Американські інженери та кардіологи розробили прототип розумної колонки, яка здатна безконтактно вимірювати серцевий ритм людини. Пристрій посилає нечутні звукові сигнали та, аналізуючи їхнє відлуння, ідентифікує серцебиття людини, що сидить навпроти. Опис винаходу оприлюднений у журналі Communications Biology.
Розумна колонка вимірює серцебиття дослідника, що сидить перед нею. Mark Stone / University of Washington
Для чого це потрібно?
Вимірювання частоти серцевих скорочень є базовим і важливим елементом обстеження пацієнтів. Але крім власне швидкості пульсу лікарі також звертають увагу на те, з яким ритмом скорочується серце. Для деяких серцевих захворювань типовими є різні аритмії, коли ця ритмічність та послідовність порушується. Вони можуть призводити до серцевих нападів та інсультів, тому своєчасне виявлення є запорукою успішного лікування. Для цього зазвичай застосовують електрокардіографію (ЕКГ), та її можна проводити лише у медичних закладах. Це накладає обмеження на частоту проведення обстеження, а крім цього, процедура ЕКГ вимагає фізичного контакту з пацієнтом, що може загрожувати здоров'ю медичного персоналу у випадку наявності в обстежуваного інфекційного захворювання або самого хворого, якщо він має алергію на матеріали, з якими доводиться контактувати. Прагнучи обійти ці обмеження, інженери з Вашингтонського університету розробили безконтактний пристрій для ідентифікації ритмів серцевих скорочень.
Що вони створили?
Вчені працювали із прототипом розумної колонки. Але замість звичайного голосового асистента, як Алекса, її оснастили алгоритмами машинного навчання, пристосованими до відстеження серцевого ритму. Принцип роботи полягає у наступному.
Колонка надсилає невловимі для людського вуха акустичні сигнали в кімнату, а алгоритм машинного навчання аналізує, яким чином вони відлунюють. Якщо перед пристроєм на відстані 30-60 сантиметрів сидить людина, то він може вловити найменші коливання шкіри, викликані серцебиттям. Так само він визначає часові інтервали між серцевими циклами.
Наскільки технологія ефективна?
Вчені перевірили її на людях двох груп — 26 здорових учасниках та 24 госпіталізованих у кардіологічне відділення, що мали різні серцеві патології, як-от миготіння передсердь чи серцеву недостатність. Пристрій зумів успішно виміряти майже 12 300 серцевих скорочень здорових добровольців із точністю визначення інтервалів між ударами до 28 мілісекунд, якщо порівнювати зі стандартними методами для відстеження серцевих ритмів. У хворих учасників колонка виміряла понад 5 600 ударів із точністю визначення інтервалів між ними до 30 мілісекунд.
Надалі розробники прагнуть вдосконалити технологію, щоб розумна колонка могла тривалий час безперервно відстежувати серцевий ритм. Це стало б у пригоді для обстеження під час сну або в лікарняних умовах.