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要有光

UNM 研究衡量光疗重塑昼夜节律的有效性

新墨西哥大学的研究人员及其位于伦斯勒理工学院的照明启用系统与应用 (LESA) 中心的同事展示了一种新技术,用于衡量光疗法的有效性,以同步人类昼夜节律作为失眠、情绪障碍的潜在治疗方法和其他健康问题。

在网上发表的一份报告中 IEEE 健康与医学转化工程杂志 (并准备领导该杂志 XNUMX 月刊),该团队报道了一项试点研究,该研究使用 UNM 医院的智能照明临床试验台对三人进行。 所使用的照明、传感和控制系统基于首次安装在纽约 LESA 中心智能会议室测试台上的系统。

通过故意改变特殊 LED 照明设备发出的特定波长的光,研究人员能够在四天四夜的病房中促进参与者的睡眠开始,病房还配备了精密的传感器,可以检测住户的睡眠状况。运动。

“测试台功能的验证是长期软件和硬件开发工作的结晶,”UNM 电气和计算机工程系副教授 Meeko Oishi 博士说。

“在四个晚上的实际临床环境中展示这些能力意义重大,并为未来复杂的个性化技术奠定了基础。”

Oishi 与医学博士、UNM 肺病、重症监护和睡眠医学部教授兼 UNM 睡眠障碍中心主任 Lee K. Brown 合作,在 UNMH 创建了测试平台。

为了测试这项技术,Brown 和 Oishi 与 LESA 的研究同事合作,LESA 是位于纽约州特洛伊伦斯勒的国家科学基金会研究生工程研究中心。 其他 LESA 成员包括波士顿大学和费城的托马斯杰斐逊大学,以及私营行业合作伙伴。

科学家们知道,某些波长的蓝光可以改变人类的昼夜节律——24 小时的“生物钟”,它驱动着我们的睡眠/觉醒周期、新陈代谢和许多其他生理过程。 在这项初步研究中,患者暴露在特定波长和强度的光下,以帮助延迟睡眠 - 觉醒阶段(夜猫子)或高级睡眠 - 觉醒阶段(通常是老年人或痴呆症患者的问题)。

适当控制的照明还可以缓解抑郁症,并提高生产力、认知功能和警觉性。 光照时间和强度的精确度是关键,但到目前为止,很少有临床研究设施可以研究持续数天到数周的延长光照方案的影响。

LED 技术的进步使照明系统的设计能够精确控制用于制造白光的颜色范围。 智能照明临床试验台使用 LESA 的照明和传感器技术,可在住院病房中提供定制的照明配置文件和连续跟踪患者运动(同时保持绝对隐私)。

由于测试床位于 UNM 医院,因此护理和营养很容易获得,因此可以进行全天候、多天的研究。 测试台使用来自 LESA 行业成员 Telelumen 的颜色可调照明,看起来像标准的医院房间天花板固定装置。 房间传感器可以在不使用摄像头的情况下跟踪运动和反射光强度,因此不会记录视频图像。

在试点研究中,托马斯杰斐逊大学昼夜节律专家设计了专门的照明程序,旨在在四天的时间内改变测试对象的昼夜节律阶段。 研究人员收集参与者的唾液来测量褪黑激素水平,这是一个人昼夜节律的标志物。

测试对象还佩戴活动记录仪、类似手表的设备,可以记录他们的身体运动,并可以作为估计昼夜节律阶段的一种方式进行分析。 例如,活动记录传感器可能会确定对象可能在白天打瞌睡,系统将调整照明光谱和强度以促进清醒。

LESA 研究人员正在探索使用可穿戴生物识别设备来研究照明与患者昼夜节律之间的关系。 与其他 Testbed 传感器一起,这些工具可以在无需住院的情况下针对各种疾病进行个性化的照明治疗。

“我们希望使用 UNM 智能照明临床试验台的研究结果将刺激建立额外的此类研究设施,从而产生‘临界质量’的数据,提供确凿的证据,证明可调和以人为中心的光谱照明将成为照明的标准部分设计,”布朗说。

“与此同时,我们在加速知识和技能的积累方面取得了长足的进步,使平凡成为现实。”

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