Команда ученых и инженеров из Вашингтонского университета разрабатывает устройство, способное отслеживать ритм сердца пользователя постоянно, пока он находится в помещении, а не кратковременно, как в случае тонометров. Такая информация более показательна для врачей

Исследование было опубликовано в журнале Communications Biology.

«Нарушения частоты сердцебиения на самом деле распространены шире, чем некоторые другие хорошо известные заболевания сердца, — сказал соавтор исследования Арун Шридхар. — Сердечная аритмия может вызывать такие серьезные проблемы, как инфаркты, но они крайне непредсказуемы в своих проявлениях, поэтому их трудно диагностировать. Появление доступных дешевых тестов, которые можно выполнять часто, не покидая дома, может стать решающим фактором для многих пациентов с точки зрения своевременной диагностики и лечения».

Разработчики применили алгоритм машинного обучения с самоконтролем, который отличается от вариантов, которым требуются размеченные данные и которые учатся постепенно. Этот алгоритм учится очень быстро, в данном случае, наблюдая за различными сигналами, поступающими от многочисленных микрофонов, встроенных в прототип умного динамика.

Динамик посылает неслышимые для человека звуки, а алгоритм анализирует то, как они отражаются от человека, сидящего в 30 — 60 см от него. Улавливая мельчайшие изменения в звуковых волнах, система не только изолирует нужные сигналы — например, вибрацию кожи, вызванную биением сердца — но и интервал между ударами.

Поместив прототип динамика в комнату, исследователи последовательно провели через нее 26 здоровых людей и 24 пациента с различными заболеваниями сердца. Результаты теста оказались намного выше ожиданий. Так, абсолютный процент ошибок в показаниях составил 3,6% со стандартным отклонением 4,3%. То есть точность мониторинга оказалась на уровне 92,1% и выше. При этом все участники оставались одетыми, находились в помещении по одному в течение всего 60 секунд, а аппарат размещался на расстоянии от 10 до 60 см от груди, на разном уровне.

В нынешней версии прибор может улавливать сигналы только неподвижно сидящего напротив пациента, но в дальнейшем разработчики намерены найти неинвазивный способ мониторить работу сердца человека в постоянном режиме, например, во время сна или просмотра сериалов.

«Если у вас есть подобное устройство, вы можете наблюдать за пациентом в течение длительного времени и определять шаблоны, индивидуализированные для пациента», - говорит Шридхар. «Например, мы можем выяснить, когда возникают аритмии для каждого конкретного пациента, а затем разработать соответствующие планы ухода, адаптированные к тому моменту, когда пациенты действительно в них нуждаются. Это будущее кардиологии. И прелесть использования таких устройств в том, что они уже есть дома».