感測生命徵象的魔鏡

http://www.find.org.tw/find/home.aspx?page=news&id=5965

有想像過童話故事中的魔鏡出現在現實生活中嗎?美國哈佛與麻省理工學院合作的健康科學與科技計畫中，開發出一個可以透過攝影機與鏡子的結合，感測出脈搏、呼吸與血壓等重要人體生命徵象的系統。使用者可以經由便宜的攝影機瞭解即時的健康資訊，不用像以往花費昂貴金額購買精密的影像感測器。

「魔鏡啊魔鏡，誰是世界上最漂亮的人呢？」還記得陪伴每個人長大的童話故事「白雪公主」中那一個壞巫婆，他擁有了不管大人小孩都夢寐以求的「魔鏡」，可以告訴她所有事情。現在，美國麻省理工學院Media Lab的博士生Ming-Zher Poh開發出一組脈搏監測系統，並將其與鏡子結合，成為一片可以顯示出使用者即時脈搏、呼吸與血壓數據，名副其實的魔鏡。

魔鏡的原理是利用裝置在鏡子內的攝影機，感測血液流過使用者臉上血管時的細微亮度變化。Ming-Zher Poh首先使用現成已有的軟體辨識出在鏡子中人臉的位置，把傳送回來的圖像數位資訊分解成紅、綠、藍三個基本元素部分，設計演算法根據顏色的變化推估使用者的脈搏數據。之後再將利用以上方法所測量出來的脈搏數據，和已經過美國FDA認證，商業化販售的血量脈搏感測器(blood-volume pulse sensor)所測量出的數據進行比較，進行演算法的校正與最佳化。測試出來的結果，該系統與機器量測結果一致，甚至連人體移動及週圍光線影響這兩個最容易造成誤判的影響因素，Ming-Zher Poh也開發一個訊號處理技術解決問題，利用「Independent Component Analysis」方法，從複雜的變動環境中萃取出單一脈搏訊號。

當初Ming-Zher Poh開發這片鏡子的目的，是希望可以讓一般普通的攝影機，即使是筆電上最簡單的視訊鏡頭，也可以進行應用，讓這樣一個生命徵象即時監控的醫療應用服務範圍更為廣泛。目前這片鏡子已經可以成功的感測出鏡子前三位使用者的脈搏資訊，也獲得醫學與創新科技整合中心(CIMIT)所舉辦競賽的50000美元獎金，但Ming-Zher Poh仍持續開發，希望讓魔鏡可以感測到呼吸與血壓等更多的生命徵象資訊。他認為，傳統血氧感測器已經可以透過特定光源的光學探測方式擷取資訊，代表這樣的技術是具可行性的。若產品能成功發展，將會造福更多的相關疾病患者。