Um grupo de investigadores desenvolveu o que chamam de “pijamas inteligentes” que, além de serem confortáveis e laváveis, podem ainda monitorizar distúrbios do sono, como a apneia do sono, em casa, sem a necessidade de adesivos, equipamentos incómodos ou uma visita a uma clínica especializada em sono.
A equipa, liderada pela Universidade de Cambridge, desenvolveu sensores de tecido impresso que podem monitorizar a respiração e detetar pequenos movimentos na pele, mesmo quando o pijama é mais folgado. O trabalho foi descrito na revista Proceedings of the National Academy of Sciences.
Os sensores incorporados nos pijamas inteligentes foram treinados através do recurso a um algoritmo de inteligência artificial “ligeira” e podem identificar seis estados de sono diferentes com 98,6% de precisão, ignorando os movimentos regulares do sono, como virar-se na cama e revirar-se. Para isso, os sensores de eficiência energética requerem apenas alguns exemplos de padrões de sono.
Os investigadores dizem que os seus pijamas inteligentes podem ser úteis para milhões de pessoas que lutam contra os distúrbios do sono, uma vez que permitem monitorizar o sono e perceber como este pode ser afetado por alterações no estilo de vida.
O impacto do sono
O sono é essencial para a saúde humana, mas mais de 60% dos adultos apresentam uma má qualidade do sono, o que leva à perda de 44 a 54 dias úteis anuais e a uma redução estimada de 1% do PIB global.
Distúrbios do sono, como a respiração pela boca, a apneia do sono e o ressonar, são os principais contribuintes para a má qualidade do sono e podem levar a problemas crónicos, como doenças cardiovasculares, diabetes e depressão.
“A falta de sono tem efeitos enormes na nossa saúde física e mental, e é por isso que a monitorização adequada do sono é vital”, refere o professor Luigi Occhipinti, do Cambridge Graphene Centre, que liderou a investigação.
“No entanto, o atual padrão de ouro para a monitorização e identificação de distúrbios do sono, a polissonografia ou PSG, é dispendioso, complicado e não é adequado para utilização a longo prazo em casa.”
Os dispositivos domésticos mais simples do que o PSG, como os testes de sono domiciliários, geralmente concentram-se numa única condição e são volumosos ou desconfortáveis. Os dispositivos wearable, como os smartwatches, embora mais confortáveis de usar, apenas conseguem determinar a qualidade do sono e não são eficazes para monitorizar com precisão os distúrbios do sono.
“Precisamos de algo que seja confortável e fácil de utilizar todas as noites, mas que seja suficientemente preciso para fornecer informações significativas sobre a qualidade do sono”, afirma Occhipinti.
Para desenvolver o pijama inteligente, Occhipinti e os seus colegas basearam-se no seu trabalho anterior de uma gargantilha inteligente para pessoas com deficiências de fala. A equipa redesenhou os sensores baseados em grafeno para análise da respiração durante o sono e fez várias melhorias no design para aumentar a sensibilidade.
“Graças às alterações de design que fizemos, os sensores são capazes de detetar diferentes estados de sono, ignorando os movimentos regulares de se mexer na cama”, explica Occhinpinti. “A sensibilidade melhorada também significa que a peça de vestuário inteligente não precisa de ser usada apertada à volta do pescoço, o que muitas pessoas considerariam desconfortável. Enquanto os sensores estiverem em contacto com a pele, fornecem leituras altamente precisas.”
IA ao serviço da identificação de distúrbios do sono
Os investigadores conceberam um modelo de aprendizagem automática, denominado SleepNet, que utiliza os sinais captados pelos sensores para identificar estados de sono, incluindo respiração nasal, respiração pela boca, ressonar, ranger de dentes, apneia central do sono e apneia obstrutiva do sono. A SleepNet é uma rede de inteligência artificial (IA) que reduz a complexidade computacional ao ponto de poder ser executada em dispositivos portáteis, sem necessidade de ligação a computadores ou servidores.
“Reduzimos o modelo de IA ao ponto em que conseguimos obter o menor custo computacional com o maior grau de precisão”, afirma Occhinpinti. “Desta forma, conseguimos incorporar os principais processadores de dados diretamente nos sensores.”
Os pijamas inteligentes foram testados em pessoas saudáveis e com um distúrbio de sono (apneia do sono) e foram capazes de detetar uma variedade de estados de sono com uma precisão de 98,6%. Ao tratar os pijamas inteligentes com um passo especial de engomagem, conseguiram melhorar a durabilidade dos sensores para que pudessem ser lavados numa máquina de lavar roupa comum.
A versão mais recente dos pijamas inteligentes também é capaz de transferência de dados sem fios, o que significa que os dados do sono podem ser transferidos em segurança para um smartphone ou computador.
“O sono é muito importante para a saúde, e a monitorização fiável do sono pode ser essencial no tratamento preventivo”, reforça Occhipinti. “Como esta peça de vestuário pode ser usada em casa, em vez de num hospital ou clínica, pode alertar os utilizadores para distúrbios do sono, que podem discutir com o médico. Comportamentos de sono como a respiração nasal versus respiração bucal não são normalmente detetados numa análise do sono do NHS, mas podem ser um indicador de sono desordenado.”
Os investigadores esperam adaptar os sensores a uma série de condições de saúde ou usos domésticos, como a monitorização de bebés, e têm conversado com diferentes grupos de doentes. Estão também a trabalhar para melhorar a durabilidade dos sensores para uso a longo prazo.
