据笔者所知，目前市面上具有心率监测功能的智能手环/手表有Microsoft Band、Microsoft Band2、Fitbit Surge、Jawbone UP 3、Apple Watch、小米带感光板等产品。
它们具体采用了哪些“黑”技术，与传统监控设备有何不同？今天我就一一告诉大家。
（本文仅做技术探讨，并非产品评测。
）目前成熟的无创心率测量方法有血氧法、光电容积法、心电图信号法、动脉压法等。
血氧法：如果你学习时做过台阶测试（心肺功能的体力运动测试），那么你一定对这种心率测试方法很熟悉。
夹在食指指尖的心率测试仪就采用了这种解决方案。
一般来说，完整的血氧饱和度仪往往有两种发光二极管，一种是波长为nm的发光二极管，即可见光中的红光，一种是波长为nm以上的发光二极管，即红外光。
血管中携带氧气的血红蛋白和不携带氧气的血红蛋白对两种光的吸收率不同。
如下所示。
与此同时，血管中的氧气含量被消耗——心脏泵出更多的血液——然后在循环过程中再次被消耗。
这个周期恰好与心率一致。
图1 血氧测定法的优点在于它提供两个信号：心率和血氧饱和度。
缺点是由于发射的光信号需要在另一端接收，因此这部分人体组织必须足够薄。
全身唯一合适的位置是指尖和耳垂。
手腕太粗，可见光根本无法穿透，使用范围也比较有限。
上述运动手表均未采用该方案。
光电体积法：该解决方案是跟踪可见光（绿光）在人体组织中的反射。
通常有两个绿色LED向手腕发射可见光，然后中间的光电传感器感应反射光。
如下：知道为什么|心率监测的基本原理！图2 图3 人体的皮肤、骨骼、肉类、脂肪等对光的反射是固定值，而毛细血管和动静脉对光的反射则随着脉搏量不断增减，因此光是一个波动的值。
这种波动的频率就是脉搏，一般与心率一致。
这种方式只能获取心率信号，但对于运动带来的噪音比较有抵抗力，所以非常适合现在的运动手表。
目前市面上的运动手表均采用这种方式。
至于准确性。
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除AppleWatch（图3）外，其他几款（图2）都使用相同的飞利浦专利传感器。
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唯一可以做到的技巧是加速度计使用不同的算法来补偿运动噪声。
根据我的经验，它们应该是相似的。
至于为什么使用绿光，“血是红色的，所以用绿光”的说法是无稽之谈。
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真正的原因是绿光因外部温度变化引起的信号漂移最小。
参考：反射绿光和红外光电体积描记法的比较，Y. Maeda 等人运动期间心率监测的红光、绿光和蓝光反射光电体积描记法的比较。
Lee j等人，心电图信号法：窦房结有节律地控制心脏的收缩和舒张，从而将血液泵送到躯干。
这个控制信号是电信号（人的神经信号在神经上都表现为电信号），会逐渐传到体表，可以通过皮肤上的电极来测量。
医院常用的心电图机就是利用这个原理。
这个节律就是心率。
此外，心电信号还可以为医生诊断提供很多参考信息。
目前市场上最准确的可穿戴式心率测量仪器心率带也采用了这种方法。
心率带 然而，由于心电信号的波长很长，为了足够精确地测量信号，信号电极和参考电极必须在躯干空间中相距足够远。
通常胸部较远的两个点，或者左右手，或者手脚等，手表采用这种方案比较困难，除非有人愿意同时佩戴两块手表。
动脉血压法：这实际上是中医最古老的脉诊方法。
在手腕或颈部的两侧，可以通过皮肤感受到动脉内的压力，并有规律地起伏。
该信号可以通过压力传感器转换成心率。
该方案目前商用最不成熟。
第一个原因是压力传感器需要长时间半压迫佩戴者的动脉，造成不适。
其次，压力传感器难以以合适的方式固定在皮肤表面：固定太紧会导致血流不畅，固定太松则无法测量。
这个问题在运动手表的设计中尤为明显。
因此，这种方法一般只在医院对手术后休息的病人使用。