心率傳感器的功能遠遠超出了計算每分鐘心跳的次數。許多人沒有意識到，使用 PPG 技術的可穿戴心率傳感器近年來取得了重大進步，在某些用例中達到了醫療級精度。事實上，一些更先進的心率傳感器技術能夠以足夠的精度測量 PPG 波形，以檢測心跳心房顫動、心律失常檢測和血壓等。實際上，這種“新”技術根本不是那么新，因為許多科學已經通過 ECG 技術得到證實?！靶隆敝幵谟?，可穿戴 PPG 心率傳感器已經達到了與 ECG 相當的心跳測量精度水平，尤其是在低活動水平的情況下。當我們在這篇文章中準確討論當今 PPG 心率傳感器的功能時，我們將看到真正的潛力以及在不久的將來可穿戴設備和可聽設備的可能性。

心率傳感器一、可以測量什么?

隨著 PPG 心率傳感器技術的不斷改進，準確性水平也在不斷提高。當設備測量 PPG 波形時，測量的數據集遠遠落后于每分鐘的心跳數。峰值幅度、稱為 RR 間隔 (RRi) 的各個峰值之間的時間、頻率變化和灌注變化只是正在記錄的內容的幾個示例。然后，我們能夠分析數據以確定心跳率、心血管健康、呼吸率、血壓、血氧、心臟效率和血液灌注等輸出。借助 Valencell 目前的Benchmark心率傳感器，這些數據輸出可用于可穿戴設備，為用戶提供評估，例如：VO 2 Max：這是衡量增量運動期間最大耗氧率的指標，是衡量心血管健康變化的主要指標。

心率傳感器二、靜息心率

一個人在不運動期間的心率，用于確定健康狀況。較低的靜息心率與較高水平的心血管健康相關。心率恢復：一個人在劇烈運動后的恢復情況(通常在運動完成后一兩分鐘內測量)可以幫助確定心血管健康水平和運動耐力。心率反應：該指標用于確定心臟對增加運動的反應。心率變異性 (HRV)：衡量心跳之間時間變化的指標，可用于診斷運動過度訓練和心理社會壓力。當今市場上的大多數可穿戴設備都沒有利用 PPG 傳感器的全部功能，但這并不意味著這些用例現在無法輕松部署。

心率傳感器三、能量平衡

能量平衡被定義為你攝入的能量與你的能量消耗。該領域的先驅之一是威廉·克勞斯 (William Kraus) 博士，他花費了大量時間來了解個人的能量平衡如何與他們的整體健康相關聯?？藙谒共┦亢推渌嗽谒麄兊难芯恐写_定，保持體內能量平衡有助于對抗肥胖并顯著改善甘油三酯水平、血壓和膽固醇。在可穿戴設備中，使用考慮了活動類型和 PPG 心率數據等信息的分支方程模型，我們可以準確地確定能量消耗。

心率傳感器四、準確數據

目前能量平衡面臨的挑戰是準確確定一個人消耗了多少卡路里。由于目前沒有辦法準確測量這一點，因此結果可能會以一種或另一種方式出現偏差。一個人的能量平衡即使只偏離百分之三，也可能表明一年后會肥胖。當你考慮這些數據時，一個只有百分之五的可穿戴設備無法提供足夠準確的數據來幫助臨床水平的人。雖然技術還不成熟，但繼續開發傳感器融合技術可能是未來在臨床規模上提供更準確數據的答案。

心率傳感器五、睡眠階段和睡眠相關疾病

您將看到心率傳感器在未來得到更多利用的健康應用領域之一是確定我們的睡眠質量。我們 PPG 傳感器中的當前技術使我們能夠確定對我們的睡眠產生負面影響的條件。例如，睡眠呼吸暫停研究表明，您可以判斷一個人是否因缺乏深度睡眠而患有這種疾病，這可以通過睡眠期間低心率的百分比來確定。當一個人能夠進入深度睡眠時，您通常會看到心率下降。如果沒有這些減少，則可能表明正在發生睡眠呼吸暫停。同樣，可以使用心率數據(如 PPG 振幅脈沖和心跳之間的時間)來確定睡眠期間的呼吸中斷。這些數據可以幫助個人和醫療保健專業人員分析您實際處于深度睡眠狀態的時間。區分睡眠階段以及身體何時處于睡眠階段與清醒階段的能力也可以在基于 HRV 的模型中使用 PPG 傳感器進行分類。

心率傳感器六、身心壓力評估

可以從 PPG 數據中收集到的一項鮮為人知的評估是人類壓力水平的指示。從 RRi 測量的 HRV 已被充分證明是身體壓力的指標。然而，僅靠 HRV 無法清楚地識別壓力的來源。它可能是馬拉松訓練帶來的身體壓力，也可能是工作中的大項目帶來的心理社會壓力，或者是身體和情緒壓力的某種結合。話雖如此，有早期跡象表明，PPG 波形的不同元素可用于確定壓力的原因，使用 PPG 傳感器內部的傳感器融合方法。這是通過查看心率數據以及在 PPG 波本身中發現的記錄來實現的?？梢越Y合用戶輸入數據應用和分析 PPG 波形曲線下的強度和面積，以確定低 HRV 數據的更精確原因。雖然心率傳感器在過去 10 年里取得了長足的進步，但我們目前能夠測量和分析的只是冰山一角，未來的可能性確實是無窮無盡的。

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