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何も装着しないで睡眠をモニタリングする方法(AIアルゴリズムを使用して無線信号を分析し測定値を睡眠ステージに変換)を開発|MIT・マサチューセッツ総合病院

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■何も装着しないで睡眠をモニタリングする方法(AIアルゴリズムを使用して無線信号を分析し測定値を睡眠ステージに変換)を開発|MIT・マサチューセッツ総合病院

Zen bedroom

by Isa(画像:Creative Commons)

睡眠をモニタリングする方法として、これまで着衣型ウェアラブルデバイスやFitbitのようなリストバンド型ウェアラブルデバイスを紹介してきました。

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また、睡眠時無呼吸症候群の検査のためには、ポリソムノグラフィー(PSG)という、指先につける機器だけではなく、心電図や脳波、鼻や口の気流測定、いびき音の測定、腹部の動きなどを見るセンサーなどを装着して、一晩休むという検査方法があることも紹介してきました。

今回紹介するのは、MITが開発したワイヤレス、つまり何も装着しないで睡眠をモニタリングする方法です。

New AI algorithm monitors sleep with radio waves Patients with sleep disorders could be studied nonintrusively at home using wireless signals.

(2017/8/6、MIT)

To make it easier to diagnose and study sleep problems, researchers at MIT and Massachusetts General Hospital have devised a new way to monitor sleep stages without sensors attached to the body. Their device uses an advanced artificial intelligence algorithm to analyze the radio signals around the person and translate those measurements into sleep stages: light, deep, or rapid eye movement (REM).

MITとマサチューセッツ総合病院の研究者は、睡眠障害の診断・研究を容易にするために、身体にセンサーを取り付けずに睡眠ステージをモニタリングする方法を開発しました。

デバイスには高度なAIアルゴリズムが使用され、人の周りの無線信号を分析し、その測定値を睡眠ステージ(浅い睡眠、深い睡眠、レム睡眠)に変換します。

Using this approach in tests of 25 healthy volunteers, the researchers found that their technique was about 80 percent accurate, which is comparable to the accuracy of ratings determined by sleep specialists based on EEG measurements.

健康なボランティア25名にこの手法でのテストを行なったところ、80%の正確さで、EEG(脳波:Electroencephalogram)測定に基づく睡眠の専門家によって決定された評価の精度に匹敵するものだったそうです。

“When you think about Parkinson’s, you think about it as a movement disorder, but the disease is also associated with very complex sleep deficiencies, which are not very well understood,” Katabi says.

Katabi教授によれば、パーキンソン病は非常に複雑な睡眠障害と関連していると考えられるそうで、このシステムを使用して、パーキンソン病の研究を行う予定なのだそうです。

また、アルツハイマー病や不眠、睡眠時無呼吸症候群のような睡眠障害の研究にも用いることができるそうです。

【関連研究】

WiGait: Measuring Walking Speed with Wireless




■まとめ

MITの研究者は、何も装着しないで睡眠をモニタリングする方法を開発しました。

この仕組みを用いれば、より自然に生体データを計測できると考えられますし、また、睡眠障害に関する研究が研究室から家庭へと移ることにより、研究がますます進むことが期待されます。

Meet the 3rd generation Nest Learning Thermostat

スマートホームのデバイスの一つとしてスマートサーモスタット「Nest」というさまざまなセンサーと人工知能が搭載された温度を調節する装置で、Nestと電化製品との連携によって、室温を快適に保ちながら、節電&省エネもできるというものを以前紹介しましたが、今回MITが開発したワイヤレスで睡眠をモニターできる技術と組み合わせれば、寝室をより快適にするためのデバイスにもなるのではないでしょうか?

RFID Light Bulb: Enabling Ubiquitous Deployment of Interactive RFID Systems

ディズニー研究機関、RFIDリーダー内蔵LED電球を開発–新規インフラ敷設が不要

(2017/8/4、CNET JAPAN)

Walt Disneyの研究機関Disney Researchは、RFIDリーダーやネットワーク通信機能を組み込んだLED電球を開発。電球用ソケットにねじ込んで構築、拡張できるRFIDシステムを提唱した。

また、Disney Researchが開発したRFIDリーダーやネットワーク通信機能を組み込んだLED電球と組み合わせるというアイデアも面白そうです。

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Apple Watchなどの心拍数測定可能なウェアラブル機器で85%の精度で糖尿病が診断可能|Cardiogram




■Apple Watchなどの心拍数測定可能なウェアラブル機器で85%の精度で糖尿病が診断可能|Cardiogram

Apple Watchなどの心拍数測定可能なウェアラブル機器で85%の精度で糖尿病が診断可能|Cardiogram
Apple Watchなどの心拍数測定可能なウェアラブル機器で85%の精度で糖尿病が診断可能|Cardiogram

参考画像:Ordinary wearables can flag signs of diabetes, according to new Cardiogram study(2018/2/7、Upbeat)|スクリーンショット

Cardiogramの研究によれば、Apple Watchは糖尿病を85%の精度で検出可能

(2018/2/8、TechCrunch)

Cardiogramの創業者Brandon Ballingerによる最新の臨床研究によれば、Apple Watchは既に糖尿病と診断された人が、糖尿病であることを85%の正確性で診断することができた。

Apple Watchの心拍数記録アプリCardiogramの創業者Brandon Ballingerによる最新の臨床研究によれば、ウェアラブルテクノロジーによって、糖尿病(0.8451)、高コレステロール(0.7441)、高血圧(0.8086)、睡眠時無呼吸(0.8298)の精度で識別することができたそうです。




■まとめ

アメリカ国民の人口の約3分の1に当たる約1億人が糖尿病または糖尿病予備軍|米CDCで紹介したアメリカ疾病管理予防センター(CDC)の報告書によれば、アメリカ国民の人口の約3分の1に当たる約1億人が糖尿病またはその予備軍となっているそうです。

スマートウォッチは病気の早期発見に役立つ|正常値とベースライン値の確立が重要|スタンフォード大で紹介したスタンフォード大学のマイケル・スナイダーの研究によれば、フィットネスモニターや他のウェアラブルバイオセンサーが心拍数、肌の温度などの異常が起きているかを知らせてくれることにより、病気になっていることを伝えてくれるという研究が進められているようですが、今回の研究を活用して糖尿病の兆候を知ることができれば多くの人が糖尿病予備群という早い段階で糖尿病の予防・治療が進められるのではないでしょうか?







【参考リンク】
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SAS(睡眠時無呼吸症候群)の治療を行なうと、ナースコールの回数が減る!?

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【目次】




■睡眠時無呼吸症候群(SAS)の治療を行なうと、ナースコールの回数が減る!?

EMT/Nursing Pediatric Emergency Simulation - April 2013 18

by COD Newsroom(画像:Creative Commons)

ナースコール回数に影響 睡眠時無呼吸症候群SASは患者を重症化?|CIRCL

アメリカのトーマスジェファーソン大学の研究によって、入院患者の睡眠時無呼吸症候群(SAS)を治療するとナースコールの回数が減ることが示された。

 その理由は、睡眠時無呼吸症候群(SAS)の治療で急激な血圧変化などが改善され、緊急対応が必要な危険な状態が減るためだという

トーマスジェファーソン大学の研究によれば、入院患者の睡眠時無呼吸症候群(SAS)の治療を行なうと、急激な血圧変化などが改善されることによって、ナースコールの回数が減るそうです。

睡眠時無呼吸症候群 高血圧、心疾患の原因にもによれば、睡眠時無呼吸症候群(SAS)の患者は眠りが浅く、夜でも日中に働くべき交感神経が活動を続け、体を活性化させるホルモンが分泌された状態が続いているため、血圧が上がり、無呼吸による低酸素状態も重なって、心臓などに負担がかかり、心筋梗塞などのリスクが高まると考えられています。

また、糖尿病や脳血管障害などの合併症も懸念されていて、糖尿病治療と一緒に不眠治療を行うことで、糖尿病が改善し、血管障害を予防できる可能性がある!?|大阪市立大で紹介した大阪市立大の稲葉雅章教授らのグループによれば、糖尿病治療と一緒に不眠治療を行うことで、糖尿病が改善し、血管障害(血糖値・動脈硬化)を予防できる可能性があるそうです。

また、睡眠障害のある患者は、糖尿病・高血圧・動脈硬化になりやすい?によれば、睡眠障害がある患者は、頚動脈の内壁が分厚くなって血管が狭まっており、動脈硬化を進行させるリスクが高まっていることも明らかになっているそうです。

大阪市立大学の稲葉教授らはこれまでの研究で、糖尿病患者の睡眠障害が心筋梗塞や脳卒中を引き起こす早朝の高血圧や血糖値の上昇などにつながることも突き止めているそうです。

睡眠時無呼吸症候群とメタボリックシンドロームによれば、睡眠時無呼吸症候群とメタボリックシンドロームとの合併率は高いそうです。

メタボリックの原因は、肥満であり、特におなかにたまる内臓脂肪が危険因子であり、また睡眠時無呼吸症候群の原因も、肥満によって上気道に脂肪がたまることで気道が狭くなり、無呼吸を起こしています。

メタボリックシンドロームは動脈硬化の原因となり、心筋梗塞などの心血管病の危険因子となることが知られています。

そして、睡眠時無呼吸症候群によって、さらに心筋梗塞などのリスクが高くなってしまうのだそうです。




■SAS(睡眠時無呼吸症候群)とは

睡眠時無呼吸症候群 高血圧、心疾患の原因にもによれば、睡眠時無呼吸症候群(SAS)の診断基準は、「10秒以上の無呼吸が1時間に5回以上ある」場合なのだそうです。

●SAS(睡眠時無呼吸症候群)の種類

  • 「閉そく型」:首回りに脂肪が付いたり、舌が大きいなどの理由で気道がふさがる。
    ほとんどの患者が閉塞型。
  • 「中枢型」:呼吸中枢に障害があって起こる
  • 「混合型」:閉塞型と中枢型、両者の混合

●睡眠時無呼吸症候群(閉塞型)の症状

(1)大きないびき

(2)眠っている間に呼吸が止まる

(3)日中の眠気

(4)熟睡感がない

(5)起床時に頭痛がする

●SAS(睡眠時無呼吸症候群)の治療法

Apnea del sueño

by COM SALUD Agencia de comunicación(画像:Creative Commons)

重症のSAS患者の治療には、寝るときに呼吸用のマスクを付け、圧力をかけた空気を機械で持続的に送り込む「CPAP療法」が有効とされています。

睡眠時無呼吸症候群とメタボリックシンドロームによれば、CPAP(Continuous Positive Airway Pressure=シーパップ)は、睡眠中に装着した鼻マスクから圧力をかけた空気を送り込み、上気道を開いた状態に保って無呼吸をなくす方法です。

CPAP療法で治療すると無呼吸やいびき、日中の眠気が消失するだけでなく、高血圧や、メタボリックシンドロームのひとつの病態であるインスリンの効きが悪くなるインスリン抵抗性も改善します。

つまり、CPAP療法で睡眠時無呼吸症候群を治療すると、心筋梗塞などのリスクも低下するのです。

●SAS(睡眠時無呼吸症候群)対策

減量・ダイエット

肥満が原因による睡眠時無呼吸症候群の治療・予防するためには、食生活の改善や運動不足の解消など生活習慣の改善が重要となります。

睡眠前の深酒に注意

アルコールは気道周辺の筋肉を弛緩させ、鼻づまりを引き起こしやすいので、いびきをかきやすくなります。

横向きに寝る

軽度のいびきなら、舌が喉に落ち込んで気道を塞がないよう、横向きに寝るようにしましょう。

腰枕

ファスナーを開いて背中にボールを装着できる腰枕を使うことで、横向きの姿勢を保つことができます。

パジャマの背中に袋を縫い付けて、中にテニスボールなどを入れるお手製腰枕もおすすめです。

ベッドの頭側を高くする

体を少し起こした姿勢にしておけば舌が落ち込みにくくなります。

マウスピース

中等症より軽いいびきには、舌や下あごを前に出させる特殊なマウスピースを使うと軽減することもあるそうです。

CPAP療法

中等症以上や重度のSAS患者の治療には、寝るときに呼吸用のマスクを付け、圧力をかけた空気を機械で持続的に送り込む「CPAP療法」が有効とされています。

睡眠時無呼吸症候群とメタボリックシンドロームによれば、「CPAP(Continuous Positive Airway Pressure=シーパップ)」は、睡眠中に装着した鼻マスクから圧力をかけた空気を送り込み、上気道を開いた状態に保って無呼吸をなくす方法です。

CPAP療法で治療すると無呼吸やいびき、日中の眠気が消失するだけでなく、高血圧や、メタボリックシンドロームのひとつの病態であるインスリンの効きが悪くなるインスリン抵抗性も改善します。

つまり、CPAP療法で睡眠時無呼吸症候群を治療すると、心筋梗塞などのリスクも低下します。

→ 睡眠時無呼吸症候群 について詳しくはこちら







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睡眠時無呼吸症候群(SAS)はメタボリックシンドロームと関係がある!?

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■睡眠時無呼吸症候群(SAS)はメタボリックシンドロームと関係がある!?

Man sleeping

by Timothy Krause(画像:Creative Commons)

健康常識のウソ・ホント:睡眠時無呼吸症候群はメタボリックシンドロームとも関係?

(2008/10/23、毎日新聞)

いびきをかいて、急に呼吸が止まる--。そんな睡眠時無呼吸症候群(SAS)とメタボリックシンドロームが密接に関係することが分かってきました。メタボリックシンドロームといえば、心筋梗塞など心血管病の危険因子。SASの人も心血管病での死亡率が高いことが判明しているので注意が必要です。

睡眠時無呼吸症候群メタボリックの合併率は高いそうです。

睡眠時無呼吸症候群とメタボリックシンドロームの合併率は高く、睡眠時無呼吸症候群が重症になるほどメタボリックシンドロームの合併頻度も上がります。重症者では約半数もが合併しているのです。

では、なぜ睡眠時無呼吸症候群とメタボの合併率は高いのでしょうか。

記事によると、メタボリックの原因は、肥満であり、特におなかにたまる内臓脂肪が危険因子であり、また睡眠時無呼吸症候群の原因も、肥満によって上気道に脂肪がたまることで気道が狭くなり、無呼吸を起こしています。

つまり、肥満によって脂肪がたまっているということが、睡眠時無呼吸症候群とメタボの共通点であり、それが合併率を高くしている要因だと考えられます。

睡眠時無呼吸症候群とメタボの合併率は高いことはさらに恐ろしい病気の引き金となりかねません。

メタボリックシンドロームは動脈硬化の原因となり、心筋梗塞などの心血管病の危険因子となることが知られています。困ったことに、両者が合併することでメタボリックシンドロームのリスクは増強され、さらに心筋梗塞などのリスクが高くなってしまうのだそうです。

しかし、睡眠時無呼吸症候群は太っている人がなりやすいのは確かなのですが、太っていなくても起こるそうです。

それほど太っていなくても、あごの小さな人も危険です。あごが小さい人や後退している人などは骨格の影響から、気道が狭くなりやすいのです。日本人の骨格の特徴として、短く平らな顔やあごが小さい人はけっこう多いものです。実際、調査によると、日本人の睡眠時無呼吸症候群患者の約30%は非肥満者です。

睡眠時無呼吸症候群を治療・予防するためには、食生活など生活習慣の改善が重要となります。ただし、生活習慣を改善しても、睡眠時無呼吸症候群が改善しない場合には、CPAP療法が有効だそうです。

CPAP(Continuous Positive Airway Pressure=シーパップ)は、睡眠中に装着した鼻マスクから圧力をかけた空気を送り込み、上気道を開いた状態に保って無呼吸をなくす方法です。

<中略>

CPAP療法で治療すると無呼吸やいびき、日中の眠気が消失するだけでなく、高血圧や、メタボリックシンドロームのひとつの病態であるインスリンの効きが悪くなるインスリン抵抗性も改善します。つまり、一番怖い心筋梗塞などのリスクも低下するのです。

■睡眠時無呼吸症候群の症状の例

  • 夜いびきをかく
  • 朝起きたときに頭が重い
  • 昼間の居眠りが多い

上記の症状に当てはまる人は、ぜひ一度睡眠時無呼吸症候群の検査を受けてみてください。

メタボの人は睡眠時無呼吸症候群を合併している可能性が高く、心筋梗塞などになるリスクがありますので、ぜひ生活習慣を改善しましょう。

→ 睡眠時無呼吸症候群 について詳しくはこちら







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睡眠時無呼吸症候群(SAS) 高血圧、心疾患の原因にも

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就業中の事故や、交通事故の原因として注目された睡眠時無呼吸症候群(SAS)に関する記事がありましたので、ご紹介します。

日中に強い眠気に襲われたりする人やいびきがうるさくて、呼吸が時々止まると言われる人は、ぜひ一度ご覧になってみてください。

【目次】




■睡眠時無呼吸症候群の診断基準

生活・しずおか:睡眠時無呼吸症候群 高血圧、心疾患の原因にも /静岡

(2009/3/7、毎日新聞)

日本睡眠学会の認定医で、SASを専門に治療する「静岡睡眠メディカルクリニック」(静岡市葵区)の松下兼弘院長によると、「10秒以上の無呼吸が1時間に5回以上ある」場合にSASと診断される。

睡眠時無呼吸症候群の診断基準は、「10秒以上の無呼吸が1時間に5回以上ある」場合なのだそうです。

■睡眠時無呼吸症候群の種類

首回りに脂肪が付いたり、舌が大きいなどの理由で気道がふさがる「閉そく型」と、呼吸中枢に障害があって起こる「中枢型」、その両者の「混合型」があるが、ほとんどの患者が閉そく型だという。

  • 「閉そく型」:首回りに脂肪が付いたり、舌が大きいなどの理由で気道がふさがる。
    ほとんどの患者が閉塞型。
  • 「中枢型」:呼吸中枢に障害があって起こる
  • 「混合型」:閉塞型と中枢型、両者の混合

■睡眠時無呼吸症候群の症状

sleeping

by Andrea Allen(画像:Creative Commons)

 ◇睡眠時無呼吸症候群(閉そく型)の主な症状

(1)大きないびき
(2)眠っている間に呼吸が止まる
(3)日中の眠気
(4)熟睡感がない
(5)起床時に頭痛がする

=静岡睡眠メディカルクリニックのパンフレットより

睡眠時無呼吸症候群になると、以上のような日中の眠気、いびき、睡眠中の呼吸停止、熟睡感がない―などの症状に加えて、さらに健康に影響を与えるようです。

SASの患者は眠りが浅く、夜でも日中に働くべき交感神経が活動を続け、体を活性化させるホルモンが分泌された状態が続いているという。

その結果、血圧が上がり、無呼吸による低酸素状態も重なって、心臓などに負担がかかり、心筋こうそくなどのリスクが高まるという。

睡眠時無呼吸症候群のままでいると、高血圧や心筋梗塞などの心疾患も引き起こす可能性があるそうです。

→ 高血圧とは|高血圧の症状・食事・予防・原因・対策 について詳しくはこちら




■睡眠時無呼吸症候群の治療法

いびきの改善は「まず医師による生活指導から」と池田さんは言う。運動と食事療法による肥満の解消は非常に重要だ。睡眠前の深酒にも気をつけたい。「アルコールは気道周辺の筋肉を弛緩(しかん)させ鼻づまりを引き起こしやすいので、いびきをかきやすくなります」と池田さん。軽度のいびきなら、舌が喉に落ち込んで気道を塞がないよう、横向きに寝るのもいい。「横向きの姿勢を保つためパジャマなどの背中に袋を縫い付け、中にテニスボールなどを入れておくのは有効です。ファスナーを開いて背中にボールを装着できる専用の腰枕も市販されています」

 同様に、体を少し起こした姿勢にしておけば舌が落ち込みにくくなるので、ベッドの頭側を高くしておくのも効果がある。

 SASの程度が中等症より軽いいびきには、舌や下あごを前に出させる特殊なマウスピースを使うと軽減することもある。

睡眠時無呼吸症候群の治療法についてまとめてみます。

  • 運動と食事療法による肥満の解消
  • 睡眠前の深酒に注意
    アルコールは気道周辺の筋肉を弛緩させ、鼻づまりを引き起こしやすいので、いびきをかきやすくなる。
  • 横向きに寝る
    軽度のいびきなら、舌が喉に落ち込んで気道を塞がないよう、横向きに寝る。
  • 腰枕
    ファスナーを開いて背中にボールを装着できる腰枕を使うことで、横向きの姿勢を保つことができる。
    パジャマの背中に袋を縫い付けて、中にテニスボールなどを入れるお手製腰枕もおすすめ。
  • ベッドの頭側を高くする
    体を少し起こした姿勢にしておけば舌が落ち込みにくくなる。
  • マウスピース
    中等症より軽いいびきには、舌や下あごを前に出させる特殊なマウスピースを使うと軽減することもある。

中等症以上や重度になると、CPAP療法などの本格的な治療を受けたほうが良いようです。

重症のSAS患者の治療には、寝るときに呼吸用のマスクを付け、圧力をかけた空気を機械で持続的に送り込む「CPAP療法」が有効とされる。

閉そくした気道を空気圧で広げて、睡眠時の呼吸を確保する方法だ。

CPAP療法は、あくまで対症療法であるので、根本から治療するには、ダイエットする必要があるそうです。

睡眠時無呼吸症候群は合併症も懸念されています。

松下院長は「SASかどうかを調べるには検査が必要。

日本人では潜在的な患者も含めると200万人以上はいるはずだが、SASを病気と認識している人は少ない。

糖尿病や脳血管障害などの合併症も懸念されている。

睡眠時無呼吸症候群かどうかを調べるには、検査が必要なのだそうで、睡眠時無呼吸症候群かもしれないという人は、ぜひ検査を受けてみましょう。

→ 睡眠時無呼吸症候群 について詳しくはこちら







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