Happisaturaation mittaaminen puettavilla laitteilla

Abstract

Veren happisaturaatio on tärkeä fysiologinen parametri, joka kuvaa veressä olevan hapen määrää ja antaa tärkeää tietoa kudosten hapensaannista. Happisaturaatio voidaan määrittää fotopletysmografiamittauksen (engl. photoplethysmography, PPG) avulla. Usein happisaturaatio mitataan sormenpäähään kiinnitettävällä pulssioksimetrilla, joka rajoittaa käyttäjän normaaleja toimintoja. Käyttäjää häiritsemättömät puettavat laitteet, kuten älykellot ja -sormukset, tarjoavat uusia mahdollisuuksia happisaturaation mittaamiseen. Tämän työn tavoitteena on esitellä puettavilla laitteilla toteutettavien happisaturaatiomittauksien mahdollisia anturiratkaisuja, mittauksiin liittyviä haasteita ja tulevaisuudennäkymiä.

Happisaturaatiota mittaavissa puettavissa laitteissa voidaan hyödyntää erilaisia anturiratkaisuja. Erilaisilla anturiratkaisuilla pyritään mittaamaan mahdollisimman hyvälaatuista PPG-signaalia sovelluskohteeseen parhaiten soveltuvalla tavalla. PPG-mittauksessa voidaan vaikuttaa esimerkiksi mittauspaikan valintaan tai PPG-anturissa käytettäviin ratkaisuihin, kuten valonlähteen ja valoanturin sijoitteluun toisiinsa nähden.

Tällä hetkellä happisaturaatiota on mahdollista mitata vain harvoilla puettavilla laitteilla, sillä mittauksiin liittyy useita ratkaisemattomia haasteita. PPG-signaaliin aiheutuu esimerkiksi helposti liikeartefaktaa eli mittausanturin liikkumisesta aiheutuvaa kohinaa. Lisäksi anturin mittauspaikkaan kohdistaman voiman tulee olla sopiva, jotta mitattava signaali olisi hyvälaatuista. Yksilöiden väliset erot esimerkiksi ihonvärissä tai painoindeksissä aiheuttavat myös vaihtelevuutta mittaustuloksiin.

Jos nämä haasteet onnistutaan ratkaisemaan, tulevaisuudessa puettavilla laitteilla toteutettavaa happisaturaatiomittausta voitaisiin käyttää useissa sovelluskohteissa. Puettavilla laitteilla toteutettava happisaturaatiomittaus mahdollistaa ajasta ja paikasta riippumattoman jatkuva-aikaisen monitoroinnin. Ajasta ja paikasta riippumattoman monitoroinnin ansiosta joitakin kliinisessä ympäristössä aikaa vieviä tutkimuksia, kuten unen seurantaa, voitaisiin tulevaisuudessa toteuttaa mahdollisesti myös kotioloissa. Erityisesti keuhkosairauksia sairastavat potilaat voisivat hyötyä jatkuva-aikaisesta happisaturaation mittaamisesta kotioloissa, sillä keuhkosairauksia sairastavilla potilailla happisaturaatiolukemat voivat olla sairauden vuoksi normaalia matalampia.