Egy Nature-közlemény szerint az előlapi kamerával rögzített rövid arcvideók és mélytanulási algoritmusok kombinációja viselhető eszköz nélkül is pontos, passzív nyugalmi pulzusmonitorozást tehet lehetővé.
Háttér
A nyugalmi pulzusszám egyszerűen mérhető, de klinikailag informatív cardiovascularis biomarker, amely összefügg az általános egészségi állapottal és a cardiovascularis kockázattal. Tartós, passzív követése jelenleg többnyire okoseszközökhöz, például okosórához vagy mellkaspánthoz kötött, ezek azonban nem minden populációban elérhetők. Egy, a Nature-ben publikált vizsgálat jóval szélesebb kör számára jelenthet megoldást, kiaknázva az okostelefonok szelfikamerája által kínált lehetőségeket.
A vizsgálat kiindulópontja az volt, hogy az okostelefon sokkal szélesebb körben hozzáférhető: a szerzők szerint világszerte a felnőttek 69%-a, az Egyesült Államokban 90%-a rendelkezik okostelefonnal. Ez lehetőséget adhat opportunisztikus, eszközviselést nem igénylő cardiovascularis monitorozásra.
Módszerek
A kutatók passzív pulzusmonitorozó rendszert fejlesztettek, amely a telefon feloldásakor az előlapi (szelfi) kamerával rögzített 8 másodperces arcvideókból becsli a pulzusszámot. A módszer távoli photoplethysmographián alapul: a szívütésekhez társuló arteriás vértérfogat-változások finom, szabad szemmel nem észlelhető bőrszínváltozásokat okoznak az arcon, amelyeket a kamera és a mélytanulási algoritmus feldolgoz. A modell fejlesztéséhez 485 résztvevő több mint 192 000 videóját használták fel. A teljesítményt külön laboratóriumi és szabad élethelyzetben végzett validációban értékelték, összesen 211 résztvevőn. A laboratóriumi vizsgálatban elektrokardiográfia szolgált referenciaként; a mindennapi telefonhasználat során mért napi nyugalmi pulzusszámot referencia minőségű viselhető pulzusmérőhöz hasonlították. Külön hangsúlyt kapott a különböző bőrtónusok szerinti teljesítmény.
Eredmények
Laboratóriumi környezetben, 104 résztvevőn, 5 megvilágítási feltétel és nyugalmi, illetve terhelés utáni állapot mellett a rendszer résztvevőszintű átlagos abszolút százalékos hibája 5,65% volt. Ez minden vizsgált fényviszony és fiziológiai állapot esetén szignifikánsan alacsonyabb volt az előre rögzített 10%-os célértéknél. A bőrtónus szerinti hibák szintén a 10%-os határ alatt maradtak.
Valós élethelyzetben a végső elemzés 101 résztvevő 158 471 arcvideóján alapult. A rendszer 68 307 videóból nyert érvényes pulzusmérést. Az elektrokardiográfiához viszonyított videószintű átlagos abszolút hiba 3,59 ütés/perc, az átlagos abszolút százalékos hiba 4,83% volt; résztvevőszinten ezek 4,58 ütés/percnek, illetve 6,09%-nak adódtak. Mindkét százalékos hiba szignifikánsan 10% alatt maradt. A napi nyugalmi pulzusszám becsléséhez legalább napi 20 érvényes mérésre volt szükség; ezt 90 résztvevő érte el. A napi nyugalmi pulzusszám napi szintű átlagos abszolút hibája 3,62 ütés/perc, résztvevőszinten 4,39 ütés/perc volt, mindkettő szignifikánsan az 5 ütés/perc célérték alatt. A telefonos becslés erősen korrelált a viselhető eszköz által mért napi nyugalmi pulzusszámmal.
Értelmezés
A vizsgálat azt mutatja, hogy az okostelefon előlapi kamerája és egy mélytanulási algoritmus kombinációja képes lehet passzív, ismételt pulzusmérésre a hétköznapi telefonhasználat során. Klinikai szempontból ez nem egyszeri diagnosztikus mérésként, hanem longitudinális fiziológiai jelként érdekes: a napi nyugalmi pulzusszám trendje érzékenyebb lehet betegségre, terhelhetőségre vagy állapotváltozásra, mint az alkalmankénti rendelői mérés. Fontos eredmény, hogy a pontosság különböző bőrtónusok mellett is teljesítette az előre meghatározott kritériumot, mivel több optikai egészségmonitorozó technológia éppen sötétebb bőrön teljesít gyengébben.
Ugyanakkor ez egy technológiai validációs vizsgálat, nem klinikai kimeneteli tanulmány. Nem bizonyítja, hogy a módszer önmagában javítja a cardiovascularis morbiditást vagy mortalitást, és nem helyettesíti a klinikai kivizsgálást. A videóalapú mérés adatvédelmi, betegbeleegyezési és implementációs kérdései szintén meghatározók lesznek.
Konklúzió
A passzív, okostelefonos pulzusmonitorozás ígéretes lehetőség a cardiovascularis állapot széles körű, viselhető eszköz nélküli követésére. A módszer valós élethelyzetben is 10% alatti pulzusszámhibát és 5 ütés/perc alatti napi nyugalmi pulzusszámhibát ért el, több bőrtónus mellett. Klinikai alkalmazása előtt nagyobb, heterogénebb populációkban végzett validációra, kimeneteli vizsgálatokra és szigorú adatvédelmi keretekre van szükség.
