Может ли камера телефона измерить ВСР?

Камера телефона может оценить ВСР, снимая пульс в кончике пальца. В лабораторных исследованиях в покое лучшие приложения были близки к ЭКГ, но одно приложение в том же тесте сильно ошибалось. Это работает, только если вы не двигаетесь и палец лежит на объективе без нажима.

Содержание 5 разделов

Главное

  • Камера и вспышка телефона могут уловить пульс в кончике пальца и засечь время каждого удара.
  • В покое в нескольких исследованиях значения RMSSD по камере были близки к ЭКГ.
  • Точность зависит от приложения и телефона. В одном исследовании одно приложение для камеры ошибалось в среднем более чем на 100 %.
  • Чтобы измерение было пригодным, не двигайтесь, положите палец на объектив без нажима и записывайте несколько минут.

Да, в покое и при аккуратном измерении: камера телефона может уловить пульс с кончика пальца и оценить вариабельность сердечного ритма (ВСР), и в нескольких исследованиях лучшие приложения давали результаты, близкие к электрокардиограмме ( ЭКГ ЭКГ Запись электрической активности сердца с помощью электродов на коже. RR-интервалы, полученные по ЭКГ, — эталонный метод измерения ВСР. Подробнее: ЭКГ ). У разных приложений и телефонов результаты сильно различаются, а измерение работает, только если вы не двигаетесь и палец лежит на объективе без нажима.

Как камера считывает пульс

Когда вы закрываете кончиком пальца камеру и вспышку, свет проникает в кожу. С каждым ударом сердца в кончик пальца поступает чуть больше крови, и она поглощает чуть больше света. Камера видит это как крошечное регулярное изменение яркости. Метод называется фотоплетизмографией ( ФПГ ФПГ Оптический метод: свет направляют в кожу и улавливают пульсацию крови при каждом ударе сердца. Большинство часов, колец и приложений с камерой телефона оценивают по ней ВСР. Подробнее: ФПГ ), и по этому же принципу работают умные часы и кольца.

Приложение находит пик каждой пульсовой волны и измеряет время от одного пика до следующего. Эти промежутки между пульсовыми волнами заменяют промежутки между ударами сердца на ЭКГ. По ним приложение рассчитывает показатель, например RMSSD RMSSD Среднеквадратичное значение разностей соседних NN-интервалов: показатель ВСР в миллисекундах, построенный на том, насколько каждый интервал между ударами отличается от следующего. В основном отражает активность блуждающего нерва. Подробнее: RMSSD . Этот шаг разбирает урок о том, как рассчитывают ВСР.

Что показывают исследования

Во всех четырёх исследованиях ниже людей проверяли в покое.

  • 29 здоровых взрослых, 5 минут в покое. В исследовании 2017 года ВСР одновременно записывали камерой смартфона, нагрудным датчиком и ЭКГ при дыхании в заданном ритме и при обычном дыхании. Различия в RMSSD между телефоном и ЭКГ были пренебрежимо малыми, и авторы сочли согласие приемлемым.
  • 57 здоровых взрослых, медленное дыхание. В исследовании 2023 года (средний возраст 26,7 года, 70 % женщин) участники выполнили пять 5-минутных упражнений с медленным дыханием. При любом темпе дыхания значения lnRMSSD lnRMSSD Натуральный логарифм RMSSD; единиц измерения нет. Логарифм сглаживает разброс значений RMSSD, поэтому изменения от дня ко дню проще сравнивать и анализировать. Подробнее: lnRMSSD и других показателей ВСР по камере и по ЭКГ очень хорошо совпадали (коэффициент внутриклассовой корреляции выше 0,90).
  • Три приложения, один телефон. В исследовании 2021 года пять здоровых молодых взрослых сидели с камерой iPhone 8 на указательном пальце, и результаты сравнивали с многоканальной ЭКГ. У двух приложений для камеры средняя ошибка RMSSD составила 8,71 % и 9,43 %. У третьего приложения средняя ошибка была 112,36 %.
  • Более старая, медленная камера. В исследовании 2015 года с участием 30 здоровых взрослых, которые лежали, использовали телефон, снимавший 20–30 кадров в секунду. RMSSD по камере повышался и понижался вместе со значением по ЭКГ, но совпадал недостаточно близко, чтобы заменить его. Авторы отметили, что такую частоту кадров часто считают слишком низкой для ВСР, хотя и утверждали, что интерполяция сигнала может это компенсировать.

В целом исследования показывают, что измерение камерой может быть точным, если приложение хорошо обрабатывает сигнал, а телефон записывает достаточно быстро. Хороший результат одного приложения не доказывает, что работает другое.

Что может пойти не так

  • Движение. Даже небольшие движения пальца искажают сигнал. Обзор датчиков пульса показал, что при физической активности ВСР по пульсу часто неприемлемо отличалась от ЭКГ.
  • Нажим пальца. В исследовании 2021 года участники клали камеру на палец так, чтобы она не давила.
  • Короткие записи. Авторы того же исследования предположили, что длительность записи влияла на точность сильнее, чем тип датчика. Два самых неточных устройства в нём записывали по 3 минуты вместо 5.
  • Нерегулярные удары. Экстрасистолы Эктопическое сокращение Сокращение сердца, которое возникает вне обычного водителя ритма и обычно приходит раньше срока. Эктопические сокращения встречаются часто, но искажают ВСР, если их не убрать или не исправить. Подробнее: Эктопическое сокращение или пропущенные удары искажают ВСР, поэтому стандарты измерения 1996 года требуют удалять или исправлять их до расчёта ВСР. Приложение для камеры не скажет вам, почему пульс неровный.

Как получить пригодное измерение

  1. Сядьте или лягте и сначала минуту-две отдохните.
  2. Положите кончик пальца так, чтобы он закрывал и камеру, и вспышку, без нажима.
  3. Держите руку и телефон неподвижно, опирая их на ногу или стол.
  4. Дышите как обычно и записывайте столько, сколько позволяет приложение, в идеале несколько минут.
  5. Измеряйте в одно и то же время каждый день, например сразу после пробуждения, и следите за тенденцией.

Урок о том, как сделать хорошее измерение ВСР, подробнее описывает порядок действий. О сравнении камеры с другими датчиками читайте так ли точна ВСР с запястья, как с нагрудного датчика? и руководство как измеряют ВСР.

Значение из любого приложения для камеры или с носимого устройства можно также ввести в инструмент «Проверка ВСР».

Когда обратиться к врачу

Измерение ВСР камерой — оценка общего состояния. Оно не позволяет диагностировать нерегулярный ритм сердца или любое другое состояние. Если вы часто ощущаете учащённое, трепещущее или неровное сердцебиение, а также при боли в груди, головокружении, обмороке или одышке обратитесь к врачу.

Частые вопросы

Измерение камерой так же надёжно, как носимым устройством?

Для короткого измерения в покое лучшие приложения для камеры в небольших исследованиях были близки к нагрудному датчику, хотя и не всегда так же близки, как носимые устройства. Преимущество носимого устройства в том, что оно измеряет каждую ночь без усилий с вашей стороны, поэтому по нему проще следить за тенденцией.

Источники

  1. Comparison of Heart-Rate-Variability Recording With Smartphone Photoplethysmography, Polar H7 Chest Strap, and Electrocardiography International Journal of Sports Physiology and Performance, 2017
  2. Validation of Photoplethysmography Using a Mobile Phone Application for the Assessment of Heart Rate Variability in the Context of Heart Rate Variability-Biofeedback Psychosomatic Medicine, 2023
  3. Assessing the Accuracy of Popular Commercial Technologies That Measure Resting Heart Rate and Heart Rate Variability Frontiers in Sports and Active Living, 2021
  4. Extraction of heart rate variability from smartphone photoplethysmograms Computational and Mathematical Methods in Medicine, 2015
  5. How accurate is pulse rate variability as an estimate of heart rate variability? A review on studies comparing photoplethysmographic technology with an electrocardiogram International Journal of Cardiology, 2013
  6. Heart rate variability: standards of measurement, physiological interpretation and clinical use Circulation (Task Force of the European Society of Cardiology and the North American Society of Pacing and Electrophysiology), 1996