Das drahtlose Überwachungspflaster kann Schlafapnoe erkennen

Füllen Sie das Formular unten aus und wir senden Ihnen per E-Mail eine PDF-Version von „Wireless Monitoring Patch Can Detect Sleep Apnoe“ zu.

Füllen Sie das Formular unten aus, um den Zugriff auf ALLE Audioartikel freizuschalten.

Forscher von Georgia Tech haben ein tragbares Gerät entwickelt, um obstruktive Schlafapnoe – wenn der Körper für eine gewisse Zeit wiederholt anhält und wieder zu atmen beginnt – sowie die Schlafqualität von Menschen im Ruhezustand genau zu messen.

Bei herkömmlichen Methoden müssen Personen, bei denen der Verdacht besteht, dass sie unter Schlafproblemen oder -störungen leiden, eine medizinische Einrichtung aufsuchen, wo sie über Nacht überwacht und an eine Reihe kabelgebundener Sonden angeschlossen werden, die die Gehirn-, Augen- und Muskelaktivität aufzeichnen.

Das tragbare Schlafüberwachungspflaster, das von einem Team aus Forschern und Klinikern unter der Leitung von W. Hong Yeo, einem außerordentlichen Professor und Woodruff Faculty Fellow an der George W. Woodruff School of Mechanical Engineering der Georgia Tech, entwickelt wurde, besteht aus Silikon und passt über die Stirn. mit einem zweiten, kleineren Silikonaufsatz, der sich dem Kinn anpasst.

Abonnieren Sie den täglichen Newsletter von Technology Networks, der Ihnen täglich aktuelle wissenschaftliche Nachrichten direkt in Ihren Posteingang liefert.

„Viele Menschen haben diese Störung, aber sie wissen es nicht, weil es im Moment sehr schwer zu diagnostizieren ist“, sagte Yeo. „Aktuelle Smartphone-Apps erfassen nicht die spezifischen Daten, die Ärzte und Kliniker untersuchen, um festzustellen, ob ein Patient an Apnoe leidet, was sie unbrauchbar macht.“

Aufgrund von Geräteeinschränkungen werden in Schlaflaboren herkömmliche Schlaftests durchgeführt. Dieses tragbare Gerät für zu Hause könnte die Alternative zu den teureren medizinischen Verfahren in Schlaflaboren sein.

Yeo und sein Team, zu dem Forscher von der gesamten Georgia Tech, der Emory University School of Medicine, der University of Texas in Austin, der Icahn School of Medicine am Mount Sinai in New York, dem Korea Institute of Materials Science und dem Korea Advanced Institute gehörten of Science and Technology, berichteten im Mai in Science Advances über ihre Ergebnisse.

Während es zwei weitere Arten von Schlafapnoe gibt – die zentrale und die komplexe –, kommt die obstruktive Schlafapnoe am häufigsten vor, sagte Yeo und erklärte, dass sie neben Schnarchen und Atemstillständen im Allgemeinen durch plötzliches Aufwachen, Schnappen nach Luft oder Ersticken gekennzeichnet sei. und Bluthochdruck.

Mangelnde Schlafqualität kann andere Gesundheitsprobleme bei Menschen mit bestehenden Krankheiten wie Herzerkrankungen oder Diabetes verschlimmern, sagte Yeo. Aber auch Menschen, die keine anderen gesundheitlichen Beschwerden haben, können durch Schlafapnoe schwere Komplikationen erleiden, denn je länger sie unentdeckt und unbehandelt bleibt, desto stärker beeinträchtigt sie mit der Zeit Herz und Gehirn.

Als Yeo erkannte, wie stark Schlafapnoe die US-Bevölkerung belastete, machte er sich daran, seine Forschung zu tragbaren Geräten mit einem drahtlosen Patch-System zur Schlafüberwachung auf die Industrie anzuwenden.

Die Pflaster – deren Genauigkeit bei der Erkennung von Schlafapnoe bei 88,5 % liegt – haben die Dicke eines Heftpflasters. Drei eingebettete elektronische Sensoren senden drahtlos Signale über Bluetooth, um Gehirn-, Augen- und Muskelaktivitäten aufzuzeichnen. Diese Daten werden zur weiteren Untersuchung und Auswertung an eine App auf einem Smart-Gerät wie einem Telefon oder Tablet weitergeleitet.

Das Gerät kann zu Hause verwendet werden, sodass der Besuch eines Schlafzentrums oder einer medizinischen Einrichtung zur Überwachung über Nacht überflüssig wird.

„Viele Menschen haben diese Art von Schlafstörung; sie wissen es einfach nicht“, sagte Yeo, dessen Forschung sich hauptsächlich auf die Verbesserung der Gesundheitsversorgung durch die Entwicklung von Biosensoren und Bioelektronik konzentriert. „In den USA leiden mehr als 18 Millionen Menschen an dieser Art von Schlafapnoe. Das ist praktisch jeder 15. Amerikaner, und diese Zahl steigt mit der Zeit.“

Der Anstieg sei zum Teil auf gesundheitliche Probleme zurückzuführen, sagte er, aber die Hauptursachen seien die Lebensmittelarten und Portionsgrößen der modernen amerikanischen Ernährung sowie Stress.

Es gibt auch einen wirtschaftlichen Tribut für das Land. Schlechter Schlaf kostete die US-Wirtschaft im Jahr 2015 Produktivitätsverluste in Höhe von 411 Milliarden US-Dollar. Bis 2030 wird diese Zahl voraussichtlich 467 Milliarden US-Dollar überschreiten.

Mithilfe künstlicher Intelligenz und maschinellem Lernen zeichnet die Technologie hinter dem tragbaren Gerät die Daten auf, um einen Schlafwert zu ermitteln, der feststellt, ob der Patient an Schlafapnoe leidet oder ob er ausreichend guten Schlaf bekommt.

In der Studie wurde Schlafapnoe mit dem drahtlosen Patch von Yeo mit einer Genauigkeit von 88,5 % erkannt, gemessen an einer kontrollierten Gruppe von acht Schlafapnoe-Patienten, deren Probleme mit herkömmlichen Testmethoden erkannt wurden. Zum Vergleich: Ein auf dem Markt erhältliches Kopfbandgerät hatte eine Genauigkeit von etwa 71 % und konnte keine Muskelaktivitäten messen.

Darüber hinaus können die von Yeo und seinem Team entwickelte Technologie und die verwendeten Algorithmen für maschinelles Lernen die Wahrscheinlichkeit vorhersagen, dass eine Person, die keine Symptome einer Schlafapnoe zeigt, irgendwann daran erkrankt.

„Wenn wir uns die Daten ansehen, können wir sagen, dass, wenn Sie jetzt nichts ändern – sei es die Ernährung, das Schlafverhalten oder ähnliches – Sie wahrscheinlich Schlafapnoe entwickeln werden, weil Ihre Werte schlecht sind“, sagte er .

Der drahtlose Patch löst eine vielschichtige Herausforderung gegenüber herkömmlichen Testmethoden, indem er aktuelle Patientenprobleme mit Komfort, Zeit, Zugang und Kosten angeht.

Der aktuelle Prozess – PSG oder Polysomnographietest genannt – erweist sich für einige Patienten als unangenehm. Das liegt daran, dass sie in einer festen Position schlafen müssen, weil sie befürchten, dass sich eine der 15 kabelgebundenen Sonden von ihrer Haut löst. Wenn sich einer dieser Sensoren von ihrem Körper löst, besteht die Gefahr, dass nicht genügend Daten für eine ordnungsgemäße Beurteilung erfasst werden.

Dies ist auch zeitaufwändig, da der Patient ein Schlafzentrum aufsuchen und die Nacht unter Aufsicht von medizinischem Personal verbringen muss. Es kann auch zu Verzögerungen kommen, bis man überhaupt getestet wird. Patienten, die keine schweren Symptome oder andere risikoreiche zugrunde liegende Faktoren wie Herzerkrankungen oder Bluthochdruck haben, müssen oft warten, bis sie eine Überweisung von einem Arzt erhalten haben, um einen Platz in einem Schlafzentrum zu erhalten, bis sie verfügbar sind. Schließlich ist die derzeitige Erkennungsmethode für Patienten und Versicherungssysteme kostspielig und kostet etwa 8.000 US-Dollar pro Person und Nacht.

„Die Hürde für Tests ist also für normale Menschen sehr hoch, es sei denn, Sie sind bereits krank. Dann werden Sie untersucht, um schwere Erkrankungen zu vermeiden“, sagte Yeo. „Aber bei Menschen, die keine Symptome zeigen, weiß man erst, ob man an einer Schlafstörung leidet, wenn diese schwerwiegend wird. Wir wollen die Schlafapnoe stoppen, bevor sie beginnt.“

Referenz: Kwon S, Kim HS, Kwon K, et al. Drahtlose Schlafüberwachungspflaster für zu Hause zur klinischen Beurteilung der Schlafqualität und Schlafapnoe. Sci Adv. 2023;9(21):eadg9671. doi: 10.1126/sciadv.adg9671

Dieser Artikel wurde aus den folgenden Materialien erneut veröffentlicht. Hinweis: Das Material wurde möglicherweise hinsichtlich Länge und Inhalt bearbeitet. Für weitere Informationen wenden Sie sich bitte an die angegebene Quelle.