Në vitet 1940, një mjek holandez i quajtur John Poel shpiku një pajisje që ndryshoi natyrën e monitorimit të zemrës. Pajisja e tij bazohet në idenë se ngjyra e lëkurës ndryshon sipas sasisë së gjakut që ai përmban. That'sshtë e lehtë për tu parë në mënyrën se si njerëzit shpejt përballen të kuq kur ushtrohen vetë,
Por rezulton se ndryshimet më delikate të ngjyrave ndodhin në pushim pasi zemra pompon gjak rreth trupit. Ebb dhe rrjedhja e gjakut përmes enëve kapilare ndryshon sasinë e dritës që reflektohet nga lëkura. Pajisja e Poel rrezoi dritën në lëkurë dhe monitoroi ndryshimet në sasinë e reflektuar për të përcaktuar rrahjet e zemrës së një personi. Ai e quajti teknikën fotoplethizmografi dhe që atëherë është bërë një standard në mjediset mjekësore në të gjithë botën, me oximetra të lirë të gjakut që kapin mbi një gisht tani të disponueshëm gjerësisht mbi banak.
Por vitet e fundit, mjekët kanë filluar zhvillimin e teknikave të largëta për të matur rrahjet e zemrës – duke analizuar regjistrimet video të lëkurës së një personi për të zbuluar ndryshimet e vogla të ngjyrave ndërsa zemra rreh. Në këtë mënyrë, ata kanë mësuar të matin rrahjet e zemrës në një gamë të gjerë të kushteve të ndriçimit duke përdorur kamera relativisht të lira me imazhe të marra nga një distancë.
Por një pyetje e rëndësishme është se sa larg mund të shkojë kjo teknikë e largët për të siguruar monitorimin e përhapur të rrahjeve të zemrës.
Rrahjet e zemrës
Tani kemi një përgjigje falë punës së Ming-Zher Poh në Google Research dhe kolegët që kanë zhvilluar një sistem të mësimit të thellë që monitoron nga distanca rrahjet e zemrës duke përdorur kamerën e përparme të një smartphone. Metoda e tyre është një version i azhurnuar i Poel -it i quajtur Photoplethysmografia në distancë, e cila mat ndryshimet në vëllimin e gjakut duke analizuar ndryshime delikate në ngjyrën e lëkurës së fytyrës të kapura përmes videos.
Risia e tyre mund të demokratizojë ndjekjen e shëndetit të zemrës duke e bërë atë të disponueshëm për miliarda në të gjithë botën pa kërkuar pajisje shtesë ose përpjekje manuale. “Për njohuritë tona, kjo është demonstrimi i parë që telefonat inteligjentë mund të përdoren për të monitoruar në mënyrë pasive HR dhe RHR gjatë përdorimit normal të telefonit në botën reale,” thonë Poh dhe kolegët e tij.
Ritmi i zemrës në pushim është një tregues kryesor i shëndetit kardiovaskular dhe mirëqenies së përgjithshme. Një normë më e lartë ka qenë prej kohësh e lidhur me rritjen e rreziqeve të sëmundjeve të zemrës dhe goditjes në tru. Studime të ndryshme kanë treguar që normat e larta të vazhdueshme mund të tregojnë në rënie të fitnesit kardiovaskular ose fillimin e kushteve themelore shëndetësore.
Tradicionalisht, matja e rrahjeve të zemrës në pushim u ka kërkuar individëve të qëndrojnë ende në një mjedis të kontrolluar, të tilla si shtrirë ose ulur në heshtje. Ndërsa pajisjet e veshura kanë bërë që monitorimi i vazhdueshëm i HR të jetë më i arritshëm, adoptimi mbetet i kufizuar, veçanërisht midis popullsive në rrezik më të madh të sëmundjeve të zemrës. Kjo është ajo ku kudashtësia e telefonave inteligjentë paraqet një mundësi të paparë.
Sistemi i monitorimit pasiv i rrahjeve të zemrës së POH dhe CO kap videon e fytyrës gjatë përdorimit të rregullt të smartphone, siç është zhbllokimi i ekranit. Sistemi përpunon videoklipe të shkurtra, 8 sekonda për të vlerësuar rrahjet e zemrës në kohë reale. Për të përmirësuar saktësinë e tij, sistemi grumbullon matje të shumta të mbledhura gjatë gjithë ditës. Rezultati është një matje e rrahjeve të zemrës në pushim që është e krahasueshme në saktësi me pajisjet e dedikuara të veshura.
Një nga përparimet kryesore të këtij studimi është procesi i tij gjithëpërfshirës i vlefshmërisë. Për dallim nga studimet e mëparshme të Photoplethysmografisë në distancë, të cilat ishin të kufizuara në mjedise të kontrolluara dhe të dhëna të vogla, studiuesit testuan sistemin e tyre në një shkallë të paparë, duke përdorur 225.773 video nga 495 pjesëmarrës dhe duke e vërtetuar atë në 185.970 video nga 205 pjesëmarrës. Testimi në kushte të botës reale përfshinte 101 pjesëmarrës duke përdorur telefonat e tyre inteligjentë në një gamë të larmishme të kushteve të ndriçimit, tonet e lëkurës dhe skenarët e lëvizjes.
Një sfidë kritike është të sigurohet saktësia e saj në tonet e ndryshme të lëkurës. Melanina thith më shumë dritë, e cila mund të zvogëlojë cilësinë e sinjalit për individët me lëkurë të errët. Studimet e mëparshme kanë treguar rënie të konsiderueshme të saktësisë për ata me çehre më të errëta. Për të adresuar këtë, studiuesit me qëllim të përfaqësuar pjesëmarrësit me tone të errëta të lëkurës dhe siguruan që modeli i tyre ishte trajnuar në një bazë të dhënash të ekuilibruar. Kjo përfaqëson një hap të madh përpara për të siguruar që teknologjitë shëndetësore të bazuara në smartphone janë gjithëpërfshirëse dhe efektive për të gjithë përdoruesit.
Ekipi krahasoi sistemin e bazuar në smartphone kundër matjeve nga pajisjet tradicionale siç janë elektrokardiografët dhe pajisjet e veshshme të veshura. Rezultatet ishin të krahasueshme dhe leximet më të larta të rrahjeve të zemrës në pushim gjithashtu lidhen me indeksin më të lartë të masës trupore dhe palestrën më të ulët kardiovaskulare. Kjo forcon potencialin e sistemit si një mjet domethënës për monitorimin e shëndetit.
Poh dhe kolegët gjithashtu nënvizojnë implikimet më të gjera shëndetësore të sistemit të tyre, duke theksuar se “kjo hap mundësinë e mbledhjes automatikisht të të dhënave në pushim të zemrës gjatë javëve, muajve, sezoneve dhe viteve që mund të ofrojnë informacion të vlefshëm shëndetësor.”
Ndërsa kjo teknologji është shumë premtuese, nuk është pa kufizime. Për shembull, nivelet e suksesit të matjes ishin më të ulëta në kushte të botës reale në krahasim me mjediset e kontrolluara laboratorike, pasi lëvizja e trupit dhe kushtet ekstreme të ndriçimit ndonjëherë çuan në lexime jo të besueshme.
Për të përmirësuar performancën, studiuesit sugjerojnë zbatimin e algoritmeve të kompensimit të lëvizjes, duke optimizuar cilësimet e ekspozimit të kamerës për të përmirësuar cilësinë e sinjalit veçanërisht nën ndriçimin inkandeshent dhe rritjen e numrit të përpjekjeve të matjes kur sinjali është i dobët. Konsideratat e konsumit të baterisë gjithashtu do të jenë thelbësore për zbatimin e botës reale. Përsëritjet e ardhshme mund të përqendrohen në optimizimin e frekuencës së matjes për të balancuar mbledhjen e të dhënave me efikasitetin e energjisë.
Duke pasur parasysh natyrën e ndjeshme të të dhënave shëndetësore dhe kapjes së videos së fytyrës, intimiteti mbetet një shqetësim i madh. Studiuesit theksojnë se sistemi i tyre ishte krijuar me intimitet në mendje. Përpunimi i videos kryhet në pajisje, duke siguruar që të dhënat e ndjeshme biometrike të mos lënë smartphone të përdoruesit. Matjet e burimeve njerëzore fillohen vetëm kur përdoruesi zhbllokon ekranin e tyre, duke shmangur regjistrimet e paautorizuara.
Të ardhmen e shëndetshme
Zbatimet e ardhshme mund të integrojnë enklavat e sigurta për të mbrojtur të dhënat brenda mjedisit të ekzekutimit të besuar të një smartphone. Përdoruesit gjithashtu do të duhet të japin pëlqim të qartë përpara se të mundësojnë monitorimin pasiv të HR, duke siguruar transparencë dhe kontroll mbi të dhënat e tyre personale të shëndetit.
Kjo është punë interesante me aplikime të mundshme që shtrihen përtej përcjelljes së shëndetit individual. Miratimi i përhapur mund të mundësojë studime në shkallë të gjerë të shëndetit të zemrës dhe monitorim të nivelit të popullsisë, duke mbështetur nisma të shëndetit publik dhe programe monitorimi në distancë. Të dhënat gjatësore të rrahjeve të zemrës mund të ndihmojnë në identifikimin e shenjave të hershme të çështjeve kardiovaskulare, duke mundësuar ndërhyrje proaktive dhe zbulimin e hershëm të sëmundjes.
Nga një këndvështrim i stilit të jetës dhe Wellness, ndjekja pasive mund të ndihmojë përdoruesit të monitorojnë ndryshimet në palestrën kardiovaskulare me kalimin e kohës pa nevojën e veshjeve të veshjeve, duke ofruar njohuri të vlefshme për përparimin e fitnesit dhe modelet e rimëkëmbjes. “Këto rezultate nxjerrin në pah potencialin e telefonave inteligjentë për të mundësuar monitorimin pasiv dhe të drejtë të shëndetit të zemrës,” thonë ekipi.
Ardhja e monitorimit pasiv të rrahjeve të zemrës me bazë smartphone mund të fillojë një ndryshim të rëndësishëm në mënyrën se si ne monitorojmë shëndetin e zemrës. Sa kohë para se të vinte në një telefon fotoplethizmografia në distancë? John Poel me siguri do të mahnitej.
Ref: Monitorimi pasiv i rrahjeve të zemrës gjatë përdorimit të smartphone në jetën e përditshme: arxiv.org/abs/2503.03783v2
