MDX.URBAN – Inteligentné hodinky sa pre nás v niekoľkých posledných rokoch stali užitočným nástrojom. Využitie nachádzajú nie len v uľahčení komunikácie ako „predĺžená ruka smartfónu“, ale taktiež pri rôznych športových aktivitách na meranie výkonu, srdcovej frekvencie či dokonca saturácie kyslíka v krvi. Práve meranie životných funkcií týmito zariadeniami si získalo pozornosť medicínskych špecialistov, ktorí vidia potenciál v monitorovaní pacientov na diaľku pri mnohých ochoreniach, ako tomu bolo napríklad pri COVID19. Možné využitie sa však vynára aj v špecifickej oblasti dopravy – civilnom či vojenskom letectve – kde sú piloti vystavení nízkej hladine kyslíka s hroziacou poruchou schopnosti viesť lietadlo, ktorá môže viesť k leteckým nehodám. Potenciál využitia nositeľných zariadení u pilotov sa preto rozhodol preskúmať britský kolektív vedcov, ktorí svoje výsledky odpublikovali v odbornom časopise Aerospace Medicine and Human Performance.
Saturácia krvi kyslíkom (SpO2) už pre väčšinu ľudí nie je neznámy pojem, nakoľko sa dostala do povedomia verejnosti počas pandémie ochorenia COVID19. SpO2 predstavuje merateľnú hodnotu, ktorá nás informuje o nasýtení krvi v periférnych tkanivách kyslíkom, a teda nepriamo jednak o funkcii pľúc, alebo v prípade pilotov vo výške o nasýtení atmosféry kyslíkom.
Štandardne sa meria pomocou saturačného prístroja umiestneného najčastejšie na prste ruky, prípadne ušnom boltci, metódou tzv. transmisívnej fotopletyzmografie. Táto metóda funguje na princípe prechodu lúčov svetla ľudským tkanivom, ktoré je následne snímané na druhej strane tkaniva pomocou detektora. Pri prechode tkanivom práve červené krvinky (ako nosiči kyslíka) pohlcujú určitú dávku vyslaného svetla, a pri dopade na detektor sme potom pomocou programu schopní vyhodnotiť spomínanú saturáciu krvi kyslíkom.
Moderné smart zariadenia však tento princíp využívať nedokážu, nakoľko tkanivá zápästia svojou hrúbkou predstavujú príliš veľkú bariéru na prechod vysielaného svetla. Na tieto účely bola vyvinutá metóda tzv. reflektívnej fotopletyzmografie, kedy je vyslané svetlo odrazené od krvi v tkanivách späť k zariadeniu. Moderné smart hodinky s funkciou merania saturácie tak majú vysielač aj detektor na jednej ploche, vo svojej tesnej blízkosti. Táto reflektívna metóda však má významné limitácie, kedy napríklad už malý pohyb zariadenia dokáže prerušiť meranie. A tu už prichádzame k spomínanej britskej štúdií.
Jej autori pri pôvodnej myšlienke vychádzali z pozorovania, že mnoho civilných či vojenských pilotov, nosí aj počas letov smart zariadenia. Bolo by teda možné ich využiť na meranie saturácie pilota, a tým predísť výškovej hypoxii a zvýšiť bezpečnosť letu? Nakoľko pri pilotáži je pilot málokedy v pokoji následkom vibrácií lietadla, rozhodli sa autori overiť schopnosť smart zariadení merať saturáciu v rozličných podmienkach.
V štúdií boli vytipované dve komerčne dostupné zariadenia, ktoré neboli určené pre medicínske použitie, konkrétne smart hodinky Apple Watch 6 a Garmin Fénix 6. Ku týmto dvom komerčným zariadeniam boli pridané ešte dve, vyvinuté za účelom sledovania životných funkcií pre medicínske použitie, a to zariadenie Oxitone 1000M (obdoba hodiniek bez smart funkcií) a Cosinuss Two (zariadenie pre snímanie funkcií z ušného bubienka – „štupľové slúchadlo“).
Do pilotnej štúdie bolo zahrnutých 10 zúčastnených, ktorí tieto štyri zariadenia nosili počas určených aktivít. Prvou aktivitou bol 10 minútový sed v pokoji, nasledovaný 5 minútovým pokojným bicyklovaním pri záťaži 30W, a neskorším 5 minútovým náročným bicyklovaním pri záťaži 150W. Tieto tri aktivity mali otestovať schopnosť zariadení merať saturáciu v pokoji, pri miernej alebo zvýšenej námahe. Experiment po celú dobu prebiehal v hypoxickej komore, kde bolo možné znížiť atmosferický tlak, a imitovať tak podmienky rôznej letovej výšky. Pre účely tejto štúdie boli určené hladiny pri dvoch samostaných meraniach, a to normálneho atmosferického tlaku v úrovni mora pri prvom meraní a pri druhom meraní tlak v komore imitoval výšku 4500 m. Namerané hodnoty zo zariadení pri normálnom či zníženom tlaku boli potom porovnávané s hodnotami získanými z klasického oxymetra.
Vo výsledku z pomedzi všetkých zariadení bola hodnotená schopnosť zachytiť signál vysielaného svetla, a zhodnotiť početnosť chybných meraní – teda nezachytenia signálu. Chybné merania sa vyskytovali u všetkých zariadení, so stúpajúcou frekvenciou smerom ku náročnej fyzickej aktivite. Najlepšie v tomto parametri obstálo zariadenie Cosinuss Two.
Čo do presnosti merania saturácie kyslíka, počínali si jednotlivé zariadenia rozdielne. Pri podmienkach normálneho atmosferického tlaku sa hodnoty z Apple Watch 6 a Oxitone 1000M zásadne nelíšili od klasického oxymetra, a možno ich v tomto ohľade označiť za spoľahlivé. Zvyšné dve zariadenia neposkytovali presné hodnoty. Za hypoxických podmienok sa však situácia zmenila. Jediným zariadením, ktoré dokázalo spoľahlivo merať nízke hladiny saturácie bol Cosinuss Two. Zvyšné tri zariadenia skôr merania „prilepšovali“ – ich namerané hodnoty boli vyššie, ako boli skutočné hladiny saturácie krvi.
Záverom teda možno povedať, že smart hodinky v súčasnosti nie sú použiteľné na hodnoverné hodnotenie saturácie pri akýchkoľvek činnostiach okrem pokoja a normálneho atmosférického tlaku. Pohybom sa významne zvyšuje frekvencia chybných meraní, a pri hypoxii zariadenia nadhodnocujú hodnoty saturácie. V dnešnej dobe ich teda nemožno odporučiť na medicínske využitie, a taktiež nedokážu nájsť využitie ani v leteckej doprave. Pri súčasnom trende však možno očakávať, že v horizonte niekoľkých rokov sa technologickým pokrokom aj metóda reflektívnej fotopletyzmografie zlepší natoľko, že smart hodinky budú môcť konkurovať klasickej oxymetrii.
