SpO2 в смарт-часах: измерение кислорода в крови¶

SpO2 (сатурация кислорода, от англ. peripheral oxygen saturation) — процентное содержание гемоглобина в периферической крови, насыщенного кислородом, по отношению к общему объёму гемоглобина. В смарт-часах и фитнес-браслетах SpO2 измеряется оптическим методом с помощью встроенного датчика и отображается в виде числового значения в процентах, например «98%». Показатель является одним из ключевых параметров мониторинга здоровья на носимых устройствах наряду с частотой сердечных сокращений и уровнем стресса.

¶Принцип измерения

Датчик SpO2 в смарт-часах работает по принципу пульсоксиметрии. В устройстве установлены светодиоды, испускающие свет двух длин волн: красный (около 660 нм) и инфракрасный (около 940 нм). Оксигенированный гемоглобин (HbO2) сильнее поглощает инфракрасный свет, а дезоксигенированный гемоглобин (Hb) — красный. При прохождении света через ткань (обычно запястье или палец) фотодетектор измеряет интенсивность остаточного излучения, и по разнице поглощения вычисляется доля насыщенного кислородом гемоглобина.

В смарт-часах используются рефлектометрические датчики: светодиоды и фотодетектор расположены на задней крышке корпуса и контактируют с кожей запястья. Точность таких измерений ниже, чем у медицинских трансмиссионных пульсоксиметров, которые пропускают свет сквозь кончик пальца. На результат влияют татуировки, загрязнение датчика, толщина кожи, температура конечности, положение руки и степень прижатия часовой клавиши к запястью.

¶Нормальные значения

У здорового человека в покое показатель обычно составляет 95–98%. Значения ниже 95% могут наблюдаться при высоте, лёгочных заболеваниях, нарушениях кровообращения. Снижение ниже 90% считается клинически значимой гипоксемией. При этом носимые устройства не являются медицинскими приборами, и их показания носят информационно-ориентировочный характер.

¶Методика измерения в смарт-часах

Для получения корректного результата производители рекомендуют:

• сидеть неподвижно, не разговаривая, в расслабленном положении;
• держать руку на уровне сердца или на столе, не напрягая запястье;
• убедиться, что часы прилегают к коже, но не пережимают запястье;
• не двигать пальцами и не сжимать кулак во время измерения;
• проводить измерение на той же руке, что и часы, избегая татуировок и шрамов на участке датчика.

Стандартное измерение занимает от 15 до 60 секунд. Многие устройства предлагают режим непрерывного или фонового мониторинга, когда показатель снимается периодически в течение суток, а в приложении формируется график динамики.

¶Возможности смарт-часов

Функция SpO2 появилась в потребительских носимых устройствах в конце 2010-х годов. Среди производителей, внедривших измерение сатурации, — Apple (начиная с Apple Watch Series 6, 2020), Samsung (Galaxy Watch Active2 и новее), Huawei, Xiaomi, Amazfit, Garmin, Fitbit. В России функция доступна в большинстве моделей среднего и верхнего ценового сегмента.

Помимо разового измерения, ряд устройств поддерживает отслеживание SpO2 во время сна. Снижение уровня кислорода в ночное время может указывать на синдром обструктивного апноэ сна — состояние, при котором дыхание периодически останавливается, и которое сопровождается храпом и дневной сонливостью. Обнаружение подобных эпизодов служит основанием для обращения к сомнологу или пульмонологу.

¶Ограничения точности

Несмотря на широкое распространение, оптические датчики на запястье имеют ряд ограничений:

• Низкая точность при гипоксемии. В диапазоне ниже 90% погрешность потребительских устройств возрастает, и они могут занижать или завышать реальное значение.
• Влияние внешних факторов. Движение руки, тремор, татуировки, лак для ногтей, холодные пальцы и низкий уровень перфузии искажают результат.
• Отсутствие сертификации. Медицинские показания для принятия клинических решений требуют сертифицированных пульсоксиметров, а не потребительских гаджетов.
• Индивидуальные особенности. Цвет кожи, плотность тканей и пигментация влияют на точность оптических измерений.

Производители в пользовательских соглашениях прямо указывают, что функция SpO2 не предназначена для диагностики и лечения заболеваний.

¶Применение и практическое значение

Для большинства пользователей мониторинг SpO2 полезен как способ отслеживать общую тенденцию: стабильные значения в диапазоне 95–100% свидетельствуют о нормальной оксигенации, а устойчивое снижение — повод проконсультироваться с врачом. Спортсмены и люди, занимающиеся высотными видами альпинизма, используют показатель для контроля адаптации к физическим нагрузкам и разрежённому воздуху.

В клинической практике пульсоксиметрия применяется десятилетиями, однако именно появление компактных датчиков в смарт-часах сделало мониторинг кислорода в крови доступным массовому пользователю без посещения медицинского учреждения.

¶Источники

• Руководства пользователя Apple Watch, Samsung Galaxy Watch, Huawei Watch
• Публикации производителей датчиков: Maxim Integrated, Texas Instruments, Apple
• Медицинские обзоры по пульсоксиметрии (периодические издания по пульмонологии)
• Статьи IEEE и ACM по носимым датчикам здоровья