東北大,血行状態を観察する「魔法の鏡」を開発

東北大学は,血行状態モニタリング装置「魔法の鏡」の開発に成功した(ニュースリリース)。

ビデオカメラとコンピュータを内蔵した鏡型ディスプレーの前に立つだけで,自律神経指標に基づいたその日の健康予報を使用者に直感的で分かりやすく表示するツールとして,いわば「魔法の鏡」を実現することを目指したもの。

研究グループはこれまで,脈波信号の計測によく利用される光電脈波計の代わりに,ビデオカメラで撮影した身体映像から,皮下の血液中のヘモグロビンが吸収する緑色信号に基づいて,脈波伝搬時間の推定を行なう技術を開発し,これが血圧変動と正の相関をすることを明らかにしている。

この技術に基づいて鏡型ディスプレーを構築した。まず,身体映像の領域をモザイク状の小領域に分割し,各領域の緑色信号のうち心拍周波数近傍の成分が強いものだけを対象として選択し,心拍変動に無相関な運動や周辺光変化による雑音成分をリアルタイムにキャンセルするアルゴリズムを開発した。

さらに,映像脈波情報から脈波伝搬時間あるいは血行状態を推定するために,身体の異なる2箇所の領域間の信号の位相差を抽出する。各モザイク領域を変遷する2次元的な血行パターンを,顔などの実映像に重畳して表示し,これを利用者が見ることにより,その変化と自分自身の体調の変化とを比較することができるようになる。

これにより,洗面所や鏡台などに取り付けた「魔法の鏡」では,毎朝身支度を整えたり化粧をしたりする際に,自分の顔に重畳する血行状態を観察することが可能になる。また,風呂場などの脱衣所に取り付けた「魔法の鏡」では,ビデオカメラを利用者の後方に取り付けることにより,普段は見えない利用者の肩や背中の血行状態が観察できるようになるという。

今後は,心拍数変動や脈波振幅変動などから得られる自律神経系指標を表示する予定。これと併せて身体の血行状態を毎日チェックすることで,自覚した体調の変化との関係を利用者自身で学習して行くことができ,その日の体調を予測するための手掛かりを把握できるようになるとしている。

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