Veel smartwatches en andere digitale fitnesstrackers hebben een functie voor het meten van de hartslag. Echter, een recent rapport van Stat News suggereert dat deze hartslagmeters misschien niet zo nauwkeurig zijn voor mensen van kleur en hoe donkerder je huid, hoe minder betrouwbaar de lezing.

De meest voorkomende draagbare hartslagsensoren gebruiken een optische techniek genaamd fotoplethysmografie (PPG), die het slagadervolume schat met behulp van licht. Een draagbare PPG-sensor straalt licht uit op de huid. Het meeste licht dat de huid binnendringt, wordt geabsorbeerd door lichaamsweefsels, maar sommige worden weerspiegeld. De hoeveelheid licht die wordt gereflecteerd, hangt af van verschillende factoren, een daarvan is het volume van de slagaders in de buurt van het huidoppervlak.

Het bloed in uw slagaders absorbeert licht beter dan de omringende lichaamsweefsels, zodat slagaders samentrekken en opzwellen als reactie op pulserende bloeddruk, de intensiteit van het gereflecteerde licht stijgt en daalt. PPG-apparaten detecteren deze variatie in gereflecteerd licht en gebruiken het om uw hartslag te schatten. Maar om dit op een betrouwbare manier te bereiken, kan moeilijk zijn.

Welk licht is het beste?

De keuze van de lichtkleur in PPG-sensoren is een kwestie van compromissen. Rood en infrarood licht gaat het gemakkelijkst door de huid, waardoor sensoren dieper in het lichaam kunnen 'zien' - niet alleen reflecties van bloedvaten, maar ook van diepere weefsels, inclusief spieren en pezen. Als resultaat, PPG-sensoren die rood licht gebruiken, kunnen gevoeliger zijn voor interferentie door beweging in vergelijking met andere kleuren.

Roodlichtsensoren worden ook blootgesteld aan meer interferentie van extern licht, waardoor het hartslagsignaal moeilijker te isoleren is.

Blauw licht dringt heel slecht door in het lichaam - zo slecht dat het alleen de kleinste bloedvaten kan bereiken aan de oppervlakte waar de pulsgolf het zwakst is.

Groen licht heeft een betere penetratie dan blauw licht, maar erger dan rood. Dit betekent dat PPG-sensoren met groen licht de grotere bloedvaten in het lichaam kunnen detecteren zonder al te veel interferentie van diepere weefsels, geeft een beter contrastsignaal dat gemakkelijk te detecteren is en minder gevoelig is voor bewegingsfouten dan rood licht. Dus de meeste consumentensensoren die zijn ontworpen om onderweg te worden gebruikt, gebruik groen licht.

Effect van huidskleur

De huidskleur wordt bepaald door de concentratie van het huidpigment, melanine, met een donkere huid met meer melanine dan een lichtere huid. Melanine is een natuurlijke zonnebrandcrème, het beschermt de huid door schadelijke ultraviolette straling te absorberen die anders cellen zou beschadigen.

De absorptie van zichtbaar licht door melanine varieert aanzienlijk met de kleur. Het blokkeert bijna volledig violet licht, maar heeft vrijwel geen effect op rood licht.

Groen licht ligt tussen deze uitersten in. De overdracht ervan door een donkere huid is gemeten als minder dan de helft van die door een lichtere huid. Bij PPG-sensoren, dit verschil betekent dat er minder licht de bloedvaten bereikt van mensen met een donkere huid en dus is het ontvangen signaal zwakker en vatbaarder voor fouten.

Het is onduidelijk of mensen met een donkere huid baat zouden hebben bij een ander gekleurde lichtbron. Rood licht, bijvoorbeeld, gaat even goed door alle huidtinten, maar vergeleken met groen licht, het geeft slechte prestaties (voor alle huidtinten) in termen van fouten veroorzaakt door beweging en door omgevingslicht.

Betekent dit dat een activity tracker de hartslag nauwkeuriger meet voor een persoon met een lichte huid dan voor een persoon met een donkere huid? Mogelijk, maar er zijn andere problemen die de PPG-prestaties beïnvloeden, inclusief tatoeages, hoe de sensor wordt gedragen (juiste locatie en niet te los maar niet te strak), en hoe actief de drager is (optische schattingen van de hartslag zijn betrouwbaarder als u niet actief bent).

Huidskleur is zeker een factor die de nauwkeurigheid van draagbare hartslagmeters kan beïnvloeden, maar het is niet de enige.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.