机器学习可以帮助修复破碎的心
创业带来心律失常治疗带入21世纪
当一个人有一个心脏问题,医生把一个工具开发超过120年前,心电图(ECG)。ecg允许医生看看发生在心脏没有手术或昂贵的成像工具。他们记录心脏的电信号通过粘性通过皮肤电极坚持病人的胸部。的信号出现在监视器的波。医生可以检测心律不正常或心率和心脏病或高血压的迹象解码这些读数。
但几乎没有更新技术自1954年以来,当美国心脏协会发表了他们12导心电图的标准化的建议。心电图的明显的缺点是它不精确,因为它不显示问题的确切来源。心律失常的一个重要问题,这可能导致中风或心脏衰竭,因为治疗依赖于精密。
“主要的问题是,我们不知道发生了什么在每一个病人,所以我们不能治愈他们,”安德鲁Climent)表示,医疗器械公司的联合创始人和首席执行官Corify保健。
Corify保健Acorys®系统将是1954年以来最重要的心电图更新。非侵入性技术,由人工智能,将改善诊断,降低成本,挽救病人的生命。
电动的节奏
精心协调电路控制心跳。右上腔起搏细胞,或心房,产生电信号,搬到下面的心室。随着当前通过心房,他们进入心室泵血。心室快速收缩,迫使血液从心脏和身体的其他部位。
但是改变的心,如用力过度或药物的影响,可以破坏这个电级联,把心脏节律。在心律失常,电信号遵循一条不同的道路,转身一个点。医生通常求助于ecg检测这种变化。
“确定手术的问题是正确的选择是唯一途径看到转向心律失常在哪里,是否手术是正确的选择是进入心脏。”
安德鲁Climent联合创始人兼首席执行官,Corify关心
最常见的一种心律失常是心房纤颤(AFib)。“AFib是最难治的病之一,“哈维尔说,已明显减少,在Corify首席运营官。“这很不稳定和更复杂的比其他类型的心律失常。”
有时,心律失常自行消失。当它不存在,早期的治疗包括药物或休克治疗重置节奏。
可能需要手术的病人在AFib没有解决的情况下与治疗。医生切除,燃烧或冻结,部分心脏组织的创建小疤痕,扰乱问题电信号,使心跳恢复正常。但这个过程不超过半数的病人。有时,手术不成功,因为它不是正确的治疗选择。
Acorys为医生提供了一个接近实时的地图心脏电活动。(图片来源:Corify护理)
“确定手术的问题是正确的选择是唯一能看到的心律失常使进入心脏,“Climent)说。
医生可以映射精度的心,但只有创后他们已经开始手术导管消融过程。移动电极尖端通过肌肉记录活动从不同的点,它允许他们来定位问题区域。
“但如果外科医生不能燃烧该地区发生了什么?说:“你不能到处燃烧Climent)。”在这种情况下,介绍了导管不因为你不能治疗心律失常。”
如果医生能认同产生问题确定在手术之前,他们可以更好的治疗目标和避免不必要的程序。Acorys解决这个问题。
从样机到产品
Corify护理结束了十年了。在公司成立之前,Climent)和联合创始人Maria Guillem Corify首席科学官一起工作在瓦伦西亚理工大学在平移心脏病学实验室。最初,他们无意进入医疗设备启动空间,把他们的研究的实际应用。
其早期作品关注了解心脏的生物电子学的基础。他们在单个细胞进行了实验和细胞培养。他们用MATLAB®建立数学模型的细胞,后来发展到整个心脏模型。
”而不是信号通过信号处理在其他程序,用MATLAB作为一个整体,我们可以处理所有信号并行”。
哈维尔,已明显减少,首席运营官,Corify护理
他们还开发了信号处理工具,映射的心最终Acorys的映射能力的基础,2015年专利核心技术。“但是我们从未想过我们会开始一个公司,“Climent)说。两年后,Climent)应用于Caixa脉冲程序。博士后的项目是生物医学研究人员和专利技术,训练成功的申请人创业、给他们一个速成班在生物医药行业,并提供种子资金。
Climent)在2018年起草了一份商业计划Guillem和另外两个合伙人,费利佩•Atienza首席医疗官,和旧金山Fernandez-Aviles Corify总统的科学顾问委员会。他们曾与投资者,并在2019年建立了公司。一旦公司成立,它们应用于MathWorks启动与MATLAB程序继续他们的工作。
早期Corify保健Acorys系统的原型。(图片来源:Corify护理)
团队迅速增长,在2020年的夏天,已明显减少大卫Lundback,首席技术官,加入时,负责炼油Acorys原型。说:“所有的知识已经Lundback。“我们必须把原型并将其转化为产品。”
他们需要把Acorys变成一个用户友好的系统可以产生一个心脏表面的3 d地图,显示电信号通过组织传播。首先,Acorys很难使用。设置仅花了大约一个半小时。技术人员需要附加一个接一个地64个电极病人的背部和胸部。视频系统记录病人的躯体,和摄影测量过程把图像转换成地图的躯干。
“设置过程是漫长而复杂的,”Lundback说。“我们研究系统的流来决定如何使它更功能。”
在接下来的一年半,Corify团队Acorys更有效率,减少设置时间10分钟,同时加快映射过程。已明显减少精制和组织心脏信号处理的代码。他需要找出如何过滤噪声信号的电极,如电活动在其他肌肉或干扰的记录深呼吸。
已明显减少还不得不应付医学界称之为electrocardiography-or使用问题的逆问题体表记录心脏的电活动重建活动准确。知道躯干的几何和电子信号是来自身体的一部分,可以重建工作落后的心。已明显减少还需要考虑是否这些算法可以用于所有的病人。因为每个人都有一个独特的心脏和身体形状,心脏的电活动在每个病人旅行不同,Acorys需要占。
考虑到这些问题的复杂性,已明显减少说MATLAB是一个有价值的工具。Corify团队使用MATLAB信号处理技术和机器学习来过滤噪音,清洁生产数据,经过进一步的信号处理来解决逆问题。他们训练算法与数据从病人和数学模型,允许Acorys从任何病人,转换成电信号的地图。
”而不是信号通过信号处理在其他程序,用MATLAB,我们可以处理所有信号作为一个整体,同时,“说,已明显减少,这也意味着几乎实时的算法可以处理信息。
Lundback关注硬件。几十个电极和电缆,128个电极的团队创建了一个vest-like表。现在,一个技术员仅仅地方四个表在病人的身体,覆盖胸部和背部。标记的电极显示本地代码升级相机系统自动识别。
一个3 d相机连接到一个iPad支持升级相机系统中实时扫描。操作员使用iPad的病人走来走去,摄像系统扫描病人的上肢的电极。Corify团队开发的算法,使用这些图像躯干的几何模型。现在,团队是接近最终的产品。
心脏病学的一个新时代
系统的组件一起在Acorys为医生提供接近实时的地图心脏电活动。“Acorys心电图和侵入性导管过程中间,”说,已明显减少。“我们得到类似的结果是非侵入性导管侵入性映射,但这样做与ecg。”
“当你知道你的系统已经帮助治愈一个人,对我们工程师,就像魔术。”
安德鲁Climent联合创始人兼首席执行官,Corify关心
地图出现在监视器上,每5秒刷新,让医生来评估心脏的活动。心灵地图上不同的颜色显示的时机电activation-red象征着激活早些时候,和深蓝色显示后激活,彩虹的颜色。
“我们可以看到通过心脏的电活动传播组织,”说,已明显减少。“例如,颤振,这是一种心律失常,电活动不以通常的方式传播。在地图上,它似乎扭转一个特定的点,医生在治疗目标。”
虽然最初开发用于房颤,Acorys可以分析其他心律失常。这个团队开发了不同的算法对于这个应用程序,因为每个心律失常有其特殊性。
三维扫描系统用来重建病人的躯体。(图片来源:Corify护理)
Corify测试其产品的准确性在导管消融过程,比较Acorys与侵入性映射过程的输出结果。虽然到目前为止测试有前途,Acorys缺乏外来技术的精度。
Corify招收患者临床评估需要给市场带来Acorys。他们努力获得欧盟CE标记和食品和药物管理局批准在美国。他们希望让Acorys广泛使用到2023年。
一旦批准,系统可以改善心脏心律失常。“医生们一直兴奋Acorys应用于其他心脏问题,也“Climent)说。“他们想利用其映射功能起搏器安置,例如。”
到目前为止,在西班牙与测试在几家医院,医生已经使用系统近200名患者,心脏病学家和工具的印象。通过提供一个详细的、非侵入性的看看心脏电活动,Acorys可以防止不必要的消融过程,节约病人和医疗保健系统的时间和金钱。当病人需要手术的心律失常,Acorys可以治愈。
“当你知道你的系统已经帮助治愈一个人,对我们工程师,就像魔术,“Climent)说。
