【導(dǎo)讀】運(yùn)動(dòng)中，監(jiān)測(cè)心率有利于調(diào)整運(yùn)動(dòng)量。雖然心率帶是心率監(jiān)測(cè)設(shè)備中最為準(zhǔn)確地，但在實(shí)際應(yīng)用中卻略顯雞肋，隨社會(huì)發(fā)展，取而代之的便是多功能手環(huán)和手表了。
目前成熟的心率無(wú)創(chuàng)測(cè)量手段有以下四種：
(1) 血氧法。
如果體能測(cè)試時(shí)做過(guò)臺(tái)階測(cè)試(一種心肺功能的體鍛測(cè)試)，那么一定對(duì)這種心率測(cè)試方法不陌生。那種夾在食指尖的心率測(cè)試儀就是采用這種方案。
一般來(lái)講，完整的血氧飽和度儀往往有2種發(fā)光二極管，一種波長(zhǎng)660nm，是可見(jiàn)光的紅光，一種波長(zhǎng)900多nm，是紅外線(xiàn)。血管中攜氧的血紅蛋白和不攜帶氧的血紅蛋白，對(duì)兩種光的吸收率是不同的。如下圖。
同時(shí)，血管中的氧含量，是有消耗——心臟泵血增加——再消耗這樣的周期過(guò)程的。這個(gè)周期剛好與心率是一致的。
盤(pán)點(diǎn)可穿戴產(chǎn)品中 哪種心率監(jiān)測(cè)方法最流行？
血氧法的優(yōu)勢(shì)是提供心率和血氧飽和度兩種信號(hào)。劣勢(shì)是由于需要在另一端接受透射光信號(hào)，那么這部分人體組織就必須足夠薄才行，全身上下合適的位置就只有指尖和耳垂。手腕太厚了，可見(jiàn)光根本無(wú)法穿透，使用范圍比較受限制。
所以很多運(yùn)動(dòng)腕表都沒(méi)有采用這個(gè)方案。
(2)光電體積法。
這種方案是追蹤可見(jiàn)光(綠光)在人體組織中的反射。通常是有兩個(gè)綠色LED向手腕發(fā)出可見(jiàn)光，然后中間有個(gè)光電傳感器感應(yīng)反射光。如下：
人體的皮膚，骨骼，肉，脂肪等對(duì)光的反射是固定值，而毛細(xì)血管和動(dòng)脈靜脈由于隨著脈搏容積不停變大變小，所以對(duì)光的反射是波動(dòng)值。這個(gè)波動(dòng)的頻率就是脈搏，一般也跟心率是一致的。
這種方法只能得到心率信號(hào)，但是相對(duì)對(duì)運(yùn)動(dòng)帶來(lái)的噪聲抵抗力比較強(qiáng)，很適合目前的運(yùn)動(dòng)腕表。
至于精度，除了apple watch以外，其他幾家都是用的同一款飛利浦的專(zhuān)利傳感器。。。。。。
唯一能做的花頭無(wú)非就是加速度儀去補(bǔ)償運(yùn)動(dòng)噪聲的算法不同。
至于用綠光的原因——不是因?yàn)檠菏羌t的，所以用綠光，真正原因是綠光對(duì)外界溫度變化造成的信號(hào)漂移是最小的。
(3)心電信號(hào)法。
竇房結(jié)有節(jié)律地控制心臟收縮舒張從而向軀干泵血。這個(gè)控制信號(hào)是一個(gè)電信號(hào)(人體神經(jīng)信號(hào)在神經(jīng)上都表現(xiàn)為電信號(hào))，會(huì)逐漸擴(kuò)散到體表，可以在皮膚通過(guò)電極測(cè)量。大家去醫(yī)院一般用的心電儀就是采用這個(gè)原理。這個(gè)節(jié)奏就是心率，除此之外，心電信號(hào)還可以為醫(yī)生診斷提供很多參考信息。
目前市面上最精確的可穿戴心率測(cè)量?jī)x器，心率帶，也是采用這個(gè)方法。
但是由于心電信號(hào)的波長(zhǎng)非常長(zhǎng)，為了測(cè)得足夠精度的信號(hào)，信號(hào)電極和參考電極就必須在軀干空間上隔得足夠遠(yuǎn)。一般是胸上比較遠(yuǎn)得兩點(diǎn)，或者左手和右手，或者手和腳等。腕表就比較難采用這個(gè)方案，除非有人愿意同時(shí)帶兩個(gè)表。
(4) 動(dòng)脈血壓法。
這其實(shí)是最古老的方法：中醫(yī)的診脈。
在手腕或者頸部?jī)蓚?cè)，都可以經(jīng)皮膚摸到動(dòng)脈的壓力有規(guī)律地漲落。通過(guò)壓力傳感器可以將這個(gè)信號(hào)變成心率。
這個(gè)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(zhǎng)期對(duì)穿戴者的動(dòng)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面：固定地太緊會(huì)導(dǎo)致血流不暢，固定地太松又無(wú)法實(shí)現(xiàn)測(cè)量。這個(gè)問(wèn)題在運(yùn)動(dòng)腕表設(shè)計(jì)中表現(xiàn)得格外明顯。
所以該方法一般只在醫(yī)院中對(duì)手術(shù)中手術(shù)后的靜息病人使用。
看完文章，你還會(huì)好奇運(yùn)動(dòng)手表、手環(huán)等為什么可以監(jiān)測(cè)心率嗎？
