您应该相信苹果的新型血氧饱和度传感器吗?

在冠状病毒流行期间,脉搏血氧仪变得与温度计一样普遍,并且位于许多医生办公室的架子上。但是手表中有适合他们的地方吗?







在冠状病毒流行的初期,不只是面罩和洗手液飞离了货架。在人们知道血液中的氧气含量下降可能是疾病发展的迹象之后,脉搏血氧仪供不应求



这些廉价且无创的电子设备使用LED和光电二极管来测量红细胞对光的吸收。加氧的细胞比红色吸收更多的红外线,而无氧的细胞吸收更多。有了这些信息,这些算法就可以计算出血氧饱和度水平。对于大多数人来说,这个数字应该远远超过90%。在冠状病毒疾病的情况下,它下降到大约80左右。因此,手头有这样的设备似乎是个好主意-当然,如果可以找到它。



大流行已经持续了半年多,因此,消费电子制造商吹捧在可穿戴电子设备中增加脉搏血氧仪的好处也就不足为奇了。传感器价格低廉,不消耗大量电池,并且可能在我们不确定的世界中吸引一些寻求安全感的客户。



最近,苹果公司决定在其手表上增加一个脉搏血氧仪(Fitbit和Garmin在大流行之前也有类似的产品,他们不得不识别睡眠呼吸暂停)。 9月中旬,宣布Apple Watch Series 6使用了四组绿色,红色和红外LED以及四个光电二极管。该公司承诺采用一种专门的高级算法来确定血液中的氧饱和度水平。红色和红外LED忙于测量饱和度;绿色的测量脉冲。传感器安装在手表的背面并触摸手腕的顶部。它们可用于在白天按需检索数据,并在晚上自动检索数据。



苹果公司将其小工具宣传为“健身与健康”设备。换句话说,该公司没有权限从美国食品和药物管理局(FDA)获得广告,将该设备宣传为医疗设备。这不足为奇-获得许可需要时间-但如果没有它,很难理解设备的工作原理。





Apple Watch Series 6传感器的



准确性是消费市场上许多脉搏血氧仪的主要问题。西北大学生物集成电子中心的生理工程师兼医学总监薛伟(Steve Xue)说:“制造脉搏血氧仪非常容易,这是工程专业学生的水平,但是制造出一种对临床使用可靠的设备非常困难。”



苹果做的很好吗?很难说。除了要适应不同肤色,移动中的工作挑战以及所有脉搏血氧仪所面临的其他设计挑战外,将传感器放在手腕顶部时,难度也会增加。在医院使用或在药店出售的设备通常会紧贴在指尖,有时甚至紧贴在耳垂上。



徐说:“这些身体部位比手腕有优势,因为它们有更多的毛细血管和更好的信噪比。”



基于手腕的氧气传感器还有另一个缺点:如果指尖足够细以允许光通过,则基于手腕的脉搏血氧仪必须依靠反射光,这种方法本质上精度较低。



徐说:“这不一定是一件坏事,但在所有条件相同的情况下,测量结果的准确性不如为人体上更合适的位置而设计的脉搏血氧仪。”开发植入式生物传感器的Profusa的



联合创始人,总裁兼科学总监William McMillan说:“我永远不会在手腕上佩戴脉搏血氧仪。” “腕部移动很多,这不利于连续测量”(Apple手表具有运动传感器,可以帮助跟踪静止时刻)。 徐说,苹果可以证明,如果通过FDA批准程序,它的手表可以提供准确的血氧饱和度测量值-脉搏血氧仪的测试程序早已建立。







但即使未经批准,苹果公司仍在使用Apple Watch的脉搏血氧仪进行多项医学研究-一项预防心脏病发作,一项帮助哮喘,以及一项研究血氧饱和度的变化,作为冠状病毒和流感感染的迹象。薛和麦克米伦谨慎乐观地谈论这些尝试。



徐说:“消费设备制造商苹果和Fitbit的规模比大多数医疗保健公司要大得多。” -除了苹果公司,Fitbit公司和三星公司以外,几乎没有其他公司可以将一百万台设备投放到世界上并处理传入的信息。我们需要进行这项研究,看看它们能给出多好的预测,但是我们需要了解,会有很多误报。它可能被证明是有用的研究工具,但目前还不清楚。”



Macmillan说:“由于这些设备不是特别准确,并且不能与对照组一起使用,但是在不受控制的环境中,它们将需要大量的样本才能检测到任何现象。” “但是最终,他们将拥有数百万条记录,可以在其中寻找新的想法,这就足够了。”



所有这些都引出了一个问题-一般的智能手表用户是否需要全天候佩戴脉搏血氧仪?



徐说:“尽管这样的可穿戴设备可以为我们提供更多有关普通人群血氧饱和度波动的数据,但在大多数健康人中,该水平介于97%至99%之间。如果我们所有人都穿着它们,并担心每次下降到92,那么健康人兴奋的后果将压倒临床益处,但其幅度尚不清楚。



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