Làm thế nào chính xác là các ứng dụng iOS đo nhịp tim?


21

Có những ứng dụng như Instant Heart RateCardiograph tuyên bố có thể đo nhịp tim bằng cách đọc các thay đổi màu sắc khi thay đổi áp lực động mạch. Họ thường yêu cầu bạn đặt ngón tay lên đèn flash và camera.

Từ các thử nghiệm của tôi, các giá trị không hoàn toàn khớp với các tỷ lệ được đo theo truyền thống (bằng cách cảm nhận sự thay đổi áp lực động mạch, đếm chúng trong 10 giây và nhân với 6) nhưng tôi không phải là bác sĩ nên tôi có thể đo không chính xác.

Vì vậy, những ứng dụng này chính xác hơn tôi có thể hay là cách khác?


Chào! Tôi đã thay đổi câu trả lời của mình một chút để phản ánh bài kiểm tra mà tôi đã thực hiện vào cuối tuần này với đồng hồ BPM của một người bạn.
Coyote

Câu trả lời:


10

Thuật ngữ hoạt động ở đây là photoplethysmograph . Đó là thuật ngữ cho những gì điện thoại của bạn hoạt động.

Về cơ bản, các mạch máu của bạn nhịp nhàng giãn ra và co lại theo từng nhịp tim. Điều này có thể đo lường được bằng sự thay đổi độ phản xạ hoặc độ truyền qua (tùy thuộc vào cách cấu hình của máy quang ảnh. Trong trường hợp điện thoại của bạn, nó đo độ phản xạ, vì ánh sáng nằm sát camera.

Trong các dụng cụ y tế, nó thường được thực hiện với ánh sáng hồng ngoại, bởi vì máu hấp thụ tia hồng ngoại sóng ngắn hơn ánh sáng đỏ hoặc trắng và mô của bạn trong suốt hơn với hồng ngoại. Tuy nhiên, không có lý do gì nó không hoạt động với camera điện thoại.

Nếu được thực hiện đúng cách , nó phải là hoặc chính xác hơn sau đó đo thủ công. Tuy nhiên, điện thoại không phải là máy quang đồ thích hợp, do đó độ chính xác có thể đạt được thực tế có thể phụ thuộc vào một số yếu tố, bao gồm hiệu suất máy ảnh, độ gần của đèn LED chiếu sáng với ống kính máy ảnh và thuật toán được sử dụng để trích xung từ video trở lại .

Tuy nhiên, bạn cần lưu ý rằng tất cả các máy quang ảnh đều rất nhạy cảm với chuyển động cơ học. Điều cần thiết là bạn giữ ngón tay của bạn càng yên càng tốt và tránh di chuyển điện thoại so với ngón tay.


11

Câu hỏi rất thú vị! Tôi thậm chí còn không biết rằng những loại ứng dụng này tồn tại. Để trả lời câu hỏi của bạn, tôi quyết định đưa một trong số họ vào thử nghiệm với máy đo nhịp tim dây đeo ngực. (Tôi đang sử dụng máy theo dõi ngực thương hiệu Garmin tương tự như máy này. ) Tôi đã sử dụng cả hai máy đo nhịp tim cùng lúc khi tôi thực hiện các xét nghiệm của mình và so sánh các giá trị của chúng.

Tôi đã thử dùng Máy đo nhịp tim tức thì và hóa ra nó rất chính xác ... khi nó hoạt động.

Vấn đề chính là nó chỉ hoạt động khoảng 1 trong 30 lần. Mỗi lần khác, nó sẽ nói rằng nó không thể phát hiện ra một ngón tay, hoặc nó bắt đầu phát hiện xung, nhưng sau đó không bao giờ kết thúc quá trình.

Tuy nhiên, khi nó hoạt động tốt, kết quả tương tự đáng ngạc nhiên với máy đo nhịp tim khác của tôi. Sau khi thực hiện 5 bài kiểm tra (không khoa học), nó đã bị giảm trung bình chỉ 1,26%. Nếu nó hoạt động ổn định hơn, tôi đã thử nó hơn 5 lần.

Một vài lưu ý:

  • Trong khi nó đang phát ra tiếng bíp và thu thập thông tin, nhịp tim mà nó hiển thị thường cách xa nhịp tim thực tế của bạn. Đôi khi nó gần như chính xác bằng một nửa nhịp tim thực sự của bạn.
  • Nhịp tim cuối cùng mà nó tạo ra thường rất gần với nhịp tim thực tế của bạn.

Do đó, bạn chỉ nên tin tưởng vào giá trị nhịp tim cuối cùng mà nó tạo ra (tức là trung bình).


Thí nghiệm tốt hơn nhiều! Ít nhất bạn có một điểm so sánh. Bây giờ chúng ta chỉ cần giả định rằng dây đeo ngực là chính xác;) Vô tình, tôi đã thử nghiệm điều này và đã tìm thấy khá nhiều điều tương tự như bạn. Tôi đã sử dụng một Timex T5G941 (đã được hiệu chỉnh cho ~ 6 máy tim mạch, chẳng hạn như máy chạy bộ, cầu thang, v.v.). Giống như bạn, tôi thấy nó là chính xác nhưng đó không thực sự là vấn đề, đó là độ tin cậy. Tôi có tỷ lệ phát hiện tốt hơn bạn, nhưng chắc chắn đó không phải là điều tuyệt vời. Việc phát hiện đốm thực sự làm cho nó nhiều hơn cho mục đích giải trí.

@cksum - Tôi nhận được tỷ lệ phát hiện rất tốt sau một số thực hành (> 95%). Đó là một mối quan hệ rất chặt chẽ giữa câu trả lời này và Coyote, tôi sẽ để câu hỏi mở thêm vài ngày nữa trước khi chấp nhận.
Vlad

@cksum: Điều đó đúng, nhưng vì mục đích chính của dây đeo ngực Garmin này là theo dõi nhịp tim, tôi sẽ hy vọng nó chính xác! Từ những gì tôi đã đọc, ít nhất, màn hình dây đeo ngực có xu hướng chính xác hơn so với các loại đồng hồ đeo tay.
Ý thức

6

Tôi nghi ngờ rằng các ứng dụng dựa vào đèn pin và máy ảnh không chính xác hơn kiểm tra thủ công (giả sử bạn được sử dụng để kiểm tra HA thường xuyên). Sự kiện nếu họ dựa vào một kỹ thuật được sử dụng bởi bộ máy y tế (photoplethysmography).

Nhưng sau đó tôi đã làm một số thử nghiệm.

Kiểm tra

so với bản thân

So sánh với các bài đọc của riêng tôi, các kết quả dường như phù hợp với biên độ ~ 5 BPM dựa trên phép tính gần đúng do phép nhân. Tôi thực sự ít chính xác hơn các ứng dụng này.

2 mẫu iPhone khác nhau có đèn flash

Kết quả của một số thử nghiệm sử dụng 2 mẫu iPhone khác nhau, iPhone 4 và iPhone 4S cho thấy trên 6 lần đọc (3 trên mỗi thiết bị), tôi có chênh lệch từ 2 đến 0 bpm với điều kiện lý tưởng.

vs một tiên nhân Gamin

Thử nghiệm một trong những ứng dụng một lần nữa với đồng hồ thể thao GPS với BPM Hiển thị kết quả rất gần với hàng tá bài đọc. Chênh lệch 3 BPM là ít chính xác nhất mà nó sẽ nhận được khi thử nghiệm trong điều kiện tốt, hầu hết thời gian chúng bị tắt 1 hoặc 2.

Phần kết luận

Thuận tiện và chính xác

Nếu bạn không ấn mạnh vào máy ảnh (để tránh chặn dòng máu), hãy bình tĩnh, không di chuyển và không có sự thay đổi mạnh mẽ nào về ánh sáng xung quanh bạn, bạn nên đọc một cách đàng hoàng mà không cần phải tập trung cảm nhận lưu lượng máu và đếm trái tim đập.

lịch sử

Ngoài sự tiện lợi, tôi tin rằng lợi thế thực sự của các ứng dụng này là theo dõi và lịch sử của bpm của bạn.

Nếu bạn muốn sử dụng các ứng dụng này trước và sau khi tập thể dục, chúng sẽ là đủ. Dựa trên các thử nghiệm của tôi, độ chính xác có vẻ rất tốt (tốt hơn tôi tin) nếu bạn đảm bảo đặt ngón tay đúng cách, che máy ảnh mà không nhấn mạnh vì không ngăn được dòng máu (một lần nữa điều này rất quan trọng).

Tôi nghĩ rằng tôi sẽ tin tưởng iPhone từ bây giờ;)

Làm thế nào để

Để theo dõi nhịp tim chính xác với iPhone, bạn phải:

  • tránh thử nghiệm ở nơi có ánh sáng cao
  • che máy ảnh đèn pin bằng ngón tay của bạn
  • giữ ngón tay của bạn không di chuyển xung quanh (để tránh làm cho máy ảnh lấy nét lại)
  • chỉ ấn rất nhẹ để che camera đúng cách (nếu bạn nhấn quá mạnh bạn sẽ làm giảm lưu lượng máu và sẽ không thể đọc được xung)

Như một lưu ý phụ. Nếu bạn muốn có một cách thực sự tốt để theo dõi nhịp tim và huyết áp , sản phẩm này hoạt động rất tốt trên iPhone / iPad.


Tư vấn tốt về sử dụng để có được một bài đọc tốt.
Vlad

2
Thử nghiệm của bạn còn thiếu sót và điều duy nhất bạn thể hiện là độ tin cậy (ứng dụng hoạt động trên một số thiết bị). Nhưng bạn chưa thể hiện tính hợp lệ thực tế (rằng ứng dụng thực sự đang đọc chính xác nhịp tim của bạn).

2
@cksum so sánh việc đọc iPhone với việc đọc của riêng tôi được thực hiện "bằng tay" cho tôi kết quả tốt. Tôi đã nhận được 69 và 70 BPM trên iPhone so với 72 BPM bằng tay. có vẻ ổn, và thấy rằng các bài đọc phù hợp trên các thiết bị tôi cảm thấy tự tin rằng chúng không bị tắt quá nhiều.
Coyote

@cksum: Tôi đã thử một bài kiểm tra tương tự như bài bạn mô tả. Xem câu trả lời của tôi ở đây .
Ý thức

2

Tôi vừa thử một ứng dụng tuyên bố thực hiện điều này và so sánh nó với HRM của Garmin của tôi và một bài kiểm tra thủ công và các số liệu hiển thị trên ứng dụng phù hợp với các thử nghiệm khác.

Đối với việc vô tri vô giác, điều mà tôi tin rằng ứng dụng này làm tăng độ nhạy của nó khi tìm kiếm một xung thông thường (thay đổi trong hình ảnh). Khi độ nhạy đủ cao, nó xuất hiện để nhận các rung động nền gây ra các chuyển động nhỏ liên quan đến đối tượng được đo. Những thay đổi trong ngón tay lớn hơn nhiều và do đó sẽ được chọn dễ dàng hơn và rung động nền trở nên không đáng kể. Do đó, tôi kết luận rằng tuyên bố rằng nó không chính xác vì các vật vô tri có một xung là không liên quan.

Để kiểm tra nhanh nhịp tim như nghỉ ngơi nhịp tim vào buổi sáng thì những ứng dụng này có vẻ đủ tốt


1

Trong một số giác quan, độ chính xác có thể không tốt hơn nếu họ dùng ngón tay gõ nhẹ các xung và dùng tay kia để sờ thấy một động mạch dễ tìm như động mạch cảnh của bạn. Cũng lưu ý, để tập thể dục, các phụ kiện bluetooth 4.0 năng lượng thấp mới là phần cứng vượt trội hơn nhiều để phát hiện và báo cáo nhịp tim cũng như huyết áp.

Có một số công nghệ để đo hoạt động của tim:

  • phát hiện xung - đo các chu kỳ của tốc độ dòng chảy tối đa từ đầu ra tâm thất trái .
  • huyết áp - đo thể tích / lưu lượng chất lỏng trong động mạch của bạn do hoạt động bơm của tâm thất trái.
  • phát hiện hai xung chì - đo sự thay đổi điện ở bề mặt da trên ngực
  • ECG / EKG 12 chì - xác định hoạt động cơ nghe được thực tế trong các buồng khác nhau của tim bằng cách so sánh thời gian và biên độ của tín hiệu điện từ bề mặt da từ nhiều vị trí đo được đặt cẩn thận quanh thân của bạn.

Với tính năng lọc đúng của đầu vào camera, Chuyển động của ngón tay của bạn (từ bên này sang bên kia cũng như ấn mạnh hơn hoặc khó hơn) rất dễ phân biệt bằng máy ảnh khi tất cả các thuật toán cần làm là cho biết khi nào máu tươi chảy vào trong tầm tay. Vào thời điểm máu đến cực hạn - mạch kém mạnh hơn nên đây là một trong những khu vực tồi tệ nhất để cố gắng phát hiện các xung (nhưng nó rất thuận tiện và da khá mờ với đèn flash LED và máu oxy hóa phản chiếu ánh sáng vì vậy nó hoạt động khá tốt trong một số loại cơ thể).

Tôi thích đai nhịp tim màu xanh thể dục wahoo và đặc biệt là dây đeo cổ tay Mio Link , vì vậy thị trường tùy chỉnh phần cứng được thiết kế cho điều này sẽ vượt qua bất kỳ phần mềm nào chạy trực tiếp trên iOS và sử dụng máy ảnh để đo. Để đọc nhanh xung của bạn, các ứng dụng máy ảnh này phải đủ tốt để hoàn thành công việc đó. Đồng hồ Apple cũng là một lựa chọn tốt để sử dụng camera iPhone của bạn để ghi dữ liệu xung.


1
Tôi chỉ sử dụng chúng cho mục đích thông tin và tôi thích sự tiện lợi của việc không phải mang theo thiết bị cụ thể hoặc đọc bằng tay. Đó cũng là một minh chứng tuyệt vời cho sự tiến bộ công nghệ trong các lĩnh vực mà bạn ít ngờ tới nhất. Miễn là chúng đủ chính xác.
Vlad

Chúng là những thứ "xe bay" tuyệt vời khi chúng hoạt động, và theo kinh nghiệm của tôi, một khi nó hoạt động cho một người nào đó, chúng làm việc cho người đó một cách đáng tin cậy. Thật tuyệt khi họ có thể sử dụng máy ảnh theo cách đó.
bmike

0

Trừ khi vì một số lý do mà bạn không thể đếm nhịp đập, các ứng dụng này không bao giờ chính xác hơn kiểm tra thủ công tiêu chuẩn.

Cách chúng hoạt động là khi bạn đặt ngón tay lên đèn led và camera chúng theo dõi sự thay đổi màu da của bạn. Màu da của bạn thay đổi nhịp nhàng khi máu được bơm qua tĩnh mạch. Đây có thể là một phương pháp khá chính xác, nhưng đòi hỏi hành vi rất nghiêm ngặt của người đang được kiểm tra. Bất kỳ động thái nào của cánh tay, bàn tay hoặc ngón tay đều có thể, và rất có thể sẽ làm lệch kết quả.

Tôi tin rằng cả hai ứng dụng đều cho biết, kết quả được cung cấp không dứt khoát và không thể được sử dụng làm nguồn chẩn đoán y tế.

Vì vậy, để tóm tắt - chúng hầu như không bao giờ chính xác như kiểm tra thủ công tiêu chuẩn.


Các ứng dụng sử dụng một số loại tự động hiệu chỉnh và có thời gian giải quyết trước khi chúng đưa ra đọc. Đôi khi họ báo cáo rằng họ không thể có được một cách đọc nhất quán, nếu bạn không sử dụng chúng một cách chính xác.
Vlad

-1

Tôi đã tải xuống một số ứng dụng để tính toán xung của mình. Dù sao tôi cũng có một ứng dụng rất cao nhưng tất cả chúng đều xuất hiện như nhau ngoại trừ một ứng dụng cho biết chúng không thể tính toán được vì nó cao đến 99bmp


Vậy làm thế nào để trả lời câu hỏi này?
Ruskes

@Buscar Theo tôi hiểu câu hỏi là ...are these apps more precise than I can be or is it the other way around?vậy với tôi câu trả lời này là tốt.
Vladimir

-3

Không có cách nào mà máy ảnh tích hợp trong thiết bị di động có độ chính xác để phát hiện loại thay đổi mà các ứng dụng này tuyên bố sẽ sử dụng để phát hiện xung từ da của bạn. Tôi không cần phải nghe tất cả các bạn tuyên bố rằng nó chính xác + -2, 3 hoặc 5 bpm, nói một cách đơn giản: máy ảnh không được phát triển, nó giới hạn phần cứng!

Bạn có thể kiểm tra nó chỉ bằng cách hướng máy ảnh vào bất kỳ vật vô tri nào để xem ứng dụng nói nó có nhịp tim gì ...

Tất nhiên, nó không phải là phép thuật, ứng dụng này chỉ chơi trò súc sắc ở bên trong trong khi vẽ những thứ ngộ nghĩnh trên màn hình.


Điều này là không chính xác. Một thuật toán tầm thường được sử dụng để thúc đẩy các bộ lọc phần cứng CCD phát hiện có chọn lọc các bước sóng ánh sáng khả kiến ​​khác nhau có thể phát hiện ra dòng máu oxy đỏ khi nó lấp đầy các mao quản. Những chiếc máy ảnh thô sơ như chiếc iPhone nguyên bản không đủ mạnh để đo xung ở người khỏe mạnh với phương sai sắc tố da rộng. Đây hoàn toàn không phải là về độ phân giải vì nó là về việc đo lường sự khác biệt về thời gian trong dữ liệu camera.
bmike
Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.