Die Zukunft der Blutsauerstoffüberwachung liegt in der Kamera Ihres Telefons
Smartphones sind bereits zu einigen netten gesundheitszentrierten Tricks fähig. Von der Schrittzählung und Schlafverfolgung bis hin zur Messung von Puls und Atemfrequenz ist das Telefon in Ihrer Tasche eine ziemlich leistungsstarke Gesundheitsüberwachungsmaschine. Nun versucht ein Team von Wissenschaftlern der University of Washington , diese Trickkiste um die Messung des Blutsauerstoffgehalts zu erweitern.
In einem in NJP Digital Medicine veröffentlichten Artikel beschreibt das Team, was es die „erste klinische Entwicklungsvalidierung eines Smartphone-Kamera-basierten SpO2-Messsystems“ nennt. Um es einfach auszudrücken: Das Team entwickelte einen Algorithmus und bewies, dass Smartphones die Blutsauerstoffsättigung auf dem gleichen Basisniveau messen können, wie es von der Food and Drug Administration (FDA) für rezeptfreie Pulsoximeter zugelassen ist.
Als Referenz empfiehlt die Agentur, dass ein Pulsoximeter in der Lage sein sollte, SpO2-Werte von nur 70 % zu messen. Als Teil der Studie mit sechs Freiwilligen bewies das Team, dass ein Blutsauerstoffgehalt von mindestens 70 % mit einer Genauigkeit von fast 80 % gemessen werden kann, indem einfach ein Finger auf die Kamera eines Smartphones und den angrenzenden Blitz gelegt wird.
Der neueste Durchbruch übertrifft zwei kritische Herausforderungen. Erstens fordert diese Methode den Benutzer nicht auf, den Atem anzuhalten. Zweitens konnten frühere Smartphone-basierte SpO2-Messmethoden nur einen Mindestwert von 85 % messen, aber die neue algorithmische Methode, die von Wissenschaftlern entwickelt wurde, kann das gleiche Ausgangsniveau wie medizinische Pulsoximeter erreichen.
Die hier verwendete Technik unterscheidet sich nicht allzu sehr von SpO2-Sensoren in Smartwatches wie der Apple Watch Series 8 und der Samsung Galaxy Watch 5 . Wenn der Blitz den Weg des Blutes beleuchtet, das sich durch die Gefäße bewegt, ändert sich die Rate der Lichtabsorption, und diese Variationen werden dann durch den benutzerdefinierten Algorithmus verarbeitet, um den Sauerstoffsättigungsgrad des Blutes zu messen.
Eine telefonzentrierte Gesundheitsüberwachung der Zukunft
„Unsere Daten zeigen, dass Smartphones genau im kritischen Schwellenbereich gut funktionieren könnten“, bemerkt Ko-Hauptautor Jason Hoffman. Einer der größten Vorteile der Verwendung von Smartphones zur Messung der Blutsauerstoffsättigung ist, dass sie zugänglich sind. Außerdem ist die Methode auch nicht auf ein ausgefallenes Multi-Kamera-Setup oder benutzerdefinierte Hardware angewiesen. Alles, was es braucht, ist ein Kamerasensor, der neben einem LED-Blitz auf der Rückseite sitzt.
Es ist auch viel einfacher, die SpO2-Daten von einem Smartphone an einen medizinischen Experten zu senden, als die Messung auf einer Smartwatch vorzunehmen, sie über eine Begleit-App mit dem Telefon zu koppeln, die Daten zu synchronisieren und sie dann zu übertragen. Die SpO2-Werte im Auge zu behalten, ist heutzutage von entscheidender Bedeutung, da wir in einer von COVID-19 heimgesuchten Welt leben.
Das Team hat den gesamten Datensatz öffentlich zugänglich gemacht, damit andere interessierte Parteien ihn erweitern können. Dies ist wiederum von entscheidender Bedeutung, da die Forschung Daten von nur sechs menschlichen Probanden umfasste, von denen fünf kaukasischer Abstammung und nur einer afrikanischer Abstammung waren.
Mehr Diversität und ein breiteres Netzwerk von Freiwilligen sind erforderlich, um das zugrunde liegende System zu optimieren und Smartphone-basierte SpO2-Messungen genauer und gerechter zu machen. Smartwatches wie die Apple Watch haben bereits eine Fehleranfälligkeit gezeigt, wenn es um nicht-weiße Probanden oder solche mit Tätowierungen und fettleibigen Körpertypen geht.