Insieme a un camice bianco, uno stetoscopio è il segno distintivo dei medici di tutto il mondo. Gli stetoscopi vengono utilizzati per diagnosticare i rumori prodotti dal cuore e dai polmoni. Usato in modo convenzionale, le vibrazioni dalla superficie del corpo vengono trasmesse a una membrana nel pettorale e quindi al timpano dell'utente dove vengono percepite come suoni. Gli stetoscopi acustici sono relativamente economici e sono stati utilizzati in modo affidabile per diversi decenni, ma hanno uno svantaggio. La diagnosi di soffi cardiaci, come la valutazione della funzione della valvola cardiaca, viene effettuato soggettivamente e dipende direttamente dall'esperienza del medico che conduce l'esame.

In collaborazione con i ricercatori della Brandenburg University of Technology (BTU) di Cottbus e del Dipartimento di medicina palliativa dell'Universitätsklinikum Erlangen, gli ingegneri elettronici della Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) hanno sviluppato una procedura per rilevare e diagnosticare in modo affidabile i suoni cardiaci utilizzando il radar. Nel futuro, i dispositivi radar mobili potrebbero sostituire gli stetoscopi convenzionali e il monitoraggio permanente senza contatto delle funzioni vitali dei pazienti potrebbe essere possibile utilizzando dispositivi radar fissi.

I ricercatori hanno sviluppato una procedura che potrebbe eventualmente sostituire la fonocardiologia convenzionale. Utilizzando un sistema radar a onda continua a sei porte, hanno misurato le vibrazioni sulla pelle causate dal battito cardiaco. "In linea di principio, stiamo utilizzando un metodo simile per rilevare la velocità nel traffico stradale, " spiega Christoph Will, un dottorando presso LTE. "Durante questo processo, un'onda radar viene puntata sulla superficie di un oggetto e riflessa. Se l'oggetto si muove, la fase dell'onda riflettente cambia. Questo è usato per calcolare la forza e la frequenza del movimento:del torace, nel nostro caso."

A differenza dei sistemi radar per il monitoraggio del traffico, il sistema radar biomedico è in grado di rilevare variazioni di movimento che misurano pochi micrometri, che è un prerequisito importante per diagnosticare anche le più piccole anomalie come l'insufficienza, stenosi o valvole cardiache che non si chiudono correttamente.

I primi test hanno avuto molto successo. I pazienti del test sono stati esaminati in vari stati di attività come durante il riposo e dopo lo sport, e i loro suoni cardiaci sono stati rilevati. Un confronto diretto tra il sistema radar e gli strumenti standard convenzionali con uno stetoscopio digitale e un elettrocardiografo (ECG) ha mostrato una correlazione molto elevata.

"Durante la diagnosi di S1, che è il primo suono del cuore, Per esempio, abbiamo ottenuto una correlazione del 92 percento con l'ECG, "dice Kilin Shi, che è anche un dottorando presso LTE. "La correlazione era dell'83 percento in un confronto diretto delle forme del segnale con lo stetoscopio digitale. È assolutamente affidabile". I ricercatori affermano che le leggere deviazioni sono causate dal fatto che le misurazioni che utilizzano il sistema radar e i sistemi di riferimento non possono essere eseguite contemporaneamente esattamente nello stesso punto del corpo. Inoltre, il sistema radar misura una superficie e non un singolo punto come lo stetoscopio, che è anche una ragione per i valori di misurazione variabili.

Senza contatto e obiettivo

I ricercatori della FAU sono ottimisti sul fatto che i sistemi radar mobili potrebbero sostituire gli stetoscopi convenzionali nella diagnosi della funzione cardiaca nel prossimo futuro. Un vantaggio offerto dal radar è il fatto che i valori sono registrati digitalmente e quindi non sono soggettivi, escludere significativamente l'errore umano durante la diagnosi di anomalie o malattie. Utilizzo di sistemi radar biomedici per esami profilattici automatizzati, Per esempio, nelle sale d'attesa dei medici, al lavoro, o a casa, è anche fattibile.

I ricercatori stanno già lavorando a un altro progetto per monitorare le funzioni vitali dei pazienti gravemente malati utilizzando sistemi radar fissi 24 ore su 24 e senza cavi di disturbo. "La misurazione senza contatto e quindi senza stress di parametri vitali come i suoni cardiaci ha il potenziale per rivoluzionare l'assistenza clinica e la ricerca, Per esempio, in medicina palliativa, " spiega il Prof. Dr. Christoph Ostgathe, capo della medicina palliativa presso l'Universitätsklinikum Erlangen presso la FAU e coautore dello studio. "Per esempio, potremmo informare più rapidamente i parenti dei malati terminali all'inizio della fase di morte, poiché il sistema radar rileva immediatamente eventuali cambiamenti nella salute dei pazienti. Sarebbe anche possibile rilevare eventuali sintomi dolorosi in pazienti che non possono comunicare".