Chinese onderzoekers hebben een nieuwe technologie ontwikkeld om op een niet-invasieve wijze, draadloze, continue hartmonitoring met de nauwkeurigheid en kwaliteit van een ECG mogelijk te maken. Daarbij wordt geen gebruik gemaakt van elektroden, met draden, die op het lichaam geplakt moeten worden, maar van radiosignalen.
Jaarlijks sterven wereldwijd ongeveer net zo veel mensen aan hart- en vaatziekten als er in Nederland wonen – 17,9 miljoen. Door de vergrijzing zal dat sterftecijfer de komende jaren naar verwachting verder stijgen. Een vroegtijdige diagnose van hart- en vaatziekten kan veel sterfgevallen voorkomen, en wordt dus steeds belangrijker. Het continu monitoren van personen die een verhoogd risico lopen op de ontwikkeling van hart- en vaatziekten, kan daarbij een belangrijke rol spelen.
Alternatieve monitoring
Natuurlijk, we beschikken tegenwoordig over smartwatches die de hartslag continu monitoren, en waarmee ook een ECG gemaakt kan worden, maar dat is, zo bedacht een Chinees onderzoeksteam, niet voldoende. De klinische meetapparatuur voor het stellen van een diagnose bij mogelijke hart- en vaatziekten, is niet echt draagbaar en hoewel er steeds meer ‘semi’ draagbare monitoring apparatuur, of 'pleisters', op de markt verschijnt, is voor een gedegen diagnose de bekende ECG-apparatuur – met bedrade elektroden die op het lichaam bevestigd worden, nog altijd de standaard.
De Chinese onderzoekers bedachten een oplossing voor de bedrade elektroden die, zo stelt het onderzoek, net zo nauwkeurig en betrouwbaar is als de bestaande ECG-apparatuur. Hun systeem werkt met radiosignalen (RF) en kan de hartslagvariabiliteit (HRV) met klinische nauwkeurigheid over langere perioden monitoren. Dit in tegenstelling tot andere draagbare oplossingen, die minder nauwkeurig en kwetsbaar voor omgevingsinterferentie zijn.
RF-HRV-systeem
Het RF-HRV-systeem dat door het onderzoeksteam is ontwikkeld, wordt niet beïnvloedt door interferentie van ademhalingsbeweging of andere bronnen. Het systeem maakt gebruik van een algoritme voor de selectie van signalen om uit meerdere gereflecteerde signalen het signaal te identificeren dat rijk is aan hartslaginformatie. Door gebruik te maken van het VMD-algoritme (Variational Mode Decomposition) worden hoogfrequente componenten uit de signalen geëxtraheerd, waardoor duidelijke en nauwkeurige hartslagpatronen worden verkregen en de HRV berekend worden.
Om de nieuwe technologie te testen evalueerden de onderzoekers het systeem in een grootschalige poliklinische setting met ruim 6200 deelnemers getest in een dagelijks lange termijn scenario met continue slaapmonitoring gedurende meerdere nachten. Uit die test bleek dat de mediane real-time inter-slag interval (RT-IBI) foutmarge van het draadloze RF-monitoring systeem op 26,1 milliseconden lag. Bij het dagelijkse scenario was dit 34,1 milliseconden. Een een aanzienlijke verbetering is vergeleken met bestaande systemen die alleen signalen uit de hartslagfrequentieband halen. Bovendien toonde het onderzoek ook aan dat het systeem goed presteert bij de automatische classificatie van hartslagafwijkingen, vergelijkbaar met de klinische 12-kanaals ECG-systemen zoals die in ziekenhuizen gebruikt worden.
“De innovatie van dit onderzoek ligt in het doorbreken van het traditionele signaalverwerkingsraamwerk. Het maakt gebruik van tot nu toe onontgonnen hoge-frequentiebereiken (voorbij de 10-orde hartslagharmonischen) om hartslagsignalen te extraheren, waardoor de interferentie van ademhalingsbeweging op hartslagmonitoring wordt overwonnen”, aldus de onderzoekers.
