运动手表是如何测量心率的

2019-02-15 11:36 稿源:用户投稿  0条评论

  心率,到底有多重要?可以说“心率就是每个人的健康钥匙”,去医院看病时,医生必须检查的生命体征就包括心率。然而,平日里我们却常常忽略它,只有生病就医时才会想起它。所幸,随着健康生活理念不断科普,人们逐渐意识到了心率的重要性。

  运动健身时,即使是非专业运动员,也会通过心率设备来了解自己的运动表现,用心率训练法指导训练,提升自己的运动表现,同时避免运动伤害。

  日常生活中,也有不少人通过心率监测设备来解自己的身体状况,而这些数据都是基于心率来推算的。比如,Garmin设备的全天压力、身体电量、血氧饱和度等功能。

  大家都知道,在日常生活中发现身体的变化,是预防身体疾病非常重要的一环。所以,也有人通过心率设备来做预警。比如,有的设备可以设置心率预警,当心率超出所设置的最大心率,设备就会发出警示,提醒佩戴者采取应对措施。

  那么,除了去医院检查,我们还能怎样测量心率?

  通常,主要有 3 种比较方便的方法:脉搏测量法、心电信号法和光电体积法。今天,我们来简单聊一聊。

  1、 脉搏测量法

  在正常情况下,心率和脉率一致,脉搏测量法类似于老中医号脉的方法。通常,身体浅表靠近骨骼的大动脉均可测量脉搏。为了方便操作,可选择桡动脉、颈动脉、肱动脉这些合适的测量部位。

  桡动脉博动点(手腕):位于手腕桡侧(大拇指侧)内面。

  颈动脉博动点(颈部):颈动脉博动可以在气管和胸锁乳突肌内侧之间凹陷的部位触及。

  肱动脉博动点(手臂):肱动脉博动点位于肘窝处,肱二头肌与肱三头肌之间。

  在测量时,保持平静,食指和中指并拢,将指端轻按于测量部位,记录在15- 30 秒内的脉率,以此推算出自己每分钟的心率。

  需要注意的是,第一种方法存在两个明显的缺陷:一是误差大,比如心律不齐或其他心脏疾病。二是,运动状态下难以操作。

  那么,运动状态下如何更方便地测量心率?

  这些年,各路厂商通过心电信号法和光电体积法为消费级运动设备搭载了心率监测的功能,主要的产品形态包括心率带、手表和手环。

  2、 心电信号法

  心率带是目前市面上最精准的穿戴式心率监测设备,所采用的就是心电信号法,其原理与医院心电图一致,只是医院的心电图一般通过 10 个电极测量,数据更精准。

  这个方法的原理是,我们的心脏跳动由神经系统控制,这个控制信号是一个电信号,会逐渐扩散到体表,可以通过电极在皮肤表面测量,相当于人体和心率带形成了一个电回路。在心脏跳动期间,会产生微小的电压变化,心率带两侧的电极片可以捕捉到这些电学变化,并将其发送至相关设备(比如手表),进一步转化为我们看到的心率数据。

  3、 光电体积法

  目前,市面上大多数腕式心率监测设备(比如运动手表、手环)采用的是光电体积监测的方法,比如Garmin独立研发的Garmin Elevate光学式心率技术。这项技术的基本原理是通过光反射监测血液容积的变化来监测心率。

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  第一, 血液中含有血红素,而含氧量不同的血红素,吸收与反射光线的程度也有差异。

  第二, 正常情况下,脉搏波动和心率基本一致。当心脏跳动时,毛细血管、动脉和静脉会随着脉搏容积不停变化,血液反射的光体积也随之变化,而人体的皮肤、肌肉、骨骼、脂肪等对光的反射是固定值。

  根据这些特性,Garmin腕表以绿色光束照射手腕,透过光电二极体所侦测到的光体积的变化数据,借以计算出心跳速率。

  在手部静止不动时,许多市售机种会停止监测心率,Garmin Elevate则具备 2 种不同侦测频率:在静止或低度活动情况下,以低功率搜集心率资料;一旦监测到高强度活动,就会提升侦测功率,以更密集的频率进行探测;不论从事激烈运动或长时间静止,监测 24 小时不间断、时刻精准。

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  最后,在佩戴心率监测设备时,如何提高心率准确性?

  在运动状态下,多种因素的会对监测结果造成干扰,比如汗水、震动、温度、使用者姿势、体能状态起伏,甚至装置与皮肤的距离等。Garmin透过自家算法即时滤除杂讯,克服上述种种挑战,大幅提升精确度。随着技术不断进步,过滤时间更短、更快,显示数据更精准。

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  最值得一提的是,在佩戴心率监测设备时,你自己也要注意一些小细节(以手表为例):

  1、 确认设备紧贴于手腕,并且松紧适度。既要防止在运动时晃动,又要保证不会太紧而影响血液循环。戴好之后提拉手表时,手表依然紧贴着皮肤,与手腕之间没有明显缝隙。

  2、 佩戴位置合理,不被腕骨顶起,一般是在腕骨以下一指或两指(约1.5-2.5cm)距离。

  3、 避免将手表佩戴于深色纹身上,肤色越深吸收的光越多,会降低数据的准确性。

  4、 确认心率监测正常工作,一是查看当前心率数据,如果表盘显示“正在监测”或显示实时变化的心率数据;二是从手表背面查看心率计的绿色指示灯是不是还亮着。

  5、 确认手表软件为最新版本。

  目前,Garmin设备几乎都具备心率监测功能。基于心率监测功能,这些设备除了可以提供实时心率数据外,也能监测全天压力水平,而Vivosmart4 手环还能提供身体电量和血氧饱和度数据(日常健康监测),Fenix 5x Plus能在高海拔户外运动场景中提供血氧饱和度数据;这些数据都可用于了解自己在日常生活或运动中的身体状况。如果你想通过心率设备来了解自己的身体状况或运动表现,或调整工作、生活节奏,可以去Garmin官方网站了解一下。至于选择心率带,还是手表、手环,大家可以回顾我们以前介绍过的选购指南,再结合自己的实际需求来综合考虑。

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