光感測器用於健身愛好者所謂的「健身追蹤器」(activity tracker),為佩戴者提供了舒適的優勢,但有些使用者開始質疑其準確度,特別是在運動健身期間。

這種健身追蹤器使用微型的感測器封裝,用於偵測手腕的血流,從來沒人料到會有這樣的問題。工程師最初將這種腕帶的形式視為一種自然且更舒適的替代方案,用於取代目前緊緊圍繞在胸間的「心電圖胸帶」(ECG/EKG strap)。製造商預期,由於這種基於光學的裝置採用隱藏式設計,使用者就可能整天穿戴著,無論是走路、站立到坐下與睡眠等活動中都適用。

20160819 Optical NT01P1 FitBit的Charge HR運動手環內建PurePulse技術,採用了光感測器來測量心率(來源:FitBit)

「如果你想戴著這個裝置睡覺,應該也沒問題,而且還可能在你熟睡期間偵測到更好的心率,」FitBit研究副總裁Shelten Yuen指出,「它和EKG胸帶是不一樣的。大部份的人不會在睡時還戴著EKG胸帶,除非懷疑出現什麼問題或只是出於好奇。」

儘管如此,該技術目前正遭受各方責難,特別是針對它在運動健身期間追蹤心率的能力。今年初,一群用戶提出了一項集體訴訟,指控FitBit的PurePulse技術並不準確,安全也有問題。當然,FitBit否認了這一說法。

不過,早在2014年,就有媒體針對Garmin、Basis、Withings與三星(Samsung)基於光感測器的產品進行分析報導,披露在產品測試期間的問題,以及高達57%的錯誤心率。

用戶的評論有好有壞。在FitBit的留言板上,有些用戶說這項技術「徹底地不合邏輯」、「不準得太離譜」。有些用戶則輕蔑地以‘sitbit’一詞來表示它的能力就是無法產生準確的偵測結果。

不過,可以肯定的,許多用戶仍滿意其偵測結果。FitBit留這版上大部份都在運動健身時使用上沒問題,甚至說它能夠「非常準確地測量我的心率」以及「性能極佳」等。

為了瞭解日益增加的爭議,最好先來看看這項技術本身。所有基於光感測器的新裝置都採用了光電容積脈波描記法(PPG),其中涉及了通過皮膚發出的光。通常,他們使用發光二極體(LED)發射紅外光(IR)。當光線落在手腕上毛細管床等區域後,即反彈回光感測器。數位訊號處理器(DSP)和軟體演算法處理來自光感測器的訊號,並與來自加速度計的資料結合,再將其轉換成向量以及有意義的讀數。

但也有人說這項技術略有瑕疵,尤其是與EKG胸帶相較時。儘管存在歧見,許多工程師坦承,胸帶的確提供較準確的優勢,主要是因為該技術的消費版所採用的基礎都來自於較傳統的EKG技術。因此,這項技還有待更多的時間發展和改進。

光學技術和胸帶之間的差異點主要就在於生物力學。因為用戶是將光感測器裝置佩戴在手腕上,而不是像胸帶時那樣的主幹上,光感心率產品在某特定的應用上也較易於出現動態方面的挑戰。

「使用光感心率(OHR)追蹤心率的最理想環境,通常是有節奏的運動(如步行、慢跑和騎自行車)持續較長的活動期間以及適度增加強度,」Mio Global技術長Mark Gorelick指出,「在涉及更多不穩定手臂動作的活動和伸展(如打網球、拳擊或增強式訓練的時間間隔),就較難以取得光感心率訊號。」

儘管如此,光感測產品製造商仍否認存在準確性的問題,即使在激烈的運動期間。他們辯稱胸帶和光學技術之間的差別並不大。例如FitBit的Yuen就說,「我們深信我們的心率計在運動健身期間仍有其準確性。我們相當支持它」

編譯:Susan Hong

(參考原文:Do Optical Sensors Provide Reliable Heart Rate Data?,by Charles Murray)