Multi-Task Temporale Shift-Aufmerksamkeitsnetzwerke für die kontaktlose Vitalparametermessung auf Geräten

Telemedizin und die Fernüberwachung von Gesundheitszuständen sind während der SARS-CoV-2-Pandemie zunehmend an Bedeutung gewonnen und es wird allgemein erwartet, dass dies einen nachhaltigen Einfluss auf die medizinische Versorgung haben wird. Diese Werkzeuge können das Infektionsrisiko für Patienten und medizinisches Personal reduzieren, den Zugang zu medizinischen Dienstleistungen verbessern und Anbietern ermöglichen, mehr Patienten zu behandeln. Dennoch stellt eine objektive Messung von Vitalparametern ohne direkten Kontakt mit dem Patienten eine Herausforderung dar. Wir präsentieren einen video-basierten und geräteinternen Ansatz zur optischen Kardiorespiratorischen-Vitalparameter-Messung. Dieser Ansatz nutzt ein neuartiges Multitask-Temporal-Shift-Konvolutions-Aufmerksamkeitsnetzwerk (MTTS-CAN) und ermöglicht Echtzeit-Messungen von Herz-Kreislauf- und Atemfrequenz auf mobilen Plattformen. Unsere Systemauswertung auf einem Advanced RISC Machine (ARM)-CPU zeigt, dass wir den Stand der Technik in Bezug auf Genauigkeit übertreffen, während gleichzeitig eine Geschwindigkeit von über 150 Bildern pro Sekunde erreicht wird, was Echtzeitanwendungen ermöglicht. Systematische Experimente mit umfangreichen Benchmark-Datensätzen ergaben, dass unser Ansatz zu erheblichen Fehlerrate-Reduktionen (20%-50%) führt und sich gut auf verschiedene Datensätze überträgt.