隨著遠程醫療越來越普及，人們可以在家中測量生命體征并通過計算機將結果傳輸給醫生的設備也越來越普及。然而，在許多情況下，為有色人種獲取準確的遠程讀數已被證明是一個持續的挑戰。

以遠程心率測量為例，它依靠攝像機感知患者面部顏色的細微變化，這些變化是由患者皮膚下的血流波動引起的。加州大學洛杉磯分校薩繆利工程學院（UCLA Samueli School of engineering）的電氣和計算機工程助理教授阿丘塔·卡達比（Achuta Kadambi）說，這些設備是新興遠程技術的一部分，在讀取膚色較深的人的顏色變化方面一直存在問題。

Kadambi和他的團隊現在已經開發了一種遠程診斷技術，它克服了對深色皮膚的這種隱性偏見，同時也使整個膚色范圍內的患者的心率讀數更加準確。這是他們的秘密嗎？將攝像機的基于光的測量與來自雷達的基于無線電的測量相結合。

研究人員在不列顛哥倫比亞省溫哥華舉行的SIGGRAPH 2022會議上介紹了他們的發現，最近發表在《ACM圖形交易》雜志上。該會議由計算機協會成員每年組織一次，既有虛擬會議，也有親自會議。

研究人員表示，這一進步可能會帶來更準確、更公平的新型高性能醫療設備和遠程技術，使醫生和醫療系統能夠在臨床環境和患者家中自信地遠程監控患者。

“從更大的角度來看，這項工作表明，實用和創新的工程解決方案可以解決醫療器械中的長期偏見，”卡達比說，他也是加州大學洛杉磯分校加州納米系統研究所的成員?！暗@首先需要承認，這種偏見意味著當前最好的技術可能不是對所有人都最好的。通過深思熟慮的設計，我們可以找到性能相同或更好的公平解決方案?！?/p>

加州大學洛杉磯分校團隊將這兩種技術融合在一起，顯示了實現這些目標的一條有希望的道路，卡達比說，他同時也是計算機科學助理教授和該研究的首席研究員。作為加州大學洛杉磯分校視覺機器組的負責人，他寫過關于醫療器械中不同類型的偏見以及如何解決這些偏見的文章。

在開發新技術的過程中，研究人員首先表明，遙感設備本身是偏差的來源，他們在論文中證明，皮膚中較高水平的黑色素（天然色素）會干擾目前基于攝像機的遠程心率測量中使用的光體積描記法（PPG）信號。

PPG信號還用于通過脈搏血氧計等設備測量心率，這些設備夾在患者手指上，以及一些可穿戴商業產品和智能手表驅動的應用程序。這些裝置將光發射到皮膚上，并感知表面下方循環血液反射回的光量的變化。反射光產生PPG信號，這是一種測量患者心率的方法。

以往解決此類技術中膚色偏差的努力通常都是通過額外的編程或通過使用更多樣化的膚色范圍擴大基線標準來糾正這些偏差。但卡達比說，這兩種方法都沒有針對真正的問題，即設備本身的物理特性。

加州大學洛杉磯分校的研究人員轉而使用另一種可以估計心率的技術：雷達。在77千兆赫的頻率下，雷達可以感知到心跳引起的胸部位移的細微變化。雖然這種方法克服了膚色偏差的問題，但其可靠性不如PPG信號。然而，他們通過結合這兩種不同的感知模式獲得了成功鈥攃阿米拉和雷達鈥攁并通過機器學習使它們協同工作。

在對91人的測試中，研究人員證明，他們的相機雷達系統在各種膚色的測量精度和公平性方面都優于基于相機的遠程PPG。

加州大學洛杉磯分校電氣和計算機工程研究生、該論文的共同主要作者亞歷山大·維列索夫（Alexander Vilesov）說：“多模式遠程醫療保健有可能使設備更加公平，不僅適用于膚色，還適用于多種屬性，如體重指數、性別和各種健康狀況?！??！斑@些方面中的大多數還沒有得到徹底的探索，我們未來的部分研究試圖了解這些偏見?！?/p>

研究人員建議，這種基于公平性的改進可以應用于其他類型的技術，如熱、聲、近紅外和光偏振傳感器。

“新冠肺炎大流行表明，需要新技術來允許醫生和護理團隊遠程監測患者，”該研究的合著者、加州大學洛杉磯分校健康中心麻醉學和圍手術期醫學臨床助理教授Laleh Jalilian博士說?！拔覀兒献髦醯囊粋€關鍵重點是開發在不同膚色的患者中具有公平和高精度的醫療技術，因為這將使醫生有信心做出高質量的醫療決策?！?/p>

加州大學洛杉磯分校電氣和計算機工程研究生Pradyumna Chari和Adnan Armouti也是這篇論文的共同主要作者。其他論文作者都是視覺機器小組的成員，他們是加州大學洛杉磯分校電氣和計算機工程研究生阿尼魯德·賓迪加納瓦爾·哈里什、基馬亞·庫爾卡尼和阿納亞·德奧哈爾。