可穿戴產品中四種流行的心率監測方法
發布時間:2015-10-14 責任編輯:mucowang
【導讀】運yun動dong中zhong,監jian測ce心xin率lv有you利li於yu調tiao整zheng運yun動dong量liang。雖sui然ran心xin率lv帶dai是shi心xin率lv監jian測ce設she備bei中zhong最zui為wei準zhun確que地di,但dan在zai實shi際ji應ying用yong中zhong卻que略lve顯xian雞ji肋lei,隨sui社she會hui發fa展zhan,取qu而er代dai之zhi的de便bian是shi多duo功gong能neng手shou環huan和he手shou表biao了le。
目前成熟的心率無創測量手段有以下四種:
(1) 血氧法。
如果體能測試時做過台階測試(一種心肺功能的體鍛測試),那麼一定對這種心率測試方法不陌生。那種夾在食指尖的心率測試儀就是采用這種方案。
一般來講,完整的血氧飽和度儀往往有2種發光二極管,一種波長660nm,是可見光的紅光,一種波長900多nm,是紅外線。血管中攜氧的血紅蛋白和不攜帶氧的血紅蛋白,對兩種光的吸收率是不同的。如下圖。

同時,血管中的氧含量,是有消耗——心髒泵血增加——再消耗這樣的周期過程的。這個周期剛好與心率是一致的。
盤點可穿戴產品中 哪種心率監測方法最流行?
血xue氧yang法fa的de優you勢shi是shi提ti供gong心xin率lv和he血xue氧yang飽bao和he度du兩liang種zhong信xin號hao。劣lie勢shi是shi由you於yu需xu要yao在zai另ling一yi端duan接jie受shou透tou射she光guang信xin號hao,那na麼me這zhe部bu分fen人ren體ti組zu織zhi就jiu必bi須xu足zu夠gou薄bo才cai行xing,全quan身shen上shang下xia合he適shi的de位wei置zhi就jiu隻zhi有you指zhi尖jian和he耳er垂chui。手shou腕wan太tai厚hou了le,可ke見jian光guang根gen本ben無wu法fa穿chuan透tou,使shi用yong範fan圍wei比bi較jiao受shou限xian製zhi。
所以很多運動腕表都沒有采用這個方案。
(2)光電體積法。
這種方案是追蹤可見光(綠光)在人體組織中的反射。通常是有兩個綠色LED向手腕發出可見光,然後中間有個光電傳感器感應反射光。如下:

rentidepifu,guge,rou,zhifangdengduiguangdefansheshigudingzhi,ermaoxixueguanhedongmaijingmaiyouyusuizhemaiborongjibutingbiandabianxiao,suoyiduiguangdefansheshibodongzhi。zhegebodongdepinlvjiushimaibo,yibanyegenxinlvshiyizhide。
這種方法隻能得到心率信號,但是相對對運動帶來的噪聲抵抗力比較強,很適合目前的運動腕表。
至於精度,除了apple watch以外,其他幾家都是用的同一款飛利浦的專利傳感器。。。。。。
唯一能做的花頭無非就是加速度儀去補償運動噪聲的算法不同。
至於用綠光的原因——不是因為血液是紅的,所以用綠光,真正原因是綠光對外界溫度變化造成的信號漂移是最小的。
(3)心電信號法。
竇房結有節律地控製心髒收縮舒張從而向軀幹泵血。這個控製信號是一個電信號(人體神經信號在神經上都表現為電信號),huizhujiankuosandaotibiao,keyizaipifutongguodianjiceliang。dajiaquyiyuanyibanyongdexindianyijiushicaiyongzhegeyuanli。zhegejiezoujiushixinlv,chucizhiwai,xindianxinhaohaikeyiweiyishengzhenduantigonghenduocankaoxinxi。

目前市麵上最精確的可穿戴心率測量儀器,心率帶,也是采用這個方法。
但(dan)是(shi)由(you)於(yu)心(xin)電(dian)信(xin)號(hao)的(de)波(bo)長(chang)非(fei)常(chang)長(chang),為(wei)了(le)測(ce)得(de)足(zu)夠(gou)精(jing)度(du)的(de)信(xin)號(hao),信(xin)號(hao)電(dian)極(ji)和(he)參(can)考(kao)電(dian)極(ji)就(jiu)必(bi)須(xu)在(zai)軀(qu)幹(gan)空(kong)間(jian)上(shang)隔(ge)得(de)足(zu)夠(gou)遠(yuan)。一(yi)般(ban)是(shi)胸(xiong)上(shang)比(bi)較(jiao)遠(yuan)得(de)兩(liang)點(dian),或(huo)者(zhe)左(zuo)手(shou)和(he)右(you)手(shou),或(huo)者(zhe)手(shou)和(he)腳(jiao)等(deng)。腕(wan)表(biao)就(jiu)比(bi)較(jiao)難(nan)采(cai)用(yong)這(zhe)個(ge)方(fang)案(an),除(chu)非(fei)有(you)人(ren)願(yuan)意(yi)同(tong)時(shi)帶(dai)兩(liang)個(ge)表(biao)。
(4) 動脈血壓法。
這其實是最古老的方法:中醫的診脈。
在手腕或者頸部兩側,都可以經皮膚摸到動脈的壓力有規律地漲落。通過壓力傳感器可以將這個信號變成心率。
這個方案也是目前商用最不成熟的,原因一是壓力傳感器需要長期對穿戴者的動脈半壓迫,有不適感;二是壓力傳感器難以以合適的方式固定在皮膚表麵:固定地太緊會導致血流不暢,固定地太鬆又無法實現測量。這個問題在運動腕表設計中表現得格外明顯。
所以該方法一般隻在醫院中對手術中手術後的靜息病人使用。
看完文章,你還會好奇運動手表、手環等為什麼可以監測心率嗎?
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