HRV dal polpastrello: fotocamera, pinze e anelli

Il polpastrello è uno dei punti del corpo in cui è più facile rilevare le pulsazioni con la luce. La fotocamera di un telefono, un pulsossimetro a pinza e un anello smart usano tutti il dito, e a riposo ciascuno può collocare nel tempo i battiti con precisione sufficiente a stimare la variabilità della frequenza cardiaca (HRV). Come funziona in generale la misura delle pulsazioni con la luce lo spiega la pagina PPG: come l’orologio legge il polso.

Perché il polpastrello

Il polpastrello è pieno di piccoli vasi sanguigni appena sotto la pelle. Ogni battito vi spinge un po’ di sangue in più, e il sangue assorbe la luce, quindi la luce che torna dal dito cala una volta per battito. I sensori di fotopletismografia fotopletismografia PPG Metodo ottico che manda luce nella pelle e registra la pulsazione del sangue a ogni battito. La maggior parte degli orologi, degli anelli e delle app con la fotocamera del telefono lo usa per stimare la HRV. Approfondisci: PPG (PPG) leggono questa increspatura del volume di sangue nei vasi sottili (Allen, 2007).

Sul dito la pulsazione è più forte che nella maggior parte degli altri punti. Uno studio su 36 adulti sani ha registrato la PPG in sei sedi: il dito, la parte interna e quella esterna del polso, il braccio, il lobo dell’orecchio e la fronte. Il dito ha dato la pulsazione più ampia tra le sei sedi e la quota più alta di onde abbastanza nitide da essere analizzate (Hartmann e colleghi, 2019).

I sensori sul polpastrello hanno due configurazioni:

• Trasmissione. La luce si si Indice di stress di Baevsky Un valore senza unità di misura, ricavato dall'istogramma degli intervalli tra i battiti. Sale quando il ritmo diventa più regolare e meno variabile, cosa che Baevsky leggeva come tensione nella regolazione dell'organismo. Approfondisci: Indice di stress di Baevsky trova da un lato del dito e il sensore dall’altro, così la luce lo attraversa. Funziona così il pulsossimetro a pinza usato negli ambulatori e venduto per uso domestico.
• Riflessione. La luce e il sensore stanno affiancati e il sensore raccoglie la luce che si diffonde e torna fuori dalla pelle. Funzionano così la fotocamera di un telefono con il suo flash e anche un anello.

1. Flash: un LED illumina il polpastrello dal basso
2. La luce si diffonde nella pelle e nei suoi piccoli vasi sanguigni, e una parte torna fuori
3. Obiettivo: la luminosità di ogni fotogramma diventa un campione
4. Ogni battito attenua un po’ la luce: un’onda di polso per battito
5. Anello: luce e sensore affiancati alla base del dito (riflessione)
6. Clip da dito: la luce attraversa il polpastrello fino a un sensore sul lato opposto (trasmissione)

Due disegni visti di lato. Il primo mostra un polpastrello appoggiato sul retro di un telefono, che copre l’obiettivo e il flash. Una freccia curva va dal flash dentro il polpastrello, attraverso alcuni piccoli vasi sanguigni, e torna giù nell’obiettivo. Sopra il dito, una piccola onda con tre rilievi mostra la pulsazione registrata dalla fotocamera. Il secondo disegno mostra un dito intero. Un anello è posto alla base, con una luce e un sensore affiancati all’interno dell’anello e una breve freccia curva tra i due. Una clip si chiude sul polpastrello, con una luce nella ganascia superiore e un sensore in quella inferiore, e una freccia dritta va dalla luce, attraverso il dito, fino al sensore.

Come la fotocamera del telefono legge le pulsazioni

Quando copri la fotocamera posteriore e il flash con il polpastrello, il flash illumina la pelle e la fotocamera riprende il bagliore che torna indietro. L’immagine è una macchia rossa, perché la luce rossa è quella che arriva più lontano attraverso la pelle. All’app non serve l’immagine in sé. Per ogni fotogramma del video calcola la media della luminosità nella parte centrale dell’immagine, di solito nel canale del rosso e a volte in quello del verde, e conserva quel solo numero.

Mettendo in fila quei numeri si ottiene un’onda di polso. L’app elimina la deriva lenta, individua il picco di ogni pulsazione e misura il tempo da un picco al successivo. Questi intervalli da una pulsazione all’altra fanno le veci degli intervalli da un battito all’altro dell’ ECG ECG ECG Una registrazione dell'attività elettrica del cuore, ottenuta con elettrodi sulla pelle. Gli intervalli RR ricavati dall'ECG sono il metodo di riferimento per misurare la HRV. Approfondisci: ECG , e una formula come il RMSSD RMSSD RMSSD Radice quadrata della media dei quadrati delle differenze successive: misura della HRV, in ms, di quanto ogni intervallo tra battiti differisce dal successivo. Riflette soprattutto l'attività vagale. Approfondisci: RMSSD li trasforma in un valore di HRV. A rigore, un sensore delle pulsazioni misura la variabilità della frequenza del polso variabilità della frequenza del polso Variabilità della frequenza del polso Variazione del tempo tra una pulsazione e la successiva, misurata otticamente da orologi, anelli e fotocamere del telefono. A riposo segue da vicino la HRV, ma se ne allontana col movimento. Approfondisci: Variabilità della frequenza del polso (PRV), che a riposo segue da vicino la HRV (Schäfer e Vagedes, 2013). La HRV propriamente detta si calcola dall’ECG, il riferimento clinico descritto nella pagina ECG e Holter delle 24 ore: la HRV in clinica.

La frequenza dei fotogrammi è la frequenza di campionamento

La fotocamera fornisce un campione di luminosità per fotogramma, quindi la frequenza dei fotogrammi stabilisce con quanta finezza può collocare ogni picco. La maggior parte dei telefoni riprende a 30 fotogrammi al secondo, il che lascia 33 ms tra un campione e l’altro; alcuni riprendono a 60, e l’intervallo si dimezza. Il RMSSD si basa su differenze di poche decine di millisecondi tra battiti vicini, quindi un passo di 33 ms è grossolano. Il software può fare meglio dei fotogrammi grezzi: fa passare una piccola curva per i campioni attorno a ogni picco e colloca il picco tra un fotogramma e l’altro. La sezione sulla frequenza di campionamento della guida alla PPG mostra quanto conti.

Due comportamenti tipici delle fotocamere aggiungono errore. I fotogrammi non arrivano sempre a intervalli regolari, e un telefono impegnato in altre operazioni può ritardarne o perderne uno, quindi un’app che presuppone intervalli perfettamente regolari colloca male i battiti. Inoltre le fotocamere regolano da sole esposizione e colore, e questo può far cambiare la luminosità a scatti che non c’entrano nulla con le pulsazioni. Uno studio del 2015 su un’app Android che leggeva fotogrammi a 30 al secondo ha rilevato che, con le persone sdraiate, il modello di telefono influiva in modo significativo sull’errore battito per battito (Guede-Fernandez e colleghi, 2015).

Il test con la fotocamera di questo sito chiede al browser 30 fotogrammi al secondo, usa la marca temporale di ciascun fotogramma invece di supporre intervalli regolari e fa passare una curva per la cima di ogni pulsazione per collocarla tra un fotogramma e l’altro.

Che cosa mostrano gli studi

Quasi tutte le prove vengono da piccoli gruppi di adulti sani a riposo.

• Frequenza cardiaca. Una metanalisi del 2018 ha riunito 14 studi su app per fotocamera che misurano la frequenza cardiaca. Negli adulti a riposo con ritmo normale, le app concordavano con un metodo validato, con correlazioni di 0,90 o più; nei bambini le app non erano validate (De Ridder e colleghi, 2018). Una revisione del 2024 su 10 studi è arrivata alla stessa conclusione per le persone sane, e ha osservato che tutti si erano svolti in condizioni rigorosamente controllate (Mather e colleghi, 2024).
• HRV in 30 adulti. Peng e colleghi hanno confrontato 16 misure di HRV ottenute con la fotocamera di un telefono con un ECG. Quattordici, tra cui il RMSSD, erano fortemente correlate con i valori dell’ECG, ma solo sette concordavano abbastanza da poterle usare al loro posto, e il RMSSD non era tra queste sette (Peng e colleghi, 2015).
• RMSSD in 29 adulti. Plews e colleghi hanno registrato 5 minuti a riposo con un’app per fotocamera, una fascia toracica Polar H7 e un ECG contemporaneamente. Rispetto all’ECG, le differenze nel RMSSD erano trascurabili sia per la fotocamera sia per la fascia (Plews e colleghi, 2017).
• Respirazione lenta in 57 adulti. Durante cinque esercizi di respirazione lenta di 5 minuti, i valori di lnRMSSD lnRMSSD lnRMSSD Il logaritmo naturale del RMSSD, senza unità di misura. Il logaritmo riduce la dispersione dei valori del RMSSD e rende più facile confrontare e analizzare le variazioni da un giorno all'altro. Approfondisci: lnRMSSD e di altre tre misure ottenuti con la fotocamera e con l’ECG concordavano in modo quasi perfetto, con correlazioni intraclasse sopra 0,90 (van Dijk e colleghi, 2023).
• Un’app, due risultati. In un test del 2021 su sette prodotti di consumo in cinque giovani adulti, l’app CameraHRV sbagliava in media del 112% per il RMSSD, mentre i prodotti più precisi restavano entro circa il 4–7% (Stone e colleghi, 2021). In uno studio del 2026 su 37 atleti, la stessa app sbagliava in media del 17,5%, contro il 2,2% di una fascia toracica Polar H10, e le sue misurazioni ripetute erano coerenti (Johansson e colleghi, 2026).

Nel complesso, a riposo la fotocamera può avvicinarsi a un ECG quando l’app elabora bene il segnale, ma un buon risultato ottenuto con un’app o un telefono non vale automaticamente per un altro. La PPG sul polpastrello ha una lunga storia: in uno studio del 2008, la PPG del polpastrello e un ECG hanno dato valori di HRV corrispondenti in 10 adulti a riposo, in registrazioni di 5 minuti (Selvaraj e colleghi, 2008). Tutti gli studi citati hanno testato persone a riposo. Durante l’attività fisica, la HRV ricavata dalle pulsazioni e quella ricavata dall’ECG spesso divergono in misura inaccettabile (Schäfer e Vagedes, 2013). La pagina Orologio o fascia toracica? La PPG e i valori di HRV spiega da dove nasce l’errore di temporizzazione e quali misure altera di più.

Problemi pratici e come evitarli

Premere troppo

La pressione spreme il sangue dai piccoli vasi che la fotocamera osserva. In 15 persone con un sensore a riflessione sul dito, l’ampiezza della pulsazione prima cresceva e poi si riduceva all’aumentare della forza di contatto da 0,2 a 1,8 newton; nella maggior parte delle persone l’ampiezza massima si aveva con un tocco leggero, da 0,2 a 0,4 newton (Teng e Zhang, 2004), più o meno il peso di un oggetto da 20 a 40 grammi. Premere forte contro un flash luminoso può inoltre saturare il canale del rosso, e un canale saturo non mostra alcun polso. Appoggia il dito sulla lente senza spingere.

Dita fredde

Il freddo restringe i vasi della pelle, e la pulsazione si attenua. In 16 persone, il raffreddamento e il riscaldamento locale della pelle hanno modificato il segnale PPG (Jeong e colleghi, 2014). Scalda prima le mani, per esempio attorno a una tazza calda.

Movimento

Un piccolo spostamento del dito o del telefono cambia il modo in cui la luce entra nella pelle e può coprire la pulsazione. Appoggia la mano e il telefono su un tavolo o sulla gamba, respira normalmente e non parlare.

Il flash si scalda

Il flash resta acceso per tutta la misurazione e il telefono può scaldarsi attorno alla fotocamera. Se la lente scotta, fermati e riprova più tardi: un punto che scotta spinge a muoversi, e il movimento rovina il segnale.

Quale dito

La maggior parte delle persone usa l’indice. Conta che il polpastrello copra del tutto sia la lente sia il flash, che si riesca a tenerlo fermo senza fatica e che si usi lo stesso dito ogni volta.

Quanto registrare

La registrazione breve tradizionale dura 5 minuti. Per il RMSSD a riposo basta molto meno: su 3387 adulti, un solo ECG di 10 secondi dava già un RMSSD valido, e 2 minuti coincidevano quasi perfettamente con 5 minuti (Munoz e colleghi, 2015). Quello studio usava un ECG. La fotocamera colloca ogni battito con meno precisione e ogni tanto ne perde uno, quindi concedile almeno 1 minuto, meglio 2. Le misurazioni di durata diversa non vanno confrontate alla leggera (Shaffer e Ginsberg, 2017): scegli una durata e mantienila.

Posizione: da sdraiati o da seduti

Misura da sdraiati o da seduti, e sempre nella stessa posizione, perché la HRV cambia tra le due. Molte persone misurano a letto poco dopo il risveglio; uno studio su 28.175 utenti di un’app basava i risultati su brevi misurazioni fatte con un’app per telefono al risveglio (Altini e Plews, 2021).

Pinze e anelli

Un pulsossimetro a pinza si chiude sul polpastrello. Una sorgente in una ganascia fa passare luce rossa e infrarossa attraverso il dito, e un sensore nell’altra misura quella che lo attraversa. È costruito per mostrare l’ossigeno nel sangue e la frequenza del polso, e la PPG di questo tipo è usata in molti dispositivi medici per misurare l’ossigeno (Allen, 2007). La maggior parte dei pulsossimetri domestici mostra solo quei valori, non i tempi dei singoli battiti, perciò raramente si usano per la HRV. I sistemi di ricerca che registrano l’onda di polso del dito ottengono a riposo una HRV vicina a quella di un ECG (Selvaraj e colleghi, 2008).

Un anello smart legge la luce riflessa alla base del dito, con luci e sensori sulla parte interna dell’anello. Gli anelli tendono ad andare bene di notte per tre motivi: un anello della misura giusta resta a stretto contatto con la pelle, il dito è ben irrorato e durante il sonno la mano rimane ferma per lunghi periodi. In 49 adulti, la HRV media notturna dell’anello Oura concordava molto strettamente con l’ECG, con una differenza media di 1,2 ms (Kinnunen e colleghi, 2020). In 35 persone monitorate a casa, lo stesso anello misurava con precisione il RMSSD notturno, sia in segmenti di 5 minuti sia come media della notte (Cao e colleghi, 2022). In uno studio su 13 adulti seguiti per 536 notti in totale, per la HRV notturna due modelli di Oura concordavano con un ECG più strettamente dei dispositivi WHOOP, Garmin e Polar (Dial e colleghi, 2025). Sono studi piccoli, e non permettono di separare la posizione dell’anello dal software del produttore. Di giorno, con le mani impegnate, un anello perde buona parte di questo vantaggio.

Come una fascia toracica collochi invece ogni battito a partire dal segnale elettrico del cuore lo spiega la pagina Fascia toracica: come misura la HRV e i suoi limiti. Le prove dispositivo per dispositivo sono nella pagina HRV su Oura, WHOOP, Garmin e Apple Watch. Per il confronto tra i sensori da polso e una fascia ECG, vedi la pagina La HRV al polso è precisa come la fascia toracica?

Polpastrello o polso

Per un orologio il compito è più difficile. Il polso dà una pulsazione più piccola del dito (Hartmann e colleghi, 2019), l’orologio poggia sopra tendini che si muovono ogni volta che muovi le dita, e il cinturino può scivolare. Per questo gli orologi misurano la HRV soprattutto durante il sonno.

La fotocamera va bene per una misurazione rapida senza altri dispositivi; un anello o un orologio vanno bene per avere dati notturni senza fatica. Confronta ciascuno solo con sé stesso.

Come fare una buona misurazione con la fotocamera

1. Misura alla stessa ora ogni giorno, meglio poco dopo il risveglio e prima di caffè o attività fisica.
2. Scalda le mani se sono fredde.
3. Siediti a un tavolo o sdraiati, nella posizione che userai ogni volta.
4. Apri il test con la fotocamera sul telefono e consenti l’accesso alla fotocamera. Il flash si accende se il browser lo permette; altrimenti siediti vicino a una lampada luminosa.
5. Appoggia il polpastrello di un dito sulla fotocamera posteriore e sul flash. Copri entrambi del tutto e non premere. L’anteprima deve diventare rossa.
6. Appoggia la mano e il telefono al tavolo o alla gamba. Non muoverti, respira normalmente e non parlare.
7. Registra per 1 minuto, o per 2 se puoi. Il test aspetta 10 secondi dopo aver trovato il dito prima di iniziare a registrare.
8. Se il test indica un segnale debole o disturbato, scalda la mano, allenta la pressione e riprova.

Il test funziona nel browser e i dati restano sul dispositivo: ogni fotogramma viene ridotto al suo colore medio sul telefono, e l’immagine non viene mai salvata né inviata. Niente esce dal dispositivo a meno che tu non acceda e scelga di salvare un risultato, e in quel caso vengono inviati solo il RMSSD, la frequenza cardiaca media frequenza cardiaca media RR medio Il tempo medio tra i battiti in una registrazione, in millisecondi. La frequenza cardiaca è lo stesso valore capovolto: 60.000 diviso per l'RR medio. Approfondisci: RR medio , l’ora e un’indicazione di quale test e quale durata della registrazione hai usato.

Quando parlarne con un medico

Una misurazione con il polpastrello è una stima del benessere. Non può dirti perché il battito è irregolare e non permette di escludere né di confermare un problema del ritmo cardiaco. Se avverti spesso un battito cardiaco accelerato, sfarfallante o irregolare, oppure hai dolore al petto, capogiri, svenimenti o fiato corto, parlane con un medico.