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Fases do sono a partir do áudio

Como os sons da sua respiração se transformam em estimativas de fases, e como interpretá-las.

Nesta página

O Snore Timeline estima em que fase do sono estava em cada momento da noite. Acordado, Sono leve, Sono profundo ou REM, mais uma quinta etiqueta chamada Silêncio para os períodos em que não conseguiu ouvir absolutamente nada. As estimativas vêm apenas dos sons da sua respiração, apanhados pelo mesmo microfone que faz a deteção de ressonar. Esta página percorre os sinais por trás de cada fase, como ler o hipnograma no seu resumo noturno, e o que as estimativas conseguem e não conseguem dizer-lhe.

Como funciona a estimativa das fases

A sua respiração muda à medida que avança pelas fases do sono, e a diferença ouve-se. A app olha para o quanto a sua respiração é regular e o quanto varia, a partir da mesma gravação que já usa para a deteção de ressonar e para a deteção de interrupções respiratórias. Não há mais nada para configurar.

Cerca de 15 minutos depois de começar uma gravação, o algoritmo apura a sua referência respiratória pessoal, ou seja, a sua frequência e regularidade habituais. A partir daí mede o resto da noite face à sua própria referência em vez de uma média populacional, e aplica limiares de investigação publicada para arrumar cada período numa fase.

A regularidade respiratória pesa mais do que tudo o resto, mas o algoritmo também olha para:

  • A frequência respiratória, que tende a abrandar quando entra num sono mais profundo.
  • Os padrões de ressonar, já que o ressonar que a app deteta ao longo da noite alimenta o mesmo modelo.
  • O momento da noite, porque o sono segue um arco previsível. O Sono profundo concentra-se no início da noite, e o REM cresce em direção à manhã.
  • O movimento, já que grandes alterações no som apontam para si a mexer-se, o que sugere um sono mais leve ou um breve despertar.

O resultado aparece como um hipnograma no seu resumo noturno.

As quatro fases e as suas assinaturas respiratórias

Cada fase deixa a sua própria marca na sua respiração:

  • Sono profundo: respiração estável e regular, com baixa variância. É a fase reparadora, e tem o ritmo mais parecido com um metrónomo de todas. A maior parte dele chega no início da noite, sobretudo nos primeiros 90 minutos e nas primeiras horas.
  • Sono REM: respiração irregular, com elevada variância. O REM é o sono dos sonhos. Costuma começar 40 a 50 minutos depois de adormecer e cresce em direção à manhã, razão pela qual encurtar a noite lhe custa mais REM do que qualquer outra coisa.
  • Sono leve: regularidade moderada, algures entre as outras duas. O Sono leve é a fase de transição, e aquela de que é mais fácil acordar.
  • Acordado: movimento, sons ou uma respiração que não bate certo com o sono. A app também assinala um silêncio prolongado como possível despertar quando outros sinais o apoiam.

O Sono profundo fica numa ponta da escala de regularidade e o REM na outra, por isso a app quer ver uma variância consistentemente baixa antes de chamar Sono profundo a um período, e sai do Sono profundo assim que a variância sobe. A classificação dos sons que corre em paralelo acrescenta o contexto de ressonar e de movimento.

A etiqueta Silêncio

Estimar fases a partir do áudio tem um limite de origem. Só consegue classificar aquilo que ouve. Quando a sua respiração é demasiado suave para o microfone a arrumar numa fase, e nada sugere que está acordado, a app marca esse período como Silêncio em vez de adivinhar. Acontece muito a quem respira baixinho, ou quando uma ventoinha ou um ar condicionado tapa o som.

O Silêncio conta como sono repousante. Entra no seu tempo total de sono e alimenta a parte reparadora da sua pontuação do sono, por isso uma noite silenciosa continua a ler-se como uma boa noite. Inventar uma fase sem prova nenhuma tornaria os dados menos fiáveis, por isso a app assinala a incerteza e fica-se por aí.

Frequência respiratória e regularidade da respiração

Duas medições respiratórias alimentam o modelo de fases, e ambas aparecem nos seus resultados:

  • A frequência respiratória é apresentada em respirações por minuto (rpm), calculada a partir do tempo entre as respirações que a app ouve. Um intervalo típico para um adulto durante o sono vai de 12 a 20 rpm. A app tira uma leitura a cada poucos minutos e mostra a sua média. Fixa uma referência pessoal após os primeiros 10 a 15 minutos de sono detetado, usando o valor central dessas primeiras leituras para que um valor solto não a desvie. As leituras mantêm-se num intervalo plausível de cerca de 6 a 25 rpm, o que filtra picos falsos e ainda assim deixa passar as frequências mais altas que pode atingir durante o REM ou num breve despertar.
  • A regularidade da respiração é o quanto o ritmo entre as suas respirações é consistente, numa escala que vai de irregular a estável. Longos períodos de respiração muito estável apontam para o Sono profundo. Uma viragem para uma respiração mais irregular pode significar REM.

Ambas são estimativas tiradas do áudio, para sua própria informação. Se a sua frequência respiratória estiver bem fora do intervalo normal, leve isso a um médico em vez de tentar autodiagnosticar-se.

A app usa dados do Apple Watch?

Sim, quando existem. Se um vestível como o Apple Watch reportar fases do sono para a noite, o Snore Timeline usa as percentagens de Sono profundo e REM do relógio para a sua pontuação, em vez das suas próprias estimativas de áudio. Um vestível mede essas fases melhor do que o áudio consegue, por isso a app dá-lhe a vez. Sem vestível, volta às estimativas baseadas na respiração e no movimento. A página Apple Watch aborda o que o relógio acrescenta.

Ler o hipnograma

Acordado REM Leve Profundo Silêncio 23h 6h cada bloco corresponde a cerca de 5 minutos
Um hipnograma alterna entre fases ao longo da noite. Cada bloco colorido representa cerca de cinco minutos.

O hipnograma no seu resumo noturno traça como se moveu pelas fases ao longo da noite. Cada banda colorida são 5 minutos numa determinada fase:

  • Laranja: períodos de Acordado
  • Ciano (azul claro): Sono leve
  • Índigo (azul profundo): Sono profundo
  • Rosa/Ciano: Sono REM
  • Menta (verde suave): Silêncio, mostrado apenas nas noites em que ocorre
Resumo Noturno com o hipnograma das fases do sono
Vista ampliada Hipnograma a mostrar Acordado, REM, Leve, Profundo e Silêncio ao longo da noite com as percentagens de cada fase
O hipnograma representa as suas fases em bandas de 5 minutos ao longo da noite.

Leia-o da esquerda para a direita e poderá contar quantos ciclos de sono completos atravessou, ver quando teve mais Sono profundo e identificar onde caiu o REM. Toque em qualquer bloco e uma etiqueta mostra o intervalo de tempo completo dessa fase, como «Leve · 3h50 – 4h15», e a linha temporal salta para esse momento, para que possa verificar se os seus episódios de ressonar coincidem com uma fase em particular. Se percorrer a linha temporal a seguir, a linha de seleção do hipnograma acompanha.

Nas noites em que um vestível sincronizou dados de sono mas não gravou áudio, a faixa da linha temporal desenha uma fita de fase nas mesmas cores, e a barra de estado indica a fase e os seus sinais vitais sob a linha central, como «Leve · 57 bpm · 13 br/min · SpO2 96%». As noites gravadas mantêm a forma de onda normal.

Distribuição típica das fases

O resumo noturno também mostra que percentagem da noite passou em cada fase. Uma noite típica pode ter mais ou menos este aspeto:

  • 45% de Sono leve
  • 20% de Sono profundo
  • 27% de Sono REM
  • 8% de Acordado

Essas percentagens mexem-se com a idade, a saúde, o stress e muito mais, por isso compare as suas próprias noites entre si e não se preocupe em bater certo com um manual. Para a pontuação, a app trata um Sono profundo de cerca de 13 a 23 por cento como objetivo saudável, com 20 por cento ou mais a dar pontos, e um REM de cerca de 20 a 25 por cento. Cair nesses intervalos pode acrescentar pontos à sua pontuação do sono. São orientações gerais e nada mais.

Qual é a precisão das estimativas?

A classificação assenta em investigação publicada sobre como a regularidade respiratória se relaciona com as fases do sono. Os estudos que estimam as fases a partir de um único sinal fisiológico, como a respiração ou a variabilidade da frequência cardíaca, chegam a cerca de 70% de concordância com a polissonografia, que é o padrão clínico do estudo do sono. Portanto, as estimativas dão-lhe uma imagem razoável da sua arquitetura geral do sono, e uma melhor das suas tendências ao longo do tempo.

Comparámos a estimativa com o PSG-Audio, um conjunto de dados público de laboratório do sono com fases classificadas por clínicos, usando 57 gravações de noites completas. As fases da app coincidiram com a classificação do laboratório em cerca de 70% das épocas de 30 segundos, em linha com o valor publicado para a classificação de fases apenas por áudio nas mesmas gravações. Trata-se de uma verificação offline com um conjunto de dados, e a maioria dos doentes nele tinha apneia do sono grave, por isso os resultados numa noite normal em casa podem ser diferentes. A app não foi validada clinicamente.

Algumas coisas puxam a precisão para cima ou para baixo. Gravações mais longas ajudam, porque várias horas de sono dão ao algoritmo mais ciclos completos para olhar. Um quarto ruidoso, um companheiro de cama, animais de estimação ou dormir longe do microfone tornam a sua respiração mais difícil de detetar, e as estimativas pioram com isso.

Nota médica

Estas são estimativas tiradas de uma análise de áudio. Não são medições clínicas. A estimativa clínica de fases usa ondas cerebrais, movimento dos olhos e atividade muscular, e o áudio não capta nada disso. O Snore Timeline não foi validado face à polissonografia e não consegue diagnosticar apneia do sono nem qualquer interrupção do sono. Trate a distribuição das fases como um guia geral, e fale com um profissional de saúde se tiver preocupações com o seu sono.

Porque não foram detetadas fases

A estimativa de fases precisa de respiração audível ao longo da gravação. Se uma noite não mostrar fases, é normalmente por uma destas razões:

  • Respiração demasiado suave. A sua respiração pode não chegar ao microfone a um nível com que ele consiga trabalhar.
  • Telemóvel demasiado longe. A respiração perde-se depressa com a distância. 30 a 60 cm da sua cabeça funciona bem.
  • Ruído de fundo. Ventoinhas, ar condicionado e outros sons contínuos podem tapar a respiração que a app está a ouvir.
  • Gravação demasiado curta. O algoritmo precisa de cerca de 15 minutos para fixar a sua referência antes de conseguir classificar seja o que for.
Dica

Use a mesma colocação do telemóvel todas as noites, sossegue o quarto sempre que puder, e grave noites completas. Gravações de 6 horas ou mais dão ao algoritmo os ciclos mais completos, e manter a colocação igual mantém as suas noites comparáveis.

Se toda a linha temporal saiu vazia, e falta mais do que só as fases, veja a Resolução de problemas.

Referências de investigação

A classificação das fases apoia-se nestes trabalhos: