心拍数を測定するiOSアプリはどれくらい正確ですか?


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Instant Heart RateCardiographなどのアプリは、動脈圧の変化で色の変化を読み取​​ることで心拍数を測定できると主張しています。通常、フラッシュLEDとカメラの上に指を置く必要があります。

私のテストでは、値は伝統的に測定されたレートとは完全には一致しません(動脈圧の変化を感じ、10秒以上カウントし、6を掛けます)が、私は医師ではないので、間違って測定している可能性があります。

だから、これらのアプリは私よりも正確ですか、それとも逆ですか?


こんにちは!友人のBPMウォッチでこの週末に行ったテストを反映するために、答えを少し変更しました。
コヨーテ

回答:


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ここでの術語はフォトプレチスモグラフです。これは、お使いの携帯電話の機能を表す用語です。

基本的に、血管はリズミカルに拡張し、心拍ごとに収縮します。これは、反射率または透過率の変化として測定できます(フォトプレチスモグラフの構成に依存します。お使いの携帯電話の場合、光がカメラに隣接しているため、反射率を測定しています。

医療機器では、血液は短波赤外線を赤または白色光よりも多く吸収し、組織は赤外線をより透過するため、通常は赤外線で行われます。ただし、携帯電話のカメラでは機能しない理由はありません。

適切行われた場合、手動測定よりも正確である必要があります。ただし、電話は適切なフォトプレチスモグラフではないため、現実的な達成可能な精度は、カメラの性能、照明LEDのカメラレンズへの近接、ビデオリターンからパルスを抽出するために使用されるアルゴリズムなど、多くの要因に依存する可能性があります。

ただし、すべてのフォトプレチスモグラフは機械的な動きに非常に敏感であることに注意する必要があります。指をできるだけ動かさないようにし、電話を指に対して動かさないようにすることが重要です。


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非常に興味深い質問です!この種のアプリが存在することすら知りませんでした。あなたの質問に答えるために、私はそれらの1つを胸部ストラップ心拍数モニターに対するテストにかけることにしました。(これに似たGarminブランドのチェストモニターを使用していました)テストを実行し、その値を比較したときに、両方の心拍数モニターを同時に使用していました。

Instant Heart Rate Monitorを試してみたところ、非常に正確であることがわかりました...

主な問題は、30回に1回しか機能しないことでした。指を検出できなかった、またはパルスを検出し始めたが、プロセスを決して完了しなかったと言う場合は、1回おきに。

しかし、うまくいったとき、結果は他の心拍数モニターと驚くほど似ていました。5つの(非科学的な)テストを実行した後、平均はわずか1.26%オフでした。それがより一貫して機能していたら、5回以上試していたでしょう。

いくつかのメモ:

  • ビープ音が鳴って情報を収集している間、表示される心拍数は通常、実際の心拍数から大きく外れています。時には、実際の心拍数のほぼ正確に半分になります。
  • 出力される最終的な心拍数は通常、実際の心拍数に非常に近くなります。

そのため、出力する最後の心拍数(平均)のみを信頼する必要があります。


より良い実験!少なくとも比較のポイントがあります。ここで、胸部ストラップ自体が正確であると仮定する必要があります;)ちなみに、私はこれをテストし、あなたとほとんど同じことを発見しました。私はTimex T5G941を使用しました(トレッドミル、階段昇降機など、最大6台の有酸素運動マシンに合わせて調整されています)。あなたのように、私はそれが正確であるとわかりましたが、それは実際には問題ではなく、信頼性でした。私はあなたよりも検出率が優れていましたが、それは確かに素晴らしいことではありませんでした。むらのある検出は、実際に娯楽目的により適しています。

@cksum-いくつかの練習の後、非常に良い検出率を得る(> 95%)。この答えとコヨーテの答えは非常に密接な関係にあります。受け入れられるまであと2日は質問を開いたままにします。
Vlad

@cksum:それは本当ですが、このGarminチェストストラップの主な目的は心拍数を監視することなので、正確であることを願っています!少なくとも、チェストストラップモニターは、腕時計よりも正確である傾向があります。
センスの良い

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懐中電灯とカメラに依存するアプリは、手動チェックよりも正確ではないのではないかと疑っています(BPMを定期的にチェックすることに慣れていると仮定します)。医療機器(フォトプレチスモグラフィ)で使用される技術に依存している場合のイベント。

しかし、その後、いくつかのテストを行いました。

テスト中

私自身に対して

私自身の測定値と比較すると、結果は、乗算による近似に基づいて〜5 BPMマージンと一致しているようです。私は実際、これらのアプリほど正確ではありません。

フラッシュを搭載した2つの異なるiPhoneモデル

2つの異なるiPhoneモデル、iPhone 4とiPhone 4Sを使用したいくつかのテストの結果は、6回の読み取り(デバイスごとに3回)で、理想的な状態ではなく2〜0 bpmの差があったことを示しています。

vs Gamin Forerunner

アプリの1つをテストすると、BPMを使用したGPSスポーツ時計と比較して、多数の測定値で非常に近い結果が示されました。3 BPMの違いは、良好な条件でテストした場合に得られる精度が最も低く、ほとんどの場合1または2ずれています。

結論

便利で正確

血流を妨げないようにカメラを強く押さない場合は、落ち着いて動かず、周囲の照明に大きな変化がない場合、血流を感じて数えることに集中することなく、適切な測定値を取得する必要があります心臓が鼓動します。

歴史

利便性は別として、これらのアプリの本当の利点は、bpmの追跡と履歴だと思います。

これらのアプリを運動の前後に使用したい場合は十分です。私のテストに基づいて、指を適切に置いて、血流を止めないように強く押すことなくカメラを覆っていることを確認すると、精度は非常に良いと思われます(これは重要です)。

私はこれからiPhoneを信頼すると思います;)

の仕方

iPhoneで心拍数を適切に監視するには、以下を行う必要があります。

  • 光の変化が大きい場所でのテストは避けてください
  • カメラ懐中電灯を指で覆う
  • 指が動き回らないようにします(カメラの焦点を合わせ直さないようにします)
  • カメラを適切に覆うために非常に軽く押すだけです(強く押しすぎると血流が低下し、脈拍を読み取ることができなくなります)

補足として。あなたのbpmと血圧を追跡するための本当に良い方法が必要な場合、この製品はiPhone / iPadでうまく機能します。


良い読書を得るための使用法のアドバイスの良いまとめ。
Vlad

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あなたの実験には欠陥があり、あなたが示した唯一のことは信頼性です(アプリが多くのデバイスで動作すること)。ただし、実際の妥当性は示されていません(アプリが実際に心拍数を正確に読み取っていること)。

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@cksumは、iPhoneの読み取り値を「手作業で」行った自分の読み取り値と比較すると、良い結果が得られます。iPhoneでは69 BPMと70 BPMでしたが、手作業で約72 BPMでした。それは大丈夫のようであり、測定値がデバイス間で一貫していることを見て、私はそれらがあまりにも離れていないと確信しています。
コヨーテ

@cksum:あなたが説明したものと同様のテストを試みました。ここで私の答えをご覧ください
賢い

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これを行うと主張するアプリを試したところ、Garmin HRMと手動テストを比較したところ、アプリに表示される数値は他のテストと一致しています。

心臓の鼓動を持つ無生物については、アプリが行うことは、定期的なパルス(画像の変化)を探して感度を上げることです。感度が十分に高くなると、測定対象物に関連する小さな動きを引き起こす背景振動を拾うように見えます。指の変化ははるかに大きく、したがって、より容易に拾い上げられ、背景振動は取るに足らないものになります。したがって、無生物には脈拍があるため不正確であるという主張は無関係であると結論付けます。

朝の安静時など、心拍数をすばやく確認するには、これらのアプリで十分だと思われます


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ある意味では、片方の指で脈拍をタップし、もう片方の手で頸動脈のような見つけやすい動脈触診した場合よりも精度は良くないかもしれません。また、運動のために、新しい低エネルギーBluetooth 4.0アクセサリは、心拍数と血圧を検出および報告するためのはるかに優れたハードウェアです。

心臓の活動を測定するための技術がいくつかあります。

  • 脈拍検出- 左心室の出力から最大流量の期間を測定します。
  • 血圧-左心室のポンプ作用により、動脈内の液体の量/流量を測定します。
  • 2リードパルス検出- 胸部の皮膚表面の電気的変化を測定
  • 12リードECG / EKG-胴体の周囲に慎重に配置された複数の測定部位からの皮膚の表面からの電気信号のタイミングと振幅を比較することにより、異なる心腔で実際に聞こえる筋肉活動を決定します。

カメラ入力を適切にフィルタリングすることで、指の動き(左右に押したり、強く押したり弱めに押したりする)を、新鮮な血液がいつあなたの体内に流れ込んでいるかを伝えるだけのアルゴリズムが必要な場合、カメラで簡単に識別できます。指先。血液が四肢に到達するまでに-脈拍は弱くなるので、これは脈拍を検出しようとする最悪の領域の1つです(ただし、これは非常に便利で、皮膚はLEDフラッシュに対してかなり半透明で、酸素を含んだ血液は光を反射します)そのため、一部のボディタイプではかなりうまく機能します)。

wahoo fitness blueハートレートベルト、特にMio Linkリストバンドが好きなので、このために設計されたハードウェアの市場は、iOSで直接実行され、測定にカメラを使用するソフトウェアを追い越すはずです。あなたの脈拍を素早く読むには、これらのカメラアプリはその仕事を成し遂げるのに十分まともなはずです。Apple Watchは、iPhoneカメラを使用して脈拍データを記録するための優れた代替手段でもあります。


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私は情報提供のみを目的として使用しており、特定の機器を携帯したり、手動で読書をしたりする必要がないという利便性が気に入っています。また、あなたがあまり期待しない分野での技術進歩の素晴らしいデモンストレーションでもあります。それらが十分に正確であれば。
Vlad

彼らは働くとき、驚くべき「空飛ぶ車」のものであり、私の経験では、それが特定の人のために働くと、彼らは確実にその人のために働きます。彼らがそのようにカメラを使用できるのは本当にクールです。
bmike

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何らかの理由で脈拍をカウントできない場合を除き、これらのアプリは標準の手動チェックよりも正確ではありません。

彼らが働く方法は、あなたがLEDライトに指を置いて、カメラが肌の色の変化を監視するときです。静脈から血液が送り出されると、肌の色がリズミカルに変化します。これはかなり正確な方法かもしれませんが、チェックされている人の非常に厳しい行動が必要です。腕、手、または指を動かすと、結果が歪む可能性が高く、ほとんどの場合、結果が歪んでしまいます。

どちらのアプリも、提供された結果は決定的なものではなく、医療診断のソースとして使用できないと言っていると思います。

要約すると、標準の手動チェックほど正確ではありません。


アプリは何らかの自動キャリブレーションを採用しており、読書を行うまでに時間がかかります。あなたがそれらを正しく使用しない場合、時々彼らは彼らが一貫した読書を得ることができなかったと報告します。
Vlad

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脈拍を計算するためにいくつかのアプリをダウンロードしましたが、とにかく非常に高いものがありますが、計算ができないと言った以外はすべて同じでした99bmp


では、これは質問にどのように答えますか?
ラスケ14

@Buscar웃私が理解している限り、質問は...are these apps more precise than I can be or is it the other way around?次のとおりです。
ウラジミール14

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モバイルデバイスに組み込まれたカメラが、肌からの脈拍を検出するためにこれらのアプリケーションが使用すると主張する種類の変化を検出する精度を持っていることはありません。簡単に言うと、正確に+ -2、3、または5 bpmと主張している皆さんの声を聞く必要はありません。カメラは進化したものではなく、ハードウェアの制限です!

カメラを無生物に向けることで確認でき、アプリが心拍数を表示していることを確認できます...

もちろん、魔法ではありません。このアプリは、画面上に面白いものを描きながら、内部でサイコロを振るだけです。


これは間違いなく間違いです。簡単なアルゴリズムを使用して、可視光の異なる波長を選択的に検出するCCDハードウェアフィルターを活用して、毛細血管床を満たす赤の酸素化血液のフラッシュを検出できます。オリジナルのiPhoneのような途方もなく粗雑なカメラは、肌の色素沈着のばらつきが大きい健康な人間の脈拍を測定するのに十分強力です。カメラデータの時間差を測定することであるため、解像度ではありません。
bmike
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