Mobilioji multimodalinė jutimo platforma naudoja kamerą ir radarą, kad nuotoliniu būdu rinktų pletizmografijos duomenis. Kreditas: Visual Machines Group / UCLA Telemedicinai populiarėjant, populiarėja ir prietaisai, leidžiantys žmonėms iš namų matuoti savo gyvybinius požymius ir kompiuteriu perduoti rezultatus savo gydytojams. Tačiau daugeliu atvejų gauti tikslius nuotolinius spalvotų žmonių rodmenis buvo nuolatinis iššūkis.
Pavyzdžiui, atlikite nuotolinius širdies ritmo matavimus, kurie priklauso nuo to, kad fotoaparatas nustato subtilius sukeltus paciento veido spalvos pokyčius. dėl kraujotakos po oda svyravimų. Šie prietaisai, priklausantys besivystančiai nuotolinių technologijų klasei, nuolat susiduria su sunkumais nuskaitydami tamsesnio odos atspalvio žmonių spalvų pokyčius, sakė UCLA Samueli inžinerijos mokyklos elektros ir kompiuterių inžinerijos docentė Achuta Kadambi. Kadambi ir jo komanda sukūrė nuotolinės diagnostikos metodą, kuris įveikia šį numanomą šališkumą prieš tamsesnę odą, o širdies ritmo rodmenys tampa tikslesni visiems pacientams. visas odos atspalvių diapazonas. Jų paslaptis? Šviesa pagrįstų kameros matavimų derinimas su radijo bangomis pagrįstais radaro matavimais.
Tyrėjai pristatė savo išvadas, neseniai paskelbtas žurnale „ACM Transactions on Graphics“ , SIGGRAPH 2022 konferencijoje Vankuveryje, Britanijoje Kolumbija. Konferenciją, vykstančią tiek virtualiai, tiek asmeniškai, kasmet organizuoja Skaičiavimo mašinų asociacijos nariai. Pasak mokslininkų, gali atsirasti naujų veiksmingų medicinos prietaisų ir nuotolinių technologijų, kurios būtų tikslesnės ir teisingesnės, todėl gydytojai ir sveikatos priežiūros sistemos galėtų patikimai nuotoliniu būdu stebėti pacientus tiek klinikinėje aplinkoje, tiek iš pacientų namų.
„Didesnėje nuotraukoje šis darbas rodo, kad praktiniai ir novatoriški inžineriniai sprendimai gali išspręsti nuolatinius medicinos prietaisų paklaidas“, – sakė Kadambi. kuris taip pat yra Kalifornijos nanosistemų instituto UCLA narys. „Tačiau tam pirmiausia reikia pripažinti, kad toks šališkumas reiškia, kad dabartinė geriausia technologija gali būti geriausia ne visiems. Taikydami apgalvotą dizainą galime rasti teisingus sprendimus, kurie veikia taip pat gerai arba geriau.”
UCLA komandos dviejų metodų sujungimas rodo daug žadantį kelią siekiant šių tikslų, sakė Kadambi, kuris taip pat yra kompiuterių mokslų docentas ir pagrindinis tyrimo tyrėjas. Kaip UCLA Visual Machines Group vadovas, jis yra rašęs apie įvairius medicinos prietaisų paklaidas ir kaip juos pašalinti. Kurdami savo naują technologiją, mokslininkai pirmiausia parodė, kad šališkumo šaltinis buvo pats nuotolinio stebėjimo prietaisas, savo darbe įrodydami, kad didesnis melanino kiekis, natūralūs odos pigmentai, trukdo vadinamajai fotopletizmografijai. arba PPG, signalas, naudojamas dabartiniams nuotoliniams kameros širdies ritmo matavimams.
PPG signalai taip pat naudojami širdžiai matuoti įvertinti per įrenginius, pvz., pulso oksimetrus, kurie prispaudžiami prie paciento piršto, taip pat kai kuriuos nešiojamus komercinius gaminius ir išmaniųjų laikrodžių programas. Šie prietaisai skleidžia šviesą ant odos ir jaučia šviesos kiekio pokyčius, atsispindinčius atgal cirkuliuojant kraujui tiesiai po paviršiumi. Atsispindėjusi šviesa sukuria PPG signalą, paciento širdies susitraukimų dažnio matą.
Ankstesnės pastangos spręsti odos tono paklaidas tokiais atvejais. technologijos paprastai stengėsi jas ištaisyti papildomai programuodami arba išplėtus bazinius standartus, naudojant įvairesnius odos atspalvius. Tačiau nė vienas iš šių metodų nėra skirtas tikrajai problemai, sakė Kadambi, kuri yra paties prietaiso fizika. UCLA mokslininkai vietoj to kreipėsi į kitą technologiją, galinčią įvertinti širdies ritmą: radarą. Esant 19 gigahercų dažniui, radaras gali pajusti subtilius krūtinės ląstos poslinkio pokyčius nuo širdies plakimų. Ir nors šis metodas išsprendžia odos tono paklaidos problemą, jis yra mažiau patikimas nei PPG signalizacija. Tačiau jie sulaukė sėkmės sujungę šiuos du skirtingus jutimo režimus – fotoaparatą ir radarą – ir patobulinę juos mašininiu mokymusi, kad veiktų kartu. Atlikdami bandymus su 91 žmonėmis, tyrėjai įrodė, kad jų kameros-radarų sistema pranoksta kameros nuotolinio PPG. ir matavimo tikslumas, ir teisingumas įvairiuose odos atspalviuose.
„Daugiarūšio nuotolinio sveikatos priežiūra gali sukurti prietaisus teisingesnis ne tik atsižvelgiant į odos atspalvius, bet ir pagal įvairius požymius, tokius kaip kūno masės indeksas, lytis ir įvairios sveikatos būklės“, – sakė Aleksandras Vilesovas, UCLA elektros ir kompiuterių inžinerijos absolventas ir vienas iš šio straipsnio autorių. „Dauguma šių aspektų nebuvo nuodugniai išnagrinėti, o dalis mūsų būsimų tyrimų siekia suprasti tokius šališkumus.” tyrėjai pasiūlė, kad tokie sąžiningumu pagrįsti patobulinimai galėtų būti atlikti kitų tipų technologijoms, pavyzdžiui, šiluminiams, akustiniams, artimųjų infraraudonųjų spindulių ir šviesos poliarizacijos jutikliams. „COVID-19 pandemija atskleidė, kad reikia naujų technologijų, kad gydytojai galėtų ir priežiūros komandas, kad galėtų nuotoliniu būdu stebėti savo pacientus“, – sakė tyrimo bendraautorius dr. Laleh Jalilian, UCLA Health klinikinis anesteziologijos ir perioperacinės medicinos docentas. „Pagrindinis dėmesys nuo mūsų bendradarbiavimo pradžios buvo medicinos technologijų kūrimas, kurios veikia sąžiningai ir labai tiksliai skirtingų odos atspalvių pacientams, nes tai suteiks gydytojams pasitikėjimo, kad jie gali priimti aukštos kokybės medicininius sprendimus.
UCLA elektros ir kompiuterių inžinerijos absolventai Pradyumna Chari ir Adnan Armouti taip pat yra pagrindiniai šio straipsnio autoriai. Kiti straipsnio autoriai, visi Visual Machines Group nariai, yra UCLA elektros ir kompiuterių inžinerijos absolventai Anirudh Bindiganavale Harish, Kimaya Kulkarni ir Ananya Deoghare.
Daugiau informacijos: 2022 Aleksandras Vilesovas ir kt., „Blending camera and “) GHz radaro jutiklis, užtikrinantis teisingą, tvirtą pletizmografiją, ACM operacijos dėl grafikos (91). DOI: .2022/530.2022 Citata2022 : Nuotoliniai širdies ritmo jutikliai gali būti nukreipti prieš tamsesnę odą. UCLA komanda siūlo sprendimą (2022, rugpjūtis 24) gauta 24 rugpjūčio mėn 2022 iš https://techxplore.com/news/2022–remote-heart-sensors-biased-darker.html
Šis dokumentas yra saugomas autorių teisių. Išskyrus bet kokius sąžiningus sandorius privačių studijų ar mokslinių tyrimų tikslais, jokia dalis negali būti atkuriama be raštiško leidimo. Turinys pateikiamas tik informaciniais tikslais.
