Cientistas do Massachusetts Institute of Technology, nos EUA, desenvolveram um novo algoritmo que pode medir com precisão a frequência cardíaca analisando os movimentos da cabeça de uma pessoa de pessoa.

A abordagem, que utiliza imagens retratadas em um vídeo digital comum monitora movimentos imperceptíveis da cabeça que acompanham o fluxo de sangue causado pelas contrações do coração.

Em testes, o algoritmo forneceu medições de pulso que eram consistentes com alguns batimentos por minuto daqueles produzidos pelo eletrocardiograma (ECG). Ele também foi capaz de fornecer estimativas úteis dos intervalos de tempo entre as batidas, uma medida que pode ser usada para identificar pacientes em risco de eventos cardíacos.

Segundo os pesquisadores, um sistema de pulso de medição baseado em vídeo pode ser útil para monitorar recém-nascidos e idosos, cuja pele sensível pode ser danificada pela utilização frequente e remoção do ECG.

No entanto, o pesquisador John Guttag e seus colegas afirmam que, do ponto de vista médico, a utilidade a longo prazo vai ser em aplicações além de apenas medição de pulso.

Guttag afirma que a técnica pode, em princípio, medir o débito cardíaco, ou o volume de sangue bombeado pelo coração, que é utilizado para o diagnóstico de vários tipos de doenças cardíacas.

Como funciona

O algoritmo funciona através da combinação de várias técnicas comuns no campo de visão por computador. Primeiro, ele usa o reconhecimento facial padrão para distinguir a cabeça do participante do resto da imagem.

Em seguida, ele seleciona aleatoriamente 500 a 1.000 pontos distintos, agrupados em torno da boca e do nariz dos sujeitos, cujo movimento é acompanhado de quadro a quadro.

Em seguida, ele filtra os movimentos quadro a quadro, cuja frequência temporal destoa da faixa de batimentos cardíacos normais, cerca de 0,5 a 5 hertz, ou 30 a 300 ciclos por minuto. Isso elimina os movimentos que se repetem com uma frequência menor, como os causados pela respiração regular e mudanças graduais na postura.

Finalmente, utilizando uma técnica chamada análise de componentes principais, o algoritmo decompõe o sinal resultante em vários sinais constitutivos, que representam os aspectos dos movimentos restantes que não parecem estar correlacionados uns com os outros. Destes sinais, ele seleciona os que parecem ser os mais regulares e que se encaixam nas frequências típicas do pulso humano.

"Ainda é, até certo ponto, uma questão em aberto entender exatamente como algumas das funções biológicas básicas - que incluem bombeamento de sangue e a oxigenação e desoxigenação da hemoglobina e assim por diante - são traduzidas em sinais mensuráveis. Então eu acredito que ainda existem oportunidades interessantes na área médica para continuar a explorar o que as diferentes alterações no sinal de vídeo significam e como elas se relacionam com a função biológica subjacente", conclui o pesquisador Stephen Lewin-Berlin.