経時的な圧力変動と呼吸努力を捉える機能的なシーツ

乳幼児突然死症候群は、乳児の主な死亡原因の 1 つです (病院、2016 年フィラデルフィア小児病院)。 多くの要因が乳児の健康な発達に寄与し、重要な成長期の多くは睡眠中に発生するため、最初の数年間は非常に重要です。 新生児は 1 日の大部分、最大 16 時間睡眠に費やします (Parmelee, Shulz, & Disbrow, 1961)。 乳児は一般的に呼吸が不規則で、呼吸ごとに大きな変動があり、定期的な呼吸と無呼吸状態を特徴付ける周期的な呼吸があります (Alvaro & Rigatto, 2012)。 しかし、異常なリズムまたは無呼吸期間が発生すると、状況は危機的になり、新生児の命を救う機会が限られます (例: 乳幼児突然死症候群または徐脈)。 無呼吸状態は、20 秒間呼吸がない場合に発生します (Alvaro & Rigatto, 2012)。 無呼吸の特徴付けは、閉塞性無呼吸、中枢性無呼吸、および混合性無呼吸などのさまざまな状態に分けることができます。 成人における新たな文献は、睡眠時無呼吸と心臓血管の健康問題のリスク増加との相関関係を示しています (Wimms, Woehrle, Ketheeswaran, Ramanan, & Armitstead, 2016; Wu, Yuan, Wang, Sun, Liu, and Wei, 2016; Hao, Xiandao, Li、Jingwu、Jinghua、および Yongxiang、2016 年）。 呼吸数とパターンの変化を早期に検出するという最終的な目標により、アラームを鳴らすとともに監視と検出の方法を改善することで、早期介入と死亡または重大な病気の潜在的な予防が可能になります。

この研究には、健康な人間の参加者に対するセンサーの有効性を評価することが含まれます。 参加者は、ヨーク大学の看護シミュレーション センターにある機能的なベッド シーツで一晩寝ます。 圧力信号は夜間に記録され、後で呼吸数とパターンが評価されます。 睡眠中の 1 時間ごとに、研究者は参加者の呼吸数とパターン、およびパルスオキシメータの測定値 (酸素飽和度の測定値と心拍数を含む) を評価して記録します。 睡眠中の参加者の視聴覚記録は、信号異常の解釈をサポートするためにキャプチャされます。 機能的なベッドシーツから収集されたデータは、研究者と登録看護師による呼吸数とパターンの臨床グレードの時間ごとの手動モニタリングと比較されます。

参加者は、夜に落ち着く前に、事前審査フォームに記入します。 睡眠の準備ができたら、参加者はベッドシーツの上に体を置き、さまざまな異なる睡眠位置 (後ろ、前、右側、左側) を介してベースラインを確立するように指示されます。 睡眠中、機能的なシーツのセンサーが参加者の動きと呼吸の指標をキャプチャします。 研究者は毎時、呼吸数とリズム (観察によって得られる)、および心拍数と酸素飽和度 (パルスオキシメータから得られる) の生理学的所見を取得します。

この研究に続いて、乳児および成人のハイテク マネキンを使用した前臨床研究が行われます。 前臨床研究では、機能的なシーツ センサーの有効性を評価して、圧力変動、呼吸数、パターンを正常範囲内と異常範囲内の両方で検出します。 研究者は、センサー データを評価して信号の逸脱を探します。 このフェーズは基本的なものであり、人間の参加者に対するデバイスの有効性を評価する臨床研究をサポートする証拠を提供します。