Reproduktor, ktorý deteguje nepravidelný srdcový rytmus osoby v miestnosti
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 10. 3. 2021
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Vedci z Washingtonskej univerzity využili modernú technológiu strojového učenia na výrobu prototypu inteligentného reproduktora, ktorý dokáže monitorovať srdce človeka bez toho, aby sa ho osoba musela fyzicky dotknúť. Bezkontaktná metóda sledovania pravidelných a nepravidelných srdcových rytmov môže poskytnúť spôsob detekcie skorých prejavov srdcových ochorení. Toto zariadenie sa pritom počas testov ukázalo byť rovnako dobré ako štandardné monitorovacie zdravotnícke systémy.
Tím vedcov z Washingtonskej univerzity sa rozhodol vyvinúť zariadenie, ktoré by dokázalo sledovať srdcový rytmus používateľa v miestnosti bez potreby kontaktu. To by lekárom mohlo poskytnúť efektívnejší a spoľahlivejší indikátor toho, že sa niečo zhoršilo. Srdcový rytmus pritom označuje postupnosť jednotlivých úderov, ktoré sa môžu meniť ako súčasť nepravidelného obrazca.
Podľa vedcov sú poruchy srdcového rytmu v skutočnosti bežnejšie ako iné známe srdcové choroby. Srdcové arytmie pritom môžu spôsobiť veľké morbidity, ako sú infarkty, no môžu byť veľmi nepredvídateľné a teda ťažko diagnostikovateľné. Dostupnosť lacného testovacieho zariadenia, ktoré môže vykonávať merania často a v pohodlí domova by tak mohlo pre niektorých pacientov zmierniť riziko z hľadiska včasnej diagnostiky a liečby.
Tím pri návrhu zariadenia na identifikáciu jednotlivých úderov srdca pacienta použil takzvaný algoritmus strojového učenia s vlastnou kontrolou, ktorý funguje trochu inak ako bežné algoritmy strojového učenia, ktoré dostávajú súbor označených školiacich údajov a časom vylepšujú svoje metódy. Namiesto toho sa tento algoritmus učí za behu. V tomto prípade monitorovaním rôznych signálov prichádzajúcich z viacerých mikrofónov zabudovaných do prototypu inteligentného reproduktora.
Reproduktor vysiela nepočuteľné zvuky do miestnosti a algoritmus strojového učenia potom analyzuje zvuky, ktoré sa odrážajú späť k reproduktoru od osoby sediacej vo vzdialenosti najmenej 30 až 60 centimetrov. Zachytením malých zmien v týchto vrátených zvukoch dokáže algoritmus detegovať nielen izolované pohyby, ako sú vibrácie na koži spôsobené srdcovým rytmom, ale aj čas medzi dvoma srdcovými údermi.
Testovanie technológie u skupiny 26 zdravých účastníkov a 24 pacientov s rôznymi srdcovými stavmi prinieslo tímu niekoľko sľubných výsledkov. Úspešne bolo zmeraných takmer 12 300 úderov srdca medzi zdravými účastníkmi a interval medzi údermi bol sledovaný do 28 milisekúnd v porovnaní s meraniami získanými na štandardnom monitorovacom zariadení. Pri použití na pacientoch so srdcovými poruchami nameral reproduktor viac ako 5 600 úderov srdca, pričom stredný interval medzi údermi bol nameraný do 30 milisekúnd v porovnaní so štandardnými monitormi.
V súčasnej podobe je reproduktor navrhnutý tak, aby umožňoval jednorazové kontroly, pri ktorých sa pacient posadí pre neho. Ďalší vývoj by podľa tímu mohol viesť k neinvazívnemu spôsobu nepretržitého monitorovania srdcovej činnosti, napríklad keď človek spí.
