Älypuhelinsovellus tunnistaa eteisvärinän ilman lisälaitteita

​Eteisvärinä on salakavala sairaus, josta kärsii noin 2 % maailman väestöstä. Eteisvärinä aiheuttaa jopa seitsemän miljoonaa aivoinfarktia vuodessa.

– Pelkästään Euroopan unionin alueella rytmihäiriö aiheuttaa noin 17 miljardin euron vuosittaisen kustannuksen, tutkimusryhmän julkaiseman artikkelin ensimmäinen kirjoittaja Tero Koivisto Turun yliopiston Technology Research Centeristä (TRC) kertoo.

– Noin 70 % eteisvärinästä aiheutuvista aivoinfarkteista voitaisiin välttää ehkäisevällä lääkityksellä. Haasteena on, että eteisvärinäkohtaukset ovat usein satunnaisia ja vähäoireisia tai jopa oireettomia, minkä vuoksi niitä on vaikea havaita, jolloin aivoinfarkteja ehkäisevä hoito jää aloittamatta, kertoo tutkimusryhmän jäsen, Turun yliopiston kardiologian professori, Tyksin Sydänkeskuksen toimialuejohtaja Juhani Airaksinen.

Saatavilla on EKG-laitteita, joita potilaat voivat käyttää kotioloissa pitkäaikaisseurantaan, mutta niissä on omat rajoitteensa, eivätkä nykyiset menetelmät eteisvärinän tunnistamiseen sovellu edes korkeamman riskin ikäryhmien kuten yli 65-vuotiaiden laajamittaiseen seulontaan.

Saavutetut tulokset lupaavia

Tutkimuksessa testattiin, miten hyvin eteisvärinä pystytään tunnistamaan pelkän älypuhelinsovelluksen avulla. Tutkimukseen osallistui 16 eteisvärinäpotilasta Tyksin Sydänkeskuksesta sekä 20 terveen ihmisen kontrolliryhmä. Kehitetyn sovelluksen suorituskykyä arvioitiin molemmilta ryhmiltä kerätyn mittausaineiston avulla.

Mittaukset suoritettiin asettamalla puhelin potilaan rinnan päälle ja tallentamalla sekä kiihtyvyysanturin että gyroskoopin tuottama data. Potilaita pyydettiin makaamaan mahallaan tai selällään ja olemaan mahdollisimman liikkumatta mittauksen aikana.

– Käytämme älypuhelimen kiihtyvyysanturia ja gyroskooppia mittaamaan potilaan sydämen toimintaa. Jokaisessa älypuhelimessa on kiihtyvyysanturi ja melkein kaikissa malleissa on myös gyroskooppi. Mittausdata esikäsitellään signaalinkäsittelyn menetelmin ja sille tehdään erilaisia analyysejä kuten autokorrelaatio ja spektraalientropia. Näiden analyysien avulla kehittämämme koneoppimisalgoritmi päättelee, onko potilaalla eteisvärinä vai ei, Koivisto kertoo menetelmästä.

Kehittämänsä teknologian avulla tutkijat onnistuivat tunnistamaan eteisvärinän yli 95 %:n varmuudella.

Testaus onnistuu kotioloissa

– Mittaukseen ei tarvita mitään lisälaitteita, ihmisten tarvitsee vain ladata sovellus, jossa on kehittämämme algoritmi. Sovellus pyritään tuomaan kuluttajien saataville vuoden 2017 aikana.

Sydämensä tilan tarkistaakseen henkilön tulee käydä makuulle, asettaa puhelin rinnan päälle ja käynnistää mittaus. Sovellus tekee analyysin ja antaa välittömästi yksinkertaisen kyllä/ei -vastauksen siihen, onko henkilöllä eteisvärinä vai ei.

– Tämä on erittäin kustannustehokas ja helposti saatavilla oleva tapa tunnistaa eteisvärinää. Lopullinen diagnoosin varmistus tehdään perinteisellä EKG-rekisteröinnillä. Menetelmä soveltuu suurten populaatioiden seulontaan, koska maailmassa on jo yli 2 miljardia älypuhelimen käyttäjää. Tulevaisuudessa sovelluksen yhteyteen voidaan liittää turvallinen pilvipalvelu, joka tallentaa ja analysoi suurempia datamääriä, Koivisto visioi.

Tutkimusta ovat rahoittaneet Tekes ja Suomen Akatemia.

Tutkimustulokset julkaistiin elokuun lopulla Roomassa pidetyssä European Society of Cardiologyn kongressissa: Tero Koivisto, Olli Lahdenoja, Tero Hurnanen, Timo Knuutila, Tuija Vasankari, Tuomas Kiviniemi, Antti Saraste, Juhani Airaksinen, Mikko Pänkäälä, “Detecting atrial fibrillation via existing smartphones without any add-ons”, ESC Congress (European Heart Journal supplement), 2016.

JM
Kuva: Sami Nieminen