В этой статье мы попросили мастера ответить на вопрос: «Как смарт часы определяют пульс?», а также дать полезные рекомендации для наших читателей. Что из этого получилось, читайте далее.
Американские ученые пришли к выводу, что фитнес-браслеты, в том числе умные часы, не обладают необходимой точностью при измерении пульса. Результаты работы опубликованы в JAMA Cardiology.
В последние годы умные браслеты и часы пользуются возрастающей популярностью у любителей спорта и фитнеса. Они умеют следить за сном, расходом калорий, физической активностью, пройденными шагами, но один из главных показателей, на который ориентируются при дозировании физических нагрузок, — частота пульса. При этом серьезной проверки точности измерения этого показателя до сих пор не проводилось.
Сотрудники Сердечно-сосудистого института Кливлендской клиники проанализировали точность оптических пульсометров, встроенных в Fitbit Charge HR, Apple Watch, Mio Alpha и Basis Peak. Для этого они пригласили 50 здоровых добровольцев (средний возраст 37 лет) с нормальной массой тела и измерили у них пульс с помощью этих устройств в покое, при физических нагрузках разной интенсивности (ходьба на тредмиле с разной скоростью) и в период восстановления. Параллельно частоту сердечных сокращений регистрировали с помощью ЭКГ и нагрудного электродного монитора Polar H7. Данные измерений охватывали частоту пульса от 49 до 200 в минуту.
Выяснилось, что Basis Peak завышает показатели пульса при умеренных нагрузках (медианное расхождение с ЭКГ 8,9 и 7,3 в минуту при скорости 3,2 и 4,8 километра в час соответственно). Fitbit Charge HR, напротив, занижал значение при интенсивных нагрузках (7,2 и 4,6 в минуту при 6,4 и 9,6 километра в час соответственно).
В целом 95 процентов значений пульса, измеренных с помощью Apple Watch и Mio Alpha, находились в пределах от −27 до 29 в минуту по сравнению с данными ЭКГ. У Fitbit Charge HR этот интервал составил от −34 до 39 в минуту, а у Basis Peak — от −39 до 33 в минуту. Точнее всего эти устройства работали в состоянии покоя. Нагрудный монитор обеспечил гораздо более высокую точность показаний. Индекс массы тела, пол и возраст участников на результаты измерений не влияли.
На основании полученных результатов ученые сделали вывод, что запястные оптические устройства не обеспечивают удовлетворительную точность измерения пульса. Они могут лишь примерно сориентировать человека, занимающегося физическими упражнениями, но не подходят для кардиологических пациентов, поскольку могут дать им и их лечащим врачам ложную информацию.
«[Фитнес-браслеты и умные часы] нельзя использовать для диагностики или лечения чего бы то ни было, вы не можете полагаться на них в этом контексте. Если вы пользуетесь ими и получаете неправдоподобное значение пульса, слишком высокое или низкое, не переживайте — это, скорее всего, ошибка прибора», — пояснил один из авторов работы Марк Гиллинов (Marc Gillinov) в телефонном интервью Reuters.
Глава исследовательского партнера Fitbit компании Fitabase Аарон Коулмен (Aaron Coleman) заявил, что не считает результаты исследования «слишком плохими», учитывая, что любительские устройства сравнивали с профессиональной аппаратурой. Однако он признал, что точность измерений падает по мере удаления датчика от сердца.
Небольшие успехи умных часов в измерении пульса не мешают им делать много других полезных и не очень вещей. Так, например, ученые смогли с их помощью определить вводимые владельцем пароли и пин-коды, научили их распознавать предметы в руке, а также, используя умные часы, поместили тач-интерфейс прямо на кожу человека и превратили палец в телефонную трубку. Кроме того, энтузиастам удалось загрузить на подобных устройствах Windows 95 и запустить Counter-Strike.
Пару дней назад в сети появилось новое массовое помешательство – многие пользователи начали измерять пульс у разных неодушевленных предметов. Кому первому пришло в голову измерить пульс у рулона туалетной бумаги неясно, то ли журналистам, которые готовили обзор Xiaomi Mi Band 3, то ли пользователю из соцсети Weibo, которому удалось измерить пульс у рулона бумажных полотенец своим новеньким Xiaomi Hey Plus.
Многие пользователи стали пытаться также измерять пульс у бумаги, бананов, чашек, чучел животных и других предметов, выкладывая фото и видео полученных результатов в интернет. Оказалось, что такой баг присутствует не только у фитнес-браслетов компании Xiaomi. На видео ниже можно увидеть, что пульс у неживых предметов также могут обнаруживать Apple Watch Series 4 и умные часы Ticwatch.
В следующем видео измеряется пульс у полотенца и салфетки с помощью Mi Band 3. Я также провел такой эксперимент сразу с несколькими гаджетами, и в трех из четырех экспериментов оказался удачным. Пульс у полотенца не смог определить только дешевый китайский аналог Fitbit Versa, а еще один гаджет – No. 1 F6, вообще показал прединфарктное состояние у бумаги с частотой примерно 150 ударов в минуту.
Такой особенности или багу есть несколько объяснений. Дело в том, что основная масса умных часов и фитнес-браслетов используют для измерения метод оптической плетизмографии или фотоплетизмографии. Суть метода в том, что на задней части гаджета располагается источник инфракрасного или светового излучения и фоторезистор или фототранзистор.
Фоторезистор меняет сопротивление в зависимости от количества поглощаемого света. Чем меньше кровяной поток, тем меньше света поглощают ткани организма, и тем больше света возвращается на фоторезистор.
Так как многие неживые предметы, такие как бумага или чашка могут поглощать или отражать свет, алгоритм браслета может ошибочно принимать это за пульс и фиксировать ошибочные результаты. Еще есть мнение, что датчик может фиксировать пульс благодаря мерцанию источников искусственного освещения, находящихся рядом.
То есть бумага выступает как фото-проводник, а фоторезистор фиксирует количество мерцаний окружающих ламп, работающих в диапазоне 50-60 Гц. В любом случае, такой метод измерения нельзя назвать самым высокоточным и безоговорочно доверять его показателям. Даже профессиональное оборудование для измерения пульса имеет свой процент погрешности.
Впрочем, такая особенность не означает, что стоит наотрез отказаться от покупки фитнес-браслета или умных часов, измеряющих пульс. Во-первых, тот факт, что они могут ошибочно найти пульс банана еще не означает что они не правильно определяют наш пульс. А во-вторых, наверное, это не самая важная функция в таких устройствах.
Американские ученые опубликовали результаты исследования, согласно которому фитнес-браслеты и «умные» часы не способны точно измерять пульс человека.
В тесте участвовали оптические пульсометры, встроенные в Charge HR, Apple Watch, Mio Alpha и Basis Peak.
Для этого сотрудники Сердечно-сосудистого института Кливлендской клиники пригласили 50 здоровых добровольцев с нормальной массой тела и с помощью носимых девайсов измерили пульс в покое, при физических нагрузках разной интенсивности и в период восстановления. Параллельно частоту пульса регистрировали с помощью аппарата ЭКГ и нагрудного монитора Polar H7. Данные измерений охватывали частоту пульса от 49 до 200 в минуту.
Оказалось, что Basis Peak завышает показатели пульса при умеренных нагрузках: расхождение с ЭКГ 8,9 и 7,3 ударов в минуту при скорости 3,2 и 4,8 км/час соответственно. Фитнес-трекер Charge HR от Fitbit занижал значение при интенсивных нагрузках: 7,2 и 4,6 удара в минуту при 6,4 и 9,6 км/час.
95% значений пульса, измеренных с помощью Apple Watch и Mio Alpha, находились в пределах от -27 до 29 ударов в минуту по сравнению с данными ЭКГ. У Charge HR этот показатель составил от -34 до 39 ударов в минуту, а у Basis Peak — от -39 до 33.
Ученые отметили, что точнее всего устройства работали при измерении пульса человека, находящегося в состоянии покоя. Однако нагрудный монитор обеспечил гораздо более высокую точность данных. Масса тела, пол и возраст участников эксперимента на результаты измерений не влияли.
Возможно у Вас есть свои мнения на тему «Как смарт часы определяют пульс»? Напишите об этом в комментариях.
Загрузка...