Radar-ingeschakelde, Contactloze Hartslaggeluid Monitoring

Stethoscopen worden gebruikt om de geluiden geproduceerd door het hart en de longen te diagnosticeren. Gebruikt in de conventionele manier, worden trillingen van het lichaamsoppervlak overgedragen aan een membraan in het borststuk en dan aan het trommelvlies van de gebruiker waar ze als geluiden waargenomen worden. Akoestische stethoscopen zijn relatief goedkoop en zijn decennialang betrouwbaar gebruikt, maar ze hebben één nadeel. De diagnose van hartsgewiezen, zoals de beoordeling van hartklepfunctie, wordt subjectief uitgevoerd en is direct afhankelijk van de ervaring van de arts die het onderzoek uitvoert.

Een procedure is ontwikkeld voor betrouwbare detectie en diagnose van hartsgeluiden met behulp van radar. Mobiele radarapparaten kunnen conventionele stethoscopen vervangen en permanente, contactloze monitoring van vitale functies van patiënten kan mogelijk zijn met stationaire radarapparaten.

Met behulp van een zes-poort continuous-wave radar systeem, werden trillingen op de huid veroorzaakt door de hartslag gemeten. Tijdens dit proces wordt een radargolf gericht op het oppervlak van een object en gereflecteerd. Als het object beweegt, verandert de fase van de gereflecteerde golf. Dit wordt gebruikt om de sterkte en frequentie van de beweging van de borstkas te berekenen. In tegenstelling tot radarsystemen voor verkeersmonitoring, kan het biomedische radarsysteem veranderingen in beweging detecteren die een paar micrometer meten, wat een belangrijke voorwaarde is voor het diagnosticeren van zelfs de kleinste anomalieën zoals insufficientie, stenosen, of hartkleppen die niet goed dichtgaan.

Testpatiënten werden onderzocht in diverse activiteitsstatussen zoals tijdens rust en na sporten, en hun hartsgeluiden werden gedetecteerd. Een directe vergelijking tussen het radarsysteem en conventionele standaardinstrumenten met een digitale stethoscoop en een electrocardiograaf (ECG) toonde een zeer hoge correlatie — 83 procent in een directe vergelijking van de signaalvormen met de digitale stethoscoop. De geringe afwijkingen worden veroorzaakt doordat metingen met het radarsysteem en de referentiesystemen niet gelijktijdig op precies dezelfde plek op het lichaam uitgevoerd kunnen worden. Bovendien meet het radarsysteem een oppervlakte en niet een enkel punt zoals de stethoscoop, wat ook een reden is voor de varierende meetwaarden.

Een significant voordeel dat radar biedt is het feit dat de waarden digitaal worden vastgelegd en dus niet subjectief zijn, wat menselijke fouten steeds meer uitsluit tijdens de diagnose van anomalieën of ziekten. Het gebruik van biomedische radarsystemen geautomatiseerde profylactische onderzoeken — bijvoorbeeld in wachtruimtes van huisartsen, op het werk, of thuis — is ook haalbaar.