Two billion people are affected by hemoglobin (Hgb) related diseases. Usual clinical assessments of Hgb are conducted by analyzing venipuncture-obtained blood samples in laboratories. A non-invasive, cheap, point-of-care and accurate Hgb test is needed everywhere. Our group has developed a non-invasive Hgb measurement system using 10-second Smartphone videos of the index fingertips. Custom hardware sets were used to illuminate the fingers. We tested four lighting conditions with wavelengths in the near-infrared spectrum suggested by the absorption properties of two primary components of blood-oxygenated Hgb and plasma. We found a strong linear correlation between our measured and laboratory-measured Hgb levels in 167 patients with a mean absolute percentage error (MAPE) of 5%. In our initial analysis, critical tasks were performed manually. Now, using the same data, we have automated or modified all the steps. For all, male, and female subjects we found a MAPE of 6.43%, 5.34%, and 4.85 and mean squared error (MSE) of 0.84, 0.5, and 0.49 respectively. The new analyses however, have suggested inexplicable inconsistencies in our results, which we attribute to laboratory measurement errors reflected in a non-normative distribution of Hgb levels in our studied patients, as well as excess noise in the specific signals we measured in the videos. Based on these encouraging results, and the promise of greater accuracy with our revised hardware and software tools, we now propose a rigorous validation study to demonstrate that this approach to hemoglobin measurement is appropriate for general clinical application.

中文翻译：

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从使用智能手机拍摄的指尖视频生成的光体积描记图 (PPG) 信号中自动进行心脏脉搏循环分析，以测量血红蛋白水平

20 亿人受到血红蛋白 (Hgb) 相关疾病的影响。通常的 Hgb 临床评估是通过分析实验室中静脉穿刺获得的血样来进行的。无创、廉价、即时且准确的 Hgb 检测无处不在。我们的小组开发了一种使用食指尖的 10 秒智能手机视频的非侵入性 Hgb 测量系统。自定义硬件集用于照亮手指。我们测试了四种光照条件，其波长在近红外光谱中，由血氧 Hgb 和血浆的两种主要成分的吸收特性表明。我们在 167 名患者中发现我们测量的和实验室测量的 Hgb 水平之间存在很强的线性相关性，平均绝对百分比误差 (MAPE) 为 5%。在我们最初的分析中，关键任务是手动执行的。现在，使用相同的数据，我们已经自动化或修改了所有步骤。对于所有男性和女性受试者，我们发现 MAPE 分别为 6.43%、5.34% 和 4.85，均方误差 (MSE) 分别为 0.84、0.5 和 0.49。然而，新的分析表明我们的结果存在莫名其妙的不一致，我们将其归因于我们研究的患者中 Hgb 水平的非规范分布所反映的实验室测量误差，以及我们在视频中测量的特定信号中的过度噪声。基于这些令人鼓舞的结果，以及我们修订后的硬件和软件工具对更高准确性的承诺，我们现在提出一项严格的验证研究，以证明这种血红蛋白测量方法适用于一般临床应用。我们发现女性受试者的 MAPE 分别为 6.43%、5.34% 和 4.85，均方误差 (MSE) 分别为 0.84、0.5 和 0.49。然而，新的分析表明我们的结果存在莫名其妙的不一致，我们将其归因于我们研究的患者中 Hgb 水平的非规范分布所反映的实验室测量误差，以及我们在视频中测量的特定信号中的过度噪声。基于这些令人鼓舞的结果，以及我们修订后的硬件和软件工具对更高准确性的承诺，我们现在提出一项严格的验证研究，以证明这种血红蛋白测量方法适用于一般临床应用。我们发现女性受试者的 MAPE 分别为 6.43%、5.34% 和 4.85，均方误差 (MSE) 分别为 0.84、0.5 和 0.49。然而，新的分析表明我们的结果存在莫名其妙的不一致，我们将其归因于我们研究的患者中 Hgb 水平的非规范分布所反映的实验室测量误差，以及我们在视频中测量的特定信号中的过度噪声。基于这些令人鼓舞的结果，以及我们修订后的硬件和软件工具对更高准确性的承诺，我们现在提出一项严格的验证研究，以证明这种血红蛋白测量方法适用于一般临床应用。已经表明我们的结果存在莫名其妙的不一致，我们将其归因于我们研究的患者中 Hgb 水平的非规范分布所反映的实验室测量误差，以及我们在视频中测量的特定信号中的过度噪声。基于这些令人鼓舞的结果，以及我们修订后的硬件和软件工具对更高准确性的承诺，我们现在提出一项严格的验证研究，以证明这种血红蛋白测量方法适用于一般临床应用。已经表明我们的结果存在莫名其妙的不一致，我们将其归因于我们研究的患者中 Hgb 水平的非规范分布所反映的实验室测量误差，以及我们在视频中测量的特定信号中的过度噪声。基于这些令人鼓舞的结果，以及我们修订后的硬件和软件工具对更高准确性的承诺，我们现在提出一项严格的验证研究，以证明这种血红蛋白测量方法适用于一般临床应用。