Apnee Notturne? Il Tuo Smartphone Potrebbe Essere la Spia Che Non Sapevi di Avere!
Ragazzi, parliamoci chiaro: chi non ha uno smartphone oggi? Lo usiamo per tutto, dal lavoro ai social, dalla musica alle foto. Ma se vi dicessi che quel piccolo aggeggio che tenete sul comodino, o magari che indossate al polso sotto forma di smartwatch, potrebbe avere un superpotere nascosto? E se potesse aiutarci a capire qualcosa di più sulla nostra salute mentre dormiamo, magari scoprendo un problema subdolo come le apnee notturne? Sembra fantascienza, vero? Eppure, la ricerca sta andando proprio in quella direzione, e voglio raccontarvi come!
In uno studio precedente, avevamo già fatto vedere che i sensori presenti negli smartwatch (parlo di accelerometro e giroscopio, quelli che capiscono se muovete il braccio) potevano “sentire” le interruzioni del respiro tipiche delle apnee. Ora, ci siamo chiesti: e se la stessa magia funzionasse anche con altri dispositivi, come il nostro fidato smartphone? La risposta, amici miei, è un sonoro sì!
Il Problema Nascosto nel Sonno: Le Apnee Notturne
Prima di tuffarci nella tecnologia, facciamo un passo indietro. Cosa sono le apnee notturne (SA – Sleep Apnea)? In pratica, sono delle pause involontarie nella respirazione mentre dormiamo. Possono durare pochi secondi o anche di più, e ripetersi molte volte durante la notte. Il problema è che non ce ne accorgiamo, ma il nostro corpo sì. Queste interruzioni causano:
- Calo dell’ossigeno nel sangue (ipossia intermittente)
- Stress per il sistema nervoso e cardiovascolare
- Infiammazione sistemica
A lungo andare, tutto questo aumenta il rischio di sviluppare malattie croniche serie come ipertensione, diabete, problemi cardiaci e persino demenza. Senza contare la stanchezza cronica di giorno, la difficoltà a concentrarsi e il maggior rischio di incidenti. Insomma, non è roba da sottovalutare.
Il guaio è che si stima che oltre l’80% delle persone che soffrono di apnee notturne non lo sappia nemmeno! La diagnosi standard, la polisonnografia (PSG), richiede di passare una notte in un laboratorio del sonno, attaccati a mille sensori. È costosa, scomoda e spesso ci sono lunghe liste d’attesa. Esistono test più semplici da fare a casa (HSAT), ma molti non sanno nemmeno di doverli fare. C’è bisogno di qualcosa di più accessibile, più semplice. Ed è qui che entra in gioco il nostro smartphone.
La Soluzione in Tasca (o sul Comodino): L’IMU dello Smartphone
Quasi tutti gli smartphone moderni (e molti altri dispositivi indossabili) hanno al loro interno un componente chiamato Unità di Misura Inerziale (IMU). È un piccolo chip che contiene un accelerometro (misura l’accelerazione, i movimenti lineari) e un giroscopio (misura la rotazione). Sono gli stessi sensori che permettono al telefono di capire se lo ruotate o se state camminando.
L’idea geniale è stata: e se questi sensori, appoggiati sul corpo mentre dormiamo, potessero rilevare i micro-movimenti legati alla respirazione? Quando respiriamo, il torace e l’addome si muovono. Questi movimenti, anche se piccoli, generano segnali che l’IMU può captare. Durante un’apnea o un’ipopnea (una riduzione significativa del respiro), questi movimenti cambiano o si interrompono. Bingo!
Abbiamo quindi preso alcuni dispositivi comuni con IMU – uno smartphone Android (Xperia®), un iPhone® e persino un localizzatore GPS (Amue Link®) – e li abbiamo fatti indossare ad alcuni volontari sull’addome durante una notte di monitoraggio con la polisonnografia (PSG), il metodo “ufficiale”. I dispositivi erano fissati con una fascia comoda per non dare fastidio e non muoversi troppo.
Mettere alla Prova l’Idea: L’Algoritmo e i Test
Abbiamo registrato i segnali dell’accelerometro e del giroscopio per tutta la notte. Poi è iniziato il bello: sviluppare un algoritmo capace di interpretare questi dati. Abbiamo diviso i dati raccolti in due gruppi: uno per “allenare” l’algoritmo (training group) e uno per testare la sua efficacia (test group).
L’algoritmo fa più o meno così:
- Filtra i segnali: Isola le frequenze tipiche del respiro (tra 0.13 e 0.70 Hz), eliminando altri “rumori” come il battito cardiaco o i movimenti bruschi.
- Calcola l’ampiezza del respiro: Combina i dati dai tre assi (X, Y, Z) per ottenere una misura dell’intensità del movimento respiratorio.
- Calcola la frequenza del respiro: Estrae l’onda respiratoria principale e misura quanto tempo passa tra un respiro e l’altro.
- Identifica gli eventi respiratori (RE): Cerca riduzioni significative (>30%) e prolungate (>10 secondi) nell’ampiezza o nella frequenza del respiro, simili a come vengono definite le apnee/ipopnee nella PSG. Abbiamo chiamato questi indici RAEI (per l’ampiezza) e RFEI (per la frequenza).
La cosa furba è che l’algoritmo guarda le riduzioni relative dell’ampiezza, confrontando il respiro attuale con quello medio degli ultimi 30 secondi. Questo lo rende robusto anche se cambiamo posizione nel sonno o se il segnale di base varia. Abbiamo anche aggiunto un controllo sulla frequenza respiratoria, perché a volte, specialmente nelle apnee ostruttive, lo sforzo respiratorio continua anche se l’aria non passa, e l’ampiezza potrebbe non diminuire così tanto. La frequenza, invece, tende a cambiare quando il respiro si interrompe e poi riprende affannosamente.
I Risultati? Davvero Promettenti!
Ebbene, cosa abbiamo scoperto confrontando i nostri eventi respiratori (RE) rilevati dall’IMU con le apnee/ipopnee (AHI) diagnosticate dalla PSG? I risultati sono stati entusiasmanti!
- Corrispondenza Respiro per Respiro: C’è stata una buona concordanza tra gli eventi rilevati dai nostri dispositivi e quelli della PSG. Gli F1 score (una misura che combina precisione e sensibilità) sono stati ottimi: 0.786 per Amue Link, 0.821 per Xperia e 0.796 per iPhone nel gruppo di test. Non male per un telefono, eh?
- Stima dell’Indice AHI: Abbiamo creato dei modelli matematici (regressione multipla) che usano i dati RAEI e RFEI (sia da accelerometro che da giroscopio) per stimare l’indice AHI complessivo della notte. Ebbene, le stime (chiamate REI – Respiratory Event Index) erano fortemente correlate con l’AHI reale misurato dalla PSG! I coefficienti di correlazione (r) nei gruppi di test sono stati altissimi: 0.90 (Amue Link), 0.93 (Xperia) e 0.96 (iPhone).
- Classificazione della Gravità: Siamo riusciti a distinguere abbastanza bene chi aveva apnee moderate o gravi (AHI ≥ 15) da chi ne aveva di lievi o nulle. Le performance (misurate con l’AUC e l’F1 score) sono state elevate, specialmente per Xperia e iPhone, con F1 score superiori a 0.9 nel gruppo di test per la soglia AHI ≥ 15. Anche per le apnee gravi (AHI ≥ 30) i risultati sono stati eccellenti.
Vantaggi e Qualche Precisazione
Questa tecnologia basata sull’IMU ha diversi vantaggi rispetto ad altri metodi di screening:
- Accessibilità: Utilizza dispositivi che molti già possiedono.
- Basso Costo: Non richiede apparecchiature mediche dedicate (per lo screening iniziale).
- Comodità: Non richiede contatto diretto con la pelle come i sensori di ossigeno (pulsossimetri) e consuma poca batteria.
- Versatilità: Funziona con diversi tipi di dispositivi (non solo smartwatch) e può rilevare tutti i tipi di apnea, anche quelle centrali (dove è il cervello a “dimenticarsi” di comandare il respiro), a differenza di alcuni metodi basati sul suono del respiro.
C’è però un “ma”. Sebbene il metodo sia ottimo per identificare chi ha un problema moderato o grave, fa un po’ più fatica a distinguere tra chi non ha apnee (AHI < 5) e chi ne ha di lievi (AHI 5-15). Abbiamo notato una tendenza a sovrastimare leggermente la gravità nei casi lievi o assenti. Quindi, al momento, lo vedo più come uno strumento di screening potente per individuare le persone a rischio che necessitano di una diagnosi medica approfondita, piuttosto che un sostituto della diagnosi stessa.
Il Futuro è Qui (o Quasi): Cosa Ci Aspetta?
Pensate alle potenzialità! Potremmo avere app che, semplicemente tenendo il telefono sul comodino o indossandolo con una fascia, ci danno un’indicazione sulla qualità del nostro respiro notturno. Questo potrebbe spingere molte più persone a rivolgersi al medico per una diagnosi corretta e un trattamento, migliorando la salute di tantissimi.
E non finisce qui. Immaginate un futuro in cui questi dati vengano usati in sistemi “intelligenti”: il vostro cuscino o letto smart, collegati al vostro dispositivo, potrebbero rilevare le apnee e magari cambiare leggermente la vostra posizione per aiutarvi a respirare meglio, tutto in automatico grazie all’intelligenza artificiale! Sembra incredibile, ma la tecnologia di base c’è già.
Certo, la ricerca deve andare avanti. Bisogna ottimizzare gli algoritmi, testarli su popolazioni più ampie e in ambienti domestici reali, non solo nei laboratori del sonno. Ma la strada è tracciata.
In conclusione, la prossima volta che guardate il vostro smartphone, pensate che dentro quel piccolo concentrato di tecnologia potrebbe esserci anche un potenziale alleato per il vostro sonno e la vostra salute. Non è affascinante? Io credo proprio di sì!
Fonte: Springer
