Sydämen eteisvärinän tunnistaminen matkapuhelimen kiihtyvyysanturilla

Abstract

Yli 140 miljoonaa ihmistä kärsii kroonisesta eteisvärinästä. Monilla ihmisillä on eteisvärinää, vaikkeivat siitä itse tiedä. Hoito on yksinkertainen, mutta hoidon piiriin eivät päädy kaikki yksinkertaisten seulontamenettelyjen tuloksena. Elektrokardiogrammi (EKG) sydämen toimintojen tunnistusmenetelmänä on tällä hetkellä yleisin vaihtoehto eteisvärinän seulontaan. EKG-laitteet ovat arvokkaita ja haasteellisia yksittäisen käyttäjän arkielämän kannalta. Vaihtoehtoinen sydämen monitorointimenetelmä on ballistokardiografinen (BKG) mittaus. EKG:n ja BKG:n ominaisia piirteitä käydään lävitse ja vertaillaan vahvuuksia sekä heikkouksia näiden kahden mittausmenetelmän välillä. BKG:ta on tutkittu jo pitkään, mutta mittaukseen soveltuvia tähän käyttökohteeseen varsinaisesti suunniteltuja laitteita ei ole paljoakaan tuotteistettu markkinoille asti. Työssä tutkitaan matkapuhelimen kiihtyvyysanturin soveltuvuutta BKG-mittauksen suorittamiseen. Tällä menetelmällä on mahdollista tuoda helposti sydänmonitori lähelle ihmisiä ja jokainen voi omalla matkapuhelimellaan tarkkailla sydämensä toimintaa. Diplomityössä selvitetään erilaisten markkinoilla olevien mobiililaitteiden soveltuvuutta kiihtyvyysanturitutkimukseen. Useampaa mallia koskevan selvitystyön tuloksena valitaan parhaiten toimiva vaihtoehto, jolla jatketaan tutkimusta suunnittelemalla mittausprosessi. Ensimmäisen vaiheen mittauksissa valitaan 20 perustervettä koehenkilöä tutkimukseen. Tutkimuksen tuloksena saadaan tutkimushypoteesin mukainen tulos ja sydämen lyönnit saadaan tunnistettua kaikilla koehenkilöillä. Ensimmäisen vaiheen aikana suoritetaan myös liikehäiriötutkimusta. Tässä suoritetaan yksinkertaiset käden, jalan ja pään liikkeiden vaikutuksen arvioinnit kiihtyvyysanturisignaaliin. Lisäksi selvitetään, miten puhuminen mittauksen aikana välittyy tutkimuslaitteeseen ja suoritetaan arvio siitä, miten tämä voidaan ottaa huomioon. Ensimmäisen vaiheen havaintojen perusteella jatkokehitetään mittausprosessia ja pyritään optimoimaan tätä, jotta laajempi otosjoukko on mahdollista saavuttaa mahdollisimman vähän aikaresursseja kuluttaen. Työssä valmistellaan laajemman, 1000 koehenkilöä sisältävän, toisen tutkimusvaiheen suoritusta. Diplomityön osana valmistellaan Varsinais-Suomen Sairaanhoitopiirin eettiselle toimikunnalle lausuntohakemus tutkimukselle. Hakemuksessa käsitellään laajasti tutkimuksen suorittamista eri osa-alueilla. Toisen vaiheen tuloksen noudattaessa tutkimushypoteesia, voidaan todeta matkapuhelimen kiihtyvyysanturin olevan soveluva menetelmä sydämen toiminnan tutkimiseen.Over 140 million people are suffering from atrial fibrillation and many people are unknowingly suffering from it. Treatment is simple, but every patient isn't ending up for treatment with simple screening solution. Electrocardiogram (ECG) is a common method for heart monitoring. ECG devices are expensive and may interfere with patient's everyday life. Alternative method for heart monitoring is ballistocardiography (BCG). In this thesis, there is a comparison between ECG and BCG methods. BCG has been studied for a long time, but just a few dedicated devices is productized for this monitoring method. In this thesis, will be researched if mobile phone accelerometer is capable for BCG measurements. This is a simple solution to get heart monitoring system close to people and everybody gets easy way to listen to their heart. Different type of mobile devices is explored how they are performing the BCG heart monitoring. There are several mobile devices on the research. In the end, the best performing device will be selected for wider research. The measurement process is planned for this device. 20 healthy people are selected for the first phase of research. The result of the first phase complies with the research hypothesis. Heart beats can be detected from every BCG signal. During the first phase of the research will be monitored how unnecessary movement affect the signal. This also includes analyzing the effect of speaking during the measurement. The measurement process will be developed according to the results of the first phase. The development aims to optimize process in order that a broader measurements are easier to gather. In this thesis will be prepared a 1000 subject study as a second phase of the research. Ethics authorization application for research will be prepared for the research. Different aspects of the study are widely considered in the application. If the second and wider phase of the research is consistent with the hypothesis, can be stated that mobile phone's accelerometer is capable of perform BCG measurements.Siirretty Doriast