通过耳内音频传感器测量心脏每搏输出量

《Nature Communications》：Measuring cardiac stroke volume through in-ear audio sensing

　　

摘要

每搏输出量是指左心室在每次收缩时泵出的血液量，是评估心血管健康状况的关键指标。目前，临床上需要使用专用设备来测量每搏输出量。虽然有一些专为测量每搏输出量而设计的可穿戴设备，但还没有方案能够仅依靠普通设备实现这一功能。我们提出了一种基于耳塞内置音频的深度学习系统，用于估算每搏输出量。该系统结合了生成式自监督/迁移学习以及基于Transformer的自编码器，从而能够预测未见过的人群的平均每搏输出量。利用23名健康受试者的数据，我们将我们的估算结果与经过临床验证的设备测量结果进行了比较。实验结果显示，平均绝对误差为5.24毫升，平均预测值与实际值的皮尔逊相关系数为0.94，符合度百分比误差为11.05%（处于每搏输出量测量设备的临床允许范围内）。这些研究成果为在临床之外进行长期、可扩展且经济实惠的心血管监测提供了可能。