Abstract-Den storskaliga användningen av smartphones under de senaste åren har skapat många möjligheter att förbättra hälsoövervakning och vård leverans. I detta arbete, Vi visar att rörelsesensorer som finns i off-the-shelf smartphones kan fånga fysiologiska parametrar hos en person under stationära positioner, även när de bärs i en väska eller en ficka. I synnerhet utvecklar vi metoder för att extrahera hjärt- och andningshastigheter från accelerometerdata och jämföra dem med mätningar erhållna med FDA-klarerade sensorer. Vi utvärderade deras noggrannhet på 12 personer över olika stilla kroppsställningar (före och efter övning) och kunde nå genomsnittliga absoluta fel på 1,16 slag per minut (STD: 3) och 0,26 andetag per minut (STD: 0,5) när man övervägde olika tillstånd. Dessutom utvärderade vi samma metoder under regelbundna telefonaktiviteter, såsom när man tittar på en video eller lyssnar på ett samtal, vilket ger ökade men ändå jämförbara felfrekvenser under vissa förhållanden. Fysiologisk övervakning under det dagliga livet ger möjlighet att fånga information om en persons hälsa och kondition. Denna information är användbar för att basera medicinska diagnoser i verkliga förhållanden (vs. vit rock påverkade tillstånd) och för att hjälpa spåra kroniska hälsotillstånd och effekter av terapeutiska åtgärder. Även om stora framsteg har gjorts för att ge bekväm fysiologisk övervakning, traditionella metoder kräver fortfarande fästa elektroder på huden och / eller avbryta dagliga aktiviteter. På grund av sådana utmaningar känner sig människor inte tvingade att spåra sina vitala tecken och visa låg anslutning till befintliga fysiologiska övervakningsmetoder. För att ta itu med dessa problem behövs mer bekväma och mindre störande metoder. I det senaste arbetet [7] [8] har vi visat att rörelsesensorer inbäddade i huvudmonterade och handledsslitna bärbara enheter som Google Glass och Galaxy Gear kan fånga hjärtat och andningen exakt. Även om resultaten var mycket lovande, inte alla använder dessa typer av bärbara apparater eftersom de kan vara besvärliga och stigmatiserande. Motiverad av dessa utmaningar utforskar detta arbete möjligheten att använda rörelsesensorer av för närvarande tillgängliga smartphones samtidigt som de transporteras på olika platser på kroppen (t.ex. byxficka, axelväska) och när de används under vanliga telefon aktiviteter (t.ex. titta på video, lyssna på ett samtal), som avbildas på Bild. 1................................................................ I det följande granskar vi relevant forskning inom fysiologisk mätning med smartphones. Sedan beskriver vi metoder för att fånga puls (HR) och andningsfrekvens (BR) från rörelsedata samt den experimentella designen för att validera dem. Slutligen ger vi en kvantitativ jämförelse av våra metoder med FDA-klarerade sensorer och avslutande anmärkningar. Forskningen bygger på arbete som stöds av National Science Foundation (NSF CCF-1029585), Samsung, och MIT Media Lab Consortium. Smartphones är nu allmänt förekommande enheter och forskare har utforskat olika metoder för att utnyttja sina sensorer och fånga fysiologiska parametrar. Ett vanligt utforskat tillvägagångssätt är fotoplethysmograpy (PPG). PPG fångar blodvolympulsen (BVP) med hjälp av ljus som reflekteras från eller överförs genom huden [2]. För att mäta PPG har forskare använt blixten och kameran från befintliga smartphones för att tillhandahålla fysiologiska mätningar som HR och BR [11][16]. Detta tillvägagångssätt kräver att användaren placerar sitt finger på telefonen på ett sådant sätt att blixten lyser upp fingret medan kameran fångar färgförändringar. Forskare har också visat att fjärrkameror och omgivande ljus också kan användas för att fånga samma information [15], vilket befriar användare från att behöva sätta fingrarna på sin telefon. Denna metod stör dock fortfarande den dagliga aktiviteten eftersom användaren måste placera sig framför smartphone-kameran för att mätningar ska kunna göras. En alternativ mätteknik för att fånga upp kardiovaskulära parametrar är Ballistocardiografi (BCG). BCG fångar subtila rörelser i kroppen på grund av förändringar i massan av blod som hjärtpumpar [17]. Medan den ursprungliga forskningen krävde att personen lade sig på en upphängd madrass, har den tekniska utvecklingen gjort det möjligt att mäta genom andra anordningar som är mindre störande (t.ex. vägningsskala [10], öronsliten anordning [6] 978-1-4244-9270-1/15/$31.00 ©2015 IEEE
Hernandez m.fl. visade REF att rörelsesensorer i en smartphone kan användas för att återställa hjärtat och andningen hos användarna under stationära positioner och aktiviteter medan smartphonen bars i en väska eller ficka eller ens under lyssnande på telefonen.
Biophone: Physiology monitoring from peripheral smartphone motions
{'venue': '2015 37th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC)', 'journal': '2015 37th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC)', 'mag_field_of_study': ['Engineering', 'Computer Science', 'Medicine']}