你的穿戴式心率显示器有多可靠?
Fitbit, Garmin和其他消费者心率监测越来越被用于临床试验。问题是,他们并不总是非常准确。
一个搜索的ClinicalTrials.gov全球最大的临床试验数据库,揭示了近200试验涉及Fitbit设备。制造商的消费者心率监视器,然而,显然,他们不是用于医疗目的。例如,Fitbit声明他们的产品是“不是医学设备”和“Fitbit设备精度并不打算匹配医疗设备或科学测量设备”。同样的,Garmin很清楚其Vivosmart设备是“娱乐的目的,而不是用于医疗目的”和“内在限制”可能“导致一些心率读数不准确”。
尽管有这些免责声明,显示器,包括心率读数可以引起消费者的期望。设备性能导致的失望集体诉讼对Fitbit在加州,声称其心率监视器”严重不准确,经常失败记录任何心跳”。
怎么光心率监测工作,和为什么他们总是不准确?
它们是如何工作的
光学心率监视器叫做背后的科学photoplethysmography(分):测量动脉卷使用光。当监视器发出的光线进入皮肤,大多数是被身体组织吸收,但一些反映。反射光的数量取决于几个因素,其中一个是皮肤表面附近的动脉的体积。
动脉中血液吸收光比周围的身体组织,随着动脉收缩和膨胀的脉动血压,反射光的强度上升和下降。分设备检测这种变化在反射光和用它来估计心率。
反射光变化由于心率一般不超过2%,这一变化是人类的眼睛听不清。物理运动,然而,造成更大的影响,以至于即使是很小的动作可以使弱得多脉冲信号无法检测。信号损失由运动引起的sensor-skin接口可能意味着干脆就足以掩盖脉冲信号。
可以很难准确估计心率从损坏PPG信号。数学技术可以帮助在某些情况下,但经常运动干扰和心率信号重叠,两人不可能分开的。例如,重复干扰信号引起的走在每分钟100步可以区别的心率每分钟100次。
降低心率读数不正确的机会,一个常见的策略是停止记录,当检测到高水平的运动干涉。不幸的是,这意味着在剧烈运动时期,当很多用户最感兴趣的他们的心跳,他们分活动监视器可能会失败记录任何东西。
检测信号时损坏也不容易。不可避免的是,一些不好的心率会被记录在错误的估计。在最近的实验中我们进行了使用四个相同的心率监测器(两个在每个手腕),我们观察到记录心率低一半,高达两倍人的实际的心率。设备之间的一致性变化不同,主要活动的水平。
便宜和方便
光学的流行心率监视器,可以戴在手腕在很大程度上是由于便利和低成本的设备。然而,体育活动期间,准确地评估一个人的心使用这些设备仍然是具有挑战性的。我们不应指望大幅改进可靠性,除非有传感器技术的根本性的变化。这不是设备质量的反映,而是一个不可避免的光学传感的技术限制。
这些设备的标签是否为“心率监控”风险产生不切实际的期望就是另一回事了。
