論文の概要: Quantifying Itch and its Impact on Sleep Using Machine Learning and Radio Signals
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2501.04896v1
- Date: Thu, 09 Jan 2025 00:50:44 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-01-10 14:00:58.521515
- Title: Quantifying Itch and its Impact on Sleep Using Machine Learning and Radio Signals
- Title(参考訳): 機械学習と無線信号を用いたイッチの定量化とその睡眠への影響
- Authors: Michail Ouroutzoglou, Mingmin Zhao, Joshua Hellerstein, Hariharan Rahul, Asima Badic, Brian S. Kim, Dina Katabi,
- Abstract要約: 臨床医療における大きな課題は、かゆみの定量化のための客観的な尺度が欠如していることである。
人工知能(AI)と組み合わせた無線装置は、スクラッチを同時に捕捉し、睡眠品質への影響を評価することができる。
このデバイスは、ウェアラブルセンサーや皮膚の接触を不要にし、家庭で長期にわたって慢性的なかゆみのモニタリングを可能にする。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 20.166369923799927
- License:
- Abstract: Chronic itch affects 13% of the US population, is highly debilitating, and underlies many medical conditions. A major challenge in clinical care and new therapeutics development is the lack of an objective measure for quantifying itch, leading to reliance on subjective measures like patients' self-assessment of itch severity. In this paper, we show that a home radio device paired with artificial intelligence (AI) can concurrently capture scratching and evaluate its impact on sleep quality by analyzing radio signals bouncing in the environment. The device eliminates the need for wearable sensors or skin contact, enabling monitoring of chronic itch over extended periods at home without burdening patients or interfering with their skin condition. To validate the technology, we conducted an observational clinical study of chronic pruritus patients, monitored at home for one month using both the radio device and an infrared camera. Comparing the output of the device to ground truth data from the camera demonstrates its feasibility and accuracy (ROC AUC = 0.997, sensitivity = 0.825, specificity = 0.997). The results reveal a significant correlation between scratching and low sleep quality, manifested as a reduction in sleep efficiency (R = 0.6, p < 0.001) and an increase in sleep latency (R = 0.68, p < 0.001). Our study underscores the potential of passive, long-term, at-home monitoring of chronic scratching and its sleep implications, offering a valuable tool for both clinical care of chronic itch patients and pharmaceutical clinical trials.
- Abstract(参考訳): 慢性的なかゆみは米国の人口の13%に影響し、非常に不安定であり、多くの医療条件の下にある。
臨床医療と新しい治療開発における大きな課題は、かゆみを定量化する客観的な尺度が欠如していることであり、患者によるかゆみの自己評価のような主観的な尺度に依存している。
本稿では,人工知能(AI)と組み合わせたホーム無線装置が,環境中を跳ね返る電波信号を解析することにより,スクラッチを同時に捕捉し,睡眠の質に与える影響を評価できることを示す。
このデバイスは、ウェアラブルセンサーや皮膚接触の必要性を排除し、患者を負担したり、皮膚の状態に干渉したりすることなく、在宅での慢性的なかゆみの監視を可能にする。
本技術の有効性を検証するため,慢性紫斑病患者を対象に,ラジオ装置と赤外線カメラを併用した1カ月間在宅観察を行った。
装置の出力とカメラの真理データを比較すると、その実現可能性と精度が示される(ROC AUC = 0.997, 感度 = 0.825, 特異性 = 0.997)。
その結果, 睡眠効率の低下 (R = 0.6, p < 0.001) と睡眠遅延の増大 (R = 0.68, p < 0.001) がみられた。
本研究は,慢性期ひっかき傷の受動的,長期的,家庭内モニタリングの可能性と,その睡眠への影響を明らかにし,慢性期かゆみ患者の臨床治療と医薬治験の両方に有用なツールを提供する。
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