Tętno z kamery

Zespół badaczy i inżynierów z Google Research opracował sposób wykorzystania przedniej kamery w smartfonie w celu monitorowania tętna pacjenta. Zespół opublikował artykuł na temat tej technologii na serwerze preprintów arXiv.

Śledzenie tętna pacjenta w czasie może zapewnić wskazówki dotyczące zdrowia jego układu krążenia. Najważniejszym pomiarem jest tętno spoczynkowe (RHR) - osoby z RHR powyżej normy są bardziej narażone na choroby serca i udary. Utrwalone wysokie tętno spoczynkowe może więc sygnalizować poważny problem.

W ciągu ostatnich lat producenci urządzeń do monitorowania zdrowia opracowali przenośne zewnętrzne monitory pracy serca, jednak urządzenia te są relatywnie drogie. Naukowcy znaleźli więc tańszą alternatywę - system głębokiego uczenia, który analizuje wideo z przedniej kamery smartfona o nazwie PHRM.

Pomysł jego realizacji wywodzi się z prac Johna Poela, który odkrył w latach 40. ubiegłego wieku, że skóra nieznacznie zmienia kolor podczas każdego impulsu przepływu krwi. Posunął się jeszcze dalej, opracowując urządzenie, które można wykorzystać do monitorowania tętna za pomocą wiązki światła odbijanej od skóry, zapoczątkowując tym samym nową gałąź nauki - fotopletyzmografię.

Na przestrzeni lat opracowano wiele urządzeń opartych na pracy Poela, co skłoniło zespół zaangażowany w nowe badanie do wykorzystania tej samej technologii, ale w innowacyjny sposób - poprzez analizę światła odbijanego, gdy smartfon jest skierowany na twarz badanej osoby. Technologia mierzy zmiany objętości krwi, co pozwala na monitorowanie zarówno regularnego tętna, jak i tętna spoczynkowego.

Aby upewnić się, że system działa dla osób o każdym kolorze skóry, zespół badawczy przetestował i dostroił jego parametry, aby uwzględnić tę cechę. Naukowcy przeprowadzili obszerne testy swojego systemu z pomocą 495 wolontariuszy, którzy dostarczyli 225 773 wideo swoich twarzy. Następnie zrealizowali testy walidacyjne za pomocą 185 970 filmów otrzymanych od 205 osób wykonanych w różnych warunkach oświetleniowych. Wyniki były porównywalne z wynikami uzyskanymi przy użyciu tradycyjnych urządzeń, takich jak elektrokardiografy.

Zaletą nowego systemu jest to, że nie wymaga on żadnego dodatkowego sprzętu - wystarczy smartfon z kamerą. Rozwój technologii może sprawić, że monitorowanie tętna stanie się dostępne dla miliardów ludzi na całym świecie.

(rr)