Как правильно измерять пульс

В домашних условиях вы только сможете измерить сколько ударов в минуту в ощущаете при различных условиях. Конечно, нужно понимать сколько должен быть пульс у здорового человека.

правильно измеряем пульс в домашних условиях

Исследование происходит на лучевой артерии, прощупывающейся на внутренней стороне запястья. Сосуд расположен наиболее близко к коже, и его пульсация чувствуется более точно. Иногда нужно измерять в других местах (височная, плечевая артерия и т. д. )

Точная диагностика происходит в случае проведения процедуры на обеих руках. При нормальном сердечном ритме достаточно измерять 30 секунд, при этом умножать на два число пульсаций. Нарушения ритма обязывает проводить измерение 60 секунд.

Лучший способ проверить сердечную деятельность — пройти кардиограмму. Кардиограмма здорового человека показывает допустимые отклонений при небольших нагрузках. Это наиболее точный способ измерения под наблюдением специалиста.

Чтобы увеличить точность, проводить процедуру измерения давления стоит после нахождения в покое пять или десять минут. За час перед измерением лучше не употреблять содержащие кофеин напитки и не курить.

Рука должна находиться в свободном положении. Манжет надевают на плечо, чтобы нижний край на два-три сантиметра находился выше сгиба локтя. Каким должно быть давление здорового человека показано в таблице ниже.

Это пульс в состоянии покоя у здорового взрослого человека. Под нагрузками без специалиста очень сложно определить какой пульс у здорового человека считается нормальным, исходя из наших индивидуальных особенностей.

Высокий пульс

Высокий пульс возможен при интенсивных спортивных занятиях, стрессах, сильной боли, простудных заболеваниях, сопровождающихся повышением температуры. Человек жалуется на одышку, обмороки, головокружения. Занятия спортом не сопровождаются превышением возрастных максимальных показателей. Их можно вычислить, отняв от 220 число прожитых лет. При прекращении физических нагрузок сердцебиение должно стать нормальным.

Тахикардия может характеризовать:

  • болезни сердца,
  • патологии нервной системы,
  • доброкачественные или злокачественные опухоли,
  • проблемы с эндокринной системой.

Склонность к тахикардии возможна при малокровии, беременности, обильных маточных кровотечениях. Высокий уровень возможен при отравлении, обезвоживании. Если показатель повышается даже при легких занятиях спортом, то это характеризует сердечную недостаточность и требует немедленного медицинского исследования. Пульс у здорового человека в норме не должен превышать 100 ударов.

Лечение тахикардии

В первую очередь нужно:

  • исключить напитки, содержащие кофеин;
  • перестать употреблять алкогольные напитки, табачные изделия;
  • ограничить употребление острой еды и шоколадной продукции;
  • уменьшить физические нагрузки при необходимости.

Синусовая тахикардия выражается в увеличении ритма до 120 ударов при правильном синусовом ритме. Пациентам с этими симптомами нужна консультация невролога. При синусовой тахикардии врач прописывает седативные препараты.

Ни в коем случае не занимайтесь самолечением, посоветуйтесь с врачом.

Оригинал статьи находится

Подписывайтесь на канал и получайте новые идеи для саморазвития.

Ещё вам будет интересно:

  • Каким должен быть пульс
  • Эффективные способы развития интеллекта в любом возрасте
  • Сколько раз вы пробовали начать новую жизнь и у вас не вышло?

Пульс является важным показателем состояния здоровья человека. Любое отклонение от нормы может свидетельствовать о различных патологических процессах в организме. Важно знать, как измерить пульс. О том, как сделать это с прибором и без него, о правилах подготовки и интерпретации результатов пойдет речь в данной статье.

Что показывает пульс

Пульс задается толчком крови, выбрасываемой сердечной мышцей при сокращении. Процесс проявляется колебанием стенки сосуда. При проверке учитываются следующие параметры:

  • ритм;
  • частота сердечных сокращений;
  • наполнение;
  • напряжение сосудистых стенок.

Частотой называется количество толчков крови за 60 секунд.

Ритмом являются интервалы между сокращениями сердца. В норме время между толчками крови одинаково.

Наполнением называется сила сокращений сердца, зависящая от объема ударов.

О напряжении судят по силе, необходимой для сдавливания пульсирующего сосуда.

В зависимости от места измерения различают следующие разновидности пульса:

  • Артериальный. Особенно четко определяется на лучевой или сонной артерии.
  • Капиллярный. Замеры выполняются в больнице с помощью специального прибора. Делается это на пальце.

Многие интересуются, в чем измеряется значение пульса. Единицей измерения показателя является число ударов за минуту.

Цели определения показателя

Данный показатель является важным при определении состояния здоровья. Его значения характеризуют функционирование сердца, в случае патологий показывают наличие у пациента сбоев в ритме.

Учащение или понижение сердечных сокращений возникает и при нарушениях деятельности других органов. Для диагностирования многих заболеваний обязательно проверяют этот параметр у пациента.

Если у человека единожды наблюдались сбои в сердечных сокращениях, это не повод для тревоги. О наличии заболеваний свидетельствуют нарушения их частоты, ритма, наполнений и напряжений стенок сосудов на протяжении семи дней.

Для обнаружения патологического состояния делают измерения на протяжении недели в одно и то же время.

В случае постоянных отклонений от нормального значения любого из параметров человек должен проконсультироваться с квалифицированным врачом. Чаще всего при возникновении такого явления пациенту назначаются дополнительные диагностические мероприятия, а после определения диагноза – соответствующее лечение.

Проверяется показатель такими методами:

  • специальным прибором для определения значения давления;
  • пульсометром;
  • пальпаторным методом.

Измерить данный показатель можно в условиях стационара или дома. В больнице проверяет пульс медицинский работник. В домашних условиях это можно сделать самому себе или с помощью родных.

Перед диагностикой важно исключить факторы, воздействующие на учащение сердцебиений.

Техника и методика выполнения манипуляции будут описаны ниже.

Основные правила подготовки к измерению

Чтобы правильно померить пульс, необходимо соблюдать следующие правила подготовки к данной процедуре:

  1. Если была физическая нагрузка, то пульс учащается, поэтому важно перед замером исключить ее.
  2. Не допускать нервного напряжения за пару часов до проведения манипуляции.
  3. Отказаться от табакокурения перед измерением.
  4. Не употреблять спиртные напитки, кофе и чай (они вызывают повышение показателя).
  5. Нельзя измерять после плавания или горячей ванны.
  6. Переедание или, наоборот, голод может искажать результат. Специалисты не рекомендуют перед процедурой плотно кушать или быть голодным.
  7. Не определяют значение непосредственно после пробуждения. Лучше сделать замер через пару часов после сна.
  8. Перед замером человек должен снять тесную и сдавливающую артерии одежду.

Факторы, приводящие к учащению пульса, должны исключаться перед выполнением замера. На частоту сокращений сердечной мышцы могут воздействовать и другие причины:

  • физическая форма;
  • масса тела человека;
  • употребление некоторых медикаментозных средств;
  • стрессовые ситуации и психоэмоциональное перенапряжение.

Человек перед измерением должен находиться в состоянии спокойствия.

Измерение желательно делать в лежачем положении, лучше проводить его с утра.

В каких местах измеряют

Лучше всего пульс прощупывается на лучевой артерии, находящейся между запястными сухожилиями и лучевой костью. В случае невозможности проверки в этом месте исследуют другие артерии:

  • локтевую (с обратной стороны от сустава);
  • сонную (на шее);
  • бедренную (под коленом или сверху ступни);
  • на виске.

У ребенка измерение лучше проводить на височной артерии.

Измерение с прибором

Для измерений с использованием пульсометра необходимо сначала ознакомиться с техникой выполнения процедуры. Она заключается в следующих действиях:

  1. Помещают датчик прибора на палец, грудь или запястье. Закрепляют его.
  2. Включают питание и запускают датчик. Перед измерениями нужно обнулить показания прибора.
  3. После замера на дисплее автоматически выводятся результаты.

Лучше измерять пульс несколько раз в день на протяжении недели. Такие действия помогут отслеживать частоту сердцебиения и узнать, присутствуют ли проблемы со здоровьем.

Замер в домашних условиях

Дома пульс можно проверять с помощью прибора. В домашних условиях при отсутствии этого приспособления показатель пульса устанавливают с помощью пальпаторного метода. Для этого понадобится секундомер.

Подойдут для процедуры и часы, имеющие секундную стрелку. Самостоятельно измерить пульс можно на руке, шее или виске.

Алгоритм действий должен быть следующим:

  1. Проверить симметричность пульсации на запястьях обеих рук. После этого проводить измерение там, где она проявляется более четко.
  2. Прижать пальцами артерию возле запястья в месте, где находится основание большого пальца. При этой манипуляции стараться не надавливать сильно.
  3. Измерение проводят одну минуту. Можно делать это и 30 секунд, только после этого результат следует умножать на 2.

Лучше всего ощущается пульс, если приложить указательный и средний палец левой руки на запястье правой.

Давить на артерии сильно не рекомендуется, особенно на сонную. Это может спровоцировать головокружения и помутнение сознания.

При самостоятельном измерении человеку рекомендуется принять сидячее положение.

Быстрый способ измерения

Быстрое измерение можно выполнить всего за 10 секунд. Для этого с помощью пальпаторного метода измеряют количество ударов за это время.

После этого полученное число необходимо умножить на 6, поскольку 10 секунд вмещаются в одну минуту именно столько раз. Результат является значением пульса за 1 минуту.

Например, за 10 секунд насчитали 15 ударов. При умножении 15 на 6 получится 90. Результат: значение пульса – 90 ударов/минуту.

Норма показателя

Рассмотрим нормальные значения пульса у здоровых людей. На эти показатели влияет возраст. Учитывается и половой критерий.

В норме у человека следующие показатели ЧСС, которые измеряются в ударах за минуту:

  • у новорожденного – 140;
  • до одного года – до 130;
  • у детей до 6 лет – 100;
  • до 18 лет – от 70 до 90;
  • у взрослых старше 18 – от 60 до 70;
  • после 30-летнего возраста – от 60 до 85.

У людей преклонного возраста норма от 60 до 95 ударов в минуту. У мужчин частота сокращений реже, чем у представительниц женского пола.

Учитывают при измерении и профессиональную деятельность. Например, у людей, которые занимаются спортом, показатель от 40 до 60 ударов.

Сердечный ритм в норме, если он правильный, ровный и четкий.

Отклонения от нормальных значений

При ЧСС больше 90 ударов у взрослых, а у детей – большее 140 ударов за 60 секунд определяют тахикардию.

Это явление возникает при следующих патологиях:

  • дефицит кислорода в тканях организма;
  • повышение давления;
  • анемия;
  • заболевания органов дыхания.

Данные патологические состояния заставляют сердце работать усиленно, в результате чего пульсирование учащается.

При пульсе реже 60 ударов, говорят о брадикардии. Патологическое состояние возникает при атеросклерозе.

Когда ритм сердечных сокращений у человека неодинакового характера, диагностируют аритмию. Патология может быть самостоятельным заболеванием или признаком других недугов.

Интерпретация результатов

При нормальной ЧСС, напряжении стенки сосуда, правильном сердечном ритме диагностируют состояние здоровья без патологий.

Наличие отклонений свидетельствует о необходимости обратиться к специалисту. Брадикардия, тахикардия или аритмия возникает в результате многих серьезных заболеваний. С целью их опровержения или подтверждения используют дополнительные способы исследования.

Врач осмотрит пациента и назначит соответствующие методы определения точной причины снижения или повышения частоты сокращений.

Правильно измерять пульс можно посредством использования специального прибора. При отсутствии приспособления рекомендуется применять пальпаторный метод замера.

Существует множество факторов, вызывающих ускорение или замедление сердечных сокращений. Перед измерением необходимо их исключить.

При наличии отклонений от нормы пациенту необходимо обратиться к специалисту. Врач проведет диагностику и назначит соответствующее лечение.

Всем привет!
Совсем немного осталось до начала нашей краундфандинговой компании часов для измерения уровня стресса EMVIO. Появилась небольшая передышка и пальцы попросились к клавиатуре.
На самом начальном этапе разработки мы проводили небольшой аналитический обзор способов измерения пульса у человека и периодически обновляли его новыми проектами. Захотелось поделиться с сообществом этой информацией. Надеемся, что она будет интересна широкому кругу читателей и даст представление о состоянии технологий в этой области.
В этом обзоре упор сделан именно на применение способов измерения пульса в гаджетах типа «for fan». Одни способы уже реализованы в готовых массовых продуктах, другие ждут своего часа. Но прежде пару слов про то, что собственно мы измеряем и почему это важно.

Немного о нашем сердце

Как известно, сердце – это автономный мышечный орган, который выполняет насосную функцию, обеспечивая непрерывный ток крови в кровеносных сосудах путем ритмичных сокращений. В сердце имеется участок, в котором генерируются импульсы, ответственные за сокращение мышечных волокон, так называемый водитель ритма (pacemaker). В нормальном состоянии, при отсутствии патологий, этот участок полностью определяет частоту сердечных сокращений. В результате образуется сердечный цикл – последовательность сокращений (систола) и расслаблений (диастола) сердечных мышц, начиная от предсердий и заканчивая желудочками. В общем случае под пульсом понимают частоту, с которой повторяется сердечный цикл. Однако есть нюансы, каким способом мы регистрируем эту частоту.

Что мы считаем пульсом

В те времена, когда медицина не имела технических средств диагностики, пульс измеряли всем известным способом – пальпацией, т.е. прикладывали палец к определенной области тела и слушали свои тактильные ощущения, и считали количество толчков стенки артерии через кожу за некоторое время — обычно 30 секунд или одну минуту. Отсюда и появилось латинское название этого эффекта — pulsus, т.е. удар, соответственно единица измерений: ударов в минуту, beatsperminute (bpm). Есть много методик пальпации, самые известные это прощупывание пульса на запястье и на шее, в области сонной артерии, который так популярен в кино.
В электрокардиографии пульс вычисляется по сигналу электрической активности сердца — электрокардиосигналу (ЭКС) путем замеров длительности интервала (в секундах) между соседними R зубцами ЭКС с последующим пересчетом в удары в минуту по простой формуле: BPM = 60/(RR-интервал). Соответственно нужно помнить, что это желудочковый пульс, т.к. период сокращения предсердий (PP интервал) может немного отличаться.
Attention!!! Cразу хотим отметить важный момент, который вносит в путаницу в терминологию и часто встречается в комментах к статьям про гаджеты с измерением пульса. Фактически пульс, который измеряется по сокращениям стенок кровеносных сосудов, и пульс, который измеряется по электрической активности сердца, имеют разную физиологическую природу, разную форму временной кривой, различный фазовый сдвиг и соответственно требует различные методы регистрации и алгоритмы обработки. Поэтому не может быть никаких RR-интервалов при измерении пульса по модуляции объемов кровенаполнения артерий и капилляров и механических колебаний их стенок. И обратно, нельзя говорить, что если у вас нет RR-интервалов, то вы не можете измерить аналогичные по физиологической значимости интервалы по пульсовой волне.

Как гаджеты измеряют пульс?

Итак, вот наш вариант обзора самых распространённых способов измерения пульса и примеры гаждетов, которые их реализуют.

1. Измерение пульса по электрокардиосигналу

После обнаружения в конце 19 века электрической активности сердца появилась техническая возможность ее зарегистрировать.Первым, по настоящему, это сделал Виллем Эйнтховен (Willem Einthoven) в 1902 году, с помощью своего мегадевайса – струнного гальванометра (string galvanometer). Кстати он осуществил передачу ЭКГ по телефонному кабелю из больницы в лабораторию и, по сути, реализовал идею удаленного доступа к медицинским данным!

Три банки с “рассолом” и электрокардиограф весом 270 кг! Вот так рождался метод, который сегодня помогает миллионам людей во всем мире.
За свои труды в 1924 году он стал лауреатом Нобелевской премии. Именно Эйнтховен в первые получил реальную электрокардиограмму (название он придумал сам), разработал систему отведений – треугольник Эйнтховена и ввел названия сегментов ЭКС. Самым известным является комплекс QRS — момент электрического возбуждения желудочков и, как наиболее выраженный по своим временным и частотным свойствам элемент этого комплекса, зубец R.
До боли знакомый сигнал и RR-интервал!
В современной клинической практике для регистрации ЭКС используют различные системы отведений: отведения с конечностей, грудные отведения в различных конфигурациях, ортогональные отведения (по Франку) и т.п. С точки зрения измерения пульса можно использовать любые отведения, т.к. в нормальном ЭКС R зубец в том или ином виде присутствует на всех отведениях.

Спортивные нагрудные датчики пульса

При проектировании носимых гаджетов и различных спортивных тренажеров система отведений была упрощена до двух точек-электродов. Самым известным вариантом реализации такого подхода являются спортивные нагрудные мониторы в виде ремешка-кардиомонитора – HRM strap или HRM band. Думаем у читателей, ведущих спортивный образ жизни, такие устройства уже имеются.
Пример конструкции ремешка и Мистер-гаджет 80 lvl. Sensor pad – это два ЭКГ электрода с разных сторон груди.
На рынке популярностью пользуются HRM ремешки фирм Garmin и Polar, также имеется множество китайских клонов. В таких ремешках электроды выполнены в виде двух полосок из проводящего материала. Ремешок может быть частью всего устройства или пристегиваться к нему застежками-клипсами. Значения пульса, как правило, передаются по Bluetooth по протоколу ANT+ или Smart на спортивные часы или смартфон. Вполне удобно для спортивных занятий, но постоянное ношение вызывает дискомфорт.
Мы экспериментировали с такими ремешками в плане возможности оценки вариабельности пульса, считая их за эталон, но поступающие с них данные, оказались сильно сглаженными. Участник нашей команды Kvanto25 публиковал пост, как он разбирался с протоколом ремешка Polar и подключал его к компьютеру через среду Labview.

С двух рук

Следующим вариантом реализации двух электродной системы является разнесение электродов на две руки, но без постоянного подключения одной из них. В таких устройствах один электрод закрепляется на запястье в виде задней стенки часов или браслета, а другой выносится на лицевую часть устройства. Чтобы измерить пульс, нужно свободной рукой коснуться лицевого электрода и подождать несколько секунд.
Пример пульсометра с фронтальным электродом (Пульсометр Beurer)
Интересным устройством, использующим такую технологию, является браслет Phyode W/Me, разработчики которого провели успешную кампанию на Кикстартере, и их продукт имеется в продаже. На хабре про него был пост.
Электродная система PhyodeW/Me
Верхний электрод совмещен с кнопкой, поэтому многие люди, рассматривая прибор по фоткам и читая отзывы, думали, что измерение происходит просто по нажатию кнопки. Теперь вы знаете, что на подобных браслетах непрерывная регистрация со свободными руками в принципе не возможна.
Плюс этого устройства в том, что измерение пульса не является главой целью. Браслет позиционируется как средство проведения и контроля дыхательных методик, типа индивидуального тренера. Мы приобрели Phyode и проигрались с ним. Все работает, как обещано, регистрируется реальная ЭКГ, соответствующая классическому первому отведению ЭКГ. Однако прибор очень чувствителен к движениям пальца на фронтальном электроде, чуть сдвинулся и сигнал поплыл. С учетом того, что для набора статистики нужно около трех минут процесс регистрации выглядит напряжно.
Вот еще вариант использования принципа двух рук в проекте FlyShark Smartwatch, который выложен на Кикстартере .
Регистрация пульса в проекте FlyShark Smartwatch. Будьте добры подержать пальчик.
Что еще нового есть в этой области? Обязательно нужно упомянуть об интересной реализации ЭКГ электрода – емкостного датчика электрического поля EPIC Ultra High Impedance ECG Sensor производства фирмы Plessey Semiconductors.
Емкостной датчик EPIC для бесконтактной регистрации ЭКГ.
Внутри датчика установлен первичный усилитель, поэтому его можно считать активным. Датчик достаточно компактный (10х10 мм), не требует прямого электрического контакта, соответственно не имеет эффектов поляризации и их не надо смачивать. Нам кажется это решение весьма перспективным для гаджетов с регистрацией ЭКС. Готовых устройств на этих датчиках мы пока не видели.

2. Измерение пульса на основе плетизмографии

Поистине самый распространённый способ измерения пульса в клинике и быту! Сотни разнообразных устройств от прищепок до перстней. Сам метод плетизмографии основан на регистрации изменения объемов кровенаполнения органа. Результатом такой регистрации будет пульсовая волна. Клинические возможности плетизмографии выходят далеко за рамки простого определения пульса, но в данном случае нам интересен именно он.
Определение пульса на основе плетизмографии может быть реализовано двумя основными способами: импедансным и оптическим. Есть и третий вариант – механический, но мы не будем его рассматривать.

Импедансная плетизмография

Как говорит нам Медицинский словарь, импедансная плетизмография – это метод регистрации и исследования пульсовых колебаний кровенаполнения сосудов различных органов и тканей, основанный на регистрации изменений полного (омического и емкостного) электрического сопротивления переменному току высокой частоты. В России часто используется термин реография. Этот способ регистрации ведет свое начала с исследований ученого Манна (Mann, 30 –е годы) и отечественного исследователя Кедрова А.А. (40–е годы).
В настоящее время методология способа основана на двух или четырехточечной схеме измерения объемного удельного сопротивления и состоит в следующем: через исследуемый орган с помощью двух электродов пропускается сигнал с частотой от 20 до 150 кГц (в зависимости от исследуемых тканей).
Электродная система импедансной плетизмографии. Картинка отсюда
Главное условие, предъявляемое к генератору сигнала — это постоянство тока, его значение выбирают обычно не более 10-15 мкА. При прохождении сигнала через ткань его амплитуда модулируется изменением кровенаполнения. Вторая система электродов снимает модулированный сигнал, фактически имеем схему преобразователя импеданс-напряжения. При двухточечной схеме электроды генератора и приемника объединены. Далее сигнал усиливается, из него изымается несущая частота, устраняется постоянная составляющая и остается нужная нам дельта.
Если прибор откалибровать (для клиники это обязательное условие), то по оси Y можно откладывать значения в Омах. В итоге получается вот такой сигнал.
Примеры временных кривых ЭКГ, импедансной плетизмограммы (реограмме) и ее производной при синхронной регистрации. (отсюда)
Очень показательная картинка. Обратите внимание, где находится RR-интервал на ЭКС, а где расстояние между вершинами, соответствующее длительности сердечного цикла на реограмме. Также обратите внимание на резкий фронт R зубца и пологий фронт систолической фазы реограммы.
Из пульсовой кривой можно получить довольно много информации по состоянию кровообращения исследуемого органа, особенно синхронно с ЭКГ, но нам нужен только пульс. Определить его не сложно — нужно найди два локальных максимума, соответствующих максимальной амплитуде систолической волны, вычислить дельту в секундах ∆Tи далее BMP = 60/∆T.
Примеров гаджетов, которые используют данный способ, мы пока не нашли. Зато есть пример концепта имплантируемого датчика для контроля кровообращения артерии. Вот статья про него. Активный датчик сажается прямо на артерию, с хост-девайсом общается по индуктивной связи. Мы считаем, что это очень интересное и перспективный подход. Принцип работы понятен из картинки. Спичка показана для понимания размера 🙂 Используется 4-х точечная схема регистрации и гибкая печатная плата. Думаю, при желании, можно допилить идею для носимого микро-гаджета. Плюс этого решения в том, что потребление такого датчика исчезающее мало.
Имплантируемый сенсор кровотока и пульса. Похож на аксессуар Джонни-Мнемоника.
В завершении этого раздела сделаем ремарку. В свое время мы считали, что таким способом измеряется пульс в известном стартапе HealBeGo, поскольку в этом устройстве базовая функциональность реализуется методом импедансной спектроскопии, что, по сути, и есть реография, только с изменяемой частотой зондирующего сигнала. В общем, все уже на борту. Однако согласно описанию характеристик прибора пульс в HealBe измеряется механическим методом с помощью пьезодатчика (про этот способ во второй части обзора).

Оптическая плетизмография или фотоплетизмографияя

Оптический – это самый распространённый способ измерения пульса с точки зрения массового применения. Сужение и расширение сосуда под действием артериальной пульсации кровотока вызывают соответствующее изменение амплитуды сигнала, получаемого с выхода фотоприемника. Самые первые устройства были применены в клинике и измеряли пульс с пальца в режиме просвета или отражения. Форма пульсовой кривой повторяет реограмму.
Иллюстрация принципа работы фотоплетизмографии
Способ нашел широкое использование в клинике и вскоре технология была применена в бытовых устройствах. Например, в компактных пульсоксиметрах, регистрирующих пульс и сатурацию кислородом крови в капиллярах пальца. В мире производится сотни модификаций. Для дома, для семьи вполне пойдет, но не подходит для постоянного ношения.
Пульсоксиметр обыкновенный и клипса для уха. Тысячи их!
Существуют варианты с ушными клипсами и наушниками со встроенными датчиками. Например, такой вариант от Jabra или новый проект Glow Headphones. Функциональность аналогична HRM ремешкам, но более стильный дизайн, привычное устройство, свободный руки. Постоянно носить затычки в ушах не будешь, но для пробежек на свежем воздухе под музыку в самый раз.

Наушники Jabra Sport Pulse™ Wireless и Glow Headphones. Пульс регистрируется внутриушным (in-ear sensor) способом.
Прорыв
Самым заманчивым было измерение пульса с запястья, ведь это такое привычное и комфортное место. Первыми были часы Мио Alpha с успешной компанией на Кикстартере.
Создательница продукта Лиз Дикинсон (Liz Dickinson) пафосно провозгласила это устройство Святым Граалем измерения пульса. Модуль датчика был разработан ребятами из Philips. На сегодняшний день это самое качественное устройство для непрерывного измерения пульса с запястья методом фотоплетизмографии.
Далее миру стали является такие достойные вещи как Basis B1, Samsung Galaxy Gear и Gear Fit, Moto 360 и конечно ожидаемые всеми фанами яблочных брендов AppleWatch.
Даешь умных часов много и разных!
Сейчас можно сказать, что технология отработана и внедрена в серийное производство. Во всех подобных устройствах реализуется измерение пульса по отраженному сигналу.
Выбор длины волны излучателя
Теперь пару слов, как выбирают длину волны излучателя. Тут все зависит от решаемой задачи. Обоснование выбора хорошо иллюстрировать по графику поглощения света окси и дезоксигемоглобина с наложенными на него кривыми спектральных характеристик излучателей.
Кривая поглощения света гемоглобином и основные спектры излучения пульсовых фотоплетизмаграфических датчиков.
Выбор длины волны зависит от того, что мы хотим измерить пульс и/или сатурацию насыщения крови кислородом SO2.
Просто пульс. Для этого случая важна область, где поглощение максимально – это диапазон от 500 до 600 нм, не считая максимума в ультрафиолетовой части. Обычно выбирается значение 525 нм (зеленый цвет) или с небольшим смещением – 535 нм (применено в датчике OSRAM SFH 7050 – Photoplethysmography Sensor).
Зеленый светодиод датчика пульса – самых ходовой вариант в смарт-часах и браслетах. В датчике смартфона Samsung Galaxy S5 использован красный светодиод.
Оксиметрия. В этом режиме необходимо мерить пульс и оценивать сатурацию крови кислородом. Способ основан на разнице в поглощении связанного (окси) и не связанного с (дезоки) кислородом гемоглобина. Максимум поглощения деоксигенированного гемоглобина (Hb) находится в “красном” (660 нм) диапазоне, максимум поглощения оксигенированного (Hb02) гемоглобина в инфракасном (940 нм). Для вычисления пульса используется канал с длиной волны 660 нм.
Желтый для EMVIO. Для нашего прибора EMVIO мы выбирали из двух диапазонов: 525 nm и 590 нм (желтый цвет). При этом мы учитывали максимум спектральной чувствительности нашего оптического датчика. Эксперименты показали, что разницы между ними практически нет (в рамках нашей конструкции и выбранного датчика). Любую разницу перебивают артефакты движения, индивидуальные свойства кожи, толщина подкожного слоя запястья и степень прижатия датчика к коже. Мы захотели как-то выделиться из общего “зеленого” списка и пока остановились на желтом цвете.
Конечно, измерения можно проводить не только с запястья. Есть на рынке нестандартные варианты выбора точки регистрации пульса. Например, со лба. Такой подход использован в проекте умного шлема для велосипедистов Life beam Smart helmet разработаного Израильской компанией Lifebeam. В предложениях этой фирмы есть еще бейсболки и солнцезащитные козырьки для девушек. Если постоянно носите бейсболку, то это ваш вариант.
Велосипедист доволен, что не нужно одевать HRM ремешок.
В целом выбор точек регистрации достаточно велик: запястье, палец, мочка уха, лоб, бицпес руки, лодыжка и стопа ноги для малышей. Полное раздолье для разработчиков.
Большим плюсом оптического способа является простота реализации на современных смартфонах, где в качестве датчика используется штатная видеокамера, а в качестве излучателя – светодиод вспышки. В новом смартфоне Samsung Galaxy S5 на задней стенке корпуса, для удобства пользователя, уже имеется штатный модуль датчика пульса, возможно и другие производители будут внедрять аналогичные решения. Это может стать решающими для устройств, в которых нет непрерывной регистрации, смартфоны вберут в себя их функционал.
Новые горизонты фотоплетизмографии
Дальнейшее развитие этого способа связано с переосмыслением функционала оптического датчика и технологическими возможностями современных носимых устройств в плане обработки видеоизображений в реальном времени. В итоге имеем идею измерения пульса по видеоизображению лица. Подсветкой является естественное освещение.
Оригинальное решение, с учетом того, что видеокамера является стандартным атрибутом любого ноутбука, смартфона и даже умных часов. Идея метода раскрыта в этой работе.
Субъект N3 явно напряжен – пульс под 100 уд/мин, наверно сдает работу своему руководителю Субъекту N2. Субъект N1 просто мимо проходил.
Сначала на кадрах выделяется фрагмента лица, потом изображение раскладывается на три цветовых канала и разворачивается по временной шкале (RGB trace). Выделение пульсовой волны основано на разложение изображения методом анализа независимых компонент (ICA) и выделения частотной составляющей, связанной с модуляцией яркости пикселей под действием пульсации крови.
Лаборатория Philips Innovation реализовала аналогичный подход в виде программы Vital Signs Camera для IPhone. Весьма интересная штука. Усреднение значений конечно большое, но принципиально метод работает. Аналогичный проект развивает Fujitsu Laboratories.
Виды экранов Vital Signs Camera.
Так что в будущем системы видеонаблюдения смогут дистанционно измерять ваш пульс. Контора АНБ возрадуется.
Окончание обзора в следующем посте “Как умные часы, спортивные трекеры и прочие гаджеты измеряют пульс? Часть 2”. В той части мы расскажем об более экзотических способах регистрации пульса, которые используются в современных гаджетах.
Удачи! И еще раз пригашаем вас на сайт нашего проекта EMVIO.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *