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为什么手表显示的“心率”很离谱?因为它根本没测心跳

为什么手表显示的“心率”很离谱?因为它根本没测心跳

代天医 果壳

现在的智能手表和手环,几乎全能显示“心率”了。但实际上,只有少数设备测的是真心率,更多设备检测的根本不是心跳,而是脉搏。


什么?心跳和脉搏不是一样的吗?频率一般是相同的,不过这俩概念不能画等号。有些情况下脉率远低于心率,只看脉率有可能让人漏掉心脏问题,或者误以为发生了紧急情况。


你知道自己的手表手环测的是脉率还是心率吗?下文为你说清两种检测方法的区别,以及分别适合哪类人。




脉搏是心跳的结果

脉率可能比心率低得多


多数智能手表、手环或戒指检测的都是脉率,相当于手摸脉搏的精密版。


正常情况下,心脏每收缩一下,就有一大股血被挤到血管里,全身动脉都会随着变粗一下,包括手腕和手指里的小动脉。脉率,就是每分钟动脉变粗了多少次。


动脉随心脏收缩搏动 | withings


手测脉率是直接触摸动脉跳动来计数,可穿戴设备是通过检测血液吸收光线的量,来计算动脉血流量变化,然后推算脉率。戴上智能手表,表背面的LED灯就会向手腕发出绿光、红光或红外光,血液吸收一部分光,又将其余的光反射回手表。动脉变粗时,血液吸收光量变大、反射光量减少。于是,不断测量反射光的量,追踪动脉粗细变化,就可以计算出动脉搏动的频率。通常,这个频率就等于心率。


智能手表测脉率原理。两次心跳之间,动脉较细,吸收光量小,返回接收器光量大(下图左);心脏收缩推来一大股血时,动脉较粗,吸收光量大,返回光量小(下图右) | Tom Zhong / noldus


用脉率代表心率的设备,不需要什么操作,只要戴在身上就可以连续显示“心率”。翻到背面,常能看到绿色或红色的灯在闪烁。如果在设备心率测量说明里见到“光电体积描记法(photoplethysmography, PPG)”或“光学”这类词,检测的就是脉率。


大多数情况下,脉率数值跟心率相同用这种方法计算出来的即刻心率、平均心率、静息心率及最大心率都是可以参考的,设备提示的心跳不规律或心房颤动(房颤)也相对准确,心率过低或过高有一定提示作用。


值得注意的是,少数情况下,脉率与心率差距很大。因为,只有心脏猛地泵出一大股血的时候,相距半米的桡动脉才会因为血液涌过明显变粗。如果某次心脏收缩力量弱或者距离上一次收缩太近,只泵出了一小股血,那么手摸不出微弱的动脉搏动,设备也识别不出变化,就漏记了一次心跳。


这时,脉率低于心率,设备上显示的“心率”也低于实际心率。比如,发生房颤时有可能心率120次/分,脉率只有90次/分,单看脉率让人误以为一切正常;早搏二联律时,70次/分的心率也许只产生35次/分的脉率,手表上的“心率”显示35会吓得人想立刻冲进急诊,但有可能实际上不需要紧急处理。


A为房颤心律,B可见室性早搏,均可见心电图上两次心跳距离近时,脉搏次数少于心跳(脱漏脉搏标记为红叉) | 参考文献[9]


另外,由于这种方法测量的是动脉粗细的精细变化,所以检测时肢体的晃动可能导致读数不准确,高估或者低估心率。


测脉率设备Tips

提高准确度:表带或手环松紧合适、手臂稳定;

降低准确度:低温、纹身、肤色深、手臂晃动;

特殊情况下,检测原理可造成心率被低估;

信号不稳定可造成心率被低估或高估。


心电是心跳的由来

手表心电图准确但不全面


显示“真”心率的智能手表检查的是心脏,探测电活动,相当于医院标准心电图检查的极简版。


开启手表的心电图功能,把不戴表的手放在表冠或按键上,手表就能检测到两只手之间的微小电压变化。身体静止不动的时候,这些电压变化主要来自心脏的电活动。心脏每跳一次,手表就记录下来一个波形,它的形状非常接近标准心电图中的一部分。不过,标准心电图一般记录12个导联,也就是心脏在12个方向上的电压变化,手表只能记录一个。


手表心电图与标准心电图中的I导联波形几乎一致 | ECGsmart


正因为原理与标准心电图类似,在心率判断方面,手表心电图的参考价值与标准心电图非常接近。只是在信号不稳定、心率过快或过慢、植入心脏起搏器等特殊情况下,软件识别心率的准确性可能低于医生对标准心电图的解读。通常,测脉率手表能提示的情况,测心电图手表可以判断得更加准确,包括心率过低、过高,以及房颤或期前收缩引起的心跳不规律。一项研究在1288人中对比了判断房颤的两种方法,结果是检测脉率(PPG)的方法准确率为93.3%,检测心电图的为98.5%。


出于安全考虑,目前手表关联软件分析出心电图异常后,通常不会给出具体诊断,只是提示可能存在异常。如果把心电图导出或发送给医生看,也许能得到更准确的判断。


手表心电图导出的结果 | apple


不过,手表只记录了心脏在一个方向上的电压变化,信息量大大低于标准心电图,因此对于心率之外的信息判断,很可能没有标准心电图准确。于是,有些能从标准心电图看出端倪的疾病,可能会被手表的单导联心电图漏掉,比如冠心病、心肌病、某些心律失常(Brugada综合征等)。所以,如果出现了胸痛、胸闷、心悸、头晕等不舒服,即使手表测出来的心电图没有问题,依然建议及时就诊,可能需要补充进一步的心脏检查。


最后,能测心电图的手表一般也有测脉率的功能。只有开启心电图功能、用两只手接触手表时,显示的心率才是“真”心率,其余时刻显示的都是脉率。


测心电图设备Tips

能测心电图的设备,也可能显示脉率;

将手表戴在预先设置的手上,不可左右颠倒;

提高准确度:表带松紧合适、手臂稳定、另一只手接触表的力度不变;

手表心电图只是极简版,可能漏掉心脏问题。


用手表检测心电图 | 华为


测脉率和测心电图的手表

选哪类好?


两种检测方法各有优势。如果你对心率的态度是想要“随时简单看看”,测脉率的设备就能满足需求了。就像是,一个身体健康的年轻人,没有确诊过心脏相关疾病,也没出现过明显的心悸、胸闷、胸痛等症状,戴手表手环是为了解自己的日常心率,希望抬手就能随时看到数值,而且不需要太精确。


要是已经确诊心脏疾病,或者发生过心脏相关的不舒服,可以选择具有心电图功能的手表。这样,不仅能看到更准确的心率,难受的时候还可以记录心电图给医生看。手表记录下来的心电图,有机会让人发现之前没有得到诊断的疾病,或者了解已知疾病发作的频率和持续时间。特别是,有的心律失常来得快去得快,到医院做检查时发作停止的话,可能所有检查结果都是正常的,总是无法得到确诊。对于这样的一小部分人,心电图功能非常有价值。


另外,有一些人想要在体育活动中准确测量心率,而以上两种方式都要求检测时手臂稳定,不能满足这种需要。目前最好的解决方法是,买一个佩戴在胸前的心率带。它通过心电图检测心率,结果相对准确,又不需要占用两只手去测量,而且在运动中不易晃动,信号受到的干扰比较小。心率带测出的心率,可以通过适配软件实时显示在智能手表或手机上,并被记录下来以备分析。


选手表Tips

健康年轻人、无不适、想随时查看、不需要太精确,可选测脉率的;

已确诊心脏疾病或有相关不适,可选测心电图的;

运动中监测、对准确度要求高,可戴心率带。


心率带 | selliliar


附录:目前常见的可测心电图的部分智能手表

华为

可用型号:HUAWEI WATCH GT 3 Pro、HUAWEI WATCH GT 3 | 保时捷设计、HUAWEI WATCH D、HUAWEI WATCH 3 Pro new、HUAWEI WATCH 4、HUAWEI WATCH 4 Pro,HUAWEI WATCH Ultimate;

结果分类:窦性心律、房性早搏、室性早搏、房颤、不确定;

适用范围:不适用于未满18周岁的用户、体内安装心脏起搏器或者其他植入式电子设备的用户不建议使用。


苹果

可用型号:Apple Watch 4或更新机型、Apple Watch Ultra所有型号;

结果分类:窦性心律、房颤、低心率或高心率、不确定、记录结果不佳;

适用范围:移动心电图房颤提示软件不适用于未满 22 周岁的人群。


三星

可用型号:Galaxy Watch 3或更新机型、Galaxy Watch Active2;

结果分类:窦性心律、心房颤动、不确定、不良记录;

适用范围:不适用于 22 岁以下或患有除心房颤动之外的已知心律失常的用户。


参考文献

[1]Alian AA, Shelley KH. Photoplethysmography. Best Pract Res Clin Anaesthesiol. 2014;28(4):395-406.

[2]Mutke MR, Brasier N, Raichle C, Ravanelli F, Doerr M, Eckstein J. Comparison and Combination of Single-Lead ECG and Photoplethysmography Algorithms for Wearable-Based Atrial Fibrillation Screening. Telemed J E Health. 2021;27(3):296-302.

[4]https://support.apple.com/zh-cn/HT208955

[5]https://consumer.huawei.com/cn/support/content/zh-cn15888936/

心电分析提示软件说明书

[6]https://consumer.huawei.com/cn/support/content/zh-cn15887724/

[7]https://www.samsung.com.cn/support/mobile-devices/measure-your-ecg-with-the-galaxy-watch-series/

[8]https://images.samsung.com/is/content/samsung/assets/cn/apps/samsung-health-monitor/IFU_ECG_CN_202306.pdf

[9]Bruining N, Caiani E, Chronaki C, Guzik P, van der Velde E; Task Force of the e-Cardiology Working. Acquisition and analysis of cardiovascular signals on smartphones: potential, pitfalls and perspectives: by the Task Force of the e-Cardiology Working Group of European Society of Cardiology. Eur J Prev Cardiol. 2014;21(2 Suppl):4-13.


作者:代天医

编辑:odette

题图来源:图虫创意



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The End

发布于2024-05-30, 本文版权属于果壳网(guokr.com),禁止转载。如有需要,请联系果壳

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