腕部脉搏传感器

如何使用腕戴设备检测心脏问题？

腕戴式设备如何被用于检测心脏问题？

心房颤动是最常见的持续性心律失常。如果不及时治疗，可能会导致严重的后果，比如中风。可惜早期很难发现。然而，一个国际科学家小组希望帮助开发原型腕带设备。

立陶宛考纳斯理工大学、维尔纽斯大学、维尔纽斯艺术学院和瑞典隆德大学联合开发的手表工具包括光电容积脉搏波(PPG)和心电图(ECG)传感器。前者通过光学检测组织内血容量的变化，后者通过皮肤监测心脏的电活动。

当PPG检测到可能表明房颤发作的血容量变化时，该设备会通过振动警告佩戴者。这也促进了心电图的激活，允许传感器采用快速参考读数。

然后比较两个传感器的读数，一种特殊的算法过滤掉身体运动和其他因素造成的无关数字噪声。如果确认房颤，请通知用户，以便他们联系医生。一旦进一步开发，该设备还可以监测心脏对身体负荷的反应——反应缓慢表明心血管疾病的风险增加。

科学家希望通过他们易于使用的设备提供连续监测，以帮助拯救生命。

科学大学的首席科学家VaidotasMarozas博士说：因为这种情况非常普遍，所以每个65岁以上的人都应该接受房颤检查。然而，依靠短期临床心电图，只有当疾病是慢性的时，才能检测到心律失常。如果只是偶尔发生呢？那么我们的技术将会非常有用。

手环是怎么工作的？

手环里的LED灯可以通过传感器识别手腕上的毛细血管。传感器通过识别毛细血管的跳动来测量脉搏，然后将这些信息转换为心率。听起来很简单，但是有一个问题。为了得到尽可能准确的数字，手镯和手腕应尽可能保持相对静止。运动或出汗可能会导致错误。

智能手环如何测量心率？

心率监测有三个原则：

一种是光电透射测量。

原则上，接触皮肤的手环传感器会发出一束光，照射皮肤，并测量反射/透射光。因为血液会吸收特定波长的光，心脏每次泵血都会大量吸收该波长，从而决定心跳。但缺点是耗电量大，受周围光线干扰。目前市面上的智能手环或手表，大部分功能都是光电传输测量。

另一种方法是测试心电图信号。手环传感器通过测量心肌收缩的电信号来判断用户的心率。其原理类似于心电图。缺点是电路复杂，占用空间大的印刷电路板易受电磁干扰。同时传感器必须贴近皮肤，放置在相对固定的位置，所以手环很难采用这种测量方式。

此外，还有振动测量。产品直到最近才出现。因为每一次心跳都会引起身体振动，这种振动可以被高精度的传感器捕捉到，然后通过信号处理得到心跳。一般来说，这种测量方式用于智能坐垫或者智能按摩器，手环比较少见。

安全水平

那么，我们经常使用的光电透射测量法对人体安全吗？会有辐射吗？

我们来看一下光电透射测量的原理：血液吸收绿光反射红光，手环利用绿色LED根据光的强度变化，灯具配合光传感器向血管发射绿光照射血液，监测脉搏。心脏跳动时，血液流经手腕，绿光强度增强，心跳之间光的强度减弱。LED灯每秒闪烁数百次，这样手环就可以通过光传感器间接测量心率变化。这种光更像家里LED台灯的光，不是那种万丈光芒，所以没有危害！