Newsy

Diagnostyka zaburzeń snu może być łatwiejsza. Inteligentna piżama monitoruje bruksizm i bezdech senny

2025-05-16  |  06:15

Naukowcy z Uniwersytetu Cambridge opracowali inteligentną piżamę, której zadaniem jest monitorowanie w warunkach domowych wzorców oddechu podczas snu i wykrywanie jego zaburzeń takich jak bezdech senny, chrapanie czy bruksizm. Jest to możliwe dzięki znajdującym się w materiale zaawansowanym grafenowym czujnikom tensometrycznym. Urządzenie może stać się alternatywą dla często niekomfortowej dla pacjentów diagnostyki w warunkach szpitalnych lub z wykorzystaniem nieporęcznego sprzętu.

Za projekt inteligentnej piżamy odpowiedzialny jest zespół badaczy z Cambridge Graphene Centre, któremu przewodniczył prof. Luigi Occhipinti. Naukowcy wzorowali się na swojej wcześniejszej pracy nad inteligentnym chokerem przeznaczonym dla osób z zaburzeniami mowy. Zespół przeprojektował czujniki i wprowadził udoskonalenia konstrukcyjne w celu poprawy ich czułości. Następnie umieścił je w kołnierzyku piżamy. 

– Okolica gardła jest bardzo ciekawym obszarem, który dostarcza licznych informacji. W ramach poprzedniego projektu opracowaliśmy czujnik wbudowany w inteligentny materiał, aby monitorować sygnały mowy, które są odróżniane od wzorców oddychania pod względem amplitudy i częstotliwości. Dzięki monitorowaniu sygnałów mowy możemy interpretować dane dotyczące pacjentów z zaburzeniami mowy, na przykład pacjentów po laryngektomii, czyli usunięciu krtani, lub z dyzartrią w następstwie wylewu. Jest to przykład tego, jak wiele informacji można uzyskać z tej okolicy ciała. Ultraczuły grafenowy czujnik tensometryczny może zarejestrować informacje przydatne do diagnostyki, rehabilitacji i leczenia – mówi agencji Newseria prof. Luigi Occhipinti, dyrektor ds. badań nad inteligentnymi urządzeniami elektronicznymi, biosystemami i AI na Wydziale Inżynierii w Cambridge Graphene Centre.

Inteligentna piżama ma się stać alternatywą dla polisomnografii, która wymaga pozostania na noc w szpitalu czy klinice snu i jest dość uciążliwa ze względu na liczne czujniki i przewody, za pomocą których pacjent jest podłączony do sprzętu medycznego. 

 Celem stworzenia systemu monitorowania wbudowanego w inteligentny materiał było umożliwienie pacjentom monitorowania swojego zdrowia w domu, w naturalnym środowisku. Dlatego opracowaliśmy technologię, która ma być wygodnym elementem odzieży do spania, a jednocześnie trwała i odporna na zakłócenia powstałe podczas snu. Na przykład urządzenie jest zaprojektowane tak, aby niwelować zakłócenia związane z obracaniem się podczas snu i inne wywołane ruchem – tłumaczy prof. Luigi Occhipinti.

Opracowana przez zespół badaczy technologia to grafenowy czujnik tensometryczny (a właściwie grupa czujników). Jest on w stanie wykryć niewielkie napięcia materiału z niezwykle wysoką czułością i dokładnością, nawet jeśli koszula jest noszona luźno wokół szyi.

– Dzięki temu konkretnemu modelowi i materiałom zastosowanym w ramach naszej technologii możemy rozpoznać do sześciu wzorców snu związanych na przykład z oddychaniem przez nos lub przez usta, a także bruksizmem, czyli tendencji do zgrzytania zębami lub zaciskania szczęki podczas snu, a także chrapaniem i, co najważniejsze, bezdechem sennym. Urządzenie jest na tyle dokładne, że jesteśmy w stanie wykryć za jego pomocą wszystkie wzorce związane ze snem i odróżnić obturacyjny bezdech senny od ośrodkowego – mówi ekspert. 

Na potrzeby inteligentnej piżamy naukowcy zaprojektowali model uczenia maszynowego o nazwie SleepNet, który wykorzystuje sygnały przechwytywane przez czujniki. Celem jest identyfikacja stanów snu, w tym oddychania przez nos, oddychania przez usta, chrapania, zgrzytania zębami, centralnego bezdechu sennego i obturacyjnego bezdechu sennego. Co ważne, SleepNet nie wymaga łączenia się z komputerami lub serwerami. Najnowsze wersje piżamy umożliwiają również bezprzewodowe przesyłanie danych (na smartfona i komputer) z wynikami badania. 

– SleepNet umożliwia przetwarzanie danych i uczenie na podstawie danych osób zdrowych i tych, u których występują nieprawidłowości związane ze snem. Uzyskane informacje wykorzystuje do klasyfikacji sygnałów i dopasowuje określone cechy lub wzorce do konkretnych stanów – tłumaczy prof. Luigi Occhipinti. – Algorytm umożliwia również filtrowanie większości zakłóceń, aby sygnał mógł być wstępnie przetworzony za pośrednictwem sieci. Może także przekazać pozyskane dane z punktu szkolenia AI, aby można je było wykorzystać w odniesieniu do nowych pacjentów lub schorzeń i dostosować do nowych danych. Jest to „lekka” sieć AI, która umożliwia uruchamianie algorytmu na urządzeniach brzegowych, co oznacza, że złożoność obliczeniowa sieci jest ograniczona do minimum z zachowaniem bardzo dużej dokładności, aby możliwe było jej działanie w czasie rzeczywistym – dodaje. 

Inteligentne piżamy zostały przetestowane zarówno na zdrowych, jak i cierpiących na bezdech senny pacjentach. Okazuje się, że są one w stanie wykryć szereg faz snu z dokładnością 98,6 proc. Naukowcy liczą na to, że uda im się dostosować czujniki do różnych schorzeń – nie tylko monitorowania snu. Pracują także nad poprawą ich trwałości, aby można było je użytkować przez długi czas mimo regularnego prania w zwykłej pralce.

Wykrywanie i leczenie jego zaburzeń ma ogromne znaczenie w kontekście zapewnienia organizmowi odpowiedniej higieny snu. Ta bowiem jest kluczowa dla zdrowia psychicznego i fizycznego. Zła jakość snu może prowadzić do chorób przewlekłych takich jak choroby układu krążenia, cukrzyca czy depresja. Jak wynika z raportu „Sen Polaków. Straty dla gospodarki. Edycja 2025” przygotowanego przez UCE Research i platformę ePsycholodzy.pl, ponad 41 proc. dorosłych Polaków ocenia jakość swojego snu negatywnie. 

Czytaj także

Kalendarium

Więcej ważnych informacji

Jedynka Newserii

Farmacja

Polacy leczą samodzielnie ponad połowę lekkich dolegliwości zdrowotnych. Jesteśmy liderem UE

Szacuje się, że w Unii Europejskiej codziennie występuje ok. 3,3 mln przypadków lekkich dolegliwości. Gdyby każdy pacjent zgłaszał się z nimi do lekarza, potrzebnych byłoby dodatkowo 120 tys. lekarzy pierwszego kontaktu lub obecni lekarze musieliby pracować dodatkowe 144 minuty dziennie. Polska pod względem samoleczenia, ze wskaźnikiem na poziomie 55 proc., plasuje się w czołówce UE. – Samodzielne leczenie to nie tylko kwestia wygody pacjenta, ale przede wszystkim realne odciążenie systemu ochrony zdrowia – przekonuje Ewa Królikowska z PASMI.

Ochrona środowiska

Naukowcy wzywają do większej ochrony oceanów. Przestrzegają przed groźnym w skutkach przełowieniem stad

Bioróżnorodność oceanów jest zagrożona i musimy zrobić wszystko, aby ją chronić – biją na alarm naukowcy z całego świata. Badani przez organizację Marine Stewardship Council wskazują, że przyczyniają się do tego przede wszystkim zmiany klimatyczne i przełowienie. W związku z przypadającym 8 czerwca Światowym Dniem Oceanów eksperci MSC zachęcają do wspólnej edukacji na temat tego, jakie działania może podjąć każdy z nas na rzecz ochrony morskiego ekosystemu.

Ochrona środowiska

Rusza ważna inwestycja w Ustce. Nowa baza będzie zapleczem serwisowym dla morskich farm wiatrowych [AUDIO]

Wystartowały prace przy budowie bazy operacyjno-serwisowej w Ustce. Inwestycja będzie zapleczem dla obsługi morskiej farmy wiatrowej, którą PGE buduje na Bałtyku wraz z duńską firmą Ørsted. Uruchomienie Baltica 2 zaplanowane jest na 2027 rok. Baza ma także potencjał, by obsługiwać kolejne projekty morskie PGE. Będzie mieć znaczenie nie tylko dla rozwoju offshore w Polsce, lecz także dla samego regionu.

Szkolenia

Akademia Newserii

Akademia Newserii to projekt, w ramach którego najlepsi polscy dziennikarze biznesowi, giełdowi oraz lifestylowi, a  także szkoleniowcy z wieloletnim doświadczeniem dzielą się swoją wiedzą nt. pracy z mediami.