Η αποφρακτική άπνοια ύπνου (OSA) είναι μια πολύ συχνή διαταραχή ύπνου, η οποία όμως υποδιαγιγνώσκεται ευρέως. Τα πολλά συμπτώματα και τα αποτελέσματά του μπορεί να περιλαμβάνουν καρδιαγγειακή νόσο or βλάβη της μνήμης. Θανατηφόρα ατυχήματα μπορεί να συμβούν όταν οδηγοί που δεν έχουν διαγνωστεί ή δεν λαμβάνουν θεραπεία με OSA αποκοιμηθείτε ενώ οδηγείτε.

Ένας λόγος για τον οποίο υπάρχουν τόσες πολλές περιπτώσεις OSA που δεν έχουν διαγνωστεί και δεν αντιμετωπίζονται είναι ότι η ακριβής διάγνωση απαιτεί συνήθως μια δαπανηρή, εντατικής εργασίας μελέτης ολονύκτιας ύπνου που ονομάζεται πολυυπνογραφία (PSG). Αλλά νέα τεχνολογία αναπτύχθηκε στο Πανεπιστήμιο της Μανιτόμπα μπορεί να πει στους ασθενείς εάν έχουν OSA σε 30 δευτερόλεπτα, μόνο με ανάλυση των ήχων της αναπνοής τους ενώ είναι ξύπνιοι.

Αποφρακτική άπνοια ύπνου (OSA)

OSA είναι το προσωρινή διακοπή της αναπνοής κατά τη διάρκεια του ύπνου. Ένα επεισόδιο άπνοιας είναι μια παύση στην αναπνοή που διαρκεί περισσότερο από 10 δευτερόλεπτα και οδηγεί σε πτώση άνω του 50 τοις εκατό στο επίπεδο του οξυγόνου στο αίμα. Ομοίως, μια μείωση της αναπνευστικής ροής άνω του 10 τοις εκατό που διαρκεί περισσότερο από XNUMX δευτερόλεπτα, σε συνδυασμό με πτώση του επιπέδου οξυγόνου στο αίμα άνω του XNUMX τοις εκατό, ονομάζεται συμβάν υπόπνοιας.

Ο αριθμός των συμβάντων άπνοιας και υπόπνοιας ανά ώρα ύπνου ονομάζεται δείκτης άπνοιας/υπόπνοιας (AHI), ένα μέτρο της σοβαρότητας του OSA.

Ένα πολύ υψηλό AHI, για παράδειγμα 200, σημαίνει ότι κατά τη διάρκεια μιας ώρας ύπνου, η αναπνοή σταματά (ή μειώνεται περισσότερο από 50 τοις εκατό) 200 φορές, κάθε φορά για περισσότερα από 10 δευτερόλεπτα. Τα περισσότερα από αυτά τα συμβάντα συνοδεύονται από μείωση των επιπέδων οξυγόνου στο αίμα που μπορεί να οδηγήσει σε υποξία, η οποία μπορεί ενεργοποιεί τον εγκέφαλο να ξυπνήσει για να αποκαταστήσει το επίπεδο οξυγόνου.

Ένα άτομο με υψηλό AHI έχει έναν πολύ διαλυμένο ύπνο. Πράγματι, μπορεί να μην φτάσουν ποτέ σε βαθύ ύπνο. Για το λόγο αυτό, αισθάνονται πάντα κουρασμένοι και νυσταγμένοι κατά τη διάρκεια της ημέρας. Το AWakeOSA διαγιγνώσκει άπνοια ύπνου ακούγοντας ήχους αναπνοής χρησιμοποιώντας ένα μικρόφωνο συνδεδεμένο στην τραχεία. Συγγραφέας παρέχεται

Ενώ ένα πλήρες ολονύκτιο PSG καταγράφει περισσότερα από 15 διαφορετικά βιολογικά σήματα, υπάρχουν πολλές φορητές συσκευές PSG που μπορούν να χρησιμοποιηθούν από άτομα στο σπίτι τους που καταγράφουν τρία έως πέντε σήματα και δίνουν μια σχετικά ακριβή διάγνωση.

Ωστόσο, για περιπτώσεις υπνικής άπνοιας που χρειάζονται θεραπεία, απαιτείται πλήρης αξιολόγηση PSG σε εργαστήριο ύπνου, κατά τη διάρκεια της οποίας οι τεχνικοί ύπνου δοκιμάζουν διαφορετικούς ελιγμούς για να καθορίσουν την καλύτερη θεραπεία. Για παράδειγμα, για τον προσδιορισμό της βέλτιστης πίεσης αέρα για ένα μηχάνημα συνεχούς θετικής πίεσης αεραγωγών (CPAP) ώστε να διατηρείται ανοιχτός ο αεραγωγός του ασθενούς κατά τη διάρκεια διαφορετικών σταδίων ύπνου.

Η καλύτερη εκτεταμένη υποδιάγνωση της υπνικής άπνοιας γίνεται ζωτικής σημασίας για όσους χρειάζονται γενική αναισθησία πριν από μια χειρουργική επέμβαση, γιατί Οι ασθενείς με άπνοια χρειάζονται ειδική φροντίδα μετά την επέμβαση. Η δυνατότητα ανίχνευσης OSA μέσα σε λίγα λεπτά όταν ένας ασθενής είναι ξύπνιος θα βοηθούσε να διασφαλιστεί ότι αυτοί οι ασθενείς λαμβάνουν τη φροντίδα που χρειάζονται. Αυτό είναι τι AWakeOSA υπόσχεται η τεχνολογία.

Εντός εγρήγορσης αναγνώριση της αποφρακτικής άπνοιας ύπνου

Το AWakeOSA είναι μια έξυπνη τεχνολογία με μια εφαρμογή που παρέχει οδηγίες για την εγγραφή αναπνευστικών ήχων με ένα μικρό μικρόφωνο. Καταγράφει τους ήχους της τραχειακής αναπνοής μέσω πέντε αναπνοών που λαμβάνονται κατά την αναπνοή από τη μύτη και άλλων πέντε κύκλων κατά την αναπνοή από το στόμα. Η καταγραφή γίνεται ενώ το άτομο είναι ξύπνιο και ξαπλωμένο ανάσκελα.

Αυτή η τεχνολογία βρίσκεται υπό ανάπτυξη από το 2010. Το σκεπτικό μας για τη χρήση ήχων της τραχειακής αναπνοής σε εγρήγορση για την ανίχνευση OSA βασίζεται στη δομή των ανώτερων αεραγωγών, η οποία είναι διαφορετική σε άτομα με άπνοια ύπνου σε σύγκριση με αυτή των ατόμων χωρίς άπνοια, ακόμη και όταν είναι ξύπνιοι. Οι ήχοι της αναπνοής της τραχείας επηρεάζονται από μια αλλαγή στη δομή των ανώτερων αεραγωγών.

Αυτές οι αλλαγές στους αναπνευστικούς ήχους δεν μπορούν να ανιχνευθούν από τα ανθρώπινα αυτιά, αλλά χρησιμοποιώντας προηγμένες τεχνικές επεξεργασίας σήματος και μηχανικής μάθησης μπορέσαμε να δείξουμε ότι πράγματι οι αναπνευστικοί ήχοι αντανακλούν την παθολογία των ανώτερων αεραγωγών. Ωστόσο, η εμφάνιση υψηλής συσχέτισης μεταξύ του OSA και των χαρακτηριστικών των ήχων της αναπνοής δεν εγγυάται την ακριβή ανίχνευση του OSA.

Η ανίχνευση του OSA με ανάλυση μόνο αναπνευστικών ήχων είναι πρόκληση λόγω της ετερογένειας της άπνοιας ύπνου, η οποία μπορεί να έχει διαφορετικές αιτίες με αποτέλεσμα διαφορετικά χαρακτηριστικά των ήχων της αναπνοής. Επίσης, υπάρχουν πολλές μεταβλητές όπως η ηλικία, το φύλο, το ύψος, το βάρος και το ιστορικό καπνίσματος που επηρεάζουν τα χαρακτηριστικά των αναπνευστικών ήχων.

Για να ξεπεράσουμε αυτές τις προκλήσεις, καταλήξαμε σε ένα έξυπνο διαγνωστικό σχήμα που εξετάζει τον αντίκτυπο όλων αυτών των συγχυτικών μεταβλητών. Με τη βοήθεια ενός εξελιγμένου αλγόριθμου μηχανικής μάθησης (AWakeOSA), Η ομάδα μας μπορεί τώρα να ανιχνεύσει αξιόπιστα και με ακρίβεια τη σοβαρότητα του OSA κατά τη διάρκεια της εγρήγορσης. Σχεδιάζεται επικύρωση της τεχνολογίας σε πολύ μεγαλύτερο πληθυσμό.

Χειρουργικοί ασθενείς Ένα μικρόφωνο ενσωματωμένο σε έναν ειδικά σχεδιασμένο θάλαμο και ένα μικρό κουτί προενισχυτή. Το υλικό μπορεί να συνδεθεί σε μια εφαρμογή σε τηλέφωνα ή έναν υπολογιστή για να πραγματοποιήσει την εγγραφή. Συγγραφέας παρέχεται

Μια σημαντική εφαρμογή είναι για χειρουργικούς ασθενείς με άγνωστη κατάσταση OSA που υποβάλλονται σε γενική αναισθησία. Για αυτήν την εφαρμογή, η ευαισθησία του τεστ (ανίχνευση όσων έχουν υπνική άπνοια) είναι πιο σημαντική από την ειδικότητα (ανίχνευση εκείνων που δεν έχουν άπνοια ύπνου).

Η ομορφιά της έξυπνης λήψης αποφάσεων του αλγόριθμου AWakeOSA είναι ότι μπορούμε να αυξήσουμε την ευαισθησία του με μικρό κόστος σε σχέση με την ιδιαιτερότητά του. Αυτό σημαίνει ότι ο ακριβής εντοπισμός όλων των ασθενών με άπνοια ύπνου είναι η βασική προτεραιότητα - όπως θα ήταν και με τους χειρουργικούς ασθενείς - μπορούμε να αυξήσουμε την ακρίβεια ανίχνευσης OSA μόνο με μια μικρή αύξηση στα ψευδώς θετικά ευρήματα.

Ανάλογα με την εφαρμογή του, υπάρχει κάποια ευελιξία για την προσαρμογή της ευαισθησίας/εξειδίκευσης του τεστ, ανάλογα με το ποια είναι πιο σημαντική.

Η τεχνολογία AWakeOSA μπορεί επίσης προσδιορίζει όσους χρειάζονται θεραπεία για την υπνική άπνοια με ακρίβεια μεγαλύτερη από 89 τοις εκατό. Αυτό σημαίνει ότι μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως ένα ακριβές εργαλείο προσυμπτωματικού ελέγχου για τη μείωση του αριθμού των ατόμων που χρειάζονται πλήρη αξιολόγηση της PSG, εξοικονομώντας εκατομμύρια δολάρια σε κόστος για το σύστημα υγειονομικής περίθαλψης.