Millones de pacientes con insuficiencia cardíaca son readmitidos en hospitales cada pocos meses para ajustar los medicamentos. Envía los costos médicos por las nubes y los pacientes sufren innecesariamente. Una nueva báscula de baño podría brindar a los médicos los datos que necesitan para reducir las hospitalizaciones y tratar a los pacientes de forma remota antes de que sufran demasiado.

"Buenos días. Bill. Por favor. Sube a la báscula. Toca las almohadillas de metal". El dispositivo registra un electrocardiograma de los dedos de Bill y, lo que es más importante, pulsaciones de circulación que hacen que su cuerpo se mueva sutilmente hacia arriba y hacia abajo. Las herramientas de aprendizaje automático calculan que los síntomas de insuficiencia cardíaca de Bill han empeorado.

Así es como los investigadores del Instituto de Tecnología de Georgia imaginan que su dispositivo experimental llegará a los pacientes algún día, y en un nuevo estudio, informaron el éxito de la prueba de concepto en el registro y procesamiento de datos de 43 pacientes con insuficiencia cardíaca. Lo ideal sería que una versión comercializable de la escala de seguimiento médico notificara a un médico, que llamaría a Bill para ajustar su medicación en casa, con suerte, evitándole una larga estancia en el hospital y un sufrimiento innecesario.

La señal pulsante y oscilante se llama balistocardiograma (BCG), una medida que los investigadores tomaron con más frecuencia hace unos 100 años, pero la abandonaron cuando la tecnología de imágenes la superó con creces. Los investigadores lo están volviendo a hacer útil con la computación moderna.

"Nuestro trabajo es la primera vez que se utilizan BCG para clasificar el estado de los pacientes con insuficiencia cardíaca, "dijo Omer Inan, investigador principal del estudio y profesor asociado en la Escuela de Ingeniería Eléctrica e Informática de Georgia Tech.

Crisis sanitaria

La insuficiencia cardíaca afecta a 6,5 ​​millones de estadounidenses y es una enfermedad de progresión lenta. en el que el corazón trabaja cada vez menos eficazmente. Mucha gente lo conoce como insuficiencia cardíaca congestiva porque un síntoma importante es la acumulación de líquido, que puede abrumar los pulmones, impidiendo la respiración y posiblemente causando la muerte.

Los pacientes soportan hospitalizaciones repetidas para ajustar los medicamentos cuando su condición disminuye, o "descompensa, "haciendo de la insuficiencia cardíaca un factor importante en las admisiones hospitalarias y los costos de atención médica. La monitorización domiciliaria reduce las hospitalizaciones, pero actualmente requiere un procedimiento invasivo.

La investigación de Georgia Tech estuvo detrás del lanzamiento de un dispositivo implantable de monitoreo de insuficiencia cardíaca en el hogar en 2011. Pero esta nueva solución potencialmente prescindiría del procedimiento, cuesta mucho menos, y ser mucho más simple de usar, lo que reduce la resistencia de los pacientes a la monitorización domiciliaria.

Dada su etapa inicial, La escala BCG-EKG del estudio funcionó bien en las pruebas hospitalarias, pero también en las pruebas realizadas en el hogar. que era prometedor, ya que la solución se dirige principalmente al uso doméstico final.

El equipo de investigación que incluía colaboradores de la Universidad de California, San Francisco, y la Universidad Northwestern, publicó sus resultados en la revista Transacciones IEEE sobre ingeniería biomédica . La investigación fue financiada por National Heart, Instituto de Pulmón y Sangre de los Institutos Nacionales de Salud.

Garabato de Ballisto

La parte de EKG de la escala experimental no es nueva ni su gran información diagnóstica, pero por sí solo no dice lo suficiente sobre la insuficiencia cardíaca. La parte BCG es en su mayoría nueva, y parece valioso para el seguimiento de la insuficiencia cardíaca, pero también es un desafío registrarlo e interpretarlo.

"El ECG (EKG) tiene ondas características que los médicos han entendido durante 100 años, y ahora, las computadoras lo leen la mayor parte del tiempo, "Dijo Inan." Los elementos de la señal BCG aún no se conocen bien, y no se han medido mucho en pacientes con insuficiencia cardíaca ".

El EKG es eléctrico; el cuerpo conduce bien sus señales, y las grabaciones son claras.

El BCG es una señal mecánica; la grasa corporal lo humedece, y se enfrenta a una gran cantidad de interferencias en el cuerpo, como variaciones de tejido y movimiento muscular. Los BCG también son más ruidosos en personas con enfermedades cardiovasculares.

Los pacientes con insuficiencia cardíaca tienden a estar más débiles, e inicialmente, a los investigadores les preocupaba que se tambalearan en las escalas durante las pruebas caseras, agregando aún más ruido a los BCG. Pero las grabaciones fueron muy productivas.

Aunque una lectura de BCG es un garabato en comparación con los grabados casi uniformes de un EKG, Los BCG tienen algunos patrones que son paralelos a los de un electrocardiograma. Por ejemplo, el gran pico ascendente en un EKG es seguido por la gran "onda J" del BCG.

Palpitaciones inconsistentes

Los investigadores procesaron BCG con tres algoritmos de aprendizaje automático, revelar patrones que difieren cuando se compensa la insuficiencia cardíaca de un paciente, es decir, mas saludable, desde que se descompensa.

"En alguien con insuficiencia cardíaca descompensada, el sistema cardiovascular ya no puede compensar la función cardíaca reducida, y luego el flujo de sangre a través de las arterias es más desordenado, y lo vemos en la señal mecánica del BCG, "Dijo Inan." Esa diferencia no aparece en el ECG porque es una señal eléctrica ".

"La característica más importante fue el grado en que el BCG es variable, lo que significaría un flujo sanguíneo inconsistente. Si divide la grabación en intervalos de 20 segundos y los segmentos individuales difieren mucho entre sí, ese es un buen marcador de descompensación, "Dijo Inan.