La cámara y el flash de un teléfono inteligente para medir los niveles de oxígeno en la sangre
|
Resumen La hipoxemia, una condición médica que ocurre cuando la sangre no transporta suficiente oxígeno para abastecer adecuadamente los tejidos, es un indicador principal de complicaciones peligrosas de enfermedades respiratorias como asma, EPOC y COVID-19. Si bien los oxímetros de pulso especialmente diseñados pueden proporcionar lecturas precisas de saturación de oxígeno en sangre (SpO2) que permiten el diagnóstico de hipoxemia, habilitar esta capacidad en cámaras de teléfonos inteligentes sin modificar a través de una actualización de software podría brindar a más personas acceso a información importante sobre su salud. Con este objetivo, realizamos la primera validación de desarrollo clínico en un sistema de detección de SpO2 basado en una cámara de teléfono inteligente utilizando un protocolo de fracción variada de oxígeno inspirado (FiO2), creando un conjunto de datos de validación clínicamente relevante para métodos de PPG de contacto basados únicamente en teléfonos inteligentes en un rango más amplio de los valores de SpO2 (70-100%) que estudios previos (85-100%). Construimos un modelo de aprendizaje profundo usando estos datos para demostrar un MAE general = 5.00% SpO2 mientras identificamos casos positivos de baja SpO2 < 90% con 81% de sensibilidad y 79% de especificidad. También proporcionamos los datos en formato de código abierto, para que otros puedan desarrollar este trabajo. |
Imagen: En un estudio de prueba de principio, investigadores de la Universidad de Washington y la Universidad de California en San Diego demostraron que los teléfonos inteligentes son capaces de detectar niveles de saturación de oxígeno en la sangre de hasta el 70 %. La técnica implica que los participantes coloquen el dedo sobre la cámara y el flash de un teléfono inteligente, que utiliza un algoritmo de aprendizaje profundo para descifrar los niveles de oxígeno en la sangre a partir de los patrones de flujo sanguíneo en el video resultante.
Comentarios
Cuando inhalamos, nuestros pulmones se llenan de oxígeno, que se distribuye a nuestros glóbulos rojos para su transporte por todo el cuerpo. Nuestros cuerpos necesitan mucho oxígeno para funcionar, y las personas sanas tienen al menos un 95 % de saturación de oxígeno todo el tiempo.
Condiciones como el asma o el COVID-19 dificultan que los cuerpos absorban el oxígeno de los pulmones. Esto conduce a porcentajes de saturación de oxígeno que caen al 90% o menos, una indicación de que se necesita atención médica.
En una clínica, los médicos controlan la saturación de oxígeno con oxímetros de pulso, esos clips que se colocan sobre la punta del dedo o la oreja. Pero monitorear la saturación de oxígeno en el hogar varias veces al día podría ayudar a los pacientes a controlar los síntomas de COVID, por ejemplo.
En un estudio de prueba de principio, investigadores de la Universidad de Washington y la Universidad de California en San Diego demostraron que los teléfonos inteligentes son capaces de detectar niveles de saturación de oxígeno en la sangre de hasta el 70 %. Este es el valor más bajo que los oxímetros de pulso deberían poder medir, según lo recomendado por la Administración de Drogas y Alimentos de los EE. UU.
La técnica consiste en que los participantes coloquen el dedo sobre la cámara y el flash de un teléfono inteligente, que utiliza un algoritmo de aprendizaje profundo para descifrar los niveles de oxígeno en la sangre. Cuando el equipo entregó una mezcla controlada de nitrógeno y oxígeno a seis sujetos para reducir artificialmente sus niveles de oxígeno en la sangre, el teléfono inteligente predijo correctamente si el sujeto tenía niveles bajos de oxígeno en la sangre el 80 % de las veces.
El equipo publicó estos resultados el 19 de septiembre en npj Digital Medicine.
"Otras aplicaciones para teléfonos inteligentes que hacen esto se desarrollaron pidiéndoles a las personas que contuvieran la respiración. Pero las personas se sienten muy incómodas y tienen que respirar después de un minuto más o menos, y eso es antes de que sus niveles de oxígeno en la sangre hayan bajado lo suficiente como para representar el rango completo de datos clínicamente relevantes", dijo el coautor principal Jason Hoffman, estudiante de doctorado de la UW en la Escuela de Ciencias de la Computación e Ingeniería Paul G. Allen. "Con nuestra prueba, podemos recopilar 15 minutos de datos de cada sujeto. Nuestros datos muestran que los teléfonos inteligentes podrían funcionar bien en el rango de umbral crítico".
Comentarios
Para ver los comentarios de sus colegas o para expresar su opinión debe ingresar con su cuenta de IntraMed.
