Validation of a Novel Noninvasive Technology to Estimate Blood Oxygen Saturation Using Green Light: Observational Study
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: Pulse oximeters work within the red-infrared wavelengths. Therefore, these oximeters produce erratic results in dark-skinned subjects and in subjects with cold extremities. Pulse oximetry is routinely performed in patients with fever; however, an elevation in body temperature decreases the affinity of hemoglobin for oxygen, causing a drop in oxygen saturation or oxyhemoglobin concentrations. OBJECTIVE: We aimed to determine whether our new investigational device, the Shani device or SH1 (US Patent 11191460), detects a drop in oxygen saturation or a decrease in oxyhemoglobin concentrations. METHODS: An observational study (phase 1) was performed in two separate groups to validate measurements of hemoglobin and oxygen concentrations, including 39 participants recruited among current university students and staff aged 20-40 years. All volunteers completed baseline readings using the SH1 device and the commercially available Food and Drug Administration-approved pulse oximeter Masimo. SH1 uses two light-emitting diodes in which the emitted wavelengths match with absorption peaks of oxyhemoglobin (hemoglobin combined with oxygen) and deoxyhemoglobin (hemoglobin without oxygen or reduced hemoglobin). Total hemoglobin was calculated as the sum of oxyhemoglobin and deoxyhemoglobin. Subsequently, 16 subjects completed the "heat jacket study" and the others completed the "blood donation study." Masimo was consistently used on the finger for comparison. The melanin level was accounted for using the von Luschan skin color scale (VLS) and a specifically designed algorithm. We here focus on the results of the heat jacket study, in which the subject wore a double-layered heated jacket and pair of trousers including a network of polythene tubules along with an inlet and outlet. Warm water was circulated to increase the body temperature by 0.5-0.8 °C above the baseline body temperature. We expected a slight drop in oxyhemoglobin concentrations in the heating phase at the tissue level. RESULTS: The mean age of the participants was 24.1 (SD 0.8) years. The skin tone varied from 12 to 36 on the VLS, representing a uniform distribution with one-third of the participants having fair skin, brown skin, and dark skin, respectively. Using a specific algorithm and software, the reflection ratio for oxyhemoglobin was displayed on the screen of the device along with direct hemoglobin values. The SH1 device picked up more minor changes in oxyhemoglobin levels after a change in body temperature compared to the pulse oximeter, with a maximum drop in oxyhemoglobin concentration detected of 6.5% and 2.54%, respectively. CONCLUSIONS: Our new investigational device SH1 measures oxygen saturation at the tissue level by reflectance spectroscopy using green wavelengths. This device fared well regardless of skin color. This device can thus eliminate racial disparity in these key biomarker assessments. Moreover, since the light is shone on the wrist, SH1 can be readily miniaturized into a wearable device.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,004 | 0,005 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».