Persönliche Gesundheit

‚Alexa, monitor, mein Herz“: Forscher entwickeln erste kontaktlose Herzstillstand KI-system für smart Lautsprecher

Fast 500.000 Amerikaner sterben jedes Jahr an Herzversagen, wenn das Herz plötzlich aufhört zu schlagen.

Menschen mit Herzstillstand plötzlich nicht mehr reagiert und entweder aufhören zu atmen oder nach Luft schnappen, ein Zeichen, bekannt als schnappatmung zu atmen. Sofortige CPR kann verdoppeln oder verdreifachen Sie jemand die chance zu überleben, aber das erfordert ein Zuschauer anwesend zu sein.

Herz-Festnahmen ereignen sich Häufig außerhalb des Krankenhauses und in die Privatsphäre von jemandem zu Hause. Neue Forschung schlägt vor, dass eine der häufigsten Orte für eine out-of-Krankenhaus Herzstillstand in ein patient ‚ s Schlafzimmer, wo niemand ist wahrscheinlich, um oder wach, um zu reagieren und Pflege.

Forscher an der University of Washington entwickelt haben, ein neues Instrument zur überwachung der Menschen für Herzstillstand, während Sie schlafen, ohne Sie zu berühren. Eine neue Fähigkeit für einen smart speaker— wie Google-Startseite und Amazon Alexa—oder smartphone können Sie das Gerät erkennen, das Keuchen sound von Atmung und schnappatmung nach Hilfe rufen. Im Durchschnitt der proof-of-concept-tool, das entwickelt wurde mit real-Atmung schnappatmung Instanzen erfasst von 911 Anrufe, erkannt schnappatmung Atmung Veranstaltungen 97% der Zeit aus bis zu 20 Meter (oder 6 Meter) entfernt. Die Ergebnisse sind veröffentlicht Juni 19 in npj Digitalen Medizin.

„Eine Menge Leute haben smart Lautsprecher in Ihre Häuser, und diese Geräte haben erstaunliche Fähigkeiten, die wir nutzen können“, sagte co-entsprechenden Autor Shyam Gollakota, außerordentlicher professor in der UW-Paul G. Allen School of Computer Science & Engineering. „Wir uns vorstellen, ein kontaktloses system, das funktioniert, indem kontinuierlich und passiv-überwachung der Schlafzimmer, für eine schnappatmung Atmung Ereignis-und Alarmmeldungen jemand in der Nähe zu kommen, geben CPR. Und dann, wenn es keine Reaktion, kann das Gerät automatisch call 911.“

Schnappatmung Atmung vorhanden ist für über 50% der Menschen, die von Herz-Festnahmen nach 911 Anruf-Daten, und Patienten, die nehmen schnappatmung Atemzüge oft eine bessere chance haben zu überleben.

„Diese Art der Atmung geschieht, wenn ein patient wirklich niedrige Sauerstoff-Niveaus,“ sagte co-entsprechenden Autor Dr. Jacob Sonnenschein, ein Assistent professor für Anästhesiologie und Schmerz-Medizin an der UW School of Medicine. „Es ist eine Art von einem kehligen Keuchen Lärm, und seine Einzigartigkeit macht es einen guten audio-biomarker zu verwenden, um zu ermitteln, ob jemand gerade einen Herzstillstand.“

Die Forscher sammelten Geräusche der Atmung schnappatmung aus echten 911 Anrufe zu Seattle ‚ s Emergency Medical Services. Da Patienten mit Herzstillstand sind oft unbewusst, Zuschauer verzeichnete die schnappatmung Atemgeräusche, indem Sie Ihre Telefone bis zum Mund des Patienten, so dass der dispatcher könnte bestimmen, ob der patient benötigt sofortige CPR. Das team gesammelt 162 Aufrufe zwischen 2009 und 2017 und extrahiert mit 2,5 Sekunden audio am Anfang jeder schnappatmung Atem zu kommen mit insgesamt 236 clips. Das team eroberte die Aufnahmen auf verschiedenen smart-Geräten—ein Amazon-Alexa, ein iPhone 5s und ein Samsung Galaxy S4 und verschiedene machine learning-Techniken zur Steigerung der dataset 7,316 positive clips.

„Wir spielten diese Beispiele, die sich in unterschiedlichen Entfernungen zu simulieren, wie es klingen würde, wenn es der patient wurde an verschiedenen Orten in das Schlafzimmer,“ sagte ersten Autor Justin Chan, ein Doktorand in der Allen Schule. „Außerdem haben wir verschiedene störende Geräusche wie die Geräusche der Katzen und Hunde, Autos Hupen, Klimaanlage, Dinge, die Sie normalerweise zu hören, in einem Zuhause.“

Für die negativ-dataset, das team 83 Stunden von audio-Daten, die während der Schlaf-Studien, woraus 7,305 sound-samples. Diese clips enthalten typische Geräusche, die Menschen machen sich in Ihren Schlaf, wie Schnarchen oder obstruktive Schlafapnoe.

Aus diesen Datensätzen, das team verwendet maschinelles lernen, ein Instrument zu schaffen, dass konnte erkennen, schnappatmung Atmung 97% der Zeit, wenn das smart-Gerät platziert wurde, bis zu 6 Meter entfernt von einem Lautsprecher erzeugen Klänge.

Neben dem team getestet, der Algorithmus, um sicherzustellen, dass es nicht versehentlich zu klassifizieren, eine andere Art der Atmung, wie Schnarchen, als schnappatmung zu atmen.

„Wir wollen nicht warnen, die entweder Rettungsdienst oder Angehörigen, unnötig, so ist es wichtig, dass wir reduzieren unsere false-positive-rate“, sagte Chan.

Für die Schlaflabor-Daten, der Algorithmus falsch kategorisiert Atmung Klang wie schnappatmung Atmung 0.14% der Zeit. Die falsch-positiv-rate wurde über 0.22% für separate audio-clips, in denen freiwillige aufgenommen hatte sich während des Schlafes in Ihren eigenen Häusern. Aber wenn das team hatte das tool klassifizieren etwas als schnappatmung zu atmen, nur wenn es festgestellt, zwei verschiedene Ereignisse, die mindestens 10 Sekunden auseinander, die falsch-positiv-rate sank auf 0% für beide tests.

Das team sieht vor, könnte dieser Algorithmus funktionieren wie eine app, oder eine Fertigkeit für Alexa, der läuft passiv auf einer smart-Lautsprecher-oder ein smartphone, während die Menschen schlafen.

„Dies könnte zur lokalen Ausführung auf den Prozessoren enthalten, die im Alexa. Es läuft in Echtzeit, so dass Sie nicht brauchen, für etwas zu speichern oder senden Sie alles in die cloud,“ Gollakota sagte.

„Jetzt ist ein guter proof of concept mit dem 911 Anrufe in der Seattle metropolitan area,“ sagte er. „Aber wir müssen mehr Zugang zu 911 Anrufe im Zusammenhang mit Herzstillstand, so dass wir bei der Verbesserung der Genauigkeit des Algorithmus weiter und sorgen dafür, dass es verallgemeinert über eine größere Bevölkerung.“

Die Forscher planen, vermarkten diese Technologie durch eine UW-spinout -, Sound-Life Sciences, Inc.