提前30分鐘預測心律失常

房顫是全球最常見的心律失常，2019年約有5900萬人患有房顫。這種不規(guī)則的心跳與心力衰竭、癡呆和中風的風險增加有關(guān)。它對衛(wèi)生保健系統(tǒng)構(gòu)成重大負擔，使其成為早期發(fā)現(xiàn)和治療的主要目標。盧森堡大學盧森堡系統(tǒng)生物醫(yī)學中心(LCSB)的研究人員最近開發(fā)了一種深度學習模型，能夠預測從正常心律到房顫的轉(zhuǎn)變。它平均在發(fā)病前30分鐘發(fā)出預警，準確率約為80%。這些結(jié)果發(fā)表在科學雜志《Patterns》上，為整合可穿戴技術(shù)鋪平了道路，允許早期干預和更好的患者結(jié)果。 

在房顫期間，心臟的上腔不規(guī)律地跳動，與心室不同步?；謴驼５男穆尚枰芗母深A，從電擊心臟恢復正常的竇性心律到去除產(chǎn)生錯誤信號的特定區(qū)域。能夠足夠早地預測房顫發(fā)作將使患者能夠采取預防措施以保持心律穩(wěn)定。然而，目前基于心率和心電圖(ECG)數(shù)據(jù)分析的方法只能在發(fā)病前檢測到心房顫動，而不能提供早期預警。

LCSB系統(tǒng)控制小組負責人Jorge Goncalves教授解釋說:“相比之下，我們的工作偏離了這種方法，采用了更具前瞻性的預測模型。”“我們使用心率數(shù)據(jù)來訓練一個深度學習模型，該模型可以識別不同的階段——竇性心律、前心房顫動和心房顫動——并計算病人即將發(fā)作的‘危險概率’?！碑斀咏姆款潉樱怕试黾?，直到它越過一個特定的閾值，提供早期預警。 

這種人工智能模型被稱為WARN(房顫預警)，對來自同濟醫(yī)院(中國武漢)的350名患者的24小時記錄進行了訓練和測試，并在房顫開始前平均30分鐘給出了早期預警，準確率很高。與以往的心律失常預測工作相比，WARN是第一個在發(fā)病前提供預警的方法。 

“另一個有趣的方面是，我們的模型僅使用R-to-R間隔具有高性能，基本上只是心率數(shù)據(jù)，可以從易于佩戴和負擔得起的脈搏信號記錄器(如智能手表)中獲得，”該出版物的第一作者馬里諾·加偉達博士強調(diào)說，他在系統(tǒng)控制組和博士培訓單元評論家的博士學位期間從事該項目(見下框)。參與該項目的LCSB研究員Arthur Montanari博士補充說:“這些設備可以被患者日常使用，所以我們的研究結(jié)果為開發(fā)實時監(jiān)測和早期預警提供了可能性。” 

此外，研究人員開發(fā)的深度學習模型可以在智能手機中實現(xiàn)，以處理來自智能手表的數(shù)據(jù)。這種低計算成本使其非常適合集成到可穿戴技術(shù)中。長期目標是使患者能夠持續(xù)監(jiān)測他們的心律并獲得早期預警，從而為服用抗心律失常藥物或使用一些靶向治療來預防房顫的發(fā)作提供足夠的時間。這反過來又會減少緊急干預并改善患者的預后。

“展望未來，我們將專注于開發(fā)個性化車型。簡單的智能手表的日常使用不斷提供有關(guān)個人心臟動態(tài)的新信息，使我們能夠不斷改進和重新訓練我們的模型，以便在更早的警告下實現(xiàn)更高的性能，”Goncalves教授總結(jié)道。“最終，這種方法甚至可能導致新的臨床試驗和創(chuàng)新的治療干預措施。

來源：AAAS

異丁醛（也稱為2-丁醛，化學式：C4H8O）是一種有機化合物，屬于醛類化合物。以下是異丁醛的一些化學性質(zhì)：

1. 功能團：異丁醛分子中含有一個醛基（─CHO功能團），即碳氧雙鍵和一個氫原子。

2. 溶解性：異丁醛具有一定的溶解性。它可以在水和許多有機溶劑中溶解，如乙醇、醚等。

3. 氧化性：異丁醛易被氧氣氧化成相應的酸。

4. 反應活性：異丁醛是一種活潑的化合物，可以與多種化學物質(zhì)發(fā)生以下反應：

   - 還原反應：可以被還原劑還原為相應的醇。

   - 加成反應：與親核試劑（如氨、氫氯化物）加成反應，形成相應的加成產(chǎn)物。

   - 導入反應：與親電試劑（如酸性條件下的醇或酰氯）反應，發(fā)生導入反應，形成醇或酯。

5. 異構(gòu)性：異丁醛和正丁醛（1-丁醛）是同分異構(gòu)體，它們的分子結(jié)構(gòu)不同。

需要注意的是，異丁醛是一種具有刺激性氣味的液體，在處理和使用時應采取適當?shù)姆雷o措施。同時，由于異丁醛易燃，應避免與火源接觸和存放在易燃物質(zhì)附近。