Στην Oura, δεσμευόμαστε να ανεβάζουμε συνεχώς τον πήχη της ακρίβειας. Σήμερα, ξεκινάμε τη σταδιακή εφαρμογή του νέου αλγόριθμου καταγραφής σταδίων ύπνου στα μέλη μας. Αυτός ο αλγόριθμος είναι ένας από τους πιο ακριβείς αλγόριθμους καταγραφής σταδίων ύπνου που διατίθενται σε φορετές συσκευές για καταναλωτέςεπιτυγχάνοντας 79% συμφωνία με μια εργαστηριακή εξέταση πολυϋπνογραφίας (PSG), το χρυσό πρότυπο των εξετάσεων ύπνου, για την ταξινόμηση του ύπνου σε 4 στάδια (ξύπνημα, ελαφρύς ύπνος, βαθύς ύπνος και ύπνος REM).
Χρειάστηκαν χρόνια έως ότου αποδώσει καρπούς η έρευνα και η εργασία πίσω από αυτόν τον αλγόριθμο, και χρησιμοποιήθηκαν προηγμένες τεχνικές μηχανικής μάθησης με βάση ένα από τα μεγαλύτερα σύνολα δεδομένων ύπνου που έχουν συλλεχθεί ποτέ.
| «Αυτός ο αλγόριθμος είναι ένας από τους πιο ακριβείς αλγόριθμους καταγραφής σταδίων ύπνου που διατίθενται σε φορετές συσκευές για καταναλωτές, επιτυγχάνοντας 79% συμφωνία με μια εργαστηριακή εξέταση πολυϋπνογραφίας (PSG).» |
«Ο νέος αλγόριθμος καταγραφής σταδίων ύπνου υπογραμμίζει τη δέσμευση της Oura για ακρίβεια και επιστημονική τεκμηρίωση ως βασικούς πυλώνες του προϊόντος μας, καθώς και την αδιάκοπη προσπάθειά μας να ενδυναμώνουμε τα μέλη στο ταξίδι τους με προορισμό την υγεία, παρέχοντάς τους σε αναλυτικές, εξατομικευμένες πληροφορίες για την υγεία τους», αναφέρει ο Shyamal Patel, PhD, επικεφαλής του επιστημονικού τμήματος της Oura.
Για να μάθουμε περισσότερα σχετικά με αυτό το εγχείρημα, απευθυνθήκαμε στα μέλη της επιστημονικής ομάδας της Oura: στον Raphael Vallat, PhD, επικεφαλής επιστημονικό ερευνητή δεδομένων μηχανικής μάθησης και πρώην ερευνητή ύπνου στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια, Μπέρκλεϊ, στον Gerald Pho, PhD, επικεφαλής επιστημονικό ερευνητή δεδομένων μηχανικής μάθησης και στον Xi Zhang, PhD, επικεφαλής του τμήματος Health Sensing.
Παρακάτω, αυτοί οι επιστήμονες μοιράζονται τι είναι αυτό που κάνει τον νέο αλγόριθμο καταγραφής σταδίων ύπνου να ξεχωρίζει, τι χρειάζεται να γνωρίζουν τα μέλη, καθώς και τις προκλήσεις και τις επιτυχίες που συνάντησαν στη διάρκεια της διαδικασίας.
ΔΙΑΒΑΣΤΕ ΠΕΡΙΣΣΟΤΕΡΑ: Πώς παρακολουθεί η Oura τον ύπνο μου;
Τι νέο υπάρχει;
Αν και ο νέος αλγόριθμος καταγραφής σταδίων ύπνου είναι πιο ακριβής από ποτέ, μπορείτε να είστε βέβαιοι ότι ο προηγούμενος αλγόριθμος καταγραφής σταδίων ύπνου ήταν ήδη ένας από τους καλύτερους στον χώρο των φορετών συσκευών και είχε επικυρωθεί από ανεξάρτητο φορέα ως προς την ακρίβειά του.
Ο νέος αλγόριθμος, ωστόσο, ανεβάζει τον πήχη. Τώρα, το Oura Ring επιτυγχάνει 79% συμφωνία σε σύγκριση με το χρυσό πρότυπο αναφοράς PSG όσον αφορά τις εργαστηριακές εξετάσεις. Αυτό αποτελεί ένα αξιοσημείωτο επίτευγμα, αν λάβεις κανείς υπόψη ότι ανεξάρτητες μελέτες έχουν διαπιστώσει πως η συμφωνία μεταξύ ανθρώπινων ειδικών που αξιολογούν μια μελέτη PSG με θέμα την καταγραφή σταδίων ύπνου με 4 κατηγορίες φτάνει περίπου το 88 % και η συμφωνία για την καταγραφή σταδίων ύπνου με 5 κατηγορίες είναι περίπου 83 %.
Επιπλέον, σε όλα τα στάδια ύπνου, ο νέος αλγόριθμος καταγραφής σταδίων ύπνου παρουσιάζει υψηλότερη ευαισθησία, ακρίβεια και αρτιότητα, που κυμαίνονται από 74 % έως 98 %. Ενώ άλλες μελέτες έχουν δείξει παρόμοια αποτελέσματα για την ανίχνευση ενός συγκεκριμένου σταδίου ύπνου, αυτή η βελτιωμένη απόδοση συνήθως επιτυγχάνεται εις βάρος των υπόλοιπων σταδίων (π.χ. η υψηλή απόδοση στην ανίχνευση του βαθύ ύπνου μπορεί να έχει ως αποτέλεσμα μειωμένη ικανότητα ανίχνευσης του ύπνου REM).
Αυτό σημαίνει ότι ο νέος αλγόριθμος καταγραφής σταδίων ύπνου της Oura μπορεί να ανιχνεύει με μεγαλύτερη ακρίβεια σε ποιο στάδιο ύπνου βρίσκεστε καθ’ όλη τη διάρκεια της νύχτας. Η αυξημένη ευαισθησία στα στάδια ύπνου όχι μόνο αυξάνει την ακρίβεια της βαθμολογίας ύπνου σας, αλλά και της βαθμολογίας ετοιμότητάς σας, προσφέροντάς σας μια καλύτερη εικόνα για το πόσο έτοιμο είναι το σώμα σας για την ημέρα συνολικά.
ΔΙΑΒΑΣΤΕ ΠΕΡΙΣΣΟΤΕΡΑ: Η βαθμολογία ύπνου σας στην Oura
Η διαφορά της Oura: Ποικιλομορφία στα δεδομένα
Καθώς κοιμάστε, το Oura Ring παρακολουθεί τα σήματα του σώματός σας, όπως τον καρδιακό ρυθμό, τις κινήσεις και τις τάσεις της θερμοκρασίας σώματος, ώστε να προσδιορίσει πότε έχετε αποκοιμηθεί και σε ποιο στάδιο ύπνου βρίσκεστε. Αυτό είναι δυνατό επειδή κάθε στάδιο ύπνου (ξύπνημα, ελαφρύς ύπνος, ύπνος REM, και βαθύς ύπνος) χαρακτηρίζεται από διακριτά βιοσήματα.
Για να αναπτύξουμε τον νέο αλγόριθμο καταγραφής σταδίων ύπνου, «συλλέξαμε ένα από τα μεγαλύτερα σύνολα δεδομένων από φορετές συσκευές ύπνου, ώστε να εκπαιδεύσουμε έναν αλγόριθμο να ανιχνεύει με μεγαλύτερη ακρίβεια αυτά τα βιοσήματα και το αντίστοιχο στάδιο ύπνου, σε έναν πιο ποικιλόμορφο πληθυσμό», μας εξηγεί ο Vallat. «Η βελτίωση της ακρίβειας παρέχει τελικά στα μέλη της Oura καλύτερη πληροφόρηση σχετικά με τα πρότυπα ύπνου τους και τη συνολική τους υγεία.»
Η διαδικασία ανάπτυξης περιελάμβανε πάνω από δύο χρόνια εκτεταμένης έρευνας. «Δημιουργήσαμε ενεργά αυτό το σύνολο δεδομένων, το οποίο περιλαμβάνει περισσότερες από 1.200 νύχτες ύπνου, αξιοποιώντας δεδομένα από PSG και το Oura Ring συλλεχθέντα σε εργαστήρια ύπνου σε όλο τον κόσμο», αναφέρει ο Vallat.
Τα αποτελέσματα της έρευνάς τους δημοσιεύτηκαν στο επιστημονικό περιοδικό Sensors, το οποίο υπόκειται σε αξιολόγηση από ομότιμους. Το έγγραφο παρέχει μια αναλυτική εικόνα του τρόπου λειτουργίας του αλγορίθμου και είναι διαθέσιμο στο κοινό, ώστε όποιος επιθυμεί να κατανοήσει τις τεχνικές λεπτομέρειες σχετικά με τον τρόπο λειτουργίας του αλγορίθμου ύπνου μας να μπορεί να το κάνει, γεγονός που αποδεικνύει τη δέσμευση της Oura για διαφάνεια.
«Σε αντίθεση με προηγούμενα σύνολα δεδομένων, αυτό που συλλέγαμε προερχόταν από έναν ποικιλόμορφο πληθυσμό με ποικίλα μοτίβα ύπνου και υπόβαθρα· για παράδειγμα, άτομα με διαφορετικό χρώμα δέρματος, διαφορετική κατάσταση υγείας, διαφορετικές ηλικίες και διαταραχές ύπνου.»
Η ύπαρξη ενός ετερογενούς συνόλου δεδομένων εξασφαλίζει ότι ο αλγόριθμος έχει εκπαιδευτεί σε ένα ευρύ φάσμα ατόμων και, ως εκ τούτου, θα λειτουργεί καλά σε αυτό το φάσμα. Στην Oura, μία από τις αξίες μας είναι να δίνουμε προτεραιότητα στον άνθρωπο, επομένως δεσμευόμαστε να διασφαλίσουμε ότι ο αλγόριθμός μας αποδίδει εξίσου καλά για όλους.
«Από τη δημοσίευση της μελέτης το 2021, συνεχίζουμε να επεκτείνουμε τις βάσεις δεδομένων εκπαίδευσης και δοκιμών μας», αναφέρει ο Vallat. «Με περισσότερα από τα διπλάσια δεδομένα, έχουμε αυξήσει την ποικιλομορφία των ασθενών ώστε να διασφαλίσουμε υψηλό επίπεδο ακρίβειας σε όλα τα είδη πληθυσμού.»
Συνήθως, οι αλγόριθμοι καταγραφής σταδίων ύπνου αναπτύσσονται με περιορισμένο αριθμό δεδομένων (<100 νύχτες ύπνου) και προέρχονται από ομοιογενή πληθυσμό, όπως υγιείς νέοι φοιτητές πανεπιστημίου. Αυτό σημαίνει ότι όταν ο αλγόριθμος χρησιμοποιείται από ένα ευρύτερο και πιο ποικιλόμορφο πληθυσμό, η ακρίβειά του αναπόφευκτα μειώνεται.
| «Με περισσότερα από τα διπλάσια δεδομένα, αυξήσαμε την ποικιλομορφία των ασθενών ώστε να διασφαλίσουμε υψηλή ακρίβεια σε όλα τα είδη πληθυσμού.» |
ΣΧΕΤΙΚΑ: Τι είναι η πολυϋπνογραφική μελέτη ύπνου (PSG);
Σχετικά με το χρονοδιάγραμμα ανάπτυξης
Η πορεία από την έρευνα και ανάπτυξη έως την εμπορευματοποίηση των επιστημονικών αλγορίθμων απαιτεί χρόνο και παρουσιάζει μοναδικές προκλήσεις.
«Η επιστήμη απαιτεί χρόνο», αναφέρει ο Pho. «Συνήθως απαιτούνται χρόνια για την ολοκλήρωση των κατάλληλων δοκιμών και της επικύρωσης, και ο νέος μας αλγόριθμος δεν αποτελεί εξαίρεση σε αυτό.» Στόχος μας ήταν να διασφαλίσουμε ότι η ερευνητική έκδοση του αλγορίθμου αντιστοιχεί στην τελική έκδοσή του στο προϊόν, γεγονός που σημαίνει ότι πρέπει να διασφαλίσουμε ότι θα λειτουργεί όπως αναμένεται στη σημαντικά μεγαλύτερη και πιο ποικιλόμορφη βάση μελών μας.
«Επιπλέον, ακόμη και όταν η επιστήμη είναι “έτοιμη”, αναπτύσσεται εκτός του δακτυλιδιού ως θεωρητικός αλγόριθμος και χρειάζεται να συγχρονιστεί με το υλικό και την εφαρμογή», εξηγεί ο Zhang. «Η μετατροπή του αλγορίθμου σε λογισμικό ήταν μια εκτενής διαδικασία που περιελάμβανε την αλλαγή του υλικολογισμικού (firmware) του δακτυλιδιού, την ανάπτυξη της εφαρμογής, την ανάπτυξη του Cloud και πολλών άλλων στοιχείων.»
«Επειδή ο νέος αλγόριθμος καταγραφής σταδίων ύπνου αποτελεί το θεμέλιο και έχει πολλές επιπτώσεις, όπως στη συνολική βαθμολογία ύπνου και στη βαθμολογία ετοιμότητας, χρειάστηκε να κάνουμε προσαρμογές ώστε να διασφαλίσουμε την ομαλή συνέχεια σε όλους τους τομείς», αναφέρει ο Pho. «Γι’ αυτό και κυκλοφορήσαμε μια beta έκδοση τον Νοέμβριο του 2022.» Θέλαμε να συλλέξουμε δεδομένα μελών από εκατομμύρια νύχτες, χρησιμοποιώντας σύγχρονους αλγόριθμους για μεγαλύτερη συνοχή.
Τελικά, σε διάστημα δύο ετών, οι ερευνητές της Oura και επιστήμονες από όλο τον κόσμο κατάφεραν να επεκτείνουν σημαντικά τη βάση των επιστημονικών μας γνώσεων. Η προσπάθεια αυτή συνεχίζεται, καθώς προσθέτουμε διαρκώς νέα στοιχεία στο σύνολο δεδομένων και ενημερώνουμε τον αλγόριθμο.
Ποιες αλλαγές ενδέχεται να παρατηρήσετε ως μέλη της Oura;
«Καθώς χρησιμοποιήσαμε δεδομένα από έναν πιο ποικιλόμορφο πληθυσμό, παρατηρήσαμε ορισμένες σημαντικές αλλαγές με βάση την ηλικία και τη μεταβλητότητα καρδιακού ρυθμού (HRV)», εξηγεί ο Vallat.
Οι αλλαγές που ενδέχεται να παρατηρήσετε ως μέλη της Oura στις μετρήσεις του ύπνου σας περιλαμβάνουν τα εξής:
- Οι περισσότεροι χρήστες θα παρατηρήσουν αύξηση στον ελαφρύ ύπνο. Ωστόσο μην ξεχνάτε το εξής: αν και ονομάζεται «ελαφρύς ύπνος», εξακολουθεί να προσφέρει οφέλη για τον εγκέφαλο και το σώμα σας. Μάθετε περισσότερα για τον ελαφρύ ύπνο.
- Εάν έχετε υψηλότερη μεταβλητότητα καρδιακού ρυθμού (HRV), ενδέχεται να παρατηρήσετε μείωση στον χρόνο ξυπνήματος και στον βαθύ ύπνο, καθώς και αύξηση στον ύπνο REM.
- Τα άτομα με χαμηλότερη μεταβλητότητα καρδιακού ρυθμού (HRV) ενδέχεται να παρατηρήσουν μείωση του ύπνου REM, καθώς και αύξηση του χρόνου ξυπνήματος.
ΣΧΕΤΙΚΑ: Ποια είναι η μέση τιμή της μεταβλητότητας καρδιακού ρυθμού;
Με προσμονή για το μέλλον
Είναι σημαντικό να αναγνωρίζετε ότι η επιστήμη του ύπνου εξελίσσεται με την πάροδο του χρόνου. Το ίδιο συμβαίνει και με την επιστήμη που βρίσκεται πίσω από την Oura. «Στόχος μας είναι να σας προσφέρουμε τις πιο ακριβείς μετρήσεις και πληροφορίες που είναι εφικτές με την επιστήμη και την τεχνολογία που διαθέτουμε σήμερα», αναφέρει ο Patel. «Καθώς η επιστήμη και η τεχνολογία εξελίσσονται, θα συνεχίσουμε να εξελισσόμαστε μαζί τους, προκειμένου να διευρύνουμε τα όρια του δυνατού με την Oura.»
«Είμαστε περήφανοι που είμαστε μια εταιρεία με επιστημονικό προσανατολισμό και θα συνεχίσουμε να επενδύουμε στην έρευνα και την ανάπτυξη, ώστε να προσφέρουμε στα μέλη της Oura τις πιο προηγμένες δυνατότητες ανίχνευσης δεδομένων υγείας», αναφέρει ο Patel.
Σχετικά με τους ειδικούς της Oura
Ο Shyamal Patel, PhD, είναι ο επικεφαλής του επιστημονικού τμήματος της Oura, ηγείται μιας διεπιστημονικής ομάδας που επικεντρώνεται στην έρευνα και ανάπτυξη αλγορίθμων που μετατρέπουν τα δεδομένα των αισθητήρων σε ακριβείς μετρήσεις σχετικά με την υγεία και την ευεξία. Ο Shyamal είναι κάτοχος διδακτορικού διπλώματος στην ηλεκτρολογική μηχανική, με εξειδίκευση στην επεξεργασία σημάτων και την εφαρμοσμένη μηχανική μάθηση, από το Northeastern University. Ολοκλήρωσε τη μεταδιδακτορική του έρευνα στο Πανεπιστήμιο του Χάρβαρντ και διαμένει στη Βοστώνη.
Ο Gerald Pho, PhD, είναι προϊστάμενος στον τομέα δεδομένων μηχανικής μάθησης στην Oura. Κατέχει διδακτορικό δίπλωμα στη Νευροεπιστήμη και από την ένταξή του στην Oura έχει συμβάλει στην ανάπτυξη και την εφαρμογή διαφόρων αλγορίθμων, όπως ο νέος αλγόριθμος καταγραφής σταδίων ύπνου, ο καρδιακός ρυθμός προπόνησης (Workout Heart Rate) και το Health Risk Management.
Ο Raphael Vallat, PhD, είναι προϊστάμενος στον τομέα δεδομένων μηχανικής μάθησης στην Oura. Προηγουμένως εργάστηκε ως ερευνητής ύπνου στο Center for Human Sleep Science στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας στο Μπέρκλεϊ (στο εργαστήριο του καθηγητή Matt Walker). Έχει δημοσιεύσει εκτενώς σχετικά με τον ύπνο και την ανθρώπινη υγεία, ενώ το έργο του έχει παρουσιαστεί σε αρκετά σημαντικά μέσα ενημέρωσης και podcast.
Ο Xi Zhang, PhD, είναι επικεφαλής του τμήματος Health Sensing της Oura. Υποστηρίζει μια παγκόσμια ομάδα επιστημόνων στην έρευνα και ανάπτυξη αλγορίθμων για διάφορες εφαρμογές υγείας. O Δρ. Zhang έλαβε το διδακτορικό του από το Πανεπιστήμιο του Μίσιγκαν και κατασκεύασε το πρώτο μη επεμβατικό ρομπότ θρομβόλυσης παγκοσμίως. Εργάστηκε πρώτα στη Fitbit και στη συνέχεια στην Apple, μετά την αποφοίτησή του από το πανεπιστήμιο. Στη Fitbit, ηγήθηκε μιας εσωτερικής νεοσύστατης ομάδας και επίσης ανέπτυξε ορισμένες βασικές λειτουργίες που σχετίζονται με την καρδιακή υγεία, όπως η παρακολούθηση του καρδιακού ρυθμού όλο το 24ωρο και η ανίχνευση κολπικής μαρμαρυγής (εγκεκριμένη από τον FDA). Είναι επίσης μέλος της συντακτικής επιτροπής του περιοδικού Ultrasound in Medicine and Biology, με επίκεντρο τις εφαρμογές της μηχανικής μάθησης (ML) και της τεχνητής νοημοσύνης (AI).