Pelnas:
- Gebėjimas paaiškinti galimybes ir spąstus apdorojant nešiojamų jutiklių duomenis (PPG, akselerometrą, odos temperatūrą) naudojant dirbtinį intelektą
- Gebėjimas įvertinti judesio artefaktus, odos tono paklaidas ir nemedicininių prietaisų ribas
- Gebėjimas valdyti klaidingų pavojaus signalų naštą ir nuolatinio stebėjimo įspėjimų klinikinio patikrinimo poreikį
Nešiojami prietaisai (išmanieji laikrodžiai, apyrankės, pleistrai, žiedai) įtraukė fiziologinius matavimus už ligoninės ribų ir į kasdienį gyvenimą. Šie prietaisai nuolat matuoja širdies susitraukimų dažnį, prisotinimą deguonimi, aktyvumą, miegą ir kartais EKG. Biomedicinos inžinieriui tai yra precedento neturintis duomenų šaltinis: ne tik kelios minutės laboratorijoje, o savaitės nuolatinio stebėjimo realiame gyvenime. Tačiau šie duomenys toli gražu nėra kontroliuojamos klinikinės aplinkos sąlygos. Šiame skyriuje pamatysime galimybes, svarbiausias spąstus (judesio artefaktą, odos tono paklaidą, įrenginio klasę) ir klaidingų pavojaus signalų naštą apdorojant nešiojamo jutiklio duomenis dirbtiniu intelektu.
Iš anksto išskirkime: dauguma vartotojų nešiojamų prietaisų nėra medicinos prietaisai; Jis skirtas „sveikos gyvensenos / gerovės“ tikslams. Kai kurios funkcijos (tam tikri EKG arba prieširdžių virpėjimo pranešimai) galėjo būti patvirtintos teisės aktų, tačiau net ir jos nėra diagnostinės, bet nukreipiamos į gydytoją. Dirbtinis intelektas generuoja šių duomenų tendencijas ir žinomumą; Diagnozė priklauso gydytojui.
Jutiklių tipai ir ką jie matuoja
PPG (fotopletizmografija): siunčia žalią / infraraudonųjų spindulių šviesą į odą ir įvertina pulso dažnį bei netiesioginį deguonies prisotinimą nuo atspindžio pasikeitimo. Jis yra pigus ir įprastas, tačiau labai jautrus judėjimui.
Akselerometras: matuoja judėjimą ir padėtį; Jis naudojamas žingsnių skaičiavimui, kritimo aptikimui ir miego / aktyvumo klasifikavimui.
Odos temperatūra ir elektroderminis aktyvumas: temperatūros tendencijos ir laidumas dėl prakaitavimo; Tai suteikia netiesioginių streso ir ciklo stebėjimo užuominų.
Vieno laido EKG: kai kurie prietaisai atlieka trumpalaikį vieno laidų EKG, kai liečiamas pirštas. Tai nepakeičia 12 laidų diagnostinės EKG; Tai ribotas nuskaitymo įrankis.
Trys svarbiausi spąstai
Judėjimo artefaktas. PPG signalas iškraipomas einant, mojuojant ar važiuojant. Modelis gali supainioti judesio triukšmą su širdies plakimu. Taigi, naudojant nešiojamąjį dirbtinį intelektą, akselerometro duomenys verčia PPG klausimą „ar tai patikima? (jutiklio suliejimas).
Odos tonas ir fizinis šališkumas. Optiniai jutikliai gali būti mažiau tikslūs esant tamsesniems odos atspalviams, tatuiruotėms ir žemai perfuzijai (šalta, bloga kraujotaka). Jei modelis mokomas daugiausia su šviesaus gymio, jaunais, sveikais vartotojais, jis pridarys sisteminių klaidų įvairiose grupėse. Tai teisingumo ir pacientų saugumo klausimas.
Įrenginio klasė ir kontekstas. Vartotojų įrenginių duomenys nėra tokie tikslūs kaip klinikinio monitoriaus duomenys. Tokios etiketės kaip „miego stadija“ arba „streso balas“ dažnai yra apytiksliai įvertintos ir nebuvo patvirtintos klinikinei diagnozei nustatyti.
Trys mini dėklai: pagal numerius
1 atvejis – klaidingo aliarmo apkrova. Prieširdžių virpėjimo pranešimų funkcija aktyvioje vartotojų grupėje sugeneravo tūkstančius pranešimų per mėnesį; Nedidelė dalis pranešimų buvo tikri, kai juos patvirtino patvirtinantis medicininis EKG. Tai, kad daug sveikų vartotojų buvo apkrauti bereikalingu nerimu ir nereikalingu patekimu į kliniką, mums priminė, kad esant mažai tikimybei prieš tyrimą, daugelis teigiamų pranešimų gali pasirodyti klaidingi. Pranešimas buvo patikrinimo ženklas, o ne diagnozė.
2 atvejis – judesio sutrikęs pulsas. Bėgimo tyrime PPG širdies susitraukimų dažnis buvo užfiksuotas pagal rankų siūbavimo dažnį, rodydamas 130 vietoj faktinio 160. Pridėjus akselerometro suliejimą, širdies ritmo patikimumo vėliavėlė buvo nuleista intensyvaus judėjimo laikotarpiais, o apie klaidingas vertes nepranešta. Jutiklio suliejimas žymiai padidino tikslumą.
3 atvejis – tendencijų gaudymas. Po ICU iškrovimo buvo pastebėtas lėtas nešiojamo prietaiso širdies susitraukimų dažnio padidėjimas ramybės būsenoje per kelias dienas prieš prasidedant infekcijai, todėl buvo galima anksti įvertinti pacientą. Vertė čia buvo ne vienas matavimas, o tendencija, palyginti su savo bazine linija; Tačiau sprendimas buvo priimtas remiantis gydytojų vertinimu.
Silpnas raginimas / stiprus raginimas
Silpnas raginimas:
Pažiūrėkite į mano laikrodžio duomenis, ar aš sergu?[duomenys]
Galingas raginimas:
Jūsų vaidmuo: esate nešiojamasis duomenų analizės asistentas (ESATE DIAGNOSTIKA, ne medicinos prietaisas). Įvertinkite šiuos anoniminius nešiojamus matavimus: - interpretuokite vertes kaip TREND, palyginti su paties asmens pradine linija, priskirdami diagnozę vienam matavimui. - Pažymėkite galimus judesio artefakto laikotarpius ir žemą signalo kokybę. - Kiekviename spaudinyje nurodykite, kad prietaisas nebuvo patvirtintas medicininei diagnozei nustatyti. - Pabaigoje atskirai išvardykite žymes "rekomenduojama konsultuotis su gydytoju". Anoniminiai matavimai: [HR tendencija, SpO2, aktyvumas, miegas, signalo kokybė]
Keturi kopijuojami šablonai
1) Tendencijos analizė:
Apibendrinkite šias 14 dienų ramybės širdies ritmo eilutes kaip tendenciją pagal asmens pradinį rodiklį; Pažymėkite reikšmingus nukrypimus. Nediagnozuok. Serija: [duomenys]
2) Signalo kokybės žymėjimas:
Šioje PPG širdies ritmo serijoje pažymėkite kaip „mažo pasitikėjimo“ galimo judesio artefakto laikotarpius pagal pridedamus akselerometro duomenis. Duomenys: [serialas]
3) Klaidingo pavojaus įvertinimas:
Jei naudojate pranešimo funkciją, sudarykite trumpą informacinį pranešimą, kuriame paaiškinama, kiek teigiamų pranešimų gali būti klaidingai teigiami esant maža tikimybei prieš bandymą.
4) Vartotojo informacijos tekstas:
Ekrane parašykite tekstą, kuriame pateikiama nešiojamo įrenginio išvestis: „Tai nėra medicininė diagnozė; jei turite simptomų, kreipkitės į gydytoją“ paprasta kalba.
Modelio vaidmuo: pagal užduoties tipą
Užduoties tipas
AI indėlis
kritiškumas
patikrinimas
Veiklos/žingsnio klasifikacija
aukštas
žemas
patikra vietoje
Poilsio HR tendencija
aukštas
vidutinis
Bazinis palyginimas
Miego stadijos įvertinimas
vidutinis
žemas
Nemandagus, ne klinikinis
Ritmo pranešimas (nuskaitymas)
vidutinis
aukštas
Medicininė EKG + gydytojas
diagnostinis sprendimas
Nėra
labai aukštas
Klinikinis įvertinimas
Patarimas: ieškokite nešiojamų duomenų tendencijos per paties asmens istoriją, o ne vieną momentinį vaizdą. Vertingiausi signalai yra žmogaus nukrypimas nuo pradinio lygio; Populiacijos vidurkis gali klaidinti individualią interpretaciją.
Atsargiai: vien todėl, kad nešiojamasis prietaisas turi „sertifikuotą funkciją“, dar nereiškia, kad visi jo rezultatai yra kliniškai tikslūs. Patvirtinimas galioja tik konkrečiai funkcijai ir naudojimui; Likusios metrikos dažniausiai yra įvertintos sveikatingumo tikslais.
Dažnos klaidos
- Vartotojo įrenginio duomenų klaidinimas su klinikiniais duomenimis. Dauguma prietaisų nėra patvirtinti diagnozei.
- Nefiltruojamas judesio artefaktas. Be akselerometro sintezės PPG širdies ritmas būtų klaidinantis.
- Odos tono šališkumo ignoravimas. Optiniai jutikliai skirtingose grupėse veikia skirtingu tikslumu.
- Neatsižvelgiant į klaidingų pavojaus signalų naštą. Esant mažai išankstinio patikrinimo tikimybei, daugelis teigiamų rezultatų gali būti klaidingi.
- Diagnozės priskyrimas vienam matavimui. Vertė turėtų būti aiškinama kaip tendencija, o sprendimas turėtų būti paliktas gydytojui.
Apibendrinant
- Nešiojami prietaisai teikia nuolatinius realius duomenis, tačiau dauguma jų nėra medicinos prietaisai.
- PPG yra linkęs į judėjimo artefaktą; jutiklio suliejimas (su akselerometru) pagerina tikslumą.
- Odos atspalvio paklaida optiniuose jutikliuose yra teisingumo ir saugos problema.
- Esant mažai išankstinio patikrinimo tikimybei, daugelis pranešimų gali būti klaidingai teigiami; klaidingo pavojaus našta turi būti valdoma.
- Didžiausia vertė yra tendencijoje; Diagnozė visada atliekama gydytojo įvertinimu.
Taikymo užduotis
Sukurkite 14 dienų ramybės pulso dažnio seką (įskaitant lėtą padidėjimą nuo pradinio lygio) naudodami nešiojamą įrenginį. Naudodami galingą raginimą paprašykite modelio interpretuoti šią seriją kaip tendenciją ir pažiūrėkite, ar ji diagnozuoja vieną dieną. Tada pastraipoje apibūdinkite klinikines prietaiso ribas ir „pasikonsultuokite su gydytoju“ slenkstį.
kontrolinis sąrašas
- [ ] Žinau įprastus nešiojamus jutiklius (PPG, akselerometrą, temperatūrą, vieno kanalo EKG) ir jų ribas.
- [ ] Supratau judesio artefaktą ir jutiklio susiliejimo vaidmenį.
- [ ] Suprantu, kad odos atspalvio šališkumas yra teisingumo ir saugumo problema.
- [ ] Galiu įvertinti klaidingų pavojaus signalų naštą ir mažos tikimybės prieš bandymą poveikį.
- [ ] Įsivaizdavau, kad nešiojamus duomenis interpretavau kaip tendenciją ir diagnozę palikau gydytojui.