Wearable estimation of central aortic blood pressure : Feasibility study.

Abstract

Introduction: Central aortic blood pressure (CABP) estimation from electrocardiogram (ECG) and ballistocardiogram (BCG) acquisitions might be feasible, according to previous research. The result is based on acquisitions with off-the-shelf equipment and some custom electronics. This work aims to evaluate whether a proposed wearable device is capable of achieving similar feasibility results on CABP estimation, but also the study aims to situate the scope of this method to predict CABP readings. Methods: The study used data from one healthy subject involving three days of intermittent CABP observations, and waveforms from ECG and BCG signals. The methodology was evaluated in two levels, from a simple perspective to evaluate feasibility of the method for the CABP estimation ( Evaluation level-1: CABP human-model (HM) is constructed and tested using the same data-sets); to moderate-hard by evaluating the capability of the calibrated CABP-HM to predict unseen CABP data accurately (Evaluation level-2). CABP variables were assessed non-invasively by the use of the SphygmoCor XCEL system (AtCor Medical, Sydney, Australia) during hemodynamic maneuvers. Results: Level-1 evaluation presented strong correlations of r ? 0.9, and strong agreement (linear regression parameters) m ? 0.8 and y ? 20mmHg between CABP measurements and estimations. Root mean square error of RMSE ? 2.3mmHg. The level-2 evaluation showed significantly degraded performances when the same figures of merit were assessed. A three-day calibration interval was considered for the level-2 evaluation. Conclusions: Findings in this paper showed that results achieved with off-the-shelf equipment could be replicated by using a proposed wearable device. CABP estimation from the proposed wearable device could be feasible by using three feature times studied in this work (RI, RJ, and IJ intervals) as CABP surrogates. CABP could be accurately predicted by the proposed methodology when (in the order of) daily calibrations are performed.

Introducción: Recientemente se ha mostrado que la estimación de la presión aóortica central (PAc) a partir de electrocardiograma (ECG) y el balistocardiograma (BCG) podría ser factible, el resultado es basado en adquisición con equipos convencionales y electrónica custom. Este trabajo tiene como objetivo evaluar si el dispositivo vestíble que se propone es capaz de lograr resultados de factibilidad similares para la estimación Pac, adicionalemente se busca situar el alcance de este método para predecir con precisión PAc. Métodos: El estudio utilizó 67 datos de un sujeto saludable que incluyó tres días de observaciones intermitentes de PAc y formas de onda de se ñales de ECG y BCG. La metodología se evaluó en dos niveles. Evaluación nivel-1 (para estudiar la factibilidad del método): el modelo humano(HM) de PAc se construyó y testeó utilizando el mismo conjuntos de datos. La evaluación nivel-2 evaluó la capacidad del PAc-MH calibrado para predecir datos nuevos de PAc. Las variables PAc se midieron de forma no-invasiva utilizando el equipo SphygmoCor XCEL durante maniobras hemodinámicas. Resultados: la evaluación de nivel-1 presentó fuertes correlaciones de r ≈ 0.9, y una fuerte concordancia (parámetros de regresión lineal) m≈ 0.8 e y ≈ 20mmHg entre las mediciones y estimaciones de PAc. La evaluación de nivel-2 mostró rendimientos significativamente degradados cuando se evaluaron las mismas cifras de mérito. Se consideró un intervalo de calibración de tres días para la evaluacón de nivel-2. Conclusiones: los resultados logrados en el trabajo anterior podrían replicarse mediante el uso del dispositivo vestíble propuesto; y, la estimación CABP podría ser factible utilizando tres tiempos de características estudiados en este trabajo (intervalos RI, RJ e IJ). Además, si se considera un intervalo de calibración dentro del día, la metodología propuesta podría lograr estimaciones precisas de la Pac.