百科问答小站 logo
百科问答小站 font logo



各种智能手表/智能手环的心率监测功能精准度怎么样?都有哪些技术在里面? 第1页

  

user avatar   guoyachao 网友的相关建议: 
      

有伙伴私信我推荐适合的智能手环,有伙伴表示内容太专业太长了表示没有耐心看完,那就直接看前面推荐的手表即可。如果想了解更多,可以慢慢阅读深度原理层面的内容。

如果看到有优惠券或者降价,可以考虑快速入手。如果价格功能与我标注的不同,请以官方最新介绍和参数为准(超哥只是个昵称,不承担任何作为哥的责任和义务

关于智能手表/智能手环如何选择,自己写了一篇专门的文章,以后文章将不断更新,欢迎讨论交流:

不要看标价,点进去看实际优惠后的价格。

不要看标价,点进去看实际优惠后的价格

100元价位入门级智能手环:

200元入门级智能手环:


恰好最近在研究类似心率手环分析,然无人邀请自己,容我孤独寂寞冷一会儿。

过5赞开始答题。

不管到不到5赞,自己都想回答这个问题了。

第一种:PPG 光电容积脉搏波描记法原理(Photo Plethysmo Graphy)

简单来说,反射而已,就是利用血液中透光率的脉动变化,折算成电信号,对应就是心率。

代表产品:Fitbit charge HR & Surge


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。


附上临床的应用论文 光电容积脉搏波描记法原理及其在临床上的应用

为什么经常见到的都是绿光LED?

因为在血液这种红色液体面前,绿光的吸收率是最大的,对于数据判断是比较准确的。
当用户的心脏跳动时,会有更多的血液流过用户的手腕,绿光的吸收量也会越大。在心脏跳动间隙,血液流量减少,导致绿光的吸收也会减少。

举个例子,假设手环的发光数值为100,皮肤肌肉组织吸收恒定的10,血液总吸收为15,那反射后为100-10*2-15=65,然后动脉血过来,红细胞含氧增多,血液总吸收变成了2被,那反射后为50,

之后会一直处于65-50-65-50-65-50-65-50-65-50……,通过计算每秒多少次脉冲变化,就得出你的心率。

不知道PPG这种方式有没有看明白呢?
不熟悉血液循环方式的,可以看下这个心博与血液循环模型,大洋科教,顺便复习下初中学过的血液循环知识。

它的原理就决定了它的缺点,如果手环和皮肤直接有很多汗液呢?那数值就会不准确。
如果你的数值是这样变化,65-50-65-50-65-50-66-51-62-50-65等,这也会让机器蒙逼了。

总结来说:
这种方法,测量静息脉搏和正常有规则运动(跑步等)还是比较准的,但对于无规则的运动,如足球羽毛球等无规则运动,举例所说的假设数值会乱蹦,会稍微准确度下降。但也是相差几个数值来说,对于非专业人士,我感觉应该足够了吧。


第二种:心电信号测量,类似ECG(心电图)
这个说的简单点,就是你去医院做过的心电图,其实有点类似。不同的是,医院需要在心口、脚上、手腕上都要加上电极,需要测量更多的数据,而腕式手表就不需要那么多数据,仅仅心率就够了。

简单来说,

心脏周围的组织和体液都能导电,因此可将人体看成为一个具有长、宽、厚三度空间的容积导体。心脏好比电源,无数心肌细胞动作电位变化的总和可以传导并反映到体表。在体表很多点之间存在着电位差,也有很多点彼此之间无电位差是等电的。通过收集到的电极变化,经过算法处理,可以还原出很多数值,其中可以还原出心率数值。

(图片看看就算了,侵权联系我删除)

每次心跳,人的体表都会有微小的电极变化,而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。据我所知,手环内,好像jawbong UP 3采用的是心电测量技术,其它大部分都是光电技术。截图为例



至于心率带,一般也都采用心电测量,检测体表电极变化,还原出心率数值。
再多说几句,心率带有硬性和软性两种材料,区别很简单,看是不是有柔性薄膜电极。通常情况下,有柔性薄膜电极的数值会准确一点,而且沾点水会更紧密些。(想想我去测量一些对比心率数值时,会偶尔用嘴舔下然后粘上去,画面不敢想象)

为什么要用柔性薄膜点击?
柔性薄膜电极可以紧密地贴住胸部轮廓,光滑的电极表面沾水后会产生很强的吸附性,牢牢地粘附在皮肤表面,大大降低了运动中胸带位移摩擦对心率信号的干扰。目前主流的心率表厂家比如 POLAR 博能,, SUUNTO 松拓, GARMIN 佳明,MIO迈欧等等都有相关产品,我就不做广告了。

心电测量有什么缺点?
我擦,必须有啊。想象你做心电图的时候,一次都要百十块钱,凭什么啊?因为数据处理复杂,它测量的电极变化中,不仅仅只有心率数据而已,还有更多的信息,心率只是其中很小的数据,各个组织器官正常和病变情况下的数据也都是不同的。微小的变化,是好事也是坏事,一方面精准,一方面更难把控。详细可以参考@miracle,他更专业,部分图片也是来自他那里的。更多的医学上心电测量的,可以看下他的回答。


======================================================================
如果你能看到这里,不妨顺便看看这些问答,总有一个适合你:
有哪些值得入手的智能手环? - 知乎用户的回答

如何看待小米手环光感版? - 知乎用户的回答

请教手环达人,监测心率手环怎么选? - 知乎用户的回答

懒得再更新了,也懒得辩论了,苹果写的比我好N多倍。

直接看下图

如果你觉得有帮助,欢迎点个赞,更欢迎评论区互动交流。

所有评论,我都会认真查看并回复。

智能手环优质文章清单:

高赞文章:最受欢迎十大智能手表/智能手环

避坑专区

2021年优质手环专区

折扣专区




  

相关话题

  到1949年为止我们中国制造的科技含量最高的武器是啥? 
  如何看待iPhone8电池膨胀? 
  当人体富含纳米磁性材料或微细铁磁材料时可能利用外界磁场产生磁力以克服重力,创造无重力场吗? 
  如何看待华为 P40 系列国内发布会?有哪些值得关注的信息? 
  看完奥运会孩子被激发出了对体操的热情,作为家长该如何培养? 
  如何评价 Netflix 纪录片《监视资本主义:智能陷阱》(The Social Dilemma)? 
  如何看待vivo X Note 4月11日发布,该产品都有哪些亮点? 
  为什么同样错过工业革命的东亚和阿拉伯,东亚在科技复兴上要比阿拉伯快? 
  2020年了,大家想到智能家居还会觉得是智商税吗? 
  为什么电视盒子都不带vga 、3.5mm标插和音响 接口? 

前一个讨论
在地铁上被一岁多奶孩子尿一身,怎么办?
下一个讨论
如何看待网友对「北京夫妻超生6人」的反对鄙夷讽刺的评论?





© 2024-05-12 - tinynew.org. All Rights Reserved.
© 2024-05-12 - tinynew.org. 保留所有权利