Algorithme nouveau mesure la fréquence cardiaque par mouvements de tête


Algorithme nouveau mesure la fréquence cardiaque par mouvements de tête

Un nouvel algorithme peut mesurer le rythme cardiaque des personnes montrées dans une vidéo numérique régulière en examinant des mouvements de tête imperceptiblement petits qui viennent avec une poussée de sang causée par les contractions du cœur.

Des chercheurs du laboratoire de l'informatique et de l'intelligence artificielle de MTI ont développé l'algorithme qui a donné des calculs de pouls qui étaient constamment à quelques minutes par minute de ceux fabriqués par électrocardiogrammes (EKG).

En outre, il a pu donner des approximations des intervalles de temps entre les battements - un calcul utilisé pour identifier les personnes qui sont à risque d'événements cardiaques.

Les chercheurs présenteront leurs résultats cet été à la conférence sur la vision informatique et la reconnaissance des modèles de l'Institut de l'électrotechnique et de l'électronique.

Ils pensent que le système de mesure d'impulsions basé sur la vidéo pourrait être utilisé pour vérifier les battements cardiaques des personnes âgées ou des nouveau-nés dont la peau peut être lésée par une fixation répétée et le retrait des fils EKG.

John Guttag, professeur Dugald C. Jackson de génie électrique et d'informatique et directeur du Groupe de médicaments pilotés par les données du MIT, a déclaré:

"D'un point de vue médical, je pense que l'utilité à long terme va être dans des applications au-delà de la mesure du pouls. Pouvez-vous utiliser le même type de techniques pour rechercher des asymétries bilatérales? Qu'entendrait-il si vous aviez plus de mouvement sur un À côté de l'autre?"

Théoriquement, la méthode pourrait calculer le débit cardiaque, ou le volume de sang pompé par le cœur, qui est souvent utilisé dans le diagnostic de nombreux types de maladies cardiaques. Avant l'échocardiogramme, la sortie cardiaque a été mesurée en calculant exactement les types de forces mécaniques que le nouvel algorithme enregistre, dit Guttag.

Il explique: «Je pense que cela devrait être considéré comme une preuve de concept. Cela ouvre beaucoup de flexibilité potentielle».

Comment fonctionne l'algorithme

L'algorithme combine de nombreuses méthodes connues dans le domaine de la vision par ordinateur. Il commence par utiliser Reconnaissance de visage standard pour différencier la tête de la personne du reste de l'image. Ensuite, il choisit au hasard 500 à 1000 points exacts, regroupés autour de la bouche et du nez de la personne, dont les mouvements découlent d'un cadre à l'autre.

Ensuite, il filtre les mouvements de trame à trame dont la fréquence temporelle diminue en dehors de la plage de fréquence cardiaque régulière - environ 0,5 à 5 hertz ou 30 à 300 cycles par minute. Cela permettra de se débarrasser des mouvements qui continuent à une fréquence plus faible, comme ceux causés par la respiration régulière et des altérations lentes de la posture.

Enfin, en utilisant une méthode connue sous le nom d'analyse de composant principal, l'algorithme décompose le signal résultant en de nombreux signaux constitutifs, qui font partie des mouvements de gauche qui ne sont pas corrélés les uns avec les autres. De ces signaux, il choisit celui qui semble être le plus régulier et qui diminue dans la bande de fréquence typique de la pulsation humaine.

Guha Balakrishnan, étudiante diplômée dans le département de génie électrique et informatique de MIT et chercheur de l'étude en cours, a également développé une variante de l'algorithme qui n'utilise pas la reconnaissance de visage. Il est moins précis, mais il peut produire une estimation raisonnable du taux de pouls lors de la vidéo de l'arrière de la tête d'une personne.

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Section Des Questions Sur La Médecine: Cardiologie