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Webcam kann Puls messen

05.10.2010
Rückschluss auf Herzfrequenz durch Veränderungen der Gesichtsfarbe

Gesundheits-Überwachung rund um die Uhr, Arztuntersuchungen über Videochat und täglicher Körpercheck beim Zähneputzen: Das stellen Forscher um Ming-Zher Poh vom Massachusetts Institute of Technology in der Zeitschrift "Optics Express" in Aussicht.

Sie präsentieren ein System, das auf Grundlage niedrigauflösender Videokameras die Herzfrequenz feststellen kann. Geht es nach den Wissenschaftlern, so lässt das Bild billiger Internet- oder Handykameras künftig auch weitere Parameter wie etwa Atemfrequenz oder Sauerstoff-Werte im Blut ablesen.

Gesichtsfarbe gibt Auskunft

Das System misst die Helligkeits-Unterschiede des von der Haut reflektierten Lichtes und wertet diese aus. Dabei identifiziert es dank spezieller Software zunächst die Position von bis zu drei Gesichtern im Blickfeld der Kamera, bricht das Videobild in diesem Ausschnitt in rote, grüne und blaue Anteile herunter und analysiert es. Kleine Bewegungen der Person sowie auch wechselnde Lichtverhältnisse werden dabei ausgeglichen. Im Vergleich zu Finger-Pulsmessgeräten lieferte die Messung per Kamera im Test bloß eine Abweichung von höchstens drei Schlägen pro Minute.

Das biologische Prinzip, auf dem die Technik beruht, erklärt Wiendelt Steenbergen vom Institute für Biomedical Technology der Universität Twente http://bmti.utwente.nl im pressetext-Interview. "Während eines Herzschlags dehnen sich die Blutgefäße - vor allem die Arterien - leicht, da der Druck steigt. Diese Ausweitung verursacht einen Anstieg der optischen Absorption, und deshalb auch ein Absinken der Intensität des Lichtes, das vom Gesicht reflektiert wird", so der Experte. "Photoplethysmographie" wird dieser Effekt im Fachterminus genannt.

Chance für die Fernuntersuchung

Stennbergen hat im Vorjahr einen ähnlichen Ansatz präsentiert, der allerdings auf High-Speed-Kameras beruhte (pressetext berichtete: http: http://pressetext.com/news/090320012/ ). "Wir verwenden Laserlicht, dessen Reflexion auf der Haut ein dynamisches Fleckmuster liefert. So können wir selbst schnellste und lokale Änderungen etwa der Durchblutung messen und damit Wundheilungsprognosen liefern oder die lokale Wirkung von Medikamenten feststellen", so der Experte. Das US-System komme hingegen mit Raumlicht und einer CCD-Kamera aus, beschränke sich jedoch auf den Allgemeinzustand einer Person.

"Anwendung könnte dieses Prinzip in Zukunft in der Fernüberwachung von Patienten finden, etwa in der Telemedizin oder in Spitälern", so Steenbergen. Es gehe dabei vor allem um höheren Komfort für Patienten, nicht um eine Verringerung der Arztvisiten. Die US-Forscher sehen einen Vorteil der nicht-invasiven Methode speziell bei Frühgeborenen und Verbrennungsopfern. Doch auch die ständige Gesundheitsüberwachung von Menschen sei denkbar. "Daten könnten ständig und in Echtzeit an das Gesundheitssystem weitergeleitet werden, damit der Arzt mehr Daten über unsere Körperfunktionen besitzt", so Poh.

Spiegel kennt den Herzschlag

Die US-Forscher haben bereits einen Spiegel mit einer integrierten Kamera entwickelt, der auf einem in das Glas integrierten Display die Pulsrate der Person anzeigt, die vor dem Spiegel steht. Jeden Morgen und Abend könnte man laut ihren Vorstellungen einen Schnappschuss des Gesundheitszustandes erhalten und somit sein Gesundheitsprofil um ständige Daten erweitern, die sonst nur punktuell beim Arzt erhoben werden.

Abstract der Forschung unter
http://www.opticsinfobase.org/abstract.cfm?uri=oe-18-10-10762

Johannes Pernsteiner | pressetext.austria
Weitere Informationen:
http://web.mit.edu

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