Vědec najde skryté diagnózy v Fitness hodinky tepové frekvence dat

Lidské srdce bije asi 86 000 krát denně, zrychluje, když pijete kofein nebo jdete na běh a zpomalíte, pokud si lehnete nebo sledujete televizi. Pravděpodobně si tyto výkyvy nevšimnete, ale váš fitness tracker dělá, sbírá každý malý elektrický impuls a pečlivě ho ukládá na server. Skryté mezi těmi miliony datových bodů, odhalit vědce na University of California, San Francisco, by mohly být příznaky zdravotního stavu, který číhá hluboko v srdcích některých vytrvalostních sportovců. Nebudete je však hledat jen se svým fitness trackerem.

Gregory Marcus, ředitel klinického výzkumu na UCSF oddělení kardiologie, zjistil, že fitness trackery jsou zlatým důlem potenciálně život měnících lékařských dat - ale pouze v případě, že používáte správné nástroje pro jeho vykopání. Analýza pomocí dat z tisíců uživatelů Fit Bit a Apple Watch s algoritmem DeepHeart dokázal odhalit známky fibrilace síní, obyčejný a často asymptomatický stav srdce, který může způsobit srdce jít sena. Larry Bird, z Boston Celtics slávy, skvěle trpěl podmínkou.

„Zjistili jsme, že fibrilace síní může být asymptomatická a klinicky nezjištěná,“ říká Marcus. Inverzní. On je spjat s kardiogramem, startem, který aplikuje strojové učení analyzovat data tepové frekvence, dělat smysl pro hluk. "Viděli jsme chytré hodinky jako způsob, jak sledovat síňovou fibrilaci, ale prvním krokem je vyvinout algoritmy, abychom je mohli přesně zjistit."

Nemoc, kterou je těžké odhalit

Pták, spolu s legendou tenisu Billie Jean Kingem, si nevšiml až do své kariéry, že měli atriální fibrilaci. Aby to dokázal zvládnout, musel Bird jít na ředidla krve, což způsobilo, že si vyvinul rozšířené srdce, které nakonec ukončilo jeho kariéru. V roce 1999 odhalil Sportovní ilustrované že on téměř omdlel kvůli třepotajícímu se srdci během jednoho zvláště stresující hry proti Chicago býkům.

Samozřejmě, že to není jen vliv na slavné sportovce. Studie publikovaná v Nizozemský srdeční žurnál Na začátku letošního roku se ukázalo, že pravděpodobnost, že se „veteráni“ budou vyvíjet fibrilace síní, je třikrát až osmkrát vyšší než u vysoce vycvičených sportovců, jako jsou cyklisté, běžkaři a běžci na maratonu. Identifikace situací, které vedou k epizodám fibrilace síní, je kritická, protože diagnóza je spojena s vyšším rizikem tří hlavních komplikací: srdečního selhání, anginy pectoris a mrtvice.

Data ze skutečného života

Fibrilace síní je obtížné diagnostikovat, protože má tendenci přicházet a odcházet. Stává se to, když obě horní komory srdce jdou seno a vysílají elektrické signály, které způsobují rychlé bušení srdce. Někteří lidé trpí přetrvávající fibrilací síní, ale jiní to dělají pouze za určitých podmínek, jako při pití. Výhodou neustálého nošení fitness trackeru je, že data mohou identifikovat situace, které způsobují, že se podmínka projeví.

„Měření jsou mnohem více odrazem toho, co se skutečně děje s jednotlivcem,“ říká. „Nejsou to typická data, která dostanete z nemocnice nebo ze studijního místa, ale data od lidí, když jsou doma nebo v práci.“ V tomto smyslu může společnost DeepHeart použít k rozpoznání potenciálních spouštěčů pro síňovou filtraci v každodenním životě lidí. žije.

Dalším vzestupem pro fitness trackery je to, že provádějí opakovaná měření, doslova v krocích po sekundách po celý den. V tréninkovém režimu provádějí ještě častější měření - přibližně jednou za pět sekund - což je užitečné zejména při pozorování fibrilace síní, protože postihuje atlety, kteří trénují zvláště tvrdě, ale často si nevšimnou nic zvláštního uprostřed tréninku.

Nepravidelně nepravidelný rytmus

Údaje o srdeční frekvenci z některých společností jsou užitečnější než jiné, říká Marcus. Některé společnosti například zveřejní data syrové srdeční frekvence organizovaná v intervalech mezi jednotlivými rytmy; jiní, jako je Apple, nenechají vědcům přístup k údajům, které jsou zrnité. Deepheart, vysvětluje, dokáže tam vytěžit maximum z různých typů dat.

Není to vlastně hledání vzorců v srdeční frekvenci - srdeční frekvence samy jsou vzory - spíše hledá náhodnost. „Fibrilace síní může zvýšit tepovou frekvenci, ale tepová frekvence může být normální a nejcharakterističtější je náhodnost intervalu mezi to znamená, že na to nemá žádný vzor. “vysvětluje. Fibrilace síní, říká, je „nepravidelně nepravidelný rytmus“.

Společnost DeepHeart byla poprvé testována v pilotní studii na 137 milionech tepů od 9 750 účastníků, kteří měřili osobní údaje pomocí senzorů tepové frekvence založených na zápěstí, jako je Apple Watch, a údaje o tepové frekvenci z 12-uzlového EKG, jako byste našli ordinaci lékaře. Výsledky, publikované v JAMA Kardiologie. DeepHeart se podařilo použít data fitness tracker správně identifikovat známky fibrilace síní, překonat i dvě strategie self-report tradičně používané k identifikaci stavu. Algoritmus je však jen tak dobrý jako data, která jsou do něj připojena: kvalitnější data EKG produkovala lepší předpovědi pomocí DeepHeart, říká (ale data na zápěstí byla stále „skromně“ přesná).

Integrace DeepHeart s fitness trackery poskytuje silný důkaz konceptu pro další studii Marcusa, nazvanou mRhythm, která si klade za cíl osvětlit příčin fibrilace síní. Právě teď má asi 200 000 z milionu osob, které bude muset studovat. Přínosy budou dvojí: Jeho obrovský soubor dat nám nejen pomůže lépe porozumět vlastním údajům o tepové frekvenci, ale také ukázat, která zařízení jsou schopna odhalit srdeční onemocnění a která nejsou:

„Hlavní částí naší práce je aplikovat přísný vědecký výzkum na zařízení, která jsou obecně uváděna na trh přímo spotřebitelům, aniž by to byl důsledný výzkum,“ říká. „Hlavní částí naší práce je to zajistit.“