Фотоплетизмография, метод, лежащий в основе успеха смарт-часов

Фотоплетизмография, метод, лежащий в основе успеха смарт-часов
Фотоплетизмография, метод, лежащий в основе успеха смарт-часов

Популяризация смарт-часов и мониторов активности высветила различные проблемы, связанные с медицинскими технологиями.

Частично успех обусловлен особенностями этих устройств, ориентированными на здоровье, которые побуждают пользователей вести здоровый образ жизни. Одним из самых распространенных инструментов для здоровья в этих устройствах является пульсометр, который позволяет точно контролировать ваше сердцебиение.

Частота сердцебиения

Как такая разнородная группа устройств может использовать эту функцию? Это связано с фотоплетизмографией. Что такое фотоплетизмография? Это метод, который позволяет измерять частоту сердечных сокращений очень изобретательным способом, основанным на простой идее: кровь красная, потому что она отражает красный свет и поглощает зеленый свет.

Если мы используем фотодиоды, которые позволяют измерять свет, вместе с зелеными светодиодами мы можем измерить интенсивность возвращающегося света. Когда наше сердце бьется, количество крови увеличивается вместе с поглощением зеленого света, а между ударами увеличивается количество отраженного света.

Если этот процесс выполнять сотни раз в минуту, мы сможем измерять количество сердечных сокращений с приемлемой точностью.

Современные датчики на запястье обычно измеряют диапазон от 30 до 120 ударов в минуту, поэтому измерения короткие и очень многочисленные. Кроме того, поскольку светодиоды, как правило, потребляют много заряда батареи, некоторые устройства чередуют эти измерения с другими, выполненными с помощью инфракрасных ламп, которые потребляют меньше энергии.

Более продвинутые устройства с этой функцией могут использовать преимущества этих измерений для обнаружения возможных нарушений, таких как вариабельность сердечного ритма. Это достигается с помощью алгоритмов, которые принимают в качестве входных данных тахограммы, представляющие собой диаграммы, созданные с учетом частоты сердечных сокращений, классифицируют их и сравнивают в поисках отклонений.

фотоплетизмография
фотоплетизмография

Бонус: Электрокардиограмма

С другой стороны, у нас есть электрокардиограмма, которая в настоящее время присутствует в нескольких устройствах, но может стать популярной в скором времени, поскольку за свою короткую жизнь этим устройствам удалось обнаружить потенциальные сердечные заболевания.

Что такое электрокардиограмма? Электрокардиограмма - неинвазивный физический тест, позволяющий оценить состояние проводящей системы сердца, мышцы и возможные ее повреждения. Для того чтобы циклические сокращения сердца происходили синхронно и упорядоченно, существует система электрической стимуляции и проводимости. Благодаря электрокардиограммам мы можем отслеживать этот процесс и выявлять возможные проблемы с сердцем. Стандартная электрокардиограмма состоит из 10 электродов, соединенных в разных ключевых точках тела, образующих замкнутую цепь, что позволяет проводить очень надежные измерения.

фотоплетизмография
фотоплетизмография

Некоторым наручным устройствам удалось воспроизвести эту систему в миниатюре, уменьшив систему до двух электродов, один из которых опирается на заводную головку часов, а другой - на заднюю часть часов. При помещении указательного пальца на заводную головку часов создается замкнутая цепь, позволяющая отправлять электрический сигнал и генерировать измерения. Эта система более неточна, чем профессиональный тест, но уже спасла немало

lives, предупреждая своих пользователей о необычных ритмах и призывая их проконсультироваться со специалистами перед тем, как что-то случится.

Ключевые слова

- Частота сердечных сокращений: количество ударов сердца в минуту, нормальный уровень составляет от 60 до 100 ударов в минуту в состоянии покоя.

- Фотоплестимография: неинвазивная методика, позволяющая измерять частоту сердечных сокращений с помощью фотодиодов и зеленых светодиодов, которые отражаются в зависимости от кровотока.

- Синоатриальный узел: Структура миокарда, которая составляет систему электропроводности сердца и где возникает электрический импульс, вызывающий сердцебиение.

- Электрокардиограмма: Неинвазивный физический тест, который позволяет оценить состояние проводящей системы сердца, мышц и косвенно появление патологических ритмов, обусловленных повреждением ткани, проводящей электрический сигнал.