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Scientific Reports volume 13、記事番号: 11787 (2023) この記事を引用

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メトリクスの詳細

心地震計（SCG）は、心臓の機械的活動によって生じる胸壁の局所的な振動を非侵襲的に測定するもので、心不全や虚血などの特定の心血管疾患の臨床情報を提供することが期待されています。 従来、SCG 信号は胸部に加速度計を配置することによって記録されます。 本稿では、スマートフォンで撮影した胸部動画からSCGを抽出する新しい非接触SCG計測法を提案する。 私たちのパイプラインは、胸部に取り付けられた人工ターゲットを追跡し、追跡された変位から SCG 信号を推定するための Lucas-Kanade テンプレート追跡を含むコンピューター ビジョン手法で構成されています。 私たちは、視覚ベースの SCG\(^\mathrm{{v}}\) の推定値と、加速度計を使用して同時に測定されたゴールドスタンダードの SCG\(^\mathrm{{g}}\) を比較することで、14 人の健康な被験者を対象としたパイプラインを評価しました。胸に付いています。 SCG\(^\mathrm{{g}}\) と SCG\(^\mathrm{{v}}\) の類似性は、動的データに基づく類似性指数であるピアソン相関係数を使用して、時間領域と周波数領域で測定されました。タイム ワーピング (DTW)、およびウェーブレット コヒーレンス。 信号間の DTW ベースの平均類似性指数は、右から左および頭から足の方向でそれぞれ 0.94 と 0.95 でした。 さらに、SCG\(^\mathrm{{v}}\) 信号を利用して心拍数を推定し、これらの結果を ECG 信号から得られたゴールドスタンダード心拍数と比較しました。 この結果は、推定心拍数値とゴールドスタンダード測定値 (バイアス = 0.649 拍/分) がよく一致していることを示しました。 結論として、この研究は、スマートフォンのビデオを使用して心臓血管活動を遠隔監視するための低コストで広く利用可能な方法の開発において有望であることを示しています。

米国では心血管疾患（CVD）が主な死因の第1位であり、新型コロナウイルス感染症（COVID-19）のパンデミック中も引き続き死因の第1位であり、2020年3月から2020年10月までの全死亡者数の20.1％を占めた1。米国心臓協会によると、CVD は米国および世界中で多大な健康と経済的負担を課しています2。 この死亡率と経済的負担は、診断方法を改善し、より利用しやすくして心臓異常の早期発見を達成することで軽減できます。 この点において、心臓の活動を定期的にモニタリングすることで、CVD の早期診断の可能性が高まります。 現在の心臓活動モニタリング方法には、侵襲的技術 (肺動脈カテーテル法 3 など) と非侵襲的技術の両方が含まれています。 この侵襲的技術は通常、臨床施設で行われるため、患者の日常的な遠隔監視にはその有用性が制限されています。 一方、心電図検査 (ECG) などの非侵襲的方法は、医療施設の外で使用できる遠隔監視システムの開発に広く使用されています。 胸部表面の心臓血管の振動を記録する別の非侵襲的技術である心地震計（SCG）に関する最近の研究では、臨床的に重要なパラメータを正確に推定できる可能性が示唆されています4。 これらの振動は、背腹方向、右から左、頭から足の方向で測定でき、僧帽弁と大動脈弁の開閉、等容性収縮、駆出、左心室の急速な充満などの心臓の機械的活動によって引き起こされます。心室4、5、6。 SCG は心臓の機械的活動を測定するため、心臓の電気的活動や血中酸素レベルを評価する ECG やパルスオキシメトリーなどの他のモダリティに補完的な診断情報を提供できます4、7、8。 その結果、いくつかの研究で、SCG 信号には、大動脈弁や僧帽弁の開閉のタイミングなど、心臓の活動を正確に調査するために利用できる情報が含まれていることが実証されました 9,10。 また、SCG 信号は、冠状動脈性心疾患、心筋梗塞、虚血、出血などのさまざまな心血管疾患の検出および監視において有望であることが示されています 11、12、13、14、15、16、17。