Effetto di postura e artefatti da movimento sull’accoppiamento elettromeccanico del cuore valutato tramite elettro-fonocardiografia = Effect of posture and motion artifacts on electromechanical heart coupling assessed by electro-phonocardiography

Le patologie cardiovascolari sono ad oggi la prima causa di morte al mondo. Nelle patologie cardiovascolari croniche, in aumento negli ultimi anni, un ruolo fondamentale è giocato dal monitoraggio domiciliare. Questo aumenta notevolmente la possibilità di riconoscere in anticipo peggioramenti della patologia e prevenire la fase acuta tramite modifiche della terapia farmacologica. Se fosse possibile prevedere l’insorgenza di un episodio acuto con tempestività, un semplice adeguamento della terapia farmacologica potrebbe spesso essere sufficiente ad evitare il verificarsi dell’episodio stesso o a diminuirne la gravità. Monitorando le attività elettriche e meccaniche del cuore che contribuiscono alla sequenza coordinata degli eventi cardiaci, è possibile identificare parametri che prendono il nome di Cardiac Time Intervals, la cui valutazione e misurazione risulta fondamentale per la diagnosi e la prognosi di patologie cardiache come lo scompenso cardiaco. Gli intervalli di tempo cardiaci più comunemente misurati sono il periodo di pre-eiezione, il tempo di eiezione ventricolare sinistra, il loro rapporto, il tempo di contrazione isovolumica, il tempo sistolico ventricolare sinistro ed il tempo di attivazione elettromeccanica. Il monitoraggio domiciliare facilita la prevenzione di peggioramenti legati a patologie cardiache; tuttavia, le misurazioni potrebbero risentire dei metodi con cui viene eseguito il monitoraggio stesso, primi tra tutti la postura del soggetto ed i suoi eventuali movimenti durante la registrazione. In questo contesto, l’obiettivo di questa tesi è duplice: da un lato valutare l’effetto della postura del soggetto sui Cardiac Time Intervals rilevati, e dall’altra sviluppare un algoritmo automatico per l’identificazione degli artefatti da movimento. Per raggiungere il primo obiettivo, sono state realizzate registrazioni di elettro-fonocardiografia unitamente a registrazioni di segnale accelerometrico per valutare l’angolo di inclinazione del busto. In particolare, sono stati valutati, unitamente alla frequenza cardiaca, il tempo sistolico ventricolare sinistro, il tempo di attivazione elettromeccanica ed il loro rapporto su tre diverse inclinazioni del busto (0°, 15°, 30°), utilizzando un approccio basato sul calcolo degli inviluppi di segnali fonocardiografici tramite l’energia di Shannon. I risultati hanno evidenziato come questi non subiscono cambiamenti significativi con l’aumentare dell’angolo di inclinazione. Inoltre, la corretta interpretazione dei parametri clinici calcolati può essere compromessa dalla presenza di artefatti da movimento. Questi, se non vengono riconosciuti ed eliminati, comportano errori nella stima dei Cardiac Time Intervals ed una valutazione errata dello stato di salute del paziente. Sono stati implementati due metodi basati sulla tecnica del template matching: uno relativo che valuta la distanza punto per punto tra l’inviluppo medio del segnale accelerometrico e quello per ogni battito, ed uno assoluto che invece ne valuta la correlazione. Il primo è caratterizzato da sensibilità e specificità del 76% e 85% rispettivamente, mentre il secondo del 76% e 78% rispettivamente. In conclusione, è importante indagare ulteriormente sulla variazione degli intervalli di tempo cardiaci in relazione all’inclinazione del busto utilizzando metodologie non invasive per evitare diagnosi errate. Inoltre, lo sviluppo di un algoritmo automatico per rilevare artefatti risulta fondamentale per poter rimuovere i battiti corrotti da rumore.