پچ های پوشیدنی در کنار یادگیری ماشینی برای تشخیص اختلالات خواب و تنفسی

پایش توقف نفس در خواب اغلب به این معناست که تمام شب را در کلینیکی خاص و متصل به سنسورهایی بگذرانید که فعالیت مغزی، حرکت چشمان و سطح اکسیژن خون شما را می‌سنجند. اما تیمی از پژوهشگران برای پایش راحت‌تر و دراز مدت توقف نفس در خواب، دستگاهی پوشیدنی را توسعه دادند که تنفس کاربر را ردیابی می‌کند. این دستگاه از ترکیب منحصربفردی از بیوامپدانس (اندازه‌گیری سیگنال‌های الکتریکی که از بدن می‌گذرند) و الگوریتم‌های یادگیری ماشین استفاده می‌کند.

توقف تنفس در خواب شرایطی است که در آن تنفس فرد درحالیکه خواب است متوقف می‌شود، یا از طریق انسداد فیزیکی گلو با ماهیچه‌های اطراف، و یا زمانیکه سیگنال‌های مغزیِ کنترل تنفس مختل شوند. این شرایط می‌تواند روی کیفیت زندکی فرد تاثیر منفی بگذارد و در مواردی هم ممکن است به بیماری قلبی عروبی، مشکلات حافظه و دیگر معضلات سلامت بیانجامد.

دستگاه‌های مختلفی به منظور پایش راحت‌تر این شرایط در خانه ساخته شده‌اند که با استفاده از باندهای مقاوم در اطراف سینه یا شکم تنفس را اندازه‌گیری می‌کنند، مثلا سنسورهای مبتنی بر فیلم، سیستم‌های میکروالکترونیک و حتی باندهای پیزوالکتریک پوشیدنی.

در آخرین پیشرفتی که حاصل شد، گروهی از پژوهشگران دانشگاه خنت، که پیشتر دستگاهی را برای سنجش بیوامپدانس توسعه داده ‌بودند، به دنبال پاسخ این سوال بودند که آیا این تکنیک را می‌توان برای پایش الگوی تنفسی افراد مبتلا به توقف تنفس در خواب نیز پیاده کرد؟

دستگاه‌ آن‌ها، به نام رابین، جریانی کوچک و در فرکانس معلوم در بدن اعمال می‌کند و بعد از اینکه از بدن عبور کرد، ولتاژ حاصل را در موقعیت‌های مختلف اندازه‌گیری می‌کند. مشخص شد که می‌توان از رابین برای پایش دقیق تنفس شخصی که دستگاه را پوشیده استفاده کرد.

تام فان استینکیست، پژوهشگری که در این مطالعه نقش داشت، می‌گوید: ” زمانیکه بیمار نفس می‌کشد، هوا وارد ششها شده و قفسه‌ی سینه بالا می‌آید، در نتیجه امپدانس در قفسه‌ی سینه تغییر می‌کند. با اندازه‌گیری بیوامپدانس در قفسه‌ی سینه، می‌توان تنفس را تخمین زد.”

سپس تیم پژوهشی الگوریتم‌های یادگیری عمیق را روی اندازه‌گیری‌های بیوامپدانس پیاده سازی کرد تا توقف تنفس در خواب را شناسایی کنند. آن‌ها نتایج روش خود را با داده‌های بعه دست آمده از ۲۵ داوطلب که در کلینیک تحت نظارت بودند مقایسه کرده و دقت رویکرد خود را در شناسایی توقف تنفس در خواب، ۷۳% اعلام کردند.

با توجه به این نتایج، همکاران برای تجاری سازی محصول استارتاپ جدیدی راه اندازی کردند. فان استینکیست می‌گوید با اینکه دستگاه‌های دیگر جهت پایش غیرمستقیم تنفس فرد از بیرون به باندهای الاستیکی یا سنسورهای سیستم‌های میکرو الکترومکانیکی متکی هستند، اما محصول آن‌ها تغییرات را از داخل بدن فرد اندازه‌گیری می‌کند، بنابراین قابل اعتمادتر است.

هرچند، بسیاری از دستورالعمل‌های حرفه‌ای برای ارزیابی توقف تنفس در خواب، مثلا در دستورالعمل‌های ارائه شده توسط آکادمی پزشکی خواب آمریکا، چندین سیگنال فیزیولوژیکی اضافی‌ (مثلا سطح اکسیژن خون) نیز بایستی اندازه‌گیری شود. برای ادغام این تکنولوژی با روش‌های پایش سیگنال‌های فیزیولوژیکی دیگر، تلاش‌های بسیاری بایستی صورت گیرد.

فان استینکیست می‌گوید:” همچنین نتایج پژوهش ما نشان می‌دهد که این تکنولوژی را می‌توان به صورت بالقوه برای شناسایی انواع دیگر مشکلات تنفسی نیز مورد استفاده قرار داد. این تیم در حال حاضر دیگر شرایط تنفسی که این تکنولوژی می‌تواند کارآمد باشد را نیز مورد بررسی قرار داده‌اند.”

 

منابع خبر :

ارسال یک پاسخ

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

پنج × 5 =