心力衰竭(心衰)是手機(jī)各種心臟疾病的嚴(yán)重表現(xiàn)或晚期階段,一旦被診斷心衰,放胸發(fā)現(xiàn)可能需要反復(fù)住院治療,口分5 年內(nèi)死亡的鐘能致命風(fēng)險(xiǎn)高達(dá) 51.8%。
及時(shí)發(fā)現(xiàn)心衰可降低死亡率,心臟但心衰癥狀常與其他疾病重合(如呼吸困難、病準(zhǔn)疲勞和下肢水腫),確率診斷目前依賴于血液測(cè)試、手機(jī)心臟超聲等檢查和醫(yī)生的放胸發(fā)現(xiàn)判斷,常常不能及時(shí)得出??诜?/p>
《美國(guó)心臟病學(xué)會(huì)雜志》(JACC)的鐘能致命一項(xiàng)研究展示了一種可簡(jiǎn)便識(shí)別心衰的新方法:將智能手機(jī)平放在胸前 2 分鐘。
每人手邊都有的心臟運(yùn)動(dòng)傳感器
智能手機(jī)
每一次心跳中,心臟膨大又縮小,病準(zhǔn)同時(shí)伴隨著扭轉(zhuǎn)和旋轉(zhuǎn),確率這些運(yùn)動(dòng)可通過(guò)胸部傳導(dǎo)到皮膚表面。手機(jī)出現(xiàn)心衰,也就是心臟泵血功能降低時(shí),心臟對(duì)胸壁的撞擊減弱,這時(shí)醫(yī)生可能用手觸摸到心尖搏動(dòng)減弱。
僅憑手感的判斷需要經(jīng)驗(yàn)且粗略,其實(shí),我們每個(gè)人手邊都有能精細(xì)感應(yīng)運(yùn)動(dòng)的工具:智能手機(jī)。
現(xiàn)在的智能手機(jī)幾乎都裝有微機(jī)電傳感器(microelectromechanical sensors, MEMS),其中包含測(cè)量線性加速的加速計(jì)和測(cè)量角速度的陀螺儀,可以探測(cè)多方向的直線和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
因此,把手機(jī)放在胸口,傳感器就能將心臟傳至胸壁的細(xì)微運(yùn)動(dòng)信號(hào)收集起來(lái),這些數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)分析,可以提供很多有意義的信息。曾有研究利用加速計(jì)和陀螺儀測(cè)得的數(shù)據(jù),識(shí)別心房顫動(dòng)、主動(dòng)脈瓣狹窄和冠狀動(dòng)脈疾病。
心臟的運(yùn)動(dòng),以及MEMS(加速計(jì)測(cè)量線性加速度,陀螺儀測(cè)量角速度) | 參考文獻(xiàn)[2]
手機(jī)放胸前 2 分鐘
心衰識(shí)別準(zhǔn)確率 89%
本研究將手機(jī)傳感器用于識(shí)別心衰,在芬蘭和美國(guó)的三家醫(yī)院收集并分析了 1003 人的數(shù)據(jù),其中包括 217 名確診心衰且有癥狀的患者,以及 786 名對(duì)照者。
檢測(cè)時(shí),參與者仰臥在床上,赤裸上身或穿一件薄衣服,將手機(jī)平放在胸骨位置 2 分鐘,期間可以正常呼吸。
研究者在手機(jī)中安裝的軟件,記錄下手機(jī)檢測(cè)到的胸壁運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)與心臟聽(tīng)診中的三個(gè)心音時(shí)期一致,包含的信息有信號(hào)的振幅、面積和時(shí)間間隔。之后,這些信息通過(guò)網(wǎng)絡(luò)被上傳到研究中心并接受分析。算法選擇最相近的 10 次心跳的信號(hào),濾除雜波后重點(diǎn)研究收縮舒張運(yùn)動(dòng)帶來(lái)的變化。研究先使用半數(shù)患者和相應(yīng)數(shù)量對(duì)照者的數(shù)據(jù),建立心衰的識(shí)別標(biāo)準(zhǔn),然后在剩余參與者中測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)的準(zhǔn)確程度。
手機(jī)測(cè)得的胸壁運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù),與三個(gè)心音時(shí)期基本一致 | 參考文獻(xiàn)[2]
結(jié)果顯示,心衰識(shí)別的準(zhǔn)確率為 89%,靈敏度為 85%,特異度為 90%。在不同人群中,識(shí)別的準(zhǔn)確性差別不大,包括不同年齡、性別、體重指數(shù)、心衰分級(jí),以及合并和不合并心房顫動(dòng)的人群。
利用心臟運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)識(shí)別心衰的受試者工作特征曲線 | 參考文獻(xiàn)[2]
居家維護(hù)身體健康
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這項(xiàng)研究顯示,用內(nèi)置于智能手機(jī)的運(yùn)動(dòng)傳感器進(jìn)行心臟功能的簡(jiǎn)單評(píng)估是可行的,并且有可能實(shí)現(xiàn)心衰患者的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)。
雖然手機(jī)中的 MEMS 技術(shù)并非專(zhuān)為描記心臟運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì),仍可在 99% 以上的參與者中獲取可靠的信號(hào),并得到 89% 的準(zhǔn)確率。也就是,我們現(xiàn)在使用的智能手機(jī)自帶精確傳感器,識(shí)別不需要額外購(gòu)買(mǎi)任何硬件,僅需獲得軟件來(lái)收集信息和得到判斷。另外,本研究采用的方法簡(jiǎn)單快捷,可識(shí)別的人群廣。
本研究也存在一些不足。芬蘭醫(yī)院入選的對(duì)照者未接受心臟超聲檢查,因此不能排除沒(méi)有癥狀體征的心衰患者。另外,心衰組與對(duì)照組的人口學(xué)特征存在差異,心衰患者平均年齡較大(64 歲 vs. 61 歲),男性較多(64.9% vs. 41.4%),合并其他疾病較多。這可能使識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)的建立出現(xiàn)偏差。因此,還需要進(jìn)一步研究驗(yàn)證此結(jié)果。
除了用手機(jī)檢測(cè)心臟運(yùn)動(dòng),還有研究人員在探索遠(yuǎn)程判斷心衰的其他方法。有研究顯示,利用人工智能對(duì)智能手表記錄的心電圖進(jìn)行分析,可幫助判斷心衰,甚至預(yù)測(cè)未來(lái) 10 年內(nèi)患心衰或心律失常的風(fēng)險(xiǎn)。
目前,使用智能設(shè)備遠(yuǎn)程判斷疾病的技術(shù)仍處于早期階段,還不能用于診斷疾病。但隨著傳感技術(shù)和算法的不斷改進(jìn),其有望徹底改變醫(yī)療保健,使遠(yuǎn)程預(yù)防、診斷和治療疾病成為可能,縮小醫(yī)療資源的差距,幫助所有使用者遠(yuǎn)離疾病威脅。