收藏文章 楼主
用HomePod能测心律?有论文为证!
网友【了不起】 2021-03-13 04:56:22 分享在【时代发展的印记】版块    1    4

什么?苹果HomePod也能测心律,你没有听错,不是用Apple Watch。

来自华盛顿大学的研究团队对智能音箱进行了改造,无需接触皮肤,即可隔空测量心律。

关于这项研究的论文,已经在Nature子刊Communications Biology上发表。

网友分享在meiguo.com上的图片

具体能做什么

注意,它监测的不只是心率,而是心律。

也就是说,它能够实现类似Apple Watch的心电图(ECG)功能,监测心跳速率和心跳间隔(R-R间隔),也就是心跳次数和心跳节奏是否规律、均匀。

不同的是,Apple Watch的ECG功能,需要通过新型电子心率监测器来实现,用户需要将另一只手的手指放到数字表冠上,来让Apple Watch监测心脏的跳动情况。

网友分享在meiguo.com上的图片
△图源:苹果官网

而研究团队开发的这一系统,采用的是非接触式方案。

这种非接触式方案可以用于远程医疗,让患者在居家时也能自我监测,适合居家隔离以及偏远地区的人群。

同时,设备还能将数据发送给医生,使临床数据的获取更加容易。

此外,这种非接触式方案对于婴幼儿和皮肤过敏的人也十分友好。

将这种设备用于监测感染性和传染病患者,还能够减少传播、患病的风险,同时免去耗时又繁琐的清洁设备的时间。

它是如何实现的?

实现心律监测的关键,在于识别心跳。

研究团队将智能音箱改造成一个「短距离有源声纳系统」,用来检测某人皮肤运动的微小变化。

具体来说,人的胸部或脖子等区域,会因脉搏跳动而产生皮肤振动,当一个人距离智能音箱大约30~60厘米之间时,智能音箱会发出18~22kHz的人类听不到的声音信号,这些信号会被人体反射,再由麦克风接收。

接着,算法将这些数据转换为心率读数,并且测量出跳动速度的快慢。

网友分享在meiguo.com上的图片
△系统能够从声呐信号中提取微小的心脏跳动

由于呼吸动作也会使胸部产生起伏,并且比心跳产生的动作幅度更大,这对研究团队构成了很大的挑战。

最终,团队利用多个麦克风设计了一种新的波束形成算法,区分呼吸和心跳的胸部位移产生的信号,帮助扬声器识别心跳。

研究人员测试了苹果HomePod和亚马逊Echo两款设备,因为它们分别支持6个和7个麦克风阵列,可用于复杂的声学处理。

网友分享在meiguo.com上的图片
△论文一作王安然与设备原型(图源:华盛顿大学)

与神经网络不同,研究人员设计了一种自监督机器学习算法,不需要标记训练数据,而是可以通过内置麦克风传来的不同信号实时学习。

性能如何?

研究团队分别对26位健康参与者和24位患有不同心脏疾病的患者进行监测,并与标准检测仪数据进行对比。

首先,研究团队对健康参与者的近1.23万次心跳进行监测,结果显示:

智能音箱与标准仪器所测量的心率,一致性相关系数(CCC)为0.983,中位数绝对误差(MAE)为1BPM(每分钟心跳次数)。

而心跳间隔的平均绝对误差(MAE)为28毫秒,完全满足49毫秒的标准偏差要求。

网友分享在meiguo.com上的图片
△对健康参与者的心率和R–R间隔准确性进行评估

接着,研究团队对心脏病患者的超过5600次心跳进行测量,结果显示:

与标准仪器所测心率的一致性相关系数(CCC)为0.984,中位数绝对误差(MAE)为2BPM(每分钟心跳次数)。

对于心跳间隔的测量,智能音箱也仅有30毫秒的误差。

网友分享在meiguo.com上的图片
△对住院的心脏病患者的心率和R–R间隔准确性进行评估

论文作者:

网友分享在meiguo.com上的图片
△图源:其个人主页

论文第一作者王安然,目前是华盛顿大学计算机科学专业的博士生,主要研究移动计算和人机交互。他本科毕业于北京航空航天大学,还曾在百度、微软亚洲研究院实习。

对这项研究感兴趣的读者,可以通过文末链接查看~

参考链接:
https://www.theregister.com/2021/03/10/smart_speakers_sonar/
https://www.washington.edu/news/2021/03/09/first-ai-system-for-contactless-monitoring-of-heart-rhythm-using-smart-speakers/

Nature论文地址:https://www.nature.com/articles/s42003-021-01824-9#Sec2

王安然个人主页:http://anranw.me/

出处:头条号 @量子位

meiguo.com 发布人签名/座右铭仰望我所仰望!
大家都在看
楼主新近贴
回复/评论列表
默认   热门   正序   倒序
meiguo.com 创始人

emotion

4   2021-03-13 04:56:22  回复

回复/评论:用HomePod能测心律?有论文为证!

暂无用户组 升级
退出
等级:0级
美果:
美过
精华推荐
  1. 漂亮国再次遣返中国移民,这批有131人!
  2. 在加州海滩捡蛤蜊,72个罚9万美元!
  3. 深入剖析:性在人类交往中的作用
  4. “走线”路不通了?拜登政府颁布最严边境令?
  5. 中国防长:“谁胆敢把台湾从中国分裂出去,必将粉身碎骨、自取灭亡”
  6. 伊隆·马斯克在“We, Robot”三连发:Cybercab、Robovan及Optimus!
  7. 从旧金山到洛杉矶,美国西部旅行的完整实录
  8. 能决定2024选举结果?特朗普即将放大招了!
  9. 《潜望》对话李开复:如果美国形成AGI霸权,中国咋办?
  10. 《黑神话:悟空》发行仅3小时后竟然就这样了!
  11. 佛罗里达遭遇的飓风可以影响到美国大选结果?
  12. 号外:伊隆·马斯克的第11个孩子出生了
  13. 宁愿混居美国,华人姑娘袒露了不愿回国的真相!
  14. 珠海航展:轰20的先行版遭遇美国酸溜溜了
  15. 悲惨回顾:美国历史上的十大枪击案盘点
  16. 世上只有男人和女人!~ 特朗普总统:上帝只创造了两种性别,无其它!
  17. 人身安全“没保障”的原因?赴美留学的趋势遇冷
  18. 福建人在纽约:有多少人通过走线(偷渡)到纽约的?
  19. 关于EVUS的填写心得和常见问题
  20. 关于美国大学的学费开支
  21. 坐火车“游览全美国”的14条线路盘点
  22. 苹果公司在2024秋季的新品发布会(懒人速览)
  23. 新罕布什尔州的一位女子在领取彩金的现场捐出5000万美元
  24. 完整曝光:美国前总统【川普(特朗普)】遭遇刺客的前前后后
  25. 中国人即将登月!
  26. 美国人口流动数据剖析:年轻富有群体搬家去哪儿了?
  27. 五星红旗在月球背面升起!阿波罗登月遭遇再度质疑?
  28. 拆解:太精致啦!到底是苹果M4 Mac mini牛?还是华强北更牛?
  29. 美国房市降温?待售房屋开始下调要价!
  30. 关于美国的社保(全面解读)
  31. 加州公司的市值盘点 top10
  32. 移民故事:入赘美国的河南保安【蔡小华】现状
  33. 巨型公司:市值已超3.5万亿美元,约合18个阿里巴巴!
  34. 碧昂斯和巨石强森这样的美国巨星在大选中,如何站队的?
  35. “极右翼”控制移民政策!特朗普政府的内阁名单曝光
  36. 回归之王:唐纳德·特朗普“赢得又大又快”

美国动态 美果转盘 美果商店

Your IP: 3.145.93.227, 2024-11-25 18:37:41

Processed in 0.62871 second(s)

头像

用户名:

粉丝数:

签名:

资料 关注 好友 消息
已有0次打赏
(4) 分享
分享
取消