心率测手表: 手环手表是如何测心率的,红灯与绿灯是怎么回事?

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随着智能产品越来越多,智能手环、智能手表、智能戒指等可穿戴品类层出不穷的同时,功能也在不断的完善,比如越来越多的产品都标配了心率测功能。 如今,以智能手环和智能手表为代表的智能穿戴产品配备的心率测功能正被越来越多人接受,很多人早已把它当作了选择产品的必备功能之一。那么,智能穿戴设备是如何测心率的呢?今天,就来聊聊心率测的红与绿。 心率是怎么回事? 作为人体最重要的生命体征之一,人类的心率都会因年龄、性别及其他生理情况的不同而各异。成年人安静时的心率平均在 75 次 / 分左右 ( 60~100 次 / 分之间 ) 。相同的人,在安静与睡眠时心率会减慢,运动时或情绪激动时心率加速,在一些物或激素的影响下,会使心率发生加快或减慢。通常经常进行体力劳动和体育锻炼的人,平时心率较慢。 心率测如何实现? 作为 21 世纪的新兴产物—智能穿戴产品,因其特定的使用场景和佩戴要求,应用在该领域的心率测技术目前主要有光电容积脉搏波描记法,简称光电法(PPG)、心电信号法、压力振荡法、图像信号分析法等几类。我们这次主要说说的手表手环常用的光电法。 光电法 简单来说,这种测量心率的方法就是基于物质对光的吸收原理,通过智能穿戴设备的绿色 LED 灯搭配感光光电二极管照射血管一段时间,由于血液是红色的,它可以反射红光吸而收绿光,在心脏跳动时,血液流量增多,绿光的吸收量会随之变大;处于心脏跳动的间隙时血流会减少,吸收的绿光也会随之降低。因此,根据血液的吸光度可测量心率。 具体而言,当一定波长的光束照射到皮肤表面时,光束将通过透射或反射方式传送到 PPG 心率传感器,在此过程中由于受到皮肤肌肉和血液吸收的衰减作用,检测器测到光的强度将减弱。其中人体的皮肤、骨骼、肉、脂肪等对光的反射是固定值,而毛细血管和动静脉则在心脏的作用下随着脉搏容积不停变大变小。当心脏收缩时,外周血容量最多、光吸收量也最大,检测到的光强度最小;而在心脏舒张时,正好相反,检测到的光强度最大,使光接收到的光强度随之呈脉动性变化。 红灯与绿灯哪个效果好? 现在流行的 PPG 光电传感器基本分为两类,一个发绿光(苹果手表与大部分手环),一个发红光(Galaxy S5 与小部分手环),无论是哪一种,这些光都是 LED 灯发出来的。 发红光,是利用血管内血液血红蛋白的吸光度的变化来测量脉搏,靠红外发射光束回路和接收反射回路,但信号极为微弱而非常容易受到外界干扰而造成测量数据不准确,且一般需要安静的状态下测量。 发绿光,是由两个绿色波长的发光 LED 和一个光敏传感器组成,其原理是基于手臂血管中的血液在脉动的时候会发生密度改变而引起透光率的变化。它可以持续测量心率(运动中亦可),计算平均心率,记录最大心率等。 使用绿光,并不是因为血液是红色的,而是因为所检测的部位除了血液和血管,还有其他组织,这会带来一定的信号 " 噪声 ",影响测的准确性,而绿光的抗燥能力最强。在透射式 PPG 中,使用的就是红光,因为红光波长比较长,穿透力也更强。 但如果是手表手环手环,笔者感觉还是绿光更为稳定,你们怎么看?都来告诉我吧。

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