Vil bruke smarthøyttaleren til å varsle om helseproblemer. – Det kan redde liv, sier norsk lege

Mange av de som dør av hjertestans i Norge hvert år dør i eget hjem og ikke på sykehus. Folk som får hjertestans vil ofte begynne å gispe etter luft, et symptom som er kjent som såkalt agonal pust. Ved hjertestans står det om minutter. Umiddelbar hjerte- lungeredning kan doble eller tredoble en persons sjanse for å overleve tilstanden, men det krever at noen er til stede. Nyere forskning tyder på at de vanligste stedene for hjertestans utenfor sykehus er på soverommet der ingen sannsynligvis er våkne eller rede til å hjelpe.

Identifiserer agonal pust

En ny funksjon på en smarthøyttaler som Google Home eller Amazon Alexa kan brukes til å overvåke folk for hjertestans mens de sover, uten å røre dem. Smarthøyttaleren vil reagere på den gispende lyden av agonal pust og slå alarm for å vekke andre i huset eller  ringe etter hjelp. Forskerne har allerede laget en foreløpig utgave for å bevise konseptet. Det ble utviklet ved å bruke ekte agonal pusting hentet fra amerikanske 911-oppringninger. Systemet identifiserte agonal pust i 97 prosent av tilfellene på opptil seks meters avstand. Denne forskningen har blitt publisert i juni i tidsskriftet njp Digital Medicine.

–  Mange mennesker har smarthøyttalere i hjemmet, og disse enhetene har fantastiske funksjoner som vi kan dra nytte av, sier førsteamanuensis Shyam Gollakota, ved Paul G. Allen School of Computer Science & Engineering ved University of Washington, en av forfatterne til artikkelen i en pressemelding fra universitetet.

– Vi ser for oss et kontaktløst system som fungerer ved kontinuerlig og passiv overvåking av soverommet for en agonal pustehendelse, og varsler alle i nærheten om å komme og gi hjerte- og lungeredning. Hvis det ikke er noen svar, kan enheten automatisk ringe nødnummeret.

Ifølge amerikanske 911-data foreligger agonal pust ved omtrent halvparten av alle tilfeller av hjertestans, og pasienter med agonal pust har ofte en større sjanse til å overleve. Ifølge pressemeldingen inntreffer denne typen pust når en pasient opplever svært lave oksygennivåer. Det dreier seg om en slags guttural gispelyd, og lyden er såpass unik at den fungerer som en god lydbiomarkør som kan brukes til å identifisere hjertestans.

Data fra nødsamtaler og vanlige sovelyder

Algoritmen har blitt trent opp ved hjelp av lyder fra agonal pust fra ekte nødsamtaler til Seattles Emergency Medical Services.

Fordi pasienter med hjertestans ofte er bevisstløse, registrerte tilskuere de agonale pustelydene ved å sette telefonene sine opp til pasientens munn slik at koordinatoren kunne avgjøre om pasienten trengte øyeblikkelig hjerte- lungeredning.

Forskerteamet samlet inn data fra 162 samtaler mellom 2009 og 2017 og hentet ut 2,5 sekunder lyd ved starten av hvert agonalt pust for å komme opp med totalt 236 klipp. Teamet fanget opptakene på forskjellige smartenheter og brukte både Amazon Alexa, iPhone 5 og Samsung Galaxy S4 – og brukte forskjellige maskinlæringsteknikker for å øke datasettet til 7.316 positive klipp.

– Vi spilte av disse eksemplene med litt forskjellige avstander for å simulere hvordan det ville høres ut som om pasienten var på forskjellige steder på soverommet, sier hovedforfatter til artikkelen, doktorgradskandidat Justin Chan ved Paul Allen School, i pressemeldingen.

– Vi har også lagt til forskjellige forstyrrende lyder, for eksempel lyder av katter og hunder, biler som hinket, klimaanlegg, ting du vanligvis hører i et hjem.

Til det negative datasettet brukte teamet 83 timers lyddata samlet inn under søvnstudier, og ga 7.305 lydprøver. Disse klippene inneholdt typiske lyder som folk lager i søvne, for eksempel snorking eller hindrende søvnapné.

Ut i fra disse datasettene brukte teamet maskinlæring for å lage et verktøy som kunne oppdage agonal pust 97 % av tiden da smartenheten ble plassert opptil 6 meter fra en høyttaler som genererte lydene.

Gode testresultater

Deretter testet teamet algoritmen for å sørge for at den ikke ved et uhell ville identifisere en annen type pusting, som snorking, som agonal pusting. Foreløpige testresultater med data fra søvnlaboratoriet viser at algoritmen identifiserte en pustelyd feil i 0,14 prosent av tilfellene. Ved bruk av separate lydklipp tatt opp av frivillige mens de sov, økte feilprosenten til omtrent 0,22 prosent.  Men da teamet fikk verktøyet til å klassifisere noe som agonal pust bare når det oppdaget to distinkte hendelser med minst 10 sekunders mellomrom, falt den falsk-positive frekvensen til 0 prosent for begge testene.

Les også

Teamet ser for seg at algoritmen kan fungere som en app, eller en ferdighet for Alexa som kjører passivt på en smarthøyttaler eller smarttelefon mens folk sover. Algoritmen kan ifølge pressemeldingen kjøres lokalt på prosessorene i Alexa. Forskerne skal nå utvide testingen før de prøver å kommersialisere algoritmen. De vil nå prøve å få tak i mer data fra ekte nødsamtaler relatert til hjertestans slik at de kan forbedre nøyaktigheten til algoritmen enda mer og sørge for at den kan generaliseres over en bredere befolkning.

Algoritmen skal etter planen kommersialiseres gjennom det universitets-avledede selskapet Sound Life Sciences Inc. Med denne appen håper de amerikanske forskerne at flere liv kan reddes ved at flere pasienter blir fanget opp  i tide til at de kan behandles. 

Kan redde liv

Den amerikanske forskningen imøtesees med forventning av ambulansetjenesten ved St.Olavs hospital i Trondheim.

– Dette er høyst interessant forskning som kan komme pasienter til gode, kommenterer Steinar Einvik, medisinsk rådgiver ved AMK ST og overlege ved Luftambulansen i Trondheim.

– Vårt problem med behandling av hjertestans utenfor sykehus er at vi som oftest kommer til for sent i forløpet. Vi er helt avhengig av at noen har startet opp med hjertelungeredning eller har tilgang til en hjertestarter før vi kommer frem. Dette systemet kan detektere hjertestans under søvn. Vi ser at denne forskningen er i en tidlig fase enda, selv om resultatene så langt ser lovende ut, og at teknologien finnes.

Les også

– Bekymringen sett fra nødmeldetjenestens side er om dette kan føre til mange oppringninger som oppleves som unødvendige. Det vil si om det blir mange falske positive, selv om artikkelen forteller oss at dette er et lite problem med systemet slik det står i dag.

– Jeg ser for meg at dette systemet kommer i nær fremtid. Det kan  redde noen liv som ellers ville gått tapt, selv om såkalt agonal respirasjon forekommer bare i cirka halvparten av alle hjertestanstilfellene. Vi imøteser dette systemet med store forventninger, sier anestesioverlegen fra St.Olavs hospital.

Et viktig forskningsområde

– Det er lite forskning på hvilken betydning smarthøyttalere kan ha på varsling og kommunikasjon med nødmeldesentraler, sier anestesilege og professor Jo Kramer-Johansen ved Oslo Universitetssykehus HF og Universitetet i Oslo i en kommentar.

– Smarthøytalere er foreløpig ganske lite utbredt i Norge og kanskje særlig blant den aldersgruppen som hyppigst rammes av hjertestans. Det kan jo endre seg dersom man kan komme fram til bruksområder som oppleves nyttige og som kan gi trygghetsfølelse.

Anestesilegen som også representerer Nasjonal kompetansetjeneste for prehospital akuttmedisin, NAKOS, forteller at det er litt under 3500 personer som behandles utenfor sykehus hvert år i Norge med hjerte-lungeredning, av enten tilstedeværende eller ambulansepersonell. Årsakene er oftest akutt hjertesykdom, men hjertestans kan også skyldes alvorlige pusteproblemer, forgiftninger, ulykker eller andre sykdommer.  To tredjedeler kollapser  i hjemmet.

De fleste som får hjertestans dør, men i Norge overlevde 400 personer som hadde blitt behandlet med hjerte- og lungeredning av ambulansepersonell etter hjertestans utenfor sykehus i 2018.

Bruk av kunstig intelligens for å bedre gjenkjennelse av livstruende tilstander i 113 er et viktig forsknings­område fremover

– For å få best sjanser for overlevelse etter hjertestans må tilstanden gjenkjennes raskt slik at de som er rundt, får varslet 113 medisinsk nødnummer, og startet med hjerte- og lungeredning (HLR).

– I flere forskningsprosjekter har det vært vist at det å kjenne igjen hjertestans blir vanskeligere der det er agonal pust, men et prosjekt i AMK Oslo viste også at opplæring og tilbakemeldinger til de som svarte på telefonen, bedret gjenkjennelse.

Kramer-Johansen tror tvil om man skal ringe eller ikke kan gi forsinkelser, og agonal pust kan bidra til slik usikkerhet.

– Bruk av kunstig intelligens for å bedre gjenkjennelse av livstruende tilstander i 113 er et viktig forsknings­område fremover, forteller han.

–  I Norge har vi unike muligheter for å forske på effekten av tiltakene fordi vi har gode medisinske kvalitetsregistre for hjertestans, hjerneslag, hjerteinfarkt og traumer som alle er basert på identifiserbare opplysninger med mulighet for å knyttes til andre offentlige kilder.

Les også

Før man kan ta i bruk dette også før 113 varsles, trengs det mer forskning som også kan se på hvordan dette kan settes i system med andre sensorer som kobler personer og omgivelser til internet of things (IoT).

– Dette burde også ha gode forutsetninger for å lykkes i Norge fordi vi har godt utbygd teknologisk infrastruktur og mange gode forskningsmiljøer, fastslår han.