تشخیص آپنه خواب به کمک هوش مصنوعی

معاینه شدن برای تشخیص آپنه‌ی خواب معمولا به معنی گذراندن شب در یک مطب ویژه با اتصال به حسگرهایی است که فعالیت مغز، حرکات چشم و سطح اکسیژن خون شما را اندازه می‌گیرند. اما برای مراقبت بلندمدت‌تر و راحت‌تر بر آپنه‌ی خواب، گروهی از پژوهشگران یک دستگاه پوشیدنی توسعه داده‌اند که تنفس کاربر را ردیابی می‌کند. برای آشنایی با این دستگاه با مجله‌ی فناوری‌های توان‌افزا و پوشیدنی همراه باشید.

دستگاه جدیدی که شاید بتواند مراقبت آپنه‌ی خواب را در خانه آسان کند.

پچ نمونه‌ی اولیه محصول شرکت سلامت اونرا برای تشخیص آپنه‌ی خواب به اندازه‌گیری یادگیری ماشینی و بیوامپدانس وابسته است.

معاینه شدن برای تشخیص آپنه‌ی خواب معمولا به معنی گذراندن شب در یک مطب ویژه با اتصال به حسگرهایی است که فعالیت مغز، حرکات چشم و سطح اکسیژن خون شما را اندازه می‌گیرند. اما برای مراقبت بلندمدت‌تر و راحت‌تر بر آپنه‌ی خواب، تیمی از محققان، یک دستگاه پوشیدنی توسعه داده‌اند که تنفس کاربر را ردیابی می‌کند. این دستگاه که در پژوهشی در دی ماه ۱۳۸۹ در مجله‌ی انفورماتیک زیست-پزشکی و سلامت IEEE معرفی شد، از ترکیب یکتایی از امپدانس زیستی (معیاری از سیگنال‌های الکتریکی گذرنده از درون بدن) و الگوریتم‌های یادگیری ماشینی استفاده می‌کند.

آپنه‌ی خواب وضعیتی است که در آن ممکن است تنفس مبتلایان در طول خواب مختل شود. این مشکل یا در اثر مسدود شدن فیزیکی مجرای گلو توسط ماهیچه‌های اطراف آن پیش می‌آید، یا هنگامی که سیگنال عصبی کنترل‌کننده‌ی تنفس ایشان با اختلال روبرو شود. این وضعیت می‌تواند به کیفیت زندگی آسیب وارد سازد و در بعضی موارد به بیماری‌های قلبی تنفسی، مشکلات حافظه و دیگر مشکلات منجر شود.

در این وضعیت، برای مراقبت آسان‌تر در خانه، دستگاه‌های متنوعی ایجاد شده‌اند که تنفس را با استفاده از باندهای مقاومتی که دور سینه یا شکم بسته می‌شوند، حسگرهای مبتنی بر لایه‌ی نازک، سامانه‌های میکرولکتریک و حتی باندهای پیزوالکتریک پوشیدنی اندازه می‌گیرند.

در آخرین پیشرفت‌ها، یک گروه از محققین که پیش‌تر دستگاهی برای سنجش امپدانس زیستی توسعه داده بودند، به بررسی توانایی این روش برای مراقبت از الگوهای تنفسی مبتلایان به آپنه‌ی خواب پرداختند. ایشان دستگاهی به نام «رابین» ساختند که جریان الکتریکی کوچکی در یک فرکانس مشخص به بدن اعمال می‌کرد و ولتاژ حاصله را پس از گذراندن آن از بدن در مکان متفاوتی اندازه می‌گیرد. رابین می‌تواند برای سنجش نسبتا دقیق تنفس کاربری که آن را می‌پوشد استفاده شود.

تام ون‌استینکیست یکی از محققین درگیر در این پژوهش می‌گوید: «هنگامی که یک بیمار نفس می‌کشد، هوا به شش‌های او وارد می‌شود و سینه‌هایش منبسط می‌گردد، که این باعث تغییر در امپدانس در سینه می‌شود. با اندازه‌گیری امپدانس زیستی سینه، تنفس می‌تواند تخمین زده شود».

این تیم سپس یک الگوریتم یادگیری عمیق را بر داده‌های حاصل از اندازه‌گیری امپدانس زیستی اعمال می‌کنند تا هر گاه آپنه‌ی خواب اتفاق می‌افتد، آن را تشخیص دهند. ایشان نتایج روش خود را با داده‌های دریافت شده از ۲۵ داوطلب که در یک درمانگاه خواب بستری شده بودند مقایسه کردند و دریافتند که روش ایشان در تشخیص رخدادهای آپنه‌ی خواب، ۷۳ درصد دقت دارد.

این چیپ‌ست که توسط محققین در IMEC طراحی شده متعلق به یک دستگاه پوشیدنی به نام رابین است که آپنه‌ی خواب را تشخیص می‌دهد.

با بدست آمدن چنین نتایجی، مشارکت‌کنندگان در این طرح یک شرکت نوپا برای تجاری‌سازی این محصول تأسیس کردند. ون استینکیست می‌گوید اگرچه دیگر دستگاه‌ها به باندهای ارتجاعی یا حسگرهای MEMS برای نظارت غیرمستقیم بر تنفس فرد از بیرون متکی می‌باشند، اما محصول ایشان تغییرات درون بدن را اندازه‌گیری می‌کند و بنابرین احتمال دارد اتکاپذیرتر باشد.

با این حال، بسیاری از دستورالعمل‌های حرفه‌ای برای کمک به آپنه‌ی خواب – از قبیل آنچه توسط آکادمی پزشکی خواب آمریکا مقرر شده است، لازم می‌دانند چندین سیگنال فیزیولوژیک دیگر (مانند سطوح اکسیژن خون) نیز اندازه‌گیری شود. ون استینکرز یادآوری می‌کند که برای ترکیب این فناوری با روش‌های نظارت بر این سیگنال‌های فیزیولوژیک دیگر کار بیشتری باید انجام شود. او می‌گوید: «نتایج (مطالعه‌ی ما) همچنین پیشنهاد می‌کند که این فناوری می‌تواند به طور بالقوه، دیگر انواع رویدادهای تنفسی را نیز اندازه‌گیری کند. تیم ما اکنون در حال پژوهش و کنکاش در دیگر وضعیت‌های تنفسی است که این فناوری می‌تواند در آنها مفید باشد.»


بیشتر بخوانید:
اندازه‌گیری مداوم فشار خون با پوشیدنی‌ها

یک اسکلت بیرونی جایگزین صندلی

تشخیص شیوع بیماری آنفولانزا با اطلاعات کاربران فیت‌بیت


منبع: spectrum.ieee.org، میشل همپسون.

«استفاده و بازنشر مطالب تنها با ذکر لینک منبع و نام (مجله فناوریهای توان افزا و پوشیدنی) مجاز است.»

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *