卡内基梅隆大学研究人员已证实，市面上普遍可用的耳机可以兼作心脏监测设备，以接近临床精度捕捉细微的心脏活动，从而有可能扩大长期居家护理的可及性。通过重新利用内置组件，该团队将这些普通设备转变为心脏振动传感器，能够以几乎与胸部医疗设备相同的精度测量心脏瓣膜活动。
研究团队将在2026年计算机协会人机交互系统大会上展示他们的发现。这些发现也已发表在arXiv预印本服务器上。
"通常收集这些信号需要在临床环境中进行，患者需要躺下、脱掉衬衫，并安装加速度计和陀螺仪，"指导该项目的电气与计算机工程及计算机科学助理教授Justin Chan表示。
"由于繁忙诊所的时间限制和患者在长时间会话中的不适，记录通常仅限于几分钟。我们的技术消除了所有这些障碍，使家庭微心脏监测成为可能。我们工作的'秘诀'是使用内置扬声器测量微心脏节律。"
"每一对耳机，从AirPods到Galaxy Buds，甚至你在国际航班上可能免费获得并随后丢弃的低端耳机，都有一个共同点：一个扬声器。"
虽然扬声器通常推动空气来产生声音，但研究团队意识到，通过反转系统，同样的扬声器可以像传感器一样响应来自身体的微小振动，包括心跳产生的振动。
研究团队对18名用户进行了可行性研究，将他们的创新耳机系统与标准胸部医疗传感器进行了比较。他们发现，心脏振动以可预测的方式通过身体传播，并且可以在胸部和耳内都被检测到。
通过利用这种物理连接，研究团队开发了一个机器学习管道，从耳机记录中重建详细的心脏运动信号。重建的信号与医疗级胸部传感器捕获的信号非常接近，相关系数在0.88至0.95之间。
"我们发现这项技术适用于不同的人和不同类型的耳机，"电气与计算机工程博士生、论文主要作者Siqi Zhang表示。
可穿戴技术在过去十年中变得越来越流行。虽然智能手表和戒指可以追踪心跳速度，但这些转化后的耳机指向更深层次的内容。
"我们不只是测量你的心跳速度，而是倾听它如何跳动，"Zhang说。"这种区别很重要。机械计时异常可能先于更明显的症状出现。瓣膜动力学的细微变化可能在人们感到呼吸急促之前很久就预示着疾病进展。"
研究团队相信，这项技术最终可能有助于被动监测心脏状况和心房颤动，以及检测瓣膜疾病。
"大多数人已经拥有耳机并听音乐，"Zhang说。"现在我们也可以同时监测心脏健康。"
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