Valutazione real-time della qualità dei segnali LDV e calcolo della PWV = Real-time assessment of LDV signal’s quality and PWV evaluation

Le malattie cardiovascolari rappresentano la causa del 31% di tutti i decessi globali. Purtroppo numerose sono le difficoltà nel diagnosticarle in modo preventivo, non invasivo e poco costoso in una gran parte della popolazione, in particolare quei soggetti considerati a basso rischio. Esistono però dei marcatori di rischio importanti, tra cui la stiffness aortica. L’attuale tecnica di riferimento per la valutazione della rigidità aortica è la misurazione della Pulse Wave Velocity carotideo-femorale (cfPWV, nota anche come PWV aortica, aPWV), che, per la sua importanza in relazione all’ipertensione, è stata inclusa nelle ultime linee guida della European Society of Hypertension-European Society of Cardiology come un indicatore particolarmente rilevante nella valutazione del rischio di malattie cardiovascolari e di morte di un individuo. Il lavoro in oggetto si prepone come obiettivo quello di sviluppare due algoritmi: uno per la valutazione real-time della qualità del segnale prelevato; uno per il calcolo della Pulse Wave Velocity a partire dalle registrazioni LDV carotide-femorale, prelevate mediante il dispositivo sviluppato dal progetto InSiDe, finanziato dall’EU. Lo sviluppo e la validazione di questi algoritmi sono stati eseguiti sui dati acquisiti mediante il dispositivo CARDIS per uno studio clinico su 100 pazienti condotto al Hopital Europen Georges Pompidou (HEGP) a Parigi. Nel dettaglio il dataset utilizzato è costituito da 410 registrazioni carotide-femorale e 407 carotide- carotide. Si è, dunque, realizzato un algoritmo per la valutazione della qualità del segnale che lavora in tempo reale e sfrutta la tecnica del template matching, basata sulla cross-correlazione tra l’accelerazione LDV ed un template, per calcolare uno score continuo con un valore compreso tra 0 e 100 che viene restituito ogni 600 ms. Questo score viene anche adoperato dall’algoritmo per il calcolo della PWV per identificare le epoche di segnale di buona qualità. Anche questo codice fa uso del template matching ma in questo caso con lo scopo di individuare i battiti sufficientemente buoni per il calcolo del parametro in esame. Una volta rilevati i picchi, viene valutato il Pulse Transit Time (PTT) attraverso il metodo dello spectral matching. La PWV è determinata dal rapporto tra la distanza carotide-femorale e il PTT. Analizzando i risultati ottenuti, l’algoritmo real-time per il calcolo della qualità del segnale, è risultato efficace, fedele e atto ad un funzionamento in tempo reale, grazie al suo basso costo computazionale. Inoltre, dopo aver confrontato la PWV ottenuta mediante l’algoritmo con quella valutata per mezzo di un tonometro, si può affermare che questa tecnica wave-form based, che elimina la dipendenza da un punto fiduciale, mostra delle prestazioni molto buone, arrivando ad un’accuratezza elevata nel caso di registrazioni di alta qualità. Presenta, tuttavia, dei limiti nel caso in cui il numero di picchi identificati sia molto basso, cioè quando la traccia acquisita ha una bassa qualità generale, e/o se l'epoca di segnale contente il picco foot presenta una forma atipica, ovvero se le forme d’onda carotide e femorale sono molto diverse tra loro. Nel complesso i risultati appaiono interessanti e significativi tanto da incoraggiare al proseguimento della ricerca per un eventuale applicazione degli algoritmi realizzati.