ثبت نوار قلب کامل با لرزش‌های قفسه سینه؛ نوآوری پروژه Vib2ECG در پایش سلامت

نوار قلب استاندارد ۱۲ لید، فعالیت الکتریکی قلب را از طریق ۱۰ الکترود ثبت می‌کند که چهارتای آنها روی دست‌ها و پاها و شش تای دیگر روی قفسه سینه قرار می‌گیرند. این چینش گرچه در کلینیک‌ها و مراکز درمانی بسیار کارآمد است، اما امکان پایش مداوم و طولانیمدت وضعیت قلب را هنگام خواب، ورزش یا فعالیت‌های عادی روزمره بسیار دشوار می‌سازد.

پروژه پژوهشی Vib2ECG با هدف رفع این محدودیت، مجموعه‌داده و بنچمارکی نوین برای بازسازی شکلموج نوار قلب لیدهای سینه بر اساس لرزشنگاری قلب (SCG) ارائه داده است. فناوری SCG ارتعاشات مکانیکی حاصل از تپش قلب را با بهره‌گیری از واحد اندازه‌گیری اینرسیایی (سنسور IMU) ثبت می‌کند؛ حسگری کممعطلی و ارزانقیمت که امروزه در بیشتر ساعت‌ها و گوشی‌های هوشمند یافت می‌شود.

پوشش شش نقطه قفسه سینه؛ پر کردن خلأ بزرگ داده‌های بالینی

نوار قلب بالینی ۱۲ نمای الکتریکی گوناگون از وضعیت قلب در اختیار متخصصان می‌گذارد. در این میان، لیدهای پیشقلبی V1 تا V6 روی قفسه سینه قرار می‌گیرند و به پزشکان کمک می‌کنند تا ناهنجاری‌های ساختاری مهمی نظیر تغییرات قطعه ST را که نشانه مستقیم سکته قلبی است، با مکانپایش دقیق شناسایی کنند.

پژوهش‌های گذشته در بازسازی نوار قلب، عمدتاً بر لیدهای دست و پا متمرکز بودند؛ زیرا مجموعه‌دادههای در دسترس عمومی، فاقد ثبت هم‌زمان ارتعاشات در تمام شش موقعیت سینه بودند. از سوی دیگر، نوار قلب‌های تکلید در گجت‌های پوشیدنی و تخمین‌های لید دو ناشی از سنسورهای نوری مچ دست، فاقد این اطلاعات مکانی ارزشمند هستند. پروژه Vib2ECG با ثبت هم‌زمان داده‌های مکانیکی در نقاط V1 تا V6، این امکان را فراهم کرده است تا محققان ارتباط موضعی میان حرکات قفسه سینه و فعالیت‌های الکتریکی قلب را در هر نقطه به‌طور دقیق مطالعه کنند.

این مجموعه‌داده شامل ارزیابی‌های ثبتشده از ۱۷ داوطلب است. در هر جلسه آزمایش، نوار قلب کامل ۱۲ لید همگام با داده‌های حرکتی حسگرهای IMU که در شش موقعیت استاندارد قفسه سینه مستقر شده بودند، ثبت و ذخیره شده است.