数字听诊器:心音从 “可听” 到 “可视”

2018-06-19 17:21| 发布者: | 查看: |

据《2014年 中国心血管病报告》显示,目前我国有心血管病患者 2.9 亿,其中高血压患者 2.7 亿,卒中患者至少 700 万,心肌梗死患者 250 万,心力衰竭患者 450 万,肺心病患者 500 万,风湿性心脏病患者 250 万,先天性心脏病患者 200 万。每 5 个成人中就有 1 人患心血管病。在所有疾病中,心血管病死亡率仍居首位。

在心血管疾病的防控上,似乎人们更注重于心电监护,而忽视了心音。就连市面上的听诊器也是如此。

据北京奥图无线技术有限公司(简称 “奥图无线”)创始人牟景辉介绍,目前市面能看到的绝大部分数字听诊器都有针对心电的辅助功能。比如已经上市 3年 的3M、2015年9月 通过 FDA 批准的Eko Core等。不过,3M、Eko Core 也开始把注意力转向了心音的进一步分析。通过监测心电(心脏跳动的规律性),可以辅助诊断某些疾病。但心音对于疾病的诊断也有它的优势,二者并不矛盾,反而相辅相成。

奥图无线旗下研发了一款数字听诊器,或可充分发挥它在疾病诊断的优势。

(牟景辉正在演示数字听诊器的使用)(牟京辉说,目前所有算法都在硬件,APP 唯一的功能只是显示,不参与任何的处理。

作为一款数字化的听诊器,它实际上包含了智能硬件和 APP 软件。智能硬件设有开关和显示屏,通过手机蓝牙可以与 APP 配对传输。

在功能上,与普通听诊器相比,该款数字听诊器是普通听诊器的数字化升级,即实现了心音从 “可听” 到 “可视” 的升级。它不仅支持普通听诊器的功能,还能在普通听诊器的基础之上,支持背景噪音过滤和微弱心音信号放大、声音的回放和图形化显示、心音信号存储和分析、通过网络远程读取等功能。

其中,心音信号存储和分析是这款数字听诊器最主要的功能。之所以能实现这个功能,主要是其算法的运用,可以做心杂音的诊断。 “简单来说,我们可以将心脏理解为一个血泵,它在泵血的时候,会有各种声音。当某一部件有问题的时候,声音会发生变异,根据算法可以把心杂音识别出来。”

实际上,早在十年前就有心音可以辅助诊断疾病的论断,但是算法理论直到 2014年 才逐渐成熟。奥图无线的算法也差不多是这时候开始研发的。“包括前面提到的两款国外的数字化听诊器在内,在当前这个阶段,大家的算法水平基本一致,产品也基本处于同一起跑线上。”

奥图无线的算法是和哈尔滨工业大学计算机系的邓世文博士以及德国慕尼黑大学自动化仪表系的那最好用博士一起合作开发的。其中,邓博士构建了实验室数学模型,那博士对其进行拆解优化,奥图无线的工程师用 C++ 等高级抽象语言重构,使之工程化而成。在 2014年 的欧盟的挑战赛中,一些心音辅助诊断算法得以推行。奥图无线也曾将根据算法分析的结果和赛方的 150 个病历的真实结果去做对比,单次识别成功率接近 80%,彼时国外已公布的算法成功率还不到 50%。

牟景辉透露,该款数字听诊器的辨识能力目前还处于第一阶段,即作正常或不正常的基础辨识。不过,在第二阶段,它则会根据心杂音的不同特征,判断具体是哪种疾病。奥图无线在下一阶段要做的事情,就是在医院找一些比较好的优秀的专家合作,获得更多的病历信息和心血管专家的参考诊断。此外,该算法和一般的算法不太一样,是智能算法。随着病历的增加,参考模型的特征值会更加全面,判断的结果会越来越靠近专家的判断。进而,可以辅助医院一线医护人员的早期诊断。

为了实现第二阶段,奥图无线将会与深圳安健科技合作“体检机”,作为医疗设备在西南区市场做市场推广。同时,奥图无线也将积极联络国内主流听诊器厂家,推荐听诊器产品的数字化升级方案。此外,奥图无线也将与哈尔滨医科大学合作临床试验,来进一步优化算法和疾病分类模型。 牟景辉表示,国内还没有一家数字听诊器作为医疗器械拿到 CFDA 认证,他希望这款数字听诊器能在 2016年 实现这一目标。

而在第三阶段,就不只是针对专家的诊断行为了。该模型同样可以记录个人的心脏特征和变化趋势、构建个人健康模型,对个人的心血管健康趋势做出评估,或对心血管疾病治疗效果做出评估,并进一步给出医疗建议。牟景辉认为,这种产品最后的消费者应该是普通家庭。但是理论上来说,它应该要从医疗、医院这条路走过来,要有较高的可靠性和权威性。

“当然,现在设备的状态也可以作为消费类产品直接进入家庭。只不过就相当于把一手好牌打坏了,因为它可以有更高的医用价值。而且这种心音听诊器,不仅有针对心脏的,还有针对肺、肠胃、胎位等的。国内外在理论研究上已经进入了一个很深入的阶段,是时候向社会推荐这一有意义的产品了。我们现在已经做好了基础平台,以后只是改进和优化它的算法,释放它的普遍意义。”

在团队上,奥图无线的研发团队现有 9 人,大多出身通信行业,且拥有 10年 以上的软、硬件研发经验,曾就职于腾讯、华为、中兴、爱立信、港湾、宝马汽车等。

在牟景辉看来,奥图无线目前最大的挑战主要在于两个方面:模型的优化和训练、对强干扰环境下弱信号处理的正确提取。至于怎么让它变得更小巧漂亮一些、让用户界面更好一些等,都是风险可控的,因为知道如何改进。当然,挑战和资金及团队是有关系的。在奥图无线的商业计划书里,就包括完成 1000 万人民币左右的融资。

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