Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Nghiên cứu về Đo Đạc Sinh Lý Qua Hình Ảnh Không Tiếp Xúc Để Xác Định Chính Xác Các Tham Số Sinh Lý
Tóm tắt
Trong bài báo này, một thiết bị không tiếp xúc mới được đề xuất để đo chính xác các tham số sinh lý. Hệ thống này bao gồm một camera CCD và một bộ lọc băng thông. Để loại bỏ nhiễu từ tín hiệu gốc, thuật toán phân đoạn ngưỡng và đăng ký hình ảnh được sử dụng. Ngoài ra, hiện tượng nhiễu do chuyển động là một vấn đề sống còn không thể bị bỏ qua. Ở đây, một bộ lọc thích nghi dựa trên biến đổi wavelet được giới thiệu để giảm thiểu nhiễu chuyển động. Bên cạnh đó, ảnh hưởng của cường độ ánh sáng môi trường cũng được thảo luận, trong đó kết quả cho thấy sự thay đổi của cường độ ánh sáng môi trường không có ảnh hưởng rõ rệt đến kết quả đo. So với phương pháp tiếp xúc truyền thống, phương pháp này thuận tiện hơn khi yêu cầu cách ly cơ học. Thí nghiệm đối chứng được thực hiện với một thiết bị theo dõi đa thông số và một máy đo CO-oximeter. So sánh cho thấy phương pháp của chúng tôi có thể ngang bằng với phương pháp tiếp xúc.
Từ khóa
#đo đạc sinh lý #hình ảnh không tiếp xúc #camera CCD #bộ lọc băng thông #thuật toán phân đoạn ngưỡng #hiện tượng nhiễu do chuyển động #bộ lọc thích nghi #biến đổi waveletTài liệu tham khảo
Terminelli, L., Carpignano, F., May, J. M., Merlo, S., & Kyriacou, P. A. (2014). Photoplethysmography and electrocardiography for real time evaluation of pulse transit time a diagnostic marker of peripheral vascular diseases. In 2014 fotonica AEIT Italian conference on photonics technologies. IEEE, 2014.
Gandhi, Pratiksha G., & Rao, Gundu H. R. (2014). The spectral analysis of photoplethysmography to evaluate an independent cardiovascular risk factor. International Journal of General Medicine, 7, 539.
Riede, F. T., Wörner, C., Dähnert, I., Möckel, A., Kostelka, M., & Schneider, P. (2010). Effectiveness of neonatal pulse oximetry screening for detection of critical congenital heart disease in daily clinical routine—Results from a prospective multicenter study. European Journal of Pediatrics, 169.8, 975–981.
Sinex, James E. (1999). Pulse oximetry: Principles and limitations. The American Journal of Emergency Medicine, 17(1), 59–66.
Sun, Yu., & Thakor, Nitish. (2016). Photoplethysmography revisited: From contact to noncontact, from point to imaging. IEEE Transactions on Biomedical Engineering, 63(3), 463–477.
Fu, Tsu-Hsun, Liu, Shing-Hong, & Tang, Kuo-Tai. (2008). Heart rate extraction from photoplethysmogram waveform using wavelet multi-resolution analysis. Journal of Medical and Biological Engineering, 28(4), 229–232.
Anand, S., & Sujatha, N. (2015). Effects of probe placement on tissue oxygenation levels during reflectance measurements for different types of tissues in a clinical setting. In 2015 international conference on biophotonics (BioPhotonics). IEEE.
Teng, X. F., & Zhang, Y. T. (2004). The effect of contacting force on photoplethysmographic signals. Physiological Measurement, 25(5), 1323.
Grabovskis, A., Marcinkevics, Z., Rubins, U., & Kviesis-Kipge, E. (2013). Effect of probe contact pressure on the photoplethysmographic assessment of conduit artery stiffness. Journal of Biomedical Optics, 18.2, 027004–027004
Wieringa, F. P., Mastik, F., & Van der Steen, A. F. W. (2005). Contactless multiple wavelength photoplethysmographic imaging: A first step toward “SpO2 camera” technology.” Annals of Biomedical Engineering, 33.8, 1034–1041.
Humphreys, Kenneth, Ward, Tomas, & Markham, Charles. (2007). Noncontact simultaneous dual wavelength photoplethysmography: A further step toward noncontact pulse oximetry. Review of Scientific Instruments, 78(4), 044304.
Kong, L., Zhao, Y., Dong, L., Jian, Y., Jin, X., Li, B., et al. (2013). Non-contact detection of oxygen saturation based on visible light imaging device using ambient light. Optics Express, 21(15), 17464–17471.
Matcher, S. J., Elwell, C. E., Cooper, C. E., Cope, M., & Delpy, D. T. (1995). Performance comparison of several published tissue near-infrared spectroscopy algorithms. Analytical Biochemistry, 227(1), 54–68.
Otsu, Nobuyuki. (1975). A threshold selection method from gray-level histograms. Automatica, 11(285-296), 23–27.
Pluim, J. P. W., Antoine Maintz, J. B., & Viergever, M. A. (2003). Mutual-information-based registration of medical images: A survey. IEEE Transactions on Medical Imaging, 22.8, 986–1004.
Maes, F., Loeckx, D., Vandermeulen, D., & Suetens, P. (2015). Image registration using mutual information. Handbook of Biomedical Imaging (pp. 295–308).
Viergever, M. A., Maintz, J. A., Klein, S., Murphy, K., Staring, M., & Pluim, J. P. (2016). A survey of medical image registration—Under review. Medical Image Analysis.
Sardy, S., Tseng, P., & Bruce, A. (2001). Robust wavelet denoising. IEEE Transactions on Signal Processing, 49.6, 1146–1152.
Hong, Zhang, Wei-xin, Sun, & Jie, Jin. (2000). Methods of noises elimination in the design of the pulse oximetry system. Foreign Medical Sciences (Biomedical Engineering Fascicle), 23(2), 90–95.
Bousefsaf, Frédéric, Maaoui, Choubeila, & Pruski, Alain. (2013). Continuous wavelet filtering on webcam photoplethysmographic signals to remotely assess the instantaneous heart rate. Biomedical Signal Processing and Control, 8(6), 568–574.
Joseph, G., Joseph, A., Titus, G., Thomas, R. M., & Jose, D. (2014). Photoplethysmogram (PPG) signal analysis and wavelet de-noising. In Annual international conference on emerging research areas: Magnetics, machines and drives (AICERA/iCMMD), 2014. IEEE.
Yadhuraj, S. R., & Harsha, H. (2013). Motion artifact reduction in photoplethysmographic signals: A review. International Journal of Innovative Research and Development, 2(3), 626–640.
Peng, F., Zhang, Z., Gou, X., Liu, H., & Wang, W. (2014). Motion artifact removal from photoplethysmographic signals by combining temporally constrained independent component analysis and adaptive filter. Biomedical Engineering Online, 13(1), 1.
Sun, Y., Hu, S., Azorin-Peris, V., Greenwald, S., Chambers, J., & Zhu, Y. (2011). Motion-compensated noncontact imaging photoplethysmography to monitor cardiorespiratory status during exercise. Journal of Biomedical Optics, 16(7), 077010–077010.
Ram, M. R., Madhav, K. V., Krishna, E. H., Reddy, K. N., & Reddy, K. A. (2010). Adaptive reduction of motion artifacts from PPG signals using a synthetic noise reference signal. In 2010 IEEE EMBS conference on biomedical engineering and sciences (IECBES). IEEE, 2010.
Bazes, M. (1999). Method and apparatus for detecting differential threshold levels while compensating for baseline wander. U.S. Patent No. 5,880,615. 9 Mar. 1999.
Bland, J. M., & Altman, D. G. (1986). Statistical methods for assessing agreement between two methods of clinical measurement. The Lancet, 327.8476, 307–310.
Bland, J. M., & Altman, D. G. (2010). Statistical methods for assessing agreement between two methods of clinical measurement. International Journal of Nursing Studies, 47.8, 931–936.
Xu, Xiu-zhen, Li, Zi-tian, & Xue, Li-jun. (2004). Analysis and processing of CCD noise. Infrared and Laser Engineering, 33(4), 343–346.