Il rilevamento del battito cardiaco nei segnali dello smartwatch vince il premio come miglior articolo sulla misurazione fisiologica - Physics World

Il rilevamento del battito cardiaco nei segnali dello smartwatch vince il premio come miglior articolo sulla misurazione fisiologica - Physics World

Timestamp: 28 settembre 2023 4:30

Peter Charlton indossa un rilevatore di attività
Analisi dei dati di attività Peter Charlton e la pluripremiata ricerca del suo team hanno identificato i migliori algoritmi per rilevare i battiti cardiaci nei segnali fotopletismografici provenienti da dispositivi come i fitness tracker indossabili. (Per gentile concessione: CC BY 4.0/PH Charlton et al Physiol. Mis. 10.1088/1361-6579/acead2)

Uno studio sugli algoritmi della fotopletismografia (PPG) ha fatto vincere ai suoi autori il premio Martin Black, assegnato al miglior articolo pubblicato in Misura fisiologica durante l'anno precedente.

Il PPG è una tecnica ottica comunemente utilizzata negli smartwatch, nei fitness tracker e nei pulsossimetri per monitorare i parametri fisiologici. Un passaggio fondamentale nell'analisi del segnale PPG, una misura del polso, è il rilevamento dei singoli battiti cardiaci nel segnale. Nella loro pluripremiata indagine, Pietro Charlton dell'Università di Cambridge e collaboratori hanno valutato le prestazioni dei diversi algoritmi utilizzati per rilevare i battiti cardiaci nei segnali PPG.

La carta, Rilevazione dei battiti nel fotopletismogramma: benchmarking di algoritmi open source, descrive un framework per testare gli algoritmi di rilevamento del battito PPG. I ricercatori hanno utilizzato questo approccio per valutare 15 algoritmi open source rispetto ai battiti di riferimento dei segnali dell’elettrocardiogramma in otto set di dati disponibili gratuitamente. Hanno inoltre studiato il modo in cui le prestazioni dell'algoritmo vengono influenzate dai dati demografici del paziente e durante le aritmie (ritmi cardiaci anormali come la fibrillazione atriale).

"Volevo capire come rilevare al meglio i battiti cardiaci nel PPG e quanto bene potevano essere rilevati in contesti diversi, come durante l'esercizio fisico e nei bambini", afferma Charlton.

Il team ha scoperto che la maggior parte dei rilevatori di battito funzionavano bene in assenza di movimento, anche se le loro prestazioni erano inferiori durante l’esercizio fisico, nei neonati (che hanno frequenze cardiache più elevate rispetto agli adulti) e durante la fibrillazione atriale. In particolare, i risultati hanno identificato due algoritmi open source che hanno funzionato meglio in una serie di casi d’uso. Charlton suggerisce che l'uso di algoritmi open source da parte del team potrebbe essere la chiave per il successo dello studio, poiché le persone possono facilmente utilizzare gli algoritmi di rilevamento del battito consigliati semplicemente scaricandoli e visualizzando il codice sorgente.

Lo studio dovrebbe rivelarsi prezioso per i ricercatori accademici che devono garantire che le loro analisi del segnale PPG siano accurate, oltre a consentire ai progettisti di dispositivi di selezionare l'algoritmo più appropriato da utilizzare in un dispositivo. Charlton afferma che i risultati saranno utili anche per i medici. "Si spera che l'uso degli algoritmi più performanti possa portare ad analisi più accurate, come la valutazione del ritmo cardiaco e il rilevamento delle aritmie dal PPG", spiega. “In definitiva, sarà utile per i pazienti, poiché le misurazioni effettuate su di loro saranno più accurate, portando a un processo decisionale clinico più informato”.

Charlton e colleghi stanno attualmente conducendo il Studio sugli indumenti indossabili PIÙ SICURI studiare le prestazioni e l'accettabilità dei dispositivi indossabili per il rilevamento della fibrillazione atriale, l'aritmia più comune. La fibrillazione atriale aumenta il rischio di ictus e spesso non viene riconosciuta perché può verificarsi senza sintomi. Una volta diagnosticato, tuttavia, esistono interventi consolidati per ridurre il rischio di ictus.

"Il rilevamento della fibrillazione atriale è una delle applicazioni più promettenti dei dispositivi basati su PPG", afferma Charlton. “In questo studio stiamo valutando se i dispositivi basati su PPG funzionano abbastanza bene da essere utilizzati per lo screening della fibrillazione atriale nella popolazione generale. Se così fosse, ciò potrebbe aiutare a migliorare il rilevamento della fibrillazione atriale e, in definitiva, contribuire a prevenire gli ictus”.

Charlton racconta Mondo della fisica che è stato lieto di ricevere il premio Martin Black poiché, si spera, indica che la ricerca del team è utile. Sottolinea che il rilevamento del battito ha ricevuto meno attenzione rispetto ad altri algoritmi, come quelli utilizzati per stimare la pressione sanguigna dal PPG. "Penso che la comunità abbia probabilmente apprezzato particolarmente una valutazione di questo tipo di algoritmo, poiché si sapeva relativamente meno sulle loro prestazioni rispetto ad altri tipi di algoritmi."

“Sono grato per il contributo dei membri del team e di coloro che originariamente hanno sviluppato gli algoritmi, senza i quali questo lavoro non sarebbe possibile”, aggiunge. "Sono interessato ad esplorare il motivo per cui ci è stato assegnato questo premio, perché comprendere questo potrebbe aiutarci a comprendere le aree più preziose su cui potremmo lavorare in futuro."

Timestamp:

Di più da Mondo della fisica