Domáci spánkový “radar” umožní detekciu spánkového apnoe a srdcových arytmií

Kľúčové zistenia:

• Rádiofrekvenčné technológie analyzujú dýchanie, srdcový tep a spánkové fázy bez fyzického kontaktu s telom.

• Umelá inteligencia spracováva odrazy signálov s presnosťou porovnateľnou s klinickým nemocničným meraním.

• Domáce monitorovanie umožňuje detekciu spánkového apnoe, neurologických ochorení a srdcových arytmií.

Klinickým štandardom pre diagnostiku porúch spánku je polysomnografia, ktorá si spravidla vyžaduje prenocovanie v špecializovanom nemocničnom laboratóriu. Pacient musí mať na tele pripevnené množstvo diagnostických elektród, čo narúša jeho prirodzený spánkový komfort a mení namerané hodnoty. Technologickí výskumníci preto aktívne vyvíjajú alternatívne metódy založené na nositeľných zariadeniach alebo na úplne bezkontaktných radarových systémoch.

Moderné rádiofrekvenčné signály dokážu detailne analyzovať mikrovibrácie hrudníka, ktoré vznikajú pri dýchaní a srdečnej aktivite spiaceho človeka. Tento prístup úplne odstraňuje potrebu káblov, čím udržuje pacienta v jeho stabilnom a pokojnom domácom prostredí.

Zdroj foto: SEUNGHYEB BAN, JUNWOO KWON, ET AL.

Bezdrôtové senzory veľkosti bežného prenosného počítača sa umiestnia do spálne, odkiaľ nepretržite vysielajú slabé rádiové vlny. Keď sa tieto vlny následne odrazia od ľudského tela, biologický pohyb zmení frekvenciu vracajúceho sa signálu. Výpočtové modely umelej inteligencie tieto odrazy vzápätí dekódujú s využitím AI. Softvérový systém vďaka tomu dokáže presne rozlíšiť hlboký spánok, REM fázu alebo fázu bdenia.

Dnešné pokročilé algoritmy sú trénované tak, aby ignorovali rušivé vplyvy z okolia a poradili si s nečakanými zmenami polohy. Klinická štúdia v Taiwane na vzorke 196 pacientov testovala spoľahlivosť diagnostického bezdrôtového radarového systému. Umelá inteligencia využívala hybridné modely na analýzu kontinuálnych signálov dýchania na určenie indexu respiračných porúch.

Systém dosiahol úspešnosť a presnosť vyše 90 percent pri identifikácii stredne ťažkého až ťažkého spánkového apnoe. Odborníci z univerzity Northwestern zasa vyvinuli nositeľný bezdrôtový senzor, ktorý sa pripevňuje priamo na spodnú časť krku. Toto zariadenie zachytáva srdcovú frekvenciu a polohu tela, pričom pri chrápaní dokáže spiacu osobu upozorniť cielenou haptickou vibráciou.

Moderné technológie na monitorovanie spánku umožňujú včasnú diagnostiku vážnych zdravotných problémov vrátane rôznych srdcových arytmií. Zmeny v základnej štruktúre nočného odpočinku sú jedným z prvých indikátorov nástupu neurodegeneratívnych ochorení, vrátane Parkinsonovej či Alzheimerovej choroby.

Dlhodobé bezkontaktné sledovanie pacientov poskytuje lekárom cenné údaje na hodnotenie účinnosti predpísaných liekov v reálnom čase. Meranie zdravotných údajov pomocou rádiových vĺn odstraňuje problémy spojené s porušovaním súkromia, ktoré vznikajú pri používaní bežných sledovacích kamier. Spojenie citlivých senzorov a strojového učenia tak definuje novú formu personalizovanej preventívnej medicíny.

PREČO JE TO DÔLEŽITÉ: Presun zložitej diagnostiky z nemocníc priamo do domácností znižuje náklady na zdravotnú starostlivosť a umožňuje masívny bezkontaktný skríning skrytých neurologických ochorení.

Zdroj: spectrum.ieee.org foto: ChatGPT/SEUNGHYEB BAN, JUNWOO KWON, ET AL.