Unta tarkkaileva sänkyanturi

 

VTT on kehittänyt fysiologisten signaalien tarkkailuun monikanavaisen liiketunnistinjärjestelmän ja algoritmeja. Tiedot nukkujan liikkeistä, hengityksestä ja sydämen sykkeestä tallennetaan huomaamattomasti patjan alle sijoitettavan, pehmeästä kalvosta tehdyn ja liikkeet tunnistavan anturin avulla.  Laiteprototyyppiä on testattu eri kohderyhmissä. Unen seuranta on mahdollista kotona hyvinvointisovellusten avulla tai sairaalassa unihäiriöiden tutkinnan aikana. Antureita voidaan käyttää myös päiväsaikaan esimerkiksi istuimen alla stressin ja rentoutumisen mittaamiseen.

Uni on erittäin tärkeää hyvinvoinnin kannalta, mutta unen laatuun kiinnitetään yleensä vähemmän huomiota kuin määrään. Automaattisella, unen seurantaan perustuvalla valmennuksella on mahdollista parantaa unitottumuksia huomattavasti, mikä lisää vireyttä valveilla ollessa ja saattaa jopa ehkäistä kroonisten sairauksien kehittymistä. Vakavat unihäiriöt, kuten unettomuus tai uniapnea, esiintyvät usein samanaikaisesti sydän- ja verenkiertoelinten sairauksien, diabeteksen ja liikalihavuuden kanssa. Unihäiriöiden havaitseminen ja tutkiminen jo aikaisessa vaiheessa hyödyttäisi koko yhteiskuntaa.

Unisuus ja väsymys aiheuttavat huomattavan osan työtapaturmista ja liikenneonnettomuuksista. Turvallinen ja tehokas työskentely edellyttää kykyä palautua stressistä. Yksilön päivittäisten rutiinien hallintaa voidaan tukea istuimiin sijoitettavilla antureilla ja automaattisilla menetelmillä, jotka seuraavat aktiviteetti- ja rentoutumisjaksoja.

Entistä parempaa sykkeen ja hengityksen langatonta seurantaa

Autonominen hermosto ohjaa sykevälivaihtelua, joten mittaustietoja voidaan hyödyntää etenkin parasympaattisen hermoston toimintatason havainnoinnissa. VTT on kehittänyt malleja sekä unien vaiheiden havainnointiin että stressi- tai rentoutumistason seurantaan valveilla olon aikana. Mittaustulosten hyvä erottelukyky on tarpeen, sillä sykevälivaihtelu vähenee iän myötä tai esimerkiksi kroonisten sairauksien vuoksi. VTT on osoittanut, että monikanavamenetelmällä saadaan huomattavasti tarkempia mittaustuloksia tavanomaisessa EKG-mittauksessa käytettävään yksikanavaiseen anturiin verrattuna.

Patjan alle eri kohtiin sijoitettavilla liikeantureilla saadaan tärkeitä tietoja, joiden avulla voidaan todeta esimerkiksi unihäiriöitä tai hengitysvaikeuksia. Hengitystoiminta saattaa edelleen jatkua uniapneakohtauksen aikana, vaikka kliinisillä menetelmillä havaitaan, että ilmavirta heikkenee ja veren happikylläisyys laskee. Estyneen hengityksen havaitseminen pelkästään hengitysliikkeitä seuraamalla ei ole helppoa, mutta monikanavaisesta liikkeentunnistuksesta on hyötyä siinäkin. VTT on kehittänyt unilaboratorioiden kanssa menetelmän uniapnean vakavuustason havaitsemiseen sänkyanturin avulla.

Unentutkimus ja unihäiriöiden havaitseminen

Sänkyanturia ja siihen liittyviä tutkimuksia on keitetty kahdessa EU-rahoitteisessa projektissa: SENSATION ja HeartCycle. Tärkeimpiä julkaisuja:

Kortelainen Juha M., Mendez M.O., et.al.: Sleep staging based on signals acquired through bed sensor. IEEE Transactions on Information Technology in Biomedicine. Vol. 14 (2010) No: 3, s. 776–785

Guerrero, G., Kortelainen, Juha M., et. al.: Detection of Sleep-Disordered Breathing with Pressure Bed Sensor, Conference proceedings, IEEE EMBC (2013), 3.–7. heinäkuuta 2013, Osaka, Japani s. 1342–1345

Christoph Bruser, Juha M. Kortelainen, et. al.: Improvement of Force-sensor-based Heart Rate Estimation Using Multi-channel Data Fusion, IEEE Journal on Biomedical Health Informatics, issue 99, 2014.