Смартфоны могут отслеживать уровень кислорода в крови человека

Ученые выяснили, что с помощью камеры и вспышки обычного смартфона можно измерить уровень кислорода в крови. Это поможет людям следить за состоянием своего здоровья в домашних условиях и вовремя обращаться к специалистам. Исследование опубликовано в журнале Nature.

Дыхание — один из важнейших процессов в теле человека. Для здорового функционирования организма гемоглобин должен быть насыщен кислородом не менее чем на 95%. Некоторые заболевания, например астма и COVID-19, понижают сатурацию — показатель уровня насыщенности крови кислородом. В таком случае человеку необходимо медицинское наблюдение. В больницах сатурация отслеживается через пульсоксиметр — специальный прибор, который надевается на палец или ухо. Люди с хроническими заболеваниями не могут постоянно находиться под наблюдением врача, зато практически у каждого под рукой есть смартфон.

Американские исследователи доказали, что смартфоны способны определить снижение уровня кислорода в крови до 70%. Ученые использовали искусственный интеллект для обучения специального алгоритма. В ходе эксперимента участникам надели стандартный пульсоксиметр на один палец и приложили камеру со вспышкой к другому пальцу на той же руке. Данные четырех из шести испытуемых были использованы для тренировки программы: в течение пятнадцати минут они вдыхали определенную смесь кислорода и азота, чтобы медленно понизить сатурацию. Во время испытания камера с включенной вспышкой записывала видео и фиксировала появление свежей крови в освещенном участке. Программа должна была определить степень поглощения гемоглобином света от вспышки в каждом из трех цветовых каналов, которые она измеряет: красный, зеленый и синий. После загрузки показателей в алгоритм и проведения второго этапа эксперимента исследователи подтвердили, что в 80% случаев смартфон правильно предсказал низкий уровень кислорода в крови у испытуемых.

По словам ученых, это первый шаг к разработке биомедицинских устройств, основанных на машинном обучении. Они планируют продолжать эксперименты на разных типах кожи для исключения неточных результатов. В будущем эта технология поможет людям самостоятельно измерять свои показатели при хронических заболеваниях или отслеживать симптомы коронавируса.