智能穿戴設備能成為血氧儀的平替產品嗎?

人工智能入門 發佈 2024-03-05T04:18:24.726807+00:00

站在2023年初的位置上,回頭望一眼2022年,誰也想不到這一年會發生這麼多巨變。由於健康大環境的變化,許多人開始重視家庭健康監測。

站在2023年初的位置上,回頭望一眼2022年,誰也想不到這一年會發生這麼多巨變。由於健康大環境的變化,許多人開始重視家庭健康監測。但說到健康監測,其實很多人還停留在觀察自己身體是否不舒服、測量體溫這類基礎症狀階段,事實上這樣的監測遠遠不足以反映人體的健康狀況。從很多網友的親身經歷來看,除了測基本的體溫外,血氧飽和度才是現下急需監測的重要指標。

血氧為何如此重要

據專家介紹,血氧飽和度是呼吸循環的重要生理參數,當病毒侵入引起肺部感染時,血氧的變化是判斷肺部感染風險的關鍵指標。因此,血氧儀成了大眾家庭急需的醫療電子儀器,這導致了血氧儀銷量激增,甚至出現了一「儀」難求的現象,即使買到貨也要等至少1個月才能發貨。在這樣的情況下,一些買不到血氧儀的消費者想到了「平替」產品,比如用智能穿戴設備、手機App進行監測。那麼究竟這些「平替」能否替代血氧儀呢?


血氧儀 VS 智能手錶

如果想知道智能手錶是否能成為血氧儀的平替,首先要了解血氧的測量原理和標準。

我們知道人體血液呈現紅色,主要是因為對綠色吸收比較強。由於血管周期性起搏,使得血管到光電傳感器的距離發生周期性變化,只要傳感器不停的發射綠光,接收端會收到一組周期性的吸收峰,對信號進行一定的處理就可以得到心率曲線。心率和血氧飽和度作為人體健康參數的重要指標,實時監測兩者的動態變化,能夠為預防疾病的發生提供一份科學保障。

據了解,目前非侵入式血氧檢測有2種方案:一種是透射式,光源和接收管在手指兩側;另一種是反射式,光源和接收管在同一側。生物方面的原理為:血液里的氧合血紅蛋白對紅光吸收量較多,對紅外光吸收較少;而血紅蛋白對紅外光吸收較多,對紅光吸收較少。

常見的指夾式血氧儀採用的就是第一種透射式檢測方法,內置的指夾式光電傳感器是一種醫學器械,經過專業認證測量精度很高。

而我們消費類智能穿戴設備,比如智能手環,智能手錶,體積非常有限,按照以往的穿透式光電測試方法不現實,因此普遍採用反射式光電檢測方案。一邊是光源發射LED,另外一邊是CMOS接收端。為了確保數據穩定性和連續性,通常的發射頻率是3000~4000Hz,LED的占空比50%左右。


智能手錶並非理想「平替」

血氧儀和可穿戴設備測量出來的結果常常會大相逕庭,這是因為可穿戴設備非常容易受到各種各樣的干擾,簡單列舉幾項:

1 信號微弱。可穿戴設備的採集信號十分微弱,很容易受到外界因素的干擾,比如溫度,以及其他設備的輻射等。

2 信噪比差。為了達到更好的信噪比,需要相對大的LED電流,但大多數可穿戴設備都追求更長時間的續航,採用低功耗電路,這就意味著很難達到良好的信噪比。

3 數據校準。智能手錶在設計出場前都需要校準、凋零或者溫補,並且軟體處理時還會進一步濾波,每一環節都會導致數據不準確。

4 佩戴方式。不同於指夾式的穩定測量姿勢,智能手錶在測量手腕部位時如果皮膚與錶盤貼合不緊密,會造成LED光入射距離的變化,不同狀態下測試出來的數據會有很大的差距。


結 論

由此可見,智能手錶並不能成為血氧儀的「平替」。如果作為測量平時身體變化的參數還可以一用,但想達到醫療級別的檢測還遠遠不夠。

作者:Xiaxue 來源:公眾號ID:EEPWweixin

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