智能手环是如何测心率的？

智能穿戴设备早已经融入我们的生活，最常见的就是智能手环了。智能手环除了具有普通的记录步数、显示时间、消息提醒、睡眠监测等功能，还可以实时地进行心率监测。通过心率监测功能，人们可以随时看到心率变化，对自己身体状态有所了解，同时心率监测也能起到预警作用。那么，智能手环是如何监测心率的呢？

目前，常见的智能手环监测心率的方法主要有两种，一是光电透射测量法，另一种是心电信号测量法。所谓光电透射测量法，简单来说，就是心脏的规律跳动会引起血液透光率的变化，采集这种变化信息并变换为电信号，对应的就是心率信息。在手环接触皮肤的一端有发生器和光敏接收器，当发生器将一定波长的光束照射到皮肤表面时，光束将通过透射或反射方式返回光敏接收器，在此过程中，光束由于受到手腕皮肤肌肉组织、血液的吸收衰减作用，检测器检测到的光，其强度将减弱。

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，而皮肤内的血液含量在心脏泵血的作用下会呈规律性变化。当心脏收缩时血容量最多，光吸收量达到最大，此时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。

第二种方法是心电信号测量法，这种方法与医院常用的心电图检测类似，但智能手环只需要检测心率这一项数据，复杂度较低。人的心脏在每个心动周期中，心房、心室相继兴奋，伴随着无数心肌细胞的相继动作，从而会引起电位变化，这些生物电的变化称为心电，通过检测心电的周期性变化就可以检测到心率。每次心跳，人的体表都会有微小的电极变化，智能手环捕捉到这些电极变化，再经过算法就可以还原出心率跳动的频率，继而就能实现对心率的实时监测。

本文由北京邮电大学计算机科学与技术研究专业副教授张忠宝进行科学性把关。