في عالم اليوم، أصبحت أجهزة قياس النبض الملبوسة جزءاً أساسياً من مراقبة صحة القلب والرئتين. ومع ذلك، يواجه الباحثون تحديات كبيرة في تقدير معدل ضربات القلب (HR) ومعدل التنفس (RR) بدقة خلال الأنشطة اليومية. يعود السبب في ذلك إلى عدم استقرار الحركة الذي يؤثر سلبًا على البيانات المجمعة, مما يؤدي إلى تداخل الإشارات الحيوية مع الأصوات الناتجة عن الحركة.

للتغلب على هذه التحديات، اقترح الباحثون إطار عمل مبتكر يُعرف بالفصل الهارمونيكي المُقيّد فعلياً (Physically-Constrained Harmonic Separation أو PCHS). يعيد هذا الإطار صياغة مسألة تقدير HR وRR كمشكلة تحليل بواسطة الصياغة، حيث تعتمد قياسات المقياس التبادلي (Accelerometer) على فصل الشوائب بدلاً من استخدام تقنيات التعلم العميق غير المقيدة التي تفتقر إلى التفسير الفسيولوجي.

يعتمد هذا النظام على مولد هارمونيكي موجه بالفيزياء لتفكيك الإشارة الملاحظة إلى مكونات فسيولوجية شبه دورية وفضلات مرتبطة بالحركة. هذا يسمح بإعادة ضبط HR من التردد الأساسي والتنبؤ بـ RR من التعديلات المدفوعة بالتنفس في المعلمات الهارمونيكية. تساهم أهداف إعادة البناء القوية وقيود الفصل وتعزيز الوزن الواعي بالشك في استقرار التفكيك حتى أثناء الحركة.

أثبتت التجارب على مجموعة بيانات PPG-DaLiA المشبعة بالحركة أن PCHS تفوق الطرق الحالية المتقدمة، حيث توفر تفكيكات إشارية قابلة للتفسير يمكنها بشكل فعال فصل النشاط الفسيولوجي عن الشوائب الناتجة عن الحركة.

هذا التطور يفتح آفاقاً جديدة لمراقبة الصحة على مدار الساعة، مما يتيح للأفراد الحصول على معلومات دقيقة حول صحتهم دون الحاجة لكثير من المعدات المعقدة.