非接触型心拍数モニタリングの精度の評価

このパイロット研究では、スマートフォンカメラのみを使用して心拍数（HR）を測定するShen AIの技術で使用される顔面ビデオフォトプレチスモグラフィー（vPPG）の精度を評価します。

遠隔医療やデジタルヘルスにおいて非接触型モニタリングが不可欠になる中、vPPGのパフォーマンスをさまざまな時間枠で評価することは重要です。特に、信頼性の高い準瞬時（応答の速い）測定を提供する能力は重要です。この研究では、制御された条件下で、Shen AIのvPPGの結果を、臨床のゴールドスタンダードであるECGと照合して評価しました。

‍

主な洞察:前例のないショートウィンドウ精度

この研究では、Shen AIのvPPGが非接触型心拍数モニタリング用の高精度ツールであることが検証され、測定時間が長くても短くても優れたパフォーマンスが示されたことが実証されました。

• ベンチマーク60秒心拍数：平均絶対誤差（MAE）がわずか0.1 bpmで、ほぼ完璧な精度を実現しました。測定値の100％が基準心電図の1bpm以内でした。
• 信頼性の高い10秒心拍数: ショートウィンドウ平均では、MAEはわずか0.2 bpmで、99.8% の値が 1 bpm 以内に収まりました。
• 準瞬時 (4秒) HRの検証：これは、この速度でのパフォーマンスを検証した最初のvPPG調査です。これらの応答の速い値でも、MAEは0.4 bpmで、94.5% の結果が 1 bpm 以内でした。
• 高い相関関係: 相関係数はすべての時間枠で0.99を超えました。

‍

研究概要

以下は、「平均および準瞬間心拍数を測定するための顔面ビデオフォトプレチスモグラフィー：パイロット検証研究」の論文の抜粋です。

‍

バックグラウンド：ビデオフォトプレチスモグラフィー（vPPG）は、デジタルカメラを使用して皮膚の血管内の血液脈動を記録する非接触光学技術であり、さまざまな生理学的パラメーターの測定または推定にますます使用されるようになっています。この研究では、顔面vPPGテクノロジー Shen.AI Vitalsとスマートフォンカメラを使用して実施した平均および準瞬間心拍数（HR）測定の精度を評価しました。

メソッド：座った姿勢で35人の健康なボランティアを調査しました（平均年齢25歳、女性17人）。参加者の顔のビデオ録画は、三脚に取り付けられたスマートフォンのフロントカメラを使用して撮影されました。それと並行して、1リードの胸部心電図（ECG）を記録して参考HR値（60秒間の測定値全体の平均値と、測定中に10秒または4秒間にわたって平均した複数の値）を取得しました。

結果：HRの平均絶対誤差は、それぞれ60秒、10秒、4秒の期間で平均したHRの1分あたりの拍数（bpm）、0.4拍/分（bpm）でした。エラーは、それぞれ 100.0%、99.8%、94.5% のケースで 1 bpm を超えませんでした。後者の場合、サンプルには比較的広い範囲 (46～117 bpm) の約 1,900 の HR 値が含まれていました。心拍数の平均化時間に関係なく、vPPGベースの値と参照値の間の相関は非常に強かった（r > 0.99、P < 0.001）。

結論：主に若い白人の座った被験者を対象に、テスト対象のvPPGテクノロジーにより、値が60秒以上平均化された場合と、平均が10秒を超える短期値または4秒を超える準瞬間値の場合の両方で、非常に正確なHR測定値が得られました。私たちの知る限り、これはvPPGテクノロジーに関する準瞬間的なHR測定（5秒未満の期間の平均）を調べた最初の研究です。s)。結果は、年齢、肌の色調、照明条件がより多様になった大規模な研究で確認されるはずです。

‍

研究詳細

タイトル：平均心拍数および準瞬間心拍数を測定するための顔面ビデオフォトプレチスモグラフィー：パイロット検証研究
著者：レシェク・プストラス、ティモテウシュ・オクプニク、ベアタ・ポニコフスカ、バルトロミエ・パレチュニー
機関：ナレツバイオサイバネティクス・バイオメディカルエンジニアリング研究所、ポーランド科学アカデミー、ヴロツワフ医科大学
2025年9月24日に公開されました

‍

調査の全文はこちらでご覧いただけます。

‍