Nonintrusive Nocturnal Remote Monitoring of Vital Signs in Ambient Assisted Living Environments

Télésurveillance nocturne non intrusive de signes vitaux dans des environnements d’assistance à l’autonomie à domicile Les approches actuelles pour diagnostiquer les troubles du sommeil sont lourdes, intrusives et peuvent influer sur la qualité du sommeil du patient. Il y a donc un besoin crucial de systèmes moins encombrants pour diagnostiquer les problèmes liés au sommeil. Nous proposons d'utiliser un nouveau système de suivi du sommeil non intrusif basé sur un tapis à fibre optique à microflexion placée sous le matelas de lit. La qualité du sommeil est évaluée en fonction de différents paramètres, y compris la fréquence cardiaque, le rythme respiratoire, les mouvements du corps, l’heure du réveil, la durée du sommeil, le mouvement nocturne et l’heure du coucher. Le système proposé a été validé dans un environnement de santé et de bien-être, en plus d'un environnement clinique comme suit. Dans le premier cas, la fréquence cardiaque est mesurée à partir de signaux ballistocardiogramme bruités acquis de 50 volontaires en position assise à l'aide d'une chaise de massage. Les signaux sont recueillis discrètement à partir d'un capteur de fibre optique microflexible intégrée dans l'appui-tête de la chaise, puis transmis à un ordinateur par une connexion Bluetooth. La fréquence cardiaque est calculée à l'aide de l'analyse multi-résolution de la transformée discrète en ondelettes à chevauchement maximal. L'erreur entre la méthode proposée et électrocardiogramme de référence est estimée en battements par minute en utilisant l'erreur absolue moyenne où le système a obtenu des résultats relativement bons (10.12±4.69) malgré la quantité remarquable d'artefact de mouvement produit en raison des fréquents mouvements corporels et/ou vibrations de la chaise de massage pendant le massage de soulagement du stress. Contrairement à l'algorithme complet de décomposition du mode empirique de l'ensemble, précédemment utilisé pour l'estimation de la fréquence cardiaque, le système proposé est beaucoup plus rapide. Par conséquent, il peut être utilisé dans les applications temps réel. Dans ce dernier cas, nous avons évalué la capacité du capteur de fibre optique microflexible pour suivre la fréquence cardiaque et la respiration d’une manière discrète. En outre, nous avons testé la capacité du capteur dans la discrimination entre la respiration superficielle et pas de respiration. Le capteur proposé a été comparé à un dispositif de surveillance portatif à trois canaux (ApneaLink) dans un milieu clinique au cours d'une endoscopie sous anesthésie. Parmi les dix patients recrutés pour notre étude, le système a obtenu des résultats satisfaisants quant à la fréquence cardiaque moyenne et quant à la fréquence respiratoire moyenne avec une erreur de 0.55 ± 0.59 battements/minute et de 0.38 ± 0.32 respirations/minute, respectivement. De plus, le coefficient de corrélation Pearson entre le capteur proposé et le dispositif de référence était de 0.96 et 0.78 pour la fréquence cardiaque et la respiration, respectivement. Au contraire, le capteur proposé a fourni une très faible sensibilité (24.24 ± 12.81%) et une spécificité relativement élevée (85.88 ± 6.01%) pour la détection de l'apnée du sommeil. On s'attend à ce que cette recherche préliminaire ouvre la voie vers la détection discrète de l'apnée obstructive du sommeil en temps réel. Suite à la validation réussie du système proposé, nous avons déployé avec succès notre système de surveillance du sommeil pendant plus de 6 mois dans treize appartements habités principalement par les personnes âgées. Néanmoins, dans cette recherche, nous nous concentrons sur un déploiement d'un mois avec trois résidents seniors de sexe féminin. Le système proposé montre l’accord avec l’enquête utilisateur recueillie avant l'étude. En outre, le système est intégré dans une plate-forme d’autonomie assistée existante avec une interface conviviale pour rendre plus commode pour les aidants le suivi des paramètres de sommeil des résidents.