خون آکسیجن سنترپتی (SpO2)، آکسیجن لے جانے والے خون میں ہیموگلوبن کا فیصد، قلبی فعل کا ایک اہم پیمانہ ہے۔ صحت مند افراد کے پاس ایس پی او ہوتا ہے۔2 تقریباً 95% یا اس سے اوپر کی سطح، لیکن سانس کی بیماریاں - جیسے دمہ، دائمی رکاوٹ پلمونری بیماری، نمونیا اور COVID-19 - ان سطحوں میں نمایاں کمی کا سبب بن سکتی ہیں۔ اور اگر SpO2 90% سے نیچے آتا ہے، یہ زیادہ سنگین قلبی بیماری کی علامت ہو سکتی ہے۔
ڈاکٹر عام طور پر SpO کی پیمائش کرتے ہیں۔2 پلس آکسی میٹر کا استعمال کرتے ہوئے، غیر حملہ آور آلات جو انگلی کی نوک یا کان پر کلپ ہوتے ہیں۔ یہ عام طور پر ٹرانسمیٹینس فوٹوپلیتھیسموگرافی (پی پی جی) کے ذریعے کام کرتے ہیں، جس میں آکسیجن شدہ خون سے آکسیجن کو الگ کرنے کے لیے سرخ اور IR روشنی کے جذب کا تجزیہ کیا جاتا ہے۔ لیکن ایس پی او کی نگرانی کرنے کی صلاحیت2 کلینک کے باہر، روزمرہ کے سمارٹ فون پر کیمرہ استعمال کرنے سے، زیادہ سے زیادہ لوگوں کو ایسے حالات کا پتہ لگانے کی اجازت مل سکتی ہے جن کے لیے طبی پیروی کی ضرورت ہے یا سانس کی جاری حالتوں پر نظر رکھ سکتے ہیں۔
میں محققین واشنگٹن یونیورسٹی (UW) اور کیلیفورنیا سان ڈیاگو یونیورسٹی اب دکھایا گیا ہے کہ اسمارٹ فون خون میں آکسیجن کی سنترپتی کی سطح کو 70 فیصد تک کم کر سکتے ہیں۔ میں ان کے نتائج کی اطلاع دینا این پی جے ڈیجیٹل میڈیسن، وہ نوٹ کرتے ہیں کہ یہ اسمارٹ فون کیمروں کا استعمال کرتے ہوئے حاصل کیا گیا ہے بغیر کسی ہارڈ ویئر میں ترمیم کے، خون میں آکسیجن کی سطح کی وسیع رینج کو سمجھنے کے لیے ایک convolutional عصبی نیٹ ورک (CNN) کو تربیت دے کر۔
اصولی مطالعہ کے ثبوت میں، محققین نے مختلف فریکشنل انسپائرڈ آکسیجن (FiO) نامی ایک طریقہ کار استعمال کیا۔2)، جس میں موضوع آکسیجن اور نائٹروجن کے ایک کنٹرول شدہ مرکب کو سانس لیتا ہے، تاکہ آہستہ آہستہ اپنے SpO کو کم کیا جا سکے۔2 سطح 70% سے نیچے - سب سے کم قیمت جس کی پیمائش کرنے کے قابل ہونا چاہیے پلس آکسی میٹر، جیسا کہ یو ایس فوڈ اینڈ ڈرگ ایڈمنسٹریشن نے تجویز کیا ہے۔ انہوں نے CNN پر مبنی گہری سیکھنے والے الگورتھم کو تربیت دینے کے لیے نتیجے میں حاصل ہونے والے ڈیٹا کا استعمال کیا۔
"دوسرے اسمارٹ فون ایپس کو لوگوں کو سانس روکنے کے لیے کہہ کر تیار کیا گیا تھا۔ لیکن لوگ بہت بے چین ہو جاتے ہیں اور انہیں ایک منٹ یا اس سے زیادہ کے بعد سانس لینا پڑتا ہے، اور یہ اس سے پہلے کہ ان کے خون میں آکسیجن کی سطح اتنی کم ہو گئی ہو کہ وہ طبی لحاظ سے متعلقہ اعداد و شمار کی پوری رینج کی نمائندگی کر سکیں،" پہلے مصنف بتاتے ہیں۔ جیسن ہوفمین، ایک UW ڈاکٹریٹ طالب علم، ایک پریس بیان میں۔ "ہمارے ٹیسٹ کے ساتھ، ہم ہر مضمون سے 15 منٹ کا ڈیٹا اکٹھا کر سکتے ہیں۔ ہمارے اعداد و شمار سے پتہ چلتا ہے کہ اسمارٹ فونز اہم حد کی حد میں ٹھیک کام کر سکتے ہیں۔
ہوفمین اور ساتھیوں نے چھ صحت مند رضاکاروں کا معائنہ کیا۔ ہر شریک کو مختلف FiO سے گزرنا پڑا2 13-19 منٹ تک، اس دوران محققین نے 10,000% اور 61% کے درمیان 100 سے زیادہ بلڈ آکسیجن لیول ریڈنگ حاصل کی۔ اس کے ساتھ، انہوں نے ٹرانسمیٹینس پی پی جی کے ذریعے زمینی سچائی کے اعداد و شمار کو ریکارڈ کرنے کے لیے مقصد سے بنائے گئے پلس آکسی میٹر کا استعمال کیا۔
اسمارٹ فون کی آکسیمیٹری انجام دینے کے لیے، شرکاء اپنی انگلی کیمرے اور اسمارٹ فون کے فلیش پر رکھتا ہے۔ کیمرہ ریفلیکشن پی پی جی کے ذریعے ردعمل کو ریکارڈ کرتا ہے - یہ پیمائش کرتا ہے کہ سرخ، سبز اور نیلے چینلز میں سے ہر ایک میں خون فلیش سے کتنی روشنی جذب کرتا ہے۔ محققین نے پھر ان شدت کی پیمائشوں کو گہری سیکھنے کے ماڈل میں کھلایا، چار مضامین کے ڈیٹا کو تربیتی سیٹ کے طور پر استعمال کیا اور ایک ماڈل کی توثیق اور اصلاح کے لیے۔ اس کے بعد وہ باقی مضمون کے ڈیٹا پر تربیت یافتہ ماڈل کا جائزہ لیتے ہیں۔
جب SpO کی طبی لحاظ سے متعلقہ رینج میں تربیت دی جاتی ہے۔2 مختلف FiO سے سطحیں (70–100%)2 مطالعہ، CNN نے ایک نئے مضمون کے SPO کی پیشن گوئی کرنے میں اوسط اوسط مطلق غلطی 5.00٪ حاصل کی2 سطح اوسط R2 ماڈل کی پیشن گوئی اور حوالہ پلس آکسیمیٹر کے درمیان ارتباط 0.61 تھا۔ تمام مضامین میں اوسط RMS کی خرابی 5.55% تھی، جو کلینیکل استعمال کے لیے صاف کیے جانے والے ریفلیکشن پلس آکسیمیٹر آلات کے لیے درکار 3.5% معیار سے زیادہ تھی۔
محققین تجویز کرتے ہیں کہ صرف SpO کا تخمینہ لگانے کے بجائے2، سمارٹ فون کیمرہ آکسیمیٹر کو خون کی کم آکسیجنشن کے لیے اسکرین کرنے کے لیے ایک آلے کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے۔ اس نقطہ نظر کو دریافت کرنے کے لیے، انہوں نے اپنے ماڈل کی درجہ بندی کی درستگی کا اندازہ لگایا کہ آیا کسی فرد کے پاس ایس پی او ہے۔2 تین حد سے نیچے کی سطح: 92%، 90% (عام طور پر مزید طبی توجہ کی ضرورت کی نشاندہی کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے) اور 88%۔
SpO کی درجہ بندی کرتے وقت2 90% سے نیچے کی سطح، ماڈل نے 81% کی نسبتاً زیادہ حساسیت اور 79% کی مخصوصیت کی نمائش کی، جس کا اوسط تمام چھ ٹیسٹ مضامین میں تھا۔ ایس پی او کی درجہ بندی کے لیے2 92٪ سے کم، 86٪ کی حساسیت کے ساتھ، مخصوصیت بڑھ کر 78٪ ہوگئی۔
محققین نے نشاندہی کی کہ، اعداد و شمار کے مطابق، مطالعہ اس بات کی نشاندہی نہیں کرتا ہے کہ یہ نقطہ نظر موجودہ پلس آکسی میٹر کے ساتھ موازنہ کرنے والے میڈیکل ڈیوائس کے طور پر استعمال کرنے کے لیے تیار ہے۔ تاہم، وہ نوٹ کرتے ہیں کہ اس چھوٹے امتحانی مضمون کے نمونے سے دیکھی گئی کارکردگی کی سطح اس بات کی نشاندہی کرتی ہے کہ مزید تربیتی نمونے حاصل کرکے ماڈل کی درستگی میں اضافہ کیا جا سکتا ہے۔
اسمارٹ فون کیمرہ خون میں گلوکوز کی حراستی کی پیمائش کرتا ہے۔
مثال کے طور پر، مضامین میں سے ایک کی انگلیوں پر گھنے کالیوس تھے، جس کی وجہ سے الگورتھم کے لیے خون میں آکسیجن کی سطح کا درست تعین کرنا مشکل ہو گیا۔ "اگر ہم اس مطالعہ کو مزید مضامین تک پھیلانا چاہتے ہیں، تو ہم ممکنہ طور پر کالیوس والے زیادہ لوگوں اور جلد کے مختلف رنگوں والے زیادہ لوگوں کو دیکھیں گے،" ہوفمین بتاتے ہیں۔ "پھر ہمارے پاس ممکنہ طور پر کافی پیچیدگی کے ساتھ الگورتھم ہوسکتا ہے تاکہ ان تمام اختلافات کو بہتر طریقے سے ماڈل بنایا جاسکے۔"
ہاف مین بتاتا ہے۔ طبیعیات کی دنیا کہ ٹیم کے پاس اس ٹیکنالوجی کو فوری طور پر تجارتی بنانے کا کوئی منصوبہ نہیں ہے۔ "تاہم، ہم نے ایک ٹیسٹنگ پلان تیار کیا ہے اور تجاویز فراہم کی ہیں جو ہمیں مضامین کے ایک بڑے، زیادہ متنوع گروپ پر جانچ کرنے کے قابل بنائے گی کہ آیا یہ اصولی مطالعہ دوبارہ پیدا کرنے کے قابل ہے اور تجارتی طور پر مرکوز ترقی کے لیے ممکنہ طور پر تیار ہے،" وہ کہتے ہیں۔ .
