Mejora de la medición de la frecuencia cardíaca a partir de videos faciales móviles
Autores: Lomaliza, Jean-Pierre; Park, Hanhoon
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2019
Acceso abierto
Artículo científico
2019
Mejora de la medición de la frecuencia cardíaca a partir de videos faciales móviles
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Reacción newtoniana
Flujo sanguíneo
Movimiento de cabeza
Frecuencia cardíaca
Teléfono inteligente
Cámara
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 46
Citaciones: Sin citaciones
La reacción newtoniana al flujo sanguíneo en la cabeza en cada latido causa un sutil movimiento de la cabeza a la misma frecuencia que los latidos del corazón. Por lo tanto, este movimiento de la cabeza se puede utilizar para estimar la frecuencia cardíaca. Varios estudios han demostrado que las frecuencias cardíacas se pueden medir con precisión mediante el seguimiento del movimiento de la cabeza utilizando una computadora de escritorio con una cámara estática. Sin embargo, la implementación del seguimiento del movimiento de la cabeza basado en visión en teléfonos inteligentes demostró una precisión limitada debido al problema de temblor de la mano causado por la cámara no estática. El problema de temblor de la mano no se pudo manejar de manera efectiva solo con las imágenes de la cámara frontal. También se requería un método más preciso para medir la periodicidad de las señales ruidosas. Por lo tanto, este estudio propone un sistema mejorado de monitoreo de la frecuencia cardíaca basado en el movimiento de la cabeza utilizando teléfonos inteligentes. Para abordar el problema de temblor de la mano, el sistema propuesto aprovecha las cámaras frontal y trasera disponibles en la mayoría de los teléfonos inteligentes y dedica cada cámara al seguimiento de características faciales que corresponden al movimiento de la cabeza y características de fondo que corresponden al temblor de la mano. Luego, las ubicaciones de las características faciales se ajustan utilizando el punto promedio de las características de fondo. Además, se propone un método de cálculo de periodicidad de señales basado en correlación para separar con precisión el componente relacionado con la frecuencia cardíaca real de la señal de movimiento de la cabeza. El sistema propuesto demuestra una precisión mejorada (es decir, errores medios más bajos en la medición de la frecuencia cardíaca) en comparación con los sistemas convencionales basados en el movimiento de la cabeza, y la precisión es suficiente para el monitoreo diario de la frecuencia cardíaca.
Descripción
La reacción newtoniana al flujo sanguíneo en la cabeza en cada latido causa un sutil movimiento de la cabeza a la misma frecuencia que los latidos del corazón. Por lo tanto, este movimiento de la cabeza se puede utilizar para estimar la frecuencia cardíaca. Varios estudios han demostrado que las frecuencias cardíacas se pueden medir con precisión mediante el seguimiento del movimiento de la cabeza utilizando una computadora de escritorio con una cámara estática. Sin embargo, la implementación del seguimiento del movimiento de la cabeza basado en visión en teléfonos inteligentes demostró una precisión limitada debido al problema de temblor de la mano causado por la cámara no estática. El problema de temblor de la mano no se pudo manejar de manera efectiva solo con las imágenes de la cámara frontal. También se requería un método más preciso para medir la periodicidad de las señales ruidosas. Por lo tanto, este estudio propone un sistema mejorado de monitoreo de la frecuencia cardíaca basado en el movimiento de la cabeza utilizando teléfonos inteligentes. Para abordar el problema de temblor de la mano, el sistema propuesto aprovecha las cámaras frontal y trasera disponibles en la mayoría de los teléfonos inteligentes y dedica cada cámara al seguimiento de características faciales que corresponden al movimiento de la cabeza y características de fondo que corresponden al temblor de la mano. Luego, las ubicaciones de las características faciales se ajustan utilizando el punto promedio de las características de fondo. Además, se propone un método de cálculo de periodicidad de señales basado en correlación para separar con precisión el componente relacionado con la frecuencia cardíaca real de la señal de movimiento de la cabeza. El sistema propuesto demuestra una precisión mejorada (es decir, errores medios más bajos en la medición de la frecuencia cardíaca) en comparación con los sistemas convencionales basados en el movimiento de la cabeza, y la precisión es suficiente para el monitoreo diario de la frecuencia cardíaca.