目覚めると睡眠レポートが「自動生成」されるのですか？ハイテクなスマートパジャマが登場！

編纂者：Gong Zixin

睡眠は人間の健康にとって重要な要素ですが、成人の 60% 以上が睡眠の質が悪いとされています。口呼吸、睡眠時無呼吸、いびきなどの睡眠行動は睡眠の質を低下させる主な要因であり、心臓血管疾患、糖尿病、うつ病などの慢性疾患を引き起こす可能性もあります。したがって、睡眠状態を効果的に監視し特定することは、現代の健康管理にとって非常に重要です。

最近、ケンブリッジ大学が率いる研究チームは、粘着パッチやかさばる機器を使用したり、専門的な睡眠クリニックに通ったりすることなく、自宅で睡眠時無呼吸症などの睡眠障害を監視できる、快適で洗濯可能な「スマートパジャマ」を開発した。研究チームは、パジャマを首や胸の周りにゆるく着ているときでも、皮膚の微細な動きを検知して呼吸を監視できるプリント生地センサーを開発した。

スマートパジャマに埋め込まれたセンサーは、「軽量」な人工知能アルゴリズムでトレーニングされており、寝返りなどの通常の睡眠中の動きを無視しながら、6つの異なる睡眠状態を98.6％の精度で識別できる。このエネルギー効率の高いセンサーは、正常な睡眠と異常な睡眠の違いを正確に識別するために、睡眠パターンの例をいくつか必要とします。

研究者らは、このスマートパジャマは睡眠障害に苦しむ人々が睡眠を監視し、ライフスタイルの変化が睡眠にどう影響するかを理解するのに役立つ可能性があると述べている。この研究は米国科学アカデミー紀要に掲載された。

研究リーダーでケンブリッジ・グラフェン・センターの教授であるルイジ・オッキピンティ氏は、睡眠の質が悪いと心身の健康に大きな影響が出るため、適切な睡眠モニタリングが重要だと語った。しかし、睡眠モニタリングの現在のゴールドスタンダードである睡眠ポリグラフ検査 (PSG) は高価で複雑であり、自宅での長期使用には適していません。家庭用睡眠検査など、PSG よりもシンプルな家庭用デバイスは、通常、単一の状態のみを対象としており、かさばったり、装着時に不快感を覚えたりすることがあります。スマートウォッチなどのウェアラブルデバイスは、装着感は快適ですが、睡眠の質を推測することしかできず、睡眠障害を効果的かつ正確に監視することはできません。

「私たちは、毎晩快適で簡単に使えるだけでなく、睡眠の質に関する有意義な情報を提供できるほど正確な製品を必要としていました」とオッキピンティ氏は語った。

多機能睡眠行動モニタリング用スマートパジャマシステムの概要 スマートパジャマを開発するために、Occhipinti 氏と同僚は、言語障害を持つ人々のためのスマートカラーの設計という以前の研究を基にしました。研究チームは、睡眠中の呼吸分析用にグラフェンベースのセンサーを再設計し、感度を高めるためにいくつかの設計改良を行った。 「改良された設計のおかげで、センサーは通常の寝返りの動きを無視しながら、さまざまな睡眠状態を検出できるようになりました。」感度が増すということは、スマートパジャマを首にぴったりと密着させて着用する必要がなくなることも意味します。センサーが皮膚に接触している限り、非常に正確な測定結果を提供できます。 ”

睡眠状態認識モデル

研究者らは、センサーで捉えた信号を使用して、鼻呼吸、口呼吸、いびき、歯ぎしり、中枢性睡眠時無呼吸、閉塞性睡眠時無呼吸などの睡眠状態を識別する「SleepNet」と呼ばれる機械学習モデルを設計した。 SleepNet は、接続されたコンピューターやサーバーを必要とせずにポータブル デバイス上で実行できる程度まで計算の複雑さを軽減する「軽量」 AI ネットワークです。

「AIモデルを合理化して、計算コストを最小限に抑えながら最高の精度を実現しました」とオッキピンティ氏は語った。 「これにより、メインデータプロセッサをセンサーに直接組み込むことができました。」研究者らは、健康な人と睡眠時無呼吸症の患者を対象にスマートパジャマをテストし、さまざまな睡眠状態を98.6%の精度で検出することができた。研究者たちは、スマートパジャマに特別なサイズ調整を施すことでセンサーの耐久性を高め、通常の洗濯機で洗えるようにした。最新バージョンのスマートパジャマにはワイヤレスデータ転送機能も搭載されており、睡眠データをスマートフォンやパソコンに安全に転送できます。

デバイスの特徴

睡眠は健康に不可欠であり、信頼性の高い睡眠モニタリングは予防ケアの鍵となります。オッキピンティ氏は、このスマート衣類を自宅で使用すれば、睡眠の変化をユーザーに知らせ、それを医師と相談できるようになると述べた。鼻呼吸や口呼吸などの睡眠行動は、医療サービスシステムにおける睡眠分析では通常考慮されませんが、睡眠障害の指標となる可能性があります。

研究者たちは、このセンサーがさまざまな健康状態や、赤ちゃんの監視などの家庭での使用に適応できることを期待している。また、長期使用に備えてセンサーの耐久性向上にも取り組んでいます。

注意: 表紙画像は著作権で保護された画像です。転載すると著作権上の紛争が発生する可能性があります。