Onderzoekers zijn er in geslaagd een manier te ontwikkelen waarmee slaapapneu gemonitord kan worden met behulp van een zogenoemde wearable. Op dit moment zijn polysomnografie en polygrafische nog de standaard slaapapneu-tests. Daarvoor moet de betreffende persoon 's nachts sensoren dragen om functies als hersenactiviteit, hartslag en spieractiviteit in de gaten te houden. Met deze nieuwe ontdekking kunnen deze oncomfortabele apparaten vervangen worden door de wearable die om de pols gedragen wordt.
De onderzoekers hebben 500 personen, zowel gezonde als mensen met slaapstoornissen zoals OSA (slaapapneu) of slapeloosheid de wearable tijdens het slapen gedragen. De wearable maakte gebruik van dezelfde technologie die andere slimme bandjes en horloges gebruiken. Daarbij wordt de benodigde informatie over de hartslag en ademhaling berekend aan de hand van sensoren met behulp van weerkaatsende lichtsignalen. "We wilden een compact systeem ontwerpen dat niet door een slaaparts hoeft te worden bediend en dat iemand gemakkelijk zelf kan gebruiken", vertelt Gabriele Papini die de nieuwe methode ontwikkelde.
Slaapapneu herkennen met lichtsignalen
De informatie en berekeningen die uit de weerkaatsende lichtsignalen voortkomen kunnen gebruikt worden om OSA te diagnosticeren. "Ten eerste bevat het signaal polsslagen. Deze kunnen worden gecontroleerd op veranderingen die verband kunnen houden met OSA. Hetzelfde signaal bevat ook informatie over het ademhalingssysteem, en ook dit kan worden gebruikt om OSA te diagnosticeren", aldus Gabriele Papini.
Daarvoor was het wel van belang om de kwaliteit van het signaal te verbeteren. Een standaard wearable zoals we die kennen van bijvoorbeeld Fitbit of Apple (de Apple Watch), is zonder die aanpassingen dus niet geschikt. Door beweging of een verhoogde druk op de wearable kan namelijk signaalruis optreden. De onderzoekers berekenden daarom een gemiddelde polsslag uit het signaal. Vervolgens werd elke meting vergeleken met de gemiddelde polsslag om de door ruis beïnvloede metingen te vinden en te verwijderen. Aangezien de normale ademhaling door OSA wordt beïnvloed, isoleerde Papini vervolgens het ademhalingsgedeelte van het signaal.
Veelbelovende testresultaten
Nadat Papini er in slaagde om schone signalen op te vangen, werd het apparaat op de proef gesteld. De signalen zijn echter vrij complex om te analyseren, dus zette Papini deep learning in om een handje te helpen. "We gebruikten deep learning-convolutiemodellen om de ademhalingsgebeurtenissen te identificeren, en gebruikten deze vervolgens om de apneu-hypopneu-index (AHI) voor een patiënt te berekenen."
Vervolgens werd het deep learning model getraind met de opnames van 250 patiënten met en zonder slaapstoornissen. Dat getrainde model werd daarna gebruikt om de signalen van nog eens 250 patiënten te controleren op slaapapneu. De resultaten van die tests waren veelbelovend. "De AHI-waarden die met ons polsapparaatje werden berekend, kwamen goed overeen met de AHI-waarden die met de gouden standaard werden berekend. Het is dus denkbaar dat iemand dit apparaat gebruikt om thuis OSA te screenen en te monitoren", zegt Papini.
Onderzoekssamenwerking
Het onderzoek kwam tot stand middels een samenwerking van het Eindhoven MedTech Innovation Center (e/MTIC), met de TU/e en het Centrum voor Slaapgeneeskunde Kempenhaeghe. De goede resultaten van de eerste tests stemmen ook Sebastiaan Overeem, somnoloog bij Kempenhaeghe en hoofdbegeleider van Papini, zeer optimistisch over de toekomst. "Hopelijk zorgt dit onderzoek voor nieuwe technieken die niet alleen tot een betere diagnose leiden, maar ook iets kunnen betekenen voor de efficiëntie van behandelingen voor slaapstoornissen. En wat vooral belangrijk is: het apparaat zou thuis en gedurende langere periodes kunnen worden gebruikt", aldus Overeem.
Waar wel goed rekening mee gehouden moet worden, zo stelt Papini, zijn de beperkingen die het om de pols dragen van de wearable. "Helaas is het niet zo nauwkeurig als de gouden standaardbenaderingen, met name die waarbij hersengolven worden gemeten. Het zal de gouden standaard nooit vervangen. Maar artsen kunnen patiënten vragen om het apparaat te gebruiken als ze OSA langdurig willen monitoren, zonder dat er veel kabels en sensoren nodig zijn."
De meerwaarde van e-health toepassingen voor mensen die lijden aan slaapapneu werd eerder op een ander vlak ook al aangetoond. Zo werd twee jaar geleden onderzoek gedaan naar het verbeteren van de therapietrouw bij OSA-patiënten die met een zogenoemd CPAP-apparaat slapen. Door de patiënt met behulp van een e-health toepassing real-time te informeren over het gebruik, en effect, wordt die meer betrokken bij de behandeling en het zelf managen van de aandoening.
