Fernmessung der Herzfrequenz | rPPG

Labvanced unterstützt die Fernphotoplethysmographie (rPPG), die es Forschern ermöglicht, Herzfrequenzdaten (BPM) mithilfe der Webcams der Teilnehmer zu sammeln, wodurch die Notwendigkeit physischer Sensoren oder Laborausrüstung entfällt. Physiologische Messungen können aus der Ferne oder online während kognitiver, behavioraler oder affektiver Aufgaben aufgezeichnet werden, ohne dass physische Sensoren erforderlich sind.

Überblick | Was ist rPPG?

Die Fernphotoplethysmographie (rPPG) ist eine auf Computer Vision basierende Methode zur Schätzung der Herzfrequenz durch Analyse subtiler Veränderungen der Hautfarbe, die durch den Blutfluss verursacht werden. Diese Veränderungen werden mithilfe einer Standardkamera, wie z. B. der Webcam eines Teilnehmers, erfasst.

Im Gegensatz zur traditionellen PPG, die Kontakt-Sensoren (z. B. Fingerclips oder tragbare Geräte) benötigt, funktioniert rPPG ohne physischen Kontakt und ist daher für Fern-, Online- und naturalistische Forschungsumgebungen geeignet.

rPPG ermöglicht die Integration von Herz-Kreislauf-Signalen in Fern- und großangelegte Studien und erweitert die messbaren Aspekte über Selbstberichte und Verhaltensdaten hinaus.

rPPG in Labvanced: Funktionsweise

Labvanced integriert rPPG direkt in den experimentellen Workflow, sodass Forscher physiologische Daten zusammen mit verhaltens- und aufgabenbasierten Messungen sammeln können. Die Aktivierung der Fernmessung der Herzfrequenz kann mit nur wenigen einfachen Klicks erfolgen.

rPPG in Labvanced

• Einfach als Teil einer Studienkonfiguration aktivierbar
• Lauffähig während Aufgaben, Stimuli-Präsentationen oder definierter Zeitfenster
• Berechnet von einer neuen Rust/WASM-Engine mit Physiologie Toolbox Version 2.0, die die Verarbeitungsleistung im Vergleich zur ersten Generation verbessert
• Kann mit Umfragen, Reaktionszeitaufgaben und experimentellen Manipulationen kombiniert werden

Teilnahmeerfahrung

• Keine tragbaren Geräte oder Sensoren erforderlich
• Verwendet die Webcam des Teilnehmers
• Client-seitige Verarbeitung, d. h. DSGVO-konform
• Geeignet für die remote Teilnahme auf persönlichen Geräten

Erfasste Daten mit rPPG in Labvanced

• Herzfrequenz (BPM)
• Zeitgestempelte Messungen, die mit experimentellen Ereignissen abgeglichen sind
• Vertrauensintervalle
• Exportierbar zusammen mit anderen Studiendaten zur Analyse

Methodologische Grundlage

Die rPPG-Implementierung von Labvanced basiert auf Computer Vision- und Signalverarbeitungsmethoden, die eine robuste Schätzung der Herzfrequenz aus Videoaufzeichnungen unter realistischen Bedingungen demonstrieren.

Diese forschungsorientierte Grundlage stellt sicher, dass die rPPG-Messungen in Labvanced mit modernsten wissenschaftlichen Methoden übereinstimmen und gleichzeitig praxisnah für die Nutzung in Online-Experimenten sind.

Methodologische Vorteile | rPPG in der Verhaltens- und Kognitionsforschung

Physiologische Messungen bieten Einblicke in Prozesse, die nicht immer durch Selbstberichte oder Verhalten allein zugänglich sind. rPPG macht diese Messungen in Online-Forschungsumgebungen zugänglich:

• Multimodale Integration: Kombiniert Herzfrequenzdaten mit verhaltens-, kognitions- und selbstberichteten Messungen
• Nicht-invasive Messungen: Keine physischen Sensoren, die die Leistung bei Aufgaben oder den Komfort der Teilnehmer beeinträchtigen könnten
• Fern-Datensammlung: Ermöglicht physiologische Forschung außerhalb des Labors
• Skalierbare Studiendesigns: Unterstützt größere und vielfältigere Teilnehmendenproben

Forschungsanwendungen | rPPG in der Verhaltens- und Kognitionsforschung

Die Fernmessung der Herzfrequenz ermöglicht die Untersuchung physiologischer Prozesse über eine Vielzahl experimenteller Paradigmen hinweg, insbesondere in Szenarien, in denen traditionelle sensorbasierte Methoden nicht praktikabel sind.

Hauptanwendungen sind:

• Emotionale und affektive Verarbeitung: Bewertung physiologischer Reaktionen auf emotionale Reize, Stress oder Erregung

• Kognitive Belastung und Aufmerksamkeit: Verfolgen von Änderungen der Herzfrequenz, die mit der Schwierigkeit von Aufgaben oder den Anforderungen an die Aufmerksamkeit korrelieren

• Mensch-Computer-Interaktion: Evaluierung der Benutzerreaktionen während der Interaktion mit digitalen Schnittstellen oder Umgebungen

• Fern- und longitudinale Studien: Sammlung physiologischer Daten über längere Zeiträume oder verteilte Teilnehmendenproben

• Multimodale experimentelle Designs: Integration von Herzfrequenzdaten mit verhaltens-, kognitions- und selbstberichteten Messungen

Weiterführende Literatur

Webcam-Augenverfolgung

Erfassen Sie Blickmuster und visuelle Aufmerksamkeit mit der integrierten, codesfreien und begutachteten Webcam-Augenverfolgung.

Emotionserkennung

Kategorisieren Sie Gesichtsausdrücke in emotionale Kategorien mit kontinuierlichen Valenz- und Erregungsscores.

Fern-physiologische Messung

Führen Sie Augenverfolgung, Emotionserkennung und Herzfrequenzmessung aus einem einzigen Webcam-Feed durch.

Verwenden Sie rPPG in Ihrer nächsten Studie

rPPG erweitert die Fähigkeiten von Labvanced über Verhaltensdaten hinaus und ermöglicht es Forschern, physiologische Signale aus der Ferne zu sammeln.

• Kombinieren Sie die Herzfrequenz mit kognitiven Aufgaben und Umfragen
• Führen Sie Studien remote und in großer Zahl durch
• Erweitern Sie die Bandbreite der messbaren Forschungsergebnisse

Erforschen Sie rPPG in Labvanced oder kontaktieren Sie uns, um die Optionen zur physiologischen Messung für Ihre Forschung zu besprechen.