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A escala de banheiro nova podia monitorar milhões de pacientes da parada cardíaca

“Bom dia. Bill. Por favor. Pise na escala. Toque nas almofadas do metal.” O dispositivo grava um electrocardiograma dos dedos de Bill e - mais importante - da pulsação da circulação que faz seu corpo subtly se sacudir para cima e para baixo. As ferramentas da aprendizagem de máquina computam que os sintomas da parada cardíaca de Bill se agravaram.

Isto é como os pesquisadores no Instituto de Tecnologia de Geórgia prevêem seu dispositivo experimental alcançar pacientes um dia, e em um estudo novo, relataram o sucesso do prova--conceito na gravação e dados do processamento de 43 pacientes com parada cardíaca. Uma versão negociável futura da escala médica da monitoração notificaria idealmente um doutor, que chamasse Bill para ajustar em casa sua medicamentação, esperançosamente poupando o uma estada longa do hospital e um sofrimento supérfluo.

A pulsação e o sinal sacudindo-se são chamados um ballistocardiogram (BCG), pesquisadores de uma medida tomaram mais comumente aproximadamente 100 anos há mas deram acima sobre como a tecnologia imagiológica o ultrapassou distante. Os pesquisadores estão fazendo útil outra vez com computação moderna.

“Nosso trabalho é a primeira vez que BCGs estêve usado para classificar o estado de pacientes da parada cardíaca,” disse Omer Inan, investigador principal do estudo e um professor adjunto na escola da tecnologia de Geórgia de elétrico e da engenharia informática.

Crise dos cuidados médicos

A parada cardíaca afecta 6,5 milhão americanos e é uma doença deprogresso, em que o coração trabalha cada vez menos eficazmente. Muitos povos conhecem-na como a insuficiência cardíaca congestiva porque um sintoma principal é o acúmulo fluido, que pode oprimir os pulmões, impedindo a respiração e possivelmente a causa da morte.

Os pacientes resistem hospitalizações da repetição para ajustar medicamentações quando sua condição mergulha, ou “decompensates,” fazendo a parada cardíaca um motorista principal de admissões de hospital e de custos dos cuidados médicos. A monitoração home reduz hospitalizações mas exige actualmente um procedimento invasor.

A pesquisa da tecnologia de Geórgia era atrás do lançamento de um dispositivo tão implantable da monitoração da HOME da parada cardíaca em 2011. Mas esta solução nova potencial dispensaria com o procedimento, custaria muito menos, e seria muito mais simples usar - a redução da resistência dos pacientes à monitoração home.

Dado sua fase inicial, a escala do BCG-EKG do estudo executou bem em testes do hospital mas igualmente em testes da em-HOME, que era prometedora, desde que a solução visa principalmente o uso home eventual.

A equipa de investigação, que os colaboradores incluídos da Universidade da California, San Francisco, e a Universidade Northwestern, publicaram seus resultados nas transacções de IEEE do jornal na engenharia biomedicável. A pesquisa foi financiada pelo coração, pelo pulmão e pelo instituto nacionais do sangue nos institutos de saúde nacionais.

Garrancho de Ballisto

A peça do ECG da escala experimental não é informação diagnóstica nova nem sua grande, mas apenas não diz bastante sobre a parada cardíaca. A peça de BCG é na maior parte nova, e parece valiosa à monitoração da parada cardíaca mas igualmente ao desafio para gravar e interpretar.

O ECG (ECG) tem as ondas características que os clínicos compreenderam por 100 anos, e agora, computadores leu-as muita hora. Os elementos do sinal de BCG não são sabidos realmente bem ainda, e não foram medidos nos pacientes com parada cardíaca muito de todo.”

Omer Inan, o investigador principal do estudo

O ECG é elétrico; o corpo conduz seus sinais bem, e as gravações são claras.

O BCG é um sinal mecânico; a gordura corporal umedece-o, e enfrenta muita interferência no corpo como variações do tecido e movimento do músculo. BCGs é igualmente mais ruidoso nos povos com doença cardiovascular.

Os pacientes com parada cardíaca tendem a ser feebler, e inicialmente, os pesquisadores preocuparam-nos balançariam em escalas durante os testes home, adicionando ainda mais ruído ao BCGs. Mas as gravações eram muito produtivas.

Embora um read-para fora de BCG é garrancho comparado gravura a água-forte do próximo-uniforme de um ECG, BCGs tem alguns testes padrões que paralelizam um ECG. Por exemplo, o ponto ascendente grande em um ECG é seguido J-onda grande do BCG pela “.”

Vibrar incompatível

Os pesquisadores processaram BCGs com os três algoritmos de aprendizagem da máquina, revelando os testes padrões que diferem quando a parada cardíaca de um paciente é compensada, isto é, mais saudável, de quando decompensated.

“Em alguém com parada cardíaca decompensated, o sistema cardiovascular pode já não compensar a função reduzida do coração, e então o fluxo de sangue através das artérias é mais desordenado, e nós vemo-lo no sinal mecânico do BCG,” Inan disse. “Essa diferença não aparece no ECG porque é um sinal elétrico.”

“A característica a mais importante era o grau a que o BCG é variável, que significaria a circulação sanguínea incompatível. Se você desbasta acima a gravação em 20 segundos intervalos e os segmentos individuais diferem de se muito, aquele é um bom marcador da descompensação,” Inan disse.

Source:
Journal reference:

Aydemir, V.B. et al. (2019) Classification of Decompensated Heart Failure from Clinical and Home Ballistocardiography. IEEE Transactions on Biomedical Engineering. doi.org/10.1109/TBME.2019.2935619.