Monitoraggio cardiaco: lo smartphone come alleato del cuore

Una tecnologia contactless rileva la frequenza cardiaca a riposo in 8 secondi. Lo studio apre la strada a una prevenzione cardiovascolare per tutti

Secondo stime recenti, si trascorrono in media quattro ore e mezza con il dispositivo in mano, con circa 150 sblocchi nell’arco delle 24 ore. Ora gli scienziati hanno scoperto come usare quelle frazioni di secondo per svelare lo stato di salute del cuore. Una tecnologia basata sull’intelligenza artificiale, descritta sulle pagine di Nature e sviluppata da Google Research, trasforma infatti la fotocamera frontale in uno strumento di monitoraggio cardiaco contactless. Basta un video di otto secondi catturato al momento dello sblocco per rilevare la frequenza cardiaca a riposo (FCR). Un parametro biologico considerato un predittore indipendente di mortalità generale e di eventi cardiovascolari avversi.

Il perché delle misurazioni frequenti

La frequenza cardiaca non è un numero statico. Varia in base all’attività fisica, allo stress, alla qualità del sonno e a decine di altri fattori. Per questo, il monitoraggio cardiaco contactless sporadico effettuato durante una visita medica offre solo un’istantanea limitata. Studi clinici hanno dimostrato che la frequenza cardiaca media giornaliera è persino più predittiva della singola misurazione in ambulatorio. Gli smartwatch già consentono un controllo continuo, ma il loro utilizzo rimane limitato a fasce di popolazione specifiche. Al contrario, gli smartphone sono ormai onnipresenti: il 90% degli adulti negli Stati Uniti e il 69% della popolazione mondiale possiede un telefono. Da qui l’idea di sfruttare uno strumento già quotidianamente a disposizione per democratizzare la prevenzione cardiovascolare, raggiungendo anche chi non può permettersi dispositivi indossabili.

Fotopletismografia senza contatto

La tecnologia si basa sulla fotopletismografia (PPG), una tecnica ottica che rileva le minuscole variazioni del volume di sangue nei tessuti sottocutanei. A ogni battito cardiaco, un flusso di sangue ossigenato raggiunge i vasi del volto, alterando in modo impercettibile la quantità di luce riflessa dalla pelle. La fotocamera frontale dello smartphone, opportunamente istruita da un algoritmo di intelligenza artificiale, è in grado di cogliere queste variazioni di colore, invisibili a occhio nudo.Il sistema analizza video della durata di otto secondi, girati in condizioni di illuminazione ambientale reale, senza bisogno di sensori aggiuntivi o contatto fisico. A differenza dei tradizionali pulsanti ossimetrici, che richiedono l’applicazione su un dito, il monitoraggio cardiaco contactless si integra in modo passivo nel gesto quotidiano dello sblocco dello smartphone.

Precisione del sistema sulle diverse tonalità di pelle

Un aspetto cruciale riguarda l’equità della misurazione. Spesso i sensori ottici mostrano prestazioni inferiori su pelli più scure a causa delle diverse proprietà di assorbimento della luce. Per verificare l’affidabilità del monitoraggio cardiaco contactless, i ricercatori di Google Research hanno addestrato la rete neurale utilizzando oltre 192.000 video provenienti da 485 partecipanti con tonalità di pelle chiara, media e scura. Successivamente, la tecnologia è stata testata su 211 soggetti in laboratorio e in ambienti reali, confrontando le rilevazioni con elettrocardiogrammi di riferimento. I risultati hanno soddisfatto gli standard di precisione del settore: l’errore percentuale medio assoluto è risultato inferiore al 10% in tutti e tre i gruppi tonali analizzati. Un risultato notevole, perché dimostra che il monitoraggio cardiaco contactless può essere accurato e non discriminatorio.

La nuova era della prevenzione cardiovascolare

Combinando le molteplici misurazioni effettuate durante la giornata, gli scienziati hanno ottenuto una stima della frequenza cardiaca a riposo paragonabile a quella di una fascia cardio professionale indossabile. Si tratta di un passo avanti significativo, che trasforma uno strumento di uso comune in un potenziale dispositivo medico di screening. Restano tuttavia nodi da sciogliere, in particolare quelli legati alla privacy. L’acquisizione continua di video del volto richiede protocolli rigorosi di crittografia e consenso informato. Inoltre, saranno necessari studi su campioni più ampi per confermare la validità della tecnologia in popolazioni diverse e in condizioni cliniche specifiche. Se questi ostacoli verranno superati, il monitoraggio cardiaco contactless potrebbe diventare una silenziosa sentinella della salute del cuore, accessibile a tutti i possessori di telefonini.