Nuevo algoritmo mide la frecuencia cardíaca por movimientos de la cabeza

Un nuevo algoritmo puede medir las frecuencias cardíacas de las personas que se muestran en el video digital regular al examinar los movimientos de la cabeza imperceptiblemente pequeños que vienen con una avalancha de sangre causada por las contracciones del corazón.
Investigadores del Laboratorio de Ciencias de la Computación e Inteligencia Artificial del MTI desarrollaron el algoritmo que dio cálculos de impulsos que fueron consistentemente dentro de unos pocos latidos por minuto de los realizados por electrocardiogramas (EKG).
Además, pudo proporcionar aproximaciones de los intervalos de tiempo entre los latidos, un cálculo utilizado para identificar a las personas que están en riesgo de sufrir eventos cardíacos.

Los investigadores presentarán sus hallazgos este verano en la conferencia Computer Vision and Pattern Recognition del Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos.
Creen que el sistema de medición de pulso basado en video podría utilizarse para controlar los latidos cardíacos de personas mayores o recién nacidos, cuya piel puede verse perjudicada por la repetida inserción y eliminación de derivaciones electrocardiográficas.
John Guttag, profesor de ingeniería eléctrica e informática de Dugald C. Jackson y director del grupo de medicina basada en datos del MIT, dijo:

"Desde una perspectiva médica, creo que la utilidad a largo plazo va a ser en aplicaciones más allá de la medición del pulso. ¿Se puede usar el mismo tipo de técnicas para buscar asimetrías bilaterales? ¿Qué significaría si tuviera más movimiento en una? lado que el otro? "

Teóricamente, el método podría calcular el gasto cardíaco, o el volumen de sangre bombeado por el corazón, que a menudo se utiliza en el diagnóstico de muchos tipos de enfermedades del corazón. Antes del ecocardiograma, la salida de cardio se midió calculando exactamente los tipos de fuerzas mecánicas que el nuevo algoritmo registra, dice Guttag.
Él explica: "Creo que esto debe verse como una prueba de concepto. Abre una gran flexibilidad potencial".

Cómo funciona el algoritmo

El algoritmo combina muchos métodos que se conocen en el campo de la visión por computadora. Comienza usando reconocimiento facial estándar para diferenciar entre la cabeza de la persona y el resto de la imagen. A continuación, selecciona aleatoriamente de 500 a 1.000 puntos exactos, agrupados alrededor de la boca y la nariz de la persona, cuyos movimientos sigue de cuadro en cuadro.
Luego, filtra cualquier movimiento de fotograma a fotograma cuya frecuencia temporal disminuye fuera del rango de un latido regular del corazón: alrededor de 0.5 a 5 hertz, o 30 a 300 ciclos por minuto. Eso eliminará los movimientos que continúan a una frecuencia más baja, como los causados ??por la respiración regular y las lentas alteraciones en la postura.
Por último, utilizando un método conocido como análisis de componentes principales, el algoritmo descompone la señal resultante en muchas señales constituyentes, que forman parte de los movimientos sobrantes que no están correlacionados entre sí. De esas señales, elige una que parece ser la más regular y que cae dentro de la banda de frecuencia típica del pulso humano.
Guha Balakrishnan, un estudiante graduado en el Departamento de Ingeniería Eléctrica e Informática del MIT e investigador del estudio actual, también desarrolló una variación del algoritmo que no usa reconocimiento facial. Es menos preciso, pero puede producir una estimación razonable de la frecuencia del pulso al grabar la parte posterior de la cabeza de una persona.
Escrito por Kelly Fitzgerald