手机怎么测血氧—手机测血氧

手指按住闪光灯，普通手机也能测血氧！华盛顿大学等开源新数据集

奥飞寺明敏

打开手机闪光灯，手指按一下，轻松测量血氧饱和度！

测量浓度范围进一步扩大至70%。

要知道血氧指数是70%。如果低于这个值，往往意味着需要住院治疗。

目前市面上智能手表和手机的监控范围基本都在80%以上。

，判断人体真实健康状况会存在一定的局限性。

而且新方法的准确度也相当不错。

在超过10,000 次实验中，该方法可以在80% 的时间内判断出测试对象的血氧水平是否较低。

目前，这项研究已发表在Nature 合作期刊《NPJ Digital Medicine》 上，研究数据集也已开源。

实验大致可以分为两部分。

首先，通过这种特殊方法收集大量数据来训练深度学习模型。

其次，使用训练好的模型进行测试。

我们先来看看收集数据

部分。

研究人员找到了6名受试者进行实验。

通过让他们呼吸不同浓度的氧气，他们的血氧浓度水平会发生变化。

通讯作者Jason S. Hoffman 表示，这与之前要求受试者屏住呼吸来控制血氧浓度的方法有很大不同。它不仅让受试者不那么不舒服，而且还可以为每个测试受试者一次收集长达15 分钟的数据。

然后使用智能手机和常规血氧计监测数据。

其中，普通脉搏血氧仪采用透射式PPG，手机采用反射式PPG。

PPG（光电体积描记法）是测量血氧浓度的最常见的无创方法。它主要利用人体皮肤的光照射，因血氧蛋白含量比例不同而引起皮下动脉对光吸收的变化。这种光的变化可以进一步转换成电信号。

对于反射式PPG，当闪光灯产生入射光时，它会穿过人体的皮下组织、小静脉和小动脉，并被多次散射。之后，一部分光信号返回皮肤表面，这部分光信号被转换为电流信号。

收集数据后，研究人员使用应用程序提取了视频的30 多帧。

（为了保证录制的视频最好在30帧以上，研究人员还在手机上绑了冰袋来散热）

然后就可以开始训练神经网络了。

他们利用CNN 机器学习模型，设计并训练了一个由3 个卷积层和2 个全连接层组成的神经网络。

数据预处理后，可以通过计算每帧的平均像素值来提取每个通道的PPG信号，然后进行平均。

通过留一交叉验证（LOOCV）进行训练和评估，使用1 个受试者的数据作为训练集，1 个受试者的数据作为验证集，然后在另一个受试者上测试模型。

模型的输入是一段3秒长的视频，输出是血氧饱和浓度。

测试结果显示，该模型在受试者4 上表现最好，敏感性为88%，特异性为78%。低氧血症的准确判断率为88%。

目前，本研究的数据集免费开源。

研究人员表示，需要更多数据才能通过普通智能手机准确测量血氧浓度，目前的实验结果还不能用于医疗目的。

例如，实验中发现受试者的肤色、手上是否有老茧可能会影响测试结果的准确性。

测试对象只有6人，样本也很小，可能会造成实验偏差。

因此，需要更多的人来完善和丰富这类数据。

该论文的通讯作者和第一作者是目前正在攻读博士学位的Jason Hoffman。在华盛顿大学，他的研究重点是医疗保健和计算机的交叉点。

我之前也有在微软硬件开发部门的工作经验。

论文地址：https://www.nature.com/articles/s41746-022-00665-y

参考链接：https://www.zmescience.com/medicine/a-simple-smartphone-camera-and-app-could-be-enough-to-measure-your-blood-oxygen-levels-at-home/

—完—

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App测血氧饱和度，只能图一乐

疫情管控放松后，很多人绞尽脑汁购买抗原。不知从什么地方传出血氧饱和度可以反映新冠问题的消息，于是血氧仪的价格一时暴涨。部分型号产品甚至涨价三四倍，但货源依然供不应求。

这时，又有人提出，测量血氧饱和度一定要用血氧仪，手机app就可以实现这个功能。此话一出，小雷震惊了。作为一个宅男，我经常测量血氧，因为我担心健康问题。但直到今天我才知道我可以使用应用程序测量血氧。

考虑到手机厂商和App开发商此前已经在手机上推出了测量体温、心率等功能，现在增加血氧测量也可以理解，但问题来了，手机App测量的血氧可靠吗？

首先我们先来说一下血氧计的原理。所谓血氧饱和度，就是机体与氧结合的血红蛋白量与能与氧结合的血红蛋白量的比值。血红蛋白的功能是将氧气输送到人体各处。正常情况下，血氧饱和度会在95%以上。

来源：pixabay

血氧计检测血氧饱和度。原理是光反射率根据血样饱和度的变化而变化。一侧的光电二极管向人体发射红光和红外光，另一侧的LED元件负责收集穿透人体的光数据。如果血氧饱和度高，则血红蛋白对红光的反射率较高，对红外光的反射率较低。如果血氧饱和度低，情况则相反。

但需要注意的是，普通的COVID-19阳性对血氧饱和度没有影响。只有重症患者才会因肺部感染而出现血氧饱和度显着下降。

此时，患者往往需要呼吸机插管来维持血氧饱和度。

手机APP检测血氧饱和度，原理与血氧计相同。手机的闪光灯发出光线，摄像头负责收集光线数据。使用手机应用测量血氧饱和度时，通常需要右手握住手机，并用食指遮住摄像头。现在很多智能手表、手环也支持血氧饱和度检测，原理是一样的。

图片来源：雷科技摄

当然，使用APP检测血氧最关键的问题是是否可靠。虽然多家媒体报道了此事，但均表示该App的血氧测量只能作为参考，数据未必可靠。不过，我们还是必须对其进行测试，并与真实数据进行比较，才能知道到底发生了什么。

首先，我们需要找到一个设备测量的数据作为参考。由于现在大多数智能手表和手环都支持血氧饱和度检测，而且经过几代技术升级可靠性也提高了不少，所以这次我们选择了国内某大厂的一款手环的数据作为依据。经过检测，我的血氧饱和度是98%，算是正常的。

图片来源：雷科技摄

另一个有趣的数据是，这是在某平台购买的假Apple Watch的测试结果。血氧饱和度也是98%。虽然是假货，但是数据看起来还是蛮靠谱的。

图片来源：雷科技摄

话不多说，让我们进入万众期待的使用该应用程序测量血氧饱和度的部分。

这次血氧测试，我选择了OPPO应用商店和vivo应用商店下载量较高的四款应用。分别是：体检助手、体检宝、测血压、视力心率的体检宝、体检视力测试。

来源：雷科技出品

第一个出场的是体检助理。测试很顺利。如果手指和相机之间的接触时间不够近，应用程序将暂停测量。只有接触足够近，并且持续了一定时间，结果才会显现出来。这款App测量的血氧饱和度为99%，与手环、手表的数据相差不大。

来源：体检助手截图

让我有点无语的是，这个App只能测试一次血氧饱和度。如果想第二次测试，需要注册会员，低至19.9元/月。我在两部手机上下载了该App并进行了测试，血氧饱和度均为99%。另外，这个应用程序广告较多，一不小心就会跳转到其他应用程序。幸运的是，测试过程中没有广告。

第二个App是体检助手。第二次测试所需的所有流程、实测数据、广告跳转、会员费等都与之前的App体检助手一模一样。就连测量后的提示都是一样的。仅“重新测量”按钮的颜色略有不同。这让我怀疑这两个应用程序是否是外壳软件。

来源：体检宝截图

更重要的是，这款App测量血氧饱和度的时候，我的手指没有紧密接触，测量进度环也没有满，但是数据就出来了，几乎是秒级的，这是即使是专业设备也无法达到的效果。

第三个App是“体检”，测量血压、视力和心率。不知道是不是因为“体检”这个词被别人占了，所以这个App的名字特别长。这个应用程序给我印象最深的是它看起来更专业。测试过程中，会出现一条类似心率的曲线。测得的血氧饱和度为98%，与手环、手表的结果相同。

来源：体检血压、视力、心率测量截图

用于测量血压、视力和心率的体检应用程序的优点是它完全免费测试。我连续测量了几次，虽然数值有所变化，但都在正常范围之内。而且在测试过程中我还尝试移开手指。就像第一个应用程序一样，该软件将暂停数据收集，直到我的手指再次连接为止。总而言之，这个App专业的UI以及多次实测的数据让我稍微更加相信它的可靠性。

但这个应用程序也有一个让我非常反感的问题，那就是广告，测量血氧饱和度时底部的横幅广告仍然存在。如果不小心触碰，它们会跳转到其他页面并终止测试过程。

来源：体检力量测试截图

如果血氧饱和度长期处于92%，就已经处于缺氧状态。如果达到49%，那我只能希望ICU能给我一些帮助，防止我去世。和之前的测试一样，这次我也在测试过程中尝试松开手指。该软件还会暂停测试，并在我放回手指后重新启动测试。不会影响最终结果（92%）。

经过测试，除了最后一个App的体检和视力测试外，其他App的数据差别不大，但这也可能与人体的血氧饱和度范围比较小有关。正常情况下，血氧饱和度会在95%以上。如果低于93%，就应该考虑去医院了。对于能够测量自己血氧饱和度的人来说，一般情况还没有严重到需要去医院的程度。即使App随机编出一个数字，只要符合常识，与实际情况差距也不会很大。

因此，正如其他媒体所言，测量血氧饱和度的App充其量只能作为参考，或者作为一个好玩的图片，切不可当真。

血氧计价格的上涨是许多人被迫使用应用程序来测量血氧的主要原因。并不是说他们负担不起。毕竟涨价后，一般只需要100元到300元。只是有些人不愿意买原价几十元的东西。在这里我给你一个建议，买一个智能手环。

售价200元左右的腕带将支持血氧饱和度检测功能，不需要主动测量。应用程序会全天候自动监控，数据自然会更加准确。虽然可能不如专业设备，但也足够参考了。

相比之下，血氧仪难以随身携带和全天候监测，而且功能也相对简单。即使现在，价格差异也并不大。至于准确度差距，华为、苹果等头部厂商早就设立了运动和健康部门。有些保健功能甚至正在向医疗设备的水平发展，精度现在已经可以接受。而且，智能手环可以全天测量，利用测量次数和算法来弥补精度上的微小差距。

当然，最重要的一点是新冠引爆了血氧仪，但血氧饱和度数据并不能说明新冠的情况。此前，雷科技几乎所有员工的COVID-19检测结果均呈阳性。我们还讨论了血氧饱和度数据。经过我们的数据统计，我们发现检测呈阳性后，血氧饱和度并没有明显变化。

因此，没有必要因为新冠管控措施而购买大量血氧仪、制氧机等设备。最好调整一下生活条件，避免饮酒，不熬夜，适当锻炼身体，提高免疫力。

封面图片来源：pixabay