Jak to działa? Wyjaśniamy, skąd smartwatch wie, jak bije nasze serce

Gdy weźmiemy do ręki dowolny smartwatch – np. Apple Watch – na dolnej, przylegającej do skóry części koperty często zobaczymy niewielką wypustkę. Gdy przyjrzymy się jej bliżej, możemy zauważyć coś przypominającego diody. Do czego służy ten element?

Wystająca część to moduł odpowiedzialny zazwyczaj za pomiary pulsu i poziomu natlenienia dokonywane – co istotne – w sposób całkowicie bezinwazyjny. Jest to możliwe dzięki szczególnym właściwościom hemoglobiny, składnika krwi, odpowiedzialnego za transport tlenu.

W zależności od tego, czym będziemy świecić na hemoglobinę, uzyskamy odmienny efekt. Użycie światła widzialnego i fakt, że niedotleniona hemoglobina pochłania go więcej, sprawia, że wydaje się ciemniejsza od tej natlenionej. Gdy jednak zastosujemy podczerwień, zależność ta wygląda odwrotnie i to natleniona hemoglobina wydaje się ciemniejsza.

W rezultacie, stosując nieskomplikowane źródła światła, możemy ocenić ilość transportowanego przez krew tlenu. Część służących do tego urządzeń działa na zasadzie przepuszczania światła np. przez palec, jednak prostsze i powszechniej stosowane rozwiązanie bazuje na odbijaniu światła i spektroskopii. Z tego powodu typowy pulsoksymetr - moduł odpowiedzialny za pomiar pracy serca i natlenienia krwi - składa się z diody emitującej światło widzialne, drugiej - podczerwonej - i czujnika, rejestrującego odbijane światło.

Po założeniu smartfona albo opaski i wywołaniu funkcji pomiaru, skóra jest oświetlana przez źródło światła o znanym spektrum. Analiza tak odbitego światła daje nam informacje o ilości transportowanego przez krew tlenu.

Na podobnej zasadzie działa również nadgarstkowy pulsometr. Wykorzystuje on fakt, że wraz z uderzeniami serca do naszych naczyń krwionośnych tłoczona jest krew. Więcej krwi oznacza, że naczynia nieco zmieniają swój rozmiar, a zarazem przepływa przez nie więcej hemoglobiny. Zmiany te można w prosty sposób rejestrować, mierząc tym samym częstotliwość pracy serca.