AFFILIAZIONE
università campus bio-medico di roma
AUTORE PRINCIPALE
Ing. Santucci Francesca
Registrazione obbligatoria. Una valutazione consentita
GRUPPO DI LAVORO
Prof. Setola Roberto università campus bio-medico di roma
Prof. Schena Emiliano università campus bio-medico di roma
Prof. Oliva Gabriele università campus bio-medico di roma
Dr. Lo Presti Daniela università campus bio-medico di roma
Prof. Lu Nanshu the university of texas at austin
Ing. Bhattacharya Sarnab the university of texas at austin
Prof. Schena Emiliano università campus bio-medico di roma
Prof. Oliva Gabriele università campus bio-medico di roma
Dr. Lo Presti Daniela università campus bio-medico di roma
Prof. Lu Nanshu the university of texas at austin
Ing. Bhattacharya Sarnab the university of texas at austin
AREA TEMATICA
Applicazioni innovative di bioingegneria (premio miglior tesi dottorato)
ABSTRACT
La sismocardiografia (SCG) registra informazioni sul funzionamento meccanico del cuore (flusso sanguigno, contrattilità cardiaca, attività valvolare e altri parametri emodinamici come il volume sistolico) a partire dalla rilevazione delle vibrazioni del torace generate dal battito cardiaco. Tali informazioni integrano quelle registrate tramite elettrocardiografia (ECG). Il recente sviluppo di tecnologie in grado di registrare le vibrazioni sismiche utilizzando dispositivi leggeri e di dimensioni ridotte ha suscitato un crescente interesse per la SCG, essendo le malattie cardiovascolari la prima causa di morte al mondo. Al fine di effettuare diagnosi precoci di patologie cardiovascolari è necessario un monitoraggio continuo in ambienti non statici in quanto l’estrazione di eventi cardiaci dalla SCG durante il movimento consente la quantificazione della risposta del cuore allo stress fornendo una valutazione più completa rispetto al solo ECG. Tuttavia, l’efficacia della SCG è compromessa da artefatti da movimento. Un’altra sfida riguarda la posizione ottimale per la misura del segnale, la cui morfologia varia sulla superficie del torace a causa della propagazione e attenuazione spazio-temporale delle onde meccaniche, attenuando o amplificando le caratteristiche diagnostiche. In questa tesi è stato sviluppato un e-tattoo wireless per la misurazione sincrona di ECG e SCG. Il design elastico e sottile permette di posizionarlo nella cresta sternale con un’elevata adesione alla cute, facilitando il monitoraggio di alta qualità dei segnali. Elettrodi dry per l’ECG consentono il funzionamento continuo per più di 24 ore. Un’app personalizzata permette di controllare i segnali in tempo reale e marcare gli eventi rilevanti. È stato inoltre sviluppato un framework per la compensazione del movimento integrando filtraggio adattivo, ensemble average e empirical mode decomposition. Prima è stata condotta un’analisi sulla posizione di misura ottimale. Poi sono state condotte prove sperimentali in attività di camminata e ciclismo. Intervalli cardiaci chiave (tempo di eiezione ventricolare sinistra e periodo di pre-eiezione) sono stati estratti con successo dal sistema hardware-software mostrando concordanza con quelli di un monitor certificato FDA durante movimenti sostanziali. L’e-tattoo consente la misura affidabile di eventi cardiaci durante diverse attività per un periodo prolungato di tempo consentendo un avanzamento nelle capacità di monitoraggio ambulatoriale.
