Não

Scientific Reports volume 13, Artigo número: 11787 (2023) Citar este artigo

739 Acessos

3 Altmétrico

Detalhes das métricas

A sismocardiografia (SCG) é a medição não invasiva das vibrações locais da parede torácica produzidas pela atividade mecânica do coração e tem se mostrado promissora no fornecimento de informações clínicas para certas doenças cardiovasculares, incluindo insuficiência cardíaca e isquemia. Convencionalmente, os sinais SCG são registrados colocando um acelerômetro no peito. Neste artigo, propomos um novo método de medição de SCG sem contato para extraí-los de vídeos de tórax gravados por um smartphone. Nosso pipeline consiste em métodos de visão computacional, incluindo o modelo de rastreamento Lucas-Kanade para rastrear um alvo artificial anexado ao tórax e, em seguida, estimar os sinais SCG a partir dos deslocamentos rastreados. Avaliamos nosso pipeline em 14 indivíduos saudáveis ​​comparando as estimativas do SCG\(^\mathrm{{v}}\) baseadas na visão com o SCG padrão-ouro\(^\mathrm{{g}}\) medido simultaneamente usando acelerômetros preso ao peito. A similaridade entre SCG\(^\mathrm{{g}}\) e SCG\(^\mathrm{{v}}\) foi medida nos domínios do tempo e da frequência usando o coeficiente de correlação de Pearson, um índice de similaridade baseado em dinâmica time warping (DTW) e coerência wavelet. O índice médio de similaridade baseado em DTW entre os sinais foi de 0,94 e 0,95 nas direções da direita para a esquerda e da cabeça aos pés, respectivamente. Além disso, sinais SCG\(^\mathrm{{v}}\) foram utilizados para estimar a frequência cardíaca, e esses resultados foram comparados com a frequência cardíaca padrão-ouro obtida a partir de sinais de ECG. Os resultados indicaram uma boa concordância entre os valores estimados da frequência cardíaca e as medidas padrão-ouro (viés = 0,649 batimentos/min). Em conclusão, este trabalho mostra-se promissor no desenvolvimento de um método de baixo custo e amplamente disponível para monitoramento remoto da atividade cardiovascular usando vídeos de smartphones.

Nos Estados Unidos, as doenças cardiovasculares (DCV) são a principal causa de morte e continuaram a ser a principal causa de morte durante a pandemia de COVID-19, sendo responsáveis ​​por 20,1% de todas as mortes entre março de 2020 e outubro de 20211. De acordo com Segundo a American Heart Association, as DCV impõem um enorme fardo econômico e de saúde nos Estados Unidos e no mundo2. Esta taxa de mortalidade e carga económica podem ser reduzidas melhorando os métodos de diagnóstico e tornando-os mais acessíveis para alcançar a detecção precoce de anomalias cardíacas. Nesse sentido, a monitorização rotineira da atividade cardíaca pode aumentar a possibilidade de diagnóstico precoce de DCV. Os métodos atuais de monitoramento da atividade cardíaca incluem técnicas invasivas (como o cateterismo da artéria pulmonar3) e não invasivas. As técnicas invasivas são geralmente realizadas em instalações clínicas, limitando sua utilidade para monitoramento remoto de rotina dos pacientes. Por outro lado, métodos não invasivos como a eletrocardiografia (ECG) têm sido amplamente utilizados para desenvolver sistemas de monitoramento remoto que podem ser utilizados fora das instalações de saúde. Estudos recentes sobre sismocardiografia (SCG), outra técnica não invasiva que registra vibrações cardiovasculares na superfície torácica, sugeriram seu potencial em estimar com precisão parâmetros clinicamente significativos4. Essas vibrações podem ser medidas nas direções dorsoventral, da direita para a esquerda e da cabeça aos pés e são causadas por atividades mecânicas do coração, como abertura e fechamento das válvulas mitral e aórtica, contração isovolumétrica, ejeção e enchimento rápido da esquerda. ventrículo4,5,6. Como o GCS mede a atividade mecânica do coração, pode fornecer informações diagnósticas complementares a outras modalidades como ECG e oximetria de pulso que avaliam a atividade elétrica do coração e o nível de oxigênio no sangue4,7,8. Como resultado, vários estudos demonstraram que os sinais do GCS contêm informações que podem ser utilizadas para investigar com precisão a atividade cardíaca, como o tempo de abertura e fechamento das válvulas aórtica e mitral9,10. Além disso, os sinais SCG têm se mostrado promissores na detecção e monitoramento de uma variedade de doenças cardiovasculares, como doença coronariana, infarto do miocárdio, isquemia e hemorragia11,12,13,14,15,16,17.