Quelle est la précision des applications iOS qui mesurent la fréquence cardiaque?

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Il existe des applications comme la fréquence cardiaque instantanée et le cardiographe qui prétendent pouvoir mesurer la fréquence cardiaque en lisant les changements de couleur lors du changement de pression artérielle. Ils exigent généralement que vous placiez votre doigt sur le flash LED et l'appareil photo.

D'après mes tests, les valeurs ne correspondent pas tout à fait aux taux mesurés traditionnellement (en ressentant les changements de pression artérielle, en les comptant sur 10 secondes et en les multipliant par 6), mais je ne suis pas médecin, donc je mesure peut-être incorrectement.

Alors, ces applications sont-elles plus précises que je ne peux l'être ou est-ce l'inverse?

Vlad
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Salut! J'ai un peu changé ma réponse pour refléter le test que j'ai fait ce week-end avec la montre BPM d'un ami.
Coyote

Réponses:

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Le terme opératoire ici est photopléthysmographe . C'est le terme utilisé par votre téléphone.

Fondamentalement, vos vaisseaux sanguins se dilatent et se contractent à chaque rythme cardiaque. Ceci est mesurable comme un changement de réflectance ou de transmittance (selon la configuration du photopléthysmographe. Dans le cas de votre téléphone, il mesure la réflectance, car la lumière est adjacente à la caméra.

Dans les instruments médicaux, cela se fait généralement avec de la lumière infrarouge, car le sang absorbe plus les infrarouges à ondes courtes que la lumière rouge ou blanche, et vos tissus sont plus transparents aux infrarouges. Cependant, il n'y a aucune raison que cela ne fonctionne pas avec un appareil photo de téléphone.

Si elle est effectuée correctement , elle doit être aussi précise ou plus précise que la mesure manuelle. Cependant, un téléphone n'est pas un photopléthysmographe approprié, donc la précision réaliste réalisable dépend probablement d'un certain nombre de facteurs, y compris les performances de la caméra, la proximité de la LED d'éclairage avec l'objectif de la caméra et l'algorithme utilisé pour extraire l'impulsion du retour vidéo .

Cependant, vous devez être conscient que tous les photopléthysmographes sont très sensibles aux mouvements mécaniques. Il est essentiel de tenir votre doigt aussi immobile que possible et d'éviter de déplacer le téléphone par rapport au doigt.

Faux nom
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Question très intéressante! Je ne savais même pas que ce genre d'applications existe. Afin de répondre à votre question, j'ai décidé de mettre l'un d'entre eux à l'épreuve d'un cardiofréquencemètre. (J'utilisais un moniteur de poitrine de marque Garmin similaire à celui-ci. ) J'utilisais les deux moniteurs de fréquence cardiaque en même temps lorsque j'ai effectué mes tests et comparé leurs valeurs.

J'ai essayé le moniteur de fréquence cardiaque instantané , et il s'avère qu'il est remarquablement précis ... quand cela a fonctionné.

Le principal problème était qu'il ne fonctionnait qu'environ 1 fois sur 30. Une fois sur deux, il disait qu'il ne pouvait pas détecter un doigt, ou qu'il avait commencé à détecter le pouls, mais n'avait jamais terminé le processus.

Quand cela a fonctionné, cependant, les résultats étaient étonnamment similaires à ceux de mon autre moniteur de fréquence cardiaque. Après avoir effectué 5 tests (non scientifiques), il n'a baissé que de 1,26% en moyenne. Si cela avait fonctionné de manière plus cohérente, je l'aurais essayé plus de 5 fois.

Quelques notes:

  • Pendant qu'il émet un bip et recueille des informations, le rythme cardiaque qu'il affiche est généralement loin de votre rythme cardiaque réel. Parfois, c'est presque exactement la moitié de votre fréquence cardiaque réelle.
  • La fréquence cardiaque finale qu'il émet est généralement très proche de votre fréquence cardiaque réelle.

Par conséquent, vous ne devez faire confiance qu'à la dernière valeur de fréquence cardiaque émise (c'est-à-dire la moyenne).

Sensé
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Expérience bien meilleure! Au moins, vous avez un point de comparaison. Maintenant, nous devons simplement supposer que la sangle de poitrine est elle-même précise;) Soit dit en passant, j'ai testé cela et j'ai à peu près trouvé la même chose que vous. J'ai utilisé un Timex T5G941 (qui était calibré pour ~ 6 machines cardio, telles que des tapis roulants, des monte-escaliers, etc.). Comme vous, j'ai trouvé que c'était exact mais ce n'était pas vraiment le problème, c'était la fiabilité. J'avais un meilleur taux de détection que vous, mais ce n'était pas génial, c'est sûr. La détection des taches en fait vraiment plus à des fins de divertissement.
@cksum - J'obtiens un très bon taux de détection après un peu de pratique (> 95%). C'est un lien très étroit entre cette réponse et celle de Coyote, je laisse la question ouverte quelques jours avant d'accepter.
Vlad
@cksum: C'est vrai, mais comme l'objectif principal de cette sangle de poitrine Garmin est de surveiller la fréquence cardiaque, j'espère que c'est exact! D'après ce que j'ai lu, au moins, les moniteurs de sangle de poitrine ont tendance à être plus précis que la variété de montres-bracelets.
Senseful
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Je soupçonnais que les applications qui s'appuient sur la lampe de poche et l'appareil photo n'étaient pas plus précises qu'une vérification manuelle (en supposant que vous avez l'habitude de vérifier régulièrement votre BPM). Événement s'ils s'appuient sur une technique utilisée par un appareil médical (photopléthysmographie).

Mais j'ai fait quelques tests.

Essai

contre moi

En comparaison avec mes propres lectures, les résultats semblent être cohérents avec une marge de ~ 5 BPM basée sur l'approximation due à la multiplication. En fait, je suis moins précis que ces applications.

2 modèles d'iPhones différents avec flash

Les résultats de certains tests utilisant 2 modèles d'iPhone différents, l'iPhone 4 et l'iPhone 4S montrent que sur 6 lectures (3 par appareil), j'avais une différence de 2 à 0 bpm avec des conditions moins qu'idéales.

contre un précurseur de Gamin

Le test de l'une des applications contre une montre de sport GPS avec BPM a montré des résultats très proches sur une douzaine de lectures. Une différence de 3 BPM était la moins précise qu'elle entrait lors de tests dans de bonnes conditions, la plupart du temps, ils étaient décalés de 1 ou 2.

Conclusion

Pratique et précis

Si vous n'appuyez pas trop fort sur l'appareil photo (pour éviter de bloquer le flux sanguin), restez calme, ne bougez pas et qu'il n'y a pas de fortes variations d'éclairage autour de vous, vous devriez obtenir une lecture décente sans avoir à vous concentrer sur sentir le flux sanguin et compter. le cœur bat.

histoire

Outre la commodité, je crois que le véritable avantage de ces applications est le suivi et l'historique de votre bpm.

Si vous souhaitez utiliser ces applications avant et après l'exercice, elles seront suffisantes. Sur la base de mes tests, la précision semble très bonne (meilleure que je ne le pensais) si vous vous assurez de placer votre doigt correctement, en couvrant la caméra sans appuyer trop fort pour ne pas arrêter le flux sanguin (encore une fois, c'est important).

Je pense que je vais désormais faire confiance à l'iPhone;)

Comment

Pour surveiller correctement votre fréquence cardiaque avec l'iPhone, vous devez:

  • éviter de tester dans un endroit où il y a de fortes variations de lumière
  • couvrir l'appareil photo et la lampe de poche avec votre doigt
  • empêchez votre doigt de bouger (pour éviter de refaire la mise au point de l'appareil photo)
  • n'appuyez que très légèrement pour bien couvrir l'appareil photo (si vous appuyez trop fort, vous réduirez le flux sanguin et il sera impossible de lire le pouls)

En remarque. Si vous voulez un très bon moyen de suivre votre BPM et votre tension artérielle, ce produit fonctionne très bien sur iPhone / iPad.

Coyote
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Bon tour d'horizon des conseils d'utilisation pour obtenir une bonne lecture.
Vlad
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Votre expérience est défectueuse et la seule chose que vous avez montrée est la fiabilité (que l'application fonctionne sur un certain nombre d'appareils). Mais vous n'avez pas démontré la validité réelle (que l'application obtient en fait une lecture précise de votre fréquence cardiaque).
2
@cksum comparant la lecture de l'iPhone à ma propre lecture effectuée "à la main" me donne de bons résultats. J'ai obtenu 69 et 70 BPM sur l'iPhone contre environ 72 BPM à la main. cela semble correct, et vu que les lectures sont cohérentes sur tous les appareils, je suis convaincu qu'elles ne sont pas trop perturbées.
Coyote
@cksum: J'ai essayé un test similaire à celui que vous décrivez. Voir ma réponse ici .
Senseful
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Je viens d'essayer une application qui prétend faire cela et de la comparer à mon Garmin HRM et à un test manuel et les chiffres affichés sur l'application sont conformes aux autres tests.

En ce qui concerne l'inanimation, avoir un rythme cardiaque, ce que je crois que l'application fait est d'augmenter sa sensibilité à la recherche d'une impulsion régulière (changement de l'image). Une fois que la sensibilité est suffisamment élevée, elle semble capter les vibrations de fond provoquant de minuscules mouvements par rapport à l'objet mesuré. Les changements dans le doigt sont beaucoup plus importants et seront donc captés plus facilement et les vibrations de fond deviennent insignifiantes. Par conséquent, je conclus que l'affirmation selon laquelle elle est inexacte parce que les objets inanimés ont une impulsion n'est pas pertinente.

Pour une vérification rapide de la fréquence cardiaque, par exemple pour la fréquence cardiaque au repos le matin, ces applications semblent assez bonnes

marque
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Dans certains sens, la précision ne serait pas meilleure que s'ils vous faisaient taper les impulsions avec un doigt et en utilisant votre autre main pour palper une artère facile à trouver comme votre artère carotide. Notez également que pour l'exercice, les nouveaux accessoires Bluetooth 4.0 à faible consommation d'énergie sont un matériel de loin supérieur pour détecter et signaler la fréquence cardiaque ainsi que la pression artérielle.

Il existe plusieurs technologies pour mesurer l'activité cardiaque:

  • détection d'impulsions - mesure les périodes de débit maximal à partir de la sortie du ventricule gauche .
  • pression artérielle - mesure le volume / débit de liquide dans vos artères en raison de l'action de pompage du ventricule gauche.
  • Détection d'impulsions à deux sondes - mesure les changements électriques à la surface de la peau sur la poitrine
  • ECG / ECG à 12 dérivations - détermine l'activité musculaire réelle entendue dans différentes cavités cardiaques en comparant la synchronisation et l'amplitude des signaux électriques de la surface de la peau provenant de plusieurs sites de mesure soigneusement positionnés autour de votre torse.

Avec le bon filtrage de l'entrée de la caméra, le mouvement de votre doigt (d'un côté à l'autre et en appuyant plus fort ou moins fort) est assez facilement reconnaissable par la caméra lorsque tout l'algorithme doit faire est de dire quand du sang frais pénètre dans votre bout des doigts. Au moment où le sang arrive aux extrémités - le pouls est moins fort, c'est donc l'une des pires zones pour essayer de détecter les impulsions (mais c'est très pratique et la peau est assez translucide au flash LED et le sang oxygéné reflète la lumière il fonctionne donc assez bien dans certains types de corps).

J'aime la ceinture de fréquence cardiaque bleue wahoo fitness et en particulier le bracelet Mio Link , donc le marché du matériel conçu pour cela devrait dépasser tout logiciel fonctionnant directement sur iOS et utilisant l'appareil photo pour la mesure. Pour une lecture rapide de votre pouls, ces applications de caméra devraient être suffisamment décentes pour faire ce travail. La montre Apple est également une bonne alternative à l'utilisation de votre appareil photo iPhone pour enregistrer des données de pouls.

bmike
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Je ne les utilise qu'à des fins informatives et j'aime la commodité de ne pas avoir à transporter d'équipement spécifique ou à faire la lecture manuellement. C'est également une excellente démonstration des progrès technologiques dans les domaines auxquels vous vous attendez le moins. Pourvu qu'ils soient suffisamment précis.
Vlad
Ce sont des choses incroyables de "voiture volante" quand ils travaillent, et d'après mon expérience, une fois que cela fonctionne pour une certaine personne, ils fonctionnent de manière fiable pour cette personne. C'est vraiment cool qu'ils puissent utiliser l'appareil photo de cette manière.
bmike
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À moins que, pour une raison quelconque, vous ne puissiez pas compter les battements du pouls, ces applications ne sont jamais plus précises qu'une vérification manuelle standard.

La façon dont ils fonctionnent est lorsque vous mettez le doigt sur la lumière LED et la caméra, ils surveillent les changements de couleur de votre peau. La couleur de votre peau change en rythme lorsque le sang est pompé dans les veines. Cela pourrait être une méthode assez précise, mais nécessite un comportement très strict de la personne qui est contrôlée. Tout mouvement d'un bras, d'une main ou d'un doigt peut, et très probablement faussera le résultat.

Je crois que les deux applications disent que les résultats fournis ne sont pas définitifs et ne peuvent pas être utilisés comme source de diagnostic médical.

Donc, pour résumer - ils ne sont presque jamais aussi précis que la vérification manuelle standard.

Michal M
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Les applications utilisent une sorte d'autocalibration et ont un temps de stabilisation avant de donner une lecture. Parfois, ils signalent qu'ils n'ont pas pu obtenir une lecture cohérente, si vous ne les utilisez pas correctement.
Vlad
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J'ai téléchargé plusieurs applications pour calculer mon pouls, j'en ai un très élevé de toute façon, mais elles sont toutes sorties de la même façon, sauf une qui a dit qu'elles ne pouvaient pas calculer car elle est trop élevée à 99bmp

jessica
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Alors, comment cela répond-il à la question?
Ruskes
@Buscar 웃 Pour autant que je comprends, la question est ...are these apps more precise than I can be or is it the other way around?donc pour moi cette réponse est très bien.
Vladimir
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Aucun appareil photo intégré dans les appareils mobiles n'a la précision nécessaire pour détecter le type de changements que ces applications prétendent utiliser pour détecter le pouls de votre peau. Je n'ai pas besoin de vous entendre tous affirmer que c'est + -2, 3 ou 5 bpm précis, pour le dire simplement: les caméras ne sont pas évoluées, c'est une limitation matérielle!

Vous pouvez le vérifier simplement en pointant l'appareil photo vers n'importe quel objet inanimé pour voir ce que l'application dit que c'est le rythme cardiaque ...

Bien sûr, ce n'est pas magique, cette application ne fait que jouer aux dés à l'intérieur tout en peignant des trucs drôles à l'écran.

Dr. Seuss
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C'est manifestement incorrect. Un algorithme trivial est utilisé pour tirer parti des filtres matériels CCD qui détectent de manière sélective différentes longueurs d'onde de lumière visible peuvent détecter le flush de sang oxygéné rouge lorsqu'il remplit les lits capillaires. Des caméras ridiculement grossières comme celle de l'iPhone d'origine sont plus que suffisamment puissantes pour mesurer le pouls chez un humain en bonne santé avec de grandes variations de pigmentation de la peau. Il ne s'agit pas du tout de résolution car il s'agit de mesurer les différences de temps dans les données de la caméra.
bmike