Google Research hat eine Technologie entwickelt, um den Puls per Smartphone zu messen – und zwar ohne Smartwatch oder Sensoren. Sie nutzt die Frontkamera des Smartphones und liefert laut einer in Nature veröffentlichten Studie Ergebnisse, die mit Wearables vergleichbar sind.
Wearables wie Smartwatches, smarte Kopfhörer oder Fitness-Tracker haben sich in den vergangenen Jahren von einem Nischen- zu einem Massenprodukt entwickelt. Millionen Menschen nutzen die Geräte nicht mehr nur, um täglich ihre Schritte zu zählen oder Sporteinheiten aufzuzeichnen, sondern zunehmend auch zur Überwachung von Gesundheits- oder Schlafdaten.
Die Beliebtheit zeigt sich auch in den Absatzzahlen. Denn Schätzungen zufolge werden die Auslieferungszahlen im Wearables-Markt in diesem Jahr die Marke von 600 Millionen Einheiten überschreiten. Bis zum Jahr 2029 könnte die Zahl demnach sogar auf rund 656 Millionen Einheiten steigen.
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Ein wesentlicher Grund für die Beliebtheit der Geräte liegt in ihren Gesundheitsfunktionen. Denn moderne Wearables können eine Vielzahl körperlicher Parameter erfassen.
Zu den am häufigsten erfassten Werten zählen dabei Herzfrequenz (HF) und Ruheherzfrequenz (RHF). Denn diese Werte sind vergleichsweise einfach zu erfassen und können so Hinweise auf körperliche Fitness, Belastung im Alltag oder mögliche gesundheitliche Veränderungen geben.
Pulsmessung per Smartphone-Kamera: So funktioniert die neue Google-Methode
Forscher von Google Research haben nun einen Ansatz entwickelt, mit dem die Herzfrequenzmessung noch einfacher werden soll – ganz ohne Smartwatch, Sensoren oder Fitness-Tracker. In einer im Fachjournal Nature veröffentlichten Studie beschreiben sie eine Technologie, die mithilfe der Frontkamera eines Smartphones die Herzfrequenz erfassen und daraus den Ruhepuls ableiten kann.
Smartphones gehören heute zu den am weitesten verbreiteten technischen Geräten weltweit. Während im Jahr 2024 noch rund 4,3 Milliarden Menschen ein Smartphone nutzten, wird diese Zahl Prognosen zufolge bis zum Jahr 2030 auf rund 6,2 Milliarden Nutzer ansteigen.
Die enorme Verbreitung macht Smartphones zunehmend auch für Anwendungen im Gesundheitsbereich interessant. Denn sie erreichen potenziell einen Großteil der Weltbevölkerung und können bei regelmäßiger Nutzung kontinuierlich Daten erfassen.
Genau hier setzt die Studie von Google Research an. Denn die Forscher wollen die HF-Messung über das Smartphone vor allem Personengruppen zugänglich machen, die in ressourcenarmen Umgebungen leben oder ein hohes Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen haben.
In ihrer Arbeit „Passive Heart Rate Monitoring During Smartphone Use in Everyday Life“ (PHRM) stellen die Forscher die Technologie vor, die die Erfassung von HF und RHF im Hintergrund während der alltäglichen Smartphone-Nutzung ermöglicht.
PHRM nutzt hierfür die Frontkamera des Geräts, um in den Sekunden nach der Entsperrung per Gesichtserkennung Videoaufnahmen des Nutzergesichts zu machen. Eine KI schätzt dann mithilfe von Deep Learning die Herzfrequenz und kann mit den über den Tag verteilten HF-Messungen eine tägliche Ruheherzfrequenz schätzen.
Weniger als 5 Schläge Abweichung: So genau ist die Methode
Die PHRM-Technologie misst die Herzfrequenz mithilfe der Photoplethysmographie. Dabei werden Lichtschwankungen in achtsekündigen Videoclips vom Gesicht erfasst, die entstehen, wenn Blut durch die Haut pulsiert.
Die Google-Forscher kommen mit ihrer Technologie dabei nach eigenen Angaben auf eine Genauigkeit, die der von Wearables entspricht. Die Abweichungen liegen dabei bei weniger als fünf Schlägen pro Minute im Vergleich zu einem Wearable-Tracker.
Für ihre Entwicklung haben die Forscher von Google Research mehr als 350.000 Videoclips von fast 700 Studienteilnehmern unterschiedlicher Hauttypen genutzt. Die Aufnahmen sind dabei sowohl im Labor als auch unter Alltagsbedingungen entstanden.
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