监测睡姿，保证健康休息

这款名为“BodyCompass”的设备，是第一款可以在家使用的、基于无线电频率的系统，它可以在没有摄像头或其他设备的情况下提供准确的睡眠数据传感器附身，照石潮跃。这名博士生多年来一直使用无线传感技术研究睡眠阶段和失眠。在麻省理工学院计算机科学与人工智能实验室(MIT Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory)迪娜·卡塔比(Dina Katabi)教授的监督下，Yue参与了这个项目，他说:“我们认为睡眠姿势可能是我们系统在医疗监测方面的另一个有影响力的应用。”

他指出，研究表明，趴着睡会增加癫痫患者猝死的风险，而且睡眠姿势也可以用来衡量癫痫的进展帕金森这种疾病使人在床上无法翻身。“不幸的是，许多病人完全不知道他们晚上如何睡觉，也不知道他们在癫痫发作后的姿势，”Dong Woo Lee说癫痫布里格姆妇女医院和哈佛医学院的神经学家，他没有参与这项研究。“一个身体监控像BodyCompass这样的系统将推动我们的领域向前发展，允许对患者进行基线监测，以评估他们的风险，当与警报/干预系统相结合时，可以挽救癫痫患者的突然意外死亡。”

在未来，人们可能还会使用BodyCompass来跟踪自己的睡眠习惯或监测婴儿的睡眠，岳说:“根据需要，它可以是一个医疗设备或消费产品。”

宁静的思考

BodyCompass的工作原理是分析无线电信号在室内物体(包括人体)反射时的反射情况。类似于连接在卧室墙上的Wi-Fi路由器，该设备在信号通过多条路径返回时发送和收集这些信号。然后，研究人员绘制出这些信号的路径，从反射信号反向工作，以确定身体的姿势。然而，为了让这一方法奏效，科学家们需要找到一种方法，弄清楚哪些信号是从睡眠者的身体上反射过来的，而不是从床垫、床头柜或头顶的风扇上反射过来的。岳和他的同事们意识到，他们过去从无线电信号中破译呼吸模式的工作可以解决这个问题。

他们的结论是，从一个人的胸部和腹部反射出来的信号是由呼吸独特地调节的。一旦呼吸信号被识别为一种“标记”来自身体的反射的方式，研究人员就可以将这些反射与设备的位置进行比较，以确定人是如何躺在床上的。(如果一个人躺在她的后背,例如,强大的无线电波反射胸前将指向天花板,然后设备在墙上。)“识别呼吸编码帮助我们从环境反射独立于身体的信号,让我们来跟踪信息反映在哪里,”孙悦说。

然后，一个定制的神经网络会分析来自身体的反射，以推断身体在睡眠时的角度。由于神经网络根据角度来定义睡眠姿势，该设备可以区分右侧躺着的人与轻微向右倾斜的人。岳说，这种精细的分析对癫痫患者尤其重要，因为他们的俯卧姿势与猝死有关。

李说:“越来越明显的是，患者不喜欢佩戴设备，他们忘记佩戴它，舒适度降低，电池寿命短，数据传输可能很困难。像BodyCompass这样的非穿戴式非接触式设备将克服这些问题。”

与其他监测睡眠姿势的方法相比，BodyCompass有一些优势，比如在一个人的卧室里安装摄像头，或将传感器直接安装在他或他的床上。戴着传感器睡觉会不舒服，摄像头会降低一个人的隐私。他说:“由于我们只会记录用于检测睡眠姿势的基本信息，比如一个人在睡眠时的呼吸信号，因此要从这些数据推断用户的其他活动几乎是不可能的。”

一个精确的罗盘

研究团队测试了BodyCompass公司从26名睡在自己卧室的健康人士那里收集的200多个小时的睡眠数据的准确性。在研究开始时，受试者将两个加速计(检测运动的传感器)贴在他们的胸部和腹部，以训练设备神经网络有关于他们睡眠姿势的“地面真相”数据。

当BodyCompass根据一周的数据进行训练时，预测正确的身体姿势的准确率最高，达到94%。一个晚上的训练数据在87%的时间里产生了准确的结果。只需收集16分钟的数据，BodyCompass就能达到84%的准确度，要求睡眠者在无线传感器前保持几个常见的睡眠姿势。

除了癫痫和帕金森氏症，BodyCompass在治疗易患褥疮和睡眠呼吸暂停症的患者方面可能很有用，因为这两种情况都可以通过改变睡眠姿势来缓解。岳也有他自己的兴趣:他的偏头痛似乎受到了睡眠方式的影响。“为了避免第二天头痛，我向右侧睡，”他说，“但我不确定睡眠姿势和偏头痛之间是否真的有任何关联。”也许这能帮我弄清楚他们之间是否有关系。”

目前，BodyCompass是一个监测工具，但它可能有一天会与一个警报配对，可以刺激睡眠者改变他们的姿势。“研究人员正在研究一种床垫，这种床垫可以让病人慢慢地翻身，以避免危险的睡姿，”岳说。“未来的工作可能会将我们的睡眠姿势探测器与此类床垫结合起来，在需要时将癫痫患者转移到更安全的位置。”