Вчений знаходить прихований діагноз у фітнес-годиннику

Людське серце б'є близько 86000 разів на день, прискорюючись, якщо ви п'єте кофеїн або йдете в біг і сповільнюється, якщо ви ляжете або дивитеся телевізор. Ви, мабуть, не помічаєте цих коливань, але ваш фітнес-трекер збирає кожен маленький електричний імпульс і ретельно зберігає його на сервері. Приховані серед цих мільйонів точок даних, виявляють вчені з Університету Каліфорнії, Сан-Франциско, можуть бути ознаками медичного стану, що ховається глибоко в серцях деяких витривалість спортсменів. Але ви не збираєтеся їх шукати лише у своєму фітнес-трекері.

Директор клінічних досліджень відділу кардіології UCSF Грегорі Маркус виявив, що фітнес-трекери - це золота шахта потенційно змінюють життя медичні дані - але тільки якщо ви використовуєте правильні інструменти, щоб вирвати її. Розбираючи дані з тисяч користувачів Fit Bit і Apple Watch з алгоритмом DeepHeart, йому вдалося виявити ознаки миготлива аритмія, поширена і часто безсимптомна хвороба серця, що може призвести до того, що серце зітхне. Ларрі Берд, з бостонської слави Celtics, знаменито страждав від цього стану.

"Ми знаємо, що фібриляція передсердь може бути безсимптомною і клінічно непоміченою", - розповідає Маркус. Обернено. Він співпрацює з Кардіограмою, запуском, який застосовує машинне навчання для аналізу даних частоти серцевих скорочень, зрозумівши шум. "Ми бачили смарт-годинник як спосіб виявлення фібриляції передсердь, але перший крок полягає в розробці алгоритмів, щоб ми могли точно його виявити".

Хвороба, яку важко виявити

Птах, разом з тенісною легендою Біллі Джин Кінг, не помітив до своєї кар'єри, що вони мають фібриляцію передсердь. Щоб впоратися з нею, Пінту довелося йти на розріджувачі крові, що змусило його розвинути збільшене серце, що в кінцевому підсумку привело його до кар'єри. У 1999 році він виявив Спорт Ілюстрований що він майже знепритомнів через розвіваюче серце під час однієї особливо напруженої гри проти Чикагських Буллів.

Звичайно, це не стосується лише відомих спортсменів. Дослідження, опубліковане в Росії Нідерландський журнал серця на початку цього року показали, що ймовірність того, що «спортсмени-ветерани» розвиватимуть фібриляцію передсердь, в три-вісім разів вища, ніж у висококваліфікованих спортсменів на витривалість, таких як велосипедисти, лижники і марафонці. Визначення ситуацій, які призводять до епізодів фібриляції передсердь, є критичними, оскільки діагноз пов'язаний з більш високим ризиком трьох основних ускладнень: серцевої недостатності, стенокардії та інсульту.

Дані з реального життя

Фібриляція передсердь складна для діагностики, оскільки вона має тенденцію прийти і піти. Це трапляється, коли дві верхні камери серця йдуть в сторч, відправляючи електричні сигнали, що викликають швидке серцебиття. Деякі люди відчувають стійку фібриляцію передсердь, але інші роблять це лише за певних умов, як під час випивки. Перевага постійного носіння фітнес-трекера полягає в тому, що дані можуть ідентифікувати ситуації, які спричиняють виявлення стану.

«Вимірювання значно більше відображають те, що дійсно відбувається з людиною», говорить він. "Це не типові дані, які ви отримуєте від лікарні або досліджуваного місця, але дані від людей, коли вони вдома або на роботі." У цьому сенсі, він може використовувати DeepHeart, щоб виявити потенційні тригери для передсердної фільтрації в щоденних людей життя.

Інший догори фітнес-трекерів полягає в тому, що вони приймають повторні вимірювання, буквально з кроком у секунди протягом дня. У режимі тренування вони здійснюють ще більш часті вимірювання - приблизно раз на п'ять секунд - що особливо корисно для виявлення фібриляції передсердь, оскільки воно впливає на спортсменів, які навчаються особливо важко, але часто не помічають нічого дивного в середині тренування.

Нерегулярний нерегулярний ритм

Дані серцевого ритму деяких компаній є більш корисними, ніж інші, говорить Маркус. Наприклад, деякі компанії випускатимуть дані про частоту серцевих скорочень, організовані в інтервалах биття; інші, такі як Apple, не дозволять вченим отримати доступ до даних, які є деталізованими. Глибоке серце, пояснює він, може зробити більшість різних типів даних там.

Вона не шукає закономірностей серцевого ритму - частота серцевих скорочень є закономірності - швидше, вона шукає випадковість. «Фібриляція передсердь може підвищити частоту серцевих скорочень, але частота серцевих скорочень може бути нормальною, а найбільш характерною є випадковість інтервалу між ними серцебиття, тобто не існує абсолютно ніякої картини, - пояснює він. Фібриляція передсердь, за його словами, є «нерегулярним нерегулярним ритмом».

DeepHeart вперше був випробуваний у пілотному дослідженні на 137 мільйонах серцевих ударів від 9 750 учасників, які вимірювали персональні дані за допомогою сенсорів пульсу на основі зап'ястя, таких як Apple Watch, і дані частоти серцевих скорочень з 12-вузлового ЕКГ, як ви знайдете кабінет лікаря. Результати, опубліковані в JAMA Кардіологія. DeepHeart вдалося використовувати дані фітнес-трекера, щоб правильно визначити ознаки фібриляції передсердь, перевершивши навіть дві стратегії самостійного звітування, які традиційно використовуються для ідентифікації стану. Але алгоритм є настільки хорошим, як дані, включені до нього: якісніші дані ЕКГ дають кращі прогнози з використанням DeepHeart, - каже він (але дані на зап'ясті все ще були «скромними» точними).

Інтеграція DeepHeart з фітнес-трекерами надала потужний доказ концепції наступного дослідження Маркуса, названого mRhythm, який має на меті пролити світло на причин фібриляції передсердь. Зараз він має близько 200 тисяч з одного мільйона осіб, яким він буде потрібний для дослідження. Переваги будуть двоякими: його величезний набір даних не тільки допоможе нам краще зрозуміти наші дані частоти серцевих скорочень, але й покаже, які пристрої відповідають завданням виявлення серцевих захворювань, а також які:

"Основною частиною нашої роботи є застосування суворих наукових досліджень до пристроїв, які, як правило, продаються безпосередньо споживачам без того жорсткого дослідження", - говорить він. "Основна частина нашої роботи полягає в тому, щоб це забезпечити".