Ta aplikacja na smartfony mierzy poziom tlenu we krwi bez dodatkowych urządzeń
Pandemia COVID-19 pokazała, że urządzenia monitorujące poziom nasycenia krwi tlenem są często na wagę... życia, ale niestety nie wszyscy mieli do nich dostęp w odpowiednim momencie. W związku z tym grupa badaczy postanowiła opracować aplikację na smartfony, która zamiast dodatkowych gadżetów wykorzystuje tylko aparat.
Kiedy oddychamy, nasze płuca wypełniają się tlenem, który za sprawą czerwonych krwinek jest następnie dostarczany do wszystkich komórek naszego ciała - do funkcjonowania potrzebujemy go naprawdę dużo, dlatego saturacja, czyli nasycenie krwi tlenem, u zdrowych osób wynosi przez cały czas przynajmniej 95 proc. Niestety choroby układu oddechowego, w tym COVID-19, upośledzają zdolności naszego organizmu do pobierania tlenu z płuc, więc chorujące osoby powinny stale monitorować ten parametr.
Aplikacja zamiast opasek, smartwatchy i pulsoksymetrów
Do tej pory wykorzystywaliśmy do tego pulsoksymetry, a w warunkach domowych także opaski sportowe i inteligentne zegarki, choć należy pamiętać, że nie są to urządzenia medyczne, ale naukowcy Uniwersytetu Waszyngtońskiego i Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego sugerują, że może być łatwiejszy sposób, a mianowicie ich eksperymentalna aplikacja na smartfony. W jej badaniach wzięło udział sześciu ochotników w wieku 20-34 lata, 3 mężczyzn i 3 kobiety, z czego jedna osoba była Afroamerykaninem (urządzenia medyczne bywają uprzedzone i lepiej sprawdzają się na jasnej skórze, dlatego ważne są testy z udziałem osób o różnych kolorach skóry).
W celu wytrenowania algorytmu maszynowego uczenia wykorzystywanego przez aplikację, cztery z tych osób nosiły typowy pulsoksymetr na jednym palcu, a inny palec tej samej dłoni trzymały na obiektywie i lampie aparatu smartfona. Po 15 minutach uczestnicy wdychali mieszankę tlenu i azotu, żeby powoli zredukować poziom nasycenia krwi tlenem.
Następnie smartfon nagrywał film z włączoną lampą, dokumentując pulsowanie krwi w palcu, a aplikacja stale monitorowała, jak wiele światła było pochłanianie przez krew, by ocenić saturację. Bezpośrednie porównanie wyników z aplikacji i pulsoksymetru pozwoliło zaś sztucznej inteligencji nauczyć się, jak wiele tlenu było obecnego we krwi w danym momencie.
I choć w testach wzięło udział tylko 6 osób, algorytm był w stanie nauczyć się dokonywać pomiarów saturacji aż do poziomu 70 proc., czyli wymaganego dla komercyjnych pulsoksymetrów. Warto jednak pamiętać, że na co dzień powinniśmy mieć ok. 95 proc., a wynik poniżej 90 proc. oznacza konieczność interwencji lekarskiej.
W obecnej formie aplikacja może się pochwalić skutecznością na poziomie 80 proc., co oznacza, że musi się jeszcze trochę nauczyć, zanim dorówna innym rozwiązaniom do pomiaru saturacji, ale naukowcy są przekonani, że kiedy algorytm uzyska dostęp do dużej bazy danych, wszystko pójdzie błyskawicznie.
W ten sposób można wykonać wielokrotne pomiary za pomocą własnego urządzenia bez żadnych kosztów lub przy niskich kosztach. W idealnym świecie te informacje mogłyby być płynnie przesyłane do gabinetu lekarskiego. Byłoby to naprawdę korzystne w przypadku wizyt telemedycznych lub pielęgniarek, aby szybko określić, czy pacjenci muszą udać się na oddział ratunkowy czy mogą kontynuować leczenie w domu
