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ロボットが非接触でバイタルサイン測定、医療現場の安全性向上

コロナ禍で医療従事者の最もリスクが高い業務の一つは、COVID-19症状を示す人々の評価です。研究者たちはロボットを用いて患者のバイタルサインを遠隔測定することで、このリスクを低減しています。ハンドヘルドデバイスで制御されるロボットは、タブレットを搭載でき、医師が同じ部屋に入らずに患者の症状を聞き取りできます。

犬型ロボットに搭載された4台のカメラを用いて、健常な患者から2メートルの距離で、皮膚温度、呼吸数、脈拍数、血中酸素飽和度の測定に成功しました。

温度、呼吸数、脈拍、血中酸素飽和度を測定する既存コンピュータビジョン技術をモバイル化しました。そのために、犬のように4足歩行する「Spot」ロボットを使用。医療従事者がハンドヘルドコントローラでロボットを患者の元へ誘導します。ロボットには4種類のカメラを搭載:赤外線カメラ1台と、異なる波長をフィルターする3台のモノクロカメラ。

研究者たちが開発したアルゴリズムで、赤外線カメラを用いて皮膚温度上昇と呼吸数の両方を測定可能に。体温測定では、顔面皮膚温度を測定し、アルゴリズムで深部体温と相関付けます。アルゴリズムは周囲温度とカメラ・患者間距離も考慮し、異なる距離、異なる気象条件下でも正確な測定を可能にします。

赤外線カメラ測定値から患者呼吸数も算出可能。患者がマスク着用で呼吸する際、呼気がマスク温度を変化させます。この温度変化測定から呼吸速度を計算します。

3台のモノクロカメラはそれぞれ異なる波長(670、810、880ナノメートル)をフィルター。これら波長で、ヘモグロビンが酸素と結合し血管を流れる際の微細な色変化を測定。研究者たちのアルゴリズムがこれら測定値を用いて脈拍数と血中酸素飽和度の両方を算出します。

健常ボランティアで測定実施済みで、今後COVID-19症状呈示者を対象に病院救急部でのテストを計画中。長期的には患者病室へロボットを配備し、継続的患者監視と、タブレット経由での医師チェックイン(部屋に入室不要)を可能にすることを構想しています。

センサー

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