智能传感

光学心率传感器技术在可穿戴设备中的新兴医疗应用

2025China.cn   >2019年05月17日

  “用于生物计量可穿戴设备的光学心率传感器”系列文章由三个部分构成,这是第三篇。第一部分重点介绍了这些传感器体系的工作原理,和如何应用它咱咱们停止测量。第二部分分享了实现50多个生物辨承认穿戴产品开拓周期的十大经验教训。

  在日益数字化的世界中,光学心率传感器在可穿戴设备中的应用越来越普遍。这些设备中数不清的应用可供给从小以硕⒔∩程度到健康状况的统统内容。精准的生物辨认传感器数据可以或许供给精确的健身/健康评估,但设计师和工程师究竟能用这些评估做些什么呢?表1总结了目前在健身应用中应用的一些常见评估,这些评估也证明了健康医疗的意义。

  表1:与健康和医疗相干的关键健康评估(信息由美国国立卫生研究院供给)

  如今,市场上的大多数可穿戴设备都是针对运动和健身用例推出的,但可以或许或许开端看到可穿戴设备正改变为小我健康设备,为人咱咱们的健康供给有意义的指点。这是因为这些可穿戴设备中的光电容积描记(PPG)传感器已经到达了一定的精确度,足以满意很多已被心电技际证实的健康和医疗用例。

  如下是一些如何应用这些评估和如何在未来将其应用于健康和医疗可穿戴设备的示例。

  VO? max

  测量身体运动和与之无关的身体反应是决定改良程度的关键因素。本日的一些可穿戴设备开端应用VO2max(最大耗氧量)来测量心血管健康的慢性变更。最大摄氧量越高,有氧运动中的表示越好。然而,具有测量最大摄氧量功效的可穿戴设备也可应用于健康和医疗用途。例如,证据表明,较高的最大摄氧量也与死亡危险低落和心脏病规复能力提高无关。

  静止心率

  “休息”一词可能不是人咱咱们在考虑健身时首先想到的词,但心率的静息测量可以或许很好地反映健康程度。在不运动的时候,静息心率的下降与健身的增多无关。一小我的静息心率越低,他就越有可能减缓心血管疾病的进展。

  心率规复

  同样地,测量心率规复——心脏在运动后规复到正常程度的能力——也可以或许预测健康程度和心脏功效。健康的心脏会比不健康的心脏规复得快。心率规复率越高表明耐力越好,心血管健康状况越好。为了评估心率规复环境,您可以或许观察运动过程中的心率和停止运动后一到两分钟的心率之间的差异。

  心率反应

  另外一个有用的评估来自心率传感器,大约在运动一种雍,是心率对运动的反应,这是一种生理反应。工作肌肉运动增长导致交感神经体系运动增长。健康程仍降,心率对运动的反应越强。颠末过程定期训练,身体会顺应。虽然心率仍会跟着运动而增长,但身体必需加倍极力地运动能力到达同样的速率。较高的心率反应,再加上变时功效不全,也有助于预测颈动脉疾。

  心脏效力

  有规律的锻炼也能提高心脏效力,这是心脏所做的工作与实现工作所需的能量之比。心脏效力越高,对付身体运动必要的跳动次数就越少。心脏效力是一个重要的心脏健灯。心率下降与很多心血管疾病相干,包含高血压。

  心率变异性(HRV)

  身体运动或身体上的压力,也可以或许颠末过程HRV来评估心脏搏动之间的光阴变更。该测量可以或许表明生理社会或精力压力,和过度锻炼。HRV监测压力源对身体的影响,它与疲劳(精力和工作能力)和履心力和工作任务的准备程度无关。HRV还可以或许预测心律失常和房颤的发生率。职业运动员应用HRV已经有一段光阴了,但如今只是刚刚开端在消费性设备上流行。

  最近发布了很多对付可穿戴设备检测房颤、心律失常、中央体温等新功效的公告。这些功效由同样的光学心率传感器供给,其应用的PPG已经应用于当今大批的可穿戴设备中。

(作者:德州仪器Ryan Kraudel)

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