Telefonunuzun kamerasını ve fenerini bir parmak ucuyla kapatın, ekran derin, parlayan bir kırmızıya bürünür. Bu kırmızı, sensöre ulaşmadan önce parmağınızın içinden — deriden, dokudan ve kandan — geçerek gelen fener ışığıdır. Ve bu ışık sabit değildir. Her kalp atışında, parmak ucundaki damarlara biraz daha fazla kan pompalanır; kan ışığı soğurur; bu yüzden her kalp atışında biraz daha az ışık karşıya geçer. Işıltı, nabzınızla eş zamanlı olarak söner ve düzelir, söner ve düzelir.

İşte bu, fotopletismografidir — yani PPG. Bir hemşirenin parmağınıza taktığı mandalın ve bir akıllı saatin arkasındaki yeşil LED'lerin arkasındaki prensiple aynıdır. Işık için "foto", hacimdeki değişiklikleri ölçmek için "pletismografi". Nabız aracı bunun transmisyon versiyonunu kullanır: dokunun bir tarafında fener, diğer tarafında kamera bulunur ve sinyal, aralarından geçen ışığın ritmik modülasyonudur. İki şey rapor eder: dakika başına atım sayısı cinsinden bir hız ve nabız sinyalinin gerçekte ne kadar güçlü olduğu. Asla bir teşhis bildirmez.

Bu küçücük sinyal nasıl oluyor da geri kazanılabiliyor?

Geçen ışıkta nabza bağlı olarak meydana gelen değişim küçüktür — büyük ve sabit bir seviyenin üzerinde, genellikle yüzde birden az olan birkaç yüzdelik bir modülasyondur. Bu değişimi geri kazanmak diğer her şeyin sabit durmasına bağlıdır ve platformun her zamanki çekim disiplininin asıl işi yaptığı yer de burasıdır.

İlk olarak fener. Burada önemli olan tek ışık kaynağı budur ve bu kaynak bilinen bir kaynaktır: parmağa karşı sabit konum, sabit güç çıkışı ve tüm çekim boyunca açık kalması. Ölçümün aydınlatma tarafı sabittir, dolayısıyla sensörün algıladığı değerdeki herhangi bir periyodik değişim, aradaki ortamdan kaynaklanıyor olmalıdır. Ortam ışığı içeri neredeyse hiç girmez — lense bastırılan parmak ucu ışığın çoğunu engeller, içeri sızan kısım ise periyodik olmaktan ziyade sabittir.

İkinci olarak, kamera uyum sağlamayı bırakır. Bir telefon kamerasının varsayılan davranışı, tam da bizim istediğimiz sinyalle savaşmaktır: otomatik pozlama hafifçe kararan bir kare görür ve bunu telafi etmek için kazancı artırır; otomatik beyaz dengesi ise kırmızı yoğunluğunu tahmin etmeye çalışırken kareleri yeniden renklendirir. Her ikisi de yüzde birkaçlık fizyolojik modülasyonun üzerine yüzde birkaçlık bir yazılım düzeltmesi yazar. Bu yüzden Nabız aracı, çekim süresince AE ve AWB ayarlarını kilitler — kareler tek bir sabit ölçekte ölçülür ve geriye hareket eden tek şey ışığın kendisi kalır. Bu, yansıtıcılık ve yarı geçirgenlik araçlarının çalışmasını sağlayan kuralla aynıdır ve vuruş testinin işlenmemiş ses yolunun optik kuzenidir: yardımı kapatın, fiziği koruyun.

Buradan sonra analiz, karelerin zamana göre parlaklık grafiğine indirgenmesi, makul aralıktaki baskın periyodikliğin bulunması ve — en az bunun kadar önemlisi — bu periyodikliğin grafiğin enerjisinin aslında ne kadarını açıkladığının ölçülmesi işlemidir. Bu son sayı, hızın yanında bildirilen sinyal gücü göstergesidir. Sıkı ve hareketsiz bir parmak ucu güçlü, temiz bir salınım verir; titreyen bir kavrayış, soğuk bir parmak veya yarı kapalı bir bastırma ise zayıf bir salınım verir. Araç size hangisini elde ettiğinizi söyler, böylece güvenilirliği düşük bir okuma ciddiye alınmak yerine göz ardı edilebilir. Her şey cihaz üzerinde çalışır; telefondan hiçbir kare çıkmaz.

Bu tıbbi bir cihaz değildir. Nabız aracı bir hız ve sinyal gücü bildirir — asla bir teşhis koymaz, asla sağlık tavsiyesi vermez. Tıbbi bir alet olarak onaylanmamış, sertifikalandırılmamış veya doğrulanmamıştır ve hiçbir zaman bir sağlık kararı vermek için kullanılmamalıdır. Sağlığınız için önemli olan bir okuma varsa — çok yüksek, çok düşük veya düzensiz görünen bir hız gibi — bu soru bir telefon kamerasına değil, bir klinisyene ve uygun ekipmanlara yöneltilmelidir.

Fizik onun bir parmak olduğunu bilmez

Nabız aracını sadece eğlencelik bir kalp atış hızı uygulamasından daha fazlası yapan kısım şudur: ölçümdeki hiçbir şey parmaklara özel değildir. Araç, lense bastırılan bir ortamdan geçen ışığın periyodik modülasyonunu ölçer. Kan hacmi dalgalandığı için parmak ucu bu tanıma uyar. Ancak nabız gibi atan diğer her şey de uyar.

Küçük bir pompadan gelen bir miktar yumuşak hortumu lense ve fenere doğru bastırın; her pompa döngüsü, sıvı hacmini — ve dolayısıyla soğurulan ışığı — tam olarak bir kalp atışının yaptığı gibi değiştirecektir. Araç, pompanın döngü hızını tıpkı bir nabzı okur gibi okur. Bu durumun gerçekten işe yaradığı bazı yerler şunlardır:

Bu genelleme aracın sınırlarını zorlamak değildir; özneyi varsaymak yerine ortamı ölçmenin bir özelliğidir. Hız okuması, ritmi neyin ürettiği konusunda tarafsızdır — işte tam da bu yüzden, tıbbi yönde sadece bir sayı olmaktan öteye gidemezken, tesisat yönünde mükemmel bir alettir.

Bir hız ölçümünün ne işe yaradığı, tüm dürüstlüğüyle

Çıktı bir oran ve bir güven değerinden oluştuğu için, dürüst kullanım senaryoları bir oranın gerçekten desteklediği durumlardır. Sadece meraktan dinlenme nabzınızı koşudan önce ve sonra kontrol etmek. Bir pompanın çalışıp çalışmadığını ve ne kadar hızlı olduğunu doğrulamak. Bir makinenin ritminin haftalar içinde kaymasını izlemek. Her bir ölçüm ait olduğu nesne altına kaydedilebilir — bir kişi katalog nesnesi değildir ancak bir pompa öyledir; meraktan yapılan ölçümler için ise atanmamış bir kayıt gayet iyi iş görür — ve diğer tüm araçlarda olduğu gibi her bir ölçüme daha sonra bir referans etiketi eklenebilir: gerçekten arızalanmakta olan pompa, gerçekten tıkanmış olan hat. Bu, tesisata uygulanmış veri kümesi çarkıdır.

Ölçümlerin iyi olmadığı şey ise teşhis amaçlı kullanımlardır ve aracın tasarımı da bunu sürekli belirtir: sadece dakika başına atım sayısını ve sinyal gücünü raporlar, o kadar. Bölgeler, uyarılar veya sağlık puanları yoktur. Bu sınırlılık, aracın kendisidir. Ne olduğunu bildiğiniz ve güvenebileceğiniz bir sayı, güvenemeyeceğiniz bir karardan her zaman daha iyidir.

Tek bir yöntem, birçok enstrüman

Pulse, kontrollü bir optik enstrüman oluşturmak için feneri AE/AWB kilitli kamera ile eşleştiren küçük bir araç ailesine aittir — kardeşleri de aynı ışık ve aynı kilitli dedektörle farklı sorulara odaklanarak yüzey yansıtma oranını ve yarı geçirgenliği ölçer. Bu aile ise telefon sensörlerini birer kolaylık değil, birer ölçüm enstrümanı olarak ele alan daha büyük bir projenin kollarından biridir. Tüm haritayı görmek için araçlara genel bakış ile başlayın.