Умные часы и фитнес-браслеты давно умеют измерять пульс. В основе этой функции лежит фотоплетизмография — неинвазивный оптический метод регистрации изменений кровенаполнения мелких сосудов. Сегодня технология пошла дальше: некоторые показатели можно оценивать даже без датчика на теле — с помощью обычной камеры. Как работает дистанционная фотоплетизмография, или rPPG, и чем она может быть полезна, разбираемся вместе с врачом-терапевтом медицинской компании «СберЗдоровье» Алексеем Абызовым.
Пульс, который видит камера
При каждом сокращении сердца объем крови в сосудах немного меняется. Вместе с ним меняется и количество света, которое кожа поглощает и отражает. Человеческий глаз этого не замечает, но камера способна зафиксировать едва заметные изменения оттенка кожи на последовательных кадрах.
Затем алгоритм обрабатывает видео и выделяет сигнал, связанный с пульсовой волной. При этом он учитывает освещение, движения и мимику человека. Развитие компьютерного зрения и машинного обучения позволило применять такой метод на обычных смартфонах, компьютерах и других устройствах.
Чтобы результат был точнее, во время измерения важно сохранять неподвижность и следовать инструкциям на экране.
Что можно узнать
Первоначально дистанционную фотоплетизмографию использовали прежде всего для определения частоты сердечных сокращений. Сейчас по видеосигналу также можно оценивать частоту дыхания и вариабельность сердечного ритма — изменение интервалов между ударами сердца. Этот показатель помогает судить о реакции организма на физическую и эмоциональную нагрузку.
В некоторых сервисах алгоритмы анализируют особенности пульсовой волны и сопоставляют их с большими массивами данных. На этой основе формируется предварительная оценка давления, уровня стресса и утомления, а также ряда других показателей.
При этом возможности технологии не стоит переоценивать. Точность зависит от конкретного показателя, алгоритма и условий измерения. Такие результаты следует воспринимать как скрининг: они могут обратить внимание на возможные отклонения, но не заменяют медицинский прибор, анализы или обследование у врача.
Проверка за полминуты
Контактная фотоплетизмография уже используется в умных часах, фитнес-браслетах и пульсоксиметрах. Дистанционный вариант развивается в телемедицине, мобильных сервисах и системах удаленного наблюдения, поскольку позволяет получить базовые данные без дополнительного оборудования.
Постепенно технология появляется и в общественных пространствах. Один из примеров — сервис экспресс-оценки здоровья в инновационных банкоматах Сбера. Пользователю достаточно приложить пальцы к датчикам и посмотреть в камеру.
Примерно за 30 секунд система формирует предварительную оценку 14 показателей, среди которых пульс, давление, вариабельность сердечного ритма, жесткость артериальной стенки, уровни стресса и утомления. Результаты передаются в приложение медицинской компании «СберЗдоровье», где их можно обсудить с врачом или при необходимости записаться на более подробный чекап.
Такой формат позволяет получить первичную информацию о состоянии организма буквально между привычными делами и вовремя обратить внимание на показатели, которые выходят за пределы нормы.
