マイクロソフト リサーチの新たな成果: 携帯電話のカメラを使用して心肺バイタル サインを遠隔測定

Microsoft Research は、消費者の手に握られたスマートフォンのカメラを使用して、遠隔医療などの分野で非接触型の生理学的測定を実行できる新しいテクノロジを開発した。過去 10 年間で、研究者たちは、ウェブカメラや携帯電話のカメラを AI アルゴリズムと組み合わせると効果的な健康センサーになる可能性があることを発見しました。これらの方法は、時間の経過に伴う人体の微妙な変化を測定するもので、肉眼では感知できない変化を捉えることで、豊富な生理学的情報を提供することができます。

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Microsoft Research の研究チームは、ワシントン大学および OctoML と共同で、革新的なビデオベースの光学式心肺バイタルサイン測定方法を開発しました。この方法では、日常的なカメラ技術（ウェブカメラやモバイルデバイスなど）と新しい畳み込み注意ネットワーク（MTTS-CANと呼ばれる）を使用して、モバイルプラットフォーム上で高精度のリアルタイム心肺測定を可能にします。

時間の経過とともに、血流や呼吸などの生理学的プロセスによって、体の外観が微妙に変化することがあります。スマートフォンのカメラはこの反射光を捉えることができ、時間の経過に伴うピクセル強度の変化を利用して、それらの変化の根本的な原因（つまり、人の脈拍や呼吸）を復元することができます。これらの生理学的プロセスに関する知識に基づいた光学モデルを使用すると、人のビデオを処理して脈拍数、呼吸、さらには血液中の酸素濃度を判断することができます。

この技術は、フィットネス、健康、臨床アプリケーションなどに活用できる可能性がある。一般消費者にとっては、自宅でのモニタリングやフィットネスの追跡がより便利になる可能性があります。たとえば、トレッドミルやスマートホームフィットネスデバイスは、デバイスを装着したりデータを同期したりしなくても、ランニング中のエネルギーを追跡し続けることができます。臨床場面では、カメラベースの測定により、心臓専門医はビデオ通話を通じて患者の心臓の健康状態をより客観的に分析できるようになります。

おそらく、カメラベースの生理学的センサーの最も明白な用途は遠隔医療です。しかし、ほとんどの遠隔医療のシナリオでは、患者のバイタルサインなどの信号を捉えることができないため、医師は患者の状態を客観的に測定することができません。多くの患者は、客観的な測定なしに診断や治療の質を心配しており、心配しています。この技術は、その状況を改善することが期待されています。