Können Mobiltelefone auch den Blutsauerstoff messen? Ist es genau?

Prüfungsexperte: Gu Haitong

Stellvertretender Chefarzt, Abteilung für Pneumologie, Beijing Tongren Hospital, Capital Medical University

Während des Frühlingsfestes kehren viele Wanderarbeiter von überall her nach Hause zurück. Unter den gegenwärtigen Umständen sind die Menschen unweigerlich um die Gesundheit der älteren Menschen zu Hause besorgt. Neben verschiedenen Indikatoren zur Überwachung des körperlichen Zustands kann der Blutsauerstoffindex die Lungenfunktion und die Kreislauffunktion messen und den Gesundheitszustand intuitiver widerspiegeln.

Wenn es nicht möglich ist, ein Blutoximeter zu kaufen, verwenden manche Menschen andere elektronische Geräte zur Messung des Blutsauerstoffs, darunter Sportarmbänder oder Uhren. Auch Mobiltelefone sind mit einer Funktion zur Messung des Blutsauerstoffs SPO₂ (transkutane Blutsauerstoffsättigung) gekennzeichnet. Aber wir müssen immer noch fragen: Sind ihre Messergebnisse genau?

Indikatoren zur Bestimmung des Blutsauerstoffs

Was wir üblicherweise als „Blutsauerstoff“ bezeichnen, wird als Blutsauerstoffsättigung bezeichnet. Wie wir alle wissen, löst sich der Sauerstoff, den der menschliche Körper durch die Atmung aufnimmt, im Blut auf und verbindet sich mit dem Hämoglobin. Der Blutsauerstoff ist der Grad der Verbindung von Sauerstoff und Hämoglobin, ausgedrückt als Prozentsatz der Kapazität des sauerstoffhaltigen Hämoglobins im Blut im Verhältnis zur gesamten Hämoglobinkapazität. Dieser Indikator kann als Referenz für die Gesundheit des menschlichen Herzens und der Lunge verwendet werden.

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Was ist der normale Blutsauerstoffbereich? Die Blutsauerstoffindikatoren des menschlichen Körpers werden in venösen Blutsauerstoff und arteriellen Blutsauerstoff unterteilt, und das Blutoximeter überwacht den arteriellen Blutsauerstoff. Die normale Blutsauerstoffsättigung des menschlichen Körpers beträgt etwa 98 % , meist im Bereich von 95 % bis 100 %. Liegt der Sauerstoffgehalt im Blut jedoch unter 95 %, ist Vorsicht geboten, da dies Ausdruck einer unzureichenden Sauerstoffversorgung des Körpers ist und eine leichte Hypoxie darstellt.

Die Sauerstoffsättigung des Blutes ist einer der wichtigsten diagnostischen Indikatoren für COVID-19. In mehreren aufeinanderfolgenden Ausgaben des „Diagnose- und Behandlungsplans für durch das neue Coronavirus verursachte Lungenentzündung“ wurde darauf hingewiesen, dass der Patient schwer erkrankt ist und schnellstmöglich einen Arzt aufsuchen muss, um eine künstliche Beatmung zu erhalten, wenn die Sauerstoffsättigung unter Atemluftbedingungen (Sauerstoffkonzentration 21 %) unter 93 % liegt.

Eine unzureichende Sauerstoffversorgung des Körpers kann leicht negative Auswirkungen auf wichtige Organe wie Herz, Lunge und Gehirn haben . Zu diesem Zeitpunkt ist eine Sauerstoffinhalation erforderlich, um die Sauerstoffzufuhr zu erhöhen. Noch schwerwiegender: Wenn der Sauerstoffgehalt im Blut unter 90 % liegt, handelt es sich um eine schwere Hypoxie. Das Wichtigste in diesem Moment ist, so schnell wie möglich einen Arzt aufzusuchen, um eine Notfallbehandlung zu erhalten.

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Der Blutsauerstoffindex ist ein Barometer für die körperliche Verfassung des menschlichen Körpers. Zu den Testmethoden gehören invasive Tests – Entnahme von arteriellem Blut für Tests mit einem Spektralphotometer; und nicht-invasive Tests – unter Verwendung von In-vitro-Testinstrumenten zum Testen. Letzteres wird von immer mehr Menschen zur Blutsauerstoffmessung gewählt.

Zu den gängigen Geräten zur Blutsauerstoffmessung gehören Fingerclip-, Armband-, Handflächen- und Tischgeräte. Unter ihnen ist der Fingerclip-Typ bei Familien beliebter.

Fingerclip-Oximeter

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Das Fingerclip-Oximeter muss lediglich am Finger befestigt werden und nach dem Klicken auf den Test kann das Gerät schnell den Blutsauerstoffsättigungsindex und die Pulsfrequenz ablesen.

Das Prinzip basiert auf den Unterschieden in den Absorptionsspektraleigenschaften von Hämoglobin und sauerstoffreichem Hämoglobin im arteriellen Blut im Rotlicht- und Infrarotlichtbereich und verwendet das Lambert-Beersche Gesetz, um eine empirische Formel für die Daten zu erstellen. Schließlich kann durch den Datenverarbeitungsalgorithmus eine genaue Erfassung des Blutsauerstoffwerts erreicht werden. Das Prinzip entspricht genau der in der Abbildung unten dargestellten Übertragungsart.

Das Prinzip von Fingerclip-Oximetern beruht meist auf Transmission, während tragbare Armbänder den Blutsauerstoff meist durch Reflexion messen.

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Wie misst ein Mobiltelefon den Blutsauerstoff?

Heutzutage legen die Menschen viel mehr Wert auf die Überwachung ihrer Gesundheit und viele intelligente tragbare Armbänder sind mit einer Funktion zur Messung des Blutsauerstoffs ausgestattet.

Aufgrund der schlechten Lichtdurchlässigkeit am Handgelenk unterscheidet sich das Erfassungsprinzip vom Projektionstyp des Fingerclip-Oximeters und ist größtenteils reflektierend, d. h., die Empfangs- und Sendeinstrumente befinden sich am selben Ende. Allerdings ist die Verteilung der Blutgefäße im Handgelenk im Vergleich zu den Fingerspitzen relativ komplizierter, was die Messung des Blutsauerstoffs erschwert. Die Genauigkeit der Testergebnisse ist etwas geringer als beim Fingerclip-Typ.

Prinzipdiagramm der reflektierenden Blutsauerstofferkennung

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Während die Messung des Blutsauerstoffs mithilfe von Oximetern und Smartarmbändern heute weit verbreitet ist, ist eine neue Methode zur Messung des Blutsauerstoffs entstanden: die Messung des Blutsauerstoffs mithilfe eines Mobiltelefons.

Die Methode zur Messung des Blutsauerstoffs mit einem Mobiltelefon besteht darin, einen Finger vor die Kamera zu halten und den Blitz auszulösen, oder die Kamera des Mobiltelefons auf das Gesicht zu richten, um ein Video aufzunehmen. Es dauert nur kurz und das Ergebnis liegt in etwa zwei Minuten vor.

Blutsauerstoffmessseite einer APP

Quelle: Sohu

Ist es wissenschaftlich, den Blutsauerstoff mit einem Mobiltelefon zu messen?

Bei der ersten Messmethode, bei der die Kamera auf den Finger gerichtet wird, sendet das Mobiltelefon mithilfe eines Blitzes weißes Licht aus und die Kamera fungiert als Sensor, um das reflektierte Signal des weißen Lichts zu empfangen. Die Sauerstoffsättigung des Blutes wird durch Ermittlung der Differenz des vom sauerstoffgesättigten Hämoglobin reflektierten Lichts gemessen.

Obwohl diese Methode praktisch ist, sind die Blutsauerstofftestergebnisse möglicherweise nicht genau, da die verschiedenen Modelle und Parameter der verschiedenen Handykameras auf dem Markt unterschiedlich sind. Gleichzeitig kann das Mobiltelefon den Finger während des Messvorgangs nicht in einen relativ dunklen Zustand bringen wie ein Fingerclip-Blutoximeter. Daher wird die Blutsauerstoffmessung durch das Mobiltelefon leicht durch Umgebungslicht gestört, was zu ungenauen Messwerten führt.

Blutsauerstoffmessung per Handykamera

Quelle | „Smartphone-Kamera-Oximetrie in einer Studie zur induzierten Hypoxämie“

Bei der zweiten Methode wird ein Video des Gesichts aufgenommen und aus den Pulsschwankungen im Gesicht die Blutflussinformationen abgelesen, um den Blutsauerstoff zu messen. Diese Methode ist jedoch mit einer größeren Unsicherheit behaftet als die erste Methode und wird stärker vom Umgebungslicht beeinflusst. Daraus lässt sich ersehen, dass die Genauigkeit der Blutsauerstoffmessung durch Mobiltelefone weit unter der von Fingerclip-Oximetern liegt und die Daten nur als Referenz verwendet werden können.

Quelle – Herausgeber

Zwar kommt es bei der Blutsauerstoffmessung mit Mobiltelefonen zu Fehlern, dennoch besteht kein Grund, darauf zu verzichten. Der Blutsauerstoffgehalt eines gesunden Menschen liegt über 95 % und wird unter normalen Umständen nicht unter diesen Wert fallen. Liegt der vom Mobiltelefon gemessene Wert in diesem Bereich, kann dies bis zu einem gewissen Grad bestätigen, dass Ihr körperlicher Zustand normal und gesund ist.

Das Blutoximeter ist ein medizinisches Gerät und von der staatlichen Lebensmittel- und Arzneimittelbehörde zugelassen. Daher wird es streng kontrolliert und entspricht medizinischen Standards. Andere elektronische Geräte zur Überwachung des Blutsauerstoffs erfüllen diese Standards nicht.

Heutzutage ist man sich der Selbstvorsorge der Gesundheit immer stärker bewusst. Neben der Messung des Blutsauerstoffs erfreuen sich auch Herzfrequenz-, Puls- und andere Tests großer Beliebtheit. Trotz aller Tests sind gute Lebensgewohnheiten, eine ausgewogene Ernährung und die größtmögliche Vermeidung von Risiken die einzigen Möglichkeiten, eine gute Gesundheit sicherzustellen.