Un nuovo monitor respiratorio rivela la prossima generazione di assistenza sanitaria pervasiva

I ricercatori hanno recentemente annunciato lo sviluppo di una tecnologia che è in grado di monitorare la frequenza respiratoria utilizzando i telefoni cellulari. Pubblicando i propri risultati nella rivista “Biomedical Optics Express”, il team riferisce come ha creato un nuovo software da usare insieme a una fotocamera termica poco costosa. Le frequenze respiratorie sono state testate in situazioni del mondo reale simulate che prevedevano una varietà di movimenti e cambiamenti di temperatura, con il dispositivo che ha funzionato sempre bene.

Fotocamere termiche a basso costo e un algoritmo rivoluzionario

Consentire al nuovo dispositivo di essere compatibile con i telefoni cellulari incrementa il suo potenziale pervasivo, e aumenta anche la probabilità che gli utilizzatori lo adottino. In qualità di leader del team di ricerca, la prof.ssa Nadia Bianchi-Berthouze del University College London spiega che, “Mediante l’utilizzo di fotocamere termiche a basso costo, il nostro lavoro rappresenta un primo passo nel cammino per portare l’imaging termico nelle vite di tutti i giorni della gente. Questo approccio può essere usato in luoghi dove altri sensori potrebbero non funzionare o potrebbero destare preoccupazioni.” Per esempio, i ricercatori fanno notare che le fotocamere termiche possono rilevare la respirazione sia durante il giorno che durante la notte, senza bisogno di speciali sensori. Per di più, l’imaging termico, a differenza delle fotocamere convenzionali, tutela l’identità di un individuo.

Anche l’approccio della prof.ssa Bianchi-Berthouze che prevede di studiare la postura/movimento del corpo come mezzo per riconoscere, modulare e misurare gli stati affettivi umani, è stato sviluppato nell’ambito del progetto UBIHEALTH, finanziato dall’UE. UBIHEALTH ha riunito dei ricercatori provenienti dall’Europa e non solo, per stimolare delle nuove soluzioni congiunte per le sfide sanitarie che stanno mettendo sempre di più sotto pressione i sistemi sanitari. Questo approccio sanitario pervasivo segna uno spostamento dal trattamento verso la prevenzione, che richiede meno risorse ed è applicabile in particolare sia ai bisogni di una popolazione che invecchia che all’incremento delle malattie connesse allo stile di vita, come per esempio i problemi cardiovascolari.

Superare le difficoltà

Le lunghezze d’onda infrarosse consentono alle fotocamere termiche di rilevare la temperatura, e vengono utilizzate da molto tempo nei dispositivi per il monitoraggio. Più di recente, le loro dimensioni e il loro costo si sono notevolmente ridotti, rendendole disponibili per un utilizzo personale maggiormente mobile. “Tuttavia, abbiamo scoperto che nelle situazioni del mondo reale questo tipo di imaging termico mobile era influenzato dai cambiamenti nella temperatura dell’aria e dai movimenti del corpo,” spiega il ricercatore del progetto e autore principale Youngjun Cho.

Per aggirare questa difficoltà il team ha sviluppato degli algoritmi che seguono accuratamente le narici durante il movimento e sono anche in grado di compensare i cambiamenti della temperatura. I ricercatori hanno inoltre incrementato la precisione delle letture della temperatura usando degli approcci 3D, al posto di approcci 2D. Essi hanno scoperto che, sia nei test effettuati in laboratorio che negli esercizi di camminata al chiuso e all’aperto, le prestazioni del dispositivo erano superiori alle alternative paragonabili e stanno adesso lavorando per adattare il software al fine di monitorare le frequenze respiratorie in tempo reale.

Prevenire è meglio che curare

Vi è adesso un’ampia gamma di plausibili scenari sanitari dove il dispositivo potrebbe essere impiegato. Per esempio, esso potrebbe monitorare i problemi respiratori tra la popolazione degli anziani, in particolare quelli che vivono da soli, o dei bambini a rischio di sindrome della morte improvvisa del lattante (SIDS). Oltre a queste applicazioni, la fotocamera potrebbe essere anche integrata nei computer per rilevare le anomalie nella respirazione associate allo stress e per rispondere quindi con degli inviti a rilassarsi.

Guardando al futuro la prof.ssa Bianchi-Berthouze afferma: “Poiché le fotocamere termiche continuano a diventare più piccole e meno costose, ci aspettiamo che telefoni, computer e dispositivi per la realtà aumentata un giorno includeranno le telecamere termiche che possono essere usate per varie applicazioni.” Quando vengono combinate con dispositivi di monitoraggio complementari, come ad esempio quelli per il battito cardiaco, la gamma di possibili applicazioni potrebbe davvero annunciare l’era di quella che è stata chiamata “assistenza sanitaria pervasiva”.

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