Kasu:
- Võimalus selgitada kantavate andurite andmete (PPG, kiirendusmõõtur, nahatemperatuur) tehisintellektiga töötlemise võimalusi ja lõkse
- Võimalus hinnata liikumisartefakte, nahatooni kõrvalekaldeid ja mittemeditsiiniliste seadmete piiranguid
- Võimalus hallata valehäirekoormust ja vajadust pideva jälgimise hoiatusteadete kliinilise kontrollimise järele
Kantavad seadmed (nutikellad, käepaelad, plaastrid, sõrmused) on toonud füsioloogilise mõõtmise väljaspool haiglat ja igapäevaellu. Need seadmed mõõdavad pidevalt südame löögisagedust, hapniku küllastumist, aktiivsust, und ja mõnikord ka EKG-d. Biomeditsiiniinseneri jaoks on see enneolematu andmeallikas: mitte ainult paar minutit laboris, vaid nädalaid pidevat jälgimist päriselus. Kuid need andmed on kaugel kliinilise keskkonna kontrollitud tingimustest. Selles üksuses näeme võimalusi, kõige olulisemaid lõkse (liikumisartefakt, nahatooni kallutatus, seadme klass) ja valehäirekoormust tehisintellektiga kantavate andurite andmete töötlemisel.
Teeme kohe vahet: enamik tarbijatele kantavaid seadmeid ei ole meditsiiniseadmed; See on mõeldud "tervisliku eluviisi/heaolu" eesmärgil. Mõned funktsioonid (teatud EKG või kodade virvendusarütmia teatised) võivad olla saanud regulatiivse heakskiidu, kuid isegi need ei ole diagnostilised, vaid viitavad arstile. Tehisintellekt loob nende andmete suundumusi ja teadlikkust; Diagnoos kuulub arstile.
Andurite tüübid ja mida need mõõdavad
PPG (fotopletüsmograafia): saadab nahale rohelist/infrapunavalgust ning hindab peegelduse muutusest tulenevat pulsisagedust ja kaudselt hapniku küllastumist. See on odav ja levinud, kuid väga liikumistundlik.
Kiirendusmõõtur: Mõõdab liikumist ja asendit; Seda kasutatakse sammude loendamiseks, kukkumise tuvastamiseks ja une/aktiivsuse klassifitseerimiseks.
Naha temperatuur ja elektrodermaalne aktiivsus: higistamisest tingitud temperatuuritrendid ja juhtivus; See annab kaudseid vihjeid stressi ja tsükli jälgimiseks.
Ühe juhtmega EKG: mõned seadmed teevad lühiajalise ühe juhtmega EKG sõrmega kokkupuutel. See ei asenda 12-lülitusega diagnostilist EKG-d; See on piiratud skannimistööriist.
Kolm kõige olulisemat lõksu
Liikumise artefakt. PPG signaal on kõndimise, vehkimise või sõidu ajal moonutatud. Mudel võib segi ajada liikumismüra südamelöökidega. Nii et kantava tehisintellekti puhul panevad kiirendusmõõturi andmed PPG-le küsima, kas see on usaldusväärne? (anduri liitmine).
Nahatoon ja füüsiline eelarvamus. Optilised andurid võivad olla vähem täpsed tumedamate nahatoonide, tätoveeringute ja madala perfusiooniga (külm, halb vereringe). Kui mudelit koolitatakse peamiselt heledanahaliste, noorte ja tervete kasutajatega, teeb see erinevates rühmades süstemaatilisi vigu. See on õigluse ja patsientide ohutuse küsimus.
Seadme klass ja kontekst. Tarbijaseadmete andmed ei ole nii täpsed kui kliinilise monitori andmed. Sellised sildid nagu "unestaadium" või "stressi skoor" on sageli ligikaudsed hinnangud ja neid ei ole kliinilise diagnoosi jaoks kinnitatud.
Kolm miniümbrist: numbrite järgi
Juhtum 1 – valehäire koormus. Kodade virvenduse teavitusfunktsioon genereeris aktiivses kasutajarühmas tuhandeid teateid kuus; Väike osa teadetest olid ehtsad, kui neid kinnitas kinnitav meditsiiniline EKG. Asjaolu, et paljud terved kasutajad olid koormatud tarbetu ärevuse ja tarbetu kliinikusse sattumisega, tuletas meile meelde, et väikese eeltesti tõenäosusega võivad paljud positiivsed teated osutuda valedeks. Teade oli sõeluuringu märk, mitte diagnoos.
Juhtum 2 – liikumisest häiritud pulss. Jooksuuuringus lukustus PPG südame löögisagedus käte õõtsumise sagedusele, näidates tegeliku 160 asemel 130. Kui kiirendusmõõturi liitmine lisati, langetati südame löögisageduse usaldusväärsuse lipp liikumisintensiivsetel perioodidel ja ekslikke väärtusi ei teatatud. Anduri liitmine suurendas oluliselt täpsust.
Juhtum 3 – trendide püüdmine. Pärast ICU-st lahkumist täheldati enne infektsiooni tekkimist kantava seadme aeglast südame löögisageduse tõusu mitme päeva jooksul, mis võimaldas patsienti varakult hinnata. Väärtus ei olnud siin üks mõõtmine, vaid suundumus omaenda baasjoone suhtes; Otsus tehti siiski arsti hinnangu põhjal.
Nõrk viip / Tugev viip
Nõrk viip:
Vaadake mu kella andmeid, kas ma olen haige?[andmed]
Võimas viip:
Teie roll: olete kantav andmeanalüüsi assistent (TE EI OLE DIAGNOOS, mitte meditsiiniseade). Hinnake järgmisi anonüümseid kantavaid mõõtmisi:- tõlgendage väärtusi TRENDina inimese enda algtaseme suhtes, omistades diagnoosi ühele mõõtmisele.- Märkige võimalikud liikumisartefakti perioodid ja madal signaalikvaliteet.- Märkige igal väljatrükil, et seade ei ole meditsiinilise diagnoosi jaoks valideeritud.- Loetlege lõpus eraldi lipud "soovitatav arsti konsultatsioon". Anonüümsed mõõtmised: [HR trend, SpO2, aktiivsus, uni, signaali kvaliteet]
Neli kopeeritavat malli
1) Trendide analüüs:
Tehke järgmisest 14-päevase puhkeaja pulsisageduse seeriast kokkuvõte trendina vastavalt inimese algtasemele; Märkige olulised kõrvalekalded. Ärge diagnoosige. Seeria: [andmed]
2) Signaali kvaliteedi märgistamine:
Selles PPG-südame löögisageduse seerias märkige „madala usaldusväärsusega” võimaliku liikumisartefakti perioodid, mis põhinevad kaasasolevatel kiirendusmõõturi andmetel. Andmed: [seeria]
3) Valehäire hindamine:
Teavitusfunktsiooni jaoks koostage lühikirjeldus, milles selgitatakse, kui palju positiivseid teateid võib väikese eeltesti tõenäosusega olla valepositiivsed.
4) Kasutajateabe tekst:
Kirjutage ekraanile tekst, mis esitab kantava seadme väljundi: "See ei ole meditsiiniline diagnoos; kui teil on sümptomeid, konsulteerige arstiga" lihtsas keeles.
Modelli roll: ülesande tüübi järgi
Ülesande tüüp
AI panus
kriitilisus
kontrollimine
Tegevuse/sammu klassifikatsioon
kõrge
madal
kohapealne kontroll
Puhke HR trend
kõrge
keskmine
Algtaseme võrdlus
Unefaasi hinnang
keskmine
madal
Ebaviisakas, mitte kliiniline
Rütmi märguanne (skannimine)
keskmine
kõrge
Meditsiiniline EKG + arst
diagnostiline otsus
Mitte ühtegi
väga kõrge
Kliiniline hindamine
Näpunäide. Otsige kantavate andmete suundumust inimese enda ajaloost, mitte ühte hetketõmmist. Kõige väärtuslikumad signaalid on inimese kõrvalekaldumine oma baasjoonest; Rahvastiku keskmine võib individuaalset tõlgendust eksitada.
Ettevaatust. See, et kantaval seadmel on "sertifitseeritud funktsioon", ei tähenda, et kõik selle väljundid oleksid kliiniliselt täpsed. Heakskiit kehtib ainult konkreetse funktsiooni ja kasutuse jaoks; Ülejäänud mõõdikud on enamasti tervisega seotud hinnangud.
Levinud vead
- Tarbijaseadmete andmete eksitamine kliiniliste andmetega. Enamik seadmeid pole diagnoosimiseks valideeritud.
- Liikumisartefakti ei filtreerita. Ilma kiirendusmõõturi liitmiseta oleks PPG südame löögisagedus eksitav.
- Nahatooni kõrvalekalde ignoreerimine. Optilised andurid töötavad erinevates rühmades erineva täpsusega.
- Ei arvestata valehäirekoormust. Madala eeltesti tõenäosuse korral võivad paljud positiivsed tulemused olla valed.
- Diagnoosi omistamine ühele mõõtmisele. Väärtust tuleks tõlgendada kui suundumust ja otsus tuleks jätta arstile.
Kokkuvõttes
- Kantavad seadmed pakuvad pidevaid tegelikke andmeid, kuid enamik neist ei ole meditsiiniseadmed.
- PPG on altid liikumisartefaktile; andurite liitmine (kiirendusmõõturiga) parandab täpsust.
- Optiliste andurite nahatooni kallutatus on õigluse ja ohutuse küsimus.
- Madala eeltesti tõenäosuse korral võivad paljud aruanded olla valepositiivsed; tuleb juhtida valehäirekoormust.
- Suurim väärtus on trendis; Diagnoos tehakse alati arsti hinnangul.
Rakenduse ülesanne
Looge kantavast seadmest 14-päevane puhkepulsi seeria (sisaldab aeglast tõusu algtasemest). Võimsat viipa kasutades laske mudelil tõlgendada seda seeriat trendina ja vaadata, kas see diagnoosib ühel päeval. Seejärel kirjeldage ühes lõigus seadme kliinilisi piire ja "konsulteerige arstiga" läve.
kontrollnimekiri
- [ ] Tean levinud kantavaid andureid (PPG, kiirendusmõõtur, temperatuur, ühe kanaliga EKG) ja nende piire.
- [ ] Sain aru liikumisartefaktist ja andurite liitmise rollist.
- [ ] Saan aru, et nahatooni kallutatus on õigluse ja ohutuse küsimus.
- [ ] Oskan hinnata valehäirekoormust ja madala eeltesti tõenäosuse mõju.
- [ ] Arvasin, et tõlgendasin kantavaid andmeid trendina ja jätsin diagnoosimise arsti hooleks.