Будущее мониторинга кислорода в крови за камерой вашего телефона

Смартфоны уже способны на некоторые хитрости, ориентированные на здоровье. От подсчета шагов и отслеживания сна до измерения пульса и частоты дыхания телефон в вашем кармане — довольно мощная машина для мониторинга здоровья. Теперь группа ученых из Вашингтонского университета хочет добавить к этому набору трюков измерение уровня кислорода в крови.

В статье, опубликованной в NJP Digital Medicine , команда подробно описывает то, что она называет «первой проверкой клинической разработки системы измерения SpO2 на основе камеры смартфона». Проще говоря, команда разработала алгоритм и доказала, что смартфоны могут измерять уровень насыщения крови кислородом до того же базового уровня, который одобрен Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) для безрецептурных пульсоксиметров.

Для справки, агентство рекомендует, чтобы пульсоксиметр мог измерять уровни SpO2 до 70%. В рамках исследования с участием шести добровольцев команда доказала, что уровень кислорода в крови на уровне минимум 70% можно измерить с точностью почти 80%, просто приложив палец к камере смартфона и соседней вспышке.

Последний прорыв превосходит две критические проблемы. Во-первых, этот метод не требует от пользователя задержки дыхания. Во-вторых, предыдущие методы измерения SpO2 на основе смартфонов могли измерять только нижний предел 85%, но новый алгоритмический метод, разработанный учеными, может достигать того же базового уровня, что и медицинские пульсоксиметры.

Используемая здесь техника не слишком отличается от того, что делают датчики SpO2 в умных часах, таких как Apple Watch Series 8 и Samsung Galaxy Watch 5 . Когда вспышка освещает путь крови, движущейся по сосудам, скорость поглощения света изменяется, и эти изменения затем обрабатываются с помощью специального алгоритма для измерения уровня насыщения крови кислородом.

Будущее мониторинга здоровья, ориентированное на телефон

«Наши данные показывают, что смартфоны могут хорошо работать прямо в диапазоне критических порогов», — отмечает соавтор Джейсон Хоффман. Одним из самых больших преимуществ использования смартфонов для измерения уровня насыщения крови кислородом является их доступность. Кроме того, этот метод не зависит от причудливой установки с несколькими камерами или специального оборудования. Все, что ему нужно, это датчик камеры, расположенный рядом со светодиодной вспышкой сзади.

Также гораздо проще отправить данные SpO2 медицинскому эксперту со смартфона, чем провести измерение на смарт-часах, соединить их с телефоном через сопутствующее приложение, синхронизировать данные и затем передать их. В наши дни крайне важно следить за уровнем SpO2, поскольку мы живем в мире, пострадавшем от COVID-19.

Команда открыла весь набор данных, чтобы другие заинтересованные стороны могли его расширить. Это снова важно, потому что в исследовании использовались данные, собранные только у шести человек, пять из которых были выходцами из европеоидной расы, и только один имел африканское происхождение.

Требуется больше разнообразия и более широкая сеть добровольцев, чтобы точно настроить базовую систему и сделать измерения SpO2 на основе смартфонов более точными и справедливыми. Умные часы, такие как Apple Watch, уже продемонстрировали уязвимость к ошибкам , когда речь идет о небелых людях или людях с татуировками и тучными типами телосложения.