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1 # zenrth
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2 # 小山東104625121
心率監測有三個原理:
一種是光電透射測量法。
原則上,手鐲接觸面板的感測器發出一束光,照射面板並測量反射/透射光。因為血液吸收特定波長的光,所以每次心臟泵血時,波長都會被大量吸收,從而可以確定心跳。但是缺點是它耗電量大,並且受到周圍光線的干擾。目前,市場上智慧手環或手錶監測心率的大部分功能是光電透射測量。
另一種方法是測試心電訊號。手環感測器透過測量心肌收縮的電訊號來判斷使用者的心率。其原理與心電圖相似。缺點是電路複雜,佔用印刷電路板很大的空間,易受電磁干擾。同時,感測器必須靠近面板,放置在相對固定的位置,因此很難有手環採取這種測量方式。
此外,還有振動測量。直到最近才有產品問世。因為每一次心跳都會引起身體振動,透過高精度的感測器捕捉到這種振動,然後透過訊號處理就可以得到心跳,一般來說,智慧坐墊或智慧按摩器產品都會採用這種測量方法,手環比較少見。
安全水平
那麼這種我們經常因為使用手環而使用的光電透射測量法對人體安全嗎?是否會有輻射呢?
讓我們來看看光電透射測量法的原理:血液吸收綠光反射紅光,手環利用綠色LED燈配合光感測器往血管內發射綠光照射血液,根據光強度變化來監測脈搏。當心髒跳動時,血液流經手腕,綠光被吸收光強度增強,在心跳之間光強度則減弱,LED燈每秒閃爍數百次,這樣手環利用光感感測器即可間接測出心率變化。這種光更像是家裡的LED檯燈的光,並不是有輻射的那種光,所以沒什麼傷害!
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3 # 回家路上是否有你
可穿戴裝置 +關注 好像今年的智慧手環、智慧手錶大多都有心率監測這個功能,有人就質疑了,這麼小的手環能監測一個人的心率?那能準嗎?
那些智慧穿戴產品又是怎樣來監測的呢?
一、首先為什麼要測量心率? 作為人體最重要的生命體徵之一,每個人的心率都會因年齡、性別及其他生理情況的不同而不同。一般而言,正常成年人安靜時的心率平均在75次/分左右(60~100次/分之間)。同一個人,在安靜或睡眠時心率減慢,運動時或情緒激動時心率加快,在某些藥物或神經體液因素的影響下,會使心率發生加快或減慢。經常進行體力勞動和體育鍛煉的人,平時心率較慢。 智慧手環怎麼測心率的_智慧手環測心率是用的什麼原理 具體來說,影響心率變化的因素主要是三大調節系統,即自身調節、體液調節、神經調節。心率的變化能直接或間接地反映人體多方面的健康狀態,這就是測量心率的意義。放在智慧穿戴領域,測量心率的意義則主要表現在三個方面。 首先是運動方面,心率可以體現使用者運動時身體的真實資訊,如果心率太高運動太劇烈,使用者的身體水分蒸發太快,那麼這種運動對身體無益,如果只是輕度運動心率不夠高,使用者也就不可能燃燒足夠卡路里。 其次是疾病方面,透過監測靜息心率是否在正常範圍、日常活動中監測心臟停搏、心率異常增高等可起到及時預防疾病的作用,甚至透過心電監測心率還能檢測到心律是否異常。此外,透過指尖光電容積脈搏波描記法還可以監測脈搏波變化,以分析脈率、血氧濃度,糖尿病患者的微迴圈外周血管狀態等。 小編推薦:智慧手環測血壓準不準_智慧手環測血壓原理詳解 二、心率手環工作原理 現在心率手環基本都是用的都是光感心率,是透過光的反射原理測試的,一般都會受環境光影響,部分產品對著強光或者全黑是不會有心率資料的心率手環一般採用綠色(歐司朗)搭配上感光光電二極體來檢測任何時刻流經手腕血液的流量。當用戶的心臟跳動時,會有更多的血液流過使用者的手腕,綠光的吸收量也會越大。在心臟跳動間隙,血液流量減少,導致綠光的吸收也會減少。透過複雜精密的演算法將心率訊號有效監測並提取出來,大多使用NXP原相心率。 智慧手環怎麼測心率的_智慧手環測心率是用的什麼原理 手環搭載最基本的功能:運動計步、運動距離、卡路里消耗、運動統計(年月周)來電提醒、睡眠質量分析(年月周)、時間日期顯示、鬧鐘提醒、喝水提醒、遠端拍照、手機防丟朋友圈分享運動目標設定 1.睡眠監測。可以記錄睡眠深度,睡眠時長和總體的睡眠質量。資料儲存。會提供運動和睡眠資料的歷史記錄,能夠時時檢視,並依據資料對我們的日、周、月情況進行預測,釋出趨勢圖,把我們的睡眠記錄更好的展現出來 2.運動計步,其主要是突出運動和健康理念,可以為使用者的運動情況進行自動識別。如您每天行走的步數、消耗的卡路里、完成的公里數,還可以將使用者每天的運動資料分享到設計平臺,參與朋友圈的互動 3.久坐提醒。對於上班族貼心又健康,其原理是和鬧鐘一樣。 4.手機防丟特別適合年輕父母的是,擁有強大的防丟功能,孩子拿著手機,只要遠於你的設定範圍,就會提醒。父母再帶孩子參加一些公共活動,或出入一些人多的場合就放心多了。 5.手機防丟,透過藍芽的連結的手環,都有一個藍芽連線範圍,當我們藍芽斷開的時候,手環就會馬達震動,達到一個震動的目的 智慧手環怎麼測心率的_智慧手環測心率是用的什麼原理 三、心率監測又是如何實現? 作為21世紀的新興產物—智慧穿戴產品,因其特定的使用場景和佩戴要求,應用在該領域的心率監測技術目前主要有光電容積脈搏波描記法,簡稱光電法、心電訊號法、壓力振盪法、影象訊號分析法等幾類。 1、光電法 簡單來說,這種測量心率的方法就是基於物質對光的吸收原理,透過智慧穿戴裝置的綠色LED燈搭配感光光電二極體照射血管一段時間,由於血液是紅色的,它可以反射紅光吸而收綠光,在心臟跳動時,血液流量增多,綠光的吸收量會隨之變大;處於心臟跳動的間隙時血流會減少,吸收的綠光也會隨之降低。因此,根據血液的吸光度可測量心率。 具體而言,當一定波長的光束照射到面板表面時,光束將透過透射或反射方式傳送到光電接收器,在此過程中由於受到面板肌肉和血液吸收的衰減作用,檢測器監測到光的強度將減弱。其中人體的面板、骨骼、肉、脂肪等對光的反射是固定值,而毛細血管和動靜脈則在心臟的作用下隨著脈搏容積不停變大變小。當心髒收縮時,外周血容量最多、光吸收量也最大,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。 智慧手環怎麼測心率的_智慧手環測心率是用的什麼原理 大部分智慧手錶都採用了光電法監測心率,它們的明顯特徵是感測器部位配備了綠色LED燈。 這種測量原理的光電感測器有很多種,根據光訊號接收位置的不同,光電法又可分為透射和反射兩種模式。 1.透射式光電法 透射式光電法指的是可穿戴裝置上的發生器(emitter)和光敏接收器(detector)位於所測部位的兩側(通常由一個夾子固定),入射光穿過面板進入深層組織,除了被面板、肌肉、血液、骨骼等吸收外,剩下部分的光線透射被光敏接收器感知。根據其原理,這種方法適用的測量部位是人體兩面距離比較短的組織,如耳垂、手指、腳趾等,而具有代表性的智慧穿戴產品就是那些耳夾式心率監測儀、指甲式血氧儀等。 智慧手環怎麼測心率的_智慧手環測心率是用的什麼原理 採用透射式光電法的智慧穿戴產品通常以一個夾子固定。 這一監測方法的產品在外形上通常採取密封暗盒的結構,能很好的減少外源性的光干擾,從而提高測量精度和穩定性。由於其信噪比高、訊號穩定,除了測量心率之外還可以透過波形分析心搏功能、血液流動等諸多心血管生理資訊。缺點是,不適合應用在智慧手環、智慧手錶上,而應用在耳垂、腳趾等部位的產品又會有穿戴不舒適的感覺。 2.反射式光電法 與透射式光電法剛好相反,反射式光電法中,可穿戴裝置上的發生器(emitter)和光敏接收器(detector)位於所測部位的同一側,主要測量反射回來的光。這種方法測量心率的優點是非常簡便,對測量部位的要求也很低,只要組織比較平滑且皮下脂肪少的的地方几乎都可以測量,比如額頭、手腕。因此,大部分智慧手環、智慧手錶等穿戴裝置都採用了這種方法測量心率。而且,以智慧手環或智慧手錶的產品形式出現也完美地解決了透射式光電法中心率監測與佩戴舒適的雙重要求。 不過,反射式光電法雖然在穩定狀態下表現良好,但是當裝置戴在手腕末端,會隨著使用者走路或無規則運動而像鐘擺一般上下蕩,離心力將使得血液量出現大變化;當血管收縮壓與離心力在血液中互動作用,就更難分辨血管中的血量。因此可能降低心率資料的準確度。此外,可穿戴裝置佩戴的鬆緊和人體面板血流量的大小也會影響到監測準確度。 2、心電訊號法 心電訊號法其實就是醫療級別常用的最準確的測量心率的方法。心臟在每個心動週期中,由起搏點、心房、心室相繼興奮,伴隨著無數心肌細胞動作電位變化,這些生物電的變化稱為心電,而透過心電的週期性變化便可以檢測到心率。除了心率,心電圖還可以提供包括心臟功能障礙、心臟疾病、以及心臟功能恢復情況、患者的軀體和心理壓力情況等。 對於智慧穿戴裝置來說,配備的感測器可以透過測量心肌收縮的電訊號來判斷使用者的心率情況,原理和心電圖類似,這種方法的準確度非常高,但缺點是電路比較複雜,佔PCB空間比較大,易受電磁干擾,同時感測器必須緊貼面板,放置位置相對固定,所以採用這種測量方式的智慧穿戴產品並不多見。 智慧手環怎麼測心率的_智慧手環測心率是用的什麼原理 心電圖導聯體系。 3、壓力振盪法和影象訊號分析法 壓力振盪法主要應用在電子血壓計上,血壓計袖帶給手臂加壓,透過薄膜壓力感測器探測動脈血管的搏動振幅進行AD轉換,從而測量血壓與脈率(根據一定時間內有多少個脈搏波計算出心率)。影象訊號分析法主要是利用臉部影象估測心率。因為,心臟跳動時人臉上的顏色會產生細微的變化,而且胸口和肩膀也有細微的動作,對採集到的影象進行可以估測心率和呼吸頻率。美國麻省理工學院推出的Vital-Radio則是由路由器發出Wi-Fi訊號,當訊號遇到周圍的人或者物體的時候就會馬上反彈,透過特殊的演算法可計算出每次訊號的反射速度,以此來判斷有無生命物體,如果是生命體的話,這款產品就會記錄人體心率和呼吸頻率。 這兩種方法對使用者要求較高,僅限於人體相對靜止的情況,方法不當結果也會差很多,甚至患有某些心血管疾病的病人測量結果不太準確。因此,智慧穿戴裝置領域採用這兩種方法測量心率的產品非常少。 四、智慧穿戴產品該怎麼選? 看完上面介紹的這些心率監測方法,那麼消費者到底該選哪一種智慧穿戴裝置好呢? 對於智慧穿戴裝置廠商來說,這取決於產品的市場定位。如果定位為一款時尚手環,那麼其監測心率的功能很多時候只是一種點綴,使用者使用的大多數功能可能是看時間、簡訊推送、記步等,這時候僅僅需要能提供靜態心率功能就足夠了。如果是運動手錶,光電法以其便捷性和穿戴舒適性取勝;主要應用於運動方向,那麼透過光電法監測的心率準確率基本上可以滿足需求。此外,對於普通的運動監測需求,運動手錶需要做到動態心率功能,及能實時的長時監測心率,並且需要在運動過程中能較好地排除由運動造成的心率訊號干擾。因此,採用加速度計等補償演算法是更好的選擇。 智慧手環怎麼測心率的_智慧手環測心率是用的什麼原理 國外一項將AppleWatch與專業心率監測器MioAlpha對比測試的研究表明,AppleWatch心率監測的準確度可媲美MioAlpha。 對於普通消費者來說,目前世面上絕大部分智慧穿戴產品的心率監測功能都較為準確,作為普通人運動和健身監測的工具綽綽有餘。因此,只需要按照自己心裡預估價位、個人喜好等特點挑選即可。不過,對於相對專業的運動員來說,建議佩戴測心電訊號的心率胸帶,因為這類產品的準確度更高,可以透過監測運動員的心率變異性以提供更多的健康指標。
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對於智慧手環瞭解的不是很多,不過現在市場上大多數智慧手環是透過光電測心率的,利用光反射,再用演算法得出心率。
其他的不是很懂了。
有不對的還請大家指正。