Många smartklockor och andra digitala fitnesstrackers har en funktion för att mäta puls. Dock, en färsk rapport från Stat News tyder på att dessa pulsmätare kanske inte är så exakta för färgade personer och ju mörkare din hud är, desto mindre tillförlitlig läsning.

De vanligaste bärbara hjärtfrekvenssensorerna använder en optisk teknik som kallas fotopletysmografi (PPG), som uppskattar artärvolymen med hjälp av ljus. En bärbar PPG-sensor avger ljus på huden. Det mesta av ljuset som tränger in i huden absorberas av kroppsvävnader, men en del reflekteras. Mängden ljus som reflekteras beror på flera faktorer, en av dessa är volymen av artärer nära hudens yta.

Blodet i dina artärer absorberar ljus bättre än de omgivande kroppsvävnaderna, så att artärer drar ihop sig och sväller som svar på pulserande blodtryck, intensiteten hos det reflekterade ljuset stiger och minskar. PPG-enheter upptäcker denna variation i reflekterat ljus och använder den för att uppskatta din hjärtfrekvens. Men att uppnå detta på ett tillförlitligt sätt kan vara svårt.

Vilket ljus är bäst?

Valet av ljusfärg i PPG-sensorer är en kompromissfråga. Rött och infrarött ljus passerar lättast genom huden, tillåter sensorer att "se" djupare in i kroppen – fånga upp reflektioner inte bara från blodkärl utan också från djupare vävnader, inklusive muskler och senor. Som ett resultat, PPG -sensorer som använder rött ljus kan vara mer benägna att störas av rörelse jämfört med andra färger.

Rödljussensorer utsätts också för mer störningar från externt ljus, vilket gör pulssignalen svårare att isolera.

Blått ljus har mycket dålig penetration in i kroppen – så dålig att det bara kan nå de minsta blodkärlen på ytan där pulsvågen är som svagast.

Grönt ljus har bättre penetration än blått ljus, men värre än rött. Detta innebär att PPG-sensorer för grönt ljus kan känna av de större blodkärlen inuti kroppen utan för mycket störningar från djupare vävnader, ger en bättre kontrastsignal som är lätt att upptäcka och är mindre känslig för rörelsefel än rött ljus. Så de flesta konsumentsensorer utformade för att användas på resande fot, använd grönt ljus.

Effekt av hudton

Hudfärgen bestäms av koncentrationen av hudpigmentet, melanin, med mörkare hud med mer melanin än ljusare hud. Melanin är ett naturligt solskyddsmedel, det skyddar huden genom att absorbera skadlig ultraviolett strålning som annars skulle skada celler.

Melanins absorption av synligt ljus varierar avsevärt med färgen. Det blockerar nästan helt violett ljus men har praktiskt taget ingen effekt på rött ljus.

Grönt ljus ligger mellan dessa ytterligheter. Dess överföring genom mörkare hud har mätts vara mindre än hälften av det genom ljusare hud. I PPG-sensorer, denna skillnad innebär att mindre ljus når blodkärlen hos människor med mörkare hud och så är den mottagna signalen svagare och mer benägen att göra fel.

Det är oklart om personer med mörkare hud skulle ha nytta av en annan färgad ljuskälla. Rött ljus, till exempel, passerar lika bra genom alla hudtoner men, jämfört med grönt ljus, det ger dålig prestanda (för alla hudtoner) när det gäller fel orsakade av rörelser och av omgivande ljus.

Betyder detta att en aktivitetsmätare kommer att mäta hjärtfrekvensen mer exakt för en person med ljus hy jämfört med en person med mörk hy? Eventuellt, men det finns andra problem som påverkar PPG-prestanda, inklusive tatueringar, hur sensorn bärs (korrekt placering och inte för löst men inte för hårt), och hur aktiv bäraren är (optiska hjärtfrekvensuppskattningar är mer tillförlitliga när du inte är aktiv).

Hudton är verkligen en faktor som kan påverka noggrannheten hos bärbara pulsmätare, men det är inte den enda.

Denna artikel publiceras från The Conversation under en Creative Commons -licens. Läs originalartikeln.