光學心率傳感器技術在可穿戴設備中的新興醫療應用
發布時間:2018-09-17 責任編輯:xueqi
【導讀】在日益數字化的世界中,光學心率傳感器在可穿戴設備中的應用越來越廣泛。這些設備中數不清的應用可提供從個人活動、健身水平到健康狀況的所有內容。精準的生物識別傳感器數據可以提供準確的健身/健康評估,但設計師和工程師究竟能用這些評估做些什麼呢?表1總結了目前在健身應用中使用的一些常見評估,這些評估也證明了健康醫療的意義。

表1:與健康和醫療相關的關鍵健康評估(信息由美國國立衛生研究院提供)
rujin,shichangshangdedaduoshukechuandaishebeidoushizhenduiyundonghejianshenyonglituichude,dankeyikaishikandaokechuandaishebeizhengzhuanbianweigerenjiankangshebei,weirenmendejiankangtigongyouyiyidezhidao。zheshiyinweizhexiekechuandaishebeizhongdeguangdianrongjimiaoji(PPG)傳感器已經達到了一定的精確度,足以滿足許多已被心電圖技術證實的健康和醫療用例。
以下是一些如何使用這些評估以及如何在未來將其應用於健康和醫療可穿戴設備的示例。
VO₂ max
測量身體活動和與之有關的身體反應是決定改善水平的關鍵因素。今天的一些可穿戴設備開始使用VO2max(最大耗氧量)來lai測ce量liang心xin血xue管guan健jian康kang的de慢man性xing變bian化hua。最zui大da攝she氧yang量liang越yue高gao,有you氧yang運yun動dong中zhong的de表biao現xian越yue好hao。然ran而er,具ju有you測ce量liang最zui大da攝she氧yang量liang功gong能neng的de可ke穿chuan戴dai設she備bei也ye可ke應ying用yong於yu健jian康kang和he醫yi療liao用yong途tu。例li如ru,證zheng據ju表biao明ming,較jiao高gao的de最zui大da攝she氧yang量liang也ye與yu死si亡wang風feng險xian降jiang低di和he心xin髒zang病bing恢hui複fu能neng力li提ti高gao有you關guan。
靜止心率
“休息”yicikenengbushirenmenzaikaolvjianshenshishouxianxiangdaodeci,danxinlvdejingxiceliangkeyihenhaodifanyingjiankangshuiping。zaibuyundongdeshihou,jingxixinlvdexiajiangyujianshendezengduoyouguan。yigerendejingxixinlvyuedi,tajiuyueyoukenengjianhuanxinxueguanjibingdejinzhan。
心率恢複
同樣地,測量心率恢複——心髒在運動後恢複到正常水平的能力——也(ye)可(ke)以(yi)預(yu)測(ce)健(jian)康(kang)水(shui)平(ping)和(he)心(xin)髒(zang)功(gong)能(neng)。健(jian)康(kang)的(de)心(xin)髒(zang)會(hui)比(bi)不(bu)健(jian)康(kang)的(de)心(xin)髒(zang)恢(hui)複(fu)得(de)快(kuai)。心(xin)率(lv)恢(hui)複(fu)率(lv)越(yue)高(gao)表(biao)明(ming)耐(nai)力(li)越(yue)好(hao),心(xin)血(xue)管(guan)健(jian)康(kang)狀(zhuang)況(kuang)越(yue)好(hao)。為(wei)了(le)評(ping)估(gu)心(xin)率(lv)恢(hui)複(fu)情(qing)況(kuang),您(nin)可(ke)以(yi)觀(guan)察(cha)運(yun)動(dong)過(guo)程(cheng)中(zhong)的(de)心(xin)率(lv)和(he)停(ting)止(zhi)運(yun)動(dong)後(hou)一(yi)到(dao)兩(liang)分(fen)鍾(zhong)的(de)心(xin)率(lv)之(zhi)間(jian)的(de)差(cha)異(yi)。
心率反應
另ling一yi個ge有you用yong的de評ping估gu來lai自zi心xin率lv傳chuan感gan器qi,大da約yue在zai運yun動dong一yi分fen鍾zhong後hou,是shi心xin率lv對dui運yun動dong的de反fan應ying,這zhe是shi一yi種zhong生sheng理li反fan應ying。工gong作zuo肌ji肉rou活huo動dong增zeng加jia導dao致zhi交jiao感gan神shen經jing係xi統tong活huo動dong增zeng加jia。健jian康kang水shui平ping越yue低di,心xin率lv對dui運yun動dong的de反fan應ying越yue強qiang。通tong過guo定ding期qi訓xun練lian,身shen體ti會hui適shi應ying。雖sui然ran心xin率lv仍reng會hui隨sui著zhe運yun動dong而er增zeng加jia,但dan身shen體ti必bi須xu更geng加jia努nu力li地di運yun動dong才cai能neng達da到dao同tong樣yang的de速su度du。較jiao高gao的de心xin率lv反fan應ying,再zai加jia上shang變bian時shi功gong能neng不bu全quan,也ye有you助zhu於yu預yu測ce頸jing動dong脈mai疾ji病bing。
心髒效率
有you規gui律lv的de鍛duan煉lian也ye能neng提ti高gao心xin髒zang效xiao率lv,這zhe是shi心xin髒zang所suo做zuo的de工gong作zuo與yu完wan成cheng工gong作zuo所suo需xu的de能neng量liang之zhi比bi。心xin髒zang效xiao率lv越yue高gao,對dui於yu身shen體ti活huo動dong需xu要yao的de跳tiao動dong次ci數shu就jiu越yue少shao。心xin髒zang效xiao率lv是shi一yi個ge主zhu要yao的de心xin髒zang健jian康kang指zhi標biao。心xin率lv下xia降jiang與yu許xu多duo心xin血xue管guan疾ji病bing相xiang關guan,包bao括kuo高gao血xue壓ya。
心率變異性(HRV)
身體活動或身體上的壓力,也可以通過HRV來評估心髒搏動之間的時間變化。該測量可以表明心理社會或精神壓力,以及過度鍛煉。HRV監測壓力源對身體的影響,它與疲勞(精神和工作能力)和執行腦力和工作任務的準備程度有關。HRV還可以預測心律失常和房顫的發生率。職業運動員使用HRV已經有一段時間了,但現在隻是剛剛開始在消費性設備上流行。
最近發布了許多關於可穿戴設備檢測房顫、心律失常、核心體溫等新功能的公告。這些功能由同樣的光學心率傳感器提供,其使用的PPG已經應用於當今大量的可穿戴設備中。
作者:德州儀器Ryan Kraudel
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