Может ли смартфон измерить кислород в крови
Измерение уровня кислорода в крови обещает стать новым трендом среди пользователей носимой электроники. Во всяком случае, сейчас всё больше производителей оснащают свои смарт-часы инструментарием, который занимается определением сатурации. В результате научиться производить такие замеры смогли не только дорогостоящие смарт-часы, но и вполне себе доступные фитнес-браслеты, у которых из медицинского оснащения – один только встроенный пульсометр. Поэтому очень многие решили, что раз уж дешёвые трекеры могут измерять уровень кислорода, то дорогостоящим смартфонам это явно будет по силам. Разбираемся, так ли это на самом деле.
Наверное, всем хотя бы раз измеряли уровень кислорода в крови. Но вот сделать то же самое с помощью смартфона нельзя
Приложения из интернета могут быть опасны, но следите и за тем, что вы скачиваете из Google Play.
Как ни странно, но в Google очень популярен запрос «уровень кислорода в крови смартфон». Путём несложных умозаключений можно догадаться, что пользователи ищут способы измерить сатурацию, используя для этого один только смартфон. Да, по умолчанию такой функциональности не предлагает ни один современный флагман, хотя некоторые аппараты имеют встроенный пульсометр и способны измерять уровень сердечных сокращений. Однако разработчики софта увидели в этом неплохую возможность для заработка и представили собственные приложения для измерения кислорода в крови.
Приложения для измерения кислорода в крови
В Google Play масса бесполезных приложений для измерения сатурации
Если вы откроете Google Play и забьёте в поиске фразы «кислород в крови», «измерение кислорода в крови» или «oximeter», то вы увидите по меньшей мере несколько десятков приложений, предлагающих измерение сатурации. Несмотря на то что среди них попадаются вполне себе доброкачественные программы для измерения пульса, большинство представляют собой утилиты-обманки. Причём, судя по рейтингу, пользователи довольно быстро понимают, что их пытаются обмануть, подсовывая ненастоящие цифры, а потому ставят им минимальные оценки.
Пользователей Android обманывают по-разному. Например, недавно им пытались подсунуть приложения для измерения давления.
Откуда я знаю, что это обман? Ну, на самом деле здесь необязательно быть семи пядей во лбу. Достаточно хотя бы примерно понимать, как работают пульсоксиметры. Это такие устройства для измерения сатурации. Они выглядят как небольшие клипсы с излучателем и небольшим экранчиком на поверхности, где демонстрируется результат измерения. Принцип их работы основывается на способности гемоглобина (белок, которые переносит кислород) по-разному поглощать свет в зависимости от степени насыщения кислородом.
Как измеряют кислород в крови
Цвет крови свидетельствует о содержании в ней кислорода
Пульсоксиметр излучает две световых волны разной длины – 660 нм (красный) и 940 нм (инфракрасный), — которые просвечивают кожу и таким образом определяют цвет крови. Чем он темнее, тем больше в ней кислорода, а чем он светлее, тем кислорода меньше. Затем производятся необходимые вычисления, и пользователь получает результат об уровне сатурации. То есть, по сути, для измерения необходим пульсометр и фотодетектор. А программная составляющая, которую якобы предлагает софт из Google Play, в этом нужна только для интерпретации данных.
Что всё это значит? А то, что при помощи смартфона невозможно произвести замер уровня кислорода в крови без дополнительного оборудования. Я допускаю, что кто-нибудь додумался запустить в продажу специальный обвес для смартфонов вроде того, который используется для снятия показаний ЭКГ или измерения давления. Однако ни по умолчанию, ни при помощи приложений из Google Play, которые в 100% случаев являются ложными, выполнить правильные замеры вы не сможете, а результаты, которые получите, будут взяты с потолка.
Ученые выяснили, насколько точны пульсоксиметры в смартфонах
Американские ученые выпустили статью, в которой рассказали о фотоплетизмографиии (ФПГ) — простом оптическом методе, который используется для определения объемных изменений периферического кровообращения.
Например, он применяется в «умных» часах для контроля пульса и измерения частоты сердечных сокращений. Также ученые заметили, что встроенный ФПГ в смартфон, можно использовать в качестве пульсоксиметра.
Датчики смартфона вместе с приложениями могут отслеживать изменения состояния человека. Пульсоксиметр измеряет насыщенность крови кислородом (сатурацию). Это важный показатель для контроля хронических сердечно-легочных заболеваний, а также для людей с коронавирусом.
В условиях домашнего карантина мобильный пульсоксиметр позволяет пациентам оценивать свое состояние, мониторя насыщение крови кислородом и частоту сердечных сокращений.
Современные технологии существенно упрощают диагностику, помогая пациентам быть в курсе своего состояния. Но важно, чтобы мобильное приложение, а также датчики в смартфоне были проверены медиками. Нередко такие устройства допускают серьезные погрешности, — напомнили авторы статьи.
Как это работает?
Датчики ФПГ измеряют растяжение или увеличение артерий и других сосудов под кожей при прохождении через них пульсаций крови. Так прибор измеряет, какие изменения происходят при поглощении или отражении сигнала.
В ходе нового исследования ученые решили протестировать современные мобильные пульсоксиметры на 10 добровольцах, среди которых были три человека европеоидной расы, три чернокожих и четыре азиата.
Во время эксперимента участники подносили указательный палец к сенсорной системе смартфона и с помощью приложения проверяли уровень кислорода в крови. Зафиксировав стандартные показатели, добровольцы вдохнули смесь газов с пониженным уровнем кислорода, которая способна снижать уровень насыщения артериальной крови кислородом от 70 до 100%.
Ученые обнаружили, что датчики смартфона верно зафиксировали это изменение. Результаты были сопоставимы с диагностикой на полноценных медицинских приборах.
Специалисты также проанализировали более 2200 показаний, снятых одновременно с мобильного пульсоксиметра и стационарного прибора Welch-Allyn. В исследовании уже приняли участие 320 человек в возрасте от 18 до 89 лет.
Авторы исследования обнаружили, что показания смартфона имеют эквивалентную точность измерения дорогих одобренных FDA больничных приборов. Тем не менее, специалисты советуют пользоваться только одобренными приложениями.
Как проверить уровень кислорода в крови с помощью смартфона
Измерение уровня кислорода в крови — функция, доступная для некоторых смартфонов, которая еще недавно казалась нам практически бесполезной, в текущих реалиях пандемии становится более чем востребованной. Согласно официальному переводу ВОЗ «Протокола диагностики и лечения COVID-19», падение сатурации ниже 93% — это один из симптомов, на который при малейшем подозрении на коронавирусную инфекцию стоит обращать свое внимание в первую очередь.
Контролировать уровень кислорода в крови в домашних условиях можно как с помощью портативных пульсоксиметров, так и с помощью смартфонов и фитнес-браслетов, оснащенных датчиком SpO2.
Что такое сатурация
В процессе дыхания лёгкие человека выполняют функцию газообмена, насыщая кровеносную систему кислородом. Кислород, как известно, переносится к тканям в составе железосодержащего белка гемоглобина. Присоединяя к себе молекулы кислорода из легких, гемоглобин превращается в оксигемоглобин. Небольшой процент белка, который не успел соединиться с кислородом и является для нас по сути бесполезным, называется дезоксигемоглобином.
У здорового человека процент насыщенного кислородом оксигемоглобина должен быть в пределах 95−99. При заболеваниях легких функция газообмена нарушается, а степень насыщения крови кислородом снижается.
Этой задачей и занимается прибор пульсоксиметр — измеряет процентное соотношение обогащенного и не обогащенного кислородом гемоглобина в крови, по-простому, сатурацию.
Как работает датчик SpO2
Принцип измерения в таких приборах основан на способности гемоглобина поглощать и отражать световые волны разной длины. Оксигемоглобин поглощает больше красного света, дезоксигемоглобин — больше инфракрасного. Поэтому в классическом пульсоксиметре как раз и используются два светодиода: один излучает свет в красном диапазоне, второй в инфракрасном.
Светодиоды просвечивают палец, а фотодатчик с обратной стороны анализирует количество поглощенного гемоглобином света, после чего микропроцессор вычисляет их процентное соотношение и выводит результат на экран.
Принцип измерения сатурации в смартфоне практически такой же, как и у пульсоксиметра. Но так как в смартфонах и фитнес-браслетах технически невозможно разместить фотодатчик с противоположной от светодиодов стороны, его располагают в непосредственной близости к светодиодам, а для считывания данных используется не пропущенный, а отраженный от тканей (чаще всего от костей) свет.
Какие смартфоны оснащаются датчиком SpO2
Конечно, далеко не все смартфоны и фитнес-трекеры сегодня имеют встроенный датчик SpO2. Измерять уровень кислорода в крови могут, например, многие флагманы Samsung Galaxy Note 4, 5, 7, 8, 9, Samsung Galaxy S6, S7, S8, S9, S10, а также некоторые современные фитнес-браслеты и смарт-часы. Главное условие — наличие красного и инфракрасного светодиодов, а также фотодатчика SpO2. На многих фитнес-браслетах имеется зеленый светодиод, который подходит лишь для измерения пульса. Имейте в виду, что для измерения уровня кислорода он не годится.
Как измерить уровень кислорода в крови с помощью смартфона
Для того чтобы измерить сатурацию крови с помощью смартфона, откройте приложение Samsung Health или скачайте приложение Pulse Oximeter — Beat & Oxygen из магазина Play Маркет.
Откройте приложение, и найдите пункт «Стресс».
Как пользоваться пульсоксиметром
Пульсоксиметр — прибор, который помогает измерять концентрацию кислорода в артериальной крови, этот показатель называется сатурацией кислорода, или SpO2.
Пульсоксиметр используют при заболеваниях легких, чтобы не пропустить момент, когда уровень кислорода в крови станет опасно низким. От недостатка кислорода страдают все органы и ткани, в первую очередь — сердце и мозг.
Воспаление легких — частое осложнение тяжелой коронавирусной болезни. Однако это не значит, что пульсоксиметр необходим всем без исключения заразившимся людям. В этой статье мы расскажем, кому может пригодиться этот прибор, как им правильно пользоваться, чтобы получить точный результат, и как его правильно выбрать.
Зачем врачи используют пульсоксиметр при коронавирусной болезни
Пульсоксиметр — гаджет 2020 года. В клинической практике он позволяет врачу в спорных случаях своевременно направить пациента на госпитализацию. При госпитализации пульсоксиметрия в числе комплекса исследований помогает принять решение, куда направить пациента, — в обычное или реанимационное отделение, подобрать ему режим кислородотерапии и отслеживать ее эффективность. На этапе реабилитации пульсоксиметрия может быть использована, чтобы оценивать прогресс в переносимости физических нагрузок.
Отслеживать SpO2 крайне важно, так как при COVID-19 даже тяжелый дефицит кислорода очень часто субъективно переносится достаточно легко, иногда практически бессимптомно.
Кому нужно измерять кислород в крови при коронавирусной болезни
Существуют российские и международные клинические рекомендации — это постоянно обновляющиеся инструкции для врачей о том, как правильно лечить коронавирусную болезнь. В них подробно указано, кому нужно измерять кислород в крови. Клинические рекомендации разных стран могут различаться в деталях, но в ключевых моментах они похожи. Согласно им, людям, которые лечатся от коронавируса дома, смысла использовать пульсоксиметры нет.
Временные методические рекомендации МинздраваPDF, 11,2 МБ
Клиническое ведение COVID-19 — рекомендации ВОЗPDF, 2,1 МБ
Чтобы не пропустить момент, когда станет хуже, достаточно следить за этими тремя симптомами. Но некоторые специалисты считают, что пульсоксиметр может быть полезен в качестве дополнительного средства самоконтроля.
Кому действительно нужен пульсоксиметр
Четыре заболевших человека из пяти переносят коронавирусную болезнь в легкой форме, им измерять SpO2 в принципе не нужно. Многие будут неправильно пользоваться прибором. При этом, с врачебной точки зрения, нормальные значения SpO2, измеренные пациентом, не исключают необходимости его осмотра и опроса — как и сообщение о снижении сатурации. Будет ли пациенту психологически спокойнее иметь под рукой пульсоксиметр, или, наоборот, он станет поводом для дополнительных тревог, зависит от психологических особенностей человека.
Вероятно, домашний персональный пульсоксиметр мог бы быть действительно полезным, если:
Как разобраться с показаниями пульсоксиметра
Норма SpO2 — международный учебник для студентов-медиков
У пациентов в тяжелом состоянии SpO2 равен 93% или меньше.
В течение дня уровень кислорода в крови может колебаться, поэтому имеет смысл делать измерения как минимум дважды, утром и вечером.
Чтобы результаты можно было сравнить, измеряйте SpO2 в одной и той же позе, в одно и то же время и на одном и том же пальце одной и той же руки. По некоторым данным, SpO2 на указательном пальце чуть ниже, чем на среднем пальце той же руки. На пальцах разных рук результаты тоже отличаются.
На какие показатели пульсоксиметра нужно обращать внимание при коронавирусной болезни?
Пропустить сатурацию 93% легко. Пациенты не чувствуют одышки субъективно, зато имеют выраженную слабость, и она является аналогом одышки. Сатурация 93% может не сопровождаться возбуждением и тревогой. Часто при этом пациент просто не может встать и дойти до компьютера, телефона, туалета; испытывает повышенную сонливость.
Повод для повторного вызова врача у пациентов младше 60 лет:
Как работает пульсоксиметр
Принцип работы всех пульсоксиметров одинаковый. Во всех есть источники красного света — диоды, чувствительные к свету датчики и монитор с дисплеем, на который выводится результат.
Пульсоксиметр обычно похож на прищепку, которую нужно цеплять к пальцу. Диоды и датчики у прищепки находятся внутри, а дисплей — снаружи. Когда прищепку надевают на палец, луч света проходит сквозь него. А поскольку насыщенная кислородом артериальная кровь пропускает свет иначе, чем артериальная кровь, в которой кислорода мало, датчик фиксирует отклонение от нормы и выводит результат на экран.
Как правильно измерять сатурацию пульсоксиметром
Измерять сатурацию нужно примерно как давление — правила очень похожи:
У парализованных людей пульсоксиметр-прищепка занижает сатурацию. Для них нужен пульсоксиметр с клеящимися электродами.
Как выбрать пульсоксиметр
В интернет-магазинах можно встретить три типа приборов, которые называются пульсоксиметрами. Для самодиагностики при коронавирусной болезни подходят не все.
Пульсоксиметры-прищепки. Надеваются на палец, предназначены для однократного измерения SpO2. Работают такие устройства на двух батарейках типа AAA.
Производители обязаны регистрировать пульсоксиметры-прищепки как медицинские изделия и выдавать им регистрационные удостоверения — РУ. Поэтому перед покупкой имеет смысл проверить приглянувшееся устройство в государственном реестре медицинских изделий. Для этого достаточно зайти на сайт Росздравнадзора и ввести название пульсоксиметра в поисковую строку.
В 2016 году исследователи протестировали шесть пульсоксиметров такого типа и пришли к выводу, что в целом они не так точны, как анализы на газы крови, которые делают в больнице. Однако, если у пациента SpO2 в пределах 90—100%, эти устройства оказались почти такими же точными, как анализы крови. Это значит, что пульсоксиметры можно использовать для самопроверки при коронавирусной болезни.
Пульсоксиметры круглосуточного наблюдения. Эти устройства тоже крепятся на палец, при этом от них отходит шнур, который идет к браслету с монитором. Такие устройства предназначены для круглосуточного мониторинга SpO2 у лежачих пациентов, их носят не снимая. Питается такое устройство от сети, в среднем выдерживает 500 перезарядок. Пульсоксиметры для круглосуточного наблюдения зарегистрированы как медицинские изделия, у них должно быть РУ.
Эксперимент показал, что пульсоксиметры с браслетом, как правило, помогают получить достаточно надежные результаты даже у людей, которые занимаются домашними делами. Однако движение все-таки мешает определению SpO2, поэтому иногда прибор ошибается и выдает неправильный результат.
«Прищепки» и «браслеты» никто пока не сравнивал. Но пока кажется, что здоровым людям, которые постоянно двигаются и не лежат в кровати, для самоконтроля при коронавирусной болезни все-таки надежнее использовать пульсоксиметры-прищепки.
Как проверить качество пульсоксиметра
Пульсоксиметры бывают дорогими и дешевыми. Дорогие пульсоксиметры стоят более 20 000 Р и в целом устойчиво выдают точные показатели в условиях воздействия неблагоприятных факторов.
Дешевые пульсоксиметры стоят менее 10 000 Р и делятся на две категории: дешевые хорошие, которые в случае неблагоприятных условий измерения просто выключаются, и дешевые плохие, которые в неоптимальных условиях начинают выдавать ложные значения.
Отличить их друг от друга позволяет простой тест. Если поднять над головой палец с пульсоксиметром во время измерения, то в определенный момент хороший пульсоксиметр отключится. Плохой пульсоксиметр в этой ситуации станет занижать значение сатурации.
Подробнее всего о своем устройстве рассказала компания «Эпл». На задней поверхности часов есть и светодиоды, и датчики. Как и в пульсоксиметрах, светодиоды «просвечивают» артерии, однако свет не проходит насквозь, а отражается от кровеносных сосудов и попадает на датчики, которые передают его в приложение.
Компания «Эпл» планирует выяснить, можно ли использовать умные часы для диагностики и контроля за состоянием при коронавирусной болезни. Однако, пока результатов исследования нет, доверять этому гаджету преждевременно, потому что измерения могут быть неточными.
Предварительные результаты тестирования умных часов с функцией определения SpO2 пока неутешительны. Обозреватель новых технологий из газеты «Вашингтон-пост» протестировал Apple Watch Series 6 и очень похожие на них часы Fitbit Sense. При каждом тесте он получал разные результаты, которые не совпадали с данными от пульсоксиметра-прищепки.
Ни одни умные часы с функцией пульсоксиметрии, включая Apple Watch Series 6, не зарегистрированы в качестве медицинского изделия. Представители «Эпла» пишут, что умные часы не предназначены для использования в медицинских целях.
Как проверить сатурацию без пульсоксиметра дома самостятельно
Если вы заболели или почувствовали признаки недомогания, возможно, причина в снижении содержания кислорода в крови. Часто это единственный признак, по которому можно определить наличие болезни. Поэтому важно узнать, какая сатурация, чтобы понять, здоровы ли легкие. При этом сделать это можно в домашних условиях с прибором, без прибора, например, с помощью смартфона или иных гаджетов. Но важно правильно проводить процедуру.
Что такое сатурация кислорода: какой показатель считается нормой
Зараженные коронавирусом имеют общий симптом — в крови сильно понижается уровень кислорода. Для постановки диагноза медработники проверяют этот показатель. Насыщение крови кислородом получило название сатурации. У взрослых нормальный показатель составляет 95-100 %.
Если начинается снижение и показатель падает хотя бы до 94 %, врачи предпринимают неотложные меры для избежания кислородного голодания. При показателе в 90 % показана экстренная медицинская помощь.
Для людей с хроническими болезнями органов дыхания уровень сатурации в норме — 92-94 %, а у курильщиков этот показатель составляет 92-95 %.
Помимо нарушения работоспособности легких, снижение кислорода в крови свидетельствует о таких проблемах у пациента:
Причина плохой насыщенности крови кислородом может быть в недавно полученной тяжелой травме или перенесенной операции.
Как измерять уровень кислорода пульсоксиметром
Измеряют сатурацию медработники. Если самочувствие ухудшилось или пациент хочет контролировать этот показатель после контакта с заболевшими людьми, сделать это можно самостоятельно. Определить уровень кислорода в крови можно с помощью специального прибора, который надевается на палец. Называется он пульсоксиметром. Пользоваться им просто и удобно.
Измерить сатурацию можно единожды или многократно — все зависит от необходимости следить за состоянием пациента. В случае с многократным исследованием, проводить его можно во сне. Определение результатов будет осуществляться через определенные временные отрезки, при этом данные будут оставаться в памяти устройства.
Пластинки прибора, словно клипсы, зажимают палец или мочку уха, после чего подают лучи разной длины. У артериальной и венозной крови разный состав, поэтому и такие лучи поглощаются по-разному. Анализ проводится из преломления и отражения, на основании чего и делают вывод об уровне кислорода в крови.
Чтобы получить более точный результат, на ногтевой пластине не должно быть лака. Если есть возможность, то лучше надеть устройство на ухо, предварительно сняв с него серьгу.
Существуют определенные правила измерения сатурации:
Если показатели в норме, то пульсоксиметр издаст кратковременный сигнал. Если послышались многократные звуки, это свидетельствует о сниженном показателе кислорода в крови.
Как проверить сатурацию без пульсоксиметра в домашних условиях
Проверять насыщение крови кислородом специалисты советуют не только в период пандемии, а и при иных болезнях, особенно хронических. Но может случиться и так, что прибора нет, а появилась одышка, что вызывает беспокойство о состоянии своего здоровья, то можно самостоятельно провести тест.
Полученные результаты могут быть не такими точными, как при использовании специального устройства, но все же позволят судить о нарушениях в дыхательной системе.
Тестирование проводится так:
Если легкие здоровые, то человек без проблем пройдет это испытание. На базе проведенных расчетов можно определить уровень насыщения кислородом:
При дефиците кислорода надо обратиться за медпомощью, а если еще есть и сопутствующие признаки «короны» — вызвать врача на дом. Определить эти показатели можно и в поликлинике, сдав кровь.
Как проверять самостоятельно сатурацию без пульсоксиметра телефоном дома: на смартфоне
Сегодня на рынке представлены гаджеты с широким набором функций, которые не ограничиваются только развлечениями. Теперь посредством девайса можно оплачивать покупки, контролировать физическую активность и некоторые параметры здоровья. Многие пользователи пытаются проверить сатурацию без пульсоксиметра на смартфоне, но надо учесть, что сделать это не получится.
Кроме этого, существуют приложения, предлагающие проверить сатурацию без пульсоксиметра на Айфоне. Но нужно учитывать, что показатели будут неверными. Чтобы измерить кислород в крови, нужно, чтобы прибор излучал две волны разной длины: ИК и красную. А в мобильном устройстве такой возможности нет.
Могут ли умные часы или фитнес-браслеты измерять уровень кислорода в крови
Контролировать свое здоровье можно и с помощью фитнес-браслетов, а также умных часов. Производители стали оснащать эти гаджеты датчиками для измерения сатурации не так давно. А из-за эпидемии коронавируса такие функции стали востребованными. Но уровень кислорода в крови важен не только при этой инфекции, а и при головокружении, слабости, одышке и прочих недомоганиях. Датчик измерения кислорода называется SPO2, расшифровывается аббревиатура так:
В смарт-часах или фитнес-браслетах есть светодиод, излучающий красный цвет или ИК-диапазон, и фотодетектор. Он фиксирует сигнал, отражающийся от исследуемых тканей, проводит анализ ситуации и выдает результат на дисплее. Такие датчики есть в новых устройствах Apple Watch, в фитнес-браслетах Honor и Huawei.
Как избежать недостатка кислорода в крови: профилактика
В связи с тем, что довольно проблематично обнаружить самостоятельно хроническую форму гипоксемии, необходим регулярный контроль уровня кислорода в крови. Врачи убеждены, что людям, у которых нет жалоб на здоровье, измерять сатурацию не нужно.
Но на карантине ситуация иная: человек постоянно находится в помещении, или у него появляются такие симптомы, как одышка, учащенное сердцебиение и поверхностное дыхание. В этом случае надо проветривать комнату, больше отдыхать, чтобы к легким поступало больше воздуха. Во избежание хронической гипоксемии надо изменить образ жизни:
В квартире температура должна быть +18…+23 °С, а уровень влажности — 45-60 %. Для увлажнения надо проводить влажную уборку или использовать специальные устройства.
