可穿戴产品中 哪种心率监测方法最流行？

心率是衡量运动效果，控制运动量的最有效标准。在心率监测领域，最准确的应该是心率带，但在现在这个“颜值”社会中，又便宜又准确的心率带已out，取而代之的是各类手环和手表。

　　手环/腕带相对来说更小巧容易佩戴且价格适中，而运动手表往往集成GPS、心率传感器、训练模式等丰富的功能，当然价格也是所有心率设备中最为昂贵的。

　　抛开心率监测的外形不谈，这类电子产品因为跟医学相关，本文是以普及性的非医学专业人士的语言来解释测试的原理与方法。

四种成熟的心率监测方法

　　从事可穿戴医疗器械研究和开发的电子工程PhD王法，与大家分享了目前成熟的心率无创测量手段：血氧法，光电容积法，心电信号法，和动脉压力法。

　　(1) 血氧法。

　　如果大家读书时候做过台阶测试(一种心肺功能的体锻测试)的话，那么一定对这种心率测试方法不陌生。那种夹在食指尖的心率测试仪就是采用这种方案。

　　一般来讲，完整的血氧饱和度仪往往有2种发光二极管，一种波长660nm，是可见光的红光，一种波长900多nm，是红外线。血管中携氧的血红蛋白和不携带氧的血红蛋白，对两种光的吸收率是不同的。如下图。

　　同时，血管中的氧含量，是有消耗——心脏泵血增加——再消耗这样的周期过程的。这个周期刚好与心率是一致的。

　　人体的皮肤，骨骼，肉，脂肪等对光的反射是固定值，而毛细血管和动脉静脉由于随着脉搏容积不停变大变小，所以对光的反射是波动值。这个波动的频率就是脉搏，一般也跟心率是一致的。

　　这种方法只能得到心率信号，但是相对对运动带来的噪声抵抗力比较强，很适合目前的运动腕表。

　　至于精度，除了apple watch以外，其他几家都是用的同一款飞利浦的专利传感器。。。。。。

　　唯一能做的花头无非就是加速度仪去补偿运动噪声的算法不同，从我经验出发，应该都大同小异。

　　至于用绿光的原因——不是因为血液是红的，所以用绿光，真正原因是绿光对外界温度变化造成的信号漂移是最小的。

　　(3)心电信号法。

　　窦房结有节律地控制心脏收缩舒张从而向躯干泵血。这个控制信号是一个电信号(人体神经信号在神经上都表现为电信号)，会逐渐扩散到体表，可以在皮肤通过电极测量。大家去医院一般用的心电仪就是采用这个原理。这个节奏就是心率，除此之外，心电信号还可以为医生诊断提供很多参考信息。

　　目前市面上最精确的可穿戴心率测量仪器，心率带，也是采用这个方法。

　　但是由于心电信号的波长非常长，为了测得足够精度的信号，信号电极和参考电极就必须在躯干空间上隔得足够远。一般是胸上比较远得两点，或者左手和右手，或者手和脚等。腕表就比较难采用这个方案，除非有人愿意同时带两个表。

　　(4) 动脉血压法。

　　这其实是最古老的方法，中医的诊脉。

　　在手腕或者颈部两侧，都可以经皮肤摸到动脉的压力有规律地涨落。通过压力传感器可以将这个信号变成心率。

　　这个方案也是目前商用最不成熟的，原因一是压力传感器需要长期对穿戴者的动脉半压迫，有不适感；二是压力传感器难以以合适的方式固定在皮肤表面：固定地太紧会导致血流不畅，固定地太松又无法实现测量。这个问题在运动腕表设计中表现得格外明显。

　　所以该方法一般只在医院中对手术中手术后的静息病人使用。