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5G|【有益思】智能手环是如何测心率和睡眠的？

5G|【有益思】智能手环是如何测心率和睡眠的？

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5G|【有益思】智能手环是如何测心率和睡眠的？




近几年来 ， 智能穿戴产品已经深入我们的生活 ， 智能手表、智能手环、智能眼镜等等品种繁多 ， 这其中最有代表性的还是智能手环和智能手表 。 这两类产品使用的人群最多 ， 短消息提醒功能可以让你不会错过任何一条信息；注重健康的人群喜爱跑步健身 ， 智能手环、手表上的计时、计步、运动模式最让人喜爱 ， 可以记录下每一次的运动成果；上了年纪的人群会注重健步走并需要时时关心自己的心率和睡眠质量 ， 手环和手表们又能实时提供相关的数据 。


那么 ， 有没有注意过 ，
小小的一个手环或是智能手表
是如何做到提供心率测量
和睡眠质量的监控呢？

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 。

光电透射测量法所谓 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 。

心电信号测量法: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 。


睡眠监测是怎么做到的呢？
其内部原理又是什么？

在某品牌的智能手环的官网上写的睡眠监测的原理是： 使用体动记录仪追踪你的睡眠 ， 监控你的微运动 ， 以确定你处于清醒或睡眠状态 。

目前的体动记录仪基本都具备从3个方向轴进行记录数据 ， 三轴传感器成为标准配置 ， 三轴传感器能够灵敏的从3个方向记录到轻微的移动 。 根据记录数据 ， 分析软件通过计算可以分析出能量消耗和睡眠相关参数 ， 觉醒时间 ， 觉醒次数 ， 睡眠效率等 。

深度睡眠是睡眠的一个部分 ， 只占整个睡眠时间的25% ， 深度睡眠也被称作是“黄金睡眠” 。 人的夜间睡眠 ， 一般分5到6个周而复始的周期 ， 每个睡眠周期约60分钟～90分钟 。 根据睡眠中脑电波、肌电波及眼球活动的变化 ， 睡眠周期由非快速眼动周期和快速眼动周期组成 。 非快速眼动睡眠又分为浅睡期、轻睡期、中睡期和深睡期4期 ， 然后进入［快速眼动睡眠期］ ， 算是一个睡眠周期结束 ， 而后继续启动下一个睡眠周期 。



所以 ， 当前主流的智能手环都采用了体动记录仪进行人体睡眠监测 。 其硬件传感器记录人体微小活动 ， 内部通过一定算法进行计算出你的睡眠参数/睡眠状态 。 不同的手环由于硬件和软件的差异会存在不同的监测结果偏差 。

其实 ， 智能手环也好智能手表也好 ， 品牌、价格差异非常大 ， 关于心率的测试和睡眠质量的监控也仅仅依靠智能部件去估算一个合理值的范围 ， 对健康质量和数据有确切需求的人群还是建议用专业的医疗器械进行测量 。

来源：上海科协

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