智能可穿戴醫(yī)療設(shè)備是如何監(jiān)測(cè)心率的

（文章來(lái)源：醫(yī)療科技網(wǎng)）

作為智能醫(yī)療的重要媒介,智能手環(huán)在近幾天突飛猛進(jìn)的爆發(fā)增長(zhǎng)越來(lái)越縮小了健康級(jí)和醫(yī)療級(jí)醫(yī)用器械直接的距離。心率監(jiān)測(cè)這項(xiàng)原本屬于專(zhuān)業(yè)診斷的行為也從醫(yī)院走向家庭。那么智能手環(huán)監(jiān)測(cè)心率靠譜不靠譜?它到底運(yùn)用的是什么原理進(jìn)行如此專(zhuān)業(yè)的工作呢?

1、PPG光電容積脈搏波描記法原理(PhotoPlethysmoGraphy)，這是在智能手環(huán)中運(yùn)用最多的工作原理,簡(jiǎn)單說(shuō)就是用光的反射,根據(jù)血液中透光率的脈動(dòng)變化,折算成電信號(hào),再運(yùn)用一定的算法折算成心率。

其依據(jù)的原理是一束固定波長(zhǎng)的光束照射到皮膚表面時(shí),光束將通過(guò)透射或反射方式把光傳送到光電接收器,在這個(gè)過(guò)程中由于受到皮膚肌肉和血液的吸收造成衰減,檢測(cè)器檢測(cè)到的光強(qiáng)度將減弱。而皮膚、肌肉組織等對(duì)光的吸收在整個(gè)血液循環(huán)中是保持恒定不變的,但皮膚內(nèi)的血液容積會(huì)在心臟的作用下呈搏動(dòng)性變化。當(dāng)心臟收縮時(shí)外周血容量最多,光吸收量也最大,檢測(cè)到的光強(qiáng)度就最小。而在心臟舒張時(shí),則反之,檢測(cè)到光強(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。

之所以市面上大多數(shù)智能手環(huán)的LED燈是綠色的光,就是因?yàn)榫G光在紅色的血液中吸收率是最大的,用綠光檢測(cè)對(duì)數(shù)據(jù)判斷就最準(zhǔn)確。當(dāng)一個(gè)人運(yùn)動(dòng)處于比較穩(wěn)定的狀態(tài)時(shí),心率也是比較穩(wěn)定的。只要檢測(cè)到不同時(shí)間心臟的脈搏強(qiáng)弱,就可以通過(guò)算法計(jì)算出其相應(yīng)的心率。

但是,這僅限于坐下、睡眠、走路、跑步這種運(yùn)動(dòng)比較穩(wěn)定的情況下,如果是加速跑、減速跑、打籃球這種情況下,心率是忽高忽低,這種方法就很難算出準(zhǔn)確的心率了。另外,在劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí),由于皮膚大量出汗,汗液的對(duì)光吸收率不是固定的,也會(huì)影響測(cè)量精度。不過(guò)考慮到大多數(shù)智能手環(huán)的使用者大多數(shù)時(shí)候不需要檢測(cè)劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)的心率作為健康管理的參數(shù),這項(xiàng)缺陷也就可有可無(wú)了。

2、心電信號(hào)測(cè)量,類(lèi)似ECG(心電圖)，這種方法是用人體的電位差進(jìn)行心率檢測(cè),跟醫(yī)院里面做心電圖類(lèi)似。心臟周?chē)慕M織和體液都能導(dǎo)電,因此可將人體看成為一個(gè)具有長(zhǎng)、寬、厚三度空間的容積導(dǎo)體。心臟好比電源,每次心跳,心肌細(xì)胞的動(dòng)作都會(huì)使人的體表產(chǎn)生微小的電極變化,而捕捉到這些電極變化,再經(jīng)過(guò)算法就可以還原出心率跳動(dòng)的頻率。目前市面上只有極少數(shù)智能手環(huán)、手表才用這種原理進(jìn)行工作。
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