Ilmuwan Menemukan Diagnosis Tersembunyi di Kebugaran Perhatikan Data Detak Jantung

Jantung manusia berdetak sekitar 86.000 kali per hari, semakin cepat jika Anda minum kafein atau berlari dan melambat jika Anda berbaring atau menonton TV. Anda mungkin tidak memperhatikan fluktuasi ini, tetapi pelacak kebugaran Anda, mengumpulkan setiap impuls listrik kecil dan menyimpannya dengan hati-hati di server. Tersembunyi di antara jutaan titik data, ungkap para ilmuwan di University of California, San Francisco, mungkin tanda-tanda kondisi medis yang mengintai jauh di dalam hati beberapa atlet yang tahan lama. Tetapi Anda tidak akan menemukannya hanya dengan pelacak kebugaran Anda.

Gregory Marcus, M.D.,, direktur penelitian klinis di Divisi Kardiologi UCSF, telah menemukan bahwa pelacak kebugaran adalah tambang emas dari data medis yang berpotensi mengubah hidup - tetapi hanya jika Anda menggunakan alat yang tepat untuk menggali itu. Memilah-milah data dari ribuan pengguna Fit Bit dan Apple Watch dengan algoritma yang disebut DeepHeart, ia telah berhasil menemukan tanda-tanda fibrilasi atrium, suatu kondisi jantung yang umum dan sering tanpa gejala yang dapat menyebabkan jantung rusak. Larry Bird, dari ketenaran Boston Celtics, terkenal menderita kondisi itu.

“Kami tahu bahwa atrial fibrilasi dapat asimptomatik dan tidak terdeteksi secara klinis,” Marcus memberi tahu Terbalik. Ia bermitra dengan Cardiogram, sebuah startup yang menerapkan pembelajaran mesin untuk menganalisis data detak jantung, memahami kebisingan. "Kami melihat jam tangan pintar sebagai cara untuk menyaring fibrilasi atrium, tetapi langkah pertama adalah mengembangkan algoritma sehingga kami dapat secara akurat mendeteksinya."

Penyakit yang Sulit Dideteksi

Bird, bersama dengan legenda tenis Billie Jean King, tidak menyadari sampai dalam karir mereka bahwa mereka memiliki fibrilasi atrium. Untuk mengelolanya, Bird harus menjalani pengencer darah, yang membuatnya mengembangkan jantung yang membesar yang akhirnya mengakhiri kariernya. Pada 1999, ia mengungkapkan kepada Ilustrasi olah Raga bahwa ia hampir pingsan karena jantung yang berdebar selama satu pertandingan yang sangat menegangkan melawan Chicago Bulls.

Tentu saja, itu tidak hanya mempengaruhi atlet terkenal. Sebuah studi yang dipublikasikan di Jurnal Jantung Belanda awal tahun ini menunjukkan bahwa kemungkinan bahwa "atlet veteran" akan mengembangkan fibrilasi atrium tiga sampai delapan kali lebih tinggi daripada atlet yang sangat terlatih, seperti pengendara sepeda, pemain ski lintas negara dan pelari maraton. Mengidentifikasi situasi yang mengarah pada episode fibrilasi atrium sangat penting karena diagnosis terkait dengan risiko lebih tinggi dari tiga komplikasi utama: gagal jantung, angina, dan stroke.

Data dari Kehidupan Nyata

Fibrilasi atrium sulit untuk didiagnosis karena cenderung datang dan pergi. Itu terjadi ketika dua ruang atas jantung menjadi rusak, mengirimkan sinyal listrik yang menyebabkan jantung berdebar cepat. Beberapa orang mengalami fibrilasi atrium yang berkelanjutan, tetapi yang lain hanya melakukannya dalam kondisi tertentu, seperti saat pesta minuman keras. Manfaat dari selalu memakai pelacak kebugaran adalah bahwa data dapat mengidentifikasi situasi yang menyebabkan kondisi terwujud.

"Pengukuran jauh lebih mencerminkan apa yang sebenarnya terjadi pada seorang individu," katanya. "Ini bukan data khas yang Anda dapatkan dari rumah sakit atau situs studi, tetapi data dari orang-orang ketika mereka di rumah atau di tempat kerja." Dalam hal itu, ia dapat menggunakan DeepHeart untuk menemukan pemicu potensial untuk penyaringan atrium dalam harian orang. hidup.

Keuntungan lain dari pelacak kebugaran adalah mereka melakukan pengukuran berulang, secara harfiah dalam hitungan detik sepanjang hari. Dalam mode latihan, mereka melakukan pengukuran lebih sering - sekitar sekali setiap lima detik - yang sangat berguna untuk melihat atrial fibrilasi karena cenderung mempengaruhi atlet yang berlatih sangat keras tetapi tidak sering melihat sesuatu yang aneh di tengah latihan.

Irama yang Tidak Teratur

Data denyut jantung dari beberapa perusahaan lebih bermanfaat daripada yang lain, kata Marcus. Misalnya, beberapa perusahaan akan merilis data detak jantung mentah, yang diatur dalam interval denyut-ke-denyut; yang lain, seperti Apple, tidak akan membiarkan para ilmuwan mengakses data yang terperinci. Deepheart, ia menjelaskan, dapat memanfaatkan sebagian besar tipe data yang berbeda di luar sana.

Itu tidak benar-benar mencari pola dalam detak jantung - detak jantung itu sendiri adalah pola - lebih tepatnya, ia mencari keacakan. “Fibrilasi atrium dapat meningkatkan denyut jantung, tetapi denyut jantung bisa normal dan hal yang paling khas adalah keacakan interval. antara detak jantung, artinya sama sekali tidak ada pola untuk itu, "jelasnya. Fibrilasi atrium, katanya, adalah "irama tidak teratur yang tidak teratur."

DeepHeart pertama kali diuji dalam studi percontohan pada 137 juta detak jantung dari 9.750 peserta yang mengukur data pribadi menggunakan sensor detak jantung berbasis pergelangan tangan, seperti Apple Watch, dan data detak jantung dari 12-node EKG, seperti yang akan Anda temukan di kantor dokter. Hasilnya, diterbitkan dalam Kardiologi JAMA. DeepHeart berhasil menggunakan data pelacak kebugaran untuk mengidentifikasi dengan benar tanda-tanda fibrilasi atrium, mengungguli bahkan dua strategi laporan diri yang secara tradisional digunakan untuk mengidentifikasi kondisi tersebut. Tetapi algoritma hanya sebagus data yang dicolokkan ke dalamnya: Data EKG berkualitas tinggi menghasilkan prediksi yang lebih baik menggunakan DeepHeart, katanya (tetapi data berbasis pergelangan tangan masih "sederhana" akurat).

Integrasi DeepHeart dengan pelacak kebugaran telah memberikan bukti konsep yang kuat untuk studi Marcus selanjutnya, yang disebut mRhythm, yang bertujuan untuk menjelaskan penyebab fibrilasi atrium. Saat ini, dia memiliki sekitar 200.000 dari satu juta orang yang akan dia perlukan untuk belajar. Manfaatnya akan berlipat ganda: Kumpulan data besarnya tidak hanya akan membantu kita memahami data detak jantung kita sendiri dengan lebih baik, tetapi juga menunjukkan perangkat mana yang berfungsi mendeteksi penyakit jantung dan mana yang tidak:

"Bagian utama dari pekerjaan kami adalah menerapkan penelitian ilmiah yang ketat untuk perangkat yang umumnya dipasarkan langsung ke konsumen tanpa penelitian yang ketat," katanya. "Bagian utama dari pekerjaan kita adalah menyediakan itu."