เซ็นเซอร์วัดอัตราการเต้นหัวใจในสมาร์ทวอทช์ทำงานอย่างไร แม่นยำแค่ไหน

สมาร์ทวอทช์และสมาร์ทแบนด์ส่วนใหญ่วัดอัตราการเต้นหัวใจด้วยเทคโนโลยีที่เรียกว่า PPG (Photoplethysmography) ซึ่งใช้แสง LED ฉายผ่านผิวหนังบริเวณข้อมือแล้ววัดปริมาณแสงที่สะท้อนกลับ เพื่อคำนวณจังหวะการไหลเวียนของเลือด วิธีนี้เหมาะกับการติดตามชีพจรระหว่างวันและออกกำลังกายทั่วไป แต่ยังไม่ละเอียดเท่าอุปกรณ์ทางการแพทย์อย่างเครื่อง ECG

เซ็นเซอร์ PPG ทำงานอย่างไร

ใต้ตัวเรือนสมาร์ทวอทช์จะมี LED สีเขียว (บางรุ่นเสริมสีแดงหรืออินฟราเรด) ฉายแสงลงบนผิวหนัง จากนั้นเซ็นเซอร์รับแสงจะวัดปริมาณแสงที่สะท้อนกลับมา เนื่องจากเลือดดูดกลืนแสงสีเขียวได้มากกว่าเนื้อเยื่อรอบข้าง ปริมาณแสงที่วัดได้จึงเปลี่ยนแปลงตามจังหวะที่หัวใจสูบฉีดเลือดในแต่ละครั้ง ตัวประมวลผลในนาฬิกาจะแปลงสัญญาณที่ผันผวนนี้เป็นค่าจำนวนครั้งต่อนาที (BPM) แบบเรียลไทม์

ปัจจัยที่มีผลต่อความแม่นยำ

ความแม่นยำของเซ็นเซอร์ PPG ขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย ได้แก่

  • การรัดสาย หากรัดหลวมเกินไป แสงจากเซ็นเซอร์อาจรั่วออกด้านข้างหรือรับแสงภายนอกรบกวน ทำให้ค่าที่วัดได้คลาดเคลื่อน
  • การเคลื่อนไหว ระหว่างออกกำลังกายหนัก เช่น วิ่งเร็วหรือยกน้ำหนัก การสั่นสะเทือนของข้อมืออาจรบกวนสัญญาณแสง ทำให้ค่าที่อ่านได้กระโดดหรือหน่วงตาม
  • ตำแหน่งที่สวมใส่ ควรสวมเหนือกระดูกข้อมือขึ้นมาเล็กน้อยตามคำแนะนำของผู้ผลิต ไม่ใช่สวมหลวมที่ข้อมือโดยตรง
  • สภาพผิว รอยสัก ขนที่หนาแน่น หรือผิวเย็นจัดจนเลือดไหลเวียนน้อยลง อาจทำให้เซ็นเซอร์รับสัญญาณได้ไม่ชัดเจน

PPG ต่างจาก ECG อย่างไร

ECG (Electrocardiogram) วัดสัญญาณไฟฟ้าที่หัวใจสร้างขึ้นโดยตรงผ่านขั้วสัมผัสที่ผิวหนัง ให้ข้อมูลจังหวะการเต้นของหัวใจที่ละเอียดกว่าและสามารถตรวจจับความผิดปกติบางอย่าง เช่น ภาวะหัวใจเต้นผิดจังหวะได้แม่นยำกว่า ส่วน PPG เป็นการวัดทางอ้อมผ่านการไหลเวียนของเลือด จึงเหมาะกับการติดตามแนวโน้มและใช้งานระหว่างวันมากกว่าการวินิจฉัยทางการแพทย์ สมาร์ทวอทช์บางรุ่นมีเซ็นเซอร์ ECG เสริมมาด้วย แต่ส่วนใหญ่ยังคงใช้ PPG เป็นเซ็นเซอร์หลักเพราะราคาถูกกว่าและวัดได้ต่อเนื่องตลอดวันโดยไม่ต้องให้ผู้ใช้กดปุ่มยืนยัน

นำไปใช้ต่อยอดอะไรได้บ้าง

นอกจากตัวเลขอัตราการเต้นหัวใจแบบเรียลไทม์ ข้อมูลจากเซ็นเซอร์ PPG ยังถูกนำไปคำนวณค่าอื่น เช่น อัตราการเต้นหัวใจขณะพัก (Resting Heart Rate) ที่ใช้ประเมินสภาพร่างกายโดยรวม และความแปรปรวนของอัตราการเต้นหัวใจ (HRV) ที่หลายรุ่นใช้ประเมินความเครียดหรือคุณภาพการฟื้นตัวหลังออกกำลังกาย โดยค่าเหล่านี้ควรดูเป็นแนวโน้มระยะยาวมากกว่ายึดตัวเลขจากการวัดครั้งเดียว

คำถามที่พบบ่อย

สมาร์ทวอทช์วัดอัตราการเต้นหัวใจแม่นยำพอใช้แทนเครื่องมือแพทย์ได้หรือไม่
ไม่แนะนำ ค่าที่ได้เหมาะสำหรับติดตามแนวโน้มสุขภาพและการออกกำลังกายทั่วไปเท่านั้น หากมีอาการผิดปกติหรือสงสัยภาวะหัวใจ ควรตรวจกับแพทย์ด้วยเครื่องมือทางการแพทย์โดยเฉพาะ

ทำไมค่าที่วัดได้ระหว่างออกกำลังกายหนักบางครั้งดูแปลกหรือกระโดดไปมา
ส่วนใหญ่เกิดจากการเคลื่อนไหวและแรงสั่นสะเทือนที่รบกวนสัญญาณแสงของเซ็นเซอร์ การรัดสายให้กระชับขึ้นและสวมในตำแหน่งที่ถูกต้องช่วยลดปัญหานี้ได้

อ่านเพิ่มเติม

จัดทำโดยทีมเนื้อหา TMT Innovation