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Spieglein Spieglein an der Wand …
Was wäre, wenn Puls, Atmung und Blutdruck so einfach wie ein Blick in den Spiegel beim Zähneputzen wären? Ein System, das von einem Doktoranden des Harvard-MIT Health Sciences and Technology-Programms entwickelt wird, könnte dies ermöglichen.
Spiegelmonitor Doktorand Daniel McDuff zeigt einen Spiegel, der seinen Puls in Echtzeit anzeigt.
Ming-Zher Poh, SM ‘07, hat bewiesen, dass er aus gewöhnlichen Webcam-Bildern mit niedriger Auflösung genaue Pulsmessungen erhalten kann – und er hat einen Prototyp erstellt, der in einen Spiegel eingebaut ist und die Ergebnisse unten anzeigt. (Das fotografische Pulserkennungssystem eines anderen Forschers, das in einem Artikel aus dem Jahr 2005 beschrieben wurde, erforderte eine teure Kameraausrüstung.) Jetzt arbeitet er daran, die Technologie zu erweitern, um die Atmung und den Blutsauerstoffspiegel und schließlich auch den Blutdruck zu messen. Ein Artikel, der erste Ergebnisse seiner Arbeit beschreibt, wurde kürzlich in der Zeitschrift veröffentlicht Optik Express .
Ein solches Überwachungssystem könnte besonders hilfreich sein, wenn das Anbringen von Sensoren am Körper schwierig oder unangenehm wäre, sagt Poh, etwa bei Verbrennungsopfern oder Neugeborenen. Es könnte auch für die routinemäßige Überwachung oder für erste Screening-Tests verwendet werden, die über das Internet durchgeführt werden.
Das System verfolgt den Puls, indem es geringfügige Helligkeitsschwankungen misst, die durch den Blutfluss durch die Blutgefäße im Gesicht erzeugt werden; Mit der weiteren Verarbeitung, so hoffen die Forscher, könnten die gleichen Daten zur Messung von Atmung und Blutdruck verwendet werden. Die Software lokalisiert das Gesicht im Videobild, und dann werden die digitalen Informationen aus diesem Bereich in separate Daten von den roten, grünen und blauen Sensoren zerlegt, die das Bild erzeugen. Die Helligkeitsschwankungen zeigen sich hauptsächlich in den Grünlichtdaten, sodass die Trennung der Farbkanäle dazu beiträgt, das Signal hervorzuheben.
In Tests verglich das Team die von diesem Setup erhaltenen Messwerte mit denen eines kommerziell erhältlichen, von der FDA zugelassenen Sensors, der den Puls misst, indem er Infrarotlicht von der Haut reflektiert. Die Ergebnisse stimmten innerhalb von etwa drei Schlägen pro Minute überein – selbst wenn sich das Motiv ein wenig vor der Kamera bewegte. Das System kann mit Bewegungsproblemen und Variationen der Umgebungsbeleuchtung umgehen, dank Pohs Adaption von Signalverarbeitungstechniken, die ursprünglich entwickelt wurden, um eine einzelne Stimme aus einem Raum voller Gespräche zu extrahieren.