血氧监测的未来在于手机的摄像头

智能手机已经具备一些以健康为中心的巧妙技巧。从计步和睡眠跟踪到测量脉搏和呼吸频率,你口袋里的手机是一台功能强大的健康监测机器。现在,来自华盛顿大学的一组科学家正在寻求将血氧水平测量添加到这一系列技巧中。

NJP Digital Medicine上发表的一篇论文中,该团队详细介绍了所谓的“基于智能手机摄像头的 SpO2 传感系统的首次临床开发验证”。简而言之,该团队开发了一种算法,并证明智能手机可以将血氧饱和度水平测量到与美国食品和药物管理局 (FDA) 批准的非处方脉搏血氧仪相同的基线水平。

脉搏血氧仪和电话
华盛顿大学

作为参考,该机构建议脉搏血氧仪应该能够测量低至 70% 的 SpO2 水平。作为涉及六名志愿者的研究的一部分,该团队证明,只需将手指放在智能手机的相机和相邻的闪光灯上,即可以近 80% 的准确度测量至少 70% 的血氧水平。

最新的突破克服了两个关键挑战。首先,此方法不要求用户屏住呼吸。其次,以前基于智能手机的 SpO2 测量方法只能测量 85% 的下限,但科学家开发的新算法方法可以达到与医用级脉搏血氧计相同的基线水平。

手机测量SpO2的研究
华盛顿大学

这里采用的技术与Apple Watch Series 8三星 Galaxy Watch 5等智能手表中的 SpO2 传感器并没有太大区别。当闪光灯照亮血液通过血管的路径时,光吸收率会发生变化,然后通过自定义算法处理这些变化以测量血氧饱和度水平。

以手机为中心的健康监测未来

“我们的数据显示,智能手机可以在临界阈值范围内正常工作,”共同主要作者 Jason Hoffman 指出。使用智能手机测量血氧饱和度的最大优势之一是易于使用。此外,该方法也不依赖于花哨的多摄像头设置或定制硬件。它所需要的只是一个相机传感器,位于背面的 LED 闪光灯旁边。

使用手机摄像头和闪光灯测量血氧水平。
丹尼斯·怀斯 / 华盛顿大学

从智能手机将 SpO2 数据发送给医学专家也比在智能手表上进行测量、通过配套应用程序与手机配对、同步数据然后传输要容易得多。如今,随着我们生活在一个饱受 COVID-19 打击的世界,密切关注 SpO2 水平至关重要。

该团队已经开源了整个数据集,以便其他感兴趣的各方可以对其进行扩展。这再次至关重要,因为该研究仅涉及从六名人类受试者中收集的数据,其中五名具有高加索血统,只有一名具有非洲血统。

需要更多的多样性和更广泛的志愿者网络来微调底层系统,并使基于智能手机的 SpO2 测量更加准确和公平。对于非白人或有纹身和肥胖体型的人,Apple Watch 等智能手表已经显示出错误漏洞


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