Nová Wi-Fi technológia dokáže odhaliť tvoj srdcový tep. V budúcnosti ti môže tvoj router zachrániť život
Vedci vyvinuli technológiu Pulse-Fi, ktorá dokáže merať srdcový tep pomocou obyčajného Wi-Fi signálu.
Doteraz sme boli zvyknutí, že sledovanie tepu si vyžaduje hodinky, smart náramky, alebo špeciálne senzory na tele. Najnovší výskum z University of California v Santa Cruz však ide naproti týmto pomerne zaužívaným technológiám.
Vedci totiž predstavili systém Pulse-Fi, ktorý dokáže z obyčajného Wi-Fi signálu vyčítať srdcový rytmus s presnosťou, akú ponúkajú medicínske prístroje. A to všetko bez káblov, náramkov či drahých zariadení.
Za projektom stoja profesorka Katia Obraczka a doktorand Nayan Bhatia z Baskin School of Engineering. Cieľom ich práce bolo ukázať, že na spoľahlivé meranie zdravotných údajov netreba drahé klinické prístroje. Stačí malý čip typu ESP32, ktorý stojí pár eur, alebo počítač Raspberry Pi, ktorý je o niečo drahší.
Unikátnosť riešenia spočíva v jednoduchom princípe. Wi-Fi vlny sa pri kontakte s objektmi odrážajú a jemne menia svoj vzorec. Keďže hrudník sa pri srdcovom tepe rytmicky pohybuje, tieto mikroskopické zmeny algoritmus dokáže izolovať od šumu a premeniť ich na údaje o tepovej frekvencii. Človek tak nepotrebuje nič nosiť na ruke ani na hrudi. Stačí len to, že je v miestnosti pokrytej bežným Wi-Fi.
Sme na ceste k lacnej diagnostike?
Tím technológiu testoval na 118 dobrovoľníkoch a výsledok prekvapil aj odborníkov. Už po piatich sekundách merania dokázal systém určiť frekvenciu s odchýlkou iba pol úderu za minútu. Čím dlhšie meranie prebiehalo, tým sa presnosť ešte zlepšovala.
Neprehliadni
Ak by sa technológia Pulse-Fi dostala do bežných domácností, mohla by včas odhaliť nepravidelný srdcový rytmus alebo náhle problémy so srdcom, čo by v niektorých prípadoch mohlo doslova zachrániť život.
Pulse-Fi pritom nezlyhá ani pri zmene polohy. Účastníci testovania sedeli, stáli, ležali či menili pozície. Vedci vyskúšali 17 rôznych nastavení tela a presnosť si systém dokázal udržať vo všetkých prípadoch. Funkčnosť bola overená až do vzdialenosti troch metrov od zdroja signálu. Čo je samo o sebe veľký pokrok oproti starším technológiám, ktoré boli extrémne citlivé na vzdialenosť.
Aby dokázali vytvoriť spoľahlivý algoritmus, vedci museli vytvoriť úplne nové databázy signálov. Pre lacné čipy totiž neexistovali žiadne predchádzajúce dáta. Preto v laboratóriu porovnávali výstupy z Pulse-Fi so štandardným oxymetrom a z týchto párov sa „učila“ neurónová sieť. Neskôr tento súbor doplnili aj o záznamy z Brazílie, nazbierané pomocou Raspberry Pi.
Najbližším cieľom vývoja je rozšíriť meranie aj o dychovú frekvenciu. To by bolo kľúčové napríklad pre odhaľovanie spánkového apnoe. Ak sa tento krok podarí, technológia by mohla otvoriť „cestu“ k lacnej diagnostike respiračných problémov priamo v domácnostiach.
A čo bezpečnosť takýchto meraní?
Pulse-Fi má tak pomerne veľký potenciál v zdravotníctve, ale aj mimo neho. Predstav si seniorské domácnosti, kde by nenápadné zariadenie ticho monitorovalo životné funkcie bez toho, aby si musel človek niečo pripínať na telo. Rovnako zaujímavá je možnosť sledovania viacerých pacientov v nemocnici pomocou jedného zariadenia, čím by sa uľahčila práca sestrám aj lekárom.
Na druhej strane, vedci si uvedomujú aj limity. Doterajšie výsledky sú síce sľubné, ale ostáva otázka, ako bude systém reagovať v preplnených miestnostiach alebo v prostredí, kde sa prekrýva množstvo ďalších signálov. Navyše, namerané dáta musia byť vždy interpretované v kontexte klasickej medicínskej diagnostiky. Nankoľko žiadny algoritmus plne nenahradí lekára, aj keď AI by vedela v tomto do určitej miery pomôcť.
Napriek týmto výhradám je Pulse-Fi jasnou ukážkou, ako sa dá bežná domáca technológia premeniť na nástroj zdravotnej starostlivosti. Ak sa vývoj podarí, v budúcnosti možno nebudeme musieť nosiť žiadne senzory. Naše domácnosti sa samé postarajú o základné monitorovanie zdravia. Aj keď by som sa, asi aj trochu bál o bezpečnosť, ale aj to sa hádam do ostrého nasadenia vyrieši.
