Les càmeres dels telèfons intel·ligents poden mesurar amb precisió els nivells d’oxigen en sang


Nivells d'oxigen en sang mesurats per la càmera del telèfon intel·ligent

Els investigadors han demostrat que les càmeres dels telèfons intel·ligents són capaços de detectar nivells de saturació d’oxigen en sang fins al 70%, que és el valor més baix que pulsioxímetres dedicats hauria de poder mesurar tal com recomana la Food and Drug Administration dels EUA.

L’estudi de prova de principi va ser realitzat per investigadors de la Universitat de Washington i la Universitat de Califòrnia a San Diego i publicat un document sobre els resultats en npj Medicina digital. El mètode demana als participants que col·loquin el dit sobre la càmera i el flaix d’un telèfon intel·ligent que després s’encarrega de desxifrar els nivells d’oxigen en sang mitjançant una aplicació armada amb un algorisme d’aprenentatge profund.

L’estudi va utilitzar sis participants d’entre 20 i 34 anys, tres identificats com a dones i tres identificats com a homes. Per tal d’entrenar i provar l’algorisme, els investigadors van fer que cada participant portés un oxímetre de pols estàndard en un dit i, a continuació, col·loqui simultàniament un altre dit a la mateixa mà sobre la càmera i el flaix d’un telèfon intel·ligent.

Nivells d'oxigen en sang mesurats per la càmera del telèfon intel·ligent
Una manera de mesurar la saturació d’oxigen és utilitzar oxímetres de pols: aquests petits clips que poseu a la punta del dit (alguns es mostren aquí en gris i blau). En un estudi de prova de principis, els investigadors de la Universitat de Washington i la Universitat de Califòrnia a San Diego han demostrat que els telèfons intel·ligents són capaços de detectar nivells de saturació d’oxigen en sang en un rang comparable als clips autònoms. La tècnica consisteix a fer que els participants col·loquin el dit sobre la càmera i el flaix d’un telèfon intel·ligent.

“La càmera està gravant un vídeo: cada vegada que el teu cor batega, sang fresca flueix per la part il·luminada pel flaix”, diu l’autor principal Edward Wang, que va iniciar aquest projecte com a estudiant de doctorat de la Universitat de Washington que estudia enginyeria elèctrica i informàtica i està ara és professor assistent al Laboratori de Disseny de la UC San Diego i al Departament d’Enginyeria Elèctrica i Informàtica.

“La càmera registra quanta sang absorbeix la llum del flaix en cadascun dels tres canals de color que mesura: vermell, verd i blau. Aleshores podem alimentar aquestes mesures d’intensitat al nostre model d’aprenentatge profund”.

Normalment, la llum del telèfon intel·ligent es pot dispersar pels molts components que formen un dit humà, el que significa que hi ha molt soroll a les dades. L’aprenentatge profund es va utilitzar per veure a través del soroll i ajudar a trobar patrons que, d’altra manera, serien difícils de discernir, explica el coautor Varun Viswanath.

L’equip diu que quan van lliurar una barreja controlada de nitrogen i oxigen a sis subjectes per reduir artificialment els seus nivells d’oxigen en sang, l’aplicació per a telèfons intel·ligents va predir correctament si el subjecte tenia nivells baixos d’oxigen en sang el 80% del temps.

“Altres aplicacions per a telèfons intel·ligents que fan això es van desenvolupar demanant a la gent que aguanti la respiració. Però la gent es sent molt incòmoda i ha de respirar després d’un minut més o menys, i això és abans que els seus nivells d’oxigen en sang hagin baixat prou com per representar tota la gamma de dades clínicament rellevants”, coautor Jason Hoffman, de la Universitat de Wasthington. estudiant de doctorat a la Paul G. Allen School of Computer Science and Engineering diu.

“Amb la nostra prova, podem recollir 15 minuts de dades de cada subjecte. Les nostres dades mostren que els telèfons intel·ligents podrien funcionar bé en el rang de llindar crític”.

Nivells d'oxigen en sang mesurats per la càmera del telèfon intel·ligent

Els investigadors diuen que el mètode no només funciona bé, sinó que també utilitza un dispositiu que bàsicament tothom ja té, que teòricament fa que la lectura d’oxigen en sang a casa sigui senzilla i estigui disponible per gairebé tothom.

“D’aquesta manera podríeu tenir diverses mesures amb el vostre propi dispositiu sense cost o amb un cost baix”, diu el coautor, el doctor Matthew Thompson, professor de medicina familiar a la Facultat de Medicina de la Universitat de Washington.

“En un món ideal, aquesta informació es podria transmetre perfectament al consultori d’un metge. Això seria realment beneficiós per a les cites de telemedicina o per a les infermeres de triatge per poder determinar ràpidament si els pacients han d’anar al servei d’urgències o si poden continuar descansant a casa i demanar una cita amb el seu proveïdor d’atenció primària més tard”.

L’equip espera continuar la investigació ampliant el grup d’usuaris en què es va provar l’algorisme.

“És molt important fer un estudi com aquest”, diu Wang. “Els dispositius mèdics tradicionals passen per proves rigoroses. Però la investigació en informàtica encara està començant a fer servir l’aprenentatge automàtic per al desenvolupament de dispositius biomèdics i tots estem aprenent. En forçar-nos a ser rigorosos, ens estem forçant a aprendre a fer les coses bé”.


Crèdits d’imatge: Dennis Wise/Universitat de Washington