Noncontact Sleep Monitoring With Infrared Video Data to Estimate Sleep Apnea Severity and Distinguish Between Positional and Nonpositional Sleep Apnea: Model Development and Experimental Validation
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: Sleep apnea is a respiratory disorder characterized by frequent breathing cessation during sleep. Sleep apnea severity is determined by the apnea-hypopnea index (AHI), which is the hourly rate of respiratory events. In positional sleep apnea, the AHI is higher in the supine sleeping position than it is in other sleeping positions. Positional therapy is a behavioral strategy (eg, wearing an item to encourage sleeping toward the lateral position) to treat positional apnea. The gold standard of diagnosing sleep apnea and whether or not it is positional is polysomnography; however, this test is inconvenient, expensive, and has a long waiting list. OBJECTIVE: The objective of this study was to develop and evaluate a noncontact method to estimate sleep apnea severity and to distinguish positional versus nonpositional sleep apnea. METHODS: A noncontact deep-learning algorithm was developed to analyze infrared video of sleep for estimating AHI and to distinguish patients with positional vs nonpositional sleep apnea. Specifically, a 3D convolutional neural network (CNN) architecture was used to process movements extracted by optical flow to detect respiratory events. Positional sleep apnea patients were subsequently identified by combining the AHI information provided by the 3D-CNN model with the sleeping position (supine vs lateral) detected via a previously developed CNN model. RESULTS: The algorithm was validated on data of 41 participants, including 26 men and 15 women with a mean age of 53 (SD 13) years, BMI of 30 (SD 7), AHI of 27 (SD 31) events/hour, and sleep duration of 5 (SD 1) hours; 20 participants had positional sleep apnea, 15 participants had nonpositional sleep apnea, and the positional status could not be discriminated for the remaining 6 participants. AHI values estimated by the 3D-CNN model correlated strongly and significantly with the gold standard (Spearman correlation coefficient 0.79, P<.001). Individuals with positional sleep apnea (based on an AHI threshold of 15) were identified with 83% accuracy and an F1-score of 86%. CONCLUSIONS: This study demonstrates the possibility of using a camera-based method for developing an accessible and easy-to-use device for screening sleep apnea at home, which can be provided in the form of a tablet or smartphone app.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».