Респираторные заболевания мешают организму извлекать кислород из легких. При этом уровень кислорода в крови пациентов необходимо мониторить. Новое приложение позволяет делать это без специального оборудования, при помощи обычного смартфона.
Как правило, уровень насыщения крови кислородом контролируют с помощью устройства под названием импульсный оксиметр. Устройство надевается либо на палец, либо на мочку уха. Такие инструменты применяются подготовленными специалистами в больницах и клиниках. Оксиметры, подключаемые к смартфону, также существуют, но их нужно покупать отдельно.
Пытаясь изобрести доступную всем альтернативу, ученые из Вашингтонского и Калифорнийского университетов разработали экспериментальное мобильное приложение, позволяющее смартфону обходиться без дополнительных аксессуаров.
Как это работает?
Для создания приложения ученые пригласили шестерых добровольцев в возрасте от 20 до 34 лет. С их помощью был разработан алгоритм, основанный на глубоком обучении.
Добровольцы надевали стандартный оксиметр на палец. Другой палец они помещали на объектив и вспышку камеры смартфона. Затем в течение 15 минут добровольцы дышали смесью кислорода и азота, медленно снижая уровень кислорода в своей крови. При этом смартфон записывал видео крови, пульсирующей в пальце.
Алгоритм непрерывно анализировал, сколько света поглощается кровью. Количество света, которое было поглощено, напрямую зависело от количества кислорода в крови. Плюс, эти данные сопоставлялись с точными показаниями оксиметра. Созданное таким образом приложение научилось понимать, сколько кислорода присутствует в крови пользователя в любой момент времени, основываясь лишь на том, сколько света от вспышки поглощается кровью в его пальце.
Готовое приложение протестировали на тех же шести добровольцах. Выяснилось, что смартфон позволяет точно измерять уровень кислорода в крови по мере того, как он снижается с нормальных показателей вплоть до 70%. Такие же уровни способен фиксировать простой оксиметр, какой можно купить в аптеке.
Здоровый человек должен иметь уровень кислорода в крови не менее 95%. Если показатель падает ниже 90%, человеку рекомендуется медицинская помощь. 70% - критический показатель, требующий срочного вмешательства.
По словам доктора Мэтью Томпсона из Вашингтонского университета, одного из авторов разработки, такое приложение может оказаться очень полезным для телемедицины. Оно позволит пациентам самостоятельно отслеживать свое состояние и, при необходимости, заблаговременно обращаться за помощью.
Описание приложения опубликовано в журнале npj Digital Medicine.
