可穿戴設(shè)備兩大心率傳感器技術(shù)解析

智能手環(huán)應(yīng)該是現(xiàn)階段除了VR眼鏡，大家入手最多的智能產(chǎn)品了，因?yàn)閮r(jià)格低廉，普及率也遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于智能手表和其他一些昂貴的智能硬件。而智能手環(huán)可以大體分為帶心率監(jiān)測(cè)功能的手環(huán)和普通手環(huán)，今天小編我就以智能手環(huán)的心率傳感器精準(zhǔn)度而言，給大家聊聊這玩意兒的技術(shù)含量！

從技術(shù)的角度大體上可以分為兩種類型：

第一種：PPG 光電容積脈搏波描記法原理

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是反射而已，利用血液中透光率的脈動(dòng)變化，折算成電信號(hào)，通過軟件算法轉(zhuǎn)換，對(duì)應(yīng)的就是心率。

市面上代表的產(chǎn)品：Fitbit charge

當(dāng)一定波長(zhǎng)的光束照射到指端皮膚表面時(shí)，光束將通過透射或反射方式傳送到光電接收器，在此過程中由于受到指，端皮膚肌肉和血液的吸收衰減作用，檢測(cè)器檢測(cè)到的光強(qiáng)度將減弱。其中皮膚、肌肉組織等對(duì)光的吸收在整個(gè)血液循環(huán)中是保持恒定不變的，而皮膚內(nèi)的血液，容積在心臟作用下呈搏動(dòng)性變化。當(dāng)心臟收縮時(shí)外周血容量最多光吸收量也最大，檢測(cè)到的光強(qiáng)度最小。而在心臟舒張時(shí)，正好相反，檢測(cè)到的光強(qiáng)度最大，使光接收器接收到的光強(qiáng)度隨之呈脈動(dòng)性變化。

那肯定就有人想問為什么常見的都是綠色LED？

因?yàn)樵谘哼@種紅色液體面前，綠光的吸收率是最大的，對(duì)于數(shù)據(jù)判斷是比較準(zhǔn)確的。

當(dāng)用戶的心臟跳動(dòng)時(shí)，會(huì)有更多的血液流過用戶的手腕，綠光的吸收量也會(huì)越大。在心臟跳動(dòng)間隙，血液流量減少，導(dǎo)致綠光的吸收也會(huì)減少。

舉個(gè)例子，假設(shè)手環(huán)的發(fā)光數(shù)值為100，皮膚肌肉組織吸收恒定的10，血液總吸收為15，那反射后為100－10＊2－15＝65，然后動(dòng)脈血過來(lái)，紅細(xì)胞含氧增多，血液總吸收變成了2被，那反射后為50，

之后會(huì)一直處于65－50－65－50－65－50－65－50－65－50……，通過計(jì)算每秒多少次脈沖變化，就得出你的心率。

這種方法的的原理也是它所存在的缺點(diǎn)，如果手環(huán)和皮膚直接有很多汗液呢？那數(shù)值就會(huì)不準(zhǔn)確。

如果你的數(shù)值是這樣變化，65－50－65－50－65－50－66－51－62－50－65等，這也會(huì)讓機(jī)器蒙逼了。

總的來(lái)說(shuō)這種方法測(cè)量靜息脈搏和正常有規(guī)則運(yùn)動(dòng)（跑步等）還是比較準(zhǔn)的，但對(duì)于無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng)，如足球羽毛球等無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，舉例所說(shuō)的假設(shè)數(shù)值會(huì)亂蹦，會(huì)稍微準(zhǔn)確度下降。但也是相差幾個(gè)數(shù)值來(lái)說(shuō)，對(duì)于非專業(yè)人士，小編我感覺應(yīng)該足夠了吧。

第二種：心電信號(hào)測(cè)量，類似ECG（心電圖）

這個(gè)說(shuō)的簡(jiǎn)單點(diǎn)，其實(shí)有點(diǎn)類似你去醫(yī)院做過的心電圖。不同的是，醫(yī)院需要在心口、腳上、手腕上都要加上電極，需要測(cè)量更多的數(shù)據(jù)，而腕式手表就不需要那么多數(shù)據(jù)，僅僅心率就夠了。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，心臟周圍的組織和體液都能導(dǎo)電，因此可將人體看成為一個(gè)具有長(zhǎng)、寬、厚三度空間的容積導(dǎo)體。心臟好比電源，無(wú)數(shù)心肌細(xì)胞動(dòng)作電位變化的總和可以傳導(dǎo)并反映到體表。在體表很多點(diǎn)之間存在著電位差，也有很多點(diǎn)彼此之間無(wú)電位差是等電的。通過收集到的電極變化，經(jīng)過算法處理，可以還原出很多數(shù)值，其中可以還原出心率數(shù)值。

每次心跳，人的體表都會(huì)有微小的電極變化，而捕捉到這些電極變化，再經(jīng)過算法就可以還原出心率跳動(dòng)的頻率。據(jù)我所知，手環(huán)內(nèi)，好像jawBong UP 3采用的是心電測(cè)量技術(shù)，其它大部分都是光電技術(shù)。截圖為例