¿Qué tan precisas son las aplicaciones de iOS que miden la frecuencia cardíaca?


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Hay aplicaciones como Instant Heart Rate y Cardiograph que afirman poder medir la frecuencia cardíaca leyendo los cambios de color en el cambio de presión arterial. Por lo general, requieren que coloque su dedo sobre el flash y la cámara.

Según mis pruebas, los valores no coinciden con las tasas medidas tradicionalmente (al sentir los cambios en la presión arterial, contarlos durante 10 segundos y multiplicarlos por 6), pero no soy médico, por lo que podría estar midiendo incorrectamente.

Entonces, ¿son estas aplicaciones más precisas de lo que puedo ser o es al revés?


¡Hola! Cambié un poco mi respuesta para reflejar la prueba que hice este fin de semana con el reloj BPM de un amigo.
Coyote

Respuestas:


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El término operativo aquí es fotopletismografía . Es el término sobre cómo actúa su teléfono.

Básicamente, sus vasos sanguíneos se dilatan y contraen rítmicamente con cada latido del corazón. Esto se puede medir como un cambio en la reflectancia o transmitancia (dependiendo de cómo esté configurado el fotopletismógrafo. En el caso de su teléfono, está midiendo la reflectancia, ya que la luz está adyacente a la cámara.

En los instrumentos médicos, generalmente se hace con luz infrarroja, porque la sangre absorbe la luz infrarroja de onda corta más que la luz roja o blanca, y su tejido es más transparente al infrarrojo. Sin embargo, no hay razón para que no funcione con una cámara de teléfono.

Si se hace correctamente , debe ser tan o más preciso que la medición manual. Sin embargo, un teléfono no es un fotopletismógrafo adecuado, por lo que es probable que la precisión real que se pueda lograr dependa de varios factores, incluido el rendimiento de la cámara, la proximidad del LED de iluminación a la lente de la cámara y el algoritmo utilizado para extraer el pulso del retorno de video .

Sin embargo, debe tener en cuenta que todos los fotopletismografías son muy sensibles al movimiento mecánico. Es esencial que mantenga el dedo lo más quieto posible y evite mover el teléfono en relación con el dedo.


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Pregunta muy interesante! Ni siquiera sabía que este tipo de aplicaciones existen. Para responder a su pregunta, decidí poner a prueba uno de ellos contra un monitor de frecuencia cardíaca con correa para el pecho. (Estaba usando un monitor de pecho de la marca Garmin similar a este. ) Estaba usando ambos monitores de frecuencia cardíaca al mismo tiempo cuando realicé mis pruebas y comparé sus valores.

Probé instantánea monitor de ritmo cardíaco , y resulta que es muy preciso ... en el que funcionaba.

El principal problema era que solo funcionaba aproximadamente 1 de cada 30 veces. En cualquier otro momento, diría que no puede detectar un dedo o que comienza a detectar el pulso, pero que nunca termina el proceso.

Sin embargo, cuando funcionó, los resultados fueron sorprendentemente similares a los de mi otro monitor de frecuencia cardíaca. Después de realizar 5 pruebas (no científicas), estuvo apagado en un promedio de solo 1.26%. Si hubiera funcionado de manera más consistente, lo habría probado más de 5 veces.

Algunas notas

  • Mientras emite pitidos y recopila información, la frecuencia cardíaca que muestra generalmente está muy lejos de su frecuencia cardíaca real. A veces es casi exactamente la mitad de tu frecuencia cardíaca real.
  • La frecuencia cardíaca final que genera suele estar muy cerca de su frecuencia cardíaca real.

Por lo tanto, solo debe confiar en el último valor de frecuencia cardíaca que genera (es decir, el promedio).


¡Mucho mejor experimento! Al menos tienes un punto de comparación. Ahora solo tenemos que suponer que la correa para el pecho es precisa;) Por cierto, he probado esto y he encontrado lo mismo que tú. Usé un Timex T5G941 (que fue calibrado para ~ 6 máquinas cardiovasculares, como cintas de correr, escaladoras, etc.). Al igual que usted, descubrí que era precisa, pero ese no era realmente el problema, sino la confiabilidad. Tuve una mejor tasa de detección que tú, pero no fue genial, eso es seguro. La detección irregular realmente lo hace más para fines de entretenimiento.

@cksum: obtengo una muy buena tasa de detección después de practicar (> 95%). Es un vínculo muy estrecho entre esta respuesta y la de Coyote, dejaré la pregunta abierta un par de días más antes de aceptar.
Vlad

@cksum: Eso es cierto, pero como el objetivo principal de esta correa para el pecho de Garmin es controlar la frecuencia cardíaca, ¡espero que sea precisa! Por lo que he leído, al menos, los monitores de correa para el pecho tienden a ser más precisos que la variedad de relojes de pulsera.
Sentido

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Sospeché que las aplicaciones que dependen de la linterna y la cámara no eran más precisas que una verificación manual (suponiendo que esté acostumbrado a verificar sus BPM regularmente). Evento si se basan en una técnica utilizada por aparatos médicos (fotopletismografía).

Pero luego hice algunas pruebas.

Pruebas

contra mí

Comparando con mis propias lecturas, los resultados parecen ser consistentes con un margen de ~ 5 BPM basado en la aproximación debida a la multiplicación. De hecho, soy menos preciso que estas aplicaciones.

2 modelos diferentes de iPhone con flash

Los resultados de algunas pruebas con 2 modelos de iPhone diferentes, el iPhone 4 y el iPhone 4S muestran que en 6 lecturas (3 por dispositivo), tuve una diferencia de 2 a 0 bpm con condiciones menos que ideales.

vs un precursor de Gamin

La prueba de una de las aplicaciones contra un reloj deportivo GPS con BPM mostró resultados muy cercanos en una docena de lecturas. Una diferencia de 3 BPM fue la menos precisa que obtendría al realizar pruebas en buenas condiciones, la mayoría de las veces están apagadas en 1 o 2.

Conclusión

Conveniente y preciso

Si no presiona con fuerza la cámara (para evitar bloquear el flujo sanguíneo), mantenga la calma, no se mueva y no haya variaciones fuertes en la iluminación a su alrededor, debe obtener una lectura decente sin tener que concentrarse en sentir el flujo sanguíneo y contar el corazón late

historia

Además de la comodidad, creo que la verdadera ventaja de estas aplicaciones es el seguimiento y el historial de sus bpm.

Si desea utilizar estas aplicaciones antes y después de hacer ejercicio, serán suficientes. Según mis pruebas, la precisión parece muy buena (mejor de lo que creía) si se asegura de colocar el dedo correctamente, cubriendo la cámara sin presionar con fuerza para no detener el flujo sanguíneo (de nuevo, esto es importante).

Creo que confiaré en el iPhone de ahora en adelante;)

Cómo

Para controlar adecuadamente su ritmo cardíaco con el iPhone, debe:

  • evite realizar pruebas en un lugar donde haya grandes variaciones de luz
  • cubra la cámara y la linterna con su dedo
  • evite que su dedo se mueva (para evitar que la cámara vuelva a enfocar)
  • presione solo muy ligeramente para cubrir adecuadamente la cámara (si presiona demasiado fuerte reducirá el flujo sanguíneo y será imposible leer el pulso)

Como nota al margen. Si desea una forma realmente buena de realizar un seguimiento de sus ppm y la presión arterial, este producto funciona muy bien en el iPhone / iPad.


Buen resumen de consejos de uso para obtener una buena lectura.
Vlad

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Su experimento es defectuoso y lo único que ha demostrado es la fiabilidad (que la aplicación funciona en varios dispositivos). Pero no ha demostrado validez real (que la aplicación realmente está obteniendo una lectura precisa de su ritmo cardíaco).

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@cksum comparando la lectura del iPhone con mi propia lectura "a mano" me da buenos resultados. Obtuve 69 y 70 BPM en el iPhone frente a aproximadamente 72 BPM a mano. parece estar bien, y al ver que las lecturas son consistentes en todos los dispositivos, estoy seguro de que no están demasiado apagadas.
Coyote

@cksum: probé una prueba similar a la que usted describe. Mira mi respuesta aquí .
Sentido

2

Acabo de probar una aplicación que dice hacer esto y la comparé con mi Garmin HRM y una prueba manual y las cifras que se muestran en la aplicación están en línea con las otras pruebas.

En cuanto a los latidos inanimados, creo que lo que hace la aplicación es aumentar su sensibilidad buscando un pulso regular (cambio en la imagen). Una vez que la sensibilidad aumenta lo suficiente, parece captar vibraciones de fondo que causan pequeños movimientos en relación con el objeto que se está midiendo. Los cambios en el dedo son mucho mayores y, por lo tanto, se recogerán más fácilmente y la vibración de fondo se volverá insignificante. Por lo tanto, concluyo que la afirmación de que es inexacta porque los objetos inanimados tienen pulso es irrelevante.

Para un control rápido de la frecuencia cardíaca, como la frecuencia cardíaca en reposo por las mañanas, estas aplicaciones parecen lo suficientemente buenas


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En algunos sentidos, la precisión podría no ser mejor que si le hicieran pulsar los pulsos con un dedo y usando la otra mano para palpar una arteria fácil de encontrar como la arteria carótida. También tenga en cuenta que, para hacer ejercicio, los nuevos accesorios bluetooth 4.0 de baja energía son un hardware muy superior para detectar e informar la frecuencia cardíaca y la presión arterial.

Existen varias tecnologías para medir la actividad cardíaca:

  • detección de pulso: mide los períodos de flujo máximo desde la salida del ventrículo izquierdo .
  • presión arterial: mide el volumen / flujo de líquido en las arterias debido a la acción de bombeo del ventrículo izquierdo.
  • detección de pulso de dos derivaciones: mide los cambios eléctricos en la superficie de la piel del tórax
  • ECG / EKG de 12 derivaciones : determina la actividad muscular auditiva real en diferentes cámaras del corazón al comparar el tiempo y la amplitud de las señales eléctricas de la superficie de la piel desde múltiples sitios de medición colocados cuidadosamente alrededor de su torso.

Con el filtrado correcto de la entrada de la cámara, la cámara puede distinguir fácilmente el movimiento de su dedo (de lado a lado, así como presionar más fuerte o menos fuerte) cuando todo lo que el algoritmo debe hacer es saber cuándo se está lavando sangre fresca en su puntas de los dedos. Para cuando la sangre llega al extremo: el pulso es menos fuerte, por lo que esta es una de las peores áreas para tratar de detectar los pulsos (pero es muy conveniente y la piel es bastante translúcida al flash LED y la sangre oxigenada refleja la luz por lo que funciona bastante bien en algunos tipos de cuerpo).

Me gusta el cinturón de frecuencia cardíaca azul de wahoo fitness y especialmente la pulsera Mio Link , por lo que el mercado de hardware diseñado especialmente para esto debería superar cualquier software que se ejecute en iOS directamente y use la cámara para medir. Para una lectura rápida en su pulso, estas aplicaciones de cámara deberían ser lo suficientemente decentes para hacer ese trabajo. Apple Watch también es una buena alternativa al uso de la cámara de su iPhone para grabar datos de pulso.


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Solo los uso con fines informativos y me gusta la conveniencia de no tener que llevar equipos específicos o leer manualmente. También es una gran demostración del progreso de la tecnología en las áreas que menos esperaría. Siempre que sean lo suficientemente precisos.
Vlad

Son cosas increíbles de "auto volador" cuando trabajan, y en mi experiencia, una vez que funciona para cierta persona, trabajan para esa persona de manera confiable. Es realmente genial que puedan usar la cámara de esa manera.
bmike

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A menos que por alguna razón no pueda contar los latidos del pulso, estas aplicaciones nunca son más precisas que la verificación manual estándar.

La forma en que funcionan es cuando colocas tu dedo sobre la luz led y la cámara que monitorean los cambios de color de tu piel. El color de su piel cambia rítmicamente a medida que la sangre se bombea a través de las venas. Este podría ser un método bastante preciso, pero requiere un comportamiento muy estricto de la persona que está siendo revisada. Cualquier movimiento de un brazo, mano o dedo puede, y muy probablemente sesgará el resultado.

Creo que ambas aplicaciones dicen que los resultados proporcionados no son definitivos y no se pueden utilizar como fuente de diagnóstico médico.

En resumen, casi nunca son tan precisos como la verificación manual estándar.


Las aplicaciones emplean algún tipo de autocalibración y tienen un tiempo de espera antes de dar una lectura. A veces informan que no pudieron obtener una lectura consistente, si no los usa correctamente.
Vlad

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He descargado varias aplicaciones para calcular mi pulso. De todas formas, tengo una muy alta, pero todas salieron igual, excepto una que dijo que no podían calcular porque es demasiado alta.


Entonces, ¿cómo responde esto a la pregunta?
Ruskes

@Buscar 웃 Por lo que entiendo, la pregunta es ...are these apps more precise than I can be or is it the other way around?Entonces, para mí, esta respuesta está bien.
Vladimir

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No hay forma de que ninguna cámara incorporada en dispositivos móviles tenga la precisión para detectar el tipo de cambios que estas aplicaciones afirman usar para detectar el pulso de su piel. No necesito escucharlos a todos diciendo que es + -2, 3 o 5 bpm de precisión, para decirlo simplemente: las cámaras no evolucionaron, ¡es una limitación de hardware!

Puede verificarlo simplemente apuntando la cámara a cualquier objeto inanimado para ver qué dice la aplicación que es el latido del corazón ...

Por supuesto que no es mágico, esta aplicación solo está jugando dados en el interior mientras pinta cosas divertidas en la pantalla.


Esto es probablemente incorrecto. Se utiliza un algoritmo trivial para aprovechar los filtros de hardware del CCD que detectan selectivamente diferentes longitudes de onda de luz visible y pueden detectar el flujo de sangre roja oxigenada a medida que llena los lechos capilares. Las cámaras ridículamente rudimentarias como la del iPhone original son lo suficientemente potentes como para medir el pulso en un humano sano con amplias variaciones de pigmentación de la piel. No se trata en absoluto de resolución, ya que se trata de medir las diferencias de tiempo en los datos de la cámara.
bmike
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