一个光学耐磨检测睡眠呼吸暂停

睡眠呼吸暂停,正常呼吸干扰睡眠的障碍,对人的身心健康有负面的影响。在埃因霍温医学技术创新中心(e / MTIC)研究合作涉及涂/ e和Kempenhaeghe癫痫与睡眠中心,Gabriele帕皮尼已经开发出一种新的监测睡眠呼吸暂停使用紧凑戴装置,是舒适的穿,可用于长期监测。帕皮尼辩护他的博士论文2月18日电气工程系。

达芬奇曾经说过“使用得当的一天带来了快乐的睡眠”,但反过来也是如此。睡眠对身心休息和恢复是至关重要的,但适当的睡眠可以中断了几个障碍,最常见的一种是阻塞性睡眠呼吸暂停(OSA)在全世界影响十亿人。

“80%的中度或重度阻塞性睡眠呼吸暂停综合症可能没有得到确诊,可以产生重大的健康的影响,”Gabriele帕皮尼说,博士在生物医学诊断实验室研究员工程系。

阻塞性睡眠呼吸暂停综合症块正常流动的空气,也会干扰睡眠,剥夺了充足的氧气供应的身体。“如果不及时治疗,阻塞性睡眠呼吸暂停综合症的影响包括白天嗜睡、疲劳、和心血管问题,”帕皮尼指出。“那么,适时的诊断是至关重要的。”

转向这套

在临床测试中,阻塞性睡眠呼吸暂停综合症诊断的金标准是多导睡眠图多种波动描记睡眠呼吸暂停测试器,但都需要一个人一夜之间穿传感器监控功能的大脑活动,心率、肌肉活动。

“来自不同传感器的信号结合,不同寻常的呼吸事件的数量每小时的睡眠是计入合并后的信号,”帕皮尼说。“这就是所谓的低通气指数”。

然而,金本位阻塞性睡眠呼吸暂停综合症工具不适合筛查和监测多个夜晚传感器可以不穿,会影响睡眠,是不可能一个人在家里使用。“我的研究着眼于以舒适的方式来测量方式,可以通过一个病人在家里,这也解决了筛查和监测问题。”

帕皮尼的关键的解决方案?它灵感来自受欢迎的这套方法如smartwatches和健身追踪器。

得到了绿灯

“我们想要设计一个系统,紧凑,不需要由睡眠医生,有人可以很容易地使用自己,”帕皮尼说。

所以,帕皮尼和他的同事们开发了一种方法使用一个戴装置,看起来像一个smartwatch或健身追踪和涉及到皮肤的绿光led照明。一部分光被反射的血液在体内,然后由光传感器检测到。

研究500人,健康个体和那些有睡眠障碍,如阻塞性睡眠呼吸暂停综合症或失眠,睡觉时穿的设备。在这些实验,但反射光信号中包含的信息是什么?

“首先,包含心跳信号脉冲,可以检查的变化可能与阻塞性睡眠呼吸暂停综合症,”帕皮尼说。“相同的信号还包含信息在呼吸系统,这也可以用来诊断阻塞性睡眠呼吸暂停综合症,但在正确分析信号之前,我们需要改善信号质量。”

在睡眠中,信号噪声会导致运动或压力增加等因素看在睡眠中。所以,帕皮尼计算平均脉冲的信号,而每一个脉冲的平均脉冲发现脉冲受到噪声的影响,然后将其删除。影响正常呼吸阻塞性睡眠呼吸暂停综合症,帕皮尼孤立的呼吸信号的一部分通过观察脉冲振幅的变化。

实验测试

戴绿色的光设备和方法获得干净的信号,设备被考验。然而,信号非常复杂的分析,所以帕皮尼转向深度学习援助之手。

“我们利用深度学习卷积模型识别呼吸事件,然后使用这些计算低通气指数(AHI)病人,”帕皮尼指出。

深度学习模型第一次被训练使用记录从250年开始,没有睡眠障碍患者。然后训练模型被用来检查信号从另一个250例阻塞性睡眠呼吸暂停综合症。,结果是很有希望的。

“你好值计算使用我们戴装置是在良好的协议与AHI值计算的黄金标准的方法。所以,可以想见一个人使用这个设备屏幕和监视器在家阻塞性睡眠呼吸暂停综合症,”帕皮尼说。

未来的睡眠

有前景的结果有Sebastiaan Overeem, somnologist Kempenhaeghe和帕皮尼的主要主管,对未来非常乐观:“希望这项研究能带来新技术,除了更好的诊断,也可以检查治疗睡眠障碍患者的效率。,重要的是,设备可以用在家里的时间太长。”

帕皮尼很快虽然指出戴装置的一个重要方面。“不幸的是,它是不准确的黄金标准的方法,尤其是那些测量脑电波,和永远不会取代黄金标准。但临床医生问病人可以使用设备时希望监视阻塞性睡眠呼吸暂停综合症很长一段时间,而不需要大量的电缆、传感器。”

因此,尽管达芬奇声称使用得当的一天快乐睡眠的重要性,他的意大利Gabriele帕皮尼创造了一个设备诊断的原因不快乐的睡眠能够帮助越来越多的人去体验那些使用得当的日子。

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