Nogle pulsmålere giver mindre pålidelige aflæsninger for farvede

Mange smartwatches og andre digitale fitnesstrackere har en funktion til at måle puls. Imidlertid, en nylig rapport fra Stat News tyder på, at disse pulsmålere måske ikke er så nøjagtige for farvede mennesker, og jo mørkere din hud er, jo mindre pålidelig læsning.

De mest almindelige bærbare pulssensorer bruger en optisk teknik kaldet fotoplethysmografi (PPG), som estimerer arterievolumen ved hjælp af lys. En bærbar PPG-sensor udsender lys på huden. Det meste af lyset, der trænger ind i huden, absorberes af kropsvæv, men noget afspejles. Mængden af ​​lys, der reflekteres, afhænger af flere faktorer, hvoraf den ene er volumenet af arterier nær hudens overflade.

Blodet i dine arterier absorberer lys bedre end det omgivende kropsvæv, så som arterierne trækker sig sammen og svulmer som reaktion på pulserende blodtryk, intensiteten af ​​det reflekterede lys stiger og falder. PPG-enheder registrerer denne variation i reflekteret lys og bruger den til at estimere din puls. Men det kan være svært at opnå dette pålideligt.

Hvilket lys er bedst?

Valget af lysfarve i PPG-sensorer er et spørgsmål om kompromis. Rødt og infrarødt lys bevæger sig lettest gennem huden, giver sensorer mulighed for at "se" dybere ind i kroppen - opfanger refleksioner ikke kun fra blodkar, men også fra dybere væv, herunder muskler og sener. Som resultat, PPG-sensorer, der bruger rødt lys, kan være mere tilbøjelige til at forstyrre bevægelse sammenlignet med andre farver.

Røde lyssensorer udsættes også for mere interferens fra eksternt lys, hvilket gør pulssignalet sværere at isolere.

Blåt lys trænger meget dårligt ind i kroppen - så dårligt, at det kun kan nå de mindste blodkar ved overfladen, hvor pulsbølgen er svagest.

Grønt lys har bedre gennemtrængning end blåt lys, men værre end rød. Dette betyder, at PPG-sensorer med grønt lys kan registrere de større blodkar inde i kroppen uden for meget interferens fra dybere væv, giver et bedre kontrastsignal, der er let at registrere og er mindre følsomt over for bevægelsesfejl end rødt lys. Så de fleste forbrugersensorer designet til at blive brugt på farten, brug grønt lys.

Effekt af hudfarve

Hudfarve bestemmes af koncentrationen af ​​hudpigmentet, melanin, med mørkere hud med mere melanin end lysere hud. Melanin er en naturlig solcreme, det beskytter huden ved at absorbere skadelig ultraviolet stråling, som ellers ville beskadige celler.

Melanins absorption af synligt lys varierer betydeligt med farven. Det blokerer næsten fuldstændigt for violet lys, men har stort set ingen effekt på rødt lys.

Grønt lys ligger mellem disse ekstremer. Dets transmission gennem mørkere hud er blevet målt til at være mindre end halvdelen af ​​den gennem lysere hud. I PPG-sensorer, denne forskel betyder, at mindre lys når blodkarrene hos mennesker med mørkere hud, og så det modtagne signal er svagere og mere tilbøjelige til at fejle.

Det er uklart, om mennesker med mørkere hud ville have gavn af en anden farvet lyskilde. Rødt lys, for eksempel, passerer lige godt gennem alle hudfarver, men sammenlignet med grønt lys, det giver dårlig ydeevne (for alle hudtoner) i form af fejl forårsaget af bevægelse og af omgivende lys.

Betyder det, at en aktivitetsmåler vil måle puls mere præcist for en person med lys hud sammenlignet med en person med mørk hud? Eventuelt, men der er andre problemer, der påvirker PPGs ydeevne, inklusive tatoveringer, hvordan sensoren er slidt (korrekt placering og ikke for løs, men ikke for stram), og hvor aktiv bæreren er (optiske pulsestimater er mere pålidelige, når du ikke er aktiv).

Hudfarve er bestemt en faktor, der kan påvirke nøjagtigheden af ​​bærbare pulsmålere, men det er ikke den eneste.

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs den originale artikel.