Создано портативное устройство для обнаружения апноэ во время сна

Сон имеет решающее значение для нашего отдыха, как физического, так и умственного. Он восстанавливает организм. Но правильный сон может быть нарушен несколькими расстройствами, одним из которых является обструктивное апноэ во сне – наиболее распространенное. От него страдает миллиард человек во всем мире.  Это расстройство, при котором во время сна нарушается нормальное дыхание, что может негативно повлиять на психическое и физическое здоровье человека, сообщает medicalxpress.

«До 80% людей с умеренным или тяжелым апноэ могут остаться недиагностированными, что может оказать существенное влияние на здоровье», – говорит Габриэле Папини, научный сотрудник лаборатории биомедицинской диагностики на кафедре электротехники.

В рамках исследовательского сотрудничества Эйндховенского центра инноваций MedTech (e/MTIC) с участием TU/e ​​и Центра эпилепсии и сна Кемпенхэге, Габриэле Папини разработал способ мониторинга апноэ во сне с помощью компактного устройства для ношения на запястье, которое можно удобно носить с собой и использовать для длительного домашнего мониторинга. 

Апноэ блокирует нормальное дыхание или вызывает резкую остановку дыхания во сне. «Если не лечить, его последствия включают сонливость в дневное время, усталость и сердечно-сосудистые заболевания», – отмечает Папини. – Таким образом, своевременная диагностика имеет важное значение».

Переход на носимые устройства

В клинических тестах золотыми стандартами диагностики апноэ являются полисомнография и полиграфические тесты на апноэ во сне, но оба требуют, чтобы человек ночью носил датчики  для мониторинга таких функций, как активность мозга, частота сердечных сокращений и мышечная активность.

«Сигналы от разных датчиков объединяются, и количество необычных респираторных событий за час сна подсчитывается в объединенном сигнале», – говорит Папини.

Однако эти инструменты не подходят для скрининга и мониторинга в течение нескольких ночей, поскольку датчики могут быть неудобными для ношения, могут влиять на сон и человек не может использовать их дома. 

«Мы хотели разработать компактную систему, которой не нужно было бы управлять сомнологу, и которую любой мог бы легко использовать самостоятельно», – говорит Папини. Разработка вдохновлена популярными носимыми устройствами, такими как умные часы и фитнес-трекеры.

Получение зеленого света

Папини и его коллеги разработали метод с использованием носимого на запястье устройства, предусматривающего подсветку кожи зеленым светом светодиодов. Часть света отражается кровью в организме, а затем обнаруживается датчиком света.

«Этот сигнал содержит импульсы сердцебиения. Их можно проверить на наличие изменений, которые могут быть связаны с апноэ, – говорит Папини. – Тот же сигнал также содержит информацию о дыхательной системе, и ее также можно использовать для диагностики апноэ».

Экспериментальное испытание

Сигналы довольно сложны для анализа, поэтому Папини обратился к методу глубокого обучения. Это совокупность методов машинного обучения основанных на обучении представлениям, а не отдельным алгоритмам под конкретные задачи.

«Мы использовали модели глубокого обучения для идентификации респираторных событий, а затем использовали их для расчета индекса апноэ-гипопноэ (ИАГ) для пациента», – отмечает Папини. Гипопноэ – это частичная остановка дыхания во сне, когда в легкие поступает недостаточно кислорода. 

Для исследования 500 человек носили устройство во время сна. Модель сначала была обучена с использованием записей 250 пациентов с нарушениями сна и без них. Затем ее применили для проверки наличия апноэ по сигналам еще 250 пациентов. И результаты были весьма многообещающими.

«Значения ИАГ, рассчитанные с помощью нашего наручного устройства, хорошо согласовывались со значениями ИАГ, рассчитанными с использованием подходов золотого стандарта. Таким образом, человек может использовать это устройство для скрининга и мониторинга апноэ дома», – говорит исследователь. 

Будущий сон

Многообещающие результаты заставляют Себастьяна Оверима, сомнолога в Кемпенхэге и главного научного руководителя Папини, с оптимизмом смотреть в будущее: «Мы надеемся, что это исследование приведет к новым методам, которые, в дополнение к лучшей диагностике, также смогут проверить эффективность лечения пациентов с нарушениями сна. И, что немаловажно, устройство можно будет использовать дома и в течение длительного периода времени».

Папини также отметил важный аспект нового прибора. «К сожалению, он не так точен, как подходы золотого стандарта, особенно те, которые измеряют мозговые волны, и никогда не заменит эти методы полностью. Но клиницисты могут попросить пациентов использовать устройство, когда они хотят контролировать апноэ в течение длительного времени».

10 продуктов богатых железом, и при чем здесь красное вино?

В группе риска железодефицитной анемии – дети, женщины и вегетарианцы. Какие 15 продуктов восполнят потребность в железе, и почему красное вино ухудшает усвоение микроэлемента? Объясняет Daily Mail.

Институт пищевых продуктов, питания и здоровья при Университете Рединга, Великобритания, провел открытый брифинг для СМИ, в котором предупредил об опасности отказа от красного мяса и мясопродуктов, являющихся основным источником микроэлемента. 

По словам профессора Яна Гивенса, почти половина британок от 11 до 18 лет потребляют критически мало железа. Мужчинам требуется всего 8,7 мг этого микроэлемента, но и они часто страдают от железодефицита. Суточная потребность молодого женского организма почти в два раза больше –  14,8 мг – так как железо активно теряется во время месячных, пишет Daily Mail. 

По мнению ученых, дефицит железа стал массовым в Соединенном Королевстве в 2008-2019 года, когда вошло в моду веганство и другие варианты ограничительных диет. Он проявляется в нарушении концентрации внимания, памяти и сна, сбивчивом сердцебиении, головных и мышечных болях, чувстве усталости, выпадении волос, побледнении кожи.

К сожалению, восполнить потребность в железе при помощи красного вина не удастся. Несмотря на то, что напиток содержит довольно много микроэлемента (порядка 15% дневной потребности в большом бокале), усваивается он плохо. Виной тому – полифенолы, те самые антиоксиданты, которые полезны для сердца. 

Для обогащения рациона железом лучше обратить внимание на такие продукты:

1. Морская капуста – 16 мг железа. Всего 100 граммов – и вы покрыли 116% дневной потребности, даже слегка перевыполнив план. 
2. Свиная печень – 14 мг/100 г. Печенка – лучший источник высококачественного животного железа. Порция 120 г свиной печени покрывает дневную потребность в железе и цинке полностью, а потребность в селене – на 2/3. Богаты железом также говяжьи почки – 6 мг/100 г. 
3. Бобовые – до 11,8 мг на 100 г сухого продукта. Рекордсмен по содержанию железа – чечевица, далее следует соя (9,7 мг) горох (7 мг), маш (6.7 мг), нут (6,2), фасоль (5,9 мг). 
4. Зерновые. Максимум железа – в пшеничных отрубях, 14 мг/100 г. Достаточно много минерала содержит гречка-ядрица (6,7 мг), цельная овсянка (3,9 мг), кукурузная крупа (2,7 мг). 
5. Приверженцев средиземноморской диеты порадуют изобилующие железом устрицы – 6,2 мг или 44% дневной потребности в ста граммах продукта, а также мидии – 23% или 3,2 мг. 
6. Как ни удивительно, самое богатое железом мясо – не говядина (2,7 мг) или баранина (2 мг), а диетическая крольчатина – целых 3,3 мг/100 г. 
7. Из привычных всем продуктов поставщиком железа являются куриные яйца, особенно желтки – 6,7 мг/100 г. 
8. Прекрасный источник микроэлемента – орехи. Железом богаты все орехи и семена, но больше всего содержат кедровые орешки (5,5 мг), подсолнечные семечки (6,1 мг), арахис (5 мг) а также фундук, миндаль и кешью – примерно по 4 мг. 
9. Зелень и листовые овощи также внесут свою лепту в борьбу с железодефицитом. Особенно ценен базилик (3,2 мг/100 г), майоран, шпинат, щавель, листья одуванчика, капуста кале. 
10. А на десерт – свежий инжир (3,2 мг), айва (3 мг), сушеные яблоки (целых 6 мг), урюк и чернослив – по 3 мг.

Кое-что о питании: камни в почках и кальций

У пациентов с диагнозом остеопения (костная масса ниже нормы) и при этом с камнями в почках есть необходимость в приеме добавки цитрата кальция вместе с MK7 (форма витамина К), но многих останавливает то, что цитрат может увеличить образование камней, сообщает medicalxpress.

Как поясняет издание, двумя наиболее популярными видами добавок кальция являются карбонат кальция и цитрат кальция. Поглощение цитрата кальция в организме не так сильно зависит от выделения желудочной кислоты (которое происходит после еды), как карбоната кальция. Это означает, что мы можем  принимать добавки цитрата кальция во время еды или независимо от нее.

Помимо того, что он хорошо усваивается, есть убедительные доказательства того, что добавки цитрата кальция могут предотвратить потерю костной массы у пожилых женщин. Фактически, цитрат является основным компонентом здоровой кости.

Связи между цитратом кальция и камнями в почках посвящена обзорная статья 2019 года профессора эндокринологии Андреа Палермо из Университета Био-Медико, Италия, и ее коллег в обзорах эндокринных и метаболических нарушений. Эксперты приводят доказательства того, что добавки с цитратом кальция имеют меньший риск образования камней в почках, чем добавки с карбонатом кальция.

«И хотя у нас все еще нет ответов на все вопросы, интересно, что использование цитратных солей является широко используемым методом лечения камней в почках. Нам также необходимо помнить о других стратегиях, позволяющих снизить риск возникновения этого болезненного состояния: пить много жидкости, сократить потребление соли и избегать больших порций мяса.

Наконец, не забывайте, что самый безопасный и эффективный способ получить достаточное количество кальция – это наша пища. Хотя добавки являются хорошим способом получить то, что не содержится в нашем рационе, они могут иметь побочные эффекты», – сообщает medicalxpress.

Несколько полезных фактов о добавках кальция

Также издание рекомендует женщинам старше 50 лет принимать 1200 миллиграммов кальция в день вместе с пищей и добавками: «Начните проверять содержание кальция в ваших любимых продуктах на этикетке с информацией о пищевой ценности, чтобы понять, нужно ли вам принимать еще и добавки.

Если вы принимаете добавки, ваше тело может поглощать не более 500 миллиграммов за один раз. Это означает, что вам может потребоваться принимать более одной дозы в день».

Группа крови не важна: ученые хотят создать универсальные органы для трансплантации

Ученые научились преобразовывать группу крови в донорских органах. Это важный шаг к созданию универсальных органов типа «О», которые сделают распределение органов более справедливым и снизят смертность пациентов из списка ожидания, пишет Science Daily.

Нынешняя система трансплантации органов предполагает длительное время ожидания для пациентов, которые нуждаются в трансплантации. Медикам необходимо не только дождаться появления свободного донорского органа, но также убедиться в соответствии групп крови донора и пациента – это необходимое условие, чтобы организм не начал отторгать новый орган.

В чем заключается конфликт группы крови?

Наличие универсальных органов означает, что можно было бы устранить гемато-совместимый барьер – расставлять приоритеты в зависимости от неотложности помощи пациентам, тем самым спасать больше жизней и терять меньше органов.

Группа крови определяется наличием антигенов на поверхности эритроцитов: кровь группы А содержит антиген А, группа В имеет антиген В, кровь группы АВ содержит оба антигена, а кровь группы О не имеет ни одного. Антигены могут вызывать иммунный ответ, если они являются чужеродными для нашего организма. Вот почему для переливания крови мы можем использовать кровь только от доноров с той же группой или универсальной группой О.

Точно так же антигены А и В присутствуют на поверхности кровеносных сосудов в организме, включая сосуды твердых органов. Если кто-то с типом O (что означает, что у него есть антитела анти-A и анти-B в кровотоке) получил орган, например, от донора типа A, этот орган, по всей вероятности, будет отторгнут, объясняет Science Daily. Следовательно, донорские органы подбираются к потенциальным реципиентам в списке ожидания в том числе на основе группы крови.

Пациенты с типом О ждут трансплантацию легкого в среднем в два раза дольше, чем пациенты с типом А. Таким образом, пациенты с типом О имеют на 20% более высокий риск смерти в процессе ожидания подходящего органа. Это несоответствие также существует для других органов. Пациенты с типом O или B находятся в списке ожидания на пересадку почки в среднем 4-5 лет по сравнению с 2-3 годами для типов А, В или АВ.

Если удастся преобразовать все органы в универсальный тип O, можно полностью устранить этот конфликт.

Что продемонстрировал новый эксперимент?

Эксперимент, проведенный в Исследовательской лаборатории торакальной хирургии Латнера, позволил протестировать разработанную в Торонто платформу лечения Ex Vivo Lung Perfusion (EVLP). Система EVLP прокачивает питательные жидкости через органы, нагревая их до температуры тела в процессе подготовки к трансплантации.

Непригодные для трансплантации человеческие легкие от доноров типа А поместили в контур EVLP. Одно легкое обрабатывали группой ферментов для очистки поверхности от антигенов, другое легкое от того же донора осталось необработанным.

Затем команда проверила каждое из легких, добавив в контур кровь группы О с высокими концентрациями анти-А-антител. Это позволило имитировать трансплантацию в условиях несовместимости с реципиентом ABO. Результаты показали, что обработанные легкие хорошо переносились, в то время как необработанные легкие демонстрировали признаки отторжения.

Следующим шагом станет проведения клинических испытаний, которое должно получить одобрение в течение следующих 12-18 месяцев.

У привлекательных людей крепче иммунитет

Ученые обнаружили, что люди, чьи лица кажутся нам более привлекательными, лучше противостоят инфекциям, сообщает The Royal Society.

Ученых давно занимает вопрос, почему одни люди кажутся нам красивее других. Хотя найти однозначный ответ вряд ли получится – восприятие красоты зависит от возраста, пола, культуры и самой личности, – генетическая теория полового отбора предполагает, что мы интуитивно находимся в поиске партнеров, чьи черты указывают на «выигрышную» комбинацию генов, которую можно передать потомству.

На этот раз исследователи из Техасского христианского университета (США) подошли немного с другой стороны и решили проверить, может ли привлекательная внешность сигнализировать о крепком здоровье и иммунной функции.

Чтобы определить степень привлекательности, они показали фото 159 добровольцев аудитории из 492 человек, которые не были лично знакомы с испытуемыми. Ученые изучили взаимосвязь между привлекательностью добровольцев, уровнем их самооценки состояния здоровья, показателями воспаления in vivo, количеством и составом лейкоцитов in vitro, уточняет The Royal Society.

Оказалось, что иммунная система красавчиков в среднем готова обеспечить более надежный защитный ответ. Но так как уровень воспаления не коррелировал с особенностями внешности, ученые предположили, что речь идет о более успешном первичном угнетении, нежели о текущей болезни в острой фазе.

Мужская привлекательность оказалась связана с показателями активности Т-киллеров – клеток, которые призваны уничтожать бактериальные инфекции. Женская привлекательность указывала на повышенный уровень глюкозы, антител и некоторых других веществ в крови. 

В предыдущих исследованиях ученым удалось сделать не менее любопытные выводы. Например, исследования показывают, что привлекательность положительно связана с долголетием. Красивые женщины реже подхватывают простуду,  а мужчины – страдают от болезней сердечно-сосудистой системы.

Некоторые женщины должны обследоваться на рак груди с 30 лет

Женщины с генами, тесно связанными с раком молочной железы, должны проходить скрининг на это заболевание начиная с 30-летнего возраста, сообщает Daily Mail. 

Эксперты призывают изменить программы скрининга, утверждая, что женщины с тремя генетическими мутациями должны проходить скрининг на рак груди на два десятилетия раньше. Коалиция международных исследователей рака обнаружила, что регулярный и ранний скрининг может вдвое снизить смертность от рака молочной железы среди этих женщин.

Женщины с мутациями генов BRCA1/2 должны проходить ежегодное МРТ в возрасте тридцати лет. Мутации в генах ATM, CHEK2 и PALB2 столь же распространены, как и генетическая мутация BRCA1/2, которая есть у голливудской актрисы Анджелины Джоли. Она также наблюдается примерно у одной из 500 женщин.

В исследовании, опубликованном в журнале JAMA Oncology, были проанализированы подробные медицинские и генетические данные 32 000 пациенток с раком молочной железы и аналогичного количества без этого заболевания.

У женщин с мутациями в генах ATM, CHEK2 и PALB2 риск развития рака молочной железы в какой-то момент жизни был на 40% выше. Затем команда ученых спрогнозировала, что ежегодное МРТ-сканирование для женщин с мутациями ДНК в возрасте от 30 до 35 лет, а после маммография каждый год, начиная с 40 лет, сократит смертность вдвое.

В руководстве Национальной службы здравоохранения Великобритании говорится, что все женщины с генами BRCA1, BRCA2 или PALB2 должны проходить МРТ каждый год, начиная с тридцатилетнего возраста. Однако рекомендаций для генов АТМ или CHEK2 нет.

Текущие правила означают, что всем остальным женщинам предлагается маммография, когда им исполняется 50 лет. Сканирование предлагают проходить каждые три года, пока им не исполнится 70 лет. Однако в США рекомендуется начинать скрининг для женщин с ATM и CHEK2 в 40 лет.

Авторы исследования предлагают более ранний скрининг, чем текущие британские рекомендации. По их мнению, МРТ в возрасте 30-35 лет оказывается полезным для женщин с любыми из этих мутаций. Более двух миллионов женщин в Великобритании проходят ежегодный скрининг рака молочной железы, и благодаря этим проверкам ежегодно спасается 1300 жизней. Раннее выявление рака резко увеличивает шансы на выживание.

Бионические глаза помогут вернуть зрение слепым людям

Австралийские ученые заявили об успешном завершении испытаний новой системы бионических глаз на овцах и готовы приступать к клиническому тесту на людях, пишет BBC.

В Австралии есть стадо овец с необычайно острым зрением. Дело не в особенностях породы или суперполезном рационе. Три месяца назад исследователи из Сиднейского университета и Университета Нового Южного Уэльса имплантировали животным бионические глаза. Овцы участвовали в медицинских испытаниях, цель которых – помочь людям с некоторыми видами слепоты обрести зрение.

Ученые хотели убедиться, что рассматриваемое устройство Phoenix 99 не вызывает каких-либо неблагоприятных физических реакций. Эксперимент оказался удачным. Бионические глаза хорошо прижились и не создали животным никакого дискомфорта:

«Неожиданных реакций со стороны ткани вокруг устройства не было, и мы ожидаем, что оно может использоваться  в течение многих лет», – говорит Сэмюэл Эггенбергер, инженер-биомедик из Школы биомедицинской инженерии Сиднейского университета. 

В настоящее время исследователи подали заявку на начало испытаний на людях.

Phoenix 99 связан беспроводной связью с небольшой камерой, прикрепленной к паре очков. Сигнал камеры стимулирует сетчатку глаза пользователя. Сетчатка – это слой светочувствительных клеток в задней части глаза, которые преобразуют свет в электрические сообщения, посылаемые в мозг через зрительный нерв и преобразуемые в то, что мы видим. Устройство Phoenix 99 способно обходить неисправные клетки сетчатки и «задействовать» те, которые еще могут работать.

По данным Всемирной организации здравоохранения, по меньшей мере 2,2 миллиарда человек во всем мире страдают от той или иной формы нарушения зрения – от легкой степени до полной слепоты. ВОЗ заявляет, что финансовые последствия этого с точки зрения потери производительности составляют более 25 миллиардов долларов (19 миллиардов фунтов стерлингов) в год для мировой экономики, пишет BBC.

Использование бионических глазных систем для лечения слепоты – это отрасль, которая все еще находится в зачаточном состоянии, но, учитывая быстрое развитие технологий, в одном отчете ожидается, что к 2028 году этот сектор будет стоить 426 миллионов долларов.

Достижения в области технологий изменили определение офтальмологии. Инновации не только сделали диагностику проще и точнее, но и изменили уход за пациентами в лучшую сторону. Впрочем, Phoenix 99 – не является первой такой разработкой. Бионические глаза Argus II от американской фирмы Second Sight уже имплантированы более чем 350 людям по всему миру еще в 2011 году.

Second Sight сейчас продолжает работу над новым продуктом под названием Orion. Это мозговой имплантат, который призван лечить почти все формы глубокой слепоты. Проект все еще находится на ранней клинической стадии.

Другие системы бионического зрения представлены устройством Prima французской фирмы Pixium Vision и Bionic Eye System от другой австралийской команды, Bionic Vision Technologies.

Медики жалуются, что основной проблемой является высокая стоимость технологии, что делает ее «доступной для очень немногих людей». Например, Argus II стоит около 150 тыс. долларов. К тому же, поскольку технология все еще находится в зачаточном состоянии, показатели устройств далеко не идеальны. Бионические глаза в настоящее время позволяют воспринимать только свет, тени и общие силуэты форм.

Пациенты с проблемами зрения могут использовать и другие технические разработки, призванные повысить качество их жизни. Например, в Apple iPhone есть функция озвучивания. С ее помощью пользователь может получать аудиоописания того, что происходит на экране – от процента заряда батареи до того, кто звонит, и какое приложение сейчас запущено.

Приложение Microsoft Seeing AI использует камеру смартфона для идентификации людей и объектов, а затем воспроизводит их звуковое описание. Также оно может читать рукописные тексты, проверять штрих-коды и сообщать владельцу, что за предмет находится перед ним. 

В долгосрочной перспективе некоторые офтальмологические технологии могут быть интегрированы в государственный сектор. Голосовые устройства смогут предупреждать пассажиров с нарушениями зрения о расписании автобусов.