iPhone 相機怎麼量到脈搏，準確度到哪

指尖光學微血管容積變化技術（PPG）把手機閃光燈當光源、相機當光感測器。每一次心跳都把多一點血推進指尖，組織多吸收一點光，畫面就暗一點點。讀 20 秒這個閃爍，就有心率；看心跳之間的間距，就有一個可用的短時 HRV 估計——夠你追蹤自己，但不是醫療儀器。

為什麼我在呼吸 App 裡放了相機量測

iKima 一開始是手錶 App。手錶當然是練習呼吸時讀心跳最順的地方。但跟我說「我需要這種東西」的人，大多沒有 Apple Watch，我也不想回答「先去買一支一萬多的配件」。iPhone 本來就有一顆燈和一顆鏡頭並排在一起。物理上，那就是一台沒有夾子的血氧機。

問題於是變成工程問題：在一個人願意在呼吸練習前靜止的那 20 秒裡，手機能誠實地告訴你多少手錶能告訴你的事？

感測器到底看到什麼

PPG 是個很老的想法¹。把光打進組織，量有多少回來。血液比周圍組織吸收更多光，而指尖微血管裡的血量隨每一次心跳起伏。透光率的變化非常小，但它是週期性的，週期訊號很容易從雜訊裡拉出來。

在 iPhone 上，閃光燈是光源，後置相機是感測器。iKima 對每個影格的紅色通道取平均——紅光穿透皮膚最好——得到一條隨脈搏起伏的波形，大約每秒 30 個樣本。在波形上找峰值，就得到每次心跳的時間點。60 除以心跳間隔的平均，就是心率。

整個把戲就這樣。沒有機器學習在猜你的脈搏，沒有雲端服務。就是一個光度計加算術，全部在手機上跑完。

為什麼是 20 秒

心跳間隔就是一個一個量出來的。靜止時每分鐘 60–70 下，20 秒裡大約有 20 次心跳。

HRV 就難一些。標準的短時記錄是五分鐘³。更短的記錄仍是研究中的問題：Shaffer 與 Ginsberg 的常模回顧列出了幾項研究，在健康者身上，短到 30 秒的記錄所算出的 RMSSD 可以近似五分鐘的數值，但回顧也警告，其中許多研究有嚴重的方法限制³。iKima 的 20 秒落在已被研究範圍的最短端，所以請把它當成個人的粗略趨勢，而不是精確的 HRV 數值，並且只拿用同樣方式量的數值互相比。我刻意選 20 秒：一個人真的每天會做的量測，勝過一個「更好」但他會跳過的量測。

手機 PPG 到底多準

比我一開始預期的好，但有條件。我一直回頭看的是 Plews 等人 2017 年的研究²。他們讓 29 位健康者靜止五分鐘——一次引導呼吸、一次自然呼吸——同時用手機相機、Polar H7 胸帶和臨床心電圖量測，比較 RMSSD，也就是 iKima 用的 HRV 指標。就整組而言，手機與心電圖的差異被評為「trivial」，與心電圖的相關性幾乎完美（R = 1.00，95% 信賴區間 0.99–1.00）。兩個但書：那是五分鐘的記錄，不是 20 秒；用的也是 2017 年的手機。

這個結果是在靜止、手指不動的條件下得到的，而那正是 iKima 要你量測的唯一條件。靜止、手指不動時，手機 PPG 看起來是讀短時 HRV 的合理方法（健康成人、五分鐘記錄）。

在哪裡會失效

• 移動。手指挪動一公釐對光路的改變比一次心跳還大。如果 iKima 找到的心跳間隔散到不能信，它會告訴你訊號不穩、請你再量一次，而不是硬給一個數字；留下來的讀值會標記「良好」或「尚可」。
• 手冷。血管收縮代表血量變化更小、訊號更弱。先把手搓熱，真的有差。
• 壓太用力。力道夠大會把微血管壓扁，脈搏就消失了。手指放上去就好，不要壓。
• 非常不規則的心律。峰值偵測假設心跳大致週期性。如果你的心律不是，那個數字就沒有意義，任何消費級 App 都不該假裝有。

手機 vs 手錶

Apple Watch 用的是同一套物理——錶背的綠光與紅外 LED，光二極體讀反射——但它有兩個優勢：綁在手上，所以動作受控；而且能在整段練習裡連續讀，而不只是練習之前。所以 iKima 在手錶上會在你呼吸時即時顯示心率，在手機上則改成練習前後的對照。

沒有哪一個是「真正的那個」。手錶是連續資料的更好儀器；手機是你口袋裡已經有的儀器。iKima 把兩者都當正規輸入，App 本身兩邊一樣。

我希望你帶走的

相機量測不是噱頭，也不是診斷。它是一個公平、可重複的方式，讓你在自己已經有的硬體上，看見自律神經此刻在做什麼。像用體重計那樣用它：同樣條件、同樣時段，看趨勢，別盯著單一數字。

想知道那個 HRV 數字更深一層的意思，看下一篇。想知道為什麼 iKima 接著要你吐氣比吸氣長，看再下一篇。

常被問到的問題

閃光燈會燙或傷手指嗎？

手電筒以降低的功率亮 20 秒。有些手機鏡頭處會微溫，不會燙，而且就是你找鑰匙用的那道光。如果會在意，量測只要指尖輕放，你永遠不需要壓在玻璃上。

哪根手指、哪隻手？

任一手的食指或中指。挑一根能讓你不費力握穩手機的——不動遠比哪根手指重要。

也能量血氧嗎？

不能。血氧機用兩種波長（紅光與紅外光）互相比對；手機相機只有白色閃光燈與可見光通道。iKima 只讀脈搏時序，不假裝能做更多。

為什麼相機讀值跟手錶不一樣？

不同感測器、不同部位、不同時間窗，常常還是不同姿勢。沒有哪個「更真」。相機跟相機比，手錶跟手錶比。