智能穿戴設(shè)備能成為血氧儀的平替產(chǎn)品嗎？

站在2023年初的位置上，回頭望一眼2022年，誰(shuí)也想不到這一年會(huì)發(fā)生這么多巨變。由于健康大環(huán)境的變化，許多人開(kāi)始重視家庭健康監(jiān)測(cè)。但說(shuō)到健康監(jiān)測(cè)，其實(shí)很多人還停留在觀察自己身體是否不舒服、測(cè)量體溫這類(lèi)基礎(chǔ)癥狀階段，事實(shí)上這樣的監(jiān)測(cè)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足以反映人體的健康狀況。從很多網(wǎng)友的親身經(jīng)歷來(lái)看，除了測(cè)基本的體溫外，血氧飽和度才是現(xiàn)下急需監(jiān)測(cè)的重要指標(biāo)。

血氧為何如此重要

據(jù)專(zhuān)家介紹，血氧飽和度是呼吸循環(huán)的重要生理參數(shù)，當(dāng)病毒侵入引起肺部感染時(shí)，血氧的變化是判斷肺部感染風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)鍵指標(biāo)。因此，血氧儀成了大眾家庭急需的醫(yī)療電子儀器，這導(dǎo)致了血氧儀銷(xiāo)量激增，甚至出現(xiàn)了一“儀”難求的現(xiàn)象，即使買(mǎi)到貨也要等至少1個(gè)月才能發(fā)貨。在這樣的情況下，一些買(mǎi)不到血氧儀的消費(fèi)者想到了“平替”產(chǎn)品，比如用智能穿戴設(shè)備、手機(jī)App進(jìn)行監(jiān)測(cè)。那么究竟這些“平替”能否替代血氧儀呢？

血氧儀VS智能手表

如果想知道智能手表是否能成為血氧儀的平替，首先要了解血氧的測(cè)量原理和標(biāo)準(zhǔn)。

我們知道人體血液呈現(xiàn)紅色，主要是因?yàn)閷?duì)綠色吸收比較強(qiáng)。由于血管周期性起搏，使得血管到光電傳感器的距離發(fā)生周期性變化，只要傳感器不停的發(fā)射綠光，接收端會(huì)收到一組周期性的吸收峰，對(duì)信號(hào)進(jìn)行一定的處理就可以得到心率曲線(xiàn)。心率和血氧飽和度作為人體健康參數(shù)的重要指標(biāo)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)兩者的動(dòng)態(tài)變化，能夠?yàn)轭A(yù)防疾病的發(fā)生提供一份科學(xué)保障。

據(jù)了解，目前非侵入式血氧檢測(cè)有2種方案：一種是透射式，光源和接收管在手指兩側(cè)；另一種是反射式，光源和接收管在同一側(cè)。生物方面的原理為：血液里的氧合血紅蛋白對(duì)紅光吸收量較多，對(duì)紅外光吸收較少；而血紅蛋白對(duì)紅外光吸收較多，對(duì)紅光吸收較少。

常見(jiàn)的指夾式血氧儀采用的就是第一種透射式檢測(cè)方法，內(nèi)置的指夾式光電傳感器是一種醫(yī)學(xué)器械，經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)認(rèn)證測(cè)量精度很高。

而我們消費(fèi)類(lèi)智能穿戴設(shè)備，比如智能手環(huán)，智能手表，體積非常有限，按照以往的穿透式光電測(cè)試方法不現(xiàn)實(shí)，因此普遍采用反射式光電檢測(cè)方案。一邊是光源發(fā)射LED，另外一邊是CMOS接收端。為了確保數(shù)據(jù)穩(wěn)定性和連續(xù)性，通常的發(fā)射頻率是3000~4000Hz，LED的占空比50%左右。

智能手表并非理想“平替”

       血氧儀和可穿戴設(shè)備測(cè)量出來(lái)的結(jié)果常常會(huì)大相徑庭，這是因?yàn)?a class="contentlabel" href="http://m.butianyuan.cn/news/listbylabel/label/可穿戴設(shè)備">可穿戴設(shè)備非常容易受到各種各樣的干擾，簡(jiǎn)單列舉幾項(xiàng)：

       1.信號(hào)微弱。可穿戴設(shè)備的采集信號(hào)十分微弱，很容易受到外界因素的干擾，比如溫度，以及其他設(shè)備的輻射等。

       2.信噪比差。為了達(dá)到更好的信噪比，需要相對(duì)大的LED電流，但大多數(shù)可穿戴設(shè)備都追求更長(zhǎng)時(shí)間的續(xù)航，采用低功耗電路，這就意味著很難達(dá)到良好的信噪比。

       3.數(shù)據(jù)校準(zhǔn)。智能手表在設(shè)計(jì)出場(chǎng)前都需要校準(zhǔn)、凋零或者溫補(bǔ)，并且軟件處理時(shí)還會(huì)進(jìn)一步濾波，每一環(huán)節(jié)都會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。

4.佩戴方式。不同于指夾式的穩(wěn)定測(cè)量姿勢(shì)，智能手表在測(cè)量手腕部位時(shí)如果皮膚與表盤(pán)貼合不緊密，會(huì)造成LED光入射距離的變化，不同狀態(tài)下測(cè)試出來(lái)的數(shù)據(jù)會(huì)有很大的差距。

       由此可見(jiàn)，智能手表并不能成為血氧儀的“平替”。如果作為測(cè)量平時(shí)身體變化的參數(shù)還可以一用，但想到達(dá)到醫(yī)療級(jí)別的檢測(cè)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。