“心率”这个本来非常医学的概念,由于智能可穿戴设备(智能手表/手环)的普及,逐渐为人们所熟知。目前几乎所有的智能手表/手环都具备“心率”检测甚至监测功能。但是你真的了智能手表/手环的“心率”检测么?
1、“心率”是什么?
心率,Heart rate,顾名思义,指的是心脏跳动的频率,通常是以每分钟心跳的次数来表征,即BPM(Beats Per Minute)。心率是人体基础生理特征之一,正常成年人的静息心率一般是60~100BPM,而成人理想的心率区间是55~70BPM。心率过高和心率过低都不好,但是仅从心率是无法判断人的真实健康状况,必须结合其他指标。
2、智能手表/手环测量的是“心率”么?
首先说结论,智能手表/手环测量的其实并不是真正的“心率”。
目前市面上的智能手表/手环产品,使用的是叫做光电容积脉博波(Photoplethysmograph,PPG)的方法来获得“心率”。
光电容积脉搏波描记法(PhotoPlethysmoGraphy,PPG)是借光电手段在活体组织中检测血液容积变化的一种无创检测方法。当一定波长的光束照射到指端皮肤表面时,光束将通过透射或反射方式传送到光电接收器。在此过程中由于受到指端皮肤肌肉和血液的吸收衰减作用,检测器检测到的光强度将减弱。其中皮肤、肌肉、组织等对光的吸收在整个血液循环中是保持恒定不变的,而皮肤内的血液容积在心脏作用下呈搏动性变化,当心脏收缩时外周血容量最多,光吸收量也最大,检测到的光强度最小;而在心脏舒张时,正好相反,检测到的光强度最大,使光接收器接收到的光强度随之呈脉动性变化,将此光强度变化信号转换成电信号,便可获得容积脉搏血流的变化。由此可见,容积脉搏血流中包含有心搏功能、血液流动等诸多心血管系统的重要生理信息。同时,容积脉搏血流主要存在于外周血管中的微动脉、毛细血管等微血管中,所以容积脉搏血流同样包含有丰富的微循环生理病理信息,是我们研究人体循环系统重要的信息来源。
不管是2000多的Apple Watch,还是100多的小米手环,用的都是这种基于光电容积脉博波原理的光电传感器。
Apple Watch 光电传感器
光电传感器由于可穿戴设备的普及逐渐为人们所熟知,而在医学上,很早就有基于同样原理的医疗级产品——脉搏血氧饱和度仪。
和可穿戴设备中的光电传感器