全面分析手指按住手机闪光灯测血氧浓度准确性

　　京东（们）做了个免费的小程序：用您的食指轻触你的智能手机的摄像头和闪光灯，90秒就能测出血氧浓度（实际可能用不上90秒） 。
　　这些小程序是免费的，您现在就可以打开手机、伸出手指，试上一试：
　　不卖关子，先上我的结论：这类小程序测出的血氧浓度结果，对于日常监测来说，已经够用了。  首先，手机摄像头加闪光灯测血氧浓度的基础原理和指夹式血氧仪的 基础原理都是一样的；
　　第二，AI之CNN技术是手机上就能用PPG法测出血氧浓度的根本原因 （机器学习） ；
　　第三，CNN机器学习后得到的 数据集 是PPG法能准确测出血氧浓度的保障；
　　最后，手机测量准确性的 干扰因素和未来展望 。
　　本文目录
　　下面是2000来字详细说明，没空的朋友浏览下上面的目录。
　　有空的朋友感谢阅读：
　　首先，手机摄像头加闪光灯测血氧浓度的基础原理和市面上售卖的指尖血氧仪以及医院里用的医用级别的指尖血氧仪的基础原理都是一样的。
　　都是PPG法（光电容积脉搏波法），这是一种目前在主要应用的无创测血氧浓度方法，是利用光照射人体皮肤后，皮下不同血氧蛋白含量比例不同而对光的透射和反射有变化，把这种光线的变化转化为电信号后得出测量结果。
　　用PPG法测血氧浓度，当然是靠谱的，是已经、正在供医用的成熟技术。PPG法虽然是隔着皮肤测血氧，但恰恰是这种无创测血氧方法才是正经的、可行的、靠谱的方法。
　　把血抽出来测血氧浓度，当然是最准确的，但是，血氧浓度是实时变化的，血氧浓度随着病情发展而变化就不必说了，血氧浓度还会受：
　　吃没吃饭吃多少饭、
　　心情舒不舒畅多（不）舒畅、
　　性致高不高昂多摸高昂、
　　周边环境冷不冷（暖）有多冷（暖）、
　　……
　　等等诸多因素影响而变化——所以，测血氧浓度不是一次测量就能解决问题的，而是需要实时监测才能达到目的。
　　所以所以，如果用抽血的方法来测血氧浓度，那可不是一管血就能解决的问题……
　　第二，AI中的CNN技术是手机上就能用PPG法测出血氧浓度的根本原因
　　手机上能应用PPG法测出血氧浓度，是因为现在的智能手机完全可以流畅运行人工智能（AI）中的机器学习算法中的CNN法。
　　CNN，也叫卷积神经网络，是通过对图像数据进行机器学习而达到特定的图像分析目的的一种人工智能算法。
　　相比较于普通神经网络，卷积神经网络（CNN）复杂得多，通过多次函数卷积的方法，可以用来分析大图像，物体形态、位置参数多样的复杂图像问题。
　　而现在您手上的这部智能手机的软硬件配置水平，已经完全可以运行这种算法了。
　　在智能手机上通过CNN算法运用PPG测法测血氧浓度的研究论文，其实在今年9月份就在Nature合作期刊《NPJ Digital Medicine》上发表了：《Smartphone camera oximetry in an induced hypoxemia study》。
　　第一作者是杰森·霍夫曼（Jason Hoffman），华盛顿大学博士，研究方向为医疗和计算机交叉领域。这哥们有在微软硬件开发部门的工作经历。
　　我看人看的是＂德才兼备、以德为先＂，这哥们的研究数据集已免费开源。
　　我猜京东这个小程序以及其他各家出品的手机测血氧浓度小程序都有引用到杰森·霍夫曼研究的方法和提供的开源数据集。
　　第三，CNN机器学习后不断更新的数据集是PPG法能准确测出血氧浓度的保障
　　目前数据来看，保障已经是足够有力的了，以后肯定会越来越有力后面会说到。
　　（杰森·霍夫曼论文配图）
　　目前普通（非医用）指夹式血氧仪的测量误差在2%左右。
　　一般来说血氧饱和度警戒值是93%，而一般指夹式血氧仪的测量范围在70%到100%之间，测量范围越大误差越大，对于普通人日常监测而言，70%至93%之间这个测量范围实际上是冗余的。
　　杰森·霍夫曼用智能手机测量血氧浓度的研究中，他大幅缩短了测量范围，将测量范围设定为85%至100%。虽然说已经大幅缩短了测量范围，但测量误差并没有降到普通指夹式血氧仪之下，手机的测量误差为3.06%。
　　误差3.06%，这个准确率，说良心话还是不错的，比那个什么新冠感染无症状率98%强多了 ：该研究表明，在超过1万次实验中，该方法80%的情况下可以分辨出测试者是否处于低血氧水平。
　　（司马南说是＂他＂说的，但可能不是＂他＂说的，反正不是我说的）
　　最后，手机测量没那么准的干扰因素都有哪些？
　　1、指夹式血氧仪把手指套起来了，那么光照测量时，受外部光照影响小一点；
　　2、指夹式血氧仪有专门测量用的发光感光元件；
　　3、不同的人肤色、肤质不一样，不同的肤色肤质对光线的透射、反射效果不一样——这一点，指夹式血氧仪也受这个干扰因素影响，PPG法都受这个干扰因素影响。
　　但其实呢，反倒是用人工智能算法的手机测量法，随着数据集的丰富，CNN（卷积神经网络）会分析出不同肤色、肤质的透光反光特点，甚至不同受测人的个体特点，手机测血氧浓度反倒会在将来表现出更强的适用性和实用性。
　　甚至，随着数据集的丰富，手机测量法能有效修正外部光照条件影响和部分修正发光感光元器件先天不足的影响（作为一名手机摄影爱好者，真心没觉得手机的发光感光元器件有多不足——当然了，这是句外行话，有待专门的研究和手机厂商做专门的硬件升级——手机厂老板看点这里请点赞收藏打赏一键三连） 。
　　再重复一遍：
　　杰森·霍夫曼论文里的测量误差3.06%左右（vs指夹式血氧仪误差2%左右）；过万次实验中，80%的情况下可以分辨出测试者是否处于低血氧水平。
　　以上，智能手机测血氧浓度准确性现状。
　　我是觉得，比起我自己感觉自己＂不舒服＂、＂有点不舒服＂、＂好不舒服＂——只有这三个档位比起来，手机测得不是要准确多了。
　　Nature网站比狗p知网友好多了，反正这篇论文是不要钱的，复制到浏览器直接就能打开：
　　https://www.nature.com/articles/s41746-022-00665-y
　　ps：
　　我看到有人说：手机测血氧饱和度？这不跟手机算命一样（忽悠人）吗？
　　无脑黑。
　　——这种自以为自己在独立思考、思考路径却这么短、思考速度这么＂快＂……其实不过是满足于抖个机灵的人，恐怕才是最容易被忽悠的。