MétaCan
Menu
← Retour à la cohorte
Enregistrement W7123241956

Improving wearable out-of-hospital pulse oximetry estimation with novel real-time analysis of photoplethysmography

2025· other· en· W7123241956 sur OpenAlexaffabout
Saud Lingawi

Notice bibliographique

RevuecIRcle (University of British Columbia) · 2025
Typeother
Langueen
Domaine
Thématique
Établissements canadiensUniversity of British Columbia
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésPhotoplethysmogramWearable computerPulse oximetryPopulationWearable technologyContinuous monitoringPulse (music)Blood oxygenation
DOInon disponible

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Cardiopulmonary emergencies and chronic cardiopulmonary illnesses remain leading causes of morbidity and mortality, largely because events occurring outside medical supervision go unwitnessed. Wearable sensing offers the possibility of detecting acute physiological decline in real-time, yet current commercial systems are constrained by limitations in sensitivity, specificity, validation, mathematical and data processing paradigms for monitoring hypoxic physiological states, and user-adherence barriers. Specifically, SpO₂ - a common indicator of arterial oxygenation - requires a pulse to provide a result, thus failing during low perfusion states or cardiac arrest. This thesis investigates whether acute desaturation can be continuously monitored using photoplethysmography (PPG)-based devices to enable rapid detection of acute cardiopulmonary instability. To address this question, three complementary aims were pursued. A pan-Canadian population survey examined user preferences and willingness to adhere to continuous wearable use for critical illness detection. Responses (n ≈ 400) revealed a strong preference for hand-based form factors and identified age- and activity-dependent differences in adherence behavior, underscoring the need for user-centered design and public education on critical illness risk. Building on these insights, the second aim advanced the analytical foundations of PPG-derived oxygen saturation (SpO₂) estimation. A derivative Beer–Lambert model was developed to infer changes in arterial oxygenation (ΔSpO₂) independent of pulsatile blood flow, introducing a calibration coefficient α that remained generalizable across participants. A multivariate Kalman filter was subsequently implemented to fuse instantaneous SpO₂ and derivative information (dDiff), yielding semi-lagless SpO₂ tracking with markedly improved temporal resolution, tested in a simulated benchtop hypoxemia experiment to establish model accuracy relative to a clinical pulse oximeter. The third aim validated these methods in experimental simulated pulselessness. This arterial-occlusion study demonstrated stability under near-pulseless conditions using a perfusion-index-weighted dynamic Kalman filter. Together, these studies produced a reproducible, open-source pipeline for algorithmic validation in simulated cardiopulmonary illness. Collectively, this work reframes wearable PPG from a passive optical signal into an active estimator of cardiopulmonary deterioration. By integrating user behavior, mathematical modeling, and physiological validation, it establishes a pathway toward real-time, device-agnostic detection of critical illness. The findings have implications for both clinical monitoring and the future of consumer-grade health technologies.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,003
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,003
Score d'incertitude au seuil0,007

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,003
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,000
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0000,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,001

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.

Tête enseignante Opus0,004
Tête enseignante GPT0,179
Écart entre enseignants0,175 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2025
Routes d'admission2
Résumé présentoui

Explorer davantage

Même revuecIRcle (University of British Columbia)→Travaux en français237 207→