大家好,今天小编关注到一个比较有意思的话题,就是关于心电测量仪器导电仪的问题,于是小编就整理了1个相关介绍心电测量仪器导电仪的解答,让我们一起看看吧。
各种智能设备相继推出了心率监测功能,它的准确度如何?用到了哪些技术?
恰好最近在研究类似心率手环分析,打搅了。
第一种:PPG 光电容积脉搏波描记法原理(Photo Plethysmo Graphy)
简单来说,反射而已,就是利用血液中透光率的脉动变化,折算成电信号,对应就是心率。
代表产品:Fitbit charge HR & Surge
当一定波长的光束照射到指端皮肤表面时,光束将通过透射或反射方式传送到光电接收器,在此过程中由于受到指,端皮肤肌肉和血液的吸收衰减作用,检测器检测到的光强度将减弱。其中皮肤、肌肉组织等对光的吸收在整个血液循环中是保持恒定不变的,而皮肤内的血液,容积在心脏作用下呈搏动性变化。当心脏收缩时外周血容量最多光吸收量也最大,检测到的光强度最小。而在心脏舒张时,正好相反,检测到的光强度最大,使光接收器接收到的光强度随之呈脉动性变化。
为什么经常见到的都是绿光LED?
因为在血液这种红色液体面前,绿光的吸收率是最大的,对于数据判断是比较准确的。
当用户的心脏跳动时,会有更多的血液流过用户的手腕,绿光的吸收量也会越大。在心脏跳动间隙,血液流量减少,导致绿光的吸收也会减少。
举个例子,假设手环的发光数值为100,皮肤肌肉组织吸收恒定的10,血液总吸收为15,那反射后为100-10*2-15=65,然后动脉血过来,红细胞含氧增多,血液总吸收变成了2被,那反射后为50,
之后会一直处于65-50-65-50-65-50-65-50-65-50……,通过计算每秒多少次脉冲变化,就得出你的心率。
不知道PPG这种方式有没有看明白呢?
它的原理就决定了它的缺点,如果手环和皮肤直接有很多汗液呢?那数值就会不准确。
如果你的数值是这样变化,65-50-65-50-65-50-66-51-62-50-65等,这也会让机器蒙逼了。
总结来说:
这种方法,测量静息脉搏和正常有规则运动(跑步等)还是比较准的,但对于无规则的运动,如足球羽毛球等无规则运动,举例所说的假设数值会乱蹦,会稍微准确度下降。但也是相差几个数值来说,对于非专业人士,我感觉应该足够了吧。
第二种:心电信号测量,类似ECG(心电图)
这个说的简单点,就是你去医院做过的心电图,其实有点类似。不同的是,医院需要在心口、脚上、手腕上都要加上电极,需要测量更多的数据,而腕式手表就不需要那么多数据,仅仅心率就够了。
简单来说,
心脏周围的组织和体液都能导电,因此可将人体看成为一个具有长、宽、厚三度空间的容积导体。心脏好比电源,无数心肌细胞动作电位变化的总和可以传导并反映到体表。在体表很多点之间存在着电位差,也有很多点彼此之间无电位差是等电的。通过收集到的电极变化,经过算法处理,可以还原出很多数值,其中可以还原出心率数值。
(图片看看就算了,侵权联系我删除)
每次心跳,人的体表都会有微小的电极变化,而捕捉到这些电极变化,再经过算法就可以还原出心率跳动的频率。据我所知,手环内,好像jawbong UP 3采用的是心电测量技术,其它大部分都是光电技术。截图为例
至于心率带,一般也都采用心电测量,检测体表电极变化,还原出心率数值。
再多说几句,心率带有硬性和软性两种材料,区别很简单,看是不是有柔性薄膜电极。通常情况下,有柔性薄膜电极的数值会准确一点,而且沾点水会更紧密些。(想想我去测量一些对比心率数值时,会偶尔用嘴舔下然后粘上去,画面不敢想象)
为什么要用柔性薄膜点击?
柔性薄膜电极可以紧密地贴住胸部轮廓,光滑的电极表面沾水后会产生很强的吸附性,牢牢地粘附在皮肤表面,大大降低了运动中胸带位移摩擦对心率信号的干扰。目前主流的心率表厂家比如 POLAR 博能,, SUUNTO 松拓, GARMIN 佳明,MIO迈欧等等都有相关产品,我就不做广告了。
心电测量有什么缺点?
我擦,必须有啊。想象你做心电图的时候,一次都要百十块钱,凭什么啊?因为数据处理复杂,它测量的电极变化中,不仅仅只有心率数据而已,还有更多的信息,心率只是其中很小的数据,各个组织器官正常和病变情况下的数据也都是不同的。微小的变化,是好事也是坏事,一方面精准,一方面更难把控。
感谢悟空的邀答。我们平时的运动、姿势,甚至皮肤颜色,都会对光电法的心率测量结果产生影响,所以大多数手环和手表测试出的心率,测量脉博正常有规则运动(跑步等),基本能反映出心率变化趋势,准确度还是比较准的,但对于无规则的运动,如足球羽毛球等无规则运动,会稍微准确度下降,对于非专业人士,我感觉应该足够用的。
因其特定的使用场景和佩戴要求,应用在该领域的心率监测技术目前主要有光电容积脉博波描记法,简称光电法、心电信号法、压力振荡法、图像信号分析法等几类。光电法就是基于物质对光的吸收原理,通过智能穿戴设备的绿色LED灯搭配感光电二极管照射血管一段时间,由于是红色的,它可以反射红光吸而收绿光,在心脏跳动时,血液流量增多,绿光的吸收量会随之变大处于心脏跳动的间隙时血流会减少,吸收的绿光也随之降低。因此,根据血液的吸光度可测量心率;
心电信号法其实就是医疗级别的常用的最准确的测量心率的方法;压力振荡法和图像信号分析法主要应用在电子血压计上,血压计袖带给手臂加压,通过薄膜压力传感器测动脉血管的搏动振幅进行AD转换,从而测量血压与脉率(根据一定时间内有多少个脉搏波计算出心率),图像信号分析法主要是利用脸部图像估测心率。
目前市面上的智能手环,在监测心率方面的技术,主要分成了两种类型。最为主流的是被称为光感心率监测,还有一种被称为干性电极心电监测。要区分这两种技术倒也简单,直接看手环背面即可。
光感心率监测是名符其实的灯厂出品,为什么这么说呢?仔细看运用了光感心率监测技术的产品,会发现当心率监测开始工作时,手环的背面会照射出几道亮瞎眼的LED光束。比如像下面这种:
她拿着数条灯厂货去找了一位权威的心脏病学家,希望能知道智能手环中,用光学监测的准确度究竟有多准。 结果……
10%
来看我口型【误!差!率!】
意味着什么?想象一下表走慢了一个小时有多糟糕!灯厂型技术就是这么靠谱儿,有句话怎么说来着,你看到的不一定是真实的。
这个误差率是怎么来的呢?和光学技术的原理有关。放一张原理图我们来慢慢聊:
正经点说:“通过LED灯照亮手腕上的毛细血管,反射血液光线,从而监测血液流动速度,从而得到每分钟心跳读数。”
还记得当年苹果手表刚出来的时候那条新闻吗?黑人比白人使用苹果手表更为耗电,官方的说法是“理论上会干扰”。其实就是因为黑皮肤的原因,LED灯很难照亮血管。
再说一件理论上的事,如果你正好在出汗,如果你正好有个纹身,如果你正好毛长得比较多,那么都会让误差率直线上升。
这还不是最糟糕的,光学心率监测还有一个天生的硬伤。由于光学心率监测主要是监测手腕部分的血流速度,而根据我的了解,当血液流到手腕部分时,其血液流速已经慢于了心脏输出时的血液流速。准确的心率?呵呵哒。
有10%误差率,奇怪吗?
聊完了光学监测,让我们来谈下干性电极这个技术。
干性电极是什么?看见过医院的心电图仪吗?就是下面这个玩意:
很大。
大到除了医院,你很难见到有人家里会装一个这样的机器,去没事给自己帖电极玩只为了了解一下自己的心率图——即使这种技术很准确。不能携带有什么用?
所以干性电极这个技术就是打的将心电图仪小型化的主意,具体的原理有点类似心电图的原理:
心脏是由心肌所组成,当动作电位(Action potential)产生时,会导致心肌的收缩,而达到将血液帮浦到全身的功能。每次心跳心肌细胞去极化的时候会在皮肤表面引起很小的电学改变,这个小变化会被干性电极所捕捉,放大即可描绘心电图。
对比于使用血流的方法监测心率,使用干性电极至少不用要求你长的足够白,每个人身体里面都会有电学改变,而且有一个好处是,心电图有多准,干性电极的准确度就能有多准。
到此,以上就是小编对于心电测量仪器导电仪的问题就介绍到这了,希望介绍关于心电测量仪器导电仪的1点解答对大家有用。