Программное обеспечение детектора младенцев отслеживает частоту сердечных сокращений и дыхания

Исследователи из Университета Южной Австралии разработали систему компьютерного зрения которая может автоматически обнаруживать лицо младенца в больничной кроватке. Это позволяет экспертам здравоохранения удаленно отслеживать жизненно важные показатели с помощью цифровой камеры, и она демонстрирует одинаковый уровень точности, как и электрокардиограмма.

Хотя программное обеспечение искусственного интеллекта (ИИ) и технологии распознавания лиц часто используются для обнаружения лиц взрослых людей, эта новая система является первой, разработанной для обнаружения лица и кожи недоношенного младенца. Она может делать это, несмотря на различные трубки и одежду, окружающие младенца.

Удаленный мониторинг частоты сердечных сокращений и дыхания

Исследователи-инженеры работали с специалистом неонатального ухода из UniSA, чтобы удаленно отслеживать частоту сердечных сокращений и дыхания семи младенцев в отделении неонатальной интенсивной терапии (NICU) в медицинском центре Флиндерса в Аделаиде с помощью цифровой камеры.

Профессор Javaan Chahl является одним из ведущих исследователей.

“Младенцы в неонатальной интенсивной терапии могут быть особенно трудными для компьютеров, чтобы распознать, потому что их лица и тела скрыты трубками и другими медицинскими приборами”, – говорит Чахл.

“Многие недоношенные младенцы проходят фототерапию от желтухи, поэтому они находятся под яркими синими огнями, что также делает сложным для систем компьютерного зрения”, – продолжил он.

Разработка системы

Технология была разработана с помощью набора данных видеозаписей младенцев в NICU, что позволило системе точно обнаруживать их тон кожи и лица.

Исследование показало, что показания жизненно важных показателей системы соответствуют показаниям электрокардиограммы (ЭКГ). Она даже превзошла традиционные электроды в некоторых случаях.

Исследование является частью более крупного проекта UniSA, который работает над заменой контактных электрических датчиков на бесконтактные видеокамеры, что может помочь избежать разрывов кожи и инфекций, вызванных клеящими подушками. Последнее может произойти из-за хрупкой природы кожи младенцев.

Были использованы высокоразрешающие камеры для съемки младенцев в ближнем расстоянии, а психологические данные были извлечены с помощью передовых методов обработки сигналов, которые могут обнаруживать тонкие изменения цвета от сердечных сокращений и движений тела. Эти изменения не могут быть обнаружены человеческим глазом, что является еще одним ключевым фактором новой системы.

По словам специалиста неонатального критического ухода UniSA Ким Гибсон, нейронные сети для обнаружения лиц младенцев являются значительным прорывом в бесконтактном мониторинге.

“В условиях NICU очень сложно записать четкие видеозаписи недоношенных младенцев. Там много препятствий, и освещение также может варьироваться, поэтому получение точных результатов может быть сложным. Однако модель обнаружения показала результаты, превосходящие наши ожидания”.

“Во всем мире более 10 процентов младенцев рождаются преждевременно, и из-за их уязвимости их жизненно важные показатели необходимо постоянно отслеживать. Традиционно это делалось с помощью клеящих электродов, размещенных на коже, что может быть проблематичным, и мы считаем, что бесконтактный мониторинг – это правильный путь”, – говорит Гибсон.

Пандемия COVID-19 делает эти результаты еще более важными, говорит профессор Чахл. С физической дистанцией технологии, такие как эта, могут сыграть все более важную роль в больницах.