Conform unui studiu realizat de un grup de bioingineri medicali, senzorii de lumină folosiți în monitorizarea ritmului cardiac cu ajutorul dispozitivelor portabile, precum Apple Watch Seria 5 și Fitbit Versa 2, nu funcționează la fel de bine pe pielea mai închisă sau la persoanele cu obezitate. Aceasta ar putea reprezenta o problemă majoră pentru persoanele cu astfel de afecțiuni care folosesc astfel de dispozitive pentru a-și monitoriza tensiunea arterială.
Studiul întreprins a avut în vedere analizarea fotopletismografiei (PPG), o tehnică ce cuantifică schimbările modului în care lumina este reflectată, pentru a măsura în cele din urmă fluxul sangvin, pentru 3 dispozitive portabile: Apple Watch Seria 5, Fitbit Versa 2 și Polar M600. Echipa de cercetători s-a ajutat de un model de cercetare care stimulează modul în care lumina penetrează țesuturile, pentru a arăta cum s-ar comporta senzorii de lumină ai dispozitivelor în funcție de diferitele proprietăți ale pielii utilizatorului.
Pielea mai închisă la culoare conține o cantitate mai mare de melanină (pigment care dă culoare pielii), motiv pentru care absoarbe mai multă lumină. În aceeași măsură, pielea persoanelor cu obezitate tinde să fie mai groasă, să aibă un conținut mai scăzut de apă și un flux sangvin mai redus față de persoanele cu greutate normală, datorită îngroșării pereților arterelor (fluxul sangvin este mai scăzut, însă rapiditatea sa de curgere este mai mare, motiv pentru care persoanele cu obezitate sunt predispuse și la hipertensiune arterială).
Modelul cercetătorilor a scos în evidență faptul că semnalele PPG nu s-au schimbat prea mult odată cu modificarea culorii pielii: acestea au variat cu mai puțin de 10% între dispozitive. Totuși, odată cu modelarea condițiilor de obezitate, atât ca parametru individual, cât și în combinație cu pigmentul pielii, a fost înregistrată o variație de până la 60% a semnalelor PPG. Pierderea semnalelor a fost asociată cu schimbările datorate de modificările în grosime ale pielii la persoanele cu obezitate, după cum susțin autorii studiului.
Au existat modificări și la nivelului maximei de semnal PPG, care este cel utilizat pentru a contoriza ritmul cardiac, însă a cărui intensitate nu ar trebui să se schimbe în funcție de valoarea acestuia. Mai mult decât atât, au existat schimbări și în ceea ce privește forma semnalului – pe care diferite persoane îl folosesc pentru a-și urmări tensiunea arterială. Pe măsură ce cercetătorii au crescut nivelul indexului de masă corporală (IMC), precum și nuanța pielii, s-a constatat o diminuare semnificativă a semnalului transmis, dar și dispariția altor caracteristici, cum ar fi viteza de afișare a rezultatelor. Fitbit, care dispunea de mai puțin senzori de lumină, a înregistrat o pierdere mai mare a semnalului decât Apple Watch, a constatat același studiu.
Deși acest studiu s-a bazat, în prima etapă, pe un model experimental, de laborator, echipa și-a propus să verifice dispozitivele și pe persoane reale, pentru a confirma viabilitatea rezultatelor obținute. Acest proces este în plină desfășurare și până acum au reușit să convingă aproximativ 100 de persoane să ia parte la experiment, afirmă Remalla-Roman, una dintre coordonatoarele studiului inițial.
Lacunele tehnologice dezvăluite de astfel de analize complică, în schimb, derularea proiectelor ale căror obiective implică purtarea unor astfel de dispozitive. Acest studiu scoate în evidență faptul că cercetătorii ar trebui să fie atenți la utilizarea și analizarea fotopletismografiei, în special în cazul proiectelor care implică persoane cu obezitate sau cu pielea mai închisă la culoare. Cu toate acestea, foarte multe studii care au drept obiectiv analizarea tensiunii arteriale folosesc o combinație dintre tehnologia PPG și alte protocoale.
Constatările cercetătorilor sugerează, de asemenea, că alte dispozitive medicale care folosesc senzori de lumină și PPG, cum ar fi puls oximetrele digitale, ar putea să nu ofere rezultate viabile în cazul pacienților cu obezitate sau a căror piele are o nuanță mai închisă. Există foarte puține studii care să evalueze rate de eroare a dispozitivelor, pentru aceste categorii de persoane.
Se pare că modul inițial în care aceste aparate au fost asamblate și create nu a avut în vedere posibilitatea unor astfel de erori. Cu toate acestea, încă se pot face modificări (care să vizeze micșorarea distanței dintre senzorii de lumină), sau cel puțin studii ale căror concluzii să livreze informații referitoare la intervalul de eroare al rezultatelor oferite de astfel de dispozitive. Prin integrarea ulterioară a acestora într-o formulă de calcul, eroarea poate fi ajustabilă pentru a se apropia cât mai mult de valoarea reală.
