Titulo Estágio
HeartSafe – Som para a vida
Área Tecnológica
Informática Médica
Local do Estágio
LInC - CISUC
Enquadramento
As doenças cardiovasculares (DCV) são a principal causa de morte (45%) nos países desenvolvidos e uma das principais fontes de hospitalização. As DCV têm um elevado impacto na qualidade de vida e estão intimamente ligadas ao envelhecimento. Na europa, projecta-se que a população com mais de 65 anos venha a atingir 20% da população em 2025. Estes factores estão a aumentar a pressão sobre os sistemas de saúde europeus. A insuficiência cardíaca (IC) – a patologia que é a principal causa de hospitalização nas pessoas com idades superior a 65 anos – tem uma prevalência de 10 milhões de doentes na europa. Presentemente, não existe um acompanhamento continuado, levando a episódios frequentes de descompensação com hospitalização, os quais resultam normalmente após recorrência na morte destes pacientes. No outro extremo da vida, os neonatais têm frequentemente estadas nos cuidados intensivos por descompensação cardiovascular induzida por hipertensão pulmonar do recém-nascido. Este é um outro grupo de pacientes em que o estudo da função cardiovascular constitui um desafio. A implementação de estratégias efectivas de medicina preventiva assentes em homecare continuado necessita de soluções robustas para a detecção precoce de descompensações de IC. Neste contexto, o som cardíaco (SC) é um sinal vital interessante, dado que codifica o estado mecânico do músculo cardíaco, tendo sido até à recente introdução da ecocardiografia o sinal por excelência no diagnóstico e prognóstico do sistema cardiovascular na prática clínica.
No Laboratório de Informática Clínica, o processamento do SC tem sido aplicado para o desenvolvimento de aplicações clínicas eHealth. Pretende-se robustecer pelo uso de uma abordagem multicanal os algoritmos existentes para a extracção de três medições de diagnóstico chave à caracterização do estado do sistema cardiovascular e ao prognóstico da IC: os tempos sistólicos (TS), o som S3 e a separação do som S2.
O relaxamento e a contracção do miocárdio é controlado pela reciclagem intracelular de iões de cálcio. As temporizações dos seus eventos elementares estão directamente relacionados com a saúde das células cardíacas. De particular importância revestem-se os tempos sistólicos do ventrículo esquerdo. Um músculo cardíaco doente apresenta desvios significativos nos seus TS. Esta ferramenta de diagnóstico foi o mecanismo standard de diagnóstico de IC usado na prática clínica até à introdução da ecocardiografia. O terceiro som cardíaco (S3) é considerado patológico em populações com mais de 40 anos. A sua ocorrência tem sido correlacionada por vários estudos com níveis elevados de NT-proBNP, um amino-acido segregado pelo ventrículo esquerdo quando sujeito a elevados níveis de esforço. Este é um marcador de diagnóstico e prognóstico significativo para a IC do ventrículo esquerdo. O segundo som cardíaco (S2) é sobretudo a mistura de dois sons: o fecho das válvulas aórtica (A2) e pulmonar (P2). P2 é tipicamente híper-fonético em indivíduos com hipertensão pulmonar, levando a crer que será possível usar processamento de áudio para segmentar o A2 e o P2 e detectar situações de hipertensão pulmonar.
Este trabalho está enquadrado por dois projectos de investigação: o projecto FCT HeartSafe e o europeu projecto Welcome.
Objetivo
O SC tem sido uma ferramenta de diagnóstico extremamente poderosa na avaliação dos doentes com doença cardiovascular. No passado recente o Laboratório de Informática Clínica tem desenvolvido algoritmos para a extracção das principais características de diagnóstico do SC, em particular os tempos sistólicos e o som S3. Pretende-se no presente trabalho desenvolver investigação que permita aumentar a robustez das soluções pelo uso de uma multicanal, isto é, uma abordagem que explore a aquisição simultânea de vários canais de áudio por forma a melhorar a exactidão das medidas de diagnóstico mais significativas em IC: os TS, a separação do som S2 e o S3.
Plano de Trabalhos - Semestre 1
Desenho do protocolo de aquisição de dados
Aquisição de Dados em Ambiente Hospitalar
Elaboração do estado da arte relativa à separação de fontes e à segmentação de som cardíaco
Formulação de hipóteses de trabalho
Plano de Trabalhos - Semestre 2
Aquisição de Dados em Ambiente Hospitalar
Desenvolvimento e teste do algoritmo segmentação do som cardíaco
Testes em ambiente simulado e hospitalar.
Escrita da dissertação
Condições
Poderá ser oferecida uma bolsa no âmbito do projecto WelCome ou do projecto HeartSafe
Orientador
Paulo de Carvalho e Rui Paiva
carvalho@dei.uc.pt 📩