Kan radar erstatte stetoskoper?

Sammen med en hvid frakke, et stetoskop er kendetegnende for læger overalt. Stetoskoper bruges til at diagnosticere de lyde, der produceres af hjertet og lungerne. Brugt på konventionel måde, vibrationer fra kroppens overflade overføres til en membran i bryststykket og derefter til brugerens trommehinde, hvor de opfattes som lyde. Akustiske stetoskoper er forholdsvis billige og har været brugt pålideligt i flere årtier, men de har en ulempe. Diagnosen hjertemislyde, såsom vurdering af hjerteklapfunktion, udføres subjektivt og er direkte afhængig af erfaringerne fra den læge, der foretager undersøgelsen.

I samarbejde med forskere ved Brandenburg University of Technology (BTU) i Cottbus og Institut for Palliativ Medicin ved Universitätsklinikum Erlangen, elektronikingeniører ved Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) har udviklet en procedure til pålidelig detektering og diagnosticering af hjertelyde ved hjælp af radar. I fremtiden, mobile radarenheder kunne erstatte konventionelle stetoskoper, og permanent berøringsfri overvågning af patienters vitale funktioner kunne være mulig ved brug af stationære radarenheder.

Forskerne udviklede en procedure, der i sidste ende kunne erstatte konventionel fonokardiologi. Ved at bruge et seksports kontinuerligt bølgeradarsystem, de målte vibrationerne på huden forårsaget af hjerteslag. "I princippet, vi bruger en lignende metode til at registrere hastighed i vejtrafik, " forklarer Christoph Will, en ph.d.-kandidat ved LTE. "Under denne proces, en radarbølge er rettet mod overfladen af ​​et objekt og reflekteret. Hvis objektet bevæger sig, fasen af ​​den reflekterende bølge ændres. Dette bruges til at beregne styrken og hyppigheden af ​​bevægelsen - i brystet, i vores tilfælde."

I modsætning til radarsystemer til trafikovervågning, det biomedicinske radarsystem kan registrere ændringer i bevægelser, der måler nogle få mikrometer, hvilket er en vigtig forudsætning for at diagnosticere selv de mindste anomalier såsom insufficiens, stenoser eller hjerteklapper, der ikke lukker ordentligt.

De indledende tests var meget vellykkede. Testpatienterne blev undersøgt i forskellige aktivitetstilstande, såsom under hvile og efter sport, og deres hjertelyde blev opdaget. En direkte sammenligning mellem radarsystemet og konventionelle standardinstrumenter med et digitalt stetoskop og et elektrokardiograf (EKG) viste en meget høj korrelation.

"Mens man diagnosticerede S1, som er den første hjertelyd, for eksempel, vi opnåede en korrelation på 92 procent med EKG, " siger Kilin Shi, som også er ph.d.-kandidat ved LTE. "Korrelationen var 83 procent i en direkte sammenligning af signalformerne med det digitale stetoskop. Det er absolut pålideligt." Forskerne fortæller, at de små afvigelser skyldes, at målinger ved hjælp af radarsystemet og referencesystemerne ikke kan udføres samtidigt på nøjagtig det samme sted på kroppen. Ud over, radarsystemet måler et overfladeareal og ikke et enkelt sted som stetoskopet, hvilket også er en årsag til de varierende måleværdier.

Berøringsfri og objektiv

FAU-forskerne er optimistiske om, at mobile radarsystemer kan erstatte konventionelle stetoskoper til diagnosticering af hjertefunktion i den nærmeste fremtid. En fordel ved radaren er, at værdierne optages digitalt og dermed ikke er subjektive, markant udelukkelse af menneskelige fejl under diagnosen anomalier eller sygdomme. Brug af biomedicinske radarsystemer til automatiserede profylaktiske undersøgelser, for eksempel, i lægernes venteværelser, på arbejde, eller derhjemme, er også muligt.

Forskerne arbejder allerede på et andet projekt til overvågning af de vitale funktioner hos patienter, der er alvorligt syge, ved hjælp af stationære radarsystemer døgnet rundt og uden forstyrrende kabler. "Berøringsfri og derfor stressfri måling af vitale parametre såsom hjertelyde har potentialet til at revolutionere klinisk pleje og forskning, for eksempel, i palliativ medicin, " forklarer prof. dr. Christoph Ostgathe, leder af palliativ medicin ved Universitätsklinikum Erlangen på FAU og medforfatter til undersøgelsen. "For eksempel, vi kunne informere pårørende til uhelbredeligt syge patienter hurtigere i begyndelsen af ​​den døende fase, da radarsystemet straks registrerer eventuelle ændringer i patienters helbred. Det ville også være muligt at opdage eventuelle smertefulde symptomer hos patienter, der ikke kan kommunikere."