光傳感器測到的心率數據可靠嗎？

光傳感器用于健身愛好者所謂的“健身追蹤器”(activity tracker)，為佩戴者提供了舒適的優勢，但有些使用者開始質疑其準確度，特別是在運動健身期間。

這種健身追蹤器使用微型的傳感器封裝，用于偵測手腕的血流，從來沒人料到會有這樣的問題。工程師最初將這種腕帶的形式視為一種自然且更舒適的替代方案，用于取代目前緊緊圍繞在胸間的“心電圖胸帶”(ECG/EKG strap)。制造商預期，由于這種基于光學的裝置采用隱藏式設計，使用者就可能整天穿戴著，無論是走路、站立到坐下與睡眠等活動中都適用。

FitBit的Charge HR運動手環內建PurePulse技術，采用了光傳感器來測量心率（來源：FitBit）

“如果你想戴著這個裝置睡覺，應該也沒問題，而且還可能在你熟睡期間偵測到更好的心率，”FitBit研究副總裁Shelten Yuen指出，“它和EKG胸帶是不一樣的。大部份的人不會在睡時還戴著EKG胸帶，除非懷疑出現什么問題或只是出于好奇。”

盡管如此，該技術目前正遭受各方責難，特別是針對它在運動健身期間追蹤心率的能力。今年初，一群用戶提出了一項集體訴訟，指控FitBit的PurePulse技術并不準確，安全也有問題。當然，FitBit否認了這一說法。

不過，早在2014年，就有媒體針對Garmin、Basis、Withings與三星(Samsung)基于光傳感器的產品進行分析報導，披露在產品測試期間的問題，以及高達57%的錯誤心率。

用戶的評論有好有壞。在FitBit的留言板上，有些用戶說這項技術“徹底地不合邏輯”、“不準得太離譜”。有些用戶則輕蔑地以‘sitbit’一詞來表示它的能力就是無法產生準確的偵測結果。

不過，可以肯定的，許多用戶仍滿意其偵測結果。FitBit留這版上大部份都在運動健身時使用上沒問題，甚至說它能夠“非常準確地測量我的心率”以及“性能極佳”等。

為了了解日益增加的爭議，最好先來看看這項技術本身。所有基于光傳感器的新裝置都采用了光電容積脈波描記法(PPG)，其中涉及了通過皮膚發出的光。通常，他們使用發光二極管(LED)發射紅外光(IR)。當光線落在手腕上毛細管床等區域后，即反彈回光傳感器。數字信號處理器(DSP)和軟件算法處理來自光傳感器的信號，并與來自加速度計的數據結合，再將其轉換成向量以及有意義的讀數。

但也有人說這項技術略有瑕疵，尤其是與EKG胸帶相較時。盡管存在歧見，許多工程師坦承，胸帶的確提供較準確的優勢，主要是因為該技術的消費版所采用的基礎都來自于較傳統的EKG技術。因此，這項技還有待更多的時間發展和改進。

光學技術和胸帶之間的差異點主要就在于生物力學。因為用戶是將光傳感器裝置佩戴在手腕上，而不是像胸帶時那樣的主干上，光感心率產品在某特定的應用上也較易于出現動態方面的挑戰。

“使用光感心率(OHR)追蹤心率的最理想環境，通常是有節奏的運動(如步行、慢跑和騎自行車)持續較長的活動期間以及適度增加強度，”Mio Global首席技術官Mark Gorelick指出，“在涉及更多不穩定手臂動作的活動和伸展(如打網球、拳擊或增強式訓練的時間間隔)，就較難以取得光感心率信號。”

盡管如此，光感測產品制造商仍否認存在準確性的問題，即使在激烈的運動期間。他們辯稱胸帶和光學技術之間的差別并不大。例如FitBit的Yuen就說，“我們深信我們的心率計在運動健身期間仍有其準確性。我們相當支持它。”

編譯：Susan Hong

本文授權編譯自EE Times，版權所有，謝絕轉載

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