16 天前

基于生理信号的照护者睡眠质量预测

{Jennifer C. Hughes, Reza Sadeghi, Tanvi Banerjee, Larry W. Lawhorne}
摘要

痴呆患者照护者(CPWD)由于长期承担照护责任,尤其在应对痴呆患者不可预测的行为与心理症状时,普遍面临高度压力,这种持续性负担易导致睡眠质量下降,进而对整体健康产生不利影响。因此,对照护者睡眠质量的持续监测,可为评估其心理压力水平提供重要依据。目前大多数睡眠研究依赖多导睡眠图(polysomnography),但该方法成本高昂,且可能干扰照护者的日常生活节奏。为应对上述挑战,本文提出一种临床决策支持系统,通过分析深度睡眠阶段的生理信号趋势,实现对睡眠质量的预测。该系统基于可穿戴设备(E4腕带)采集的四种原始生理信号:心率变异性(HRV)、皮肤电活动(EDA)、身体运动以及皮肤温度。为验证所提方法的有效性,研究对8名痴呆患者照护者连续两周的睡眠数据进行了分析。实验结果表明,采用随机森林分类器在睡眠质量预测上达到75%的准确率,在清醒度(restfulness)预测上达到73%的准确率。分析发现,影响睡眠质量与清醒度评估的最关键特征分别为睡眠效率(即实际睡眠时间与卧床时间之比)和皮肤温度。本研究的睡眠分析系统结果表明,利用可穿戴传感器实时监测CPWD照护者的睡眠质量与清醒度具有可行性与应用潜力。