光学心率传感器技术在可穿戴设备中的新兴医学应用

在日益数字化的世界中，可穿戴设备中的光学心率传感器有越来越多的用途。这些设备有着无尽的应用，提供了从个人活动和健身水平到健康状况的所有信息。准确的生物测定传感器数据可以导致准确的健康评估，但设计师和工程师究竟能对这些评估做些什么？

 

如下表格总结了目前在健身应用中使用的一些常见评估，这些评估也验证了健康和医疗影响。

 

信息由美国国家健康与起搏及临床电生理研究所提供

今天市场上的大多数可穿戴设备都是针对运动和健身用例的，但是你开始看到，可穿戴设备正在向个人健康设备的方向转变，这些设备可以提供对个人健康的有意义的见解。这是因为这些可穿戴设备中的光容积图（ppg）传感器已经达到了足够高的精度，足以满足许多已经用心电图技术证明的健康和医疗使用案例。

以下是一些例子，说明这些评估在今天是如何使用的，以及它们在未来如何用于健康和医疗可穿戴设备。

 

最大值

测量身体活动和身体对它的反应是决定改善程度的关键因素。如今，一些可穿戴设备开始使用voümax（最大耗氧量）来测量心血管健康的慢性变化。voümax越高，有氧运动期间的性能越好。然而，测量vo2 max的可穿戴设备也可用于健康和医疗目的。例如，已经证明，较高的voümax还与降低死亡率和提高从心脏事件中恢复的能力有关。

 

静息心率

“休息”这个词可能不是人们在考虑健身时首先想到的，但是心率的休息测量可以成为健身水平的重要指标。在不劳累期间静息心率的降低与体能的提高相关。一个人的静息心率越低，就越有可能减缓心血管疾病的进展。

 

心率恢复

同样，测量心率恢复率（即心脏在运动后恢复到正常水平的能力）也可以预测健康水平和心脏功能。健康的心脏比不健康的心脏恢复得快。心率恢复越快，表明耐力越强，心血管健康越好。为了评估心率恢复，你可以观察运动期间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

另一个从心率传感器得到的有用的评估是运动后的心率反应，这是生理学上的。工作肌肉的活动增加导致交感神经系统活动增加。健身水平越低，心率对运动的反应越强。通过定期训练，身体会适应。虽然心率仍会随着运动而增加，但身体必须更加努力才能达到同样的心率增加。较高的心率反应，再加上变时功能不全，也有助于预测颈动脉疾病。

 

心脏效率

有规律的运动也能提高心脏的效率，也就是心脏所做的工作与完成工作所消耗的能量之比。心脏的工作效率越高，运动所需的心跳就越少。心脏效率是一个很好的心脏健康指标。心率效率下降与许多心血管问题有关，包括高血压。

 

心率变异性

体力活动，或对身体的压力，也可以用心率变异性评估——心脏搏动时间的变异性。这种测量表明心理或心理压力，以及过度训练的运动。hrv监测压力源对身体的影响，它与疲劳（精神和工作能力）和执行精神和工作任务的准备有关。心率变异性也可预测心律失常和心房颤动的发生率。职业运动员已经使用HRV了一段时间，但现在刚刚开始在消费者设备中看到牵引力。

 

最近有许多关于可穿戴设备的新发现，用于检测心房颤动、心律失常、核心体温等。这些能力是由相同的光学心率传感器交付使用PPG已经发现了大量的可穿戴设备今天。在很多方面，我们只是在探索可能性的表面。