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文/蘋果
若曾使用過傳統電式血壓計,想必對那種「緊繃的關懷」印象深刻。壓脈帶總會用力勒住上臂,再慢慢放手聽診。這種「示波法」雖然精準,過程卻難免令人感到壓迫。然而,當手腕上輕薄的智慧手表宣稱能量測血壓時,我們似乎有了不一樣的選擇。
光學傳感 結合演算
手表量測血壓的核心,建立在最基礎的觀念:速率等於距離除以時間。在穿戴裝置的領域,這被稱為「脈搏傳遞時間」(Pulse Transit Time, PTT)。想像心臟是一位勤奮的快遞員,每跳動一次,就寄出一件名為「壓力波」的包裹。這波浪沿著血管高速公路,從心臟一路奔向手腕。演算法在這條路上設置了兩個計時站:第一站是心臟跳動的瞬間(偵測心電訊號),第二站是手腕感覺到脈動的時刻(透過綠光感應器)。
這兩站之間的時間差,便是關鍵。血管內的壓力愈高,血管壁就會變得愈繃、愈硬;而物理學告訴我們,波在愈硬的介質中傳導速度愈快。因此,當演算法發現壓力波包裹「提早抵達」了,便能推算出此時血壓正在升高。
手表背面綠光的任務是觀察血管容積的微小變化,當心臟收縮、血管充血,吸收的綠光較多;當心臟舒張,吸收的綠光則較少。手表將光影變化轉化為波形圖,但在現實生活中,肢體晃動、汗水折射、皮膚顏色深淺,甚至是佩戴的鬆緊程度,對演算法而言都是強大的雜訊。
這時,數學化身為安靜的過濾器,系統必須冷靜判定,哪些是揮手時產生的雜訊,哪些才是血管真實的律動。有些手表在量測血壓前,會要求使用者先以傳統血壓計進行「校準」,這是數學模型對個體差異的尊重。每個人的血管彈性都不盡相同,校準的過程,是為了給演算法一個「初始參數」。
定期校正 正確監測
從數學角度看,智慧手表量血壓其實是「估算」。它是透過光訊號、時間差與統計模型,將無形的生理反應轉換為可讀的數字。這聽起來似乎不如傳統量測那麼「直接」,卻擁有數學賦予的另一種特質:連續性。傳統量測是孤立的「點」,容易受到當下情緒影響;手表提供的則是「線」,記錄了睡眠時的平穩、趕路時的急促,以及專注工作時那無聲的負荷,而這正是數學科技在當代生活中的溫和轉型。