چگونه ساعت اپل ضربان قلب را اندازه‌گیری می‌کند؟

سایت یک پزشک: شرکت اپل مستنداتی درباره سیستم اندازه‌گیری ضربان قلب در Apple Watch منتشر کرد. اطلاعاتی که به نظر می‌رسد جالب و خواندنی هستند و از خلاقیت و طراحی خوش‌ذوق اپلی‌ها حکایت می‌کنند و از سوی دیگر تفاوت‌های این ساعت هوشمند را با نمونه‌های قبلی و همچنین سیستم‌های دیجیتالی قبلی محاسبه تعداد ضربان قلب نشان می‌دهد. در اسنادی که اپل منتشر کرده است، تاکید شده سیستم گزارش‌گیری ضربان قلب Apple Watch می‌تواند به صورت بی‌سیم به یک دستگاه مانیتور خارجی ضربان قلب نیز متصل شود تا گزارشی دقیق‌تر از وضعیت ضربان قلب کاربران نمایش دهد. در داخل ساعت اپل برای سنسور اندازه‌گیری ضربان قلب و نمایش تعداد آن روی صفحه‌نمایش ساعت مچی از قابلیتی به نام Heart Rate Glance استفاده کرده است. با این ویژگی، ضربان قلب کاربر هر ده دقیقه یک بار اندازه‌گیری شده و کل اطلاعات در طول شبانه‌روز در اپلیکیشن Health ذخیره می‌شوند.

چگونه کار می‌کند؟

سیستم اندازه‌گیری ضربان قلب ساعت اپل از یک فناوری به نام photoplethysmography استفاده می‌کند که تلفظ‌اش هم خیلی سخت است. در ویکی‌پدیا درباره این فناوری توضیحات مفصلی نوشته شده است اما به طور ساده و خلاصه می‌توان گفت این تکنیک از دو چراغ‌ LED سبز رنگ و فوتودیودها (photodiode) حساس به نور کمک می‌گیرد. چون خون انسان قرمزرنگ است، نور سبزرنگ را جذب می‌کند. از سوی دیگر چون در هر بار تپش قلب خون تازه وارد رگ‌های انسان و در این مورد رگ‌های مچ دست می‌شود، با تابش نور سبز رنگ به خون و شمارش تعداد دفعاتی که این نور جذب شده است، می‌توان میزان ضربان قلب را اندازه‌گیری کرد. خون تازه که قرمزی بیشتری دارد نور سبز بیشتری جذب می‌کند در حالی که خون جریان یافته میان دو تپش قلب نور سبز کمتری جذب می‌کند. اپل می‌گوید سنسورهای تنظیم‌کننده‌ای برای سیگنال‌های با سطوح کم طراحی کرده است که با افزایش نور دو چراغ سبز، نمونه‌گیری می‌کنند. به همین دلیل است که سنسورهای ضربان قلب در پشت ساعت صدها بار در یک ثانیه چشمک می‌زنند تا بتوانند نور سبز رنگ درون خون را از طریق فوتودیودها شناسایی و محاسبه کنند. وقتی نیاز نباشد تعداد ضربان قلب در هر ده دقیقه‌ای یک بار اندازه‌گیری شود (در حال ورزش کردن نباشید)، ساعت اپل برای شمارش ضربان قلب از اشعه‌های مادون قرمز استفاده می‌کند چون همان‌طور که خون تازه نور سبز را دریافت و جذب می‌کند، نور قرمز از خود ساطع خواهد کرد. اگر اشعه‌های مادون قرمز به هر دلیلی مانند شارژ باتری کم نتوانند به خوبی کار کنند، ساعت به طور خودکار دوباره وارد مود چراغ‌های LED سبز خواهد شد و نور سبز به روی پوست تابیده می‌شود.


اپل تاکید می‌کند که برای اندازه‌گیری ضربان قلب باید ساعت با پوست دست تماس داشته و چیزی مانع نباشد. استفاده از دستبندهای چرمی زیر ساعت باعث می‌شود این سیستم کار نکند. همچنین، اپل گزارش می‌دهد که در مواقعی که دستبند ساعت به خوبی روی دست تنظیم نشده باشد یا در هوای سرد یا برخی فعالیت‌هایی که حرکت ساعت روی مچ دست زیاد استف مانند تنیس، ممکن است سیستم شمارش ضربان قلب به خوبی کار نکند و اطلاعات تا حدودی دقت لازم را نداشته باشند.

سنسور ضربان قلب استفاده شده در این ساعت تنها برای گزارش‌گیری تعداد ضربان قلب نیست و می‌تواند قابلیت‌های دیگری مانند استفاده در ورزش، تناسب‌اندام یا شتاب‌سنج نیز داشته باشد. در طول تمرینات ورزشی یا حرکات بدنی و حتا در مواقع کار می‌توانید به طور مداوم ضربان قلب خود را مشاهده کنید و کالری سوخته شده از بدن‌تان را اندازه‌گیری کنید. در دوچرخه‌سواری، ساعت اپل از طریق GPS به آیفون متصل می‌شود و می‌تواند میزان دقیقی از کالری مصرف شده بدن‌تان را گزارش کند. همچنین، در روزهای عادی این ساعت می‌تواند گام‌های بلند و سریعی که برمی‌داریم را گزارش کند، حتا اگر دستگاه آیفون وجود نداشته باشد. اپل می‌گوید در مواقعی که از این قابلیت برای تمرین و ورزش استفاده نکنید، می‌توانید میزان فعالیت خود در طول روز را مشاهده کنید.

متد شمارش تعداد ضربان قلبی که در ساعت هوشمند اپل به کار گرفته شده است، تازگی ندارد و در بسیاری از گوشی‌ها و دستگاه‌های سنجش میزان تپش قلب استفاده می‌شود اما سنسورهای طراحی شده توسط اپل و اینکه این اطلاعات وارد یک بانک اطلاعاتی فردی می‌شوند تا برای مصارف دیگر به کار گرفته شوند، قابل توجه است.