睡眠時無呼吸のシンプルで迅速かつ広範囲にわたる診断により、より良い外科的ケアが可能になり、睡眠が改善される可能性があります。

閉塞性睡眠時無呼吸 (OSA) は非常に一般的な睡眠障害ですが、広く知られていません。 その多くの症状と影響には、 心臓血管疾患 or 記憶障害. OSA の診断を受けていない、または治療を受けていないドライバーが死亡した場合、死亡事故が発生する可能性があります。 運転中に眠ってしまう.

診断されていない、または治療されていない OSA ケースが非常に多い理由の XNUMX つは、正確な診断には通常、睡眠ポリグラフ検査 (PSG) と呼ばれる高価で労働集約的な夜間睡眠調査が必要になるためです。 しかし、新しい技術 マニトバ大学で開発された は、目を覚ましているときに呼吸音を分析するだけで、患者に閉塞性睡眠時無呼吸があるかどうかを 30 秒で判断できます。

閉塞性睡眠時無呼吸(OSA)

OSAは 睡眠中の一時的な呼吸停止. 無呼吸イベントは、10 秒以上続く呼吸の一時停止であり、血液中の酸素レベルが 50% 以上低下します。 同様に、10 秒以上続く呼吸流量の XNUMX% 以上の減少と、XNUMX% 以上の血中酸素レベルの低下が組み合わされた場合、低呼吸イベントと呼ばれます。

睡眠 XNUMX 時間あたりの無呼吸および低呼吸イベントの数は、OSA の重症度の指標である無呼吸/低呼吸指数 (AHI) と呼ばれます。

非常に高い AHI、たとえば 200 は、50 時間の睡眠中に、呼吸が 200 回停止する (または 10% 以上減少する) ことを意味します。 これらのイベントのほとんどは、低酸素症につながる可能性のある血中酸素レベルの低下を伴います。 脳を目覚めさせて酸素レベルを回復させる.


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AHI が高い人は、睡眠が非常に悪くなります。 確かに、彼らは深い眠りにつくことはありません。 そのため、日中は常に疲労感や眠気を感じます。小さなマイクを喉に当てたバンドを持つ男性の首のクローズアップ AWakeOSAは、気管に接続したマイクで呼吸音を聞くことで睡眠時無呼吸を診断します。 著者提供

一晩の PSG は 15 種類以上の異なる生体信号を記録しますが、自宅にいる人が使用できる携帯型 PSG デバイスは、XNUMX ~ XNUMX 個の信号を記録して比較的正確な診断を下すことができます。

ただし、治療が必要な睡眠時無呼吸の場合は、睡眠検査室で完全な PSG 評価が必要であり、その間に睡眠技術者はさまざまな手技を試して最適な治療法を決定します。 たとえば、睡眠のさまざまな段階で患者の気道を開いた状態に保つための持続的気道陽圧 (CPAP) マシンの最適な空気圧を決定する場合などです。

世界 広範囲にわたる過小診断 手術前に全身麻酔が必要な人にとって睡眠時無呼吸症候群は非常に重要になります。 無呼吸患者は手術後に特別なケアが必要です. 患者が起きているときに数分以内に OSA を検出できれば、これらの患者は必要なケアを受けられるようになります。 それが何 アウェイクオーサ テクノロジーは約束します。

閉塞性睡眠時無呼吸の全覚醒型識別

AWakeOSAは、小さなマイクで呼吸音を録音するための指示を提供するアプリを備えたスマートなテクノロジーです。 これは、鼻で呼吸しながら XNUMX 回呼吸し、口で呼吸しながらさらに XNUMX サイクル行うことで、気管呼吸音を記録します。 録音は、寝ている状態で起きている状態で行われます。

この技術は 2010 年から開発されています。OSA の検出に覚醒時の気管呼吸音を使用するという私たちの理論的根拠は、上気道の構造に基づいています。 気管呼吸音は、上気道構造の変化によって影響を受けます。

AWakeOSA テクノロジーのアプリケーションには、手術前の OSA の迅速な診断や、PSG 評価が利用できない地方や遠隔地での診断が含まれます。

これらの呼吸音の変化は人間の耳では感知できませんが、高度な信号処理と機械学習技術を使用することで、呼吸音が実際に上気道の病態を反映していることを示すことができました。 ただし、OSA と呼吸音の特徴​​との間に高い相関関係があることを示すことは、OSA の高精度な検出を保証するものではありません。

呼吸音の分析だけで OSA を検出することは、睡眠時無呼吸の不均一性のために困難です。睡眠時無呼吸にはさまざまな原因があり、呼吸音のさまざまな特徴が生じる可能性があります。 また、年齢、性別、身長、体重、喫煙歴など、呼吸音の特性に影響を与える多くの変数があります。

これらの課題を克服するために、これらすべての交絡変数の影響を考慮したスマートな診断スキームを考案しました。 高度な機械学習アルゴリズム (AWakeOSA) の助けを借りて、 私たちのチーム は、覚醒中の OSA の重大度を確実かつ正確に検出できるようになりました。 より多くの人口での技術の検証が計画されています。

外科患者ミニチュアマイク、アンプボックス、コード 専用設計のチャンバーに埋め込まれたマイクと、小型のプリアンプボックス。 ハードウェアは、録音を行うために電話またはコンピュータのアプリに接続できます。 著者提供

重要なアプリケーションの XNUMX つは、OSA の状態が不明で、全身麻酔下にある手術患者に対するものです。 その用途では、検査の感度 (睡眠時無呼吸がある人を検出する) が特異性 (睡眠時無呼吸がない人を検出する) よりも重要です。

AWakeOSA アルゴリズムの賢明な意思決定の利点は、その特異性をわずかに犠牲にして感度を高めることができることです。 つまり、睡眠時無呼吸のすべての患者を正確に特定することが重要な優先事項であり、手術患者の場合と同様に、偽陽性の結果をわずかに増やすだけで、OSA の検出精度を高めることができます。

そのアプリケーションに応じて、どちらがより重要かに応じて、テストの感度/特異性を調整する柔軟性があります。

AWakeOSA テクノロジーは、 睡眠時無呼吸の治療が必要な人を特定する 89% 以上の精度で。 つまり、完全な PSG 評価を必要とする人の数を減らすための正確なスクリーニング ツールとして使用でき、医療システムの数百万ドルのコストを節約できます。

著者について

Zahra Moussavi、マニトバ大学生物医工学教授

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