‘Estetoscópio radar’ pode melhorar a tecnologia de monitoramento de saúde sem contato

Um novo avanço na monitorização da saúde, que utiliza radar para “ouvir” os sons cardíacos dos pacientes com notável precisão, poderá levar a uma nova geração de equipamento de monitorização médica sem contacto.

Pesquisadores da Universidade de Glasgow lideraram o desenvolvimento do novo sistema, que usa radar para rastrear os sons cardíacos dos pacientes como um médico usa um estetoscópio. Ele melhora significativamente os métodos anteriores de medição da frequência cardíaca usando ondas de radar, que fazem leituras a partir de medições dos movimentos torácicos dos pacientes.

Em novo artigo publicado na revista Jornal IEEE de Informática Biomédica e de Saúdea equipe demonstra como usaram técnicas avançadas de processamento de sinais para isolar e medir os sons cardíacos de voluntários humanos.

Usando um sistema de radar de ondas contínuas de 24 GHz, eles refletiram ondas eletromagnéticas nos corpos dos voluntários enquanto eles se deitavam, totalmente vestidos. Os reflexos das ondas permitiram à equipe medir não apenas o movimento do peito, mas também os sons que seus corações produziam quando as válvulas abriam e fechavam – um método semelhante ao modo como os médicos usam os estetoscópios para ouvir como os corações dos pacientes estão batendo.

Eles usaram filtros sofisticados para remover ruídos de sinal e outras interferências, permitindo obter um sinal de pulso claro e calcular a frequência cardíaca dos pacientes.

Para testar a eficácia do seu método, eles coletaram dados de sons cardíacos e movimentos torácicos de voluntários do sexo masculino e feminino usando radar durante períodos de 30 segundos, 60 segundos e cinco minutos. Para cada período de tempo, eles também mediram três intensidades diferentes de batimento cardíaco – um estado de “repouso” entre 60 e 80 batimentos por minuto, um estado de “ansiedade” de 100–130 bpm e um estado de “transição” entre 80 e 130 batimentos por minuto. bpm.

Ao mesmo tempo, eles também monitoraram os corações dos voluntários usando um aparelho de eletrocardiograma (ECG) – o atual padrão ouro para medições clínicas da frequência cardíaca.

Os pesquisadores descobriram que seu novo sistema era capaz de medir os sons cardíacos em todas as intensidades com quase 99% de precisão – suas leituras diferiam das medições simultâneas de ECG em menos de um batimento por minuto.

Eles também compararam os dados coletados sobre o movimento do tórax – o método convencional de medição da frequência cardíaca com radar – com o método aprimorado de som cardíaco.

Eles descobriram que as medições do movimento do tórax podem ficar aquém das medições do ECG em 8–50 batimentos, dependendo da intensidade dos batimentos cardíacos dos voluntários, destacando a melhoria significativa que o seu novo método representa.

O professor Qammer H. Abbasi, co-diretor do Communications, Sensing and Imaging Hub da James Watt School of Engineering é um dos autores de contato do artigo. Ele disse: “Nos últimos anos, os avanços nas tecnologias de detecção abriram novos métodos promissores de rastreamento dos sinais vitais dos pacientes sem contato físico.

“Esses avanços poderiam ajudar a fornecer aos médicos monitoramento 24 horas por dia de seus pacientes, sem o uso de sensores vestíveis invasivos ou desconfortáveis, e fortalecer as medidas de controle de infecção nos casos em que os pacientes têm uma doença transmissível.

“O que conseguimos fazer com esta pesquisa foi dar um grande passo no sentido de permitir todo o potencial do radar como uma ferramenta de monitoramento de saúde sem contato. Nossa abordagem de processamento de sinal permitiu uma detecção muito mais precisa dos sons cardíacos e a medição dos batimentos cardíacos. taxa, o que o aproxima do desempenho do monitoramento de ECG.”

Dr. Hasan Abbas, professor sênior da Escola de Engenharia James Watt, é um dos autores do artigo. Ele disse: “Ao contrário das tecnologias de monitoramento de pacientes baseadas em câmeras, o radar preserva a privacidade do paciente, coletando apenas seus sinais vitais e nenhuma informação sobre seus movimentos ou atividades. O sistema que desenvolvemos pode formar a base de um sistema de saúde fácil de usar e revolucionário. tecnologia de cuidados no futuro.”

O professor Muhammad Imran é chefe do Centro de Comunicações, Detecção e Imagem da Universidade de Glasgow e coautor do artigo. Ele disse: “Este artigo mostra que o radar pode ser usado para monitorar os sons cardíacos com notável precisão, o que pode torná-lo inestimável para uso em ambientes clínicos e em casa no futuro.

“Já estamos procurando outras maneiras de ler com precisão outros sinais cardiovasculares vitais das pessoas usando esta técnica. Esperamos desenvolver um design comercial com mais recursos no futuro, que possa combinar o monitoramento da frequência cardíaca com a frequência respiratória, leituras de pressão arterial e outros medidas úteis.”

Muhammad Farooq, pesquisador do centro de Comunicações, Sensoriamento e Imagem e Ph.D. estudante da Escola de Engenharia James Watt, também é um dos autores do artigo. Ele disse: “A precisão significativa na detecção de sons cardíacos sem contato que alcançamos poderia ajudar a desbloquear todo o potencial da tecnologia para uso em ambientes clínicos, permitindo o monitoramento contínuo dos sinais vitais em situações críticas.

“Esta técnica mais refinada para monitoramento remoto da saúde por radar poderia ajudar a facilitar o diagnóstico de doenças cardíacas no futuro.”