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Alexa, ¿tengo un ritmo cardíaco anormal? Investigadores de la UW utilizan IA y altavoces inteligentes para controlar los latidos cardíacos irregulares

17 de marzo de 2021

Los parlantes inteligentes son conocidos por reproducir su música favorita, indicarle el clima o recordarle cuándo levantarse y dar un paseo. También podrían ser una herramienta importante en cardiología.

Investigadores de la Universidad de Washington han desarrollado una forma de monitoreo sin contenido, que permite a los altavoces inteligentes identificar y monitorear los latidos del corazón individuales utilizando tecnología de sonar. El aprendizaje automático (ML) hace posible esta tecnología. Los investigadores de la UW publicaron los hallazgos el 9 de marzo en la revista Communications Biology.

El coautor principal Shyam Gollakota, profesor asociado de la Universidad de Washington en la Escuela de Ingeniería y Ciencias de la Computación Paul G. Allen, dice que no detectar latidos es una habilidad sorprendente para los oradores inteligentes, sino el hecho de que alexa detecte latidos cardíacos irregulares.

«Los latidos del corazón regulares son bastante fáciles de detectar incluso si la señal es pequeña porque se puede buscar un patrón periódico en los datos», dijo Gollakota en un comunicado. “Pero los latidos cardíacos irregulares son realmente un desafío porque no existe tal patrón. No estaba seguro de que fuera posible detectarlos, por lo que me sorprendió gratamente que nuestros algoritmos pudieran identificar latidos cardíacos irregulares durante las pruebas con pacientes cardíacos «.

Los algoritmos pueden detectar el movimiento de la pared torácica y separar las señales de los movimientos respiratorios y el ruido ambiental, según el estudio.

«Específicamente, el altavoz emite un sonido inaudible de alta frecuencia que se refleja en el pecho del usuario y es recibido por la matriz de micrófonos», dijo a Fierce Healthcare el autor principal Anran Wang, estudiante de doctorado en la Escuela Allen de la Universidad de Washington. «Diseñamos un algoritmo de aprendizaje auto supervisado para analizar la señal y obtener la pequeña vibración de la piel causada por los latidos del corazón».

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Algunos participantes del estudio usaron un sistema de sensor Polar H10 que emite frecuencia cardíaca e intervalos de ondas R, llamados intervalos RR. Otros llevaban un monitor CorSense en la yema del dedo. Transmitieron datos a su teléfono inteligente mediante Bluetooth. Los investigadores compararon los resultados del altavoz inteligente con los de un monitor de ECG. Encontraron que la diferencia en los datos no era «médicamente relevante», según The Washington Post.

Si un altavoz inteligente pudiera ofrecer una prueba económica para las personas, podría ayudar a diagnosticar arritmias cardíacas, que causan accidentes cerebrovasculares, según el coautor principal Arun Sridhar, M.D., profesor asistente de cardiología en la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington.

«La disponibilidad de una prueba de bajo costo que se puede realizar con frecuencia y en la comodidad del hogar puede cambiar las reglas del juego para ciertos pacientes en términos de diagnóstico y manejo temprano», dijo Sridhar en un comunicado.

Los investigadores utilizaron ML para tomar señales provenientes de varios micrófonos de un altavoz inteligente para detectar una «señal de latido del corazón esquiva», según los investigadores. Del mismo modo que un altavoz inteligente como Alexa puede detectar la voz de una persona incluso si hay un televisor o varias personas en la habitación, el altavoz inteligente también puede detectar un latido entre otros sonidos.

“El algoritmo de aprendizaje auto-supervisado aprende las ubicaciones espaciales de los latidos del corazón por sus características mientras minimiza otras interferencias, como el ruido ambiental y el movimiento respiratorio”, dijo Wang. «Luego se enfoca en los latidos del corazón y deriva los intervalos de latido a latido».

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La noticia sigue a una herramienta de prueba de concepto que los investigadores de la UW introdujeron el año pasado que usa un altavoz inteligente como Google Home o Alexa o un teléfono inteligente para detectar si alguien está jadeando por aire, lo que se conoce como un evento de respiración agónica. Luego, la aplicación puede llamar al 911.

Altavoces inteligentes como herramientas de seguimiento de la salud

En el futuro, los profesionales médicos podrían usar parlantes inteligentes para monitorear los ritmos cardíacos como parte de los sistemas de telesalud y rastrear a las personas que requieren una prueba sin contacto debido a la sensibilidad de la piel. La tecnología también es valiosa para las personas en cuarentena, como durante una crisis de salud como COVID-19.

“Los médicos y enfermeras pueden establecer procedimientos de detección utilizando parlantes inteligentes en una habitación vacía sin preocuparse por la propagación de enfermedades”, dijo Wang.

La telesalud y el monitoreo remoto han crecido significativamente durante la crisis de salud de COVID, y empresas como Tyto Care han recibido nuevas inversiones para ayudarlas a mejorar los sistemas de monitoreo remoto.

“Ahora nuestras técnicas permiten la detección del ritmo cardíaco mediante altavoces inteligentes, lo que es un paso adelante para lograr la telemedicina”, dijo Wang. “Potencialmente puede beneficiar a millones de personas que viven lejos de los servicios médicos o que no tienen los recursos necesarios para controlar sus condiciones de salud y detectar posibles enfermedades cardíacas en el hogar”.

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Los altavoces inteligentes como Alexa han recibido la atención de la industria de la salud antes. El año pasado, la aseguradora de salud Anthem lanzó una versión mejorada de su habilidad Alexa en 13 mercados de seguros comerciales. La habilidad permite a los clientes ponerse en contacto con un agente de servicio al cliente de Anthem o solicitar resurtidos de recetas. Las personas con cualquier dispositivo Alexa o la aplicación móvil Alexa pueden usar la habilidad.

El gigante tecnológico Google también está aprovechando sus dispositivos inteligentes como herramientas de monitoreo de la salud. La compañía acaba de anunciar que su dispositivo doméstico inteligente Nest Hub actualizado tiene una función de seguimiento del sueño. La pantalla inteligente utiliza un seguimiento del sueño basado en radar, además de un algoritmo para la detección de tos y ronquidos.

En el futuro, la investigación con altavoces inteligentes se basará en el trabajo que permite que los sensores detecten la apnea del sueño y el paro cardíaco.

«Creemos que se pueden desarrollar más y más aplicaciones médicas en el futuro», dijo Wang.