Công nghệ cảm biến nhịp tim quang học của smartwatch: Chìa khóa sức khỏe ngay trên cổ tay

Ngày nay, người dùng có thể theo dõi sức khỏe của mình mọi lúc mọi nơi nhờ vào các thiết bị đeo thông minh. Một trong những đột phá lớn chính là nhờ sự ra đời và phát triển của công nghệ cảm biến nhịp tim quang học được tích hợp trên hầu hết các mẫu đồng hồ thông minh hiện đại, đặc biệt là từ Apple.

Cảm biến nhịp tim quang học là gì?

Công nghệ cảm biến nhịp tim quang học có tên tiếng Anh là Photoplethysmography (PPG). Đây là một phương pháp đo nhịp tim dựa trên nguyên lý quang học. Bằng cách phát ra ánh sáng (thường là LED xanh, đỏ hoặc hồng ngoại) chiếu vào da và đo lượng ánh sáng phản xạ lại, thiết bị có thể xác định sự thay đổi của lưu lượng máu dưới da.

Sự thay đổi này tỉ lệ thuận với nhịp đập của tim. Khi tim bơm máu, lưu lượng máu tăng lên khiến lượng ánh sáng bị hấp thụ nhiều hơn. Khi tim giãn ra, lượng máu giảm, ánh sáng phản xạ tăng. Chuỗi tín hiệu này được bộ xử lý trong đồng hồ ghi nhận và phân tích thành chỉ số nhịp tim.

Nguyên lý của công nghệ cảm biến nhịp tim quang học

Bên trong bộ cảm biến là một hệ thống gồm hai thành phần chính:

• Đầu phát quang: Phát ra ánh sáng với bước sóng nhất định (thường khoảng 609 nm ở phổ hồng ngoại).
• Đầu thu ánh sáng (quang trở): Thu ánh sáng phản xạ trở lại từ da và đưa tín hiệu này đến vi mạch để phân tích.

Cảm biến được ép sát vào da để theo dõi chính xác lượng máu chảy qua vị trí đó. Khi tim đập, lượng máu tăng đột ngột khiến ánh sáng bị hấp thụ nhiều hơn. Ngược lại, giữa các nhịp đập, máu ít hơn và ánh sáng phản xạ trở lại nhiều hơn. Sự thay đổi rất nhỏ này được khuếch đại và chuyển đổi từ tín hiệu analog sang tín hiệu số thông qua mạch ADC (Analog-to-Digital Converter).

Ưu điểm của công nghệ cảm biến nhịp tim quang học

Việc tích hợp công nghệ cảm biến nhịp tim quang học trên đồng hồ thông minh mang lại rất nhiều lợi ích:

• Đo nhịp tim liên tục: Người dùng có thể theo dõi tình trạng tim mạch mọi lúc, kể cả khi đang ngủ, lúc nghỉ ngơi hoặc đang vận động mạnh.
• Hỗ trợ luyện tập hiệu quả: Các vận động viên và người thường xuyên tập luyện có thể kiểm soát cường độ tập qua chỉ số nhịp tim.
• Phát hiện bất thường sức khỏe: Một số thiết bị có thể cảnh báo nếu nhịp tim quá cao hoặc thấp bất thường, giúp phát hiện sớm các vấn đề sức khỏe tiềm ẩn như rối loạn nhịp tim hay suy tim.
• Tương thích sinh hoạt hàng ngày: Không cần cảm biến tiếp xúc trực tiếp với mạch máu, nên dễ sử dụng, không xâm lấn.

Các thế hệ cảm biến nhịp tim quang học trên Apple Watch

Apple là một trong những hãng tiên phong ứng dụng công nghệ cảm biến nhịp tim quang học vào các sản phẩm của mình và không ngừng cải tiến qua từng thế hệ.

Thế hệ cảm biến đầu tiên (PPG truyền thống)

Được trang bị trên các mẫu Apple Watch đời đầu, cảm biến sử dụng đèn LED xanh để đo nhịp tim cơ bản. Dù còn đơn giản nhưng đã đủ để cung cấp thông tin cần thiết cho người dùng phổ thông.

Cảm biến nhịp tim quang học thế hệ thứ hai

Xuất hiện trên Apple Watch Series 4, Series 5 và Apple Watch SE, thế hệ cảm biến này bổ sung đèn LED hồng ngoại cùng 8 diode nhạy sáng. Nhờ đó, cảm biến giúp tăng độ chính xác khi đo nhịp tim, đặc biệt là trong điều kiện ánh sáng yếu. Tuy nhiên, phiên bản SE không có điện cực đo điện tâm đồ (ECG).

Cảm biến nhịp tim quang học thế hệ thứ ba

Apple Watch Series 6 đánh dấu bước nhảy vọt về công nghệ. Cụm cảm biến bao gồm:

• 4 cụm đèn LED: Mỗi cụm có LED xanh, LED đỏ và LED hồng ngoại.
• 4 cụm diode cảm biến ánh sáng: Được bố trí xen kẽ thành một vòng tròn.

Ngoài tác dụng đo nhịp tim, thế hệ này còn hỗ trợ đo độ bão hòa oxy trong máu (SpO2) và kết hợp đo ECG, mang lại cái nhìn toàn diện hơn về sức khỏe tim mạch.

Cảm biến nhịp tim điện tử (ECG)

Ngoài công nghệ cảm biến nhịp tim quang học, một số thiết bị cao cấp như Apple Watch Series 6 trở lên còn tích hợp ECG. Đây là cảm biến đo điện tâm đồ, giúp ghi lại tín hiệu điện của tim một cách chính xác hơn. Sự kết hợp giữa cảm biến quang học và điện tử mang lại khả năng chẩn đoán sâu hơn về các vấn đề tim mạch.

Ứng dụng thực tế của cảm biến nhịp tim quang học

Trong lĩnh vực thể thao và luyện tập

Người chơi thể thao hoặc người tập gym sử dụng công nghệ cảm biến nhịp tim quang học để điều chỉnh cường độ tập luyện hợp lý. Khi nhịp tim vượt ngưỡng cho phép, thiết bị có thể cảnh báo người dùng cần giảm tải.

Trong chế độ theo dõi sức khỏe hàng ngày

Thông qua việc đo nhịp tim liên tục, người dùng có thể phát hiện sớm những dấu hiệu như mất ngủ, stress, mất cân bằng nội tiết hay vấn đề về tim. Ngoài ra, nhịp tim cũng là chỉ số phản ánh hiệu quả của chế độ ăn uống và sinh hoạt.

Trong việc chăm sóc sức khỏe người cao tuổi

Các dòng smartwatch có cảm biến nhịp tim quang học được sử dụng như một thiết bị hỗ trợ y tế từ xa. Qua đó, người thân có thể theo dõi nhịp tim của người lớn tuổi thông qua ứng dụng và nhanh chóng đưa ra biện pháp xử lý kịp thời nếu xảy ra bất thường.

Tạm kết

Công nghệ cảm biến nhịp tim quang học đã trở thành một tiêu chuẩn vàng trong thiết bị đeo thông minh nhờ khả năng đo nhịp tim chính xác, liên tục và dễ sử dụng. Từ việc theo dõi sức khỏe hàng ngày đến hỗ trợ luyện tập thể thao chuyên sâu, công nghệ này ngày càng đóng vai trò quan trọng trong chăm sóc sức khỏe cá nhân.

Nếu bạn đang có nhu cầu sở hữu một chiếc smartwatch Apple Watch Series 10 thế hệ mới để theo dõi sức khỏe bản thân, đừng quên ghé thăm chuỗi cửa hàng của FPT Shop hoặc click vào đường link dưới đây nhé:

• Apple Watch chính hãng

Xem thêm:

• Apple Watch Series 10 có chống nước không? Khám phá khả năng chống nước vượt trội của Apple Watch Series 10
• 10 tính năng mới và đáng chú ý nhất của Apple Watch Ultra