Monitorización óptica de la frecuencia cardíaca por infrarrojos

Cada vez son más los pulsómetros de muñeca que llegan al mercado y que permiten medir el estado físico con una rápida lectura del pulso. Pero, como descubrió Sharon Profis tras una visita al médico, estos monitores ópticos podrían necesitar más I+D.

Mientras estaba en la cinta de correr de su consulta con un electrocardiograma conectado a mi pecho, el Dr. Jon Zaroff me dijo que mi ritmo cardíaco era de 146. Pero cuando miré mi reloj de pulsera y me di cuenta de que estaba en el mismo lugar. Pero cuando miré mi dispositivo Basis Carbon Steel, con mi ritmo cardíaco descendiendo rápidamente, seguía diciendo que estaba en 93. Incluso después de repetir las pruebas en la consulta del médico, el resultado no era una casualidad: la banda estaba muy equivocada.Puse a prueba cinco de los principales dispositivos inteligentes con monitores de frecuencia cardíaca, midiendo su precisión con un electrocardiograma y la ayuda del Dr. Zaroff, cardiólogo del centro médico Kaiser Permanente de San Francisco. Los resultados se encuentran a continuación, pero parece que la tecnología de detección óptica utilizada en muchos de los nuevos monitores de frecuencia cardíaca móviles basados en la muñeca es a veces inexacta. Esto es así en comparación con los electrocardiógrafos (o los monitores de frecuencia cardíaca que los emulan), que detectan los impulsos eléctricos que desencadenan los latidos del corazón.

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Fotopletismografía

El sensor se puede pegar fácilmente en la superficie frontal de cualquier contador de servicios públicos con una salida de impulsos LED. El LED verde de la parte trasera del sensor parpadea en sincronización con los pulsos del contador para indicar una detección de pulso exitosa.

El sensor óptico de pulsos funciona detectando la salida LED de pulsos de un contador de servicios públicos. Cada pulso corresponde a una determinada cantidad de energía que pasa por el contador. La cantidad de energía que corresponde a cada pulso depende del contador. Contando estos pulsos se puede calcular el valor en kWh del contador.

A diferencia de la monitorización basada en TC, el recuento de pulsos mide exactamente lo que el contador de la compañía eléctrica está midiendo, es decir, lo que se le factura. El recuento de impulsos no puede proporcionar una lectura instantánea de la potencia como lo hace la monitorización basada en TC. Siempre que sea posible, recomendamos utilizar el recuento de impulsos junto con la monitorización por TC. El emonPi y el emonTx pueden realizar simultáneamente el recuento de impulsos y la monitorización basada en TC.

En el caso de un contador de electricidad, una salida de impulsos corresponde a una determinada cantidad de energía que pasa por el contador (kWh/Wh). En el caso de los contadores eléctricos domésticos monofásicos (por ejemplo, Elster A100c), cada pulso suele corresponder a 1 Wh (1000 pulsos por kWh). En el caso de los contadores de agua y gas, suelen estar marcados para indicar la cantidad de agua (litros/galones) o de gas (metros cúbicos/pies cúbicos) que representa cada pulso.

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Sensor óptico de frecuencia cardíaca

La tecnología de medición de la frecuencia cardíaca ha recorrido un largo camino desde sus humildes comienzos hace 40 años. Lo que comenzó como una solución de gran éxito para colocar en el pecho, ha evolucionado hasta convertirse en un preciso sistema de monitorización óptica de la frecuencia cardíaca que mide la frecuencia cardíaca directamente desde la muñeca.

La medición óptica de la frecuencia cardíaca utiliza la luz para medir los cambios en el tejido en la ubicación del sensor, causados por la sangre que circula por el cuerpo. A medida que el corazón late, este volumen cambia y un volumen sanguíneo elevado hace que regrese menos luz al sensor óptico, mientras que un volumen bajo aumenta la cantidad de luz que regresa.

La medición del tiempo entre las intensidades de luz alta y baja permite al dispositivo medir los intervalos de tiempo entre latidos y calcular la frecuencia cardíaca a partir de esos datos. La señal que el dispositivo mide con el sensor óptico se denomina fotopletismógrafo (PPG).

Si se pone una linterna en el dedo, éste se vuelve rojo. Para el ojo humano, parece que es de un rojo total y uniforme, pero con un detector de luz preciso, se puede medir y observar que el enrojecimiento varía según los latidos del corazón (ya que éste bombea sangre por todo el cuerpo y hasta la punta del dedo).

Sensor de pulso Ir

Los rastreadores de fitness vestibles son dispositivos que pueden registrar y mejorar la actividad física de los usuarios. Recientemente, se han popularizado los dispositivos de fotopletismografía (PPG) que utilizan sensores ópticos de frecuencia cardíaca para detectar el ritmo cardíaco en tiempo real y ayudan a supervisar y controlar la intensidad del ejercicio. Aunque los beneficios del uso de monitores ópticos de frecuencia cardíaca se han puesto de manifiesto a través de estudios, la exactitud de las lecturas que generan estos dispositivos comerciales no se ha evaluado ampliamente para diferentes grupos de edad, especialmente para la población de Asia oriental con piel de Fitzpatrick tipo III o IV.

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Para este estudio se reclutó a un total de 20 adultos jóvenes y 20 adultos mayores. Se pidió a todos los participantes que realizaran una serie de actividades físicas sedentarias y moderadas utilizando equipos de ejercicio aeróbico en interiores. En este estudio, se utilizó el monitor de frecuencia cardíaca Polar H7 con correa en el pecho como medida de criterio en 2 rastreadores de fitness, a saber, Xiaomi Mi Band 2 y Garmin Vivosmart HR+. Los datos de frecuencia cardíaca en tiempo real, segundo a segundo, obtenidos de ambos dispositivos se registraron utilizando el modo de transmisión de la frecuencia cardíaca. Para analizar críticamente los resultados, se determinaron múltiples parámetros estadísticos, como el error porcentual medio absoluto (MAPE), el coeficiente de correlación de concordancia de Lin (CCC), el coeficiente de correlación intraclase, el coeficiente de correlación del momento del producto de Pearson y el coeficiente de Bland-Altman, para examinar el rendimiento de los dispositivos.