Er zijn tegenwoordig legio wearables en andere consumentenproducten waarmee mensen zelf hun hartslag, -ritme en eventuele hartaandoeningen kunnen monitoren. De meeste smartwatches hebben zelfs al de mogelijkheid om een indicatief ECG te produceren. Toch heeft lang nog niet iedereen een smartwatch of draagbare hartslagmonitor. Daarom bedacht een Canadese wetenschapper een systeem dat met radiogolven werkt. Zeg maar, een slimme radar die zo compact is dat ze bijvoorbeeld in (kantoor)stoelen, of op andere plekken waar mensen zitten geïnstalleerd kunnen worden en mensen te waarschuwen voor hartproblemen, nog voordat die levensbedreigend worden.
De wetenschapper, dr. George Shaker, ontwikkelde de slimme ‘hartradar’ aan de universiteit van Waterloo, alwaar hij werkzaam is als adjunct universitair hoofddocent elektro- en computertechniek. Shaker onderzoekt als ingenieur al eer dan 20 jaar de (medische) mogelijkheden van radiogolven. Samen met zijn onderzoeksteam ontwikkelde hij wat hij noemt een ‘supergevoelige bewegingsdetector’ die in staat is om de kleine borstbewegingen te registreren die worden veroorzaakt door een kloppend hart.
Borstbewegingen detecteren met radiogolven
De slimme miniradar is uiteindelijk een apparaatje ter grootte van een mobiele telefoon geworden. Die kan, bijvoorbeeld, aan of in een stoel geplaatst worden. De radar zendt radiogolven uit die vervolgens weerkaatsen op het lichaam van de persoon in de stoel. De slimme radar is zo gevoelig dat het in de terugkaatsende radiogolven nauwelijks waarneembare borstbewegingen kan detecteren. Die worden vervolgens met behulp van AI geanalyseerd door een geavanceerd computeralgoritme. Het inzetten van AI om hartaandoeningen tijdig op te kunnen sporen is overigens niet nieuw. Zo startte het Utrecht UMC in 2023 met de ontwikkeling van speciale AI-software hiervoor.
De data die door het apparaat worden verzameld, worden omgezet in een hartslagprofiel. Voor het ontdekken van eventueel aanwezige of ontwikkelende hartproblemen is het zogenoemde gecorrigeerd QTc-interval. Dat is feitelijk de tijd die het hart nodig heeft om te resetten tussen hartslagen. Als die interval te lang is, kan dit duiden dit op een verhoogd risico op ernstige hartproblemen, waaronder hartaanvallen.
Monitoring op de achtergrond
Het grote voordeel van de slimme mini radar is dat het apparaatje overal ingebouwd kan worden en op de achtergrond een persoon kan monitoren. Opladen, zoals smartwatches, is niet nodig. “Stel je een toekomst voor waarin je auto, bank en zelfs je bureaustoel niet alleen je lichaam ondersteunen, maar ook actief je gezondheid beschermen door als vroegtijdig waarschuwingssysteem te dienen. Als deze technologie op grote schaal wordt toegepast, heeft het een enorm potentieel om levens te redden”, vertelt Shaker.
De slimme radar geeft binnen enkele minute de eerste resultaten van de analyses, met een nauwkeurigheid die vergelijkbaar is met een elektrocardiogram (ECG) van medische kwaliteit. Het systeem kan ook de hartslagvariabiliteit (HRV), een andere belangrijke indicator van de gezondheid van het hart, met milliseconde precisie meten.
Doorontwikkeling
De slimme radar is nog niet in de praktijk beschikbaar. De onderzoekers werken momenteel aan een betere integratie van AI om de voorspellende kwaliteiten van het systeem verder te verbeteren. Pas daarna kan gedacht worden over het testen van het systeem bij proefpersonen met verschillende cardiovasculaire aandoeningen.
“Radarsensoren zijn klein, schaalbaar en kostenefficiënt. Ook vormen ze geen bedreiging voor de privacy. Wanneer ze op grote schaal geproduceerd kunnen worden, dan zien ik mogelijkheden om ze standaard in te bouwen in, bijvoorbeeld, smart homes en auto’s”, aldus Shaker. Het onderzoek van dr. Shaker is onlangs gepubliceerd in Scientific Reports.
