Forsker finder en skjult diagnose i Fitness Watch Heart Rate Data

Et menneskeligt hjerte slår omkring 86.000 gange om dagen og accelererer, hvis du drikker koffein eller går i gang og sænker, hvis du lægger dig ned eller ser fjernsyn. Du bemærker nok ikke disse udsving, men din fitness tracker gør, samler hver lille elektrisk impuls og lagrer den omhyggeligt på en server. Skjult blandt de millioner af datapunkter, afslører forskere ved University of California, San Francisco, kan være tegn på en medicinsk tilstand, der lurker dybt i nogle udholdenheds atleteres hjerter. Men du vil ikke finde dem med din fitness tracker alene.

Gregory Marcus, M.D., direktør for klinisk forskning ved UCSF Division of Cardiology, har fundet ud af, at fitness trackers er en guldmine af potentielt livsskiftende medicinske data - men kun hvis du bruger de rigtige værktøjer til at grave det ud. Parsing gennem data fra tusindvis af Fit Bit og Apple Watch brugere med en algoritme kaldet DeepHeart, har han formået at få øje på tegn på atrieflimren, en almindelig og ofte asymptomatisk hjertesygdom, der kan få hjertet til at gå haywire. Larry Bird, af Boston Celtics berømmelse, berømte underkastet tilstanden.

"Vi har vidst, at atrieflimren kan være asymptomatisk og gå klinisk uopdaget," siger Marcus Inverse. Han er partner med kardiogram, en opstart, der anvender maskinindlæring til at analysere hjertefrekvensdata, der giver mening om støj. "Vi så smarte ure som en måde at skærmme for atrieflimren, men det første skridt er at udvikle algoritmer, så vi kan opdage det nøjagtigt."

En sygdom, der er svært at opdage

Bird, sammen med tennislegenden Billie Jean King, lagde ikke mærke til, før de var velkomne i deres karriere, at de havde atrieflimren. For at klare det, måtte fuglen fortsætte med blodfortyndere, som fik ham til at udvikle et udvidet hjerte, der i sidste ende bragte sin karriere til ophør. I 1999 afslørede han for Sports Illustreret at han næsten gik ud på grund af et fladdrende hjerte under et særligt stressende spil mod Chicago Bulls.

Selvfølgelig påvirker det ikke kun berømte atleter. En undersøgelse offentliggjort i The Netherlands Heart Journal tidligere i år viste, at sandsynligheden for at "veteran atleter" vil udvikle atrieflimren er tre til otte gange højere end hos højtuddannede udholdenhedsudøvere, som cyklister, langrendsløjper og maratonløbere. At identificere situationer, der fører til episoder af atrieflimren, er kritiske, fordi diagnosen er forbundet med en højere risiko for tre vigtige komplikationer: hjertesvigt, angina og slagtilfælde.

Data fra Real Life

Atrieflimren er vanskelig at diagnosticere, fordi den har tendens til at komme og gå. Det sker, når de to øverste kamre i hjertet går haywire, sender elektriske signaler, der forårsager hurtige hjertebanken. Nogle mennesker oplever vedvarende atrieflimren, men andre gør det kun under visse omstændigheder, som under binge-drikke. Fordelen ved konstant at bære en fitness tracker er at dataene kan identificere de situationer, der forårsager tilstanden til at manifestere.

"Målingerne er meget mere reflekterende over, hvad der virkelig sker for et individ," siger han. "Det er ikke de typiske data, du får fra et hospital eller et studiested, men data fra folk, når de er hjemme eller på arbejde." På den måde kan han bruge DeepHeart til at spotte potentielle udløsere for atrialtiltrækning i folks daglige bor.

Den anden opadrettede til fitness trackers er, at de tager gentagne målinger, bogstaveligt talt i trin på sekunder hele dagen. I træningstilstand tager de endnu hyppigere målinger - cirka en gang hvert femte sekund - hvilket er særligt nyttigt for at spotte atrieflimren, fordi det har tendens til at påvirke atleter, som træner særligt hårdt, men ikke ofte bemærker noget mærkeligt midt i en træning.

En uregelmæssigt uregelmæssig rytme

Hjertefrekvensdata fra nogle virksomheder er mere nyttige end andre, siger Marcus. F.eks. Vil nogle virksomheder frigive rå pulsdata, organiseret i beat-to-beat intervaller; Andre, som Apple, vil ikke lade forskere få adgang til data, der granulerer. Deepheart, forklarer han, kan få mest muligt ud af de forskellige datatyper derude.

Det ser faktisk ikke efter mønstre i hjertefrekvens - hjertefrekvenser selv er mønstre - snarere ser det ud til tilfældighed. "Atrieflimren kan øge hjertefrekvensen, men hjertefrekvensen kan være normal, og den mest karakteristiske ting er tilfældigheden af ​​intervallet mellem hjerteslag, hvilket betyder, at der absolut ikke er noget mønster. ", forklarer han. Atriafibrillering, siger han, er en "uregelmæssig uregelmæssig rytme."

DeepHeart blev først testet i en pilotundersøgelse på 137 millioner hjerteslag fra 9.750 deltagere, der målte personoplysninger ved hjælp af håndledsbaserede hjertefrekvensfølere, som Apple Watch og hjertefrekvensdata fra en 12-node EKG, som du ville finde i en læge kontor. Resultaterne, offentliggjort i JAMA-kardiologi. DeepHeart formåede at bruge fitness tracker data til korrekt at identificere tegn på atrieflimren, der overgik selv to selvrapporteringsstrategier, der traditionelt bruges til at identificere tilstanden. Men algoritmen er kun så god som de data, der er tilsluttet den: EKG-data af højere kvalitet producerede bedre forudsigelser ved hjælp af DeepHeart, siger han (men de håndledningsbaserede data var stadig "beskedne" nøjagtige).

DeepHearts integration med fitness trackers har givet et stærkt bevis på konceptet til Marcus næste studie, kaldet mRhythm, der har til formål at kaste lys over årsager af atrieflimren. Lige nu har han omkring 200.000 af de en million individer, han bliver nødt til at lave undersøgelsen. Fordelene vil være dobbelt: Hans enorme datasæt hjælper os ikke kun med at forstå vores egen hjertefrekvensdata bedre, men viser også, hvilke enheder der er op til jobbet med at opdage hjertesygdomme, og hvilke som ikke er:

"En stor del af vores job er at anvende streng videnskabelig forskning på enheder, der generelt markedsføres direkte til forbrugerne uden den strenge forskning," siger han. "En stor del af vores job er at give det."