Các nghiên cứu cho thấy nằm sấp làm tăng nguy cơ đột tử ở những người bị động kinh, và tư thế ngủ cũng có thể được sử dụng để đánh giá diễn biến của bệnh Parkinson. Hình minh họa. Nguồn: Christine Daniloff, MIT

Thiết bị mới mang tên BodyCompass, là hệ thống đầu tiên sử dụng tần số vô tuyến giúp cung cấp dữ liệu chính xác về giấc ngủ mà không cần cảm biến hoặc camera gắn trên cơ thể. Tác giả nghiên cứu - Tiến sĩ Shichao Yue, sẽ giới thiệu hệ thống mới tại hội nghị UbiComp 2020.

Yue đã tiến hành dự án nghiên cứu dưới sự giám sát của Giáo sư Dina Katabi tại Phòng thí nghiệm Khoa học Máy tính và Trí tuệ Nhân tạo MIT.

BodyCompass hoạt động bằng cách phân tích phản xạ tín hiệu vô tuyến bật ra từ các vật thể trong phòng, bao gồm cả cơ thể con người. Tương tự như bộ định tuyến Wi-Fi được gắn vào tường phòng ngủ, thiết bị sẽ gửi và thu thập các tín hiệu này khi chúng quay trở lại qua nhiều con đường khác nhau. Sau đó, các nhà nghiên cứu đã lập bản đồ đường đi của những tín hiệu này và dò ngược lại từ các tín hiệu phản xạ để xác định tư thế của cơ thể.

Cụ thể, các tín hiệu bật ra từ ngực và bụng của một người chịu ảnh hưởng từ hoạt động hô hấp. Dùng tín hiệu hô hấp để xác định các phản xạ đến từ cơ thể, các nhà nghiên cứu có thể phân tích những phản xạ đó so với vị trí của thiết bị để xác định tư thế nằm của một người. Ví dụ: nếu một người đang nằm ngửa, các sóng vô tuyến mạnh bật ra từ ngực của người đó sẽ hướng lên trần nhà và dội đến thiết bị trên tường. "Việc xác định hơi thở theo cơ chế giống như mã hóa đã giúp chúng tôi phân biệt các tín hiệu từ cơ thể với các phản xạ môi trường, cho phép theo dõi vị trí của nguồn tín hiệu phản xạ,", Yue nói.

Tín hiệu phản xạ từ cơ thể sau đó được phân tích bởi một mạng lưới thần kinh tùy chỉnh để suy ra tư thế nằm. Bởi mạng lưới thần kinh này xác định tư thế qua các góc, thiết bị có thể phân biệt xem người đó nằm nghiêng bên phải hay chỉ nằm hơi nghiêng bên phải. Cách phân tích tỉ mỉ như vậy đặc biệt quan trọng đối với những bệnh nhân động kinh, bởi tư thế nằm nguy hiểm ở bệnh nhân động kinh có liên quan đến nhiều ca đột tử.

Nhóm nghiên cứu đã kiểm tra độ chính xác của BodyCompass dựa trên dữ liệu ghi lại từ 200 giờ ngủ của 26 người khỏe mạnh ngủ trong phòng riêng. Khi bắt đầu nghiên cứu, các đối tượng đeo hai máy đo gia tốc (cảm biến phát hiện chuyển động) dán vào ngực và bụng để huấn luyện mạng lưới thần kinh của thiết bị.

BodyCompass có độ chính xác cao nhất (94%) khi được “huấn luyện” dựa trên dữ liệu ghi lại trong một tuần. Dữ liệu huấn luyện trong một đêm mang lại kết quả chính xác 87%. BodyCompass có thể đạt độ chính xác 84% chỉ với lượng dữ liệu thu thập trong 16 phút, khi người ngủ được yêu cầu giữ một vài tư thế ngủ thông thường.

Ngoài bệnh động kinh và bệnh Parkinson, BodyCompass hữu ích trong điều trị những bệnh nhân có nguy cơ mắc chứng chứng bedsore (chứng thối loét vì nằm liệt giường) và ngưng thở khi ngủ.

Hiện nay, BodyCompass chỉ là công cụ theo dõi. Trong tương lai, các nhà nghiên cứu hi vọng có thể kết hợp BodyCompass với tiếng báo động để cảnh báo người ngủ thay đổi sang tư thế an toàn hơn.

Các nhà nghiên cứu đang phát triển thêm các loại đệm có thể từ từ lật bệnh nhân trở lại để tránh tư thế ngủ nguy hiểm.

Phạm Nhật