Пусть Там будет свет

Исследование UNM оценивает эффективность светотерапии для изменения циркадных ритмов

Исследователи из Университета Нью-Мексико и их коллеги из Центра систем и приложений с поддержкой освещения (LESA), расположенного в Политехническом институте Ренсселера, продемонстрировали новую технологию для измерения эффективности световой терапии для синхронизации циркадных ритмов человека в качестве потенциального средства лечения бессонницы и расстройств настроения. и другие проблемы со здоровьем.

В отчете, опубликованном в Интернете в журнале IEEE Journal of Translational Engineering in Health and Medicine (который должен возглавить декабрьский выпуск журнала), команда сообщила о пилотном исследовании, проведенном с участием трех человек с использованием клинического испытательного стенда Smart Lighting в больнице UNM. Используемые системы освещения, датчиков и управления были основаны на системе, впервые установленной на испытательном стенде Smart Conference Room в центре LESA в Нью-Йорке.

Преднамеренно изменяя определенные длины волн света, излучаемого специальными светодиодными осветительными приборами, исследователи смогли ускорить наступление сна участников в течение четырех дней и ночей, проведенных в больничной палате, которая также оснащена сложными датчиками, которые определяют состояние человека. движения.

«Проверка возможностей испытательного стенда стала кульминацией долгосрочных усилий по разработке программного и аппаратного обеспечения, - говорит Мико Оиши, доктор философии, доцент кафедры электротехники и вычислительной техники UNM.

«Демонстрация этих возможностей в реальной клинической среде в течение четырех ночей имеет большое значение и закладывает основу для сложных персонализированных технологий в будущем».

Оиси сотрудничал с Ли К. Брауном, доктором медицины, профессором отделения легочных заболеваний, реанимации и медицины сна UNM и директором Центра расстройств сна UNM, создав испытательный стенд в UNMH.

Чтобы протестировать технологию, Браун и Оиши сотрудничали с коллегами-исследователями из LESA, Центра дипломированных инженерных исследований Национального научного фонда, расположенного в Ренсселере в Трое, штат Нью-Йорк. Среди других членов LESA - Бостонский университет и университет Томаса Джефферсона в Филадельфии, а также партнеры из частного сектора.

Ученые знают, что определенные длины волн синего света могут изменять циркадные ритмы человека - 24-часовые «биологические часы», которые управляют нашим циклом сна / бодрствования, метаболизмом и многими другими физиологическими процессами. В этом пилотном исследовании пациенты подвергались воздействию света определенной длины и интенсивности, чтобы облегчить отсроченную фазу сна-бодрствования (полуночники) или продвинутую фазу сна-бодрствования (часто проблема для пожилых людей или людей с деменцией).

Правильно контролируемое освещение также может облегчить депрессию, а также улучшить продуктивность, когнитивные функции и внимательность. Точность времени и интенсивности светового воздействия является ключевым моментом, но до сих пор было немного клинических исследовательских центров, которые могли бы изучить эффекты расширенных режимов освещения, продолжающихся от нескольких дней до недель.

Достижения в области светодиодных технологий позволили разработать системы освещения, которые точно контролируют диапазон цветов, используемых для создания белого света. В клиническом испытательном стенде Smart Lighting используются технологии освещения и датчиков LESA, которые обеспечивают индивидуальные профили освещения и непрерывное отслеживание перемещений пациента (при сохранении абсолютной конфиденциальности) в стационарной больничной палате.

Поскольку испытательный стенд находится в больнице UNM, медперсонал и питание доступны, что позволяет проводить круглосуточные многодневные исследования. На испытательном стенде используется регулируемое по цвету освещение от компании Telelumen, члена индустрии LESA, которое выглядит как стандартные потолочные светильники для больничных палат. Комнатные датчики могут отслеживать движение и интенсивность отраженного света без использования камер, поэтому видеоизображения не записываются.

В пилотном исследовании специалисты по циркадным ритмам из Университета Томаса Джефферсона разработали специальные программы освещения, рассчитанные на изменение циркадной фазы испытуемых на четырехдневный период. Исследователи собрали слюну участников, чтобы измерить уровень мелатонина, маркер циркадной фазы человека.

Испытуемые также носили актиграфы, устройства, похожие на наручные часы, которые записывали движения их тела и могли быть проанализированы как способ оценки циркадной фазы. Например, датчик актиграфии может определить, что объект, вероятно, задремал в течение дня, и система будет регулировать спектр и интенсивность освещения, чтобы способствовать бодрствованию.

Исследователи LESA изучают возможность использования носимых биометрических устройств для изучения взаимосвязи между освещением и циркадными ритмами пациента. Вместе с другими датчиками испытательного стенда эти инструменты могут привести к индивидуальному световому лечению различных заболеваний без госпитализации.

«Мы надеемся, что результаты исследований с использованием клинического испытательного стенда Smart Lighting от UNM будут стимулировать создание дополнительных таких исследовательских центров, что приведет к получению« критической массы »данных, обеспечивающих убедительные доказательства того, что настраиваемое и ориентированное на человека спектральное освещение станет стандартной частью освещения. дизайн ", - говорит Браун.

«Тем временем мы делаем большие успехи в ускорении накопления знаний и ноу-хау, чтобы сделать обычное место реальностью».