智能手表对心率监测准确吗（手环测量的心率真的准么）

“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？

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。

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不同，这类医疗级设备使用的是透射式的光电传感器——传感器一端发射光，透过皮肤后（一般是手指、耳垂等地方），在另外一端检测光。而智能手表/手环通用的是反射式的，即在一侧发射光，通过皮肤/组织反射后，在同侧接收光。

透射式PPG脉搏血氧仪CFDA认证信息

上图是某品牌的脉搏血氧饱和度仪的认证信息，其适用范围/预期用途：供医院和家庭对患者的脉搏血氧饱和度、脉率进行监测。注意看，这里写的监测的是“脉率”而非“心率”。

也就是，基于光电容积脉搏波原理的产品所测得的其实是“脉率”而非“心率”，当然也包括我们常见的智能手环/手表。

3、“心率”和“脉率”的区别？

所以“心率”和“脉率”究竟有什么区别？

心率是心脏跳动的频率，而脉率是脉搏搏动的频率，心率和脉率不是属于同一个概念。

其实脉搏的产生也是由于心脏跳动造成的。因心脏有缩有舒，动脉内压才有升有降；又因动脉管壁具有丰富的弹性纤维，动脉内压的升降，才能以脉搏波的形式从主动脉开始，沿着管壁而迅速传播到各分支动脉，直到微动脉末梢。

所以在大多数情况下，心率和脉率是相等的。但是在一些情况下，心率会快于脉率。比如在房颤的情况下，因为房颤时心率绝对不整齐，如果有两次心率间隔的距离过短，会导致后面的那一次搏动无法传导到外周血管，所以不能形成脉搏，此时两次心率合并成一次脉率，所以导致了心率大于脉率的情况。因此，心室率大于脉率是房颤的一个特征性的表现。

需要注意的是，现在有很多智能手表/手环除了光电传感器外，还搭载了心电监测功能（心电电极），如果通过心电测量则获得的是“心率”。

4、智能手环/手表测量的“心率”准么？

知道了心率和脉率的区别，这里的问题其实应该是“智能手环/手表测量的脉率准么？“

通常情况下，智能手环/手表使用光电传感器获得的脉率还是比较准确的，但是达不到医疗级。

虽然和医疗级的脉搏血氧仪采用的是同样的原理，但是由于采集PPG信号的位置不同，所以智能手表/手环在腕部只能采用反射式的方案。而在腕部采集到的PPG信号质量相比手指部位的要差很多，后续就比较依赖算法来进行“心率”的计算。这也是为何各家都在标榜自己的“心率”算法是如何强大——“硬件”不够，“软件”来帮忙。好在目前市面上还是有很“心率”算法做得比较好的，例如Firstbeats，华为等等。

另外还有一个很重要的原因，就是智能手表/手环先天的产品形态造成的。佩戴手环/手环时，光电传感器的位置以及和皮肤的紧贴程度，会随着人体的活动产生变化，这就会导致脉率测量变得不够准确。

但是如果用来看静息状态下的脉率/心率，智能手表/手环其实还是很准确的，足以让普通人了解到自己的脉率/心率水平。对于一些运动场景，脉率/心率也能提供一些参考价值。

5、为什么“心率”检测这么重要？

为什么几乎所有的智能手表/手环都有“心率”检测功能？

1）心率是重要的生命体征

脉搏（或者说心率）是4大生命体征之一，是维持机体正常活动的支柱，如果出现异常也会导致严重或致命的疾病，同时某些疾病也可导致心率的变化。

2）心率/脉率检测技术非常成熟

得益于传感器技术的发展，以及在医疗领域的成功应用，光电容积脉搏波技术已经广泛应用于智能可穿戴领域，且具备一定的实用价值。

3）智能可穿戴需要一个杀手锏级的应用

早期的智能手环其实没有心率检测功能，更多的只是计步、卡路里、距离等等，只能算是一个计步器，玩法受限。加入“心率”检测功能以后，搭上了医疗健康检测的黑科技概念，一下子变得高大上很多，并且可以应用在诸多运动健康场景，具备了一些实用价值。

4）运动健康逐渐为人们所接受

随着物质生活水平的提高，人们愈发重视生活质量，开始关注健康，运动健身等概念深入人心（每年各地举行的各种马拉松赛事），并且也开始关注科学、可量化的运动健康。而心率就可以很好的衡量人体的运动强度，可以更加准确的量化运动量，以及科学的指导健身。

6、小结

技术的发展给人们的生活带来了便利；反过来，人们的需求又推动了技术的进步——智能手表/手环就是这样一种产物。虽然目前智能手表/手环的“心率”检测还没有达到医疗级别，但是已经可以真正的去帮助人们更好的运动健身了，具备了一定的实用价值。相信未来，技术的不断发展，会让可穿戴智能硬件给人们带来更多的帮助。

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