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心力衰竭（心衰）是各種心臟疾病的嚴重表現或晚期階段，一旦被診斷心衰，
可能需要反覆住院治療，5年內死亡的風險高達51.8%。
及時發現心衰可降低死亡率，但心衰症狀常與其他疾病重合（如呼吸困難、疲勞和下肢水腫），診斷目前依賴於血液測試、心臟超聲等檢查和醫生的判斷，常常不能及時得出。
近日釋出於《美國心臟病學會雜誌（JACC）》的一項研究，展示了一種可簡便識別心衰的新方法——將智慧手機平放在胸前2分鐘。
圖 | giphy
每人手邊都有的運動感測器——
智慧手機
每一次心跳中，心臟膨大又縮小，同時伴隨著扭轉和旋轉，這些運動可透過胸部傳導到皮膚表面。出現心衰，也就是心臟泵血功能降低時，心臟對胸壁的撞擊減弱，這時醫生可能用手觸控到心尖搏動減弱。
僅憑手感的判斷需要經驗且粗略，其實，我們每個人手邊都有能精細感應運動的工具：智慧手機。
現在的智慧手機幾乎都裝有微機電感測器（microelectromechanical sensors, MEMS），其中包含測量線性加速的加速計和測量角速度的陀螺儀，可以探測多方向的直線和旋轉運動。
因此，把手機放在胸口，感測器就能將心臟傳至胸壁的細微運動訊號收集起來，這些資料經過分析，可以提供很多有意義的資訊。曾有研究利用加速計和陀螺儀測得的資料，識別心房顫動、主動脈瓣狹窄和冠狀動脈疾病。
心臟的運動，以及MEMS（加速計測量線性加速度，陀螺儀測量角速度） | 參考文獻[2]
手機放胸前2分鐘，
心衰識別準確率89%
本研究將手機感測器用於識別心衰，在芬蘭和美國的三家醫院收集並分析了1003人的資料，其中包括217名確診心衰且有症狀的患者，以及786名對照者。
檢測時，參與者仰臥在床上，赤裸上身或穿一件薄衣服，將三星Galaxy S9或S9+手機平放在胸骨位置2分鐘，期間可以正常呼吸。
研究者在手機中安裝的軟體，記錄下手機檢測到的胸壁運動，運動與心臟聽診中的三個心音時期一致，包含的資訊有訊號的振幅、面積和時間間隔。之後，這些資訊透過網路被上傳到研究中心並接受分析。演算法選擇最相近的10次心跳的訊號，濾除雜波後重點研究收縮舒張運動帶來的變化。研究先使用半數患者和相應數量對照者的資料，建立心衰的識別標準，然後在剩餘參與者中測試標準的準確程度。
手機測得的胸壁運動資料，與三個心音時期基本一致 | 參考文獻[2]
結果顯示，心衰識別的準確率為89%，靈敏度為85%，特異度為90%。在不同人群中，識別的準確性差別不大，包括不同年齡、性別、體重指數、心衰分級，以及合併和不合並心房顫動的人群。
利用心臟運動資料識別心衰的受試者工作特徵曲線 | 參考文獻[2]
居家維護身體健康，或將成為可能
這項研究顯示，用內置於智慧手機的運動感測器進行心臟功能的簡單評估是可行的，並且有可能實現心衰患者的遠端監測。
雖然手機中的MEMS技術並非專為描記心臟運動設計，仍可在99%以上的參與者中獲取可靠的訊號，並得到89%的準確率。也就是，我們現在使用的智慧手機自帶精確感測器，識別不需要額外購買任何硬體，僅需獲得軟體來收集資訊和得到判斷。另外，本研究採用的方法簡單快捷，可識別的人群廣。
本研究也存在一些不足。芬蘭醫院入選的對照者未接受心臟超聲檢查，因此不能排除沒有症狀體徵的心衰患者。另外，心衰組與對照組的人口學特徵存在差異，心衰患者平均年齡較大（64歲 vs. 61歲），男性較多（64.9% vs. 41.4%），合併其他疾病較多。這可能使識別標準的建立出現偏差。因此，還需要進一步研究驗證此結果。
除了用手機檢測心臟運動，還有研究人員在探索遠端判斷心衰的其他方法。有研究顯示，利用人工智慧對智慧手錶記錄的心電圖進行分析，可幫助判斷心衰，甚至預測未來10年內患心衰或心律失常的風險。
目前，使用智慧裝置遠端判斷疾病的技術仍處於早期階段，還不能用於診斷疾病。但隨著感測技術和演算法的不斷改進，其有望徹底改變醫療保健，使遠端預防、診斷和治療疾病成為可能，縮小醫療資源的差距，幫助所有使用者遠離疾病威脅。
參考文獻
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[5] https://cardiosignal.com/
作者：代天醫
編輯：odette
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