可穿戴設備兩大心率傳感器技術解析

智能手環(huán)應該是現(xiàn)階段除了VR眼鏡，大家入手最多的智能產(chǎn)品了，因為價格低廉，普及率也遠遠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)的心率傳感器精準度而言，給大家聊聊這玩意兒的技術含量！

從技術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

簡單來說，就是反射而已，利用血液中透光率的脈動變化，折算成電信號，通過軟件算法轉(zhuǎn)換，對應的就是心率。

市面上代表的產(chǎn)品：Fitbit charge

當一定波長的光束照射到指端皮膚表面時，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，檢測器檢測到的光強度將減弱。其中皮膚、肌肉組織等對光的吸收在整個血液循環(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性變化。當心臟收縮時外周血容量最多光吸收量也最大，檢測到的光強度最小。而在心臟舒張時，正好相反，檢測到的光強度最大，使光接收器接收到的光強度隨之呈脈動性變化。

那肯定就有人想問為什么常見的都是綠色LED？

因為在血液這種紅色液體面前，綠光的吸收率是最大的，對于數(shù)據(jù)判斷是比較準確的。

當用戶的心臟跳動時，會有更多的血液流過用戶的手腕，綠光的吸收量也會越大。在心臟跳動間隙，血液流量減少，導致綠光的吸收也會減少。

舉個例子，假設手環(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，然后動脈血過來，紅細胞含氧增多，血液總吸收變成了2被，那反射后為50，

之后會一直處于65－50－65－50－65－50－65－50－65－50……，通過計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，如果手環(huán)和皮膚直接有很多汗液呢？那數(shù)值就會不準確。

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

總的來說這種方法測量靜息脈搏和正常有規(guī)則運動（跑步等）還是比較準的，但對于無規(guī)則的運動，如足球羽毛球等無規(guī)則運動，舉例所說的假設數(shù)值會亂蹦，會稍微準確度下降。但也是相差幾個數(shù)值來說，對于非專業(yè)人士，小編我感覺應該足夠了吧。

第二種：心電信號測量，類似ECG（心電圖）

這個說的簡單點，其實有點類似你去醫(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。

簡單來說，心臟周圍的組織和體液都能導電，因此可將人體看成為一個具有長、寬、厚三度空間的容積導體。心臟好比電源，無數(shù)心肌細胞動作電位變化的總和可以傳導并反映到體表。在體表很多點之間存在著電位差，也有很多點彼此之間無電位差是等電的。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采用的是心電測量技術，其它大部分都是光電技術。截圖為例