Смартфон вместо тонометра: как камера измеряет артериальное давление

Камера смартфона научилась оценивать давление без манжеты — но тонометр пока рано отправлять в прошлое

Камера видит то, чего не замечает человеческий глаз

Обычное измерение артериального давления основано на механическом воздействии: манжета пережимает артерию, после чего прибор регистрирует изменения кровотока по мере снижения давления в манжете. Lifelight пытается получить ту же клинически значимую информацию совершенно другим способом — ничего не надевая на человека.

В основе технологии лежит дистанционная фотоплетизмография, или rPPG. Это бесконтактный вариант оптического метода, родственного фотоплетизмографии, которая используется, например, в пульсоксиметрах и многих носимых устройствах.

При каждом сокращении сердца количество крови в мелких сосудах кожи немного меняется. Вместе с ним меняется и количество света, которое кожа поглощает и отражает. Глаз этих колебаний практически не замечает, но цифровая камера способна зарегистрировать их как очень небольшие периодические изменения цветового сигнала.

Lifelight снимает лицо камерой смартфона или планшета и извлекает сигнал из нескольких участков изображения. Из него относительно непосредственно можно определить частоту пульса. С артериальным давлением задача существенно сложнее: камера не измеряет давление как таковое.

Алгоритм анализирует характеристики пульсовой волны и другие параметры оптического сигнала, связанные с работой сердечно-сосудистой системы, а модели машинного обучения преобразуют эту совокупность признаков в оценку систолического и диастолического давления. Иными словами, смартфон не становится миниатюрным сфигмоманометром — он делает математический прогноз давления по оптическому отражению кровотока.

За одним 40-секундным измерением стоят десятки тысяч эталонных записей

Разработка технологии продолжалась несколько лет. Компания сообщает, что современные модели создавались с использованием базы примерно из 22 тысяч пациентов; публикации о выходе сертифицированной версии также указывали более 25 тысяч пар записей видео и эталонного артериального давления примерно у 12,5 тысячи человек.

Это важная деталь. Алгоритм должен научиться отделять изменения изображения, связанные с кровотоком, от огромного количества помех: освещения, движения головы, особенностей камеры, возраста человека, состояния сосудов и других факторов.

В одном из ранних крупных исследований VISION-D исследователи получили 17 233 измерения у 8585 участников. Алгоритм хорошо справлялся с частотой пульса, частотой дыхания и диастолическим давлением, однако для систолического давления разброс ошибки первоначально оказался выше заданной цели.

Последующая небольшая валидационная часть VISION-V включала 127 участников и 679 измерений. В ней заранее установленные исследователями критерии были достигнуты для всех изучавшихся жизненных показателей. При этом для оценки давления пригодными для соответствующего анализа оказались не все полученные записи, что уже указывало на одну из особенностей оптического подхода: алгоритму нужен сигнал достаточного качества.

Более строгая проверка опубликована в 2024 году. Независимая лаборатория Element Materials Technology Boulder исследовала Lifelight у 85 взрослых в возрасте от 18 до 85 лет, используя методику, построенную на стандарте ISO 81060-2 для автоматических неинвазивных измерителей давления. Результаты сравнивали с последовательными измерениями методом аускультации, выполняемыми двумя наблюдателями.

Именно такие исследования важнее демонстрации того, что приложение вообще способно выдавать правдоподобные цифры.

Lifelight уже перестал быть просто экспериментальным приложением

Сегодня технология имеет европейскую сертификацию медицинского изделия класса IIa по требованиям EU MDR для измерения артериального давления и частоты пульса. Это существенный шаг по сравнению с ранней версией Lifelight First, которая ранее имела статус медицинского изделия класса I.

Компания называет Lifelight первым полностью программным сертифицированным решением такого типа для измерения давления: дополнительная манжета, часы или специальный датчик не требуются. Система может быть встроена в другое медицинское приложение как программный модуль.

Это, вероятно, и есть наиболее интересная часть истории.

Большинство цифровых медицинских технологий до сих пор добавляли к человеку ещё один прибор: часы, кольцо, пластырь, датчик глюкозы, портативный электрокардиограф. Lifelight демонстрирует противоположное направление — превращение уже существующего массового устройства в медицинский сенсор посредством программного обеспечения.

Компания указывает, что технология проверена более чем на 300 моделях смартфонов и используется через партнёрские приложения в разных странах. В Великобритании она также испытывалась и внедрялась в проектах, связанных с NHS.

Если такой подход окажется достаточно надёжным в широком диапазоне реальных условий, масштабирование становится принципиально иным. Для обследования миллионов людей не обязательно сначала обеспечить миллионы людей новым медицинским оборудованием.

Главная проблема обнаружилась там, где лаборатория встретилась с реальным миром

Однако сертификация не означает, что камера смартфона уже способна универсально заменить обычный тонометр.

Особенно важные данные появились в 2026 году. Независимое проспективное исследование в штате Кебби в Нигерии проверило Lifelight у людей с тёмными типами кожи V–VI по шкале Фицпатрика. Пригодные показания удалось получить у 81,4% участников, но согласованность результатов с манжеточным измерением оказалась недостаточной для скрининга гипертонии.

Средняя абсолютная ошибка составляла 15,37 мм рт. ст. для систолического и 10,91 мм рт. ст. для диастолического давления. Ещё важнее, что чувствительность при выявлении повышенного давления была низкой. Авторы пришли к выводу, что исследованная версия Lifelight в этих условиях не достигла необходимых характеристик для скрининга гипертонии.

Этот результат особенно интересен потому, что более раннее исследование VISION-D не обнаружило значимого влияния типа кожи по шкале Фицпатрика на точность измерений, а в валидационном исследовании 2024 года не менее 20% участников должны были иметь тёмные типы кожи V или VI.

Противоречие не обязательно означает, что одно из исследований ошибочно. Оно показывает более фундаментальную проблему медицинского искусственного интеллекта: результат лабораторной или тщательно контролируемой валидации не гарантирует такой же работы алгоритма в другой популяции, на других устройствах и при другом освещении, качестве связи и условиях использования.

Авторы нигерийского исследования отдельно подчёркивают, что вывод относится к конкретной исследованной версии технологии и конкретным условиям. Его нельзя автоматически переносить на все версии Lifelight или на дистанционную фотоплетизмографию как класс технологий. Но и обратное утверждение — что успешная сертификация автоматически гарантирует одинаковую точность для любого человека в любой стране — было бы столь же неверным.

Почему программный тонометр может оказаться важнее самого Lifelight

Потенциальное преимущество бесконтактного измерения давления заключается не столько в удобстве для человека, у которого дома уже есть хороший автоматический тонометр.

Гораздо интереснее возможность практически без дополнительного оборудования встроить измерение давления туда, где сегодня его вообще не происходит: в телемедицинскую консультацию, цифровую клинику, дистанционное наблюдение пациента или массовый скрининг.

Гипертония особенно подходит для такого подхода. Она часто годами не вызывает заметных симптомов, хотя постепенно увеличивает риск инсульта, инфаркта, сердечной и почечной недостаточности. Один из главных барьеров поэтому находится не на уровне лечения, а раньше — повышенное давление сначала нужно обнаружить.

Если камера телефона сможет достаточно надёжно выполнять первичную оценку, медицинская система получит чрезвычайно дешёвый дополнительный канал поиска людей с потенциальной гипертонией. После подозрительного результата диагноз всё равно можно подтверждать стандартными методами.

Для врачей технология интересна и другой возможностью. Часть простых измерений может выполняться ещё до контакта с медицинским специалистом, а результаты автоматически попадать в цифровую систему наблюдения. В масштабах большой медицинской организации даже небольшое сокращение времени на рутинные процедуры способно иметь значение.

Но именно здесь цена ошибки становится особенно заметной. При массовом скрининге опасны не только ложные тревоги, которые ведут к ненужным повторным обследованиям. Более серьёзная проблема — ложно нормальный результат у человека, у которого давление действительно повышено.

Манжета пока остаётся не пережитком прошлого, а контрольным стандартом

Поэтому появление Lifelight разумнее рассматривать не как немедленную замену домашнего тонометра, а как эксперимент по переносу медицинского измерения из аппаратного обеспечения в программное.

Для диагностики и контроля гипертонии качественные автоматические манжеточные устройства сохраняют важное преимущество: они непосредственно измеряют физические изменения давления, а методика их клинической проверки стандартизирована и изучалась десятилетиями.

У бесконтактной фотоплетизмографии гораздо больше потенциальных переменных — камера, освещение, движение, качество оптического сигнала, особенности кожи и сосудов, состав обучающей выборки и сама версия алгоритма. Даже обновление программного обеспечения фактически может изменить характеристики медицинского устройства без видимого изменения телефона в руках пациента.

Поэтому следующая фаза развития технологии будет определяться не количеством смартфонов, на которых запускается приложение, а качеством независимых исследований. Особенно важны проверки на больших и разнообразных популяциях, в домашних условиях, при разных уровнях давления и на различных моделях камер.

Если измерение давления станет программной функцией, изменится сама логика скрининга

Реальное значение этой технологии проявится, если измерение жизненных показателей перестанет требовать отдельного медицинского устройства.

Тогда проверку давления можно будет встроить непосредственно в телемедицинскую платформу, приложение страховщика, программу наблюдения хронического заболевания или цифровую медицинскую карту. Человек сможет выполнить измерение там же, где проходит дистанционная консультация, без предварительной покупки оборудования.

Это не обязательно означает исчезновение манжет. Вероятнее, может возникнуть многоступенчатая модель: смартфон выполняет массовый первичный скрининг, подозрительный результат приводит к повторному измерению валидированным манжеточным прибором, а при необходимости — к домашнему или суточному мониторированию давления и врачебной оценке.

Такое разделение ролей способно оказаться гораздо реалистичнее идеи о полном вытеснении тонометров.

Для индустрии здесь возникает ещё один важный сдвиг. Медицинским устройством всё чаще становится не физический предмет, который производят и продают пациенту, а алгоритм, работающий на уже существующей электронике. Регуляторам и врачам в таком мире придётся оценивать не только точность прибора, но и устойчивость программной модели после обновлений, её переносимость между популяциями и качество работы вне контролируемой среды.