Зачем следить за уровнем кислорода в крови и почему Apple Watch Series 6 и другие «умные» часы — не медицинские приборы — Техника на vc.ru

Как устроен пульсоксиметр в «умных» устройствах, зачем он нужен и почему возник спрос на появление функции измерения кислорода в крови.

15 сентября Apple представила часы Watch Series 6 с датчиком измерения уровня кислорода в крови (пульсоксиметром). Функция пульсоксиметра есть и у других производителей «умных» часов и фитнес-трекеров, например у Garmin, Huawei и Fitbit.

С их помощью спортсмены, альпинисты могут обнаружить потерю кислорода на большой высоте и вовремя её компенсировать. Также спрос на пульсоксиметры вырос во время пандемии Covid-19 — в попытках обнаружить коронавирус на ранних стадиях, когда нет одышки, но лёгкие уже разрушаются.

Производители не называют «умные» часы с пульсоксиметром медицинским устройством, способным диагностировать и контролировать заболевания. Дело в том, что они ещё недостаточно точны и служат для того, чтобы лучше понимать своё самочувствие и вовремя вызвать врача.

Зачем знать уровень кислорода в крови

Пульсоксиметры измеряют насыщение крови кислородом (сатурацию): они определяют количество гемоглобина (белка в кровяных клетках), несущего кислород, по яркости крови в сосудах.

Например, для определения сатурации Apple Watch Series 6 излучают свет на сосуды в области запястья с помощью зелёных, красных и инфракрасных светодиодов и измеряют интенсивность отражённых лучей фотодиодами, вычисляя цвет крови.

Сатурация — один из жизненно важных показателей, наряду с температурой, пульсом, давлением. Она выражается в процентах: нормальным считается значение 95% и выше, у людей с хроническими заболеваниями лёгких этот показатель может быть ниже, но не влиять на жизненные показатели.

Сатурация ниже 90% считается низкой — кислород из лёгких недостаточно поступает в органы и ткани, у человека может развиться гипоксемия.

Это может приводить:

• к одышке,
• снижению давления,
• учащении сердцебиения,
• головной боли,
• спутанному сознанию или его потере,
• боли в груди,
• цианозу — синюшности конечностей и слизистой,
• дыхательной недостаточности,
• и другим осложнениям, при длительной гипоксемии — необратимым.

Зачем и кому определять сатурацию

Пульсоксиметры можно использовать, чтобы определять развитие болезней, необходимость вентиляции лёгких, допустимую физическую нагрузку на человека.

Например, устройство может выявить апноэ во сне — остановку дыхания у человека более чем на 10 секунд. В этом случае на графике отслеживания уровня кислорода будет снижение сатурации и её возвращение к норме.

Показатель кислорода в крови отслеживают люди с заболеваниями сердечно-сосудистой и дыхательной систем, альпинисты — для предупреждения высотной болезни, лётчики в спортивной авиации — для предотвращения гипоксии, спортсмены — для контроля физических нагрузок и занятий спортом на большой высоте.

Здоровому человеку в нормальной обстановке пульсоксиметр приносил меньше пользы — до пандемии Covid-19.

Коронавирус поражает лёгкие, появляются респираторные симптомы, одышка и другие тяжёлые симптомы затруднения дыхания. В основном по уровню кислорода в крови определяется необходимость в подаче больному Covid-19 кислорода через маску или искусственной вентиляции лёгких.

В России при подтверждённом Covid-19 больного госпитализируют, если сатурация меньше 95%.

Насколько точны часы и фитнес-трекеры

Коронавирус стал одной из основных причин, почему пульсоксиметры стали пользоваться большим спросом — они способны обнаружить снижение уровня кислорода до того, как люди начинают чувствовать одышку.

Но носимые «умные» устройства — не медицинские приборы, их точность ниже, отмечают Wired и MarketWatch.

Например, управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) не даёт разрешения использовать «умные» устройства как замену медицинских приборов.

Частично это связано с тем, что человек постоянно находится в движении, которое может вызывать движение венозной крови и тканевой жидкости, путающих показатели.

Активность может снижать точность данных на 25%, поэтому производители «умных» часов и трекеров в основном предлагают спортивные или ночные сценарии использования — для определения апноэ во сне.

Ещё одна причина снижения точности — расположение устройства.

Медицинские пульсоксиметры надеваются на палец и вычисляют количество красного и инфракрасного света, проходящего через палец.

«Умные» устройства крепятся на запястье и измеряют отражение света от части тела, а не «ловят» прохождение света сквозь неё.

Отражённые лучи способы передавать данные лишь в некоторых областях запястья, а изменение положения часов в месте измерения существенно влияет на точность датчика, отмечают исследователи.

Производители не позиционируют устройства как медицинские

Например, устройства Garmin, по заявлению британского подразделения компании, достаточно точны, чтобы помочь спортсменам и альпинистам тренироваться в горных регионах — но не предназначены для использования в медицинских целях.

Fitbit также заявляет, что показатели изменения кислорода в крови не предназначены для отслеживания гипоксии при респираторных заболеваниях.

В отказе об ответственности Apple Watch Series 6 указано, что данные приложения «Кислород в крови» не предназначены для использования в медицинских целях, включая самодиагностику или консультацию с врачом — только для фитнеса и определения самочувствия.

Тем не менее производители сотрудничают с медицинскими центрами и проводят исследования, как собранные с «умных» устройств данные могут в будущем помочь в лечении людей.

Например, Apple изучает, как данные с Apple Watch могут помочь больным астмой, респираторными заболеваниями или бороться с сердечной недостаточностью, а Garmin проводит испытания для наблюдения за больными раком из группы риска во время пандемии коронавируса.

Есть ли польза от датчика кислорода крови в часах

Часы или трекеры могут помочь человеку обратить внимание на своё здоровье и вовремя вызвать врача в случае ухудшения показателей, считают опрошенные MarketWatch врачи-пульмонологи и инфекционисты.

У некоторых больных коронавирусом Covid-19 нет симптомов пневмонии и они не чувствуют одышки, из-за чего люди не обращаются к врачу или их не госпитализируют вовремя.

«Когда приходит пора госпитализации, их уровень кислорода снижается до такой степени, что пациентов приходится подключать к аппарату ИВЛ», — пишет руководитель отдела инфекционных болезней Университета Буффало Томас Руссо.

«Снижение уровня кислорода, например до 86%, может быть связано с миллиардом причин — не обязательно с коронавирусом, но это всё равно означает, что необходимо пройти обследование у врача», — считает пульмонолог Тимоти Конноли.

«Если предположить, что Apple Watch даёт информацию с разбросом в 4%, они всё ещё могут быть полезным инструментом для определения заболеваний. К нему нужно относиться с недоверием и не считать его инструментом для диагностики», — заключает врач.