3月1日Nest和Echo等智能扬声器有朝一日可能成为非接触式心脏监测器

事实证明，智能扬声器已被证明在医院很方便，让患者可以独立控制设备，并减轻临床医生和看护人员的工作量。现在，华盛顿大学的研究人员开发了一种人工智能系统，使这些设备能够监测有规律和不规律的心跳。

使用技术远程和无创地监测心率和心律并不是什么新鲜事。如今，大多数智能手表和健身追踪器都能做到这一点。这里的巧妙之处在于，研究人员已经找到了一种利用智能扬声器中的麦克风而不需要身体接触的方法。

在Communications Biology上发表的一项研究中，研究人员指出，包括 Amazon Echo、Google Nest 和 Apple 的 Homepod 在内的智能扬声器能够在给定时间检测一个人在房间内的位置。在这种情况下，研究人员让智能扬声器发出 18-22kHz 范围内的听不见的信号，然后从人体反射。然后，研究人员开发了一种算法来分析这些信号，以识别与心跳相关的细微胸壁运动，并将这些信号与环境噪声和呼吸分开。令人印象深刻的是，该算法并非基于训练集——它实际上是实时学习的。

简而言之，一个人只需坐在智能扬声器前面 1-2 英尺处，扬声器就会播放连续的听不见的声音。该声音会从人身上反射回来，然后根据麦克风阵列捕获的返回声音的变化情况，该算法可以确定您是否有规律或不规律的心律。

“这类似于 Alexa 总能找到我的声音，即使我正在播放视频，或者房间里有多个人在说话，”该研究的共同资深作者兼保罗大学副教授 Shyam Gollakota 说。 G. Allen 计算机科学与工程学院，在一份声明中。“当我说‘嘿 Alexa’时，麦克风会协同工作，在房间里找到我，然后听我接下来说什么。这基本上就是这里发生的事情，但随着心跳。”

对于这个特殊的概念验证设置，研究人员在 26 名健康参与者和 24 名患有各种心脏病(包括心房颤动和心力衰竭)的住院患者身上测试了原型设置。在这两种情况下，智能扬声器都在心电图的 28-30 毫秒内，这是医院检测心率和心律失常的黄金标准。

从医学上讲，这具有巨大的潜力。它可以监测心律，而无需与人的身体接触，这一事实很重要。为了澄清，心率和心律不是一回事。您可能更熟悉前者，这是智能手表和健身追踪器中常用的指标。心率是给定时间段内的平均心跳次数，而心律是这些心跳的模式。所以你可以有一个完全正常的心率，但心律不规则。

就像具有先进心脏功能的智能手表一样，以这种方式使用智能扬声器为被动、远程心脏监测开辟了可能性。心电图虽然高度准确，但需要去看医生并在身体上放置几个电极。这反过来又为医院工作人员在每次使用后清洁和消毒设备创造了更多的工作。它们也无法进行持续监测，因此您仅限于它在那个确切时刻接收到的信息——这是心律失常难以检测到的原因之一。Apple Watch、三星 Galaxy Watch 3 和 Fitbit Sense 等智能手表能够进行被动、远程、连续监控，但它们要求您始终佩戴设备才能发挥作用。这对每个人来说都不是一件舒服的事情，尤其是在睡眠和皮肤高度敏感的人身上。

目前，研究人员的系统仅用于抽查。然而，在一份新闻稿中，该团队指出，未来的版本可能会监测你在睡眠期间的心跳。这可能有助于医生更容易地识别睡眠呼吸暂停，这是另一种难以诊断的疾病，因为它通常需要在睡眠中心过夜监测一个人。

“如果你有这样的设备，你可以在扩展的基础上监测病人，并为病人定义个性化的模式。例如，我们可以确定每个特定患者何时发生心律失常，然后制定相应的护理计划，以便在患者真正需要时制定相应的护理计划，”该研究的共同高级作者兼心脏病学助理教授 Arun Sridhar 博士在华盛顿大学医学院，他说。“这是心脏病学的未来。使用这些设备的美妙之处在于它们已经在人们的家中。”

尽管这很酷，但从隐私的角度来看，它也很怪异。智能扬声器总是在您的家中聆听，这已经够糟糕了。允许亚马逊和谷歌等大公司在此基础上收集您的敏感健康数据是许多消费者可能并不热衷的权衡。在这方面，研究人员指出，使用的短范围频率可能是有益的，因为它们不包含太多关于环境声音的信息。以及第三方应用程序开发人员无法访问“来自单个麦克风的原始声学信号”这一事实。但在这种情况下，其中很大一部分将取决于大型科技公司在数据隐私方面的积极主动——而大型科技公司在智能扬声器隐私方面的记录并不好。

无论如何，这项技术似乎不会很快推广到 Amazon Echos、Google Nests 和 Homepods。截至目前，这只是一个概念验证，需要私营部门的某种投资才能成为现实。尽管如此，它还是很有前途的技术，希望每个人都能齐心协力，这样它就不会成为隐私的噩梦。