Van Hees (2015) : Open Access Method to Assess Sleep Duration Using a Wrist-Worn Accelerometer

Open Access Method to Assess Sleep Duration Using a Wrist-Worn Accelerometer

 

손목 착용형 가속도계는 모집단 연구에서 신체 활동 평가에 점점 더 많이 사용되고 있지만 수면 평가에 대한 가치에 대해서는 알려진 바가 거의 없었다. 9일동안 가속도계를 착용한 60 - 83세 4,094명의 Whitehall II 연구(영국, 2012-2013) 참가자의 데이터를 사용하여 수면 시간을 평가하는 새로운 방법을 개발했으며 수면 로그를 작성하고 설문지를 통해 수면 시간을 보고했다. 수면 감지 알고리즘은 (야행성) 수면을 지속적인 비활동 기간으로 정의했으며, 참가자가 수면 로그에 수면으로 기록한 기간 동안 5분 이상 팔 각도가 5도 이상 변화하지 않는 것으로 감지했다. 수면 지속 시간의 결과 추정치는 수면 개시와 깨어 있는 시간 사이의 차이 (kappa = 0.32, 95% CI: 0.29, 0.34) 및 총 수면 지속 시간 (kappa = 0.39, 0.36, 0.42)으로 정의된 취침 시간에 대한 설문지 기반 측정과 중간 정도 (그러나 이전 연구 결과와 유사) 일치했다. 이 추정치는 여성, 우울한 참가자, 더 많은 불면증 증상을 보고한 참가자 및 주말에 침대에 있는 시간에 대해 더 낮았다. 총 수면 시간에 대한 그룹 차이는 발견되지 않았다. Van Hees 알고리즘은 28명을 대상으로 한 수면다원검사 연구의 데이터에 대해 검증되었다. 이 연구에서는 더 긴 시간 창과 더 낮은 각도 임계값이 각성에 더 나은 감도를 갖는 반면 수면 감도에 대해서는 그 반대가 사실임을 발견했다.

 

Data Processing

 

팔 각도, 지속적인 활동 부족을 감지하고 손목 모니터의 수면 및 빛 센서에서 어둠을 감지한 것

 

수면 감지 알고리즘 손목 착용 가속도계 데이터를 사용하면 수평면을 기준으로 암 각도를 추정할 수 있다. 팔 각도를 시각화함으로써 수면은 팔 각도의 변화 빈도가 낮은 기간으로 특징지어진다. 그림의 얇은 검은색 선을 참조하면 가속도계에는 광 센서도 있었지만 시각적 해석이 매력적임에도 불구하고 광 센서가 슬리브 또는 침구로 덮여 있을 때 오해를 불러일으킬 수 있기 때문에 수면 감지에는 사용하지 않기로 결정했다.

 

5초마다 각도 Z의 평균 최소 5분 동안 각도가 5도 이상 변하지 않는 시간 창을 식별 해당 시간 창을 수면으로 레이블 지정

 

여기서 z축은 피부 표면에 수직으로 위치한 축 (손목이 해부학적 위치에 있을 때 등-배측 방향)에 해당한다. 다음으로 추정된 팔 각도는 5초 에포크당 평균을 구했으며, 연속적인 5초 에포크 사이의 팔 각도 변화를 평가하는 데 사용되었다. 최소 5분 동안 5°보다 큰 변화가 없는 기간은 지속적인 비활동 또는 잠재적인 수면 기간으로 분류되었다. 다른 파라미터 선택이 결과에 어떤 영향을 미치는지 입증하기 위해 모든 분석을 10분의 시간 창 기준으로 복제했다.

 

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4646630/

A Novel, Open Access Method to Assess Sleep Duration Using a Wrist-Worn Accelerometer