Banca de DEFESA: EUJESSIKA KATIELLY RODRIGUES SILVA

Uma banca de DEFESA de DOUTORADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE : EUJESSIKA KATIELLY RODRIGUES SILVA
DATA : 02/07/2023
HORA: 13:30
LOCAL: Campina Grande
TÍTULO:

Desenvolvimento, Validação e Aplicabilidade Clínica de uma Plataforma de Monitoramento Remoto para Análise da Variabilidade de Frequência Cardíaca

PALAVRAS-CHAVES:

Idosos, Envelhecimento, Dispositivos Eletrônicos Vestíveis, Telemonitoramento, Inovação Tecnológica, Variabilidade de Frequência Cardíaca.

PÁGINAS: 120
RESUMO:

INTRODUÇÃO: A variabilidade da frequência cardíaca (VFC) tem sido objeto de estudo dentro do campo da gerontologia nos últimos anos, tendo em vista que, diversas pesquisas sugerem a relação íntima entre alterações de VFC, idade e risco cardiovascular. Estudos apontam a necessidade do acompanhamento dos indivíduos por períodos prolongados, destacando que a identificação de risco cardiovascular é dependente do tempo de mensuração. Entretanto, diversos estudos utilizam apenas registros e mensurações de curto prazo para análise da VFC devido as dificuldades encontradas em submeter o indivíduo ao uso de aparelhos por 24 horas, tais como eletrocardiograma e o Holter. Por outro lado, esses curtos registros, muitas vezes, são incapazes de identificar riscos e desfechos adversos à saúde. Nesse contexto, dispositivos vestíveis, no formato de relógios inteligentes (smartwatch), têm sido incorporados como uma ferramenta dentro da perspectiva do monitoramento remoto, contínuo e longitudinal, podendo ser empregados como uma nova forma de aquisição de dados para análise da VCF. Porém, por utilizarem sensores de fotopletismografia para obtenção do dado de frequência cardíaca (FC), a série temporal obtida pelo sensor pode apresentar falhas e dados faltantes são frequentemente observados, sendo necessário o desenvolvimento de modelos inteligentes para criação dos índices de VFC.

OBJETIVOS: #Artigo 01: Apresentar as estratégias adotadas para o desenvolvimento de uma solução de software, intitulada Sênior Saúde Móvel (SSM), para análise da VFC, com base em um sensor de fotopletismografia embarcado em um smartwatch comercial. #Artigo 02: Validar o software Sênior Saúde Móvel para análise da VFC através de um estudo realizado com 231 participantes. Além disso, o artigo tem como objetivo apresentar a arquitetura e principais funcionalidades da Sênior Saúde Móvel. #Artigo 03: Estabelecer os valores de referência de VFC em idosos brasileiros comunitários por meio da solução desenvolvida através de um smartwatch.

MÉTODOS: #Artigo 01: Buscando desenvolver uma solução de software para análise da VFC para smartwatch, foram empregados, principalmente, as seguintes técnicas: (1) interpolação para o preenchimento do dado faltante na série temporal; (2) modelagem do algoritmo de VFC, para gerar a aproximação do dado obtido pelos relógios inteligentes com o dado obtido pelo padrão ouro (Polar H10) por meio de diversos modelos inteligentes; (3) métodos para remoção de artefatos e inconsistências da série; (4) testes estatísticos para análise da diferença entre os valores de VFC obtidos pela solução criada na presente pesquisa e os valores obtidos pelo padrão ouro. #Artigo 02: O segundo artigo apresenta o processo de validação da solução de software desenvolvida no artigo 1. Para isso, foram recrutados 231 indivíduos acima de 60 anos e solicitado que fizessem o uso de um smartwatch no braço não dominante durante 24h. A série temporal extraída do smartwatch foi analisada por meio da solução de software (SSM) desenvolvida e apresentada no artigo 01 e, também, pelo software Kubios®. Foram comparados os valores obtidos por meio das duas ferramentas e através do teste Wilcoxon observou-se a existência ou não de diferenças estatisticamente significativas, entre os SSM e Kubios, para cada um dos índices de VFC, estabelecendo o nível de significância de α 0,05. Em seguida, foram construídos gráficos de Bland-Altman para cálculo dos limites de concordância entre os dois métodos (SSM e o Kubios®). Por fim, para avaliar as métricas de VFC resultantes da SSM e medir o quão longe os valores previstos estavam do valor de referência, ou seja, aqueles gerados pelo Kubios, calculamos o MSE, definido como a média do quadrado da diferença entre valores reais e estimados. #Artigo 03: Estudo com 220 idosos comunitários que utilizaram um smartwatch durante 24h. A série temporal foi extraída e aplicado o algoritmo de VFC desenvolvido na presente tese para proposição de valores de referência de VFC em indivíduos acima de 60 anos, divididos em faixas etárias, por meio de um smartwatch.

RESULTADOS: #Artigo 01: Para o preenchimento dos dados faltantes da série temporal foram aplicadas diversas técnicas e foi possível observar que Piecewise Cubic Hermite Interpolating Polynomial (PCHIP) apresentou menor erro mensurado pelo Root Mean Square Error (RMSE) quando comparado as outras diversas técnicas empregadas. Para o processo de modelagem do algoritmo de VFC com o objetivo de gerar a aproximação dos dados obtidos pela Fitbit com o dado do padrão ouro (Polar H10) foram aplicados diversos modelos inteligentes. O modelo inteligente que apresentou o menor RMSE foi a rede neural do tipo Long Short-Term Memory (LSTM), mostrando uma boa capacidade de aprendizagem em longo prazo. Para a remoção dos artefatos e inconsistências da série temporal criada foi aplicado o método Kamath, uma vez que este método forneceu os resultados mais semelhantes aos do Kubios®. Cada etapa do fluxo de trabalho foi validade de forma individual. E, por fim, a avaliação do processo como todo foi realizada através do teste t de Student pareado para determinar se as observações pareadas (software desenvolvido e dado obtido pelo software Kubios®) são significativamente diferentes entre si. Como resultado, foi possível observar que não existe diferença estatisticamente significativa entre os índices de VFC gerados pela solução desenvolvida na pesquisa e pelos índices gerados pelo Kubios®. #Artigo 02: Os resultados do teste de Wilcoxon mostraram que não houve diferença estatisticamente significativa entre os dados obtidos pelo software SSM desenvolvido nessa pesquisa e pelo dado gerado pelo software Kubios® para todos os índices de VFC (SDNN: p = 0.08; RMSSD: p = 0.59; pNN50: p = 0.53). Os resultados gráficos do teste de Bland Altman, para os três índices de VFC, mostraram as médias das diferenças próximas de zero e os limites estreitos, resultando assim, que os dados avaliados pelos dois métodos são essencialmente equivalentes. Finalizando o processo de validação, aplicamos o MSE para avaliarmos as diferenças entre os valores previstos pelo algoritmo e os valores reais gerados pelo Kubios®. O MSE obtido foi de 0,256 para SDNN, 0,211 para RMSSD e 0,191 para pNN50. Um pequeno valor de MSE indica que nosso modelo se ajustou adequadamente aos dados do padrão ouro. Em suma, os resultados encontrados sugerem que não há diferença significativa entre a plataforma SSM em comparação com o Kubios®.

#Artigo 3: Os valores de referência de média e desvio padrão observados para os homens foram: SDNN 127(15), RMSSD 24(7.7) e pNN50 4.1(3.5), enquanto que as mulheres foram observados os seguintes valores: SDNN 111(36.6), RMSSD 19(6.8) e pNN50 .4(2.9). Nesse artigo foram observadas diferenças estatisticamente significativas nos índices de VFC entre homens e mulheres, tendo os homens apresentado maiores índices de VFC quando comparados as mulheres. Com relação a alteração da VFC ao longo da idade, as mulheres apresentaram um aumento significativo dos índices parassimpáticos na faixa etária de 70 a 79 anos. Por meio das análises de correlação, foi possível observar uma forte correlação entre frequência cardíaca de repouso e todos os índices de VFC nos homens e nas mulheres. Quando observada a correlação entre frequência cardíaca média e os índices de VFC, somente as mulheres mantem correlações fortes. Com relação as variáveis de atividade física, uma correlação forte e positiva foi encontrada entre números de passos e o SDNN entre os homens e uma correlação moderada e positiva para as mulheres.

CONCLUSÕES: Conclui-se que: #Artigo1: A solução de software desenvolvida para VFC, através das técnicas e métodos adotados, não apresentou diferenças estatisticamente significativas com o Polar H10, aqui adotado como padrão ouro e valor real a ser alcançado. Assim, os valores previstos pela nossa solução apresentaram um bom ajuste com os valores alvos. #Artigo 2: A plataforma SSM pode fornecer resultados confiáveis associados às métricas de VFC e, portanto, os profissionais de saúde podem incorporar esta plataforma durante o processo de monitoramento remoto de seus pacientes para o acompanhamento da VFC. #Artigo 3: Foi observado o aumento dos valores de VFC nos índices parassimpáticos principalmente entre as mulheres na faixa etária de 70 a 79 anos, indicando que, nesse período, entre o gênero feminino, existe um aumento da atividade vagal, mecanismo cardioprotetor contra desfechos cardiovasculares. Destacamos também a forte correlação encontrada entre FCR e VFC tanto nos homens como nas mulheres, porém, ao observar correlação entre FC média e VFC, a correlação torna-se fraca no grupo dos homens, entretanto, permanece forte no grupo das mulheres.

MEMBROS DA BANCA:
Presidente - 1460020 - ALVARO CAMPOS CAVALCANTI MACIEL
Interna - 2291421 - KARLA MORGANNA PEREIRA PINTO DE MENDONCA
Externa ao Programa - 2646588 - JOCELINE CASSIA FEREZINI DE SA - UFRNExterna à Instituição - KEZIA DE VASCONCELOS OLIVEIRA DANTAS - UEPB
Externa à Instituição - SABRINA DE FIGUEIREDO SOUTO - UEPB