اندازه گیری سطح اکسیژن خون توسط گوشی های هوشمند
به گزارش سینا پرس فارس، شرایطی مانند آسم یا COVID-19 جذب اکسیژن از ریه ها را برای بدن دشوارتر می کند. این منجر به درصد اشباع اکسیژن می شود که به 90٪ یا کمتر می رسد، که نشانه ای از نیاز به مراقبت پزشکی است.
در یک کلینیک، پزشکان از پالس اکسی متر برای نظارت بر اشباع اکسیژن استفاده می کنند. پالس اکسیمترها گیره هایی هستند که روی نوک انگشت یا گوش خود قرار می دهید. با این حال، نظارت بر اشباع اکسیژن در خانه چندین بار در روز مزایای بالقوه ای دارد. به عنوان مثال، می تواند به بیماران کمک کند تا علائم کووید را زیر نظر داشته باشند.
در یک مطالعه اثبات اصول، محققان دانشگاه واشنگتن و دانشگاه کالیفرنیا سن دیگو نشان دادند که تلفن های هوشمند قادر به تشخیص سطوح اشباع اکسیژن خون تا 70٪ هستند. طبق توصیه سازمان غذا و داروی ایالات متحده (FDA) این کمترین مقداری است که پالس اکسیمترها باید بتوانند اندازه گیری کنند.
این تکنیک شامل قرار دادن انگشت خود روی دوربین و فلاش گوشی هوشمند است که از یک الگوریتم یادگیری عمیق برای رمزگشایی سطح اکسیژن خون استفاده می کند. در آزمایش، این تیم مخلوط کنترل‌شده‌ای از نیتروژن و اکسیژن را به شش آزمودنی تحویل داد تا به طور مصنوعی سطح اکسیژن خون آنها را پایین بیاورد. 80 درصد مواقع، گوشی هوشمند به درستی پیش‌بینی می‌کرد که آیا سوژه سطح اکسیژن خون پایینی دارد یا خیر.
برنامه‌های دیگر گوشی‌های هوشمند که این کار را انجام می‌دهند با درخواست از مردم برای حبس نفس ساخته شده‌اند. اما مردم خیلی ناراحت می شوند و مجبور می شوند بعد از یک دقیقه یا بیشتر نفس بکشند، و این قبل از آن است که سطح اکسیژن خون آنها به اندازه کافی پایین بیاید که طیف کاملی از داده های بالینی مرتبط را نشان دهد.
یکی از نویسندگان ارشد و دانشجوی دکترای UW در دانشکده علوم و مهندسی کامپیوتر پل جی آلن است. او با آزمایش خود گفت، می‌توانیم 15 دقیقه داده از هر موضوع جمع‌آوری کنیم. داده های ما نشان می دهد که گوشی های هوشمند می توانند در محدوده آستانه بحرانی به خوبی کار کنند، همچنین یکی دیگر از مزایای اندازه گیری سطح اکسیژن خون در گوشی های هوشمند این است که تقریباً همه این روزها یک آن را دارند.
دکتر متیو تامپسون گفت: «به این ترتیب می‌توانید چندین اندازه‌گیری را با دستگاه خود بدون هزینه یا کم هزینه انجام دهید. در یک دنیای ایده آل، این اطلاعات می تواند به طور یکپارچه به مطب پزشک منتقل شود. این برای قرار ملاقات های پزشکی از راه دور یا برای پرستاران تریاژ بسیار مفید خواهد بود تا بتوانند به سرعت تشخیص دهند که آیا بیماران نیاز به مراجعه به بخش اورژانس دارند یا اینکه می توانند به استراحت در خانه ادامه دهند و بعداً با ارائه دهنده مراقبت های اولیه خود قرار ملاقات بگذارند.
ادوارد وانگ گفت: "دوربین در حال ضبط ویدئویی است که هر بار قلب شما می تپد، خون تازه از طریق بخشی که توسط فلاش روشن شده است جریان می یابد."
وانگ افزود: «دوربین میزان جذب نور فلاش را در هر یک از سه کانال رنگی: قرمز، سبز و آبی ثبت می‌کند. سپس می‌توانیم آن اندازه‌گیری‌های شدت را به مدل یادگیری عمیق خود وارد کنیم.»
دانشمندان از داده های چهار نفر از شرکت کنندگان برای آموزش یک الگوریتم یادگیری عمیق برای بیرون کشیدن سطح اکسیژن خون استفاده کردند. آنها از باقیمانده داده ها برای اعتبارسنجی روش استفاده کردند و سپس آن را آزمایش کردند تا ببینند چقدر در موضوعات جدید عملکرد خوبی دارد.
هافمن گفت: "یکی از افراد ما پینه های ضخیمی روی انگشتان خود داشت که تعیین دقیق سطح اکسیژن خون را برای الگوریتم ما دشوارتر می کرد." اگر بخواهیم این مطالعه را به افراد بیشتری گسترش دهیم، احتمالاً افراد بیشتری با پینه و افراد بیشتری با رنگ پوست متفاوت خواهیم دید. سپس می‌توانیم الگوریتمی با پیچیدگی کافی داشته باشیم تا بتوانیم همه این تفاوت‌ها را بهتر مدل‌سازی کنیم.»
مترجم: محمدرضا قشقایی زاده
منبع: scitechdaily
