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隨著生活節(jié)奏的加快，工作壓力的加大，越來越多的人開始注重健身，如此一來，可穿戴健身追蹤設備就變得很流行。如果仔細觀察，會發(fā)現身邊已經有很多朋友開始使用這類設備，或用于健身或用于減肥，這些設備可以記錄健身數據，方便用戶跟蹤健身進度。用戶能夠一直關注自己的行動曲線。

目前，市面上的健身追蹤器已經進展到了第二代甚至第三代，昔日最原始的計步器已經被升級版設備所替代，更新的設備配備測高計和加速度計等，幾乎可以追蹤一切行為，從用戶爬了多少個臺階到用戶昨晚的睡眠質量如何等，基本全面覆蓋。

光學心率傳感器的測量原理

光電容積脈搏波描記法，這個名字讀起來實在是高端，其實說簡單點就是利用光測量脈搏的一種技術：血液是紅色的，反射紅光，吸收綠光。穿戴設備通過光學心率傳感器檢測特定時間手腕處流通的血液量。心臟跳動的一瞬，手腕處流通的血液量增加，吸收更多綠光；而心跳間隙，吸收的綠光就少一些。LED光每秒閃動數百次，計算出每分鐘的心跳次數，也就是心率。

當LED光射向皮膚，透過皮膚組織反射回的光被光敏傳感器接受并轉換成電信號再經過AD轉換成數字信號，簡化過程：光--> 電--> 數字信號

大多數設備都是把綠光作為傳感器光源，之所以選擇綠光主要是考慮到一下幾個特點：

1.皮膚的黑色素會吸收大量波長較短的波；

2.皮膚上的水份也會吸收大量的UV和IR部分的光；

3.進入皮膚組織的綠光(500nm)——黃光(600nm)大部分會被紅細胞吸收；

4.紅光和接近IR的光相比其他波長的光更容易穿過皮膚組織； 血液要比其他組織吸收更多的光；

5.相比紅光，綠（綠-黃）光能被氧合血紅蛋白和脫氧血紅蛋白吸收；

總體來說，綠光——紅光能作為測量光源。早起多數采用紅光為光源，隨著進一步的研究和對比，綠光作為光源得到的信號更好，信噪比也比其他光源好些，所以現在大部分穿戴設備采用綠光為光源。但是考慮到皮膚情況的不用（膚色、汗水），高端產品會根據情況自動使用換綠光、紅光和IR多種光源。

雖然知道了上面的幾個特點，但是還不足以弄清楚為什么通過光照就能測出心率、血氧等參數呢？

當光照透過皮膚組織然后再反射到光敏傳感器時光照有一定的衰減的。像肌肉、骨骼、靜脈和其他連接組織等等對光的吸收是基本不變的（前提是測量部位沒有大幅度的運動），但是血液不同，由于動脈里有血液的流動，那么對光的吸收自然也有所變化。當我們把光轉換成電信號時，正是由于動脈對光的吸收有變化而其他組織對光的吸收基本不變，得到的信號就可以分為直流DC信號和交流AC信號。提取其中的AC信號，就能反應出血液流動的特點。我們把這種技術叫做光電容積脈搏波描記法PPG。

光學心率傳感器的作用

穿戴設備的大熱，使得心率測量隨之大為盛行。而當前的心率測量無非于兩方面的作用：

一是反應我們的身體健康狀況，及時發(fā)現可能與心臟有關的問題。

二是對于健身愛好者的運動指導，通過了解心率狀況以便對鍛煉強度進行控制，避免身體“吃不消”。

也許，對一個心率正常的人來說，追蹤心率的意義不大。但相信隨著移動心率測量技術的發(fā)展，便攜式心率設備終將在我們的生活中發(fā)揮舉足輕重的作用。

光學式心率傳感器到底有多準？

外媒曾測試了幾款主流的心率監(jiān)測手表及腕帶，并將數據與Polar V800及Suunto Ambit3兩款心率帶所獲得數據進行對比。測試者同時佩戴智能手表/腕帶和心率帶，進行數次多公里的慢跑運動，然后將數據進行最終對比。

Polar心率帶與Garmin Forerunner225運動手表心率數據對比

Polar心率帶（橙色）與阿迪達斯miCoach運動手表（藍色）心率數據對比

Suunto心率帶（橙色）與Basis Peak（藍色）心率數據對比

首先，是Polar心率帶與Garmin Forerunner 225運動手表的對比，可以看到曲線圖前端擁有較大差異，而在跑步中途、心率逐漸平穩(wěn)的狀態(tài)下，錯誤率約為10%。而阿迪達斯miCoach運動手表的準確率約為86%，錯誤率為14%；Basis Peak則最不準確，平均錯誤率達到了25%。

不過，測試方也表示，這并非一項科學實驗室級別的測試，基礎是建立在心率帶在不運動、或慢跑時更為準確。

顯然，非官方和醫(yī)療級別的測試均說明，目前采用光學心率傳感器的智能手表、腕帶、手機的準確性并不是100%，畢竟人體是一個非常復雜的結構。不過，此前也有媒體稱，Aapple Watch在與心率帶的測試中獲得了99%的數據同步率，證明其光學心率傳感器擁有極高的準確性，這可能是該領域的一個進步。