد.

یئو که تحقیقاتش عمدتاً بر پیشرفت مراقبت های بهداشتی از طریق توسعه حسگرهای زیستی و بیوالکترونیک متمرکز است، می گوید: «بسیاری از مردم این نوع اختلال خواب را دارند؛ آنها فقط آن را نمی دانند. “در ایالات متحده، بیش از 18 میلیون نفر به این نوع آپنه خواب مبتلا هستند. این اساساً یک نفر از هر 15 آمریکایی است، و این تعداد در طول زمان در حال افزایش است.”

او گفت که مشکلات اساسی سلامتی تا حدودی پشت این افزایش است، اما محرک های اصلی انواع غذا و اندازه غذای رژیم مدرن آمریکایی و همچنین استرس است.

ضرر اقتصادی نیز بر کشور وارد شده است. خواب ضعیف در سال 2015 411 میلیارد دلار هزینه از دست دادن بهره وری برای اقتصاد ایالات متحده داشت. پیش بینی می شود این رقم تا سال 2030 از 467 میلیارد دلار فراتر رود.

پیش بینی آپنه خواب

با استفاده از هوش مصنوعی و یادگیری ماشینی، فناوری پشت این دستگاه پوشیدنی داده ها را ثبت می کند تا نمره خواب را مشخص کند که مشخص می کند بیمار آپنه خواب دارد یا اینکه خواب با کیفیت کافی دارد.

در این مطالعه، هنگامی که بر روی یک گروه کنترل شده از هشت بیمار مبتلا به آپنه خواب که مشکلات آنها تحت روش های آزمایشی مرسوم تشخیص داده شد، اندازه گیری شد، پچ بی سیم Yeo آپنه خواب را با دقت 88.5٪ تشخیص داد. برای مقایسه، یک دستگاه هدبند موجود در بازار دارای دقتی در حدود 71 درصد است و نمی تواند فعالیت های ماهیچه ای را اندازه گیری کند.

علاوه بر این، فناوری توسعه یافته Yeo و تیمش و الگوریتم‌های یادگیری ماشینی مورد استفاده، می‌تواند این احتمال را پیش‌بینی کند که فردی که هیچ علامتی از آپنه خواب را نشان نمی‌دهد در مقطعی به آن مبتلا شود.

او گفت: «با نگاه کردن به داده‌ها، می‌توان گفت که اگر در حال حاضر چیزی را تغییر ندهید – چه رژیم غذایی باشد، چه رفتار خواب یا هر چیز دیگری – احتمالاً به آپنه خواب مبتلا خواهید شد زیرا تعداد شما بد است. .

حل یک مشکل

وصله بی سیم با پرداختن به مسائل فعلی بیمار با راحتی، زمان، دسترسی و هزینه، چالش چند جانبه ای را با روش آزمایش مرسوم حل می کند.

فرآیند فعلی – که تست PSG یا پلی سومنوگرافی نامیده می شود – برای برخی از بیماران ناراحت کننده است. دلیلش این است که آنها باید در یک موقعیت ثابت بخوابند از ترس جدا شدن هر یک از 15 پروب سیمی از پوستشان. جدا شدن هر یک از این حسگرها از بدن آنها باعث می‌شود که داده‌های کافی برای ارزیابی‌های مناسب ثبت نشود.

همچنین زمان بر است زیرا بیمار باید به مرکز خواب مراجعه کند و شب را تحت نظر پرسنل پزشکی بگذراند. حتی ممکن است برای آزمایش نیز تاخیر وجود داشته باشد. بیمارانی که علائم شدید یا سایر عوامل زمینه‌ای پرخطر مانند بیماری قلبی یا فشار خون بالا ندارند، اغلب باید پس از دریافت ارجاع از پزشک منتظر بمانند تا در مرکز خواب بستری شوند. در نهایت، روش تشخیص فعلی برای بیماران و سیستم‌های بیمه پرهزینه است و تقریباً 8000 دلار برای هر نفر در هر شب محاسبه می‌شود.

Yeo گفت: “بنابراین این مانع آزمایش برای افراد عادی واقعاً بالا است، مگر اینکه قبلاً بیمار باشید، سپس آنها شما را برای جلوگیری از هر گونه شرایط شدید غربالگری می کنند.” “اما برای افرادی که علائمی از خود نشان نمی دهند، تا زمانی که این اختلال شدید نشود، نمی دانید که آیا این اختلال خواب دارید یا خیر. ما می خواهیم آپنه خواب را قبل از شروع آن متوقف کنیم.”