Большинство методов для измерения основных показателей состояния организма, таких как пульс, дыхание, температура, кровяное давление, предусматривает физический контакт с пациентом. Но ситуация с недоношенными малышами в неонатологическом отделении особенная. Эти крошечные пациенты являются уязвимыми, и подключение физических устройств к их нежной коже несёт в себе риски. Как утверждает источник, постоянное соприкосновение (подключение и отключение) мониторов может открыть двери инфекциям.

Группа исследователей из Университета Райса разработала неинвазивный метод снятия важнейших показателей, таких как пульс и кровяное давление. Результатом даже малейших изменений объёма крови при каждой пульсации является изменение цвета кожи. Его невозможно определить на глаз. Но обычная камера способна «заметить» эти отклонения и почерпнуть таким образом важнейшую информацию. Идея использовать камеру для мониторинга показателей организма основана на так называемой фотоплетизмографии. Этот диагностический метод основан на измерении яркости света, отражённого от кожи, в результате изменений кожной структуры и кровотока. Ранее эксперименты с камерами уже проводились, но приложения оказались ограниченными. Метод хорошо работал лишь с белокожими пациентами, которые находились в ярко освещённом помещении и при этом оставались в неподвижной позе. В случае с тёмнокожими испытуемыми, а также если пациент даже незначительно двигается или находится в помещении с плохим освещением, метод работает плохо.

В Университете Райса предложили новый алгоритм, который обходит данные ограничения. Вместо вычисления цветовых изменений по всему лицу как единой области, новый алгоритм разбивает его на условные части, с которых снимаются отдельные измерения. Далее вычисляется средневзвешенный результат. Это позволило ощутимо повысить точность работы метода в условиях плохого освещения и тёмной кожи пациента.

Ещё сложнее оказалось бороться с движением. Даже небольшая гримаса или поворот головы могут изменить потоки света, которые отражаются от различных частей лица. Эти изменения настолько превышают мизерные сигналы, характеризующие пульс, что отличить полезный сигнал от шума становится практически невозможным. Для обхода проблемы исследователи разработали специальный «следящий за лицом» алгоритм, который определяет положение ключевых частей лица (например, носа, глаз, рта), следит за изменением их позиций и корректирует результаты. Подобная техника известна в других областях компьютерного зрения, но для данного приложения использована впервые.

Согласно первым испытаниям, новая технология позволила с высокой степенью точности снимать показатели с пациентов, которые читали книгу или смотрели фильм. Но как только человек начинал разговаривать или смеяться, точность результатов резко снижалась.

Конечной целью учёных является создание технологии, которая поможет потребителям следить за своими основными медицинскими показателями без физического контакта. В случае успешной разработки может быть создано приложение, которое позволит, например, с помощью камеры на смартфоне измерять давление. Также перспективна разработка и для неонатологии.