Ученый находит скрытый диагноз в данных о частоте сердечных сокращений в фитнес-часах

Человеческое сердце бьется около 86 000 раз в день, ускоряясь, если вы пьете кофеин или бегаете, и замедляясь, если ложитесь или смотрите телевизор. Вы, вероятно, не замечаете эти колебания, но ваш фитнес-трекер обнаруживает каждый крошечный электрический импульс и тщательно хранит его на сервере. Ученые из Калифорнийского университета в Сан-Франциско, скрытые среди этих миллионов данных, могут быть признаками медицинского состояния, которое скрывается в сердцах некоторых спортсменов на выносливость. Но вы не найдете их только с помощью своего фитнес-трекера.

Грегори Маркус, доктор медицинских наук, директор по клиническим исследованиям в отделении кардиологии UCSF, обнаружил, что фитнес-трекеры - это золотая жила для потенциально изменяющих жизнь медицинских данных - но только если вы используете правильные инструменты, чтобы выкопать их. Анализируя данные тысяч пользователей Fit Bit и Apple Watch с помощью алгоритма DeepHeart, ему удалось обнаружить признаки мерцательная аритмия, распространенное и часто бессимптомное заболевание сердца, которое может привести к тому, что сердце потеряет сознание. Ларри Берд, известный в Бостон Селтикс, страдает от этого заболевания.

«Мы знаем, что мерцательная аритмия может протекать бессимптомно и клинически не обнаруживаться», - говорит Маркус обратный, Он работает в партнерстве с Cardiogram, стартапом, который применяет машинное обучение для анализа данных о частоте сердечных сокращений, определяя уровень шума. «Мы рассматривали умные часы как способ выявления мерцательной аритмии, но первым шагом является разработка алгоритмов, чтобы мы могли точно их обнаружить».

Болезнь, которую трудно обнаружить

Птица, вместе с легендой тенниса Билли Джин Кинг, до самой карьеры не замечали, что у них мерцательная аритмия. Чтобы справиться с этим, Бёрд вынужден был пойти на разжижитель крови, что заставило его развить увеличенное сердце, что в конечном итоге положило конец его карьере. В 1999 году он открыл Спорт Иллюстрированный что он чуть не потерял сознание из-за трепетного сердца во время одной особенно напряженной игры против «Чикаго Буллз».

Конечно, это касается не только известных спортсменов. Исследование опубликовано в Журнал "Сердце Нидерландов" Ранее в этом году было показано, что вероятность того, что у «ветеранов-спортсменов» разовьется мерцательная аритмия, в три-восемь раз выше, чем у высококвалифицированных спортсменов на выносливость, таких как велосипедисты, лыжники и марафонцы. Выявление ситуаций, которые приводят к эпизодам фибрилляции предсердий, имеет решающее значение, поскольку диагноз связан с более высоким риском трех основных осложнений: сердечной недостаточности, стенокардии и инсульта.

Данные из реальной жизни

Мерцательная аритмия сложно диагностировать, потому что она имеет тенденцию приходить и уходить. Это происходит, когда две верхние камеры сердца теряют силу, посылая электрические сигналы, которые вызывают учащенное сердцебиение. Некоторые люди испытывают устойчивую мерцательную аритмию, но другие делают это только при определенных условиях, например, во время пьянства. Преимущество постоянного ношения фитнес-трекера состоит в том, что данные могут идентифицировать ситуации, которые вызывают состояние, чтобы проявиться.

«Измерения гораздо более отражают то, что действительно происходит с человеком», - говорит он. «Это не типичные данные, которые вы получаете из больницы или учебного центра, но данные от людей, когда они дома или на работе». В этом смысле он может использовать DeepHeart, чтобы обнаружить потенциальные триггеры для предсердной фильтрации в повседневной жизни людей. жизни.

Другой плюс фитнес-трекеров заключается в том, что они проводят повторные измерения буквально с шагом в течение дня. В режиме тренировки они проводят еще более частые измерения - примерно раз в пять секунд - что особенно полезно для выявления мерцательной аритмии, потому что это оказывает влияние на спортсменов, которые тренируются особенно тяжело, но часто не замечают ничего странного в середине тренировки.

Неправильно Неправильный Ритм

Маркус считает, что данные сердечного ритма некоторых компаний более полезны, чем другие. Например, некоторые компании будут публиковать необработанные данные о сердечном ритме, организованные с интервалами между ударами; другие, например Apple, не позволят ученым получить доступ к таким детальным данным. Deepheart, объясняет он, может максимально использовать различные типы данных.

На самом деле он не ищет паттерны сердечного ритма - частота сердечных сокращений сама являются шаблоны - скорее, это выглядит случайностью. «Мерцательная аритмия может увеличить частоту сердечных сокращений, но частота сердечных сокращений может быть нормальной, и наиболее характерной особенностью является случайность интервала между сердцебиение, означающее, что в этом нет абсолютно никакой закономерности », - объясняет он. Мерцательная аритмия, по его словам, является «нерегулярно нерегулярным ритмом».

DeepHeart впервые был протестирован в пилотном исследовании 137 миллионов ударов сердца от 9 750 участников, которые измеряли личные данные с помощью датчиков сердечного ритма на запястьях, таких как Apple Watch, и данные о сердечном ритме из ЭКГ с 12 узлами, как вы могли бы найти в кабинет врача. Результаты, опубликованные в JAMA Кардиология, DeepHeart удалось использовать данные фитнес-трекера, чтобы правильно идентифицировать признаки мерцательной аритмии, превзойдя даже две стратегии самоотчетов, традиционно используемые для идентификации состояния. Но алгоритм хорош только в той мере, в которой к нему подключены данные: более качественные данные ЭКГ дают лучшие прогнозы с использованием DeepHeart, говорит он (но данные на запястье все еще были «скромно» точными).

Интеграция DeepHeart с фитнес-трекерами предоставила мощное доказательство концепции следующего исследования Маркуса под названием mRhythm, целью которого является пролить свет на причины мерцательной аритмии. Сейчас у него около 200 000 из одного миллиона человек, которые ему понадобятся для исследования. Преимущества будут двоякими: его огромный набор данных не только поможет нам лучше понять наши собственные данные о частоте сердечных сокращений, но также покажет, какие устройства подходят для обнаружения заболеваний сердца, а какие нет:

«Основная часть нашей работы заключается в применении строгих научных исследований к устройствам, которые обычно продаются непосредственно потребителям без этих тщательных исследований», - говорит он. «Основная часть нашей работы заключается в обеспечении этого».