研究人員使用無線電波來監(jiān)測(cè)您的睡眠模式
麻省理工學(xué)院和馬薩諸塞州總醫(yī)院的研究人員設(shè)計(jì)了一種監(jiān)測(cè)睡眠階段的新方式，這種方式不需要在身體上貼加傳感器。該設(shè)備正在創(chuàng)建，以便使醫(yī)務(wù)人員更容易診斷和研究醫(yī)療上的睡眠問題。
診斷和監(jiān)測(cè)睡眠障礙通常需要將電極和各種其他傳感器連接到患者身上，而這有可能會(huì)進(jìn)一步破壞睡眠質(zhì)量。麻省理工學(xué)院（MIT）的研究人員研究了一種使用先進(jìn)人工智能（artificial intelligence algorithm）算法來分析人身上的無線電信號(hào)并將這些測(cè)量轉(zhuǎn)化為標(biāo)識(shí)輕度，深度或者快速眼動(dòng)（REM，Rapid Eye Movement）等睡眠階段的設(shè)備。
據(jù)研究人員介紹，他們的愿景是開發(fā)將消失在背景中并能捕獲生理信號(hào)和重要的健康指標(biāo)的健康傳感器，而且不要求用戶以任何方式改變他們的行為。
該項(xiàng)目的首席研究員Dina Katabi及其在麻省理工學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)和人工智能實(shí)驗(yàn)室的小組成員以前已經(jīng)開發(fā)了基于無線電信號(hào)的傳感器，這種能夠遠(yuǎn)程測(cè)量可作為健康指標(biāo)的生命體征和行為。這種傳感器組成的無線設(shè)備的尺寸大約有筆記本電腦那么大，涉及到發(fā)射低功率RF信號(hào)，隨著無線電波從身體中反射出來，身體的任何輕微的活動(dòng)都會(huì)改變反射波的頻率。分析這些反射電波就可以揭示生命體征，如脈搏和呼吸頻率等。
Katabi和她的學(xué)生也使用這種方法創(chuàng)建一個(gè)稱為WiGait的傳感器，可以使用無線信號(hào)測(cè)量步行速度，這可以幫助醫(yī)生預(yù)測(cè)病人的認(rèn)知衰退，跌倒，某些心臟或者肺部疾病或其他健康問題。
在開發(fā)這些傳感器之后，Katabi認(rèn)為，類似的方法也可用于監(jiān)測(cè)睡眠，而當(dāng)前的做法是患者在睡眠實(shí)驗(yàn)室中睡覺時(shí)與睡眠監(jiān)測(cè)器（EEG electroencephalography）機(jī)器掛鉤以便對(duì)他們進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
為了達(dá)到這個(gè)目標(biāo)，研究人員不得不想出一種方法來將其脈搏，呼吸頻率和運(yùn)動(dòng)的測(cè)量值轉(zhuǎn)換成睡眠階段。人工智能的最新進(jìn)展使得有可能訓(xùn)練稱為深層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算機(jī)算法來提取和分析來自收集到的復(fù)雜數(shù)據(jù)集的信息，例如從研究人員的傳感器獲得的無線電信號(hào)中進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。然而，這些信號(hào)具有大量與睡眠無關(guān)的信息，并且可能使現(xiàn)有算法出現(xiàn)混淆。麻省理工學(xué)院的研究人員不得不提出一種基于深層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的AI算法，消除了不相關(guān)的信息。他們的算法可以在不同的位置和不同的人身上使用，并且不需要任何校準(zhǔn)。
研究人員使用這種方法對(duì)25名健康志愿者進(jìn)行了測(cè)試，發(fā)現(xiàn)他們的技術(shù)準(zhǔn)確度高達(dá)80％，這與基于EEG測(cè)量的睡眠專家確定的評(píng)分準(zhǔn)確度相當(dāng)。
而其他研究人員也試圖使用無線電信號(hào)監(jiān)測(cè)睡眠，但這些系統(tǒng)只有65％的時(shí)間準(zhǔn)確度，而且主要是在確定一個(gè)人是清醒的還是睡著的，而不是在確定睡眠階段。Katabi和她的同事能夠通過訓(xùn)練他們的算法來改善這一點(diǎn)，該算法可以忽略從室內(nèi)其他物體反射的無線信號(hào)而僅包括從睡眠者身上反射的數(shù)據(jù)信息。研究人員現(xiàn)在計(jì)劃使用這項(xiàng)技術(shù)來研究帕金森病是如何影響睡眠的。傳感器還可用于幫助更多地了解關(guān)于阿爾茨海默病所產(chǎn)生的睡眠變化以及睡眠障礙如失眠和睡眠呼吸暫停的信息。研究睡眠中發(fā)生的癲癇發(fā)作也很有用，而這種情況通常難以檢測(cè)。
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