教育演講7:睡眠評估的新介面
Advances in the Assessment of Sleep and Its Disorders

程 序 表

E7-5
醫療物聯網於睡眠醫學之應用
郭博昭
國立陽明大學腦科學研究所

  物聯網 (Internet of Things,簡稱IoT) 是利用全球化的網路基礎建設連結各種硬體物件,再透過資料擷取及通訊能力使彼此之間可以完成收集和交換數據的作業進而達到互聯,我們可以透過物聯網進行各類控制、偵測、識別及服務等動作。這些硬體物件包括了許多我們日常生活中即會使用到的物品,像是智慧型手機、平板電腦,以及具有訊號接收及傳送能力的車輛、顯示器及感測器等。多頻道睡眠生理紀錄儀可進行多項參數的記錄和測試,目前已被廣泛應用於睡眠研究之中,同時也已做為睡眠醫學之診斷工具。若將物聯網的技術應用在睡眠研究上,受試者將可在居家環境中完成數據收集,爾後即直接上傳至雲端網路伺服器完成後續分析,此舉將大大的增加睡眠醫學的普及性並降低整體成本。然而,這需要極大的努力去完成相關的硬體設計、演算法開發及臨床驗證。
  在硬體設計方面,感測器必須是可穿戴的,且須具有訊號的傳輸及接收能力。我們實驗室目前已研發出幾種可穿戴式的設備,像是能夠記錄心電圖及活動力的貼片型心率分析儀 (HR Patch)、可記錄身體活動量的活動計 (Actimeter)、可量測胸部起伏程度的胸部綁帶及可偵測血液中氧氣飽和度的血氧計等。所有的生理訊號都可透過智慧型手機或特別設計的訊號接收器 (Router) 接收記錄後,自動上傳到雲端網絡伺服器。另外我們實驗室也開發了許多的演算法來解析這些生理訊號所蘊含的意義,像是透過解析心電圖可確認自律神經功能是否正常,分析身體活動量的紀錄可以得知睡眠持續時間、睡姿、日常身體活動量及推算能量消耗,從胸部的起伏程度可以判讀呼吸的頻率,透過分析血液中含氧量的程度可以確認睡眠品質及睡眠呼吸中止的嚴重程度等。所有的演算法都能夠應用在我們所研發的可穿戴式設備或雲端網路伺服器上;因此,穿戴式睡眠設備可以在家中完成訊號的紀錄及傳輸,並進行雲端的生理訊號及睡眠品質分析。部份開發完成的硬體和演算法已利用傳統睡眠系統-多頻道睡眠生理紀錄儀和睡眠判讀系統進行驗證,未來將積極投入更廣泛的臨床驗證和實際應用。