چکيده
كمبود خواب و اختلالات مربوط به مكانيسم خواب و بيداري از شايعترين مشكلات جهان كنوني است. گروهي از بيخوابي رنج مي برند و عده اي از خواب آلودگي مزمن شكايت دارند. خواب كافي و مناسب مكانيسم مهمي براي مبارزه با عوامل بيماريزا بوده و نقش مهمي در حفظ سلامت بدن و عملكرد شناختي مطلوب دارد. از اين رو پيشرفتهاي زيادي در درك مكانيسم هاي مغز جهت كنترل خواب و بيداري انجام شده است كمبود خواب مي تواند موجب خساراتي به زندگي روزمره شود. تحقيقات نشان مي دهد كه محروميت از خواب با تصادفات، مشكلات درارتباطات عاطفي و اجتماعي ، عملكرد ضعيف شغلي ، حوادث ناشي از كار، مشكلات حافظه و اختلالات خلقي مرتبط است. همچنين مطالعات اخيرنشان مي دهد كه اختلالات خواب ممكن است به بيماري هاي قلبي ، چاقي و ديابت منجر شود. يكي از اختلالات خواب كه شايع است آپنه خواب است، آپنه خواب حالت خطرناكي است كه به صورت توقف تنفس حين خواب روي مي دهد. آپنه معمولا هنگامي رخ مي دهد كه راه هواي نسبتا بسته حلق، با شل شدن عضلات در حين خواب كاملا مسدود شود و به رغم وجود تلاش براي تنفس، تبادل هوا از ريه به بيرون صورت نگيرد. عدم ورود و خروج هوا از ريه سبب بالا رفتن سطح دي اكسيد كربن خون و پايين آمدن سطح اكسيژن خون مي شود. اين تغييرات باعث بيدار شدن فرد مي شود. با بيداري بيمار، شلي عضلات حلق وي كم شده و راه هوايي مجددا باز مي شود و هوا جريان مي يابد. اين بيدار شدنهاي مكرر هر چند باعث تداوم تنفس مي شود ولي سبب مي شود كه بيمار خواب عميق نداشته باشد در حال حاضر، ابزار استاندارد براي تشخيص آپنه خواب انسدادي، پلي سومنوگرافي شبانه است. اين وسيله با ثبت فعاليت هاي مختلف از جمله الكتروانسفالوگرام ، الكترواكولوگرام ، الكتروميوگرافي ، الكتروكارديوگرام ، اكسيمتري ، جريان هوا و فعاليتهاي تنفسي اطلاعات مهمي را فراهم ميكند و با استفاده از آن مي توان شدت اين بيماري را ارزيابي كرد. البته اين تست تشخيصي بسيار گران قيمت و زمانبر است و انجام آن در بسياري از شهرها مقدور نيست. اخيراٌ تلاشهاي زيادي براي تشخيص اين بيماري با استفاده از تعداد سيگنالهاي كمتري نسبت به PSGتوسط محققين صورت گرفته است. در بررسيهاي مختلفي، تشخيص اين بيماري با استفاده از سيگنالهاي ECG، EEGو سيگنال تحق، يافته است. برخي تحقيقات ديگر از تركيب دو يا چند سيگنال براي تشخيص استفاده كرده اند. سيگنالهاي تلاش تنفسي نيز در نواحي شكم و سينه، در تشخيص وقايع آپنه استفاده شده است. اين سيگنال ها با استفاده از كمربندهايي كه روي شكم و سينه قرار ميگيرند، به آساني ثبت ميشوند و مقاومت بيشتري در برابر نويزهاي احتمالي دارند. تحقيقات ديگري نيز توسط سيگنالهاي تلاش تنفسي براي تشخيص انواع آپنه خواب صورت گرفته است به جز روش PSGاز دو سيگنال نيز در اين زمينه استفاده مي شود كه شامل سيگنالي قلبي يا ECGو سيگنالي مغزي يا EEG است. اين تحقيق استفاده از سيگنال هاي قلبي يا ECGرا مدنظر قرار مي دهد تا عمليات تشخيصآپنه خواب، صورت گيرد. امروزه تشخيص آپنه خواب با استفاده از ويژگي هاي زيستي مختلف و الگوريتم هاي مختلف مورد مطالعه قرار گرفته است. روش پيشنهادي در اين تحقيق استفاده از خوشه بندي K-Meansاست، بدين صورت كه الگوريتم K-Meansبراي خوشهبندي، دادهها رو بر اساس شباهتي كه با يكديگر دارند، دسته بندي مي كند. بدين صورت داده هاي مربوط به سيگنال هاي قلبي يا ECGرا به دو دسته آپنه خواب و سالم دسته بندي مي كند.
