ผิวเข้ม-ชั้นไขมันหนา อาจทำให้เซนเซอร์ใน Smartwatch แปลผลผิดพลาด

สมาร์ตวอตช์และสมาร์ตแบนด์ กลายเป็นอุปกรณ์สวมใส่เพื่อสุขภาพที่ได้รับความนิยมอย่างมากในปัจจุบัน ด้วยคุณสมบัติที่สามารถตรวจวัดอัตราการเต้นของหัวใจ, วัดระดับออกซิเจนในเลือด หรือการตรวจวัดคุณภาพการนอนหลับ สิ่งเหล่านี้ล้วนสะท้อนสุขอนามัยของผู้สวมใส่ได้เป็นอย่างดี และอาจมีประโยชน์ทางด้านการแพทย์ในบางกรณีอีกด้วย

สำหรับคุณสมบัติในการตรวจวัดสัญญาณชีพของผู้สวมใส่นั้น สมาร์ตวอตช์และสมาร์ตแบนด์จะอาศัยการสะท้อนของแสงจากเซนเซอร์ใต้เรือนนาฬิกา เพื่อจับอัตราการไหลเวียนของเลือดในหลอดเลือดใต้ผิวหนัง อย่างไรก็ตาม จากการศึกษาล่าสุดพบว่าการทำงานของเซนเซอร์จะมีประสิทธิภาพลดลง กรณีที่ผู้สวมใส่มีผิวสีเข้มหรือชั้นไขมันใต้ผิวหนังเยอะ โดยเฉพาะผู้สวมใส่ที่มีดัชนีมวลกลายอยู่ในเกณฑ์อ้วน

นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยนานาชาติฟลอริดา สหรัฐอเมริกา ทำการศึกษาเกี่ยวกับการส่งสัญญาณของเซนเซอร์ Photoplethysmography (PPG) พร้อมสร้างแบบจำลองเพื่อเปรียบเทียบการสะท้อนของแสงในผิวหนังและเนื้อเยื่อแบบต่าง ๆ ที่ครอบคลุมทั้งผิวสีอ่อนจนถึงเข้ม และความหนาของชั้นไขมันใต้ผิวหนังแบบต่าง ๆ ด้วย โดยการทดลองนี้จะเลือกใช้ผลิตภัณฑ์ ได้แก่ Apple Watch Series 5, Fitbit Versa 2 และ Polar M600 เพื่อนำผลลัพธ์มาเปรียบเทียบกัน

ผลปรากฏว่าในผิวหนังที่มีผิวสีเข้มกว่า จะแสงจากเซนเซอร์จะผ่านเข้าไปได้น้อยกว่าเนื่องจากถูกดูดซับโดยสารเมลานิน (Melanin) ซึ่งเป็นเม็ดสีผิวที่เซลล์ผิวหนังสร้างขึ้น ยิ่งผิวสีเข้มมากยิ่งมีเม็ดสีเมลานินมากขึ้น จึงดูดซับแสงจากเซนเซอร์ไว้ได้มาก เมื่อแสงจากเซนเซอร์ผ่านลงไปได้น้อย การสะท้อนของแสงกลับมายังเซนเซอร์จึงลดลงตามไปด้วย ส่งผลให้การแปลผลอัตราการเต้นของหัวใจหรือระดับออกซิเจนในเลือดผิดเพี้ยนได้

ทั้งนี้ จากผลลัพธ์ของการทดลองพบว่า แม้มีสีผิวที่เข้มขึ้นแต่การแปลผลอาจผิดเพี้ยนไปจากเดิมได้ราว 10% ซึ่งความแตกต่างนี้อาจอยู่ในระดับที่พอรับได้ สำหรับผู้ที่ไม่ได้ต้องการผลการตรวจวัดสัญญาณชีพอย่างเที่ยงตรงมากนัก ทว่า ในการทดลองการสะท้อนของแสงในชั้นไขมันใต้ผิวหนังที่มีความหนาแตกต่างกัน กลับให้ผลลัพธ์ที่น่าสนใจมากกว่า

จากการทดลองพบว่า ยิ่งมีชั้นไขมันใต้ผิวหนังหนาขึ้น จะยิ่งส่งผลให้การแปลผลสัญญาณชีพผิดเพี้ยนไปได้มากถึง 60% อันเนื่องมาจากชั้นไขมันที่หนามีแนวโน้มบดบังการเดินทางของแสง ประกอบกับปริมาณน้ำของเนื้อเยื่อใกล้เคียงที่ลดลง และอัตราการไหลเวียนของเลือดใต้ผิวหนังก็ลดลงด้วยเช่นกัน จึงเป็นเหตุให้การแปลผลมีความไม่เที่ยงตรงสูงมากเมื่อเทียบกับผู้ที่มีชั้นไขมันใต้ผิวหนังน้อยกว่า

นอกจากนี้ นักวิจัยยังกล่าวอีกว่าความเข้มและจำนวนของเซนเซอร์ยังมีผลต่อการตรวจวัดสัญญาณชีพ อย่างกรณีของสมาร์ตวอตช์ Fitbit Versa 2 จะให้ผลลัพธ์ที่มีความผันผวนสูงกว่า Apple Watch Series 5 เนื่องจาก Fitbit Versa 2 มีจำนวนเซนเซอร์น้อยกว่า หากเจอเข้ากับชั้นไขมันใต้ผิวหนังที่หนาและสีผิวเข้มแล้วด้วย จะยิ่งส่งผลให้การแปลผลเกิดความผิดพลาดสูง

ถึงแม้การศึกษานี้เป็นการทดลองในห้องปฏิบัติการ และจำเป็นจะต้องมีการศึกษาเพิ่มเติมในอาสาสมัครที่มีความแตกต่างกันเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ของการศึกษาที่แม่นยำและสะท้อนการใช้งานจริงมากขึ้น แต่นักวิจัยกล่าวว่าการศึกษาในครั้งนี้อาจเป็นประโยชน์ต่อบริษัทผู้ผลิตอุปกรณ์สวมใส่อัจฉริยะ นำไปต่อยอดเพื่อพัฒนาผลิตภัณฑ์ให้มีประสิทธิภาพสูงและมีความแม่นยำมากขึ้น

ในขณะที่ยังช่วยย้ำเตือนให้กับผู้ใช้งานด้วยว่าอุปกรณ์สวมใส่อัจฉริยะเหล่านี้ยังมีความผันผวนในการแปลผลสูง เมื่อเทียบกับอุปกรณ์ทางการแพทย์ที่ใช้กันในโรงพยาบาล สำหรับผู้ป่วยโรคทางระบบหัวใจและหลอดเลือดที่นำอุปกรณ์เหล่านี้มาใช้งาน ควรมีการติดตามอาการร่วมกับแพทย์อย่างต่อเนื่องด้วย เพราะถ้าหากสัญญาณชีพมีความผิดปกติแต่สมาร์ตวอตช์แจ้งว่าสัญญาณชีพยังปกติอยู่นั้น คุณลองพิจารณาดูว่ามันอาจส่งผลเสียต่อสุขภาพได้มากน้อยเพียงใด

ขอขอบคุณข้อมูลจาก The Verge