智能穿戴設備早已經(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)、顯示時間、消息提醒、睡眠監(jiān)測等功能，還可以實時地進行心率監(jiān)測。通過心率監(jiān)測功能，人們可以隨時看到心率變化，對自己身體狀態(tài)有所了解，同時心率監(jiān)測也能起到預警作用。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)律跳動會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，當發(fā)生器將一定波長的光束照射到皮膚表面時，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)的血液含量在心臟泵血的作用下會呈規(guī)律性變化。當心臟收縮時血容量最多，光吸收量達到最大，此時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。
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數(shù)據(jù)，復雜度較低。人的心臟在每個心動周期中，心房、心室相繼興奮，伴隨著無數(shù)心肌細胞的相繼動作，從而會引起電位變化，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的頻率，繼而就能實現(xiàn)對心率的實時監(jiān)測。
本文由北京郵電大學計算機科學與技術研究專業(yè)副教授張忠寶進行科學性把關。
