심박수를 측정하는 iOS 앱은 얼마나 정확합니까?


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Instant Heart RateCardiograph 와 같은 앱 은 동맥압 변화에 대한 색 변화를 읽음으로써 심박수를 측정 할 수 있다고 주장합니다. 일반적으로 플래시 LED와 카메라 위에 손가락을 대야합니다.

내 테스트에서 값이 전통적으로 측정 된 속도 (동맥압 변화를 느끼고 10 초 이상 세고 6을 곱한 값)와 일치하지 않지만 의사가 아니므로 잘못 측정 할 수 있습니다.

그렇다면이 앱이 내가 할 수있는 것보다 더 정확합니까 아니면 다른 방법입니까?


안녕! 이번 주말에 친구의 BPM 시계로 수행 한 테스트를 반영하기 위해 답변 을 약간 변경했습니다 .
코요테

답변:


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여기에서 사용되는 용어는 photoplethysmograph 입니다. 그것은 당신의 전화가 무엇을 하는가에 대한 용어입니다.

기본적으로 혈관은 모든 심장 박동에 따라 리드미컬하게 팽창하고 수축합니다. 이것은 반사율 또는 투과율의 변화로 측정 할 수 있습니다 (포토 플레시 모 그래피 구성 방법에 따라 다름). 휴대 전화의 경우 빛이 카메라에 인접 해 있기 때문에 반사율을 측정합니다.

의료 기기에서는 혈액이 단파장 적외선보다 적색 또는 백색광보다 더 많이 흡수하고 조직이 적외선에 더 투명하기 때문에 일반적으로 적외선으로 이루어집니다. 그러나 전화 카메라에서 작동하지 않는 이유는 없습니다.

올바르게 수행되면 수동 측정보다 정확해야합니다. 그러나 휴대 전화는 적절한 사진 다발성 혈압계가 아니기 때문에 현실적으로 달성 가능한 정확도는 카메라 성능, 조명 LED와 카메라 렌즈의 근접성, 비디오 리턴에서 펄스를 추출하는 데 사용되는 알고리즘을 비롯한 여러 요인에 따라 달라질 수 있습니다. .

그러나 모든 photoplethysmographs는 기계적인 움직임에 매우 민감합니다. 손가락을 가능한 한 길게 잡고 손가락을 기준으로 휴대 전화를 움직이지 않아야합니다.


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매우 흥미로운 질문입니다! 이런 종류의 앱이 존재한다는 사실조차 알지 못했습니다. 귀하의 질문에 대답하기 위해, 나는 가슴 스트랩 심박수 모니터와 비교하여 그 중 하나를 테스트하기로 결정했습니다. (저는 이와 비슷한 Garmin 브랜드 흉부 모니터를 사용하고있었습니다 . ) 테스트를 수행하고 그 값을 비교할 때 동시에 두 개의 심박계를 사용하고있었습니다.

나는 Instant Heart Rate Monitor를 사용해 보았는데 , 그것이 작동했을 때 그것이 매우 정확하다는 것이 밝혀졌습니다.

주요 문제는 30 번에 약 1 번만 작동한다는 것입니다. 매번 손가락을 감지하지 못하거나 펄스 감지를 시작했지만 프로세스를 완료하지 않았다고 말할 것입니다.

그것이 작동했을 때 결과는 놀랍게도 다른 심장 박동 모니터와 비슷했습니다. 과학적이지 않은 5 번의 테스트를 수행 한 후 평균 1.26 % 감소했습니다. 더 일관되게 작동한다면 5 번 이상 시도했을 것입니다.

몇 가지 참고 사항 :

  • 신호음이 울리고 정보를 수집하는 동안 표시되는 심박수는 일반적으로 실제 심박수에서 벗어납니다. 때로는 실제 심박수의 거의 절반에 해당합니다.
  • 출력되는 최종 심박수는 일반적으로 실제 심박수에 매우 가깝습니다.

따라서 출력하는 마지막 심박수 값 (예 : 평균) 만 신뢰해야합니다.


훨씬 더 나은 실험! 적어도 당신은 비교 지점이 있습니다. 이제 우리는 가슴 끈 자체가 정확하다고 가정해야합니다.) 우연히, 나는 이것을 테스트했으며 거의 ​​당신과 같은 것을 발견했습니다. 나는 Timex T5G941을 사용했다. 당신처럼, 나는 그것이 정확하다는 것을 알았지 만 그것은 실제로 문제가 아니 었습니다. 그것은 신뢰성이었습니다. 나는 당신보다 더 나은 탐지율을 보였지만 확실하지 않습니다. 드문 드문 감지는 실제로 엔터테인먼트 목적으로 더 많이 만듭니다.

@cksum-연습 후> 95 %의 매우 우수한 탐지율을 얻습니다. 이 답변과 Coyote의 답변 사이에는 매우 밀접한 관계가 있습니다. 수락하기 전에 며칠 더 질문을 열어 두겠습니다.
Vlad

@cksum : 맞습니다.하지만이 Garmin 가슴 끈의 주요 목적은 심박수를 모니터링하는 것이기 때문에, 그것이 정확하길 바랍니다! 내가 읽은 바에 따르면, 가슴 끈 모니터는 손목 시계보다 다양합니다.
Senseful

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손전등과 카메라에 의존하는 앱이 수동 확인보다 정확하지 않은 것으로 의심됩니다 (BPM을 정기적으로 확인하는 데 익숙하다고 가정). 의료 기기에서 사용하는 기술에 의존하는 경우의 사건 (photoplethysmography).

그러나 나는 약간의 테스트를했다.

테스팅

나 자신

내 판독 값과 비교하면 결과는 곱셈으로 인한 근사치에 따라 ~ 5 BPM 마진과 일치하는 것으로 보입니다. 실제로 이러한 앱보다 정확도가 떨어집니다.

플래시가 장착 된 2 개의 다른 iPhone 모델

두 가지 다른 iPhone 모델, iPhone 4 및 iPhone 4S를 사용한 일부 테스트 결과는 6 건의 판독 (장치 당 3 개)에서 이상적인 조건보다 2 ~ 0 bpm의 차이가 있음을 보여줍니다.

vs 가민 포레 너

앱 중 하나를 다시 테스트 한 결과 BPM을 사용한 GPS 스포츠 시계는 12 개의 판독 값에서 매우 가까운 결과를 보여주었습니다. BPM 차이 3은 좋은 조건에서 테스트 할 때 얻을 수있는 정확도가 가장 낮았습니다. 대부분의 시간은 1 또는 2입니다.

결론

편리하고 정확한

카메라를 세게 누르지 않으면 (혈류 차단을 피하기 위해), 침착하게 움직이지 말고 주변에 조명에 강한 변화가 없으면 혈류를 느끼고 계산하는 데 집중하지 않고도 괜찮은 독서를해야합니다. 심장이 뛴다.

역사

편의성 외에도 이러한 앱의 진정한 장점은 bpm의 추적 및 기록입니다.

운동 전후에 이러한 앱을 사용하려면 충분합니다. 내 테스트에 따르면, 손가락을 올바르게 배치하고 혈류를 멈추지 않도록 강하게 누르지 않고 카메라를 덮으면 정확도가 매우 좋아 보입니다 (이것이 중요합니다).

나는 지금부터 아이폰을 믿을 것이라고 생각한다.)

어떻게

iPhone으로 심박수를 올바르게 모니터링하려면 다음을 수행해야합니다.

  • 높은 조명 변화가있는 장소에서 테스트를 피하십시오
  • 손가락으로 카메라 손전등을 가리십시오.
  • 손가락이 움직이지 않도록하십시오 (카메라의 초점이 맞지 않도록)
  • 카메라를 제대로 덮으려면 아주 가볍게 누르십시오 (너무 세게 누르면 혈류가 줄어들고 맥박을 읽을 수 없습니다)

부수적으로. bpm과 혈압을 추적하는 좋은 방법을 원한다면 이 제품 은 iPhone / iPad에서 훌륭하게 작동합니다.


좋은 조언을 얻으려면 사용법 조언을 잘 정리하십시오.
Vlad

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실험에 결함이 있으며 표시 한 유일한 것은 안정성 (앱이 여러 기기에서 작동한다는 것)입니다. 그러나 실제 유효성을 표시하지 않았습니다 (앱이 실제로 심박수를 정확하게 읽는다는 것).

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@cksum은 "손으로"수행 한 내 독서와 iPhone의 독서를 비교하여 좋은 결과를 얻었습니다. 나는 iPhone에서 69 및 70 BPM을 얻었고, 대략 72 BPM을 손으로했습니다. 그것은 괜찮은 것 같고, 판독 값이 여러 장치에서 일관성이 있음을 보면서 너무 많이 꺼져 있지 않다고 확신합니다.
코요테

@cksum : 나는 당신이 묘사 한 것과 비슷한 테스트를 시도했습니다. 여기에 내 답변을 참조 하십시오 .
Senseful

2

방금이 작업을 수행한다고 주장하는 앱을 시도하고 내 Garmin HRM 및 수동 테스트와 비교했으며 앱에 표시된 수치는 다른 테스트와 일치합니다.

무생물이 심장 박동을 갖는 것은 앱이하는 일이 정기적 인 펄스 (이미지의 변화)를 찾는 감도를 높이는 것입니다. 감도가 충분히 높아지면 측정되는 물체와 관련하여 작은 움직임을 일으키는 배경 진동을 감지하는 것처럼 보입니다. 손가락의 변화는 훨씬 더 커서 더 쉽게 포착되어 배경 진동이 중요하지 않게됩니다. 따라서 나는 무생물이 펄스를 가지고 있기 때문에 그것이 부정확하다는 주장은 관련이 없다고 결론을 내립니다.

아침에 휴식하는 심박수와 같은 심박수를 빠르게 확인하려면 이러한 앱이 충분히 좋아 보입니다.


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어떤 의미에서, 한 손가락으로 맥박을 치고 다른 손으로 경동맥과 같은 동맥을 쉽게 찾을 수 있게하는 것보다 정확도가 나을 수 있습니다 . 또한 운동을 위해 새로운 저에너지 블루투스 4.0 액세서리는 심박수와 혈압을 감지하고보고하는 데 훨씬 뛰어난 하드웨어입니다.

심장 활동을 측정하는 몇 가지 기술이 있습니다.

  • 맥박 감지- 좌심실 출력 에서 최대 유량주기를 측정합니다 .
  • 혈압-좌심실의 펌핑 작용으로 인한 동맥의 체액 / 유량을 측정합니다.
  • 두 개의 리드 펄스 감지- 흉부 피부 표면의 전기적 변화를 측정 합니다.
  • 12 lead ECG / EKG- 몸통 주위에 조심스럽게 위치한 여러 측정 위치에서 피부 표면의 전기 신호의 타이밍과 진폭을 비교하여 심장의 다른 챔버에서 실제 들리는 근육 활동을 결정합니다.

카메라 입력을 올바로 필터링하면 모든 알고리즘이 수행해야 할 때 신선한 피가 씻겨지는시기를 알 수있을 때 손가락의 움직임 (옆으로, 강하게 누르거나 덜 강하게 누르는 것)을 카메라에서 쉽게 구별 할 수 있습니다. 손끝. 혈액이 말단에 닿을 때까지-맥박이 덜 강하므로 맥박을 감지하려고 시도하는 최악의 영역 중 하나입니다 (그러나 매우 편리하고 피부는 LED 플래시에 상당히 반투명하며 산소 피는 빛을 반사합니다 일부 신체 유형에서는 상당히 잘 작동합니다).

나는 wahoo fitness blue heart rate belt , 특히 Mio Link 손목 밴드를 좋아 하므로이를 위해 맞춤 설계된 하드웨어 시장은 iOS에서 직접 실행되는 카메라를 측정하고 카메라를 사용하여 측정해야합니다. 맥박을 빠르게 읽으려면 이러한 카메라 앱이 해당 작업을 수행하기에 충분해야합니다. Apple watch는 iPhone 카메라를 사용하여 펄스 데이터를 기록하는 훌륭한 대안입니다.


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나는 정보 제공 목적으로 만 사용하며 특정 장비를 가지고 다니거나 수동으로 독서를 할 필요가없는 편리함을 좋아합니다. 또한 가장 기대하지 않는 분야의 기술 발전에 대한 훌륭한 데모이기도합니다. 그들이 충분히 정확하다면.
Vlad

그들은 일할 때 놀라운 "비행 차"일이며, 내 경험상, 특정 사람을 위해 일하면, 그 사람을 위해 안정적으로 일합니다. 그들이 그런 식으로 카메라를 사용할 수 있다는 것은 정말 멋진 일입니다.
bmike

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어떤 이유로 든 맥박 수를 계산할 수 없으면 이러한 앱은 표준 수동 확인보다 더 정확하지 않습니다.

작동 방식은 LED 조명에 손가락을 대고 카메라의 피부색 변화를 모니터링하는 것입니다. 혈액이 정맥을 통해 펌핑됨에 따라 피부색이 리드미컬하게 변합니다. 이 방법은 상당히 정확한 방법 일 수 있지만 검사중인 사람의 매우 엄격한 행동이 필요합니다. 팔, 손 또는 손가락을 움직이면 결과가 왜곡 될 수 있습니다.

두 앱 모두에 따르면 제공된 결과가 확정적이지 않으며 의료 진단의 소스로 사용할 수 없다고 말합니다.

요약하자면 표준 수동 검사만큼 정확하지는 않습니다.


응용 프로그램은 일종의 자동 보정을 사용하며 판독하기 전에 안정된 시간을 갖습니다. 때로는 올바르게 사용하지 않으면 일관된 독서를 할 수 없다고보고합니다.
Vlad

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펄스를 계산하기 위해 여러 앱을 다운로드했지만 어쨌든 매우 높지만 99bmp의 원인을 계산할 수 없다는 것을 제외하고는 모두 동일하게 나왔습니다.


그렇다면 이것이 어떻게 질문에 대답합니까?
Ruskes

@Buscar 웃 질문을 이해하는 한, ...are these apps more precise than I can be or is it the other way around?이 대답은 괜찮습니다.
Vladimir

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모바일 장치에 내장 된 카메라는 피부에서 펄스를 감지하는 데 사용하는 이러한 응용 프로그램의 변화를 정확하게 감지 할 수있는 방법이 없습니다. 간단히 말해서 정확하게 + -2, 3 또는 5 bpm이라고 주장하는 모든 사람들의 말을 듣지 않아도됩니다. 카메라는 진화 된 것이 아니라 하드웨어의 한계입니다!

앱이 심장 박동이 무엇을 말하는지 알기 위해 무생물에 카메라를 가리켜 서 확인할 수 있습니다.

물론 그것은 마법이 아닙니다.이 응용 프로그램은 화면에 재미있는 물건을 그리는 동안 내부에서 오지에서 놀고 있습니다.


이것은 아마도 잘못된 것입니다. 사소한 알고리즘은 다른 파장의 가시 광선을 선택적으로 감지하는 CCD 하드웨어 필터를 활용하여 모세 혈관을 채울 때 적색 산소 혈액의 홍조를 감지 할 수 있습니다. 원래 iPhone의 카메라와 같이 엄청나게 조잡한 카메라는 피부 색소 변화가 넓은 건강한 사람의 맥박을 측정 할 수있을만큼 강력합니다. 카메라 데이터의 시차를 측정하는 것이므로 해상도에 관한 것이 아닙니다.
bmike
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