Измерить сатурацию на смартфоне
Здравствуйте! Я работаю врачом 21 год. Меня зовут Георгий Олегович Сапего. В этой статье расскажу про то, как понять, что у человека с одышкой стало реально мало кислорода в крови.
Многие люди с заболеваниями органов дыхания жалуются на одышку. Иногда эта одышка не слишком страшная, а иногда людям реально не хватает кислорода.
Пульсоксиметр
Это портативный прибор, который измеряет насыщение гемоглобина кислородом. Сейчас такие можно легко купить, и они у многих есть дома.
Если вы захворали, закашляли и вам кажется, что появилась одышка, то можно посмотреть насыщение гемоглобина кислородом. Это называют сатурацией.
Обычно сатурацию проверяют два раза в день. Если этот показатель упал ниже 95%, то надо показаться врачу. Вызывайте врача, скорую, что хотите. Главное - чтобы живой медик посмотрел на вас собственным глазом.
Приложение на телефоне
В современных телефонах подороже есть приложения, которые работают как пульсоксиметр. Такие приложения врут. Особенно больно видеть врачей, когда они с гордым видом измеряют своих пациентов телефоном. Это дурость.
В прошлом году даже специально проводили исследование на эту тему. Оно называется "Accuracy of smartphone pulse oximeters in patients visiting an outpatient pulmonary function lab for a 6-minute walk test" . Кому интересно - поищите и почитайте. Так вот телефоны в этом деле не помощники. Врут они.
Как проверить кислород без приборов
Нужно вслух на родном языке досчитать до 30, не делая дополнительных вдохов. Надо засечь время и посмотреть, сколько на это уйдет секунд.
Если не получается на одном вдохе досчитать до 10 или просто дольше 7 секунд, то это оно и есть. То есть сатурация меньше 95%.
Это штуку придумали англичане, чтобы оценить недостаток кислорода у людей по видеосвязи. Телемедицина такая. Если не получается досчитать до 10, то надо, чтобы на больного посмотрел живой реальный врач.
Когда и так все понятно
Если у человека была одышка, а потом что-то не то стало с головой (появилась сонливость, торможение, стал странно себя вести), то дальше ждать нечего и надо вызывать скорую.
Если был гипертоником, а на фоне одышки вдруг необычно низко упало давление, то надо вызывать скорую.
Если посинело лицо или перестал мочиться, то нужно вызывать скорую.
В любом случае, если сомневаетесь, то звоните в скорую и спрашивайте. Там подскажут.
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.
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
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.
Корреспондент Sputnik Кыргызстан решил узнать у специалистов, можно ли доверять показателям уровня кислорода в крови, измеряемого с помощью мобильных приложений.
Из-за резкого ухудшения эпидситуации все больше кыргызстанцев в социальных сетях просят помочь в поиске пульсоксиметра. Найти этот медицинский прибор, необходимый для измерения уровня кислорода в крови, стало очень трудно — в аптеках его просто нет. Поэтому некоторые граждане советуют использовать специальные приложения для смартфонов.
Sputnik выяснил, насколько они эффективны.
Что такое пульсоксиметр?
Пульсоксиметр — маленький прибор, который за секунды определяет уровень сатурации (насыщенности крови кислородом). С его помощью можно понять, нужна пациенту кислородная поддержка или нет. У здорового человека показатель насыщенности крови кислородом должен составлять 95 и более процентов.
Как он работает?
Пользоваться пульсоксиметром легко. Необходимо надеть его на палец, и уже через несколько секунд на экране отобразится результат. В приборе есть датчик, который просвечивает ткани двумя типами красного света и определяет количество кислорода в крови.
Поможет ли смартфон?
Врач-пульмонолог Национального центра кардиологии и терапии Маамед Мадемилов скептически относится к советам измерять уровень кислорода в крови с помощью мобильного приложения.
"Медицинские пульсоксиметры проверяются на соответствие стандартам, чего нельзя сказать о различных приложениях", — отметил он.
По словам пульмонолога Бермет Естебесовой, специальные исследования пока не проводились.
"Мы провели сравнение — показатели приложения и медицинского прибора оказались близкими друг другу. Но проверяли здоровых людей, а не больных, поэтому я не готова утверждать, что приложения можно использовать. Определенная сопоставимость есть, однако эти приложения не медицинские и не на 100 процентов точные. Думаю, если нет ничего другого, можно измерять уровень сатурации хотя бы с помощью приложения — до приезда медиков", — пояснила Естебесова.
На сайте Центра доказательной медицины (CEBM) Оксфордского университета заявлено, что мобильные приложения не могут быть использованы в качестве пульсоксиметров.
"Нет никаких доказательств того, что технология смартфона является точной для измерения насыщенности крови кислородом. Кроме того, научная основа таких технологий сомнительна. Показателям насыщения кислородом, полученным с их помощью, не следует доверять при клинической оценке пациентов", — заключил изучавший данную тему профессор Лионель Тарасенко.
Отметим, что в течение нескольких лет некоторые производители телефонов заявляли, что их устройства можно использовать для измерения уровня кислорода в крови, но проведенные исследования показали, что данные не совсем точны.
Между тем фитнес-тренер Василя Кадничанская показала дыхательные упражнения, которые необходимо выполнять для насыщения организма кислородом. Видео опубликовал Минздрав КР.
Непростой 2020 год показал, что за здоровьем надо тщательно следить даже при самой невероятной занятости. Тем более, что развитие технологий позволяет делать это при помощи смартфона, умных часов или фитнес-браслета. Комбинация различных датчиков и софта может контролировать ряд важных параметров и делать выводы: все ли в порядке или стоит запланировать визит к врачу.
Всплеск интереса к повседневному контролю здоровья случился после появления на рынке «умных» часов и браслетов. Разработчики с самого начала встраивали в них не только акселерометр и/или гироскоп с навигационным приемником, но и датчики контроля сердечных ритмов. Сейчас в такие устройства ставят несколько дополнительных чипов, позволяющих узнать о своем организме много полезного.
Давайте разберемся, какие датчики применяются в «умных» гаджетах, что они умеют и насколько точным получается результат измерений.
Акселерометр и гироскоп
Изначально эти датчики устанавливали в смартфоны. Когда появились «умные» часы и браслеты, их также оснастили такими чипами: на работе акселерометра, например, построена одна из основных задач всех «умных» гаджетов — подсчет количества шагов.
Сейчас все настолько привыкли к тому, что акселерометр и гироскоп есть в мобильных устройствах, что не видят между ними разницы. Тем более, что функции этих датчиков реализуются одной микросхемой. На самом деле разница есть. Если коротко, то акселерометр реагирует на ускорение предмета, а гироскоп — на изменение его положения в пространстве. Поэтому с помощью акселерометра можно, например, понять, нужно ли сменить ориентацию экрана смартфона или посчитать шаги. А с помощью гироскопа — точно определить положение тела.
Зачем это нужно в мобильной диагностике? С подсчетом шагов все ясно — это контроль здорового образа жизни. Но это больше относится к фитнесу. А как это помогает в плане наблюдений за своим самочувствием?
Дело в том, что связка акселерометра и гироскопа обеспечивает работу функции, способной определить, что владелец устройства упал. «Умный» гаджет на основании резкого изменения показаний датчиков делает вывод, что пользователю необходима помощь, и автоматически вызовет экстренные службы, например, скорую или полицию. Зачем это нужно? Например, гаджет оперативно вызовет врачей, если с вами случится какая-то неприятность на улице. А при инсульте и инфаркте очень важно, чтобы квалифицированная медицинская помощь была оказана как можно быстрее.
К примеру, такая функция реализована в Apple Watch. По умолчанию она активируется у пожилых пользователей, также можно ее включить вручную.
Кстати, обратите внимание, что наличие акселерометра вместе с гироскопом позволяет получать более точные результаты тренировок: гироскоп точно распознает такие вещи, как бег на месте или прыжки, и понимает, когда вы идете пешком, а когда бежите.
Датчик пульса
Датчик пульса — первое устройство для мобильной диагностики, появившееся в носимых гаджетах. Он предназначен для контроля сердечных ритмов в состоянии покоя и при физической нагрузке. На основании собранной статистики можно оценить состояние здоровья и понять, оптимальны ли нагрузки на тренировках или, если имеются какие-либо заболевания, сориентироваться, не пора ли обратиться к специалисту.
Измерения пульса
Датчики пульса, используемые в мобильных гаджетах, работают на основе оптической технологии — фотоплетизмографии (PPG). Смысл ее заключается в следующем. При сокращении сердечной мышцы в кровеносных сосудах изменяется кровяное давление и происходит изменение интенсивности капиллярного кровотока. Увеличившееся количество крови в сосуде поглощает больше поступающего света. Если подать поток света определенной интенсивности, то на основании прошедшего через ткань или отраженного сигнала можно сделать вывод об изменениях анализируемой среды: например, подсчитать количество «всплесков» кровотока в минуту и сделать вывод о частоте пульса.
В мобильных гаджетах подсчет пульса реализуется на основе как прошедшего через ткань света (в компактных пульсоксиметрах), так и отраженного — в «умных» часах и фитнес-браслетах. В них светодиод, размещенный на внутренней стороне устройства, испускает свет,который отражается от тканей запястья и поступает на фотодатчик, регистрирующий уровень отраженного сигнала.
Для подсветки используется светодиод зеленого цвета (525 нм). Зеленый цвет излучения выбран потому, что является наиболее контрастным к красному цвету крови, согласно цветовому кругу Иттена, а следовательно, лучше всего поглощается.
«Умные» гаджеты регистрируют пульс автоматически (по расписанию) или по желанию пользователя. На основании измеренных значений они построят красивые графики в мобильных или десктопных приложениях, которые помогут следить за уровнем пульса: контролировать выход за установленные пределы, наблюдать процесс в динамике за определенные интервалы времени. В целом с этой задачей мобильные устройства справляются хорошо.
Измерения артериального давления
Раз датчик пульса анализирует сердечные ритмы на основе изменений кровотока и давления, то логично предположить, что с его помощью можно не только посчитать пульс, но и измерить давление. Это на самом деле так. На основании данных, полученных от датчика пульса, программа может рассчитать величину артериального давления.
Но проблема заключается в том, что для того, чтобы получить близкий к реальному результат, необходимо выполнить калибровку устройства под конкретного пользователя. В противном случае измерение давления будет корректным только для тех, у кого оно находится на нормальном уровне, и еще не проявились возрастные изменения или проблемы, связанные с различными заболеваниями. Поэтому, если вы хотите с помощью «умных» гаджетов контролировать еще и давление, ищите модель с настройкой измерений под владельца.
Датчик ЭКГ
Еще более интересная вещь в плане контроля здоровья — датчик электрокардиографии (ЭКГ). Дело в том, что о работе сердца можно судить не только по изменениям кровотока в сосудах, но и по электрическим сигналам, которые возникают в процессе работы этого органа. И эта информация точнее и информативнее. Электрокардиограмма, полученная специалистом медицинского центра, позволяет сделать выводы о работе сердца и его здоровье. Для этого на руки, ноги и грудную клетку устанавливают электроды, а результат интерпретирует компьютер.
Точно такой же датчик ЭКГ, только миниатюрных размеров, сейчас устанавливают в ряд мобильных устройств. Например, начиная с 4-го поколения, датчик ЭКГ имеется в Apple Watch. Но с мобильными датчиками существует ряд проблем.
Дело в том, что в профессиональном медицинском оборудовании обычно используют 10-12 датчиков, минимум шесть из них размещают в области сердца. А носимое мобильное устройство крепится на запястье. То есть, оно удалено от сердца на большое расстояние. И датчиков в таких устройствах значительно меньше.
Например, в Apple Watch их всего два: один размещен в Digital Crown, второй вместе с датчиком пульса установлен на внутренней стороне.
Поэтому точность ЭКГ, снятого с помощью мобильного устройства, не настолько высока, чтобы делать серьезные клинические выводы. Тем не менее, даже такой точности достаточно, чтобы определить мерцательную аритмию, показывающую, что визит к врачу откладывать не стоит.
Еще один важный момент — работа функции ЭКГ должна пройти проверку надзорных органов в разных странах. На момент написания статьи у Apple, например, получено разрешение для использования функции ЭКГ на территории США. В России Росздравнадзор сертифицировал ее буквально несколько дней назад. В остальном мире она официально отключена, хотя датчики в устройствах имеются. Остается только надеяться, что вопрос рано или поздно решится и полезная функция будет разблокирована.
Датчик уровня шума
Еще одна занятная функция, которая имеется, например, в Apple Watch — измерение уровня шума. Датчик регистрирует уровень фонового шума и, если он в течение некоторого времени превышает пороговое значение, гаджет выдает уведомление и предлагает покинуть место с высоким уровнем шума.
Полезна ли такая функция? Да, поскольку ВОЗ обращает внимание на то, что значительное количество людей подвергается риску потерять слух из-за сильного шумового воздействия в местах развлечений. Вы, наверное, замечали, что после того, как выходишь с рок-концерта или из клуба, некоторое время все слышно словно сквозь вату. Вот от таких «сюрпризов» датчик шума вас и защитит. Если, конечно, вы сами захотите защищаться.
Датчик уровня кислорода в крови
Теперь поговорим о новомодном датчике, которым мобильные устройства начали оснащать недавно. Это датчик определения уровня кислорода в крови. В свете коронавирусной инфекции, ставшей главной темой 2020 года, эта функция оказалась чуть ли не самой рекламируемой.
Нужно отметить, что, помимо наблюдений за своим состоянием в свете последних событий, контроль за уровнем кислорода в крови интересен и в других случаях: недостаток кислорода приводит к таким нехорошим вещам, как дыхательная недостаточность, одышка, головные боли и так далее.
Медики измеряют уровень кислорода в крови с помощью небольших приборов — пульсоксиметров. Внешне они напоминают прищепку с экраном, которая крепится на палец и выдает информацию о пульсе и степени насыщения кислородом артериальной крови. По этой причине датчики уровня кислорода в крови также называют датчиками SpO2.
Расшифровывается эта аббревиатура так:
- S - степень сатурации (насыщения) кислородом.
- P — пульс.
- O2- кислород.
Нормальной считается величина сатурации от 95 до 100%, показания ниже 90% говорят о наличии проблем.
В пульсооксиметре датчик измерения уровня кислорода работает следующим образом. В приборе установлен светодиод, излучающий сигналы инфракрасного диапазона и красного цвета, а также фотодетектор, фиксирующий, какая часть светового потока прошла через ткани пальца с капиллярными сосудами. Аналогичный способ используется и в умных гаджетах.
Только фотодетектор принимает не прошедший через ткани, а отраженный от них сигнал, так как браслет или часы крепятся на запястье. На основании уровня отраженного сигнала приложение, встроенное в гаджет, делает оценку сатурации и выводит на дисплей измеренное значение.
Такие датчики есть в новой серии Apple Watch, а также в ряде фитнес-браслетов, например, Honor Band 5 и Huawei Band 4 PRO.
Точность измерений и их использование для диагностики
Все перечисленные измерения — сердечных ритмов, ЭКГ и уровня кислорода — работают в мобильных гаджетах в упрощенном режиме. Они имеют уровень погрешности, не позволяющий использовать их как медицинские диагностические приборы. Это написано в документации ко всем «умным» часам и фитнес-трекерам, но, тем не менее, на этом стоит дополнительно заострить внимание.
К примеру, датчик уровня кислорода может ошибаться на несколько процентов, причем значение может колебаться, как в большую, так и в меньшую сторону. Также результаты измерений изменятся в том случае, если браслет или часы неплотно прилегали к вашему запястью, либо потому что резко похолодало.
Поэтому производители и специалисты обращают внимание, что все данные, полученные с мобильных датчиков, могут использоваться для общего контроля здоровья и оценки динамики состояния организма. Они не предназначены для постановки диагнозов и не являются медицинскими приборами. Для профессионального осмотра необходимо использовать специализированную технику.
Вместе с тем, нельзя не отметить и то, что имеется очевидная польза от использования датчиков в мобильной технике. Спортсмены и просто любители активного образа жизни успешно контролируют процесс тренировоки объемы нагрузок. А те, кому пришло время внимательнее относиться к своему здоровью, собирают статистику, показывающую общую картину изменений, и могут ее соотнести со своим самочувствием.
Анализ собранной статистики позволит вовремя заметить, если что-то пошло не так, и своевременно обратиться к врачу, например, при наличии сердечно-сосудистых заболеваний. Поэтому во многих случаях использование мобильной диагностики интересно, полезно и даже необходимо.
Читайте также: