Was ist rPPG?

Wenn Sie im medizinischen Bereich erfahren sind, haben Sie wahrscheinlich von der Photoplethysmographie (PPG) gehört, bei der medizinische Geräte zur Überwachung der Vitalparameter verwendet werden. Aber haben Sie schon von der ferngesteuerten Photoplethysmographie (rPPG) gehört?

In dieser neuen Ära der KI schlägt rPPG im Gesundheitswesen Wellen. Es ermöglicht Anbietern, die Gesundheit und das Wohlbefinden ihrer Patienten mit einem einzigen Smartphone-Video aus der Ferne zu überwachen. Dieser Durchbruch könnte die Früherkennung und Vorsorge revolutionieren, aber wie funktioniert das? Lassen Sie uns die Vor- und Nachteile von rPPG überprüfen.

Was ist rPPG?

Um rPPG zu verstehen, ist es wichtig, zuerst PPG selbst zu verstehen. PPG ist ein Tool, das Parameter wie Herzfrequenz (HR), Atemfrequenz (RR), Blutdruck (BP) und mehr misst. Zu diesem Zweck verwendet PPG einen physikalischen Sensor, der eine Lichtquelle und einen Photodetektor kombiniert. Wenn dieser Sensor den Körper berührt, erkennt der Photodetektor Veränderungen am beleuchteten Gewebe. Dabei kann die PPG-Technologie viele verschiedene physiologische Messungen erfassen.

PPG ist sowohl im klinischen als auch im nichtklinischen Umfeld nützlich. Gesundheitsdienstleister können es verwenden, um die Vitalfunktionen zu überwachen, Gesundheitsprobleme frühzeitig zu erkennen und ihren Patienten einen gesünderen Lebensstil zu ermöglichen. Jüngste Durchbrüche in den Bereichen KI und Technologie haben es uns jedoch ermöglicht, die Fähigkeiten von PPG weiter auszubauen, insbesondere durch die Entwicklung von rPPG.

rPPG funktioniert ähnlich wie PPG, verwendet jedoch eine Kamera, um Daten zu sammeln, anstatt den physischen Kontakt mit einem Sensor herzustellen. Mit einem einfachen Video Ihres Gesichts von Ihrem Smartphone aus kann rPPG subtile Veränderungen der Hautfarbe analysieren, um ein PPG-Signal aus der Ferne zu erzeugen. Dieses Verfahren ermöglicht es rPPG, ein genaues Pulsfrequenzsignal zu berechnen. Daher ist rPPG eine nützliche und nichtinvasive Alternative zu herkömmlichem PPG.

Shen AI ist ein Unternehmen, das eine rPPG-Technologie zur KI-Gesundheitsüberwachung entwickelt hat, mit der Vitalwerte mit nur einem 30-Sekunden-Gesichtsscan auf einem Smartphone gemessen werden können.

Prinzipien von rPPG

Die Fernphotoplethysmographie (rPPG) ist eine faszinierende nichtinvasive optische Technik, die Veränderungen des Blutvolumens und des Blutflusses in der Haut misst. Die Wissenschaft hinter rPPG liegt in seiner Fähigkeit, die Lichtabsorption anhand des Blutvolumens zu analysieren. Wenn Licht auf die Haut emittiert wird, wird ein Teil davon vom Blut absorbiert, während der Rest zurückreflektiert wird. Die Menge des reflektierten Lichts ändert sich je nach Blutvolumen, das durch Kapillarerweiterung und Verengung beeinflusst wird. Durch eine akribische Analyse dieser Veränderungen im reflektierten Licht kann rPPG Vitalfunktionen wie Herzfrequenz, Atemfrequenz und Blutdruck abschätzen. Dieser innovative Ansatz ermöglicht ein umfassendes Verständnis der eigenen Gesundheit, ohne dass körperlicher Kontakt erforderlich ist.

Wie funktioniert rPPG, um Veränderungen des Blutvolumens zu erkennen?

Also, wie genau können Sie aus einem Video Ihres Gesichts so etwas wie eine Blutdruckmessung durchführen? Nun, es beginnt mit einem Gesichtsscan.

Ihre Smartphone-Kamera „sieht“ Ihr Gesicht und nimmt ein Video auf, das Remote-PPG dann analysieren kann. Mithilfe von Gesichtsscanning-Technologie und künstlicher Intelligenz können wir Farbschwankungen in der Haut erkennen, die Veränderungen des Blutvolumens in den Gefäßen entsprechen. Diese Technologie kann Puls und Atemfrequenz genau messen. Dieser Vorgang ähnelt der Funktionsweise von Pulsoximetern, aber anstatt direkten Hautkontakt zu haben, kann rPPG diese Veränderungen aus der Ferne messen.

Optimale Bedingungen für genaue rPPG-Messungen

Um sicherzustellen, dass rPPG-Messungen so genau wie möglich sind, müssen bestimmte Bedingungen erfüllt sein. Hier sind einige wichtige Faktoren, die es zu berücksichtigen gilt:

• Hochauflösende Kamera mit guter Videoqualität: Eine hochwertige Kamera ist unerlässlich, um die subtilen Veränderungen der Hautfarbe zu erfassen, auf die rPPG angewiesen ist.
• Stabile und konsistente Lichtumgebung: Konsistente Beleuchtung hilft, Fehler zu minimieren, die durch Schatten oder unterschiedliche Lichtintensitäten verursacht werden.
• Thema Stille: Das Objekt sollte so ruhig wie möglich bleiben, um Bewegungsartefakte zu vermeiden, die die Messungen verfälschen können.
• Klare Sicht auf das Gesicht des Probanden: Stellen Sie sicher, dass das Gesicht frei von Hindernissen wie Haaren oder Brillen ist, die die Analyse beeinträchtigen könnten.
• Ausreichender Zeitraum der Datenerhebung: Die Erfassung von Daten über einen angemessenen Zeitraum trägt dazu bei, dass die Messungen zuverlässig und genau sind.

Durch die Einhaltung dieser Bedingungen können Sie die Genauigkeit und Zuverlässigkeit von rPPG-Messungen erheblich verbessern.

rPPG bei der Messung von Vitalparametern zur Überwachung der kardiovaskulären Gesundheit

Anhand von Daten über die Veränderungen der Intensität und des Rhythmus der Hautfarbe und des Blutvolumens kann ein rPPG-Signal wichtige Gesundheitskennzahlen wie die folgenden genau abschätzen:

• Herzfrequenz. Wie oft sich Ihre Hautfarbe ändert, hängt von Ihrem Herzschlag ab.
• Blutdruck. rPPG misst Veränderungen des Blutflusses und des Blutvolumens, um den Blutdruck zu berechnen.
• Atemfrequenz. Die Blutbewegung kann die Atemfrequenz vorhersagen.
• Und mehr. rPPG kann andere Dinge wie Herzfrequenzvariabilität, Herzstress, Herzarbeitsbelastung, Atemfrequenz und Body-Mass-Index (BMI) messen. Mit Shen AI können Sie mit nur einem 30-Sekunden-Gesichtsscan auf einem Smartphone über 25 Gesundheitskennzahlen abrufen, einschließlich Vitalfunktionen und Gesundheitsrisiken.

Und um das Ganze abzurunden, erfordert keine dieser Metriken zusätzliche Benutzereingaben! Mit einigen zusätzlichen Informationen können Benutzer jedoch vollständige Gesundheitschecks durchführen lassen, um ihre Risikofaktoren für Herz-Kreislauf-Erkrankungen zu beurteilen.

Angesichts der Fortschritte in der KI mit rPPG hat die Technologie das Potenzial, Früherkennung und Gesundheitsvorsorge zu fördern und uns so zu einem gesünderen Leben zu bewegen. Darüber hinaus kann die rPPG-Technologie in Kameras zur Fahrerüberwachung integriert werden, um die Sicherheit des Fahrers durch Überwachung von Schläfrigkeit und Stress zu erhöhen.

Validierungsstudien

Zahlreiche Validierungsstudien wurden durchgeführt, um die Genauigkeit von rPPG-Messungen zu bewerten. In diesen Studien wurden rPPG-Messungen mit herkömmlichen Methoden zur Messung der Vitalparameter wie Elektrokardiographie (EKG) und Pulsoximetrie verglichen. Die Ergebnisse waren vielversprechend und zeigten, dass rPPG genaue Messungen von Herzfrequenz, Atemfrequenz und Blutdruck ermöglichen kann. Hohe Korrelationskoeffizienten und niedrige Fehlerraten in diesen Studien unterstreichen die Zuverlässigkeit der rPPG-Technologie und machen sie zu einer praktikablen Alternative zu herkömmlichen Methoden zur Messung der Vitalparameter.

Einschränkungen und Herausforderungen

Die rPPG-Technologie ist zwar vielversprechend, aber nicht ohne Einschränkungen und Herausforderungen. Zu den wichtigsten Problemen gehören:

• Bewegungsartefakte: Die Bewegung des Probanden kann zu Fehlern bei den rPPG-Messungen führen, weshalb es wichtig ist, dass das Subjekt ruhig bleibt.
• Variationen der Beleuchtung: Änderungen der Lichtverhältnisse können die Genauigkeit der rPPG-Messungen beeinträchtigen und erfordern eine stabile Lichtumgebung.
• Hautton und Hauttyp: RpPG wirkt bei Probanden mit dunkleren Hauttönen oder bestimmten Hauterkrankungen möglicherweise nicht so effektiv, was die universelle Anwendbarkeit erschwert.
• Klinische Einstellungen: rPPG ist möglicherweise nicht für alle klinischen Umgebungen geeignet, z. B. auf Intensivstationen für Neugeborene, wo präzise und sofortige Messungen entscheidend sind.

Die Bewältigung dieser Einschränkungen und Herausforderungen wird für die breite Akzeptanz und den Erfolg der rPPG-Technologie von entscheidender Bedeutung sein.

Die Rolle von rPPG als nichtinvasive optische Technik im Gesundheitswesen

Shen AI ermöglicht es Einzelpersonen, mithilfe ihrer alltäglichen Technologie auf Informationen zuzugreifen. rPPG tut genau das, indem es KI und Gesundheitsüberwachung integriert, sodass Anbieter Echtzeitdaten abrufen können, um die Patientenversorgung zu verbessern.

Die Vorteile von rPPG sind weit verbreitet, darunter:

• Nichtinvasivität. Im Gegensatz zu herkömmlichen PPG-Medizinprodukten ist kein Körperkontakt erforderlich. Somit kann rPPG beispielsweise die Herzfrequenz aus der Ferne messen.
• Einblicke in Echtzeit. Ärzte erhalten sofortige Ergebnisse, ohne dass ein Arztbesuch erforderlich ist. rPPG kann Echtzeitdaten zu Puls und Atemfrequenz liefern, was für eine kontinuierliche Patientenüberwachung von entscheidender Bedeutung ist.
• Barrierefreiheit. Patienten können rPPG mit nur einem Smartphone verwenden, da die Kamera kostengünstig und leicht zu beschaffen ist, sodass die Gesundheitsversorgung für alle leichter zugänglich ist.
• Schlichtheit. Es sind keine zusätzlichen Geräte oder Informationen erforderlich, sodass RpPG für die langfristige kontinuierliche Überwachung geeignet ist.
• Skalierbarkeit. rPPG-Technologien sind so ausgestattet, dass sie eine wachsende Anzahl von Benutzern oder Überwachungssitzungen bewältigen können, ohne dass Leistung, Genauigkeit oder Funktionalität beeinträchtigt werden.
• Nutzerfreundlichkeit. rPPG ist für Anbieter und Patienten gleichermaßen einfach zu verwenden.

Darüber hinaus bietet Shen AI durch seine Mention Multi Tonal Sensing Technology weitere Vorteile. Diese KI-Technologie wurde von Shen AI entwickelt, um die totale Inklusivität für alle zu fördern. Mit dieser Technologie können wir Menschen jeden Hauttons und bei einer Vielzahl von Lichtverhältnissen zuverlässige Ergebnisse liefern.

Im Gegensatz zu anderen Unternehmen gibt Shen AI auch keine Daten an die Cloud oder den Server weiter. Es führt alle Berechnungen auf Ihrem Gerät durch, liefert schnelle Ergebnisse und schützt gleichzeitig Ihre Privatsphäre.

Zusammenfassung von rPPG-Anwendungen

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass rPPG der nächste KI-gestützte Durchbruch im Gesundheitswesen ist. Mit einem einfachen Smartphone-Video können Gesundheitsdienstleister wichtige Einblicke in die Gesundheit und das Wohlbefinden ihrer Patienten gewinnen. Nichtinvasive, vereinfachte und leicht zugängliche rPPG-Technologien wie Shen AI revolutionieren die Zukunft der Früherkennung und Vorsorge.