Pametni sat može da proceni broj otkucaja srca bez stetoskopa, elektroda ili klasičnog pregleda zato što na donjoj strani kućišta koristi optičke senzore. Oni prate veoma male promene koje nastaju u tkivu dok krv prolazi kroz krvne sudove, a zatim softver te promene pretvara u procenu pulsa.
Takvo merenje deluje jednostavno dok se ne pogleda šta se zapravo događa između kože, svetlosti i algoritma. Sat ne čuje srce direktno, već registruje posledice njegovog rada na protok krvi kroz tkivo.
Svetlost otkriva promene protoka krvi
Na poleđini većine pametnih satova nalaze se svetleće diode i fotodetektori. Diode šalju svetlost u kožu, dok detektori mere koliko se te svetlosti vraća. Krv upija deo svetlosti, pa se količina registrovane svetlosti menja kada se zapremina krvi u sitnim krvnim sudovima promeni.
Svaki otkucaj srca potiskuje krv kroz krvotok i izaziva malu periodičnu promenu koju senzor može da registruje. Ovaj princip poznat je kao fotopletizmografija, odnosno PPG. Sat iz niza takvih promena određuje razmak između uzastopnih talasa i na osnovu njega procenjuje broj otkucaja u minuti.
Zbog toga senzor mora da bude dovoljno blizu kože, ali ne i neprijatno stegnut.
Ako između sata i kože ulazi mnogo spoljne svetlosti ili sat stalno menja položaj, signal postaje slabiji i merenje može biti manje precizno.
Zašto sat koristi više talasnih dužina
Pametni satovi često koriste zelenu svetlost za praćenje pulsa tokom uobičajenog kretanja. Krv snažno apsorbuje određene talasne dužine, pa promene u količini krvi ispod kože stvaraju dovoljno izražen signal da ga mali optički detektor može pratiti.
Neki uređaji koriste i druge talasne dužine, naročito kada pokušavaju da procene dodatne parametre. Različita svetlost prodire u tkivo na različit način i drugačije reaguje na krv i okolno tkivo. Kombinovanje signala može pomoći algoritmu da izdvoji korisnu informaciju od šuma. Time algoritam dobija više podataka o tome šta se dešava u tkivu, ali složenija obrada ne znači automatski i savršeno merenje. Sam senzor ipak ne daje gotov rezultat. On proizvodi niz merenja koja se zatim obrađuju. Tek nakon filtriranja i analize sat prikazuje vrednost pulsa koju korisnik vidi na ekranu.
Kako softver odvaja puls od pokreta
Najveći problem nastaje kada korisnik pomera ruku. Pokret menja pritisak sata na kožu i položaj senzora, pa signal može da liči na promenu izazvanu radom srca. Zbog toga savremeni uređaji kombinuju podatke optičkog senzora sa podacima akcelerometra i drugih senzora pokreta.
Algoritmi traže obrasce koji se ponavljaju u ritmu karakterističnom za puls, dok pokušavaju da odbace nagle promene nastale pomeranjem zgloba. Kada sat proceni da je signal nepouzdan, može da odloži očitavanje, prikaže manje stabilnu vrednost ili zatraži da ruka miruje.
To objašnjava zašto je merenje često stabilnije tokom mirovanja nego tokom intenzivnog vežbanja. Kod trčanja, vožnje bicikla ili vežbi sa mnogo pokreta šaka senzor mora da razdvaja dve vrste promena koje se istovremeno pojavljuju u istom signalu.
Šta može da utiče na rezultat
Kontakt sa kožom jedan je od najvažnijih uslova za dobro očitavanje. Sat koji je prelabav može gubiti signal, dok nepravilan položaj može promeniti količinu svetlosti koju detektor prima. Debljina kože, temperatura šake i cirkulacija takođe mogu uticati na kvalitet optičkog signala. Važan je i položaj sata na zglobu, jer pomeranje tokom merenja može promeniti optički signal.
Znoj, voda i prljavština na senzoru mogu dodatno promeniti način na koji svetlost prolazi između sata i kože.
Zbog toga je korisno da donja strana uređaja i koža budu čisti, naročito kada se merenje obavlja tokom vežbanja.
Važno je razumeti i šta broj na ekranu predstavlja. Pametni sat najčešće daje procenu pulsa na osnovu optičkog signala, a ne direktno medicinsko merenje električne aktivnosti srca. Zbog toga rezultat može odstupati od vrednosti dobijene medicinskim uređajem.
Zašto sat može da meri puls bez pregleda
Ključ je u tome što rad srca izaziva promene u protoku krvi koje se mogu registrovati spolja. Nije potrebno direktno pristupiti srcu da bi se dobila informacija o ritmu njegovih otkucaja. Dovoljno je uhvatiti ponavljajući signal koji nastaje prolaskom krvi kroz tkivo.
Pametni sat zatim spaja optičko merenje, podatke o pokretu i algoritamsku obradu. Tako iz veoma malih promena u svetlosti dobija obrazac iz kojeg može da proceni puls. Proces se odvija brzo i može se ponavljati tokom dana, zbog čega korisnik dobija uvid u promene pulsa u različitim situacijama. Upravo ta kombinacija omogućava da se merenje prilagođava različitim uslovima u kojima se korisnik nalazi.
Ipak, ovakvo merenje ne treba poistovećivati sa kompletnim kardiološkim pregledom. Sat može biti koristan za praćenje pulsa i uočavanje promena, ali ne zamenjuje stručnu procenu kada postoje tegobe ili sumnja na zdravstveni problem. Njegova najveća prednost je u kontinuiranom praćenju, a ne u tome što predstavlja zamenu za medicinsku dijagnostiku.
