PULSE VISUALIZATION WITH VIDEOSIGNAL

Abstract

Materials and methods. The following principles of noisy signal filtration were used: linear smoothing forming the basic signal values, averaging by the period equal to mean pulse period, linear smoothing filtrating difference in videosignal and the obtained basic signal. The obtained difference is multiplied by the gain constant and added to the initial or the obtained basic signal. Conclusions. It was indicated that dynamic videoamplification, which does not apply filtration by the period equal to the mean value of pulse period, is of little use owing to artifacts available in the form of changes in brightness of lighting or relocation of the examined person. The offered algorithm differs from foreign analogs using dynamic amplification. The described mathematical methods for videosignal amplification are tested on videosignal of human forehead imaging.

Keywords

Hemodynamics state screening / videosignal amplification / human pulse visualization / linear filtration / videoimage processing / noise filtration

References

[1] Бертулис А. В., Глезер В. Д. Пространственное цветовое зрение; АН СССР. Л.: Наука 1990; 144.

[2] Борзенкова Г. А., Германов А. В., Терешина О. В. Компьютерная сфигмография для оценки адаптационных свойств магистральных артерий при экстрасистолии. Материалы Российского национального конгресса кардиологов, 2005. Кардиоваскулярная терапия и профилактика 2005; 4 (4): 47.

[3] Логачёва О. С., Кожевникова О. В., Намазова-Баранова Л. С., Широкова И. В. Неинвазивная осциллометрическая артериография - новый метод диагностики ранних атеросклеротических изменений сосудов у детей. Медицинский вестник Северного Кавказа 2010; 19 (3): 38-39.

[4] Мартынов А. И., Аветяк Н. Г., Акатова Е. В., Гороховская Г. Н., Романовская Г. А. Эндотелиальная дисфункция и методы ее определения. Российский кардиологический журнал 2005; 54 (4): 94-98.

[5] Мизёва И. А., Думлер А. А., Муравьёв Н. Г. Особенности пульсовой волны при хронической артериальной недостаточности нижних конечностей. Российский журнал биомеханики 2012; 16 (2): 83-94.

[6] Окороков Л. Н. Диагностика болезней внутренних органов. Т. 8. Диагностика болезней сердца и сосудов. М.: Мед. лит. 2004; 432.

[7] Рогоза А. Н. Неинвазивные методы определения эластических свойств сосудистой стенки. ДОКТОР.RU 2010; 54 (3): 23-29.

[8] Рогоза А. Н., Балахонова Т. В., Чихладзе Н. М. Современные методы оценки состояния сосудов у больных артериальной гипертонией: пособие для практикующих врачей. М: Атмосфера 2008; 72.

[9] Самарцев В. А., Думлер А. А., Семков Н. Г., Федоров А. Е. Значение исследования центральной гемодинамики в хирургическом лечении больших вентральных грыж. Материалы межрегиональной конференции «Современное состояние и перспективы герниологии» 2008; 19 (3): 38.

[10] Солдатова О. А., Рябов А. Е., Щукин Ю. В. Компьютерная сфигмография как неинвазивный метод оценки эндотелиальной дисфункции у больных постинфарктным кардиосклерозом с артериальной гипертензией. Материалы Российского национального конгресса кардиологов, 2005. Кардиоваскулярная терапия и профилактика 2005; 4 (4): 303.

[11] Фролов А. В., Сидоренко Г. И., Воробьев А. П., Мельникова О. П., Гуль Л. М. Прямая и отраженная пульсовые волны: методы исследования. Кардиология в Беларуси 2009; 6 (5): 99-108.

[12] Хьюбел Д. Глаз, мозг, зрение; пер. с англ., ред. А. Л. Бызов. М.: Мир 1990; 239.

[13] Böhm M., Mancia G., Fagard R., Narkiewicz K., Redón J., Zanchetti A., Christiaens T., Cifkova R., De Backer G., Dominiczak A., Galderisi M., Grobbee D. E., Jaarsma T., Kirchhof P., Kjeldsen S. E., Laurent S., Manolis A. J., Nilsson P. M., Ruilope L. M., Schmieder R. E., Sirnes P. A., Sleight P., Viigimaa M., Waeber B., Zannad F. Guidelines for the management of arterial hypertension. J. Hypertens. 2013; 31 (7): 1281-1357.

[14] Devine P. J., Sullenberger L. E., Bellin D. A., Atwood J. E. Jugular venous pulse: window into the right heart. South. Med. J. 2007; 100 (10): 1022-1027.

[15] Durduran T., Putt M. E., Zhou C., Edlow B. L., Yu G., Choe R., Kim M. N., Cucchiara B. L., Shah Q., Kasner S. E., Greenberg J. H., Yodh A. G., Detre J. A. Transcranial optical monitoring of cerebrovascular hemodynamics in acute stroke patients. Opt. Express 2009; 17 (5): 3884-3902.

[16] Garbey M., Sun N., Merla A., Pavlidis I. Comtact-free measureement of cardiac pulse based on the analysis of thermal imagery. IEEE Trans. Biomed. Eng. 2007; 54 (8): 1418-1426.

[17] Gjesdal K., Moya A., Sutton R., Ammirati F., Blanc J. J., Brignole M., Dahm J. B., Deharo J. C., Gajek J., Krahn A., Massin M., Pepi M., Pezawas T., Ruiz Granell R., Sarasin F., Ungar A., van Dijk J. G., Walma E. P., Wieling W. Guidelines for the diagnosis and management of syncope (version 2009). European Heart Journal 2009; 30: 2631-2671.

[18] Haiying Xia, Zhouxiao Bao, Haomiao Jiang. Mobile cardiac pulse measurements. Electrical Engineering, Stanford, available at: https://stacks.stanford.edu/file/druid:yj296hj2790/Jiang_Bao_Xia_Mobile_cardiac_pulse_measurements.pdf.

[19] Hao-Yu Wu, Rubinstein M., Shih E., Guttag J., Durand F., Freeman W. Eulerian video magnification for revealing subtle changes in the world. MIT CSAIL, Quanta Research Cambridge, Inc., available at: http://people.csail.mit.edu/mrub/evm/

[20] Mahy I. R., Shore A. C., Smith L. D., Tooke J. E. Capillary pulse waveform in aortic stenosis. Int. J. Microcirc. Clin. Exp. 1994; 14 (5): 257-261.

[21] Parmley W. W., Diamond G., Tomoda H., Forrester J. S., Swan H. J. C. Clinical evaluation of left ventricular pressures in myocardial infarction. Circulation 1972; 45: 358-366.

[22] Seet R. C., Friedman P. A., Rabinstein A. A. Prolonged rhythm monitoring for the detection of occult paroxysmal atrial fibrillation in ischemic stroke of unknown cause. Circulation 2011; 124: 477-486.

[23] Scalise L. Non contact heart monitoring. Dipartimento di Ingegneria Industriale e Scienze Matematiche, Universitа Politecnica delle Marche, available at: http://cdn.intechopen.com/pdfs-wm/27007.pdf.

RIGHTS & PERMISSIONS

Chechulin V.L., Brokhin L.Y., Cherepanova Y.A., Anisimov P.I., Lyakh E.L.