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手机放胸口2分钟能发现致命心脏病?准确率89%

www.creaders.net | 2024-04-23 04:02:57  果壳 | 0条评论 | 查看/发表评论

心力衰竭(心衰)是各种心脏疾病的严重表现或晚期阶段,一旦被诊断心衰,可能需要反复住院治疗,5年内死亡的风险高达51.8%。

及时发现心衰可降低死亡率,但心衰症状常与其他疾病重合(如呼吸困难、疲劳和下肢水肿),诊断目前依赖于血液测试、心脏超声等检查和医生的判断,常常不能及时得出。

近日发布于《美国心脏病学会杂志(JACC)》的一项研究,展示了一种可简便识别心衰的新方法——将智能手机平放在胸前2分钟。

每人手边都有的运动传感器:智能手机

每一次心跳中,心脏膨大又缩小,同时伴随着扭转和旋转,这些运动可通过胸部传导到皮肤表面。

出现心衰,也就是心脏泵血功能降低时,心脏对胸壁的撞击减弱,这时医生可能用手触摸到心尖搏动减弱。

仅凭手感的判断需要经验且粗略,其实,我们每个人手边都有能精细感应运动的工具:智能手机。

现在的智能手机几乎都装有微机电传感器(microelectromechanical sensors, MEMS),其中包含测量线性加速的加速计和测量角速度的陀螺仪,可以探测多方向的直线和旋转运动。

因此,把手机放在胸口,传感器就能将心脏传至胸壁的细微运动信号收集起来,这些数据经过分析,可以提供很多有意义的信息。曾有研究利用加速计和陀螺仪测得的数据,识别心房颤动、主动脉瓣狭窄和冠状动脉疾病。

图 | giphy

手机放胸前2分钟,心衰识别准确率89%


本研究将手机传感器用于识别心衰,在芬兰和美国的三家医院收集并分析了1003人的数据,其中包括217名确诊心衰且有症状的患者,以及786名对照者。

检测时,参与者仰卧在床上,赤裸上身或穿一件薄衣服,将三星Galaxy S9或S9+手机平放在胸骨位置2分钟,期间可以正常呼吸。

研究者在手机中安装的软件,记录下手机检测到的胸壁运动,运动与心脏听诊中的三个心音时期一致,包含的信息有信号的振幅、面积和时间间隔。之后,这些信息通过网络被上传到研究中心并接受分析。算法选择最相近的10次心跳的信号,滤除杂波后重点研究收缩舒张运动带来的变化。研究先使用半数患者和相应数量对照者的数据,建立心衰的识别标准,然后在剩余参与者中测试标准的准确程度。

结果显示,心衰识别的准确率为89%,灵敏度为85%,特异度为90%。在不同人群中,识别的准确性差别不大,包括不同年龄、性别、体重指数、心衰分级,以及合并和不合并心房颤动的人群。

居家维护身体健康,或将成为可能

这项研究显示,用内置于智能手机的运动传感器进行心脏功能的简单评估是可行的,并且有可能实现心衰患者的远程监测。

虽然手机中的MEMS技术并非专为描记心脏运动设计,仍可在99%以上的参与者中获取可靠的信号,并得到89%的准确率。也就是,我们现在使用的智能手机自带精确传感器,识别不需要额外购买任何硬件,仅需获得软件来收集信息和得到判断。另外,本研究采用的方法简单快捷,可识别的人群广。

本研究也存在一些不足。芬兰医院入选的对照者未接受心脏超声检查,因此不能排除没有症状体征的心衰患者。另外,心衰组与对照组的人口学特征存在差异,心衰患者平均年龄较大(64岁 vs. 61岁),男性较多(64.9% vs. 41.4%),合并其他疾病较多。这可能使识别标准的建立出现偏差。因此,还需要进一步研究验证此结果。

除了用手机检测心脏运动,还有研究人员在探索远程判断心衰的其他方法。有研究显示,利用人工智能对智能手表记录的心电图进行分析,可帮助判断心衰,甚至预测未来10年内患心衰或心律失常的风险。

目前,使用智能设备远程判断疾病的技术仍处于早期阶段,还不能用于诊断疾病。但随着传感技术和算法的不断改进,其有望彻底改变医疗保健,使远程预防、诊断和治疗疾病成为可能,缩小医疗资源的差距,帮助所有使用者远离疾病威胁。

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