可穿戴设备（如智能手表和健身追踪器）已经彻底改变了我们监测健康的方式。这些设备全天候佩戴，默默地收集着宝贵的数据——从心率和血氧水平到睡眠质量和活动步数。然而，这些设备的价格（200-400美元）对于全球许多人来说是难以承受的。一项发表在《JAMA网络开放获取》上的新研究发现，智能手机屏下指纹传感器（FOD）可用于在用户解锁手机时测量其心率（HR）和心率变异性（HRV）。该研究对数十名健康成年人进行了测试，使用了两款智能手机（vivo X80 Pro和iQOO 8 Pro），并提取了光电体积描记法（PPG）信号（该信号是由血液在指尖毛细血管中的搏动导致的反射光强度变化所产生）。在使用FOD传感器解锁手机时获取的PPG信号，与使用医用脉搏血氧仪（Masimo Radical-7）测量的心率（HR）和心率变异性（HRV）数据表现出高度相关性（皮尔逊相关系数r >0.90）。如果这项技术得到验证，它可能将健康监测的覆盖范围扩大到全球数十亿智能手机用户。
可穿戴设备与健康监测
可穿戴设备（如Apple Watch、Garmin、Fitbit）通过光电容积描记法（PPG）传感器来测量心率（HR）和血氧饱和度（SpO₂）。PPG传感器使用绿色（用于检测血流）和红外光（用于检测血氧水平）照射皮肤，并测量反射光强度的变化。近年来，可穿戴设备（如Apple Watch 4、Fitbit Sense）也已能够通过内置电极记录单导联心电图（ECG），用于检测心房颤动（AFib）。
FOD传感器
智能手机屏下指纹传感器（FOD）已广泛应用于许多智能手机型号，用于用户身份验证。FOD传感器利用光线（绿光或红光）照射指纹，并测量反射光强度的变化。PPG信号可以作为FOD传感器的一个“副作用”被提取出来。
主要发现
1. 心率测量
从FOD传感器提取的PPG信号所估算的心率（HR），与医用脉搏血氧仪（Masimo Radical-7）测量的心率（HR）具有高度相关性（皮尔逊相关系数r >0.90）。
2. 心率变异性（HRV）测量
从FOD传感器提取的PPG信号所估算的心率变异性（HRV），与医用脉搏血氧仪测量的心率变异性（HRV）也具有高度相关性（r >0.80）。
临床意义
1. 心律失常的筛查
智能手机FOD传感器可被用于对心房颤动（AFib）进行大规模筛查，通过在日常生活中持续采集心率（HR）和心率变异性（HRV）数据来实现。
2. 心血管风险的评估
对于高血压或2型糖尿病患者，FOD传感器可被用于监测心率变异性（HRV），因为心率变异性（HRV）降低与心血管事件（心肌梗死、卒中）的风险增加有关。
未来方向
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外部验证：在不同品牌和型号（三星、谷歌、一加）的智能手机上，验证FOD传感器的准确性。
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在心律失常患者中进行验证：在有已知心律失常（如心房颤动（AFib）、室性早搏（PVCs））的患者中，测试FOD传感器的准确性。
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多模态传感器：将FOD传感器与多波长光源（红、绿、红外）相结合，以测量血氧饱和度（SpO₂）。
结论
这项发表在《JAMA网络开放获取》上的研究发现，智能手机屏下指纹传感器（FOD）可用于测量心率和心率变异性。 如果这项技术得到验证，它可能将健康监测的覆盖范围扩大到全球数十亿智能手机用户。