Добивки:
- Способност да се објаснат можностите и стапиците во обработката на податоците од сензорите за носење (PPG, акцелерометар, температура на кожата) со вештачка интелигенција
- Способност да се процени артефактот на движење, пристрасноста на тонот на кожата и ограничувањата на немедицинскиот уред
- Способност за управување со товарот на лажни тревоги и потребата за клиничка верификација на предупредувањата за континуирано следење
Уредите за носење (паметни часовници, нараквици, фластери, прстени) донесоа физиолошко мерење надвор од болницата и во секојдневниот живот. Овие уреди континуирано мерат пулс, заситеност со кислород, активност, спиење, а понекогаш и ЕКГ. За биомедицинскиот инженер, ова е извор на податоци без преседан: не само неколку минути во лабораторија, туку недели континуирано следење во реалниот живот. Но, овие податоци се далеку од контролираните услови на клиничката средина. Во оваа единица, ќе ги видиме можностите, најважните замки (артефакт на движење, пристрасност на тонот на кожата, класа на уреди) и товарот на лажни аларми при обработката на податоците од сензорите за носење со вештачка интелигенција.
Ајде да направиме разлика однапред: повеќето потрошувачки уреди за носење не се медицински уреди; Тоа е за цели на „здрав живот/велнес“. Некои карактеристики (одредени известувања за ЕКГ или атријална фибрилација) можеби добиле регулаторно одобрение, но дури и тие не се дијагностички, туку се однесуваат на лекар. Вештачката интелигенција генерира трендови и свест во овие податоци; Дијагнозата му припаѓа на лекарот.
Видови сензори и што тие мерат
PPG (фотоплетизмографија): Испраќа зелена/инфрацрвена светлина до кожата и ја проценува брзината на пулсот и индиректно заситеноста со кислород од промената на рефлексијата. Тој е евтин и вообичаен, но многу чувствителен на движење.
Акцелерометар: Мери движење и положба; Се користи за броење чекори, откривање пад и класификација на спиење/активност.
Температура на кожата и електродермална активност: Температурни трендови и спроводливост поради потење; Тоа дава индиректни индиции за стрес и следење на циклусот.
ЕКГ со едноводно: Некои уреди земаат краткотрајно, едноводно ЕКГ со контакт со прст. Ова не е замена за дијагностичкото ЕКГ со 12 води; Тоа е ограничена алатка за скенирање.
Трите најважни стапици
Артефакт на движење. PPG сигналот е искривен при одење, мавтање или возење. Моделот може да го погреши шумот од движењето за отчукување на срцето. Така, во ВИ за носење, податоците од акцелерометарот го поставуваат PPG прашањето „дали е доверлив?“ (фузија на сензори).
Тон на кожата и физичка пристрасност. Оптичките сензори може да бидат помалку прецизни со потемни тонови на кожата, тетоважи и ниска перфузија (ладно, слаба циркулација). Ако моделот е обучен со претежно светла кожа, млади, здрави корисници, тој ќе прави систематски грешки во различни групи. Ова е прашање на правда и безбедност на пациентите.
Класа и контекст на уредот. Податоците од потрошувачките уреди не се толку точни како податоците од клиничкиот монитор. Ознаките како што се „стадиум на спиење“ или „стрес резултат“ често се груби проценки и не се потврдени за клиничка дијагноза.
Три мини случаи: според бројките
Случај 1 - Оптоварување на лажен аларм. Функцијата за известување за атријална фибрилација генерирала илјадници известувања месечно во активната корисничка група; Мал дел од извештаите беа вистински кога беа потврдени со потврден медицински ЕКГ. Фактот дека многу здрави корисници беа оптоварени со непотребна вознемиреност и непотребен прием на клиниката не потсети дека со мала веројатност за пред-тест, многу позитивни извештаи може да се покажат како лажни. Известувањето беше знак за проверка, а не дијагноза.
Случај 2 - Пулс нарушен од движење. Во една студија за трчање, PPG отчукувањата на срцето се заклучија на фреквенцијата на замавнување на раката, покажувајќи 130 наместо вистинската 160. Кога беше додадена фузија на акцелерометар, знамето за доверливост на отчукувањата на срцето беше спуштено за време на периоди со интензивни движења и не беа пријавени погрешни вредности. Соединувањето на сензорите значително ја зголеми точноста.
Случај 3 - Тренд фаќање. Во следењето на испуштањето по ИЦУ, бавното зголемување на отчукувањата на срцето на уредот за носење во текот на неколку дена беше забележано пред развојот на инфекцијата, што овозможува рана евалуација на пациентот. Вредноста овде не беше едно мерење, туку тренд во однос на сопствената основна линија; Сепак, одлуката е донесена врз основа на проценка на лекарот.
Слаба навестување / Силен навестување
Слаба навестување:
Погледнете ги податоците на мојот часовник, дали сум болен?[податоци]
Моќен потсетник:
Вашата улога: Вие сте асистент за анализа на податоци што може да се носи (НЕ СТЕ ДИЈАГНОЗА, не медицински уред). Оценете ги следните анонимни мерења за носење:- интерпретирате ги вредностите како ТРЕНД во однос на основната линија на личноста, припишувајќи ја дијагнозата на едно мерење.- Обележете ги можните периоди на артефакт на движење и низок квалитет на сигналот.- Наведете во секој отпечаток дека уредот не е потврден за медицинска дијагноза.- Наведете ги одделно знаците „препорачано од лекар на крајот на консултацијата“. Анонимни мерења:[HR тренд, SpO2, активност, спиење, квалитет на сигналот]
Четири шаблони за копирање
1) Анализа на трендови:
Сумирајте ги следните 14-дневни серии на отчукувањата на срцето во мирување како тренд според основната линија на лицето; Обележете значителни отстапувања. Не поставувајте дијагноза. Серија: [податоци]
2) Означување на квалитетот на сигналот:
Во оваа серија PPG отчукувањата на срцето, означете ги како периоди со „ниска самодоверба“ на можен артефакт на движење врз основа на придружните податоци за акцелерометарот. Податоци: [сериски]
3) Проценка на лажна тревога:
За функцијата за известување, нацртајте брифинг белешка во која ќе објасните колку позитивни известувања може да бидат лажни позитиви со мала веројатност пред тестот.
4) Текст со информации за корисникот:
Напишете текст на екранот што го прикажува излезот на уредот што може да се носи: „Ова не е медицинска дијагноза; ако имате симптоми, консултирајте се со лекар“ на едноставен јазик.
Улога на моделот: по тип на задача
Тип на задача
Придонес за вештачка интелигенција
критичност
верификација
Класификација на активност/чекор
високо
низок
проверка на место
Тренд за HR во мирување
високо
средно
Споредба на основната линија
Проценка на фазата на спиење
средно
низок
Груб, не клинички
Известување за ритам (скенирање)
средно
високо
Медицински ЕКГ + лекар
дијагностичка одлука
Никој
многу високо
Клиничка евалуација
Совет: побарајте тренд во податоците за носење во сопствената историја на лицето, а не ниту една слика. Највредните сигнали се отстапувањето на една личност од неговата основна линија; Средството на населението може да доведе до заблуда поединечно толкување.
Внимание: Само затоа што уредот за носење има „потврдена карактеристика“ не значи дека сите негови резултати се клинички точни. Одобрувањето важи само за одредена функција и употреба; Останатите метрики се главно проценки за велнес цели.
Вообичаени грешки
- Грешка на податоците за потрошувачките уреди за клинички податоци. Повеќето уреди не се потврдени за дијагноза.
- Не се филтрира артефакт на движење. Без фузија на акцелерометар, PPG отчукувањата на срцето би биле погрешни.
- Игнорирање на пристрасност во тонот на кожата. Оптичките сензори работат со различна точност во различни групи.
- Не земајќи го предвид товарот на лажна тревога. Со мала веројатност за пред-тест, многу од позитивните може да бидат лажни.
- Припишување дијагноза на едно мерење. Вредноста треба да се толкува како тренд, а одлуката треба да се остави на лекарот.
Сумирано
- Уредите за носење обезбедуваат континуирани податоци од реалниот живот, но повеќето не се медицински уреди.
- PPG е склон кон движење артефакт; фузијата на сензорите (со акцелерометар) ја подобрува прецизноста.
- Пристрасноста на тонот на кожата кај оптичките сензори е прашање на правичност и безбедност.
- Со мала веројатност за пред-тест, многу од извештаите може да бидат лажни позитивни; мора да се управува со товарот на лажна тревога.
- The largest value is in the trend; Дијагнозата секогаш се поставува со проценка на лекар.
Задача за апликација
Создадете 14-дневна серија на отчукувањата на срцето во мирување (вклучува бавно зголемување од основната линија) од уред што може да се носи. Користејќи го моќниот промпт, нека моделот ја протолкува оваа серија како тренд и види дали ќе постави дијагноза еден ден. Потоа опишете ги клиничките граници на уредот и прагот на „консултација со лекар“ во параграф.
листа за проверка
- [ ] Знам вообичаени сензори за носење (PPG, акцелерометар, температура, едноканален ЕКГ) и нивните граници.
- [ ] Разбрав артефакт на движење и улогата на спојување на сензорите.
- [ ] Разбирам дека пристрасноста на тонот на кожата е прашање на правичност и безбедност.
- [ ] Можам да го проценам товарот на лажен аларм и влијанието на малата веројатност пред тестот.
- [ ] Интернализирав дека податоците за носење ги толкувам како тренд и ја препуштив дијагнозата на лекарот.