rPPG là gì?
rPPG (remote photoplethysmography, quang thể tích ký từ xa) đo mạch đập không cần chạm,
chỉ bằng camera thường. Mỗi nhịp tim đẩy máu tới các mao mạch dưới da, làm da hấp thụ ánh sáng
khác đi một chút, nhất là ở kênh màu xanh lá. Mắt người không thấy được thay đổi màu rất nhỏ
(dưới 1%) này, nhưng camera ghi lại được khung hình theo thời gian.
Hiện tượng này được chứng minh với camera thường và ánh sáng phòng từ năm 2008 [1, 2].
Y tá ReSmartBox đo như thế nào?
- Lấy vùng da: vùng trán và má trong khung hướng dẫn; chỉ tính các điểm có màu da (không gian màu YCrCb).
- Tín hiệu màu: mỗi khung hình lấy trung bình đỏ, xanh lá, xanh dương của vùng da, khoảng 15–30 lần mỗi giây, trong 30 giây.
- Tách mạch đập bằng thuật toán POS [4]: chiếu tín hiệu màu lên mặt phẳng vuông góc với màu da
để loại bớt ảnh hưởng của ánh sáng và chuyển động, giữ lại dao động do máu. CHROM [3] là phương pháp
cùng họ, dùng để đối chiếu trong bản ReBox Vitals trên TV-box.
- Phân tích tần số: biến đổi Fourier, tìm đỉnh mạnh nhất trong dải 0,7–4 Hz, tức 42–240 lần/phút,
ra nhịp tim. Dải 0,13–0,55 Hz của cùng tín hiệu cho nhịp thở [6].
- Độ tin cậy: chỉ báo kết quả khi đỉnh nổi rõ so với nhiễu (tỉ số tín hiệu/nhiễu SNR ≥ 9).
Nếu tín hiệu yếu, y tá sẽ nói chưa đo được thay vì đoán.
Quyền riêng tư
Hình ảnh camera được xử lý ngay trên trình duyệt, không lưu và không gửi đi: cả việc nhận ra có người
đứng trước máy (bộ dò khuôn mặt MediaPipe BlazeFace) lẫn việc đo. Chỉ giọng nói được gửi tới dịch vụ trò chuyện
xiaozhi.me để nhận dạng và trả lời. Bản trên TV-box tái chế dùng bộ dò khuôn mặt YuNet [8].
Giới hạn
Số liệu chỉ để tham khảo, không thay thế thiết bị y tế. Kết quả kém chính xác khi thiếu sáng,
ngược sáng, cử động, camera tốc độ khung hình thấp hoặc khuôn mặt nằm ngoài khung. Khi có triệu chứng
đáng lo như đau ngực hoặc khó thở, hãy gọi 115.
Tài liệu khoa học
- W. Verkruysse, L. O. Svaasand, J. S. Nelson, “Remote plethysmographic imaging using ambient light,”
Optics Express, 16(26):21434, 2008. doi:10.1364/OE.16.021434
- M.-Z. Poh, D. J. McDuff, R. W. Picard, “Non-contact, automated cardiac pulse measurements using video imaging and blind source separation,”
Optics Express, 18(10):10762, 2010. doi:10.1364/OE.18.010762
- G. de Haan, V. Jeanne, “Robust pulse rate from chrominance-based rPPG,”
IEEE Transactions on Biomedical Engineering, 60(10):2878–2886, 2013. doi:10.1109/TBME.2013.2266196
- W. Wang, A. C. den Brinker, S. Stuijk, G. de Haan, “Algorithmic principles of remote PPG,”
IEEE Transactions on Biomedical Engineering, 64(7):1479–1491, 2017. doi:10.1109/TBME.2016.2609282
- G. Boccignone et al., “An open framework for remote-PPG methods and their assessment,”
IEEE Access, 8:216083–216103, 2020. doi:10.1109/ACCESS.2020.3040936
- M. van Gastel, S. Stuijk, G. de Haan, “Robust respiration detection from remote photoplethysmography,”
Biomedical Optics Express, 7(12):4941, 2016. doi:10.1364/BOE.7.004941
- D. McDuff, “Camera measurement of physiological vital signs,”
ACM Computing Surveys, 55(9):1–40, 2023 (tổng quan). doi:10.1145/3558518
- W. Wu, H. Peng, S. Yu, “YuNet: A tiny millisecond-level face detector,”
Machine Intelligence Research, 20(5):656–665, 2023. doi:10.1007/s11633-023-1423-y
