深度学习助力可穿戴设备提前预警高血压

以智能手表和手环为代表的可穿戴设备,曾经一度被认为是很鸡肋的产品。然而随着数据的积累和人工智能算法的改进,这些设备将会变成可以救命的宝贝。之前已有报道称,可以通过可穿戴设备检测的心跳数据提前预测中风的发作,从而为用户赢得抢救所需的时间,准确度高达97%。

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然而中风毕竟离普通人的生活还差的比较远,但高血压和睡眠呼吸障碍就不一样了,统计数字显示,37%的人患有睡眠呼吸障碍,17%的患有高血压。更为重要的是,根据世界卫生组织的报告,约有20%的高血压患者并不知道自己的问题,而80%患有睡眠呼吸障碍的人并没有意识到自己的问题,他们不知道自己在睡觉的时候可能呼吸暂停,他们不知道睡眠呼吸可能导致智力的损伤,还有可能导致猝死。

由加州大学旧金山分校健康实验室和Cardiogram公司共同推出的Deep Heart这款APP,可以根据智能手表收集的心跳数据和运动数据,检测睡眠障碍和高血压,检测的准确度高达82%和90%。这款APP不仅适合苹果手表,也适用于Fitbit等安卓设备。有了这款APP,可以帮助用户提早发现慢性病,以便及时诊断,并通过改变生活习惯来改善健康水平。

根据Cardiogram公司的声明,之所以对睡眠障碍和高血压的检测是可行的,原理就是因为心脏及各种动脉,静脉,胃,食管都连在植物性神经系统上,而心率变异率的变化与这些器官的状态有关,Deep heart 就可以通过加速度计和心率变异率的检测,来判断某个人是否有高血压或呼吸异常。

为了训练Deep Heart背后的神经网络,Cardiogram采集了来自6115名用户的总计300亿个数据点,数据类型包括心跳数和运动步数,根据这些用户的诊断数据,deep heart 可以预测一个人是否患有高血压和睡眠障碍。

使用类似的算法框架,未来智能可穿戴设备可以用来对常见的心脏病,例如窦性心律不齐进行初步的诊断,但正式的诊断还是要在医院进行。而更广泛的应用场景,则会随着采集的精度的提高,以及采集的数据类型的增加,而更加广阔,现在已有证据表明糖尿病和心跳数据是有关系的,而心理类的基本也确认和心跳数据是有联系。然而这些对这些疾病的研究,往往由于影响因素的多元,需要更精确的更全面的行为数据的收集,更复杂的模型,更多的样本量。

总结一下,深度学习在可设备中的应用场景广泛,未来可以做的工作很多。由于心脏和许多内脏以及神经系统都有关,故不止可以应用在疾病的诊断上。比如和冥想相关的辅助评分,再开脑洞,还可以根据电影反映时心跳数据的变化,为电影中的相对桥段进行打分,这样有趣型的应用场景,将会需要相对较少的训练数据,也面对较少的监管。

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