Unehäiretest saab edaspidi teada, kui magate nendes nutiriietes

Cambridge ülikoolis arendatakse nutikat pidžaamat, mis suudab jälgida unehäireid. Foto: University of Cambridge

Teadlased on välja töötanud mugavad ja pestavad nutipidžaamad, mis suudavad jälgida unehäireid, näiteks uneapnoed, ilma ebamugavate andurite, keeruka varustuse või uneuuringute kliiniku külastuseta.

Cambridge’i ülikooli uurimisrühm arendas välja trükitud kangasensorid, mis suudavad tuvastada hingamist, registreerides nahapinnal ka pisimaid liikumisi.

Nutikatesse pidžaamadesse integreeritud sensorid on treenitud tehisintellekti algoritmiga, mis suudab eristada kuut erinevat uneseisundit 98,6% täpsusega, ignoreerides samal ajal tavapäraseid liigutusi, nagu külje keeramine. Sensorid on energiatõhusad ja vajavad edukaks õppimiseks vaid väheseid näiteid erinevatest unemustritest.

Teadlased leiavad, et nende nutiriided võiksid aidata miljonitel unehäirete all kannatavatel inimestel jälgida oma und ja selle muutusi elustiili mõjul. Uuring avaldati ajakirjas Proceedings of the National Academy of Sciences.

Uneprobleemide ulatus ja uute lahenduste vajadus

Kvaliteetne uni on tervise jaoks kriitilise tähtsusega, kuid enam kui 60% täiskasvanutest kannatab halva une all. Selle tulemusena kaotatakse aastas 44–54 tööpäeva inimese kohta ning ülemaailmne majanduskahju ulatub 1%-ni SKT-st.

Unehäired, nagu suuhingamine, uneapnoe ja norskamine, mõjutavad unekvaliteeti ja võivad viia krooniliste haigusteni, sealhulgas südame-veresoonkonna haiguste, diabeedi ja depressioonini.

Cambridge’i grafeenikeskuse professor Luigi Occhipinti, kes uuringut juhtis, rõhutab, et halb uni mõjutab tugevalt nii füüsilist kui ka vaimset tervist, mistõttu on täpne unemonitooring äärmiselt oluline. Paraku on praegune kullastandard – polüsomnograafia (PSG) – kallis, keeruline ja koduseks jälgimiseks ebasobiv.

Lihtsamad kodused uneanalüüsiseadmed keskenduvad enamasti vaid ühele häirele ja on sageli kohmakad või ebamugavad. Samal ajal ei ole nutikellad ja muud kantavad seadmed piisavalt täpsed, et unehäireid usaldusväärselt jälgida.

Grafeensensorid ja AI-põhine unemonitooring

Nutipidžaamade arendamisel tuginesid teadlased varasemale tööle, kus loodi grafeenipõhine nutikaelarihm kõnehäiretega inimeste abistamiseks. Nüüd kohandati seda tehnoloogiat hingamise jälgimiseks une ajal, muutes sensorid veelgi tundlikumaks.

Parandatud tundlikkus võimaldab sensoritel registreerida erinevaid uneseisundeid, samal ajal ignoreerides tavapäraseid liigutusi. Tänu sellele ei pea sensorid olema kaela ümber tugevalt pingul, mis muudab nutipüürid oluliselt mugavamaks. Sensorite ainus nõue on, et need puutuksid kokku nahaga, et tagada maksimaalne täpsus.

Teadlased töötasid välja spetsiaalse masinõppemudeli SleepNet, mis töötleb sensorite andmeid ja suudab tuvastada mitmeid uneseisundeid, sealhulgas nina kaudu hingamist, suu kaudu hingamist, norskamist, hammaste krigistamist, tsentraalset uneapnoed (CSA) ja obstruktiivset uneapnoed (OSA). SleepNet on AI-mudel, mis vajab minimaalset arvutusvõimsust, võimaldades töötlemist otse sensorites, ilma et oleks vaja andmeid eraldi arvutisse või serverisse saata.

Occhipinti selgitab, et AI-mudel on optimeeritud nii, et saavutatakse madalaim võimalik arvutuskoormus kõrgeima täpsusega, võimaldades andmetöötlust otse sensorites.

Koduseks kasutamiseks loodud ja vastupidav

Nutipidžaamasid testiti nii tervete kui ka uneapnoega patsientide peal ning nende täpsus ulatus 98,6%-ni. Sensorite vastupidavuse suurendamiseks viidi läbi eriline tärgeldusprotsess, mis võimaldab püüridel taluda pesumasinas pesemist.

Viimased prototüübid toetavad ka juhtmevaba andmeedastust, mis võimaldab unemonitooringu andmeid turvaliselt edastada nutitelefoni või arvutisse.

Occhipinti rõhutab, et usaldusväärne unejälgimine on võtmetähtsusega ennetavas meditsiinis. Kuna nutipidžaamad võimaldavad jälgimist kodus, mitte haiglas või kliinikus, saavad kasutajad avastada uneprobleeme varakult ja vajadusel arstiga nõu pidada. Lisaks suudavad nutiriided tuvastada nina- ja suuhingamise erinevusi, mida NHS-i standardsetes uneuuringutes tavaliselt ei analüüsita, kuid mis võivad viidata unehäiretele.

Teadlased plaanivad sensorite tehnoloogiat kohandada ka teiste terviseseisundite jälgimiseks, näiteks beebimonitoridesse ning töötavad välja meetodeid, mis suurendavad nutiriiete pikaajalist vastupidavust.

Allikas: MedicalXpress