Sauerstoff im Smartphone

Es reicht das Smartphone, um Werte bis hinunter zu 70 Prozent zu erfassen. Normal sind 93 bis 99 Prozent. Forscher der University of Washington (UW) und der University of California haben das Verfahren entwickelt, das vor allem Menschen zugute kommen dürfte, die unter Sauerstoffmangel leiden, etwa COVID-19-Patienten oder Asthma-Kranke.

Das Smartphone wird dazu mit einer App gefüttert, die auf Deep Learning basiert, einer Methode des maschinellen Lernens, die auf künstlichen neuronalen Netzen basiert. Zudem aktiviert sie die Blitzfunktion bei einer Videoaufnahme. Zum Messen hält man einen Finger in geringem Abstand über das Objektiv sowie die benachbarte Leuchtdiode, die als Blitz fungiert, und startet ein Video. 'Die Kamera zeichnet auf, wie viel Licht des Blitzes das Blut absorbiert, das durch den Finger fließt, und zwar in jedem der drei Spektren', sagt der leitende Forscher Edward Wang. Die daraus gewonnenen Daten werden von der App ausgewertet.

Die App wurde mit Hilfe von sechs Versuchsteilnehmern getestet. Sie atmeten eine kontrollierte Mischung aus Sauerstoff und Stickstoff ein, um den Sauerstoffgehalt des Blutes langsam zu senken. Um vergleichen zu können, trug jeder während des Tests auch ein Standard-Pulsoximeter. Die Probanden lieferten über 10.000 Blutsauerstoffwerte zwischen 61 und 100 Prozent. Damit trainierten die Forscher den Deep-Learning-Algorithmus, der vor allem das sogenannte Rauschen unterdrückt – Daten, die für die Ermittlung des Sauerstoffgehalts nicht benötigt werden und nur stören.

'Bei bisher genutzten Sauerstoffmesssystemen auf Basis von Smartphones muss ein Proband erst den Atem anhalten, bevor eine Messung möglich ist. Dabei fühlt er sich sehr unwohl und muss nach etwa einer Minute Atem holen, noch bevor der Blutsauerstoffspiegel weit genug abgesunken ist, um die gesamte Bandbreite klinisch relevanter Daten zu erfassen', erklärt UW-Doktorand Jason Hoffmann.

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