每年心臟驟停時(shí)，幾乎有500,000人死于 心臟驟停。經(jīng)歷心臟驟停的人會(huì)突然變得反應(yīng)遲鈍，要么停止呼吸，要么喘不過(guò)氣來(lái)，這被稱為“早呼吸”。立即進(jìn)行心肺復(fù)蘇術(shù)可以使某人的生存機(jī)會(huì)增加一倍或兩倍，但這需要一名旁觀者在場(chǎng)。

心臟驟停通常發(fā)生在醫(yī)院外和某人的家中。 最近的研究 表明，院外心臟驟停的最常見位置之一是在一個(gè)人的臥室里，那里沒(méi)人可能在周圍或醒來(lái)時(shí)做出反應(yīng)并提供護(hù)理。

華盛頓大學(xué)的研究人員開發(fā)了一種新的工具，可以在人們?nèi)胨瘯r(shí)監(jiān)視他們的心臟驟停而不觸動(dòng)他們。智能揚(yáng)聲器(例如Google Home和Amazon Alexa)或智能手機(jī)的一項(xiàng)新技能使該設(shè)備能夠檢測(cè)出痛苦呼吸的喘息聲，并尋求幫助。

平均而言，概念驗(yàn)證工具是使用從911呼叫中捕獲的真實(shí)的早呼吸實(shí)例開發(fā)的，它在高達(dá)20英尺(或6米)的距離中97%的時(shí)間檢測(cè)到了早呼吸事件。這項(xiàng)發(fā)現(xiàn) 發(fā)表 在npj Digital Medicine上。

華盛頓大學(xué)Paul G. Allen計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院副教授，共同通訊作者Shyam Gollakota說(shuō)：“很多人在家中都有智能揚(yáng)聲器，而這些設(shè)備具有我們可以利用的驚人功能。” 。“我們?cè)O(shè)想了一種非接觸式系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以通過(guò)連續(xù)和被動(dòng)地監(jiān)視臥室的呼吸性呼吸事件來(lái)工作，并提醒附近的任何人來(lái)提供心肺復(fù)蘇術(shù)。然后，如果沒(méi)有響應(yīng)，則設(shè)備可以自動(dòng)撥打911。”

根據(jù)911通話數(shù)據(jù)，大約50%的經(jīng)歷心臟驟停的人都存在性呼吸，而進(jìn)行呼吸性呼吸的患者通常有更好的生存機(jī)會(huì)。

密西根大學(xué)醫(yī)學(xué)院麻醉學(xué)和止痛醫(yī)學(xué)助理教授雅各布·桑西恩(Jacob Sunshine)博士說(shuō)：“這種呼吸發(fā)生在患者的氧氣水平非常低時(shí) 。” “這是一種喉嚨喘息的聲音，它的獨(dú)特性使其成為一個(gè)很好的音頻生物標(biāo)記，可用于識(shí)別某人是否正在經(jīng)歷心臟驟停。”

研究人員從對(duì)西雅圖緊急醫(yī)療服務(wù)部門的911實(shí)際通話中搜集了痛苦的呼吸聲。由于心臟驟?；颊咄ǔ２皇∪耸?，因此旁觀者通過(guò)將手機(jī)放在患者的嘴邊來(lái)記錄痛苦的呼吸聲音，以便調(diào)度員可以確定患者是否需要立即進(jìn)行心肺復(fù)蘇術(shù)。該團(tuán)隊(duì)在2009年至2017年期間收集了162個(gè)通話，并在每次痛苦的呼吸開始時(shí)提取了2.5秒的音頻，以提供總共236個(gè)剪輯。該團(tuán)隊(duì)在不同的智能設(shè)備(Amazon Alexa，iPhone 5s和三星Galaxy S4)上捕獲了錄音，并使用各種機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)將數(shù)據(jù)集增加到7,316個(gè)正向剪輯。

“我們?cè)诓煌嚯x播放這些示例，以模擬患者在臥室不同位置時(shí)的聲音，”第一作者 艾倫學(xué)校的博士生賈斯汀·陳說(shuō)。“我們還添加了不同的干擾聲音，例如貓和狗的聲音，汽車的鳴叫聲，空調(diào)的聲音，以及您通常在家里可能聽到的聲音。”

對(duì)于負(fù)面數(shù)據(jù)集，該團(tuán)隊(duì)使用了在睡眠研究期間收集的83個(gè)小時(shí)的音頻數(shù)據(jù)，產(chǎn)生了7,305個(gè)聲音樣本。這些剪輯包含人們?cè)谒咧邪l(fā)出的典型聲音，例如打nor或阻塞性睡眠呼吸暫停。

從這些數(shù)據(jù)集中，團(tuán)隊(duì)使用機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)創(chuàng)建了一個(gè)工具，該工具可以在將智能設(shè)備放置在距產(chǎn)生聲音的揚(yáng)聲器最遠(yuǎn)6米的位置時(shí)，檢測(cè)到97%的呼吸時(shí)間。

接下來(lái)，研究小組測(cè)試了該算法，以確保不會(huì)意外地將其他類型的呼吸(例如打呼，)歸類為呼吸性呼吸。

Chan說(shuō)：“我們不想不必要地提醒緊急服務(wù)或親人，因此，重要的是減少誤報(bào)率。”

對(duì)于睡眠實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)，該算法將呼吸聲音錯(cuò)誤地分類為0.14%的早期呼吸。單獨(dú)的音頻剪輯的誤報(bào)率約為0.22%，其中志愿者在自己的家中睡覺時(shí)錄制了自己的聲音。但是，只有當(dāng)該團(tuán)隊(duì)讓該工具將間隔至少10秒的兩個(gè)不同事件檢測(cè)到時(shí)，才將其歸類為早呼吸，兩種測(cè)試的假陽(yáng)性率均降至0%。

該團(tuán)隊(duì)設(shè)想，該算法可以像應(yīng)用程序一樣運(yùn)行，也可以像Alexa的一項(xiàng)技能那樣在人們睡覺時(shí)在智能揚(yáng)聲器或智能手機(jī)上被動(dòng)運(yùn)行。

“這可以在Alexa中包含的處理器上本地運(yùn)行。它是實(shí)時(shí)運(yùn)行的，因此您無(wú)需存儲(chǔ)任何內(nèi)容或?qū)⑷魏蝺?nèi)容發(fā)送到云。

他說(shuō)：“目前，這是在西雅圖市區(qū)使用911通話的很好的概念證明。” “但是我們需要獲得更多與心臟驟停相關(guān)的911呼叫，以便我們可以進(jìn)一步提高算法的準(zhǔn)確性，并確保該算法可以推廣到更大的人群中。”

研究人員計(jì)劃通過(guò)UW分拆公司Sound Life Sciences Inc.將該技術(shù)商業(yè)化 。

Sunshine說(shuō)：“心臟驟停是人們死亡的一種非常普遍的方式，現(xiàn)在許多人可以目擊者。” “使這項(xiàng)技術(shù)如此引人注目的部分原因在于，它可以幫助我們及時(shí)發(fā)現(xiàn)更多患者，以便對(duì)其進(jìn)行治療。”

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