基于偏振多光谱成像的非接触式心率测量脉搏波提取技术

作者：刘霜，乔文龙，陈沛权，梁冬生，周亮，刘朝晖，朱华栋，于学忠
摘要：目的:成像式光电容积描记(IPPG)技术是一种非接触式生理参数检测技术,目前已经广泛用于常用生理参数的测量中,但准确性和稳定性不够.本研究的目的是通过探索一种新的从手掌中提取脉搏的方法,从而提高测量数据的精度.方法:本研究利用偏振多光谱成像技术,研究了脉搏波在不同波长和偏振态组合下的信噪比(SNR)变化.使用白光LED作为主动光源,并用7种波长滤光片(450,525,550,590,610,650,690nm)和4种偏光片实现生物组织的偏光多光谱成像.使用商用RGB相机作为获取人手掌偏振多光谱图像的探测器,然后结合成像光电体积描记技术,从偏振多光谱图像中提取脉搏波.结果:本研究利用普通商用RGB相机实现了高质量脉搏波的提取,提出了一种全局平均帧间差分算法(GA-IFD),将此方法结合运动跟踪算法来实现目标区域(ROI)的自适应选择,使组织的血液灌注与ROI的选择相关联.该算法能有效避免噪声干扰,提高脉搏波质量.本研究方法以非接触方式估计了5名志愿者的心率,达到较高的测量精度(最小MAE 0.67,最大MAE 2.30).根据Bland-Altman一致性分析,该方法的心率测量值与真实值吻合度高.结论:本研究创新性提出了一种从手掌中提取心脏脉搏波的非接触方法,这对提高人体非接触式生理参数测量精度具有重要意义.
关键词：成像式光电容积描记 非接触 生理参数检测 成像设备
年份：2022