是卫生纸动心了?Apple Watch 是如许解释的… |7788pan


说出来你可以或许不信,卫生纸着实也是有生命……不,故意率的。

知乎的网友 张可 在《甚么事变让你觉得智商被侮辱?》这篇知乎提问下,贴出了这个让人哭笑不得的回答。

知乎和微博网友在暗示惊异的同时,纷纭拿出自己的可以或许丈量心率的智高腕表和手环测试, 成果发现不但是小米手环,Apple Watch 和荣耀手环也都可以或许给卫生纸测心率,而且除卫生纸,水杯、桌子、抱枕、以至是六神花露珠都故意率,Apple Watch 以至会提示你:你的桌子心率太低。

难道真的是万物有灵?说好的建国以后禁绝成精的呢?

着实大家高看了卫生纸,也屈身了 Apple Watch。卫生纸之所以故意率,与而今智能可穿着设备丈量心率的方法有关。

Apple Watch 和绝大多数的斲丧级智能可穿着设备收受担当的都是光电容积脉搏波描记技术(PPG)来丈量用户心率。PPG 的技术道理是,人体血管的血容量会随着心脏的紧缩舒张变更,心率测试设备发射 LED 绿光光束映照人体皮肤,按照血容质变更对绿光的反射强度变更的感化纪律(红色血液对绿光的吸收率最大,所以血管血容量的涨落会招致绿光反射强度的纪律性变更),利用领受模块将反射绿光旌旗灯号转化为电旌旗灯号阐发并监测血液流质革新频次,从而实现对心率的丈量。

▲ 人体皮肤构造。皮肤除血液以外的部门对绿光的反射率是安稳的,但是血液「潮汐」会直接影响 LED 绿光的反射率,从而反应心率(图片前导发端:dummies

正常情况下,脉搏和心率是一致,但是从标准意义上来说,PPG 监测的是人体的脉搏而不是心率。而且更关键的是,PPG 依赖光线反射的原理测定心率,所以即便是卫生纸,在叠加环境光线的变化之后反射绿光也会被 Apple Watch 等可穿戴设备视为心率变化,所以闹出 了「卫生纸有心率」这种笑话。

虽然这种主动欺骗设备然后把可穿戴设备批判一番的做法并不妥,但是至少来说,PPG 这种心率测试方式的准确度确实很容易受到客观环境变化的影响。其实除了 PPG 这种主动发射 LED 光线测量心率的主动测量技术,还有一种被动检测皮肤表层生物电的心率测量技术——同步检测心电信号技术(ECG)。

▲ 心脏收缩舒张过程中会产生微弱的生物电流并传导至皮肤,可以根据电位变化测量心率(图片来源:Wikipedia

当心脏收缩舒张时,心肌细胞会产生动作电位变化从而产生微弱的生物电流。ECG 监测心率的原理是,通过紧贴皮肤的电极记录皮肤电流变化并经由算法处理,在皮肤表面复杂的电流变化中提取心肌细胞收缩和舒张产生的电流变化,并由此还原出心率数值。

理论上来说,ECG 的心率测试数据比 PPG 更为准确一些,所以专业的医疗机构都是使用 ECG 设备测量心率。但是由于从皮肤复杂的电流中精确提取心脏电流波动数据技术难度相对更高,所以专业的医用心电图器械一般会在手腕、脚、胸口等处使用多电极收集心电数据,并辅以复杂算法以求更精确地统计心率。

所以,绝大多数智能可穿戴设备都采用了普适性更高的 PPG 技术,而不是对监测条件要求更严苛的 ECG 技术。

不过 ECG 技术在智能可穿戴设备领域依然有市场,Apple Watch Series 4 就已经开始在 PPG 技术之上加入对 ECG 的支持。ECG 不仅可以和 PPG 配合提高心率检测的精确度,而且可以对比 ECG 和 PPG 两种心率监测的方式以发现心脏早搏现象,因为准确来说,ECG 监测的是心率、PPG 监测的其实是脉搏,而心率大于脉搏的心脏早搏现象本身就是冠心病等心脏疾病的表征之一。

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