Forsker finner en skjult diagnose i fitness Se hjertefrekvensdata

Et menneskelig hjerte slår om 86.000 ganger per dag, akselerere hvis du drikker koffein eller går en løp og senker ned hvis du legger deg ned eller ser på TV. Du merker sannsynligvis ikke disse svingningene, men treningssporeren gjør, samler hver liten elektrisk impuls og lagrer den forsiktig på en server. Skjult blant de millioner av datapunkter, avslører forskere ved University of California, San Francisco, kan være tegn på en medisinsk tilstand som lurker dypt i hjertet til noen utholdenhetsutøvere. Men du kommer ikke til å finne dem med din treningssporing alene.

Gregory Marcus, M.D., direktør for klinisk forskning ved UCSFs avdeling for kardiologi, har funnet ut at treningssporere er en gullgruve av potensielt livsforandrende medisinske data - men bare hvis du bruker de riktige verktøyene til å grave det ut. Parsing gjennom data fra tusenvis av Fit Bit og Apple Watch brukere med en algoritme som heter DeepHeart, har han klart å få øye på tegn på atrieflimmer, en vanlig og ofte asymptomatisk hjertesykdom som kan føre til at hjertet går haywire. Larry Bird, av Boston Celtics berømmelse, ble kjent med tilstanden.

"Vi har kjent at atrieflimmer kan være asymptomatisk og gå klinisk uoppdaget," forteller Marcus Omvendt. Han er samarbeidspartner med kardiogram, en oppstart som gjelder maskinlæring for å analysere hjertefrekvensdata, noe som gir lydfølelse. "Vi så smarte klokker som en måte å skjerme for atrieflimmer, men det første skrittet er å utvikle algoritmer slik at vi nøyaktig kan oppdage det."

En sykdom som er vanskelig å oppdage

Bird, sammen med tennislegenden Billie Jean King, la ikke merke til før de hadde hatt atriell fibrillasjon før de gikk inn i karrieren. For å klare det, måtte Bird gå på blodfortynnere, noe som førte til at han utviklet et utvidet hjerte som til slutt tok karrieren til en slutt. I 1999 avslørte han å Sports Illustrert at han nesten gikk ut på grunn av et flagrende hjerte under et spesielt stressende spill mot Chicago Bulls.

Selvfølgelig påvirker det ikke bare berømte idrettsutøvere. En studie publisert i The Netherlands Heart Journal tidligere i år viste at sannsynligheten for at "veteranutøvere" vil utvikle atrieflimmer er tre til åtte ganger høyere enn i høyt utdannede utholdenhetsutøvere, som syklister, langrennsløpere og maratonløpere. Å identifisere situasjoner som fører til episoder med atrieflimmer er kritiske fordi diagnosen er knyttet til en høyere risiko for tre store komplikasjoner: hjertesvikt, angina og slag.

Data fra Real Life

Atrieflimmer er vanskelig å diagnostisere fordi det pleier å komme og gå. Det skjer når de to overkamrene i hjertet går haywire, sender ut elektriske signaler som forårsaker raske hjertebanken. Noen mennesker opplever vedvarende atrieflimmer, men andre gjør det bare under visse forhold, som under binge drikking. Fordelen med å bruke en fitness tracker er at dataene kan identifisere situasjoner som fører til at tilstanden manifesterer seg.

"Målingene er mye mer reflekterende av hva som virkelig skjer med et individ," sier han. "Det er ikke de typiske dataene du får fra et sykehus eller et studieområde, men data fra folk når de er hjemme eller på jobb." På den måten kan han bruke DeepHeart til å kartlegge potensielle utløsere for atriell filtrering i folks daglige bor.

Den andre oppsiden til treningssporere er at de tar gjentatte målinger, bokstavelig talt i trinn på sekunder gjennom hele dagen. I treningsmodus tar de enda hyppigere målinger - omtrent hvert femte sekund - noe som er spesielt nyttig for å spotte atrieflimmer fordi det har en tendens til å påvirke utøvere som trener spesielt hardt, men legger ikke merke til noe merkelig midt i en treningsøkt.

En uregelmessig uregelmessig rytme

Hjertefrekvensdata fra enkelte selskaper er mer nyttige enn andre, sier Marcus. For eksempel vil noen selskaper frigjøre rå hjertefrekvensdata, organisert i beat-to-beat intervaller; andre, som Apple, vil ikke la forskere få tilgang til data som granulerer. Deepheart, forklarer han, kan få mest mulig ut av de forskjellige datatyper der ute.

Det ser faktisk ikke etter mønstre i hjertefrekvens - hjertefrekvensen selv er mønstre - heller ser det ut til tilfeldighet. "Atrieflimmer kan øke hjertefrekvensen, men hjertefrekvensen kan være normal og det som er mest karakteristisk er tilfeldigheten av intervallet mellom hjerteslag, noe som betyr at det er absolutt ingen mønster for det. ", forklarer han. Atriell fibrillasjon, sier han, er en "uregelmessig uregelmessig rytme."

DeepHeart ble først testet i en pilotstudie på 137 millioner hjerteslag fra 9.750 deltakere som målt personopplysninger ved hjelp av håndleddbaserte hjertefrekvenssensorer, som Apple Watch, og hjertefrekvensdata fra en 12-nod EKG, som du ville finne i et lege kontor. Resultatene, publisert i JAMA kardiologi. DeepHeart klarte å bruke treningssporingsdataene til å identifisere tegn på atrieflimmer, og utgjorde selv to selvrapporteringsstrategier som tradisjonelt brukes til å identifisere tilstanden. Men algoritmen er bare like god som dataene plugget inn i den: EKG-data av høyere kvalitet ga bedre spådommer ved hjelp av DeepHeart, sier han (men håndleddsbaserte dataene var fortsatt "beskjedne" nøyaktige).

DeepHearts integrasjon med treningssporere har gitt et kraftig bevis på konseptet til Marcus neste studie, kalt mRhythm, som tar sikte på å kaste lys på fører til av atrieflimmer. Akkurat nå har han om lag 200.000 av de en million individer han trenger for å gjøre studien. Fordelene vil være todelt: Hans store datasett vil ikke bare hjelpe oss med å forstå vår egen hjertefrekvensdata bedre, men også også vise hvilke enheter som er opp til jobben for å oppdage hjertesykdom, og hvilke som ikke er:

"En stor del av vår jobb er å søke streng vitenskapelig forskning på enheter som generelt markedsføres direkte til forbrukerne uten den strenge forskningen," sier han. "En stor del av vår jobb er å gi det."