Reliable Contactless Monitoring of Heart Rate, Breathing Rate, and Breathing Disturbance During Sleep in Aging: Digital Health Technology Evaluation Study
Notice bibliographique
Résumé
Background Longitudinal monitoring of vital signs provides a method for identifying changes to general health in an individual, particularly in older adults. The nocturnal sleep period provides a convenient opportunity to assess vital signs. Contactless technologies that can be embedded into the bedroom environment are unintrusive and burdenless and have the potential to enable seamless monitoring of vital signs. To realize this potential, these technologies need to be evaluated against gold standard measures and in relevant populations. Objective We aimed to evaluate the accuracy of heart rate and breathing rate measurements of 3 contactless technologies (2 undermattress trackers, Withings Sleep Analyzer [WSA] and Emfit QS [Emfit]; and a bedside radar, Somnofy) in a sleep laboratory environment and assess their potential to capture vital signs in a real-world setting. Methods Data were collected from 35 community-dwelling older adults aged between 65 and 83 (mean 70.8, SD 4.9) years (men: n=21, 60%) during a 1-night clinical polysomnography (PSG) test in a sleep laboratory, preceded by 7 to 14 days of data collection at home. Several of the participants (20/35, 57%) had health conditions, including type 2 diabetes, hypertension, obesity, and arthritis, and 49% (17) had moderate to severe sleep apnea, while 29% (n=10) had periodic leg movement disorder. The undermattress trackers provided estimates of both heart rate and breathing rate, while the bedside radar provided only the breathing rate. The accuracy of the heart rate and breathing rate estimated by the devices was compared with PSG electrocardiogram-derived heart rate (beats per minute) and respiratory inductance plethysmography thorax-derived breathing rate (cycles per minute), respectively. We also evaluated breathing disturbance indexes of snoring and the apnea-hypopnea index, available from the WSA. Results All 3 contactless technologies provided acceptable accuracy in estimating heart rate (mean absolute error <2.12 beats per minute and mean absolute percentage error <5%) and breathing rate (mean absolute error ≤1.6 cycles per minute and mean absolute percentage error <12%) at 1-minute resolution. All 3 contactless technologies were able to capture changes in heart rate and breathing rate across the sleep period. The WSA snoring and breathing disturbance estimates were also accurate compared with PSG estimates (WSA snore: r2=0.76; P<.001; WSA apnea-hypopnea index: r2=0.59; P<.001). Conclusions Contactless technologies offer an unintrusive alternative to conventional wearable technologies for reliable monitoring of heart rate, breathing rate, and sleep apnea in community-dwelling older adults at scale. They enable the assessment of night-to-night variation in these vital signs, which may allow the identification of acute changes in health, and longitudinal monitoring, which may provide insight into health trajectories. International Registered Report Identifier (IRRID) RR2-10.3390/clockssleep6010010
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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 | 0,003 | 0,007 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| 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 ».