Softwarový detektor pro miminka monitoruje srdeční a dýchací frekvenci

Výzkumníci z University of South Australia vyvinuli systém počítačového vidění který může automaticky detekovat obličej miminka v nemocničním lůžku. To umožňuje zdravotnickým odborníkům vzdáleně monitorovat životní funkce z digitální kamery a prokázalo stejnou přesnost jako elektrokardiografická машина.

Zatímco umělá inteligence (AI) software a technologie rozpoznávání obličejů se často používají k detekci obličejů dospělých, tento nový systém je první, který byl vyvinut k detekci obličejů a kůže předčasně narozených miminek. Může to udělat navzdory různým trubkám a oděvu, které miminko obklopují.

Vzdálené monitorování srdeční a dýchací frekvence

Inženýrští výzkumníci spolupracovali s odborníkem na neonatální péči z UniSA, aby vzdáleně monitorovali srdeční a dýchací frekvenci sedmi novorozenců v jednotce intenzivní péče (NICU) v Flinders Medical Centre v Adelaide pomocí digitální kamery.

Profesor Javaan Chahl z UniSA je jedním z vedoucích výzkumníků.

“Miminka v neonatální intenzivní péči mohou být pro počítače obtížně rozpoznatelná, protože jejich obličeje a těla jsou zakryta trubkami a jiným lékařským vybavením,” říká Chahl.

“Mnoho předčasně narozených miminek je léčeno fototerapií pro žloutenku, takže jsou pod jasnými modrými světly, což také činí počítačový vidění systém obtížnějším,” pokračuje.

Vývoj systému

Technologie byla vyvinuta pomocí datové sady videí miminek v NICU, která umožnila systému detekovat jejich pleť a obličeje přesně.

Výzkum prokázal, že systémové čtení životních funkcí je srovnatelné s těmi z elektrokardiogramu (ECG). V některých případech dokonce překonal konvenční elektrody.

Studie je součástí většího projektu UniSA, který pracuje na nahrazení kontaktových elektrických senzorů nekонтакtními videokamerami, které mohou pomoci zabránit poškození kůže a infekcím způsobeným lepivými podložkami. Tyto mohou nastat kvůli křehké povaze kůže miminek.

Byly použity vysoce rozlišené kamery k natáčení miminek zblízka, zatímco vitální psychologická data byla extrahována pomocí pokročilých technik zpracování signálu, které mohou detekovat jemné barevné změny ze srdečních tepů a pohybů těla. Tyto nelze detekovat lidským okem, což je další klíčový faktor nového systému.

Podle odborníka na neonatální intenzivní péči UniSA Kima Gibsona je neuronová síť pro detekci obličejů miminek velkým průlomem ve vzdáleném monitorování.

“V prostředí NICU je velmi obtížné pořídit jasná videa předčasně narozených miminek. Existuje mnoho překážek a osvětlení se také může lišit, takže získání přesných výsledků může být obtížné. Nicméně, detekční model fungoval lépe, než jsme očekávali.”

“Celosvětově se více než 10 procent miminek rodí předčasně a kvůli jejich zranitelnosti je nutné jejich životní funkce nepřetržitě monitorovat. Tradičně se to provádělo pomocí lepivých elektrod umístěných na kůži, které mohou být problematické, a věříme, že nekонтакtní monitorování je cestou vpřed,” říká Gibson.

Pandemie COVID-19 znamená, že tyto výsledky jsou ještě důležitější, říká profesor Chahl. S fyzickým distancováním by technologie, jako je tato, mohla hrát stále důležitější roli v nemocnicích.