Technik lässt Ärzte Vital Signs mit nur einer Handy-Kamera messen

Die telemedizinische Versorgung per Telefon oder häufiger über das Internet verspricht, die Kosten für das Gesundheitswesen zu senken und den Zugang zu Ärzten für Menschen in ländlichen Gebieten zu erleichtern.

Und eine Lawine von mobilen Apps und Softwareprogrammen für alles von der Wasserqualität bis zur Diagnose von Halsentzündung, Nierenversagen und Lungenentzündung ist jetzt verfügbar. Patienten können billig und leicht Daten über sich selbst in einer Praxis sammeln, die allgemein Mobile Health oder kurz mHealth genannt wird.

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Jetzt, ein neurowissenschaftliches Forschungsteam am Medical College of Georgia (MCG) in Augusta, unter der Leitung von Dr. Joe Tsien, will auf beiden Märkten für Furore sorgen. Tsien und seine Kollegen haben einen Weg gefunden, die Herz- und Atemfrequenz einer Person mit einer Einkanal-Videokamera, einschließlich einer Webcam oder einer Handy-Kamera, zu messen.

Der Schlüssel ist eine Reihe komplexer mathematischer Algorithmen, die der Kamera helfen, Berge von visuellen Daten in nützliche Echtzeitinformationen über die Gesundheit von Menschen, medizinischen Forschungstieren und Vieh zu sortieren.

"Herz und Atemfrequenz sagen uns offensichtlich viel darüber aus, wie eine Person vorgeht", sagte Tsien in einer Pressemitteilung. "Normalerweise müssen Pflegekräfte einen Patienten in die Hände nehmen, um diese Raten zu bewerten Mit unseren Algorithmen können wir jedoch beispielsweise die normalerweise nicht wahrnehmbare Bewegung der Haut im Rhythmus unserer Atmung schnell und genau in ein genaues Maß der Atemfrequenz umrechnen. "

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Wie funktioniert es?

Wenn dein Herz schlägt, dehnen sich deine Gefäße aus und ziehen sich zusammen, um mehr oder weniger Blut aufzunehmen. Mehr Licht wird absorbiert und weniger erreicht das Kameraobjektiv, je größer diese Blutgefäße werden.

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Wenn Sie atmen, bewegt sich Ihr Körper - insbesondere Ihre Brust und Ihre Schultern - leicht und verändern so die Art und Weise, wie Licht von Ihnen reflektiert und von der Kamera aufgenommen wird.

Mithilfe dieser Informationen können die Algorithmen des Teams den Unterschied zwischen Lichtinterferenzen beispielsweise einer Schreibtischlampe und dem von Ihrem Körper reflektierten Licht erkennen.

Die Technik funktioniert sogar nachts, weil die Algorithmen auch Nahinfrarotbilder und Schwarz-Weiß-Bilder bei schwachem Licht analysieren können.

Tier, Gemüse oder Mineral?

Tsien und sein Team maßen die Vitalwerte von 15 lebenden Studienteilnehmern einschließlich eines Säuglings. Die Forscher haben die Patienten auch an ein Standardelektrokardiogramm (EKG) und einen Luftstromsensor angeschlossen, um zu überprüfen, ob ihre Ergebnisse korrekt waren.

Die Technik ergab nur drei Prozent der Zeit ein falsch positives Ergebnis und ein falsches Negativ weniger als ein Prozent der Zeit.

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Zur Bestätigung ihrer Ergebnisse testeten die Forscher die Technologie an Zebrafischen, Mäusen und Schweinen sowie TV-Clips von Michael Phelps und Bill Clinton und ein Foto der Mona Lisa, was es korrekt als unbelebtes Objekt erkannt hat.

Eine Studie, die die neue Technik beschreibt, wurde diese Woche in der Zeitschrift PLOS ONE veröffentlicht.

Zeit und Geld sparen, schließlich

Dr. Nicholas Genes, Assistant Professor für Notfallmedizin an der Icahn School of Medicine am Mount Sinai, sagt, dass mHealth Apps, wie diese ähnliche Technologie von Philips, "sehr viel Spaß machen" und "sehr süchtig machen". "Die Philips App verwendet subtile Änderungen bei der Gesichtsspülung, um die Herzfrequenz und winzige Körperbewegungen zu ermitteln, um die Atemfrequenz zu berechnen.

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Genes sagt, dass mobile Geräte diese derzeit für eine große Neuheit halten, aber dass sie das Potenzial haben, Geld zu sparen und in abgelegenen Gegenden leben. Sein Kollege Dr. David McManus vom UMassMemorial Medical Center entwickelt eine App zur Überwachung von Vorhofflimmern oder unregelmäßigem Herzschlag.

"Ich denke, dass die ideale Umgebung, zumindest auf kurze Sicht, in ressourcenarmen Umgebungen liegen wird", sagte Genes Healthline. "Die Menschen haben [die Herzüberwachungs-App] in Flugzeugen und in Entwicklungsländern eingesetzt, wo man kein großes und teures medizinisches Gerät kaufen konnte. Es dient einem Bedarf, insbesondere an vielen entfernten Orten. "

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Mit der Veröffentlichung der FDA-Richtlinien für medizinische Apps letzten Monat, sagt Genes, er erwartet, dass viele weitere mHealth-Programme den Verbrauchermarkt bald treffen werden. Aber der Rest des medizinischen Systems in den USA holt immer noch den neuen technologischen Boom ein.

"Das Potenzial ist vorhanden, aber ich denke, wir müssen uns noch auf einen Rahmen einigen, in dem diese Apps verantwortungsvoll verschrieben und verwendet werden können und die Daten von Ärzten analysiert werden", sagte Genes. "Die Patienten erzeugen viele Daten von ihren Blutzuckermessgeräten, usw. Im Moment gibt es keine gute Möglichkeit für Ärzte, diese Daten zu erstatten, und sie stehen der Qualität der Daten ein wenig skeptisch gegenüber. "

Tsien ist zuversichtlich, dass seine Technik und ähnliche Methoden genaue Patienteninformationen liefern können, die normalerweise mühsamer und teurer gesammelt werden.

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"Diese Technologie kann Zeit sparen und sie mühelos machen", sagte Tsien Healthline. "Zum Beispiel können Informationen über das Herz oder die Atmung des Patienten bequem erfasst werden, wenn die Patienten einchecken, ohne dass die Pflegekräfte den herkömmlichen Monitor um die Arme wickeln müssen, wodurch auch die potenzielle Kreuzkontamination verringert wird. "

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