Кровяное давление определили по видеозаписи лица

Китайские и канадские ученые разработали метод определения кровяного давления по видеозаписи лица. Алгоритм анализирует изменение интенсивности отраженного от гемоглобина в сосудах света, происходящее из-за сердцебиения, что позволяет рассчитывать величину давления с точностью до семи миллиметров ртутного столба, рассказывают авторы статьи в Circulation: Cardiovascular Imaging.

Как правило, для измерения давления применяются манжетные тонометры, которые измеряют систолическое и диастолическое давление по появлению и исчезновению звуков пульсации. Этот способ имеет достаточную для большинства применений точность, но не очень удобен и слабо подходит для применения в дороге или общественных местах. В качестве альтернативы существует метод фотоплетизмографии. Он позволяет измерять пульс и давление, замеряя изменение объема сосудов после сердечных сокращений с помощью фоторезистора или камеры.

Обычно фотоплетизмографиеский метод применяют в контакте с пальцем. Ученые под руководством Чжун-Пин Фэн (Zhong-Ping Feng) из Университета Торонто создали алгоритм, способный проводить измерения кровяного давления таким же способом, но бесконтактно — с помощью анализа видеозаписи лица, сделанной на смартфон.

Метод, использованный разработчиками, основан на том, что при сердцебиении сосуды на лице расширяются. При этом увеличивается интенсивность красного цвета, отраженного от гемоглобина крови и попадающего на камеру. В то же время интенсивность света, отраженного от меланина, остается прежней. Измеряя соотношение этих компонентов в свете, попадающем на камеру, можно регистрировать расширение сосудов.

Ученые определили 17 областей на лице, наилучшим образом отражающих объем сосудов во время сердечных сокращений. Собрав их, они создали карту для алгоритма, помогающую ему эффективно анализировать изображение. Для анализа данных они использовали пакет для статистической обработки SPSS. В нем в качестве алгоритма обработки применяли многослойный перцептрон. Для обучения и проверки алгоритма разработчики использовали данные, собранные у 1328 участников исследования. Датасет состоит из видеозаписей лица и параллельных измерений давления и пульса с помощью тонометра.

Тестирование показало, что системное и среднеквадратическое отклонения измерений составляют 0,39±7,30 миллиметров ртутного столба для систолического давления, −0,20±6,00 миллиметров ртутного столба для диастолического давления и 0,52±6,42 миллиметров ртутного столба для пульсового давления (разницы между систолическим и диастолическим давлениями).

В прошлом году американские инженеры создали приложение для iPhone, позволяющее измерять кровяное давление с помощью камеры и датчика давления пальца в экране. Для этого пользователь должен приложить палец к вырезу в экране для камеры и постепенно увеличивать давление, что позволяет камере регистрировать расширение сосудов в пальце при разных давлениях.

Григорий Копиев