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讀 3 分鐘生理訊號

【國中版】用攝影機「看見」心跳?超酷的 rPPG 技術

你知道嗎?只要用手機的攝影機對著你的臉,就可能量到你的心跳!這篇用最簡單的方式告訴你這是怎麼辦到的。

#生醫技術
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你的臉其實是一個「超慢速紅綠燈」

想像一下:每次心臟跳一下,就會把一波血液打到全身,當然也包括你的臉。這波血液會讓你臉上的皮膚顏色產生非常非常微小的變化——大概就像紅綠燈在切換,只是變化小到你的眼睛完全看不出來。

但攝影機可以!

攝影機的「超能力」

一般攝影機每秒拍 30 張照片(也就是 30 個畫面),每張照片裡都記錄了你臉上每個點的顏色數值。雖然心跳造成的顏色變化非常小,但攝影機可以精確記錄這些微小的數字差異。

你可以把攝影機想成一個「超級放大鏡」——不是放大你的臉,而是放大你臉上那些肉眼看不見的顏色變化。科學家把這些顏色數字排成一條線(就像心電圖那樣),就能從裡面找出心跳的節奏了。

這個技術叫做 rPPG(remote Photoplethysmography),翻成中文就是「遠端光體積變化描記法」——名字很長很難念,但意思就是「用光來遠距離偵測血液變化」。

為什麼是綠色光?

血液裡有一種叫「血紅素」的東西(對,就是讓血看起來紅紅的那個),它特別會吸收綠色的光。所以當一波血液衝到你的臉,綠色的光就會被多吸收一點,攝影機就偵測到了。這也是為什麼很多智慧手錶底部會發綠光——原理是一樣的,只是手錶要貼著皮膚,而 rPPG 不用碰到你。

這個技術可以做什麼?

rPPG 的應用超酷的:

  • 不用碰就能量心跳:對不喜歡被貼一堆線的病人(比如燒燙傷患者或新生兒)來說超棒的。
  • 偵測司機有沒有打瞌睡:車上的攝影機可以一邊拍、一邊看司機的心跳有沒有變慢。
  • 遠距看診:在家用手機鏡頭就能讓醫生大概了解你的心跳狀況。

那有什麼限制嗎?

當然有。如果你一直動來動去,或是環境光線太暗、太亂(例如一閃一閃的霓虹燈),攝影機就很難抓到那個微小的顏色變化。目前科學家還在努力讓這個技術變得更穩定,說不定未來你手機裡就會內建這個功能呢!

延伸概念:血紅素與氧結合 · 心電圖 · 心臟生理

大家都在問

是的!因為心臟打出血液時,臉上的血管會微微變色,攝影機可以偵測到這個變化。

在光線好的環境下可以蠻準的,但移動或光線不好時就會比較不準。

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