Naukowiec znajduje ukrytą diagnozę w Fitness Watch Dane tętna

Ludzkie serce bije około 86 000 razy dziennie, przyspieszając, jeśli pijesz kofeinę lub biegasz i zwalniasz, jeśli kładziesz się lub oglądasz telewizję. Prawdopodobnie nie zauważysz tych wahań, ale twój fitness tracker, zbierając każdy mały impuls elektryczny i przechowując go ostrożnie na serwerze. Ukryte wśród tych milionów punktów danych, naukowcy z University of California w San Francisco mogą być oznakami stanu chorobowego, który czai się głęboko w sercu niektórych sportowców wytrzymałościowych. Ale nie znajdziesz ich za pomocą samego trackera fitness.

Dr Gregory Marcus, dyrektor ds. Badań klinicznych w UCSF Division of Cardiology, odkrył, że trackery fitness są kopalnią złota o potencjalnie zmieniających życie danych medycznych - ale tylko wtedy, gdy użyjesz odpowiednich narzędzi do wykopania. Analizując dane z tysięcy użytkowników Fit Bit i Apple Watch za pomocą algorytmu o nazwie DeepHeart, udało mu się zauważyć oznaki migotanie przedsionków, częsta i często bezobjawowa choroba serca, która może powodować zawroty głowy. Larry Bird ze sławy Boston Celtics słynął z tej choroby.

„Wiemy, że migotanie przedsionków może być bezobjawowe i niewykrywalne klinicznie”, mówi Marcus Odwrotność. Współpracuje z Cardiogram, startupem, który stosuje uczenie maszynowe do analizy danych dotyczących tętna, co pozwala zrozumieć hałas. „Widzieliśmy inteligentne zegarki jako sposób na prześwietlenie migotania przedsionków, ale pierwszym krokiem jest opracowanie algorytmów, abyśmy mogli je dokładnie wykryć”.

Trudna do wykrycia choroba

Bird, wraz z legendą tenisa Billie Jean King, nie zauważyli aż do końca swojej kariery, że mają migotanie przedsionków. Aby sobie z tym poradzić, Bird musiał iść na rozcieńczalniki krwi, co spowodowało, że rozwinął on powiększone serce, które ostatecznie doprowadziło jego karierę do końca. W 1999 r. Ujawnił Sports Illustrated że prawie zemdlał z powodu trzepoczącego serca podczas jednej szczególnie stresującej gry przeciwko Chicago Bulls.

Oczywiście nie dotyczy to tylko znanych sportowców. Badanie opublikowane w The Netherlands Heart Journal na początku tego roku wykazano, że prawdopodobieństwo, że „weterani” będą mieli migotanie przedsionków, jest trzy do ośmiu razy wyższe niż u wysoko wykwalifikowanych sportowców wytrzymałościowych, takich jak rowerzyści, narciarze biegowi i maratończycy. Zidentyfikowanie sytuacji, które prowadzą do epizodów migotania przedsionków, ma kluczowe znaczenie, ponieważ diagnoza wiąże się z większym ryzykiem trzech głównych powikłań: niewydolności serca, dusznicy bolesnej i udaru.

Dane z prawdziwego życia

Migotanie przedsionków jest trudne do zdiagnozowania, ponieważ ma tendencję do przychodzenia i odchodzenia. Dzieje się tak, gdy dwie górne komory serca ulegają zawrotom głowy, wysyłając sygnały elektryczne, które powodują gwałtowne kołatanie serca. Niektórzy ludzie doświadczają trwałego migotania przedsionków, ale inni robią to tylko pod pewnymi warunkami, na przykład podczas upijania się. Zaletą ciągłego noszenia trackera fitness jest to, że dane mogą zidentyfikować sytuacje, które powodują pojawienie się tego warunku.

„Pomiary są znacznie bardziej odzwierciedleniem tego, co naprawdę dzieje się z osobą” - mówi. „To nie są typowe dane, które otrzymujesz ze szpitala lub miejsca badania, ale dane od ludzi, gdy są w domu lub w pracy”. W tym sensie może on użyć DeepHeart do wykrycia potencjalnych wyzwalaczy filtracji przedsionkowej u ludzi zyje.

Inną zaletą trackerów fitness jest to, że wykonują powtarzalne pomiary, dosłownie w przyrostach sekund w ciągu dnia. W trybie treningu, wykonują jeszcze częstsze pomiary - mniej więcej raz na pięć sekund - co jest szczególnie przydatne do wykrywania migotania przedsionków, ponieważ ma tendencję do wpływania na sportowców, którzy trenują szczególnie ciężko, ale często nie zauważają niczego dziwnego w środku treningu.

Nieregularnie nieregularny rytm

Dane tętna niektórych firm są bardziej przydatne niż inne, mówi Marcus. Na przykład niektóre firmy wydadzą surowe dane dotyczące tętna, zorganizowane w odstępach między bitami; inni, jak Apple, nie pozwolą naukowcom na dostęp do danych, które są ziarniste. Deepheart, wyjaśnia, może wykorzystać większość różnych typów danych.

W rzeczywistości nie szuka wzorców tętna - same tętno są wzory - raczej szuka losowości. „Migotanie przedsionków może zwiększyć częstość akcji serca, ale tętno może być normalne, a najbardziej charakterystyczna jest losowość interwału pomiędzy bicie serca, co oznacza, że ​​nie ma w tym żadnego wzorca. ”- wyjaśnia. Migotanie przedsionków, mówi, jest „nieregularnie nieregularnym rytmem”.

DeepHeart został po raz pierwszy przetestowany w badaniu pilotażowym nad 137 milionami uderzeń serca od 9 750 uczestników, którzy mierzyli dane osobowe za pomocą czujników tętna na nadgarstku, takich jak Apple Watch, oraz danych tętna z 12-węzłowego EKG, tak jak w przypadku gabinet lekarski. Wyniki opublikowane w JAMA Kardiologia. DeepHeart zdołało wykorzystać dane fitness trackera do prawidłowej identyfikacji objawów migotania przedsionków, przewyższając nawet dwie strategie autotestu tradycyjnie stosowane do identyfikacji stanu. Ale algorytm jest tak dobry, jak dane, które do niego podłączono: Wyższa jakość danych EKG pozwoliła uzyskać lepsze prognozy za pomocą DeepHeart, mówi (ale dane oparte na nadgarstku były nadal „skromnie” dokładne).

Integracja DeepHeart z trackerami fitness stanowi potężny dowód koncepcji kolejnego badania Marcusa, zwanego mRhythm, którego celem jest rzucenie światła na przyczyny migotania przedsionków. W tej chwili ma około 200 000 z miliona osób, których będzie potrzebował do przeprowadzenia badania. Korzyści będą dwojakie: jego ogromny zestaw danych nie tylko pomoże nam lepiej zrozumieć nasze własne dane dotyczące tętna, ale także pokaże, które urządzenia spełniają zadanie wykrycia choroby serca, a które nie:

„Główną częścią naszej pracy jest stosowanie rygorystycznych badań naukowych na urządzeniach, które są zazwyczaj sprzedawane bezpośrednio konsumentom bez tych rygorystycznych badań”, mówi. „Główną częścią naszej pracy jest zapewnienie tego”.