可穿戴设备中的光传感器对深色皮肤人群或肥胖者的效果并不理想

研究报告的作者、佛罗里达国际大学研究生物成像传感器的副教授Jessica Ramella-Roman说，这对目前设备内置的功能来说是个问题--但对将光传感器用于可穿戴设备的新应用，如监测血压的努力来说，这也是个不好的信号。她说：“设备的架构必须要改变。”

该研究考察了三种可穿戴设备上的光学体积描记术（PPG）信号，这是一种利用光线反射方式的变化来测量血流量的技术： Apple Watch Series 5、Fitbit Versa 2和Polar M600。研究小组使用了一个模拟光如何在组织中移动的模型，以显示这些设备上的传感器在不同的皮肤属性下会有什么表现。较深的皮肤有较高的黑色素，吸收更多的光，而肥胖者的皮肤往往更厚，水分更少，血流量也比非肥胖者的皮肤少。虽然以前关于可穿戴设备的准确性和偏见的研究集中在肤色上，但 Ramella-Roman说，尽管有这些生理上的差异，许多研究还没有包括很多肥胖的人。

Ramella-Roman：“这就是我们认为有必要关注那里的原因。”

研究人员的模型发现，PPG信号并没有随着肤色的变化而发生太大的变化：它在各种设备上的变化不到10%。但是建立肥胖模型，无论是单独还是与肤色一起，都会造成信号高达60%的变化。作者在研究中说，信号损失似乎是由于肥胖症患者皮肤厚度的变化。PPG信号的峰值也有变化，它被用来计算心率，但其信号强度不应该根据心率值而变化。信号的形状也有变化--不同的团体正在用它作为跟踪血压的一种方式。

她说：“随着我们提高BMI水平和增加肤色，信号减弱了，然后其他功能也开始消失了。研究发现，传感器数量较少的Fitbit比Apple Watch的信号损失更为严重。”

Ramella-Roman强调说，这项研究只是模拟了这些可穿戴设备在实验室中检测信号的方式。研究小组仍需在实际人群中检查这些设备，以确认研究结果。她说，他们现在正在进行这项研究，到目前为止已经招募了大约100人。

Ramella-Roman表示，但像这样的分析所揭示的问题使那些希望使用可穿戴设备来跟踪服务不足群体的心血管健康的项目变得复杂。这项新研究表明，研究人员必须谨慎使用PPG，尤其是对于旨在使用设备帮助监测心血管问题高风险人群的项目--其中包括肥胖症患者。她说：“在这种情况下的‘圣杯’是看血压。但是，许多研究都在研究血压，使用PPG和其他方式的一些组合。”

研究结果还表明，其他使用光传感器和PPG的设备，如医院或医生办公室的血氧测量仪，可能对肥胖症患者的效果并不理想。在这些群体中评估这些设备的研究非常少。

Ramella-Roman说，好消息是应该可以调整设备，使它们对皮肤较黑或肥胖的人更准确，而不影响其他群体的准确性。

她说：“这些系统最初的设计方式也许没有考虑到这些人，但他们肯定可以做出改变。我不认为有什么会限制这一点。”

关键词： IT 与健康 可穿戴设备中的光传感器对深色皮肤人群或肥胖