Измерение кислорода в крови умными часами: как это работает и можно ли доверять результатам

Могут ли умные часы заменить специальные приборы для измерения кислорода?

В 2020 году нас всех стала волновать сатурация и оксигенация, а пульсооксиметр — аппарат для измерения уровня кислорода в крови — теперь один из самых модных домашних медицинских приборов.

Насыщенность крови кислородом, или сатурацию, начали проверять так часто из-за коронавируса. При поражении зловредным ковидом тканей легких заметно падает уровень насыщения кислородом крови, даже если человек чувствует себя при этом довольно сносно. А показатели ниже нормы могут стать основанием для госпитализации и подключения к ИВЛ.

Раньше можно было только измерить уровень кислорода в крови на пальце и только пульсооксиметром. Это достаточно простой прибор, который надевается на палец, как прищепка, и показывает сатурацию — так называется измерение кислорода, а также пульс пациента.

Нормой для здорового человека считается 94% и выше, и падение уровня крови в крови ниже этого порога — признак дыхательной недостаточности. А если показатель меньше 90%, нужно срочно обратиться к врачу.

Но теперь измерять кислород в крови научились умные часы и фитнес-браслеты В 2020 году практически все крупные производители носимых устройств добавили в них функцию измерения SPO2 — то есть уровня насыщения крови кислородом. Измерять сатурацию умеют, например, умные часы Apple и Samsung 2020 года, фитнес-браслеты Honor Band 5 и так далее.

В чем принцип действия медицинских аппаратов на палец для измерения кислорода и чем отличаются от них умные часы с функцией SPO2

Измерение кислорода в крови умными часами: как это работает и можно ли доверять результатам

 

Кислород в крови связывается с гемоглобином во время прохождения крови через легкие. Чем более насыщен кровью гемоглобин, тем более яркой становится кровь. Этим, кстати, и объясняется разница в цвете артериальной и венозной крови.

На определении уровня яркости крови и построена работа пульсооксиметра. Для этого в нем есть специальный датчик, который состоит из двух частей: светоизлучающих диодов с одной стороны и детектора света (называемого фотодетектором) — с другой. Излучаемый датчиком свет поглощают кровь и ткани, а фотодетектор на другой стороне улавливает свет, прошедший через ткани. На основе того, какое количество света поглощено, прибор рассчитывает уровень сатурации (SpO2).

Измерение кислорода в крови умными часами: как это работает и можно ли доверять результатам

 

Одновременно пульсооксиметр измеряет пульс. Некоторые приборы при этом отображают изменение пульса как волнообразную кривую. Это позволяет лучше понять, насколько хорошо снабжаются ткани кислородом.

Почитать подробнее о том, как измеряют кислород в крови врачи, можно в специальном руководстве ВОЗ по пульсооксиметрии.

В умных часах измерение уровня кислорода в крови производится по тому же принципу: светодиоды излучают свет, а фотодетектор измеряет количество света, только не поглощенного, а отраженного, и вычисляет сатурацию.

Еще одно важное отличие умных часов от пульсооксиметров — место крепления. Если медицинские приборы для измерения кислорода надеваются преимущественно на палец и реже — на стопу или мочку уха, то умные часы измеряют кислород там, где находятся — то есть на запястье.

Согласно исследованиям ученых, показания прибора для измерения кислорода на запястье являются менее достоверными, так как область исследования тут ограничена, и на их точность существенно влияют такие факторы, как освещенность, давление, а также правильность расположения на запястье.

Как измеряют уровень кислорода в крови умные часы разных производителей?

Часов и фитнес-браслетов с функцией измерения SpO2 сейчас продается великое множество, и не всегда им можно доверять. Поэтому мы взяли часы трех солидных производителей — Apple Watch шестого поколения, Samsung Galaxy Watch 3 и Honor Watch ES.

Мы протестировали, как умные часы измеряют уровень кислорода в крови в разных условиях, по методике, предложенной корейскими медиками — при обычном дыхании, в условиях нехватки кислорода после задержки дыхания, а также мы добавили еще один показатель — дыхание сразу после интенсивных физических упражнений. И вот что мы выяснили.

Измерение кислорода в Apple Watch 6

Для измерения кислорода в Apple Watch шестого поколения предназначен отдельный апп на часах, а результаты заносятся в приложение «Здоровье».

Перед началом измерения часы дают несколько советов, как измерить кислород в крови правильно: где расположить часы, как затянуть ремешок — очень расплывчато и показывают это на картинках — довольно схематично. Приводятся и данные о предыдущем измерении.

Часы измеряют сатурацию в течение 15 секунд, выводя при этом не график, а абстрактную красно-голубую картинку. Если при этом вы сдвигаете руку, измерение будет признано неудачным, а его результаты не зафиксируются.

После окончания замера показывается только насыщенность крови кислородом, но не пульс. Если провести подряд несколько измерений, показатели меняются в пределах двух процентов.

  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  • Измерение кислорода в крови умными часами: как это работает и можно ли доверять результатам

    Измерение кислорода в крови умными часами: как это работает и можно ли доверять результатам

    Измерение кислорода в крови умными часами: как это работает и можно ли доверять результатам

    Измерение кислорода в крови умными часами: как это работает и можно ли доверять результатам

    Измерение кислорода в крови умными часами: как это работает и можно ли доверять результатам

    Пред.След.

    Нехватку кислорода из-за задержки дыхания Apple Watch никак не отразили, а вот учащенное дыхание после физических упражнений отразилось на измерениях — уровень кислорода в крови достиг 100%.

    Сравнительная таблица измерений результатов всех участников — в конце статьи.

    Измерение кислорода в Samsung Galaxy Watch 3

    Чтобы измерить кислород умными часами Samsung Galaxy Watch 3, надо отыскать в меню часов приложение Samsung Health, а в нем- пролистнуть до синей капельки. Перед началом измерения часы дадут вам довольно подробную инструкцию о том, где расположить часы (лучше — ближе к сердцу), как подготовиться к измерению, а также напомнят, что нормальный диапазон насыщенности кислородом для здорового человека составляет 95-100%, но на него могут влиять такие факторы, как физические упражнения, высота над уровнем моря и состояние здоровья.

    Samsung Galaxy Watch 3 измеряют уровень кислорода в крови, а также пульс, в течение 15 секунд, если сидеть неподвижно, и в течение 40 секунд — если зафиксировано движение. Во время измерения строится график — голубая линия, но является ли он отражением сердцебиения во время замера, и о чем говорит — непонятно. К полученным результатам можно добавить метку о самочувствии, также данные о последнем измерении будут показываться рядом со значком-капелькой в приложении Samsung Health.

  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  • Измерение кислорода в крови умными часами: как это работает и можно ли доверять результатам

    Измерение кислорода в крови умными часами: как это работает и можно ли доверять результатам

    Измерение кислорода в крови умными часами: как это работает и можно ли доверять результатам

    Измерение кислорода в крови умными часами: как это работает и можно ли доверять результатам

    Измерение кислорода в крови умными часами: как это работает и можно ли доверять результатам

    Пред.След.

    Результаты трех проведенных подряд измерений со спокойным дыханием отличались на 1-2%. Задержка дыхания никакого влияния на результат не оказала, интенсивная кардионагрузка и сбитое дыхания на данные также никак не повлияли.

    Измерение кислорода в Honor Watch ES

    В умных часах Honor функция измерения кислорода находится в главном меню и называется просто SPO2. Перед началом измерения дается лаконичный совет не двигаться и повернуть часы циферблатом к себе, после чего дается 3 секунды на подготовку.

    Honor Watch ES измеряют одновременно кислород и пульс. Если сидеть неподвижно, все займет секунд 15-20, если двигаться — 45 секунд. На экране при этом демонстрируется кружок, который медленно заполняется красной жидкостью. Если движений было слишком много, после этого часы напомнят о необходимости не двигаться и предложат повторить.

  •  
  •  
  •  
  •  
  • Измерение кислорода в крови умными часами: как это работает и можно ли доверять результатам

    Измерение кислорода в крови умными часами: как это работает и можно ли доверять результатам

    Измерение кислорода в крови умными часами: как это работает и можно ли доверять результатам

    Измерение кислорода в крови умными часами: как это работает и можно ли доверять результатам

    Пред.След.

    После измерения выводятся данные об уровне кислорода и пульсе, причем если остаешься в том же меню, то показатели некоторое время меняются. Например, во время первого измерения итоговый результат сначала упал со 100% до 97%, затем поднялся до 99% и на этом зафиксировался. Второе контрольное измерение показало падение с 95 до 93% и обратное повышение до 94%.

    На задержку дыхания, так же как и на его учащение датчики Honor Watch ES не отреагировали, показав результат в 98% в обоих случаях.

    Сравнительная таблица результатов измерения кислорода в крови умными часами Apple Watch 6, Samsung Galaxy Watch 3 и Honor Watch ES

    Измерение кислорода в крови умными часами: как это работает и можно ли доверять результатам

     

     

    Делаем выводы

    Производители умных часов постоянно подчеркивают, что их изделия не являются медицинскими приборами, и неудивительно. Точность измерения уровня кислорода в крови умными часами вызывает вопросы и вряд ли в ближайшем будущем будет восприниматься врачами как значимый фактор при диагностике.

    И все же, несмотря на погрешности измерения, нам представляется, что на бытовом уровне умные часы вполне могут быть полезны. Например, умные часы могут отследить и зафиксировать такую опасную штуку, как апноэ во сне, так что если вы сильно храпите, возможно, вам стоит задуматься о покупке умных часов с функцией SPO2.

    Кроме того, мы на собственном опыте убедились, что возможность лишний раз убедиться, что с легкими у тебя все в порядке, очень радует, особенно на фоне второй волны пандемии. И видеть цифры в 97-98-100% очень приятно, даже если в глубине души ты подозреваешь, что часы немного врут.

    Источник