新型血氧儀能“讀懂”膚色
水 登 |
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ChromaSense脈搏血氧儀原型
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市面的指式脈搏血氧儀
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| 新型血氧儀能“讀懂”膚色 美國塔夫茨大學研究人員開發出一種能“讀懂”膚色的新型血氧監測設備。這款血氧儀可自動識別使用者的皮膚反射特徵，並動態調整測量參數，從而提高不同膚色人群血氧、心率和呼吸頻率檢測的準確性。實驗顯示，該設備在不同膚色受試者中測得的血氧飽和度結果與標準設備高度一致，且未發現明顯膚色相關偏差。相關成果發表於最新一期《新英格蘭醫學雜誌》。 脈搏血氧儀是臨床常用的無創生命體征監測設備，通過發射紅光和紅外光，利用氧合血紅蛋白和去氧血紅蛋白對不同波長光的吸收差異，計算血氧飽和度。然而，由於皮膚色素、血流狀態和年齡等因素會影響光信號的傳播和反射，傳統設備在部分人群中的測量準確性可能受到影響。 為解決這一問題，研究團隊開發了名為“ ChromaSense”的可穿戴監測系統。該設備採用手錶大小的裝置佩戴於手腕，通過檢測皮膚和組織反射光線獲取資料。與固定光照參數的傳統設備不同，ChromaSense會先分析使用者的皮膚反射特徵，再動態調整發射光強和信號處理演算法，以適應不同個體的差異。 此前，在對五十名不同膚色參與者的測試中，ChromaSense測得的血氧飽和度與標準參考血氧儀結果誤差僅為1.4%。在最新研究中，團隊進一步在美國加州大學三藩市分校低氧研究實驗室開展測試，讓受試者血氧飽和度在70%—100%範圍內變化，並與直接檢測血液氧含量的參考設備進行對比。 結果顯示，ChromaSense測量誤差控制在2.87%以內，達到美國食品和藥物管理局的性能要求。在黑人、亞洲人、西班牙裔、白人及多種族背景參與者中，該設備均未出現明顯的膚色相關偏差。 研究團隊介紹，ChromaSense採用的核心技術為光電容積描記術(PPG)。該技術通過捕捉人體微血管血容量隨心跳變化產生的光學信號，獲取心率、呼吸頻率和血氧等生理指標。 研究團隊還計劃進一步擴展ChromaSense功能，實現無袖帶血壓監測。目前，團隊已利用機器學習模型分析大規模醫療資料庫中的PPG波形資料，根據不同人群特徵預測血壓變化。在對二千三百一十五名ICU患者資料的分析中，該模型預測收縮壓和舒張壓的準確率最高可達百分之九十。 研究團隊表示，未來將嘗試把這一機器學習模型集成到ChromaSense設備中，使其成為能夠適應不同人群特徵的綜合健康監測平台。 水登
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