Seberapa akurat aplikasi iOS yang mengukur detak jantung?

21

Ada beberapa aplikasi seperti Detak Jantung Instan dan Kardiograf yang mengklaim dapat mengukur detak jantung dengan membaca perubahan warna pada perubahan tekanan arteri. Mereka umumnya mengharuskan Anda untuk meletakkan jari Anda di atas lampu kilat dan kamera.

Dari tes saya nilai-nilai tidak cukup cocok dengan tingkat yang diukur secara tradisional (dengan merasakan perubahan tekanan arteri, menghitungnya lebih dari 10 detik dan mengalikannya dengan 6) tetapi saya bukan dokter jadi saya mungkin mengukur secara tidak benar.

Jadi, apakah aplikasi ini lebih tepat daripada yang saya bisa atau sebaliknya?

Vlad
sumber
Hai! Saya mengubah jawaban saya sedikit untuk mencerminkan tes yang saya buat akhir pekan ini dengan jam tangan BPM seorang teman.
Coyote

Jawaban:

10

Istilah operasi di sini adalah photoplethysmograph . Ini istilah untuk apa ponsel Anda bertindak.

Pada dasarnya, pembuluh darah Anda melebar secara ritmis dan berkontraksi dengan setiap detak jantung. Ini dapat diukur baik sebagai perubahan reflektansi atau transmitansi (tergantung pada bagaimana photoplethysmograph dikonfigurasikan. Dalam kasus ponsel Anda, ia mengukur reflektansi, karena cahayanya berbatasan dengan kamera.

Dalam instrumen medis, umumnya dilakukan dengan cahaya inframerah, karena darah menyerap gelombang pendek inframerah lebih dari cahaya merah atau putih, dan jaringan Anda lebih transparan ke inframerah. Namun, tidak ada alasan itu tidak akan berfungsi dengan kamera ponsel.

Jika dilakukan dengan benar , itu harus atau lebih akurat daripada pengukuran manual. Namun, telepon bukanlah photoplethysmograph yang tepat, sehingga akurasi realistis yang dapat dicapai kemungkinan tergantung pada sejumlah faktor, termasuk kinerja kamera, kedekatan LED yang menyala dengan lensa kamera, dan algoritma yang digunakan untuk mengekstrak pulsa dari pengembalian video. .

Namun, Anda perlu menyadari bahwa semua photoplethysmograph sangat sensitif terhadap gerakan mekanis. Penting bagi Anda untuk memegang jari Anda setenang mungkin, dan hindari menggerakkan ponsel relatif ke jari.

Nama palsu
sumber
11

Pertanyaan yang sangat menarik! Saya bahkan tidak menyadari bahwa aplikasi semacam ini ada. Untuk menjawab pertanyaan Anda, saya memutuskan untuk menguji salah satu dari mereka terhadap monitor detak jantung tali dada. (Saya menggunakan monitor dada merek Garmin serupa dengan yang ini. ) Saya menggunakan kedua monitor detak jantung pada saat yang sama ketika saya melakukan tes dan membandingkan nilainya.

Saya mencoba Monitor Detak Jantung Instan , dan ternyata itu sangat akurat ... ketika berhasil.

Masalah utama adalah bahwa itu hanya bekerja sekitar 1 dalam 30 kali. Setiap saat akan mengatakan itu tidak bisa mendeteksi jari, atau mulai mendeteksi denyut nadi, tetapi kemudian tidak pernah menyelesaikan proses.

Namun, ketika berhasil, hasilnya ternyata mirip dengan monitor detak jantung saya yang lain. Setelah melakukan 5 (non-ilmiah) tes, itu dimatikan dengan rata-rata hanya 1,26%. Seandainya itu bekerja lebih konsisten, saya akan mencobanya lebih dari 5 kali.

Beberapa catatan:

  • Sementara itu berbunyi bip dan mengumpulkan info, detak jantung yang ditampilkan biasanya jauh dari detak jantung Anda yang sebenarnya. Terkadang hampir persis setengah dari detak jantung Anda yang sebenarnya.
  • Denyut jantung terakhir yang dihasilkan biasanya sangat dekat dengan detak jantung Anda yang sebenarnya.

Karena itu, Anda hanya harus mempercayai nilai detak jantung terakhir yang dikeluarkannya (yaitu rata-rata).

Masuk akal
sumber
Eksperimen yang jauh lebih baik! Setidaknya Anda memiliki titik perbandingan. Sekarang kita hanya harus mengasumsikan bahwa tali dada itu sendiri akurat;) Kebetulan, saya telah menguji ini dan telah menemukan hal yang sama seperti Anda. Saya menggunakan Timex T5G941 (yang dikalibrasi ke ~ 6 mesin cardio, seperti treadmill, stairclimbers, dll.). Seperti Anda, saya menemukan itu akurat tetapi itu tidak benar-benar masalah, itu keandalannya. Saya memiliki tingkat deteksi yang lebih baik daripada yang Anda lakukan, tapi itu tidak bagus itu pasti. Deteksi jerawatan benar-benar membuatnya lebih untuk tujuan hiburan.
@ cksum - Saya mendapatkan tingkat deteksi yang sangat baik setelah beberapa latihan (> 95%). Ini adalah ikatan yang sangat erat antara jawaban ini dan jawaban Coyote, saya akan membiarkan pertanyaan terbuka beberapa hari lagi sebelum menerimanya.
Vlad
@ cksum: Itu benar, tetapi karena tujuan utama tali dada Garmin ini adalah untuk memantau detak jantung, saya berharap ini akurat! Dari apa yang saya baca, setidaknya, monitor tali dada cenderung lebih akurat daripada jenis jam tangan.
Senseful
6

Saya menduga bahwa aplikasi yang mengandalkan senter dan kamera tidak lebih tepat daripada pemeriksaan manual (dengan asumsi Anda terbiasa memeriksa BPM Anda secara teratur). Peristiwa jika mereka bergantung pada teknik yang digunakan oleh peralatan medis (photoplethysmography).

Tapi kemudian saya melakukan beberapa pengujian.

Pengujian

vs diriku sendiri

Dibandingkan dengan bacaan saya sendiri, hasilnya tampaknya konsisten dengan margin ~ 5 BPM berdasarkan perkiraan karena perkalian. Sebenarnya saya kurang tepat dibandingkan aplikasi ini.

2 model iPhone berbeda dengan flash

Hasil beberapa pengujian menggunakan 2 model iPhone yang berbeda, iPhone 4 dan iPhone 4S menunjukkan bahwa pada 6 pembacaan (3 per perangkat), saya memiliki perbedaan 2 hingga 0 bpm dengan kondisi yang kurang ideal.

vs seorang Gamin Forerunner

Pengujian salah satu aplikasi terhadap arloji olahraga GPS dengan BPM Menunjukkan hasil yang sangat dekat pada selusin bacaan. Perbedaan 3 BPM adalah yang paling tidak tepat ketika pengujian dalam kondisi baik, sebagian besar waktu mereka dimatikan oleh 1 atau 2.

Kesimpulan

Nyaman dan tepat

Jika Anda tidak menekan keras kamera (untuk menghindari menghalangi aliran darah), tetap tenang, tidak bergerak dan tidak ada variasi yang kuat dalam pencahayaan di sekitar Anda, Anda harus mendapatkan pembacaan yang layak tanpa harus berkonsentrasi untuk merasakan aliran darah dan menghitung jantung berdetak.

sejarah

Terlepas dari kenyamanannya, saya percaya keunggulan sebenarnya dari aplikasi ini adalah pelacakan dan riwayat bpm Anda.

Jika Anda ingin menggunakan aplikasi ini sebelum dan sesudah berolahraga, itu sudah cukup. Berdasarkan tes saya, akurasi tampaknya sangat baik (lebih baik dari yang saya yakini) jika Anda memastikan untuk menempatkan jari Anda dengan benar, menutupi kamera tanpa menekan dengan keras agar tidak menghentikan aliran darah (sekali lagi ini penting).

Saya pikir saya akan mempercayai iPhone mulai sekarang;)

Bagaimana caranya

Untuk memantau detak jantung Anda dengan iPhone, Anda harus:

  • hindari pengujian di tempat yang memiliki variasi cahaya tinggi
  • tutup kamera dan senter dengan jari Anda
  • menjaga agar jari Anda tidak bergerak (agar kamera tidak memfokuskan kembali)
  • tekan dengan sangat ringan untuk menutupi kamera dengan benar (jika Anda menekan terlalu keras Anda akan mengurangi aliran darah dan tidak mungkin untuk membaca nadi)

Sebagai catatan. Jika Anda ingin cara yang benar-benar baik untuk melacak bpm dan tekanan darah Anda , produk ini berfungsi baik di iPhone / iPad.

Anjing hutan
sumber
Kumpulan saran penggunaan yang bagus untuk mendapatkan hasil yang baik.
Vlad
2
Eksperimen Anda cacat dan satu-satunya hal yang Anda tunjukkan adalah keandalan (bahwa aplikasi berfungsi di sejumlah perangkat). Tetapi Anda belum menunjukkan validitas aktual (bahwa aplikasi tersebut benar-benar mendapatkan pembacaan yang akurat tentang detak jantung Anda).
2
@ cksum membandingkan pembacaan iPhone dengan bacaan saya sendiri yang dilakukan "dengan tangan" memberi saya hasil yang baik. Saya mendapat 69 dan 70 BPM di iPhone vs sekitar 72 BPM dengan tangan. sepertinya baik-baik saja, dan melihat bahwa pembacaannya konsisten di seluruh perangkat saya merasa yakin mereka tidak terlalu banyak.
Coyote
@ cksum: Saya mencoba tes yang mirip dengan yang Anda jelaskan. Lihat jawaban saya di sini .
Senseful
2

Saya baru saja mencoba aplikasi yang mengklaim melakukan ini dan membandingkannya dengan Garmin HRM saya dan tes manual dan angka-angka yang ditunjukkan pada aplikasi sesuai dengan tes lainnya.

Sedangkan untuk mati jantung berdetak apa yang saya percaya aplikasi lakukan adalah meningkatkan kepekaannya mencari pulsa biasa (perubahan gambar). Setelah sensitivitasnya cukup tinggi, ia muncul untuk menangkap getaran latar belakang yang menyebabkan gerakan kecil dalam kaitannya dengan objek yang sedang diukur. Perubahan jari jauh lebih besar dan karenanya akan lebih mudah diambil dan getaran latar belakang menjadi tidak signifikan. Oleh karena itu saya menyimpulkan bahwa klaim itu tidak akurat karena benda mati memiliki denyut nadi tidak relevan.

Untuk pemeriksaan cepat detak jantung seperti untuk mengistirahatkan detak jantung di pagi hari maka aplikasi ini tampaknya cukup baik

Menandai
sumber
1

Dalam beberapa hal, keakuratannya mungkin tidak lebih baik daripada jika Anda menekan denyut nadi dengan satu jari dan menggunakan tangan Anda yang lain untuk meraba arteri yang mudah ditemukan. seperti arteri karotis Anda. Juga perhatikan, untuk berolahraga, aksesori baru Bluetooth 4.0 energi rendah adalah perangkat keras yang jauh lebih unggul untuk mendeteksi dan melaporkan detak jantung serta tekanan darah.

Ada beberapa teknologi untuk mengukur aktivitas jantung:

  • deteksi pulsa - mengukur periode laju aliran maksimal dari output ventrikel kiri .
  • tekanan darah - mengukur volume / aliran cairan di arteri Anda karena aksi pemompaan ventrikel kiri.
  • deteksi dua lead pulse - mengukur perubahan listrik pada permukaan kulit di dada
  • 12 lead ECG / EKG - menentukan aktivitas otot yang didengar di ruang jantung yang berbeda dengan membandingkan waktu dan amplitudo sinyal listrik dari permukaan kulit dari beberapa lokasi pengukuran yang dengan hati-hati diposisikan di sekitar batang tubuh Anda.

Dengan penyaringan input kamera yang tepat, gerakan jari Anda (sisi ke sisi serta menekan lebih keras atau kurang keras) cukup mudah dibedakan oleh kamera ketika semua algoritma perlu lakukan adalah mengetahui kapan darah segar mengalir ke dalam tubuh Anda. ujung jari. Pada saat darah mencapai ekstremitas - denyut nadi kurang kuat sehingga ini adalah salah satu daerah terburuk untuk mencoba mendeteksi denyut nadi (tetapi sangat nyaman dan kulit cukup tembus cahaya pada lampu kilat LED dan darah teroksigenasi memantulkan cahaya. jadi itu bekerja dengan cukup baik di beberapa tipe tubuh).

Saya suka sabuk detak jantung biru wahoo fitness dan khususnya gelang Mio Link , sehingga pasar untuk perangkat keras yang dirancang khusus untuk ini harus menyalip perangkat lunak apa pun yang berjalan di iOS secara langsung dan menggunakan kamera untuk pengukuran. Untuk membaca cepat pada denyut nadi Anda, aplikasi kamera ini harus cukup layak untuk menyelesaikan pekerjaan itu. Jam tangan Apple juga merupakan alternatif yang bagus untuk menggunakan kamera iPhone Anda untuk merekam data pulsa.

bmike
sumber
1
Saya hanya menggunakannya untuk tujuan informatif dan saya suka kenyamanan karena tidak harus membawa peralatan khusus atau membaca secara manual. Ini juga merupakan demonstrasi besar kemajuan teknologi di bidang yang paling tidak Anda harapkan. Asalkan mereka cukup akurat.
Vlad
Itu adalah hal-hal "mobil terbang" yang luar biasa ketika mereka bekerja, dan menurut pengalaman saya, begitu itu bekerja untuk orang tertentu, mereka bekerja untuk orang itu dengan andal. Sangat keren bahwa mereka dapat menggunakan kamera dengan cara itu.
bmike
0

Kecuali karena alasan tertentu Anda tidak dapat menghitung denyut nadi, aplikasi ini tidak pernah lebih akurat daripada pemeriksaan manual standar.

Cara kerjanya adalah ketika Anda meletakkan jari Anda pada lampu yang dipimpin dan kamera mereka memonitor perubahan warna kulit Anda. Warna kulit Anda berubah secara ritmis saat darah dipompa melalui pembuluh darah. Ini bisa menjadi metode yang cukup akurat, tetapi membutuhkan perilaku yang sangat ketat dari orang yang diperiksa. Setiap gerakan lengan, tangan, atau jari dapat, dan kemungkinan besar akan condong hasilnya.

Saya percaya kedua aplikasi mengatakan, hasil yang diberikan tidak pasti dan tidak dapat digunakan sebagai sumber untuk diagnosis medis.

Jadi, singkatnya - mereka hampir tidak pernah seakurat pemeriksaan manual standar.

Michal M
sumber
Aplikasi menggunakan semacam autocalibration dan memiliki waktu penyelesaian sebelum mereka membaca. Terkadang mereka melaporkan bahwa mereka tidak dapat memperoleh bacaan yang konsisten, jika Anda tidak menggunakannya dengan benar.
Vlad
-1

Saya telah mengunduh beberapa aplikasi untuk menghitung denyut nadi. Saya punya yang sangat tinggi, tetapi semuanya keluar sama kecuali satu mengatakan tidak dapat menghitung karena 99bmp tinggi.

jessica
sumber
Jadi bagaimana ini menjawab pertanyaan?
Ruskes
@Buscar 웃 Sejauh yang saya mengerti pertanyaannya adalah ...are these apps more precise than I can be or is it the other way around?Jadi bagi saya jawaban ini baik-baik saja.
Vladimir
-3

Tidak mungkin ada kamera yang terpasang di perangkat seluler memiliki akurasi untuk mendeteksi jenis perubahan yang diklaim aplikasi ini gunakan untuk mendeteksi pulsa dari kulit Anda. Saya tidak perlu mendengar Anda semua mengklaim itu + -2, 3 atau 5 bpm tepat, untuk membuatnya lebih sederhana: kamera tidak berkembang, itu adalah keterbatasan perangkat keras!

Anda dapat memeriksanya hanya dengan mengarahkan kamera ke objek mati untuk melihat apa yang dikatakan aplikasi itu adalah detak jantung ...

Tentu saja itu bukan sihir, aplikasi ini hanya bermain dadu di dalam sambil melukis hal-hal lucu di layar.

Dr Seuss
sumber
Ini terbukti salah. Algoritma trivial digunakan untuk memanfaatkan filter perangkat keras CCD yang secara selektif mendeteksi berbagai panjang gelombang cahaya tampak yang dapat mendeteksi flush darah teroksigenasi merah karena mengisi lapisan kapiler. Kamera yang sangat kasar seperti yang ada di iPhone asli lebih dari cukup kuat untuk mengukur denyut nadi pada manusia yang sehat dengan varian pigmentasi kulit yang lebar. Ini sama sekali bukan tentang resolusi karena ini tentang mengukur perbedaan waktu dalam data kamera.
bmike