يجب ألا يكون هناك ضوء

مقاييس دراسة UNM فعالية العلاج بالضوء لإعادة تشكيل الإيقاعات اليومية

أظهر باحثون من جامعة نيو مكسيكو وزملاؤهم من مركز تطبيقات وأنظمة تمكين الإضاءة (LESA) ومقره في معهد Rensselaer Polytechnic تقنية جديدة لقياس فعالية العلاج بالضوء لمزامنة إيقاعات الساعة البيولوجية البشرية كعلاج محتمل للأرق واضطرابات المزاج. وغيرها من المشاكل الصحية.

في تقرير نُشر على الإنترنت في مجلة IEEE Journal of Translational Engineering in Health and Medicine (ومن المقرر أن يقود إصدار المجلة في ديسمبر) ، أبلغ الفريق عن دراسة تجريبية أجريت على ثلاثة أشخاص باستخدام Smart Lighting Clinical Testbed في مستشفى UNM. استندت أنظمة الإضاءة والاستشعار والتحكم المستخدمة إلى نظام تم تثبيته لأول مرة في غرفة الاختبار الذكية في غرفة الاجتماعات في مركز LESA في نيويورك.

من خلال التغيير المتعمد لأطوال موجية معينة من الضوء المنبعث من تركيبات إضاءة LED الخاصة ، تمكن الباحثون من المضي قدمًا في بداية نوم المشاركين على مدار أربعة أيام وليالٍ يقضونها في غرفة المستشفى ، والتي تم تجهيزها أيضًا بأجهزة استشعار متطورة تكشف عن أحد الركاب. حركات.

يقول ميكو أويشي ، دكتوراه ، أستاذ مشارك في قسم الهندسة الكهربائية وهندسة الحاسبات في جامعة نيو مكسيكو: "كان التحقق من صحة قدرات الاختبار تتويجًا لجهود تطوير البرمجيات والأجهزة على المدى الطويل".

"إن إظهار هذه القدرات في بيئة سريرية فعلية على مدار أربع ليالٍ أمر مهم ويضع الأساس لتكنولوجيا شخصية متطورة في المستقبل."

تعاونت Oishi مع Lee K. Brown ، MD ، أستاذ في قسم الرئة والعناية المركزة وطب النوم في UNM ، ومدير مركز اضطرابات النوم UNM ، في إنشاء سرير الاختبار في UNMH.

لاختبار التكنولوجيا ، تعاون براون وأويشي مع زملاء بحث من LESA ، وهو مركز أبحاث هندسي متخرج من مؤسسة العلوم الوطنية ومقره في Rensselaer في تروي ، نيويورك ، ومن بين أعضاء LESA الآخرين جامعة بوسطن وجامعة توماس جيفرسون في فيلادلفيا ، بالإضافة إلى شركاء الصناعة الخاصة.

يعرف العلماء أن أطوال موجية معينة من الضوء الأزرق يمكن أن تغير إيقاعات الساعة البيولوجية للإنسان - "ساعة الجسم" على مدار 24 ساعة التي تحرك دورة النوم / الاستيقاظ ، والتمثيل الغذائي والعديد من العمليات الفسيولوجية الأخرى. في هذه الدراسة التجريبية ، تعرض المرضى لأطوال موجية محددة وشدة الضوء للمساعدة في تأخر مرحلة النوم والاستيقاظ (بومة الليل) أو مرحلة النوم والاستيقاظ المتقدمة (غالبًا ما تكون مشكلة لكبار السن أو المصابين بالخرف).

يمكن أن تخفف الإضاءة التي يتم التحكم فيها بشكل صحيح من الاكتئاب ، فضلاً عن تحسين الإنتاجية والوظائف الإدراكية واليقظة. تعد الدقة في توقيت وشدة التعرض للضوء أمرًا أساسيًا ، ولكن حتى الآن لم يكن هناك سوى عدد قليل من منشآت الأبحاث السريرية التي يمكنها دراسة تأثيرات أنظمة الإضاءة الممتدة التي تستمر من أيام إلى أسابيع.

أتاحت التطورات في تقنية LED تصميم أنظمة الإضاءة التي تتحكم بدقة في نطاق الألوان المستخدمة في صنع الضوء الأبيض. يستخدم سرير الاختبار السريري للإضاءة الذكية تقنيات LESA للإضاءة وأجهزة الاستشعار ، والتي توفر ملفات تعريف إضاءة مخصصة وتتبعًا مستمرًا لتحركات المريض (مع الحفاظ على الخصوصية المطلقة) في غرفة المستشفى الداخلي.

نظرًا لوجود سرير الاختبار في مستشفى UNM ، فإن التمريض والتغذية متاحان بسهولة ، مما يجعل من الممكن إجراء دراسات على مدار الساعة ومتعددة الأيام. يستخدم Testbed الإضاءة القابلة للضبط اللوني من Telelumen العضو في صناعة LESA والتي تبدو مثل تركيبات سقف غرفة المستشفى القياسية. يمكن لمستشعرات الغرفة تتبع الحركة وكثافة الضوء المنعكس دون استخدام الكاميرات ، لذلك لا يتم تسجيل صور فيديو.

في الدراسة التجريبية ، صمم خبراء الإيقاع اليومي في جامعة توماس جيفرسون برامج إضاءة متخصصة محسوبة لتغيير المرحلة اليومية لموضوعات الاختبار على مدى أربعة أيام. جمع الباحثون لعاب المشاركين لقياس مستويات الميلاتونين ، وهي علامة على المرحلة اليومية للشخص.

كما ارتدى الأشخاص الخاضعون للاختبار رسومًا ضوئية ، وهي أجهزة تشبه ساعة اليد تسجل حركات أجسادهم ويمكن تحليلها كطريقة لتقدير المرحلة اليومية. على سبيل المثال ، قد يحدد مستشعر الرسم الخطي أن الموضوع قد غُفِر على الأرجح خلال النهار ، وسيقوم النظام بضبط طيف الإضاءة وشدتها لتعزيز اليقظة.

يستكشف باحثو LESA استخدام أجهزة القياسات الحيوية القابلة للارتداء لدراسة العلاقات بين الإضاءة وإيقاعات الساعة البيولوجية للمريض. جنبًا إلى جنب مع مستشعرات Testbed الأخرى ، يمكن أن تؤدي هذه الأدوات إلى علاج إضاءة مخصص لمختلف الاضطرابات دون الحاجة إلى دخول المستشفى.

"نأمل أن تحفز نتائج الدراسات التي تستخدم الاختبار السريري للإضاءة الذكية في UNM على إنشاء مرافق بحثية إضافية ، مما يؤدي إلى" كتلة حرجة "من البيانات التي تقدم دليلًا قاطعًا على أن الإضاءة الطيفية القابلة للضبط والتي تتمحور حول الإنسان ستصبح جزءًا قياسيًا من الإضاءة التصميم ، "يقول براون.

"في غضون ذلك ، نحن نخطو خطوات كبيرة في تسريع تراكم المعرفة والمعرفة لجعل الأمور المألوفة حقيقة واقعة."