Software Baby Detector monitoruje srdeční a dechovou frekvenci

Vědci z University of South Australia mají vyvinul systém počítačového vidění který dokáže automaticky detekovat obličej dítěte na nemocničním lůžku. To umožňuje zdravotním odborníkům vzdáleně monitorovat vitální funkce z digitální kamery a vykazuje stejnou míru přesnosti jako elektrokardiogram. 

Zatímco software umělé inteligence (AI) a technologie rozpoznávání obličeje se často používají k detekci tváří dospělých lidí, tento nový systém je prvním vyvinutým pro detekci obličeje a pokožky předčasně narozeného dítěte. Dokáže to i přes různé hadičky a oblečení obklopující miminko.

Dálkové monitorování srdeční a dechové frekvence

Inženýrští výzkumníci spolupracovali se specialistou na neonatální péči z UniSA na dálkovém monitorování srdeční a dechové frekvence sedmi kojenců na jednotce intenzivní péče pro novorozence (NICU) ve Flinders Medical Center v Adelaide pomocí digitálního fotoaparátu. 

Profesor UniSA Javaan Chahl je jedním z hlavních výzkumníků. 

„Miminka v neonatální intenzivní péči může být pro počítače mimořádně obtížné rozpoznat, protože jejich obličeje a těla jsou zakryty hadičkami a jiným lékařským vybavením,“ říká Chahl.

"Mnoho předčasně narozených dětí je léčeno fototerapií kvůli žloutence, takže jsou pod jasně modrým světlem, což je také náročné pro systémy počítačového vidění," pokračoval.

Vývoj systému

Tato technologie byla vyvinuta pomocí datového souboru videí dětí na NICU, což systému umožnilo přesně detekovat jejich tón pleti a obličeje. 

Výzkum ukázal, že hodnoty vitálních funkcí systému jsou na stejné úrovni jako na elektrokardiogramu (EKG). V některých případech dokonce předčil konvenční elektrody. 

Studie je součástí většího projektu UniSA, který pracuje na nahrazení kontaktních elektrických senzorů bezkontaktními videokamerami, které mohou pomoci zabránit natržení kůže a infekcím způsobeným lepicími polštářky. K tomu druhému může dojít kvůli křehké povaze dětské pokožky.

K natáčení kojenců na krátkou vzdálenost byly použity kamery s vysokým rozlišením, zatímco životně důležitá psychologická data byla extrahována pomocí pokročilých technik zpracování signálu, které dokážou detekovat jemné barevné změny ze srdečních tepů a pohybů těla. Ty nemůže lidské oko detekovat, což je další klíčový faktor nového systému.

Podle specialisty UniSA na neonatální kritickou péči Kim Gibson jsou neuronové sítě pro detekci tváří dětí velkým průlomem v bezkontaktním monitorování. 

„V prostředí NICU je velmi náročné nahrávat jasná videa předčasně narozených dětí. Existuje mnoho překážek a osvětlení se může také lišit, takže získání přesných výsledků může být obtížné. Detekční model však fungoval nad naše očekávání.“

„Celosvětově se více než 10 procent dětí narodí předčasně a vzhledem k jejich zranitelnosti je třeba neustále sledovat jejich životní funkce. Tradičně se to dělalo pomocí adhezivních elektrod umístěných na kůži, což může být problematické, a věříme, že bezkontaktní monitorování je cesta vpřed,“ říká Gibson.

Pandemie COVID-19 znamená, že tyto výsledky jsou ještě důležitější, říká profesor Chahl. Díky fyzickému distancování by technologie, jako je tato, mohly hrát v nemocnicích stále důležitější roli.