Как измеряют пульс фитнес-трекеры и браслеты? Почему измеряется пульс у неживых предметов. Стоит ли доверять таким устройствам? Ответы далее в статье.
Почему фитнес-трекер измеряет пульс у неживых предметов?
Взгляните на фото ниже. Нет, это не первый в мире живой помидор, и фитнес-браслет от Xiaomi полностью рабочий.
Вы можете сказать, что это дешманский китайский браслет – какие измерения еще от него можно получить? А я вам отвечу, что Apple Watch Series 6, которые стоят в 25 раз дороже, помидор все еще живой.
Так в чем причина таких показателей бюджетных и одних из самых дорогих фитнес трекеров на рынке? Откуда пульс у помидора, банана, колбасы, сосисок или в принципе у любого неживого предмета? Или фитнес-трекерам вообще не стоит доверять, и они показывают какие-то случайные цифры у нас на руке?
На самом деле, ответ на этот вопрос достаточно просто, но чтобы понять суть, для начала расскажу, как вообще трекеры измеряют пульс, сатурацию и прочие показатели нашего туловища.
Как измеряется пульс?
Любые фитнес-браслеты, умные часы и прочие носимые гаджеты для измерения используют светодиоды, которые излучают свет определенной волны, а фотодиод, грубо говоря, почти как матрица в камере нашего смартфона, – этот свет поглощает.
То есть одни датчики короткими импульсами освещают нашу конечность, этот свет проходит через кожу руки, рассеивается и поглощается кровью и тканями. Оставшийся свет отражается от костей и прочей начинки нашей руки, возвращается обратно и считывается фотодиодом.
Но кровь протекает не непрерывным потоком, а волнами, согласно тому как бьется наше сердце. При ударе сердца кровоток увеличивается, а с ним и объем поглощенного света, а в период между ударами уменьшается – это изменение поглощения кровью света и регистрирует устройство.
Такой метод называется фотоплетизмография и широко применяется во всех фитнес-браслетах, умных часах, устройствах для измерения уровня кислорода в крови, они же пульсоксиметры и другие.
С помощью светодиодов и фотодиодов можно измерять множество различных показателей: пульс, уровень кислорода в крови, вариабельность сердечного ритма, частоту дыхания, уровень стресса.
Почему фитнес-трекеры работают с ошибками?
Но если все так круто, то почему эти штуки не заменили еще медицинские приборы. Есть несколько основных причин, которые вносят существенные помехи в работу датчиков умных часов и браслетов.
Самое главное – это расположение на нашем теле этих самых гаджетов. Запястье является одним из худших вариантов для получения точных значений, так как у нас в руке очень много различных компонентов, таких как кости и мышцы, которые обеспечивают помехи в этих самых измерениях.
На показания может влиять движение руки, цвет кожи, наличие татуировок, волос да и просто внешние факторы, такие как солнце или свет от лампы вносят свои коррективы в считывания отраженного света.
Среди всех этих помех гаджеты очень стараются выделить именно показания пульсовой волны нашей крови, и хочу отметить, делают это достаточно успешно в большинстве случаев.
Можно ли доверять показаниям умных фитнес-трекеров и умных часов?
Я сравнивал работу умных часов для измерения пульса и кислорода с бытовым пульсоксиметром и никаких серьезных различий в показаниях не было. То есть умным гаджетам вполне можно доверять.
На сегодня производители существенно доработали сами датчики, выросло количество алгоритмов, а машинные обучения и нейросети помогает программному обеспечению обрабатывать информацию.
Но почему, судя по показаниям, у помидора бьется сердце? Все сводится к тому, что умные часы и браслеты слишком сильно стараются получить хоть какую-то крупицу информации среди всех возможных помех.
Свет, излучаемый светодиодами, частично проходит через кожуру помидора, рассеивается, отражается от чего-то там внутри и считывается датчиком.
То есть в любом случае с помидором произойдет тот же сценарий, что с нашей рукой, и программное обеспечение будет усиленно искать хоть какие-то признаки сигнала, напоминающие пульсацию крови. И если что-то похожее найдет, то покажет пульс практически у любой вещи.
Я не считаю, что это плохо, а наоборот, показывает, что в идеальных условиях, когда часы или фитнес браслет находятся у нас на руке, то им совершенно не составит труда получить нужную информацию и с достаточно высокой точностью определить ваш пульс. Но даже если на пути устройства будет встречаться большое количество помех, то они будут очень стараться выделить из них именно ту нужную информацию, чтобы нам продемонстрировать.
В дальнейшем в Samsung, Xiaomi, Apple или других гаджетах явно будут делать упор на отслеживание все больших показателей здоровья своих клиентов, улучшать какие-то алгоритмы, обучать нейросети, так как это просто беспроигрышная тема для того, чтобы вы потратили ещё денег на какие-нибудь новые Galaxy Watch, чтобы лучше следить за своим здоровьем.
