Monitoreo de presión arterial sin contacto utilizando señales de radar: una red de aprendizaje profundo de doble etapa
Autores: Wang, Pengfei; Yang, Minghao; Zhang, Xiaoxue; Wang, Jianqi; Wang, Cong; Jia, Hongbo
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Monitoreo de presión arterial sin contacto utilizando señales de radar: una red de aprendizaje profundo de doble etapa
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Bioingeniería
Palabras clave
Tecnología de detección de radar
Monitoreo cardiovascular
Seguimiento de presión arterial sin contacto
Marco neural
Red neural jerárquica
Monitoreo de presión arterial no invasivo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 35
Citaciones: Sin citaciones
La tecnología emergente de detección por radar está revolucionando el monitoreo cardiovascular al eliminar el contacto directo con la piel. Este enfoque captura signos vitales a través de las reflexiones de ondas electromagnéticas, lo que permite el seguimiento de la presión arterial sin contacto mientras se mantiene la comodidad y privacidad del usuario. Presentamos un marco neural jerárquico que potencia el aprendizaje de características espaciales y temporales para el monitoreo de la presión arterial sin contacto impulsado por radar. Al emplear técnicas avanzadas de preprocesamiento, el sistema captura las sutiles vibraciones de la pared torácica y sus derivadas de segundo orden, alimentando entradas de doble canal en una red neural jerárquica. Específicamente, la Etapa 1 despliega bloques residuales livianos y ajustables en profundidad convolucionales para extraer características espaciales de las características de micro-movimiento, mientras que la Etapa 2 emplea una arquitectura de transformador para establecer correlaciones entre estas características espaciales y las variaciones dinámicas periódicas de la presión arterial. Basándose en el vínculo intrínseco entre las presiones sanguíneas sistólica (SBP) y diastólica (DBP), las estimaciones tempranas de la Etapa 2 se utilizan para expandir el conjunto de características para la red de la segunda etapa, aumentando su poder predictivo. La validación logró errores clínicamente aceptables (SBP: -1.09 +/- 5.15 mmHg, DBP: -0.26 +/- 4.35 mmHg). Destacadamente, este alto grado de precisión, combinado con la capacidad de estimar la presión arterial en intervalos de 2 s, se aproxima estrechamente al monitoreo en tiempo real, latido a latido, lo que representa un avance crucial en el monitoreo de la presión arterial sin contacto.
Descripción
La tecnología emergente de detección por radar está revolucionando el monitoreo cardiovascular al eliminar el contacto directo con la piel. Este enfoque captura signos vitales a través de las reflexiones de ondas electromagnéticas, lo que permite el seguimiento de la presión arterial sin contacto mientras se mantiene la comodidad y privacidad del usuario. Presentamos un marco neural jerárquico que potencia el aprendizaje de características espaciales y temporales para el monitoreo de la presión arterial sin contacto impulsado por radar. Al emplear técnicas avanzadas de preprocesamiento, el sistema captura las sutiles vibraciones de la pared torácica y sus derivadas de segundo orden, alimentando entradas de doble canal en una red neural jerárquica. Específicamente, la Etapa 1 despliega bloques residuales livianos y ajustables en profundidad convolucionales para extraer características espaciales de las características de micro-movimiento, mientras que la Etapa 2 emplea una arquitectura de transformador para establecer correlaciones entre estas características espaciales y las variaciones dinámicas periódicas de la presión arterial. Basándose en el vínculo intrínseco entre las presiones sanguíneas sistólica (SBP) y diastólica (DBP), las estimaciones tempranas de la Etapa 2 se utilizan para expandir el conjunto de características para la red de la segunda etapa, aumentando su poder predictivo. La validación logró errores clínicamente aceptables (SBP: -1.09 +/- 5.15 mmHg, DBP: -0.26 +/- 4.35 mmHg). Destacadamente, este alto grado de precisión, combinado con la capacidad de estimar la presión arterial en intervalos de 2 s, se aproxima estrechamente al monitoreo en tiempo real, latido a latido, lo que representa un avance crucial en el monitoreo de la presión arterial sin contacto.