智能手環(huán)是如何測心率的？

智能穿戴設(shè)備早已經(jīng)融入我們的生活，最常見的就是智能手環(huán)了。智能手環(huán)除了具有普通的記錄步數(shù)、顯示時(shí)間、消息提醒、睡眠監(jiān)測等功能，還可以實(shí)時(shí)地進(jìn)行心率監(jiān)測。通過心率監(jiān)測功能，人們可以隨時(shí)看到心率變化，對自己身體狀態(tài)有所了解，同時(shí)心率監(jiān)測也能起到預(yù)警作用。那么，智能手環(huán)是如何監(jiān)測心率的呢？

目前，常見的智能手環(huán)監(jiān)測心率的方法主要有兩種，一是光電透射測量法，另一種是心電信號測量法。所謂光電透射測量法，簡單來說，就是心臟的規(guī)律跳動(dòng)會(huì)引起血液透光率的變化，采集這種變化信息并變換為電信號，對應(yīng)的就是心率信息。在手環(huán)接觸皮膚的一端有發(fā)生器和光敏接收器，當(dāng)發(fā)生器將一定波長的光束照射到皮膚表面時(shí)，光束將通過透射或反射方式返回光敏接收器，在此過程中，光束由于受到手腕皮膚肌肉組織、血液的吸收衰減作用，檢測器檢測到的光，其強(qiáng)度將減弱。

其中，皮膚、肌肉組織等對光的吸收在整個(gè)血液循環(huán)中是保持恒定不變的，而皮膚內(nèi)的血液含量在心臟泵血的作用下會(huì)呈規(guī)律性變化。當(dāng)心臟收縮時(shí)血容量最多，光吸收量達(dá)到最大，此時(shí)檢測到的光強(qiáng)度最??；而在心臟舒張時(shí)正好相反，檢測到的光強(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。

第二種方法是心電信號測量法，這種方法與醫(yī)院常用的心電圖檢測類似，但智能手環(huán)只需要檢測心率這一項(xiàng)數(shù)據(jù)，復(fù)雜度較低。人的心臟在每個(gè)心動(dòng)周期中，心房、心室相繼興奮，伴隨著無數(shù)心肌細(xì)胞的相繼動(dòng)作，從而會(huì)引起電位變化，這些生物電的變化稱為心電，通過檢測心電的周期性變化就可以檢測到心率。每次心跳，人的體表都會(huì)有微小的電極變化，智能手環(huán)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，繼而就能實(shí)現(xiàn)對心率的實(shí)時(shí)監(jiān)測。

本文由北京郵電大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)研究專業(yè)副教授張忠寶進(jìn)行科學(xué)性把關(guān)。