PPG: como o relógio mede a pulsação

Um sensor de PPG emite luz na pele e mede quanto dela volta. A cada batimento, o sangue entra na pele e reduz um pouco a luz, de modo que o sensor vê uma onda por batimento. Os relógios medem o tempo dessas ondas para obter frequência cardíaca, variabilidade da frequência cardíaca (VFC), oxigênio no sangue e mais, e o movimento, uma pulsação fraca ou um sensor com amostragem lenta podem distorcer cada um desses valores.

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Pontos principais

  • A PPG usa um sensor de luz. Um LED ilumina a pele, e um fotodiodo mede a pequena ondulação na luz refletida que cada batimento produz.
  • Uma onda de pulso tem um pico sistólico, uma incisura dicrótica e um pico diastólico. Em artérias mais rígidas, a incisura desaparece; uma onda mais lenta e arredondada é mais comum com a idade.
  • A VFC de um relógio é a variabilidade da frequência de pulso (PRV). Em repouso, fica próxima da VFC medida por ECG; quando você se movimenta, ou quando a pulsação é fraca, ela se afasta.
  • Movimento, mãos frias, uma pulseira mal ajustada, tinta escura de tatuagem e uma taxa de amostragem baixa são os motivos habituais de uma medição de PPG sair errada.
  • O mesmo sensor alimenta a frequência cardíaca, a VFC, o oxigênio no sangue, a frequência respiratória e os alertas de ritmo irregular, cada um com limites próprios.

Um sensor de PPG PPG Método óptico que emite luz sobre a pele e registra a pulsação do sangue a cada batimento. A maioria dos relógios, anéis e aplicativos que medem pela câmera do celular usa esse método para estimar a VFC. Mais sobre PPG é a luz na parte de trás de um relógio ou dentro de um anel. Ele emite luz na pele e mede quanto dela volta, e cada batimento cardíaco empurra um pouco mais de sangue para a pele, o que reduz a luz por um instante, de modo que o sensor vê uma onda por batimento. Tudo o que um relógio mostra sobre o coração, da frequência cardíaca e da variabilidade da frequência cardíaca (VFC) ao oxigênio no sangue e aos alertas de ritmo irregular, começa com o tempo e o formato dessas ondas.

O que um sensor de PPG faz

PPG vem de fotopletismografia: “foto” de luz, “pletismo” de volume. O equipamento é pequeno. Um diodo emissor de luz (LED) ilumina o tecido e um fotodiodo mede a luz que sai. O sangue absorve luz; assim, quando há mais sangue no tecido, menos luz chega ao fotodiodo (Allen, 2007).

Há duas maneiras de dispor os componentes:

  • Transmissão. O LED e o fotodiodo ficam em lados opostos da ponta de um dedo ou do lóbulo da orelha. Os oxímetros de pulso hospitalares e as pinças de dedo funcionam assim.
  • Reflexão. O LED e o fotodiodo ficam lado a lado na mesma superfície, e o fotodiodo capta a luz que se espalha de volta. Relógios, anéis e o truque da câmera com flash do celular funcionam assim (Allen, 2007).

A cor da luz importa. A luz vermelha e a infravermelha penetram fundo no tecido, que é do que um oxímetro de pulso precisa. A luz verde é fortemente absorvida pelo sangue e não penetra tanto; por isso, no pulso, dá um sinal de pulso mais limpo e se mantém melhor durante o movimento. Por esse motivo, a parte de trás da maioria dos relógios brilha em verde para medir a frequência cardíaca e só passa para vermelho e infravermelho para medir o oxigênio no sangue (Castaneda e colaboradores, 2018; Charlton e colaboradores, 2023).

O sinal tem duas partes. A maior parte da luz que volta é um nível constante, chamado de componente DC, definido pela pele, pelo osso e pelo sangue que está sempre ali. Sobre ele corre uma pequena ondulação, o componente AC, que acompanha cada batimento. A ondulação é uma pequena fração do total, e por isso a eletrônica do sensor precisa amplificá-la e pequenas perturbações podem encobri-la (Allen, 2007).

O formato de um pulso

Invertendo a ondulação, para que mais sangue fique para cima, cada batimento tem este aspecto:

1 2 3 4 1,00 s
  1. Pico sistólico
  2. Incisura dicrótica
  3. Pico diastólico
  4. Intervalo entre pulsos, de um pico sistólico ao seguinte
Duas ondas de pulso como um sensor de PPG as vê. Cada batimento cardíaco produz um pico sistólico (1), depois a incisura dicrótica (2) e um pico diastólico menor (3), quando a onda de pressão é refletida de volta pela parte inferior do corpo. Um relógio mede o intervalo de um pico sistólico ao seguinte (4) para obter o intervalo entre pulsos. Um modelo didático, não um registro.

Uma onda suave com dois pulsos. Cada pulso sobe de forma abrupta até um pico sistólico, desce até uma pequena depressão chamada incisura dicrótica, sobe de novo até um pico diastólico mais baixo e volta à linha de base. O intervalo entre os dois picos sistólicos está marcado como 1,00 segundos.

Cada batimento desenha os mesmos três pontos de referência (Elgendi, 2012):

  1. Pico sistólico. O coração se contrai e envia uma onda de pressão pelas artérias. O volume de sangue na pele sobe rápido até o pico.
  2. Incisura dicrótica. A valva aórtica se fecha e a onda vinda do coração se atenua. O volume começa a cair.
  3. Pico diastólico. A onda de pressão se reflete nos pontos de ramificação das artérias e na parte inferior do corpo e volta como uma segunda elevação, menor, antes de o volume se estabilizar.

Os algoritmos raramente trabalham com a curva bruta. Eles identificam pontos nela: o pé da onda, onde ela começa a subir, o pico, o ponto de subida mais íngreme e o instante e a altura da incisura e do pico diastólico. Um método popular calcula a segunda derivada da onda, que transforma curvas suaves em picos nítidos rotulados a, b, c, d e e, e compara os tamanhos deles (Elgendi, 2012; Takazawa e colaboradores, 1998).

Como a onda muda com a idade, a rigidez e o condicionamento físico

A onda refletida é a parte interessante. Em uma artéria jovem e elástica, a onda de pressão viaja devagar, então a reflexão volta tarde e chega como uma elevação diastólica separada, com uma incisura nítida na frente. Em uma artéria mais rígida, a onda viaja mais rápido, a reflexão volta mais cedo e se funde com a onda principal, e a incisura se apaga.

Os médicos perceberam isso muito antes dos dispositivos vestíveis. Em 1973, Dawber e colaboradores classificaram ondas de pulso arteriais em quatro classes, de uma incisura nítida até a ausência de incisura, em um estudo sobre doença coronariana (Dawber e colaboradores, 1973). Uma incisura nítida é o achado habitual em pessoas com artérias saudáveis e complacentes (Elgendi, 2012).

Trabalhos posteriores deram números a isso. Millasseau e colaboradores mediram o tempo do pico sistólico ao pico diastólico e dividiram a altura da pessoa por ele para obter um índice de rigidez. Em 87 adultos sem sintomas, de 21 a 68 anos, o índice aumentou com a idade e acompanhou a velocidade da onda de pressão ao longo da aorta, a medida padrão de rigidez das grandes artérias. Eles também descreveram um índice de reflexão, a altura da elevação diastólica como fração do pico sistólico, que responde a medicamentos que mudam o tônus das artérias (Millasseau e colaboradores, 2002; Millasseau e colaboradores, 2006). A equipe de Takazawa trabalhou a partir da segunda derivada e combinou os picos de a até e em um “índice de envelhecimento”, (b − c − d − e)/a, que aumentou com a idade em 600 pessoas (Takazawa e colaboradores, 1998).

O condicionamento físico age no sentido contrário. Em 146 voluntários saudáveis de 21 a 96 anos, a rigidez arterial aumentou com a idade, mas em qualquer idade era menor em quem tinha maior capacidade aeróbica, e homens de 54 a 75 anos treinados em resistência aeróbia tinham artérias menos rígidas do que homens sedentários da mesma idade (Vaitkevicius e colaboradores, 1993). Em outro estudo, homens de meia-idade e mais velhos treinados em resistência aeróbia tinham artérias centrais de 20% a 35% mais complacentes do que homens menos ativos da mesma idade, e quando 20 homens sedentários passaram a fazer exercício aeróbico regular, principalmente caminhada, por três meses, a complacência arterial deles subiu a um nível semelhante (Tanaka e colaboradores, 2000).

Duas ressalvas. Esses estudos sobre condicionamento mediram a rigidez diretamente, com sensores de pressão e ultrassom no pescoço e na perna, e não a partir de um relógio. E os índices do contorno da PPG mudam por motivos que nada têm a ver com as artérias: o local do sensor, a força com que ele pressiona, a temperatura da pele e a luz ambiente os alteram, e os medicamentos que agem nos vasos também (Charlton e colaboradores, 2023; Millasseau e colaboradores, 2006). Servem bem para descrever grupos. Não são um teste da idade vascular de cada pessoa, e nenhum relógio consegue dizer o quanto as artérias de alguém estão treinadas a partir do formato de um pulso.

Experimente: leia um pulso como um relógio faz

O gráfico interativo abaixo é um modelo didático, não um registro. Cada pulso é a soma de duas curvas em sino, uma para a onda sistólica e outra para a reflexão, que é uma forma-padrão de construir PPG sintética para testar algoritmos (Tang e colaboradores, 2020). Um detector simples então encontra os picos, mede o tempo entre eles e calcula o RMSSD RMSSD Raiz quadrada da média dos quadrados das diferenças sucessivas: medida de VFC calculada a partir de quanto cada intervalo entre batimentos difere do seguinte, em milissegundos. Reflete principalmente a atividade vagal. Mais sobre RMSSD , do mesmo modo que um aplicativo faria.

Leia o pulso como um relógio

Um modelo didático, não um registro

Intervalos detectados 1010 · 1040 · 980 · 960 · 1010 · 1040 · 980 ms

Frequência de pulso
60 bpm
RMSSD, medido
45 ms
RMSSD, real
42 ms

A 100 Hz, as amostras ficam a 10 ms umas das outras e o detector encontra todos os batimentos; por isso o RMSSD aparece como 45 ms, a 3 ms do valor real do modelo, 42 ms.

Uma incisura dicrótica nítida e uma onda diastólica separada (índice de reflexão 0,50): o aspecto de artérias elásticas.

Os controles deslizantes funcionam quando o JavaScript está ativado.

Oito segundos de um sinal de pulso inventado, lido como um relógio o lê. As marcas indicam os pulsos que um detector simples encontrou; o gráfico de baixo mostra o intervalo entre eles, com os intervalos reais do modelo em linha tracejada. Mova os controles deslizantes para ver o que a rigidez arterial, um sinal fraco, o movimento e uma taxa de amostragem baixa fazem com o valor. Um modelo didático, não um registro.

Um gráfico de linhas com 8 segundos de um sinal de PPG sintético, com uma elevação por batimento cardíaco. Marcas curtas indicam os pulsos detectados. Um segundo gráfico mostra, em uma linha, o intervalo entre os pulsos detectados e, em uma linha tracejada, os intervalos reais do modelo. Indicadores mostram a frequência de pulso, o RMSSD dos intervalos detectados e o RMSSD real, seguidos de uma frase que explica a diferença, se houver, e de outra que descreve o formato de cada pulso. Cinco controles deslizantes ajustam a rigidez arterial, a frequência cardíaca, a intensidade do sinal, o movimento e a taxa de amostragem, e uma caixa de seleção ativa a interpolação entre as amostras.

Teste estas configurações, uma de cada vez. Aumente a rigidez e veja a incisura sumir. Diminua a intensidade do sinal, como fariam as mãos frias, até o detector perder batimentos. Acrescente movimento e veja os intervalos saírem do controle. Depois ajuste a taxa de amostragem Taxa de amostragem Quantas vezes por segundo um sensor mede o sinal, em hertz (Hz). Define a precisão com que cada batimento é marcado: cerca de ±1 ms a 1.000 Hz, ±4 ms a 250 Hz e ±20 ms em uma câmera de 25 Hz. Mais sobre Taxa de amostragem para 25 Hz: todos os batimentos ainda são encontrados, mas o RMSSD muda, porque o instante de cada pico só é conhecido com aproximação de 40 ms.

A variabilidade da frequência de pulso não é bem a VFC

A VFC, a rigor, é medida a partir do sinal elétrico do coração em um ECG ECG Um registro da atividade elétrica do coração, feito com eletrodos na pele. Os intervalos RR obtidos por ECG são o padrão de referência para medir a VFC. Mais sobre ECG , como os intervalos entre as ondas R. Um sensor de PPG vê a onda de pressão que o batimento envia, e essa onda leva tempo para chegar ao punho ou ao dedo. O atraso, chamado de tempo de trânsito do pulso, não é constante. Ele muda com a pressão arterial, com a postura, com o tônus das artérias e, um pouco, a cada respiração. Assim, o intervalo entre duas ondas de pulso é o intervalo entre dois batimentos mais a variação do tempo de trânsito, e a variação que você mede com um relógio é a variabilidade da frequência de pulso Variabilidade da frequência de pulso Variação do tempo entre as pulsações, medida de forma óptica por relógios, anéis e câmeras de celular. Acompanha de perto a VFC em repouso, mas se afasta dela durante o movimento. Mais sobre Variabilidade da frequência de pulso (PRV, na sigla em inglês), e não a VFC (Mejía-Mejía e colaboradores, 2020; Yuda e colaboradores, 2020).

Na prática, os dois concordam bem quando você fica sem se mexer. Uma revisão de estudos que compararam a PPG com o ECG considerou a PRV um substituto aceitável da VFC em repouso, com tendência a superestimar um pouco as medidas de curto prazo, como o RMSSD, o que os autores atribuíram à ação da respiração sobre a circulação. Durante a atividade física e algumas tarefas mentais, a concordância piorou muito, às vezes a ponto de torná-la inaceitável (Schäfer e Vagedes, 2013). Yuda e colaboradores vão além e argumentam que a PRV traz informação extra sobre os vasos sanguíneos, de modo que deve ser tratada como uma medida própria, e não como uma cópia da VFC (Yuda e colaboradores, 2020).

Para quem acompanha a tendência, isso significa duas coisas. Uma medição em repouso feita por um bom relógio, anel ou aplicativo de câmera é uma estimativa razoável da sua VFC. E um relógio e uma cinta peitoral nunca vão concordar até o milissegundo, nem nos mesmos batimentos.

O que pode dar errado

Todo valor de PPG depende de encontrar o pico certo no instante certo. Estas são as maneiras habituais de isso falhar.

Movimento

Mover o braço desloca o sensor sobre a pele e faz o sangue balançar, o que acrescenta ao sinal oscilações muito maiores do que a pulsação. Em um estudo com 53 pessoas usando seis dispositivos, o erro na frequência cardíaca foi, em média, 30% maior durante a atividade do que em repouso, e o tipo de atividade e o modelo do dispositivo fizeram a maior diferença (Bent e colaboradores, 2020). O movimento rítmico é o pior caso, porque uma cadência de 160 passos por minuto parece uma frequência cardíaca de 160 (Zhang e colaboradores, 2015).

Pulsação fraca: mãos frias e perfusão ruim

O frio estreita os pequenos vasos da pele, então menos sangue chega ao sensor e a ondulação diminui, enquanto o ruído do próprio sensor continua o mesmo. A revisão de Allen lista a temperatura da pele e a perfusão entre os principais fatores que mudam o tamanho da onda de pulso (Allen, 2007). Uma medição com a câmera feita em uma sala fria pode falhar por completo.

Pressão de contato e luz ambiente

O sensor precisa ficar plano e firme. Se estiver muito frouxo, a luz do LED vaza, a luz do dia entra e o sinal deriva quando a pulseira se desloca. Se estiver muito apertado, a pressão comprime os pequenos vasos e achata o pulso (Allen, 2007; Charlton e colaboradores, 2023).

Tom de pele e tatuagens

A melanina absorve luz, então a pele mais escura devolve menos dela. O efeito disso nas medições foi estudado sobretudo para a frequência cardíaca, e as evidências são mistas. O estudo com 53 pessoas citado acima mediu o tom de pele e não encontrou diferença estatisticamente significativa na precisão da frequência cardíaca entre os tons (Bent e colaboradores, 2020). Uma revisão sistemática de 2023 encontrou dez estudos, com 469 pessoas no total: quatro relataram menor precisão em pele mais escura, quatro não encontraram efeito e dois foram mistos, e poucas pessoas com a pele mais escura haviam sido testadas (Koerber e colaboradores, 2023). O oxigênio no sangue é uma história mais clara. Em registros de um hospital dos EUA, quando o oxímetro de pulso indicava de 92% a 96%, um exame de sangue mostrou oxigênio abaixo de 88% em 11,7% das medições de pacientes negros e em 3,6% das de pacientes brancos; um conjunto de dados de vários hospitais deu 17,0% e 6,2% (Sjoding e colaboradores, 2020). Trate a SpO2 de um relógio como uma orientação aproximada e a frequência cardíaca como o valor mais confiável.

A tinta escura de tatuagem também absorve luz. A orientação da própria Apple diz que a tinta, o padrão e a saturação de algumas tatuagens podem bloquear a luz do sensor e tornar as medições pouco confiáveis (Apple Support).

Taxa de amostragem e interpolação

Um sensor lê a luz um número fixo de vezes por segundo. A 25 amostras por segundo, um pico só pode ser posicionado com aproximação de 40 ms, e a VFC é construída a partir de diferenças de algumas dezenas de milissegundos. Em um estudo piloto que reduziu a amostragem de registros de PPG de 10 kHz, as medidas de PRV não diferiram significativamente da VFC por ECG a partir de 25 Hz, enquanto o RMSSD começou a diferir a 15 Hz ou menos (Choi e Shin, 2017). Um estudo de 2021 com 57 registros de cinco minutos pôs o limite mais alto: o SDNN SDNN O desvio padrão de todos os intervalos NN de um registro, em milissegundos. Mede a variabilidade global, e o valor depende muito da duração do registro. Mais sobre SDNN e o RMSSD ficaram dentro de 5% do valor a 1 kHz até 50 amostras por segundo sem interpolação, e até 10 e 20 amostras por segundo quando a posição do pico era interpolada entre as amostras (Béres e Hejjel, 2021). Poucos fabricantes divulgam a taxa de amostragem do sensor.

Batimentos extras e fibrilação atrial

Um batimento prematuro Batimento ectópico Batimento que se origina fora do marca-passo natural do coração e costuma chegar antes da hora. É comum, mas distorce a VFC se não for removido ou corrigido. Mais sobre Batimento ectópico bombeia menos sangue do que um normal, então a onda de pulso dele é pequena e o detector muitas vezes não a percebe. O aparelho vê então um intervalo longo em vez de dois curtos. O documento de padrões da Sociedade Europeia de Cardiologia e da Sociedade Norte-Americana de Estimulação e Eletrofisiologia diz que os batimentos extras e os intervalos ao redor deles precisam ser removidos antes de calcular qualquer valor de VFC (Task Force, 1996), porque um único batimento mal posicionado pode alterar o resultado (Laborde e colaboradores, 2017). Na fibrilação atrial, os intervalos são irregulares batimento após batimento, e a PRV deixa de significar o que costuma significar; é essa irregularidade que os alertas do relógio descritos abaixo procuram.

O que os relógios calculam a partir da PPG

Um único sinal alimenta muitos valores. Cada algoritmo abaixo tem método e limites próprios.

Detecção de batimentos e frequência cardíaca. A abordagem mais simples encontra cada pico ou pé e conta. Durante o exercício, muitos relógios passam a usar uma abordagem de frequência: procuram a oscilação regular mais forte do sinal ao longo de alguns segundos e usam o acelerômetro para cancelar a oscilação que corresponde aos passos. O TROIKA, um método conhecido desse tipo, chegou a um erro médio de 2,34 batimentos por minuto em 12 pessoas correndo a até 15 km/h (Zhang e colaboradores, 2015). A frequência cardíaca é o valor de PPG mais difícil de errar muito, porque o erro em um pico quase não altera uma média de 10 segundos.

VFC, na verdade PRV. O aplicativo lista os intervalos entre os picos, descarta os que parecem errados e aplica uma fórmula como o RMSSD. Como um único pico mal posicionado altera muito o RMSSD, a maioria dos fabricantes mede durante o sono e rejeita os trechos com movimento. Veja como a VFC é medida para as fórmulas.

Oxigênio no sangue (SpO2). O sangue rico e o pobre em oxigênio absorvem a luz vermelha e a infravermelha de maneiras diferentes. O sensor compara o tamanho da ondulação do pulso nas duas cores, uma “razão de razões”, e converte isso em um percentual com uma curva ajustada em voluntários (Allen, 2007). O viés de tom de pele descrito acima está nesta etapa.

Frequência respiratória Frequência respiratória Quantas respirações você faz por minuto. Ela muda a VFC por si só: respirar mais devagar e mais fundo aumenta a oscilação entre os batimentos e, abaixo de cerca de 9 respirações por minuto, essa oscilação passa da banda HF para a LF. Mais sobre Frequência respiratória . A respiração deixa três marcas na PPG: a linha de base Linha de base O seu nível habitual de VFC e a faixa em que ela costuma variar, obtidos de semanas de medições feitas sempre do mesmo modo. Comparar uma medição com a sua linha de base diz mais do que compará-la com a de outras pessoas. Mais sobre Linha de base sobe e desce, os pulsos aumentam e diminuem e os intervalos entre eles se alongam e se encurtam. Os algoritmos extraem uma ou mais dessas marcas e contam os ciclos. O movimento e o mau contato do sensor corrompem o sinal de que eles dependem, e poucos algoritmos foram testados com dados de pessoas em atividades do dia a dia (Charlton e colaboradores, 2018).

Alertas de ritmo irregular. O relógio verifica, em segundo plano, os intervalos entre os pulsos em busca do padrão caótico da fibrilação atrial e, se várias verificações concordam, envia uma notificação. No Apple Heart Study, com 419.297 pessoas, 0,52% receberam uma notificação ao longo de uma mediana de 117 dias. Das 450 que depois devolveram um adesivo de ECG legível, 34% tinham fibrilação atrial no registro, e quando uma nova notificação chegava com o adesivo no corpo, o ECG mostrava fibrilação atrial naquele momento em 84% dos casos (Perez e colaboradores, 2019). No Fitbit Heart Study, com 455.699 pessoas, 1% teve uma detecção. Das 1.057 que devolveram um adesivo legível, 32,2% tinham fibrilação atrial no registro, e uma nova detecção durante o uso do adesivo coincidiu com fibrilação atrial no ECG em 98,2% das vezes (Lubitz e colaboradores, 2022). Uma notificação é um aviso para fazer um ECG, não um diagnóstico, e a ausência de notificação não é um sinal de que está tudo bem.

Pressão arterial sem manguito. Há dois caminhos. Um mede o tempo da onda de pressão entre dois pontos, como um pico de ECG no peito e um pico de PPG no pulso. Uma artéria mais rígida e com mais pressão conduz a onda mais rápido, então um tempo de trânsito mais curto sugere pressão mais alta, mas cada pessoa precisa de uma calibração com manguito e o dispositivo precisa ser recalibrado de tempos em tempos (Mukkamala e colaboradores, 2015). O outro caminho lê o formato da onda de PPG isolada. Existe um padrão IEEE para dispositivos sem manguito desde 2014 (IEEE 1708), e ele de fato pede testes ao longo de uma subida e de uma queda da pressão, mas especialistas apontaram que ele deixa indefinida a forma como essas mudanças são produzidas, de modo que um dispositivo pode ser aprovado sem mostrar que acompanha os tipos de mudança que importam (Mukkamala e colaboradores, 2021). A Sociedade Europeia de Hipertensão diz que esses dispositivos não devem ser usados para decisões clínicas até passarem por uma validação adequada (Stergiou e colaboradores, 2022).

“Idade vascular” e pontuações de estresse. Alguns aplicativos transformam o índice de rigidez, o índice de reflexão ou o índice de envelhecimento da segunda derivada em uma idade vascular, ou misturam a PRV com outros sinais em uma pontuação de estresse. Os índices de fato acompanham a idade em grupos, como mostram os estudos acima. Não foi validado se a pontuação de uma pessoa específica significa alguma coisa, e a mesma pessoa pode obter uma idade vascular diferente apertando mais o sensor ou aquecendo a mão. Encare esses valores como curiosidade.

PPG, ECG e cintas peitorais para medir a VFC

PPG de pulso ou de anelPPG da câmera do celularCinta peitoral (ECG)
O que é cronometradoOnda de pulso na peleOnda de pulso na ponta do dedoO pico elétrico R do coração
MedidaPRVPRVVFC
QuandoSono, ou medições pontuaisUma medição que você iniciaUma medição que você inicia
Amostras por segundoRaramente divulgadoA taxa de quadros da câmera, em geral 30 ou 60De 250 a 1.000, a faixa que os padrões de ECG recomendam
Em repousoPróxima do ECGPróxima do ECG em um estudo com 29 pessoasA referência para uso em casa
Em movimentoPouco confiávelInutilizávelBoa, se a cinta estiver úmida e bem justa
Batimentos extrasMuitas vezes não percebidosMuitas vezes não percebidosVisíveis e removíveis

Os padrões de ECG pedem de 250 a 500 amostras por segundo ou mais, e aceitam uma taxa mais baixa apenas com interpolação (Task Force, 1996). O valor da câmera é a taxa de quadros usual do celular, e em um estudo com 29 pessoas em repouso o RMSSD de um aplicativo de câmera concordou bem com o de um ECG (Plews e colaboradores, 2017). Um ECG clínico, com várias derivações, continua sendo a referência para os três. As evidências, dispositivo por dispositivo, estão em VFC em Oura, Whoop, Garmin e Apple Watch.

O quanto a via óptica custa em precisão depende da medida. Pequenos erros de tempo em cada pulso se somam nas medidas batimento a batimento, como o RMSSD, o pNN50 pNN50 Percentual de intervalos NN vizinhos que diferem em mais de 50 milissegundos. Acompanha as mudanças rápidas de origem vagal, como o RMSSD, mas como proporção, e não como tamanho. Mais sobre pNN50 e a potência HF Potência HF A variância dos intervalos entre os batimentos que cai na banda de 0,15 a 0,40 Hz, em ms²: a faixa da respiração normal. Reflete principalmente a atividade vagal quando a respiração é de 9 a 24 por minuto. Mais sobre Potência HF (alta frequência), enquanto a frequência cardíaca média RR médio O tempo médio entre os batimentos em um registro, em milissegundos. A frequência cardíaca é o mesmo valor invertido: 60.000 dividido pelo RR médio. Mais sobre RR médio quase não se altera. Relógio ou cinta peitoral? O que a PPG faz com os valores de VFC percorre cada fonte de erro, traz uma tabela medida por medida e tem um gráfico interativo que marca o tempo dos mesmos batimentos com um ECG e com um sensor de PPG.

O que isso significa para as medições

  • Compare um dispositivo de PPG apenas com ele mesmo. A VFC dele é PRV, medida em um horário próprio e com filtros próprios, então não vai coincidir com a de uma cinta nem com a de outro relógio. A aula Por que os dispositivos discordam sobre a VFC mostra um exemplo.
  • Fique sem se mexer e mantenha a mão aquecida em qualquer medição iniciada por você, e use a pulseira ajustada, mas sem apertar, como os fabricantes recomendam (Apple Support). Como fazer uma boa medição de VFC traz a rotina.
  • Confie mais nas medições do sono do que nas pontuais durante o dia. Horas de imobilidade dão ao detector a melhor chance.
  • Trate um valor estranho isolado primeiro como um problema do sensor. Movimento, uma mão fria ou um batimento não detectado explicam a maioria deles.
  • Use a frequência cardíaca com confiança, a VFC como tendência, a SpO2 como orientação aproximada e a idade vascular e as pontuações de estresse como curiosidade.
  • Leve um alerta de ritmo irregular a um médico para fazer um ECG. Não tome a ausência de alertas como garantia se tiver sintomas.
  • Se quiser uma VFC com qualidade de ECG em casa, uma cinta peitoral e um aplicativo gratuito resolvem. Veja O pulso mede a VFC tão bem quanto a cinta peitoral? e a câmera do celular consegue medir a VFC?

Perguntas frequentes

A VFC medida por um relógio é precisa?

Em repouso ou durante o sono, em geral é próxima. Estudos que comparam sensores ópticos com o ECG encontram boa concordância quando a pessoa fica sem se mexer, com uma pequena tendência a superestimar a variabilidade de curto prazo. Durante o movimento, a concordância pode se perder, e é por isso que a maioria dos relógios mede a VFC durante o sono.

Por que a VFC do relógio é diferente da medida pela cinta peitoral?

Por três motivos. A cinta marca o instante do pico elétrico do coração; o relógio marca uma onda de pulso que chega ao punho uma fração de segundo depois, e esse atraso varia um pouco de um batimento para o outro. O relógio amostra o sinal com menos frequência, então cada pulso tem o instante registrado com menos precisão. E os dois costumam medir em momentos diferentes e podem usar fórmulas diferentes.

A câmera consegue medir a VFC?

Sim, em repouso. Um dedo sobre a lente da câmera com o flash ligado produz um sinal de PPG. Em um estudo com 29 pessoas saudáveis sentadas e sem se mexer, o RMSSD de um aplicativo de câmera de celular concordou bem com o de um ECG. É preciso não se mexer e manter a mão aquecida, e os resultados variam entre os aplicativos.

O tom de pele afeta as medições do relógio?

Para a frequência cardíaca, as evidências são mistas. Uma revisão de 2023 de dez estudos pequenos encontrou quatro relatando menor precisão em pele mais escura, quatro sem efeito e dois com resultados mistos, e poucas pessoas com a pele mais escura haviam sido testadas. Para o oxigênio no sangue, já se mostrou que os oxímetros de pulso dos hospitais deixam de detectar níveis baixos de oxigênio com mais frequência em pacientes negros; portanto, trate a SpO2 de um relógio como uma orientação aproximada.

Fontes

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