アップルは、小さな「Apple Watch」［日本語版記事］に多くの機能を搭載した。携帯電話回線への接続はもちろん、GPSや心拍センサー、しばらく前の標準的なデスクトップパソコンに搭載されていたような性能もある。この驚異的な機器には血圧計や、睡眠検査室にある睡眠ポリグラフ検査装置は搭載されていない。だが機械学習のおかげで、そうしたことにも役立つ可能性がある。

11月にカリフォルニア州アナハイムで開かれた米国心臓協会（AHA）の会合で、ある研究結果が発表された。それによると、適切な機械学習アルゴリズムと組み合わせると、Apple Watchの心拍センサーと歩数計で、高血圧や睡眠時無呼吸症候群かどうか正確に予測できるという。機械学習アルゴリズムが、約80パーセントの精度で高血圧を、約90パーセントの精度で睡眠時無呼吸症候群を予測できるというのだ。

高血圧と、呼吸が一晩中繰り返し止まる睡眠時無呼吸症候群は、脳卒中や心臓発作などの生死に関わる問題と関連がある一般的な症状である。だが、病気だと気づかれないことが多い。

6,000人以上のユーザーのデータを分析

Apple Watchで高血圧や睡眠時無呼吸症候群を予測できる可能性があるという研究成果を発表したのは、カリフォルニア大学サンフランシスコ校と新興企業Cardiogramとの共同研究チームだ。カリフォルニア大学サンフランシスコ校は、モバイルでのヘルスケアに関する研究に参加協力した、6,000人以上のApple Watchユーザーのデータを提供した。CardiogramはApple Watchなど、心拍センサーを搭載した機器の心拍データを分析するアプリを提供している。

Cardiogramのエンジニアチームは、グーグルなどの企業が音声をテキストに変換するのに利用しているような人工ニューラルネットワークを、心拍や歩数データの解釈に応用した。心拍や歩数データは音声と同様に、時間の経過とともに変化する信号だ。Cardiogramの創業者は元グーグル社員で、Androidスマートフォンと「Google Assistant」の音声認識に取り組んでいたときの経験を生かしたという。

この「DeepHeart」システムは、大勢の人から心拍および歩数の一連のデータと健康状態に関する情報を与えられている。Cardiogramとカリフォルニア大学サンフランシスコ校のチームは5月、DeepHeartがApple Watchのデータから心房細動を予測する方法を見つけ出せることを示す研究結果を発表していた。今回の研究結果では、装着者の1週間分のデータがあれば、アルゴリズムが約80パーセントの精度で高血圧を、約90パーセントの精度で睡眠時無呼吸症候群を予測できることが示されている。

今回の新たな研究により、適切なアルゴリズムによってApple Watchがパーソナルトレーナーからパーソナルドクターに変わる可能性があるという証拠が増えた。アップルは9月、発作や心不全につながる恐れがある心房細動や不整脈をApple Watchが検知できるかどうか、スタンフォード大学と共同で研究を行っていると発表した。

5月に発表されたアップルとは無関係のある研究では、検知が可能であることがすでに示唆されている。また、医療保険会社のエトナは11月、医療費の削減を目標にアップルと提携して、顧客にApple Watchを提供すると発表した。

血圧や呼吸を測定せずに高精度な推測を実現

医師はスマートウォッチの1週間分のデータを見つめただけで、高血圧や睡眠時無呼吸症候群の診断を下したりはしない（おそらく、そうした診断を下すのは不可能だろう）。高血圧の診断は血圧計を使って行われ、睡眠時無呼吸症候群の場合は睡眠専門のクリニックに行くか、家庭用モニタリング装置を使用する必要がある。

では、血圧や呼吸を直接測定せずに、Cardiogramのアルゴリズムはどうやって精度の高い推測を行うのか？ われわれにわかるのは少しだけだ。

呼吸や心拍、血圧はいずれも、自律神経系とつながりがある。自律神経系は、生存を支える無意識の身体機能を制御する。過去の研究から、高血圧や睡眠時無呼吸症候群になると、心拍のパターンが変化することがわかっている。

例えば、睡眠時無呼吸症候群の患者は心拍の変動が小さい。だが、Cardiogramの共同創業者ブランドン・バリンジャーは、自社のアルゴリズムが予測に利用している心拍パターンを、すべて認識できているわけではないと認めている。

バリンジャーによると、それでも適切にテストを行えばビジネスになる可能性があるという。Apple Watchなどの機器向けのCardiogram製アプリは、現在無料だ。だが同社の事業計画では、いずれは心房細動や高血圧、睡眠時無呼吸症候群の検査を受けるよう、ユーザーにアドヴァイスする機能を追加する。米食品医薬品局（FDA）ににらまれないようにするには、特定の症状があることを示さずに、検査を受けるようアドヴァイスするアプリにする必要がある。

Cardiogramは在宅検査に必要な機器を出荷し、医療保険会社に請求して利益を上げる意向だ。アプリが診断後にアドヴァイスを行ったり、医師やヘルスコーチを紹介したりすることも考えられる、とバリンジャーは語る。彼の予想では、一部の機能は数カ月以内に実現するという。

専門家は「もっとテストが必要」と指摘

計画には説得力があるが、証明が必要だ。南カリフォルニア大学ボディコンピューティングセンターのエグゼクティヴディレクターで、心臓専門医のレスリー・サクソンは、心拍数や歩数から間接的に病気の推測を行うアイデアは、もっとテストが必要だと語る。「研究では相関が見られ、そうしたことを知るのは重要ですが、医学的にはその価値はまだ証明されていません」。サクソンは、Apple Watchの心拍データは、装着者によって精度にばらつきがある点も指摘している。

Cardiogramは、さらなる研究を進めており、精度の向上を期待していると述べている。同社とカリフォルニア大学サンフランシスコ校との共同研究には、現在約3万人が参加協力している。3万人というのは、医学研究においては大きな数字だ。おそらく、メディカルアドヴァイザーの役割を果たすApple Watchのようなウェアラブル機器に対して、人々の受け入れ準備ができていることを反映しているのだろう。

サクソンによると、南カリフォルニア大学の研究では、医療グレードの測定が可能なアプリを患者が熱心に利用しているという。同大学のプロジェクトでは、新興企業のAliveCorによる、スマートフォンやスマートウォッチと連携するモバイル心拍センサーのテストも行われている。ひとりでできる健康管理について適切に情報を与えられれば、結果的に人々の健康管理レヴェルが向上する、とサクソンは語る。

「患者は医師に診てもらうより、自己管理するほうがはるかによいと思っています。それにスマートフォンをすでに1日に200回くらいいじっていますから」とサクソンは語る。同氏やCardiogramの言うことが正しければ、そのうちSnapchatやテキストメッセージなどの通知の間に、医療に関する通知が表示されるようになるかもしれない。