Нет

Научные отчеты, том 13, Номер статьи: 11787 (2023) Цитировать эту статью

739 Доступов

3 Альтметрика

Подробности о метриках

Сейсмокардиография (СКГ) — это неинвазивное измерение локальных вибраций грудной стенки, вызванных механической активностью сердца, и она показала многообещающие результаты в предоставлении клинической информации о некоторых сердечно-сосудистых заболеваниях, включая сердечную недостаточность и ишемию. Традиционно сигналы СКГ записываются путем помещения акселерометра на грудь. В этой статье мы предлагаем новый метод бесконтактного измерения SCG для извлечения их из видео грудной клетки, записанных смартфоном. Наш конвейер состоит из методов компьютерного зрения, включая отслеживание шаблона Лукаса-Канаде для отслеживания искусственной цели, прикрепленной к груди, а затем оценки сигналов SCG на основе отслеживаемых смещений. Мы оценили наш конвейер на 14 здоровых субъектах, сравнив оценки SCG\(^\mathrm{{v}}\) на основе зрения с золотым стандартом SCG\(^\mathrm{{g}}\), измеренным одновременно с помощью акселерометров. прикреплены к груди. Сходство между SCG\(^\mathrm{{g}}\) и SCG\(^\mathrm{{v}}\) измерялось во временной и частотной областях с использованием коэффициента корреляции Пирсона, индекса сходства, основанного на динамических искажение времени (DTW) и вейвлет-когерентность. Средний индекс сходства между сигналами по DTW составил 0,94 и 0,95 в направлениях справа налево и с головы на ноги соответственно. Кроме того, сигналы SCG\(^\mathrm{{v}}\) использовались для оценки частоты сердечных сокращений, и эти результаты сравнивались с частотой сердечных сокращений золотого стандарта, полученной на основе сигналов ЭКГ. Результаты показали хорошее согласие между расчетными значениями частоты сердечных сокращений и измерениями «золотого стандарта» (смещение = 0,649 ударов в минуту). В заключение, эта работа показывает перспективность разработки недорогого и широко доступного метода дистанционного мониторинга сердечно-сосудистой активности с использованием видео со смартфона.

В Соединенных Штатах сердечно-сосудистые заболевания (ССЗ) являются основной причиной смертности номер один и остаются основной причиной смертности во время пандемии COVID-19, на их долю приходится 20,1% всех смертей в период с марта 2020 года по октябрь 2021 года1. По мнению Американской кардиологической ассоциации, сердечно-сосудистые заболевания налагают огромное бремя на здоровье и экономику в США и во всем мире2. Этот уровень смертности и экономическое бремя можно снизить, улучшив методы диагностики и сделав их более доступными для более раннего выявления нарушений сердечной деятельности. В связи с этим рутинный мониторинг сердечной деятельности может повысить возможность ранней диагностики сердечно-сосудистых заболеваний. Современные методы мониторинга сердечной деятельности включают как инвазивные (например, катетеризация легочной артерии3), так и неинвазивные методы. Инвазивные методы обычно применяются в клинических учреждениях, что ограничивает их применимость для рутинного дистанционного наблюдения за пациентами. С другой стороны, неинвазивные методы, такие как электрокардиография (ЭКГ), широко используются для разработки систем дистанционного мониторинга, которые можно использовать за пределами медицинских учреждений. Недавние исследования сейсмокардиографии (СКГ), другого неинвазивного метода регистрации сердечно-сосудистых вибраций на поверхности грудной клетки, показали их потенциал в точной оценке клинически значимых параметров4. Эти вибрации можно измерить в дорсо-вентральном направлении, справа налево и от головы к стопам. Они вызваны механической деятельностью сердца, такой как открытие и закрытие митрального и аортального клапанов, изоволюметрическое сокращение, выброс и быстрое заполнение левого клапана. желудочек4,5,6. Поскольку СКГ измеряет механическую активность сердца, он может предоставить дополнительную диагностическую информацию к другим методам, таким как ЭКГ и пульсоксиметрия, которые оценивают электрическую активность сердца и уровень кислорода в крови4,7,8. В результате несколько исследований показали, что сигналы SCG содержат информацию, которую можно использовать для точного исследования сердечной деятельности, например, время открытия и закрытия аортального и митрального клапанов9,10. Кроме того, сигналы SCG оказались многообещающими для обнаружения и мониторинга различных сердечно-сосудистых заболеваний, таких как ишемическая болезнь сердца, инфаркт миокарда, ишемия и кровотечение11,12,13,14,15,16,17.