Investigadores de la Universidad de Washington han descubierto una forma de utilizar algoritmos de aprendizaje automático para convertir altavoces inteligentes en dispositivos médicos sensibles que pueden detectar latidos cardíacos irregulares.
Los científicos usan parlantes inteligentes como Amazon Echo o Google Home para enviar un sonido inaudible que rebota en el pecho de una persona y regresa al dispositivo, remodelado de una manera que revela los latidos del corazón. Un ritmo cardíaco desigual puede estar asociado con dolencias que incluyen accidentes cerebrovasculares o apnea del sueño.
Los investigadores emplearon un algoritmo de aprendizaje automático para detectar los latidos del corazón de otros sonidos y señales como la respiración, que es más fácil de detectar porque implica un movimiento mucho más grande. El algoritmo también era necesario para concentrarse en los ritmos cardíacos erráticos, que desde una perspectiva de salud son generalmente más importantes de identificar que un «lub-dub» constante.
«Si tiene un patrón regular, es fácil de encontrar», dijo el Dr. Arun Sridhar, profesor asistente de cardiología en la Facultad de Medicina de la UW. «Si está por todas partes, es un desafío».
Así es como funciona:
- El altavoz inteligente envía una señal inaudible continua que golpea a una persona que está sentada a 1-2 pies de distancia del dispositivo.
- La señal del sonar rebota, reflejando los pequeños movimientos del pecho que provienen de los movimientos de un corazón latiendo.
- Esa señal es capturada por los múltiples micrófonos del altavoz inteligente. (Los micrófonos son los que permiten a Alexa o al Asistente de Google sintonizar una voz específica que está dando instrucciones, separándola de la charla de fondo).
- Un «algoritmo de formación de haz» escrito por los investigadores permite al hablante utilizar la entrada de los micrófonos para aislar la señal de los latidos del corazón de otros ruidos.
La tecnología no invasiva podría usarse en el hogar o en entornos clínicos para controlar a los pacientes de forma remota, para diagnosticar enfermedades o para monitorear a alguien mientras una persona duerme. Pero existen limitaciones. El seguimiento funcionó peor con personas con sobrepeso y con participantes que usaban varias capas de ropa.
Los defensores de la privacidad a menudo plantean preocupaciones sobre la capacidad de los altavoces inteligentes para escuchar a las personas y recopilar información personal. Esta nueva habilidad no utiliza frecuencias que tengan datos audibles, lo que ayuda a preservar la privacidad. También funciona en un rango limitado, solo monitoreando a alguien dentro de un par de pies del dispositivo.
Los científicos publicaron el martes un artículo de prueba de concepto sobre la tecnología en la revista Communications Biology. Probaron el enfoque en 26 personas sanas y 24 pacientes cardíacos que fueron hospitalizados con afecciones como fibrilación auricular e insuficiencia cardíaca. Los investigadores compararon los resultados recopilados por los altavoces inteligentes con los generados por un monitor de ritmo cardíaco convencional y encontraron que había poca diferencia.
Sridhar fue coautor principal de la investigación junto con Shyam Gollakota, profesor asociado de la Universidad de Washington en la Escuela de Ingeniería y Ciencias de la Computación Paul G. Allen. Otros autores son Anran Wang, estudiante de doctorado en la Escuela Allen, y el Dr. Dan Nguyen, instructor clínico en la Escuela de Medicina de la Universidad de Washington.
“Si tiene un dispositivo como este, puede monitorear a un paciente de manera extendida y definir patrones que se individualizan para el paciente. Por ejemplo, podemos averiguar cuándo ocurren las arritmias para cada paciente específico y luego desarrollar los planes de atención correspondientes que se adapten a cuando los pacientes realmente las necesiten ”, dijo Sridhar. “Este es el futuro de la cardiología. Y la belleza de usar este tipo de dispositivos es que ya están en los hogares de las personas «.
Gollakota también es cofundador de Sound Life Sciences, una startup con sede en Seattle que surgió de la Universidad de Washington. La compañía está comercializando herramientas de salud inteligentes basadas en parlantes que pueden monitorear el movimiento y los signos vitales como la respiración y la frecuencia cardíaca para monitoreo remoto y telemedicina. La empresa de 2 años también posee la patente de esta nueva tecnología de ritmo cardíaco.
Wavely Diagnostics, otra startup cofundada por Gollakota, está creando una aplicación comercial que utiliza software que se ejecuta en teléfonos inteligentes para detectar dolores de oído.
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