Opaska wykrywa i ostrzega o napadach, monitoruje stres

ludzie z padaczką cierpią na nawracające, niesprowokowane napady, które mogą spowodować obrażenia, a nawet śmierć z powodu „nagłej niespodziewanej śmierci w padaczce” (SUDDEP), stanu, który występuje kilka minut po zakończeniu napadu.

teraz Empatica, założona przez profesor MIT i pionierkę urządzeń do noszenia na ciele Rosalind Picard, opracowała opaskę konsumencką o nazwie Embrace, która monitoruje sygnały stresu w celu wykrycia potencjalnie śmiertelnych napadów i ostrzega użytkowników i opiekunów, aby mogli interweniować.

naukowcy na całym świecie używają naukowej wersji opaski o nazwie E4, która mierzy również inne sygnały, do badania padaczki i innych schorzeń neurologicznych i psychiatrycznych. Liczne prace naukowe są obecnie publikowane, pokazując, że połączona aktywność elektrodermalna (Eda), znana również jako przewodnictwo skóry, i dane o ruchu zebrane z nadgarstka poprawiają dokładność wykrywania napadów w porównaniu z wykorzystaniem tylko danych o ruchu.

teraz Empatica przygotowuje się do wydania Embrace, „konsumenckiego, ale medycznego urządzenia” do monitorowania stresu i napadów padaczkowych, mówi Picard, profesor sztuki i Nauk medialnych w MIT Media Lab i główny naukowiec Empatica. Po udanej kampanii Indiegogo w zeszłym roku, wersja beta Embrace została wysłana do sponsorów w ostatni piątek.

oprócz wykrywania napadów, każdy może również użyć opasek do monitorowania poziomu stresu — co jest ważne dla dobrego zdrowia, mówi Picard. Przewlekły stres jest związany z wieloma problemami zdrowotnymi, takimi jak choroby serca, otyłość i cukrzyca. „Sygnały stresu docierają do każdego organu twojego ciała, więc te sygnały stresu potencjalnie wpływają na wszystko”, mówi Picard. „Czasami nie zdajesz sobie sprawy, dopóki nie otrzymasz powiadomienia just-in-time.”

lepsze wykrywanie stresu dla wszystkich

według Światowej Organizacji Zdrowia około 50 milionów ludzi na całym świecie cierpi na padaczkę. Centers for Disease Control and Prevention szacuje, że co 1000 osób cierpiących na padaczkę umiera rocznie z powodu SUDEPU, możliwego wyniku uduszenia z powodu upośledzonego oddychania, płynu w płucach lub zajęcia podczas snu twarzą w dół. Wskaźniki są znacznie wyższe dla osób, które miały co najmniej jeden napad padaczkowy grand mal — jeden z najbardziej niebezpiecznych rodzajów napadów-w ubiegłym roku, mówi Picard.

z Embrace, Empatica ma na celu pomoc osobom cierpiącym na epilepsję, pomagając im lepiej ostrzegać bliskich, mówi Picard. Aplikacja dostarczana z Embrace pozwala użytkownikom i innym monitorować, kiedy dana osoba może mieć napad grand mal.

opaski przypominają Zegarki, ale mają solidną srebrną lub czarną twarz. Czujniki pod powierzchnią twarzy śledzą puls, ruch ciała, temperaturę i EDA, co wiąże się z subtelnymi zmianami elektrycznymi w skórze. Boosts w EDA, bez towarzyszących zmian w ruchu, może sygnalizować stres. U osób z padaczką gwałtowny wzrost obu sygnałów może wskazywać na ciężki, potencjalnie zagrażający życiu napad padaczkowy.

gdy Opaska wykryje napad drgawkowy, wibruje, a użytkownik może zareagować. Jeśli użytkownik traci przytomność, co zdarza się w przypadku najbardziej niebezpiecznych napadów i nie reaguje szybko, aplikacja wysyła alert do wyznaczonej osoby.

„Jeśli ktoś idzie sprawdzić, co u osoby w trakcie lub po tym, jak miała napad Wielkiego Malu, to jest mniej prawdopodobne, że umrze” – mówi Picard. „W niektórych przypadkach po prostu powiedzenie imienia osoby lub odwrócenie jej (delikatna stymulacja) może uratować jej życie. Każdy może wykonać tę potencjalnie ratującą życie akcję, po prostu musi wiedzieć, aby sprawdzić, co u osoby — nie zostawiaj jej samej zaraz po ataku.”

ponadto nauczyciele i rodzice mogą chcieć monitorować poziom stresu u dziecka z problemami regulacji emocji lub autyzmem. Urządzenie może określić, na przykład, czy dziecko doświadcza „reakcji walki lub ucieczki” i może być ustawione na wibrację, aby ostrzec rodziców lub nauczycieli. „Możesz zobaczyć, czy dziecko leżące na podłodze lub na ziemi na placu zabaw może mieć załamanie … nawet jeśli Na zewnątrz może wyglądać na spokojne”, mówi. „Kilka nastolatków z autyzmem powiedziało nam, że często nie mogą powiedzieć, że zaraz eksplodują, dopóki nie będzie za późno. Może to pomoże niektórym z nich uzyskać alarm, gdy wciąż mają kontrolę.”

dla badaczy padaczki, mówi Picard, Opaska E4 umożliwiła zbieranie w czasie rzeczywistym danych od pacjentów na temat ich codziennego życia. Strona internetowa Empatica zawiera obecnie listę około 20 artykułów naukowych, które wykorzystują E4 w badaniach na tematy od autyzmu po resuscytację po zawale serca.

w 2012 roku Picard i naukowcy opublikowali artykuł w neurologii, który korelował większe reakcje na nadgarstku z dłuższym tłumieniem fal mózgowych na skórze głowy. Oznaczało to, że niektóre obszary mózgu doświadczały nadpobudliwości, podczas gdy kora mózgowa, która znajduje się w pobliżu skóry głowy, wyłączała się — zjawisko obserwowane we wszystkich przypadkach SUDEP. (Stało się to ważnym biomarkerem dla SUDEP.) Inne wyniki wykazały krytyczne okno, kiedy ktoś może przestać oddychać po ataku.

co ważne dla badań, mówi Picard, urządzenie specjalnie wykrywa sygnały stresu z współczulnej odpowiedzi autonomicznego układu nerwowego, która jest często związana z reakcjami walki lub ucieczki wskazującymi na stres i drgawki. „Kiedy mierzymy reakcję skóry, widzimy sygnały, które pochodzą głęboko w mózgu, z obszarów tak daleko pod skórą głowy, że tradycyjne EEG nie może ich wykryć”, mówi Picard.

w ten sposób E4 jest również cenny w badaniu innych schorzeń neurologicznych, takich jak autyzm, lęk, depresja, fobie i zespół stresu pourazowego (PTSD), dodaje Picard. „Badacz PTSD, na przykład, może użyć urządzenia, aby dokładniej zbadać, dlaczego i w jaki sposób pacjent może doświadczać wzmożonych reakcji podczas lotu lub walki”, mówi.

Przebywanie w przestrzeni medycznej

podstawowa technologia Empatica sięga 2007 roku, kiedy Picard i naukowcy opracowali iCalm, podobną opaskę pomiarową Eda. W 2009 roku Picard i były podopieczny Rana El Kaliooby założyli firmę Affectiva w celu komercjalizacji urządzenia do noszenia, nazwanego wtedy czujnikiem Q, używanego do pomiaru stresu związanego z autyzmem.

pewnego dnia student pożyczył dwie opaski, aby monitorować poziom stresu swojego młodszego brata z autyzmem. Założył jedną opaskę na każdy nadgarstek. Kiedy Picard sprawdziła dane zdalnie ze swojego komputera, zauważyła „ogromną reakcję z jednej strony i nic z drugiej”, mówi. „To była tak duża odpowiedź, że nie wierzyłem, że jest prawdziwa.”

nic, co zrobiła w swoim laboratorium, nie mogło odtworzyć takiej odpowiedzi. Jednak uczeń prowadził pamiętnik i, na pewno, w dokładnej dacie i godzinie odpowiedzi „whopper”, brat miał atak. Jak się okazuje, kilka minut przed tym, jak ktoś ma atak, włosy na jednym ramieniu mogą stać na końcu.

ale Affectiva szybko zmienił kurs i zaczął tworzyć oprogramowanie, które monitorowało i kwantyfikowało emocje ludzi na potrzeby badań rynku. Picard założył kolejny startup, Physiio, „aby pomóc technologii rozwijać się w przestrzeni medycznej”, mówi Picard. Przyciągnęło to uwagę małego, włoskiego startupu, który współtworzyli Matteo Lai i Simone Tognetti. W 2014 roku obie firmy połączyły się tworząc Empatica, Inc., z Lai jako CEO i Tognetti jako chief technology officer.

od tego czasu Empatica wyprodukowała kilka iteracji E4 do użytku klinicznego, z najnowszą wersją wydaną w zeszłym roku. Ale teraz startup jest „skoncentrowany na laserze” na zapewnieniu konsumentom uścisku, mówi Picard.

czy Picard — konsument-korzysta z własnego urządzenia? Tak, i mówi, że opaska ujawniła interesujące rzeczy o jej własnym życiu. „Gdy pierwszy raz założyłem to, jadę do domu i odpala się, i myślę: „myślę, że pozwalam sobie na trochę zgięcie się z formy”, mówi Picard. „Uważam, że to wspaniałe, aby dowiedzieć się o tym, co dzieje się ze mną.”