市面上心率設備那麼多，我要選哪個？

心率是跑步最需要關注的數據，沒有之一。我們比較常見、耳熟能詳的心率測量設備，無非就是心率帶、光電心率表/手環。但除此之外，其實還有一些別的方式，今天就來給大家介紹一下。

血氧法

在醫療機構比較常見，我有一兩次看病，在見醫生前需要先測好心率量體溫。護士MM就讓把手指頭塞在一個小套套裡面，問何用，簽曰測心率。這種夾在食指尖的心率測試儀就是採用這種方案。

一般來講，完整的血氧飽和度儀往往有2種發光二極體，一種波長660nm，是可見光的紅光，一種波長900多nm，是紅外線。血管中攜氧的血紅蛋白和不攜帶氧的血紅蛋白，對兩種光的吸收率是不同的。如下圖，橫坐標是波長，縱坐標是摩爾消光係數。

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血管中的氧含量是有著周期性變化的：消耗——增加（心臟泵血）——再消耗這樣的周期過程的。這個周期自然是與心率保持一致的。

血氧法的優勢是，測一次可以得到心率和血氧飽和度兩種數據。劣勢是由於需要在另一端接受透射光信號，那麼這部分人體組織就必須足夠薄才行，咱渾身上下合適的位置有哪些呢？臉皮不算的話，就只有指尖和耳垂了。手腕太厚了，可見光根本無法穿透，使用範圍也比較受限制。

順便說一下，手機有些APP號稱能測心率，你得把手指頭放在手機閃光燈那兒，在測的時候閃光燈也一直會亮——照著手指頭白里透著紅，紅里透著光，煞是可愛。

至於測出來的心率準確度嘛，你猜……

毫無疑問，在持續運動當中這種方式明顯是不合適的。所以很多運動腕錶都沒有採用這個方案。醫療機構裡面倒是有不少設備採用這個方案。

光電體積法

這種方案是追蹤可見光（綠光）在人體組織中的反射。通常是有兩個綠色LED向手腕發出可見光，然後中間有個光電感測器感應反射光。如下圖：

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人體的皮膚，骨骼，肉，脂肪等對光的反射是固定值，而毛細血管和動脈靜脈由於隨著脈搏容積不停變大變小變大變小，所以對光的反射是個波動曲線。這個曲線的頻率就是脈搏，跟心率自然也是一致的。

這種方法只能得到心率信號，但是對運動過程中帶來的雜訊抵抗力比較強，於是乎就很適合目前的運動腕錶用。所以，象MIO，Sunnto，佳明，Apple Watch，FitBit……對了，還有小米手環等等，多數或部分產品都採用光電直測心率的方案。

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首先提到的必然是Mio Alpha，它使用的是雙光束光電器件來監測用戶心率，從與傳統心率帶對比結果來看，其數據的準確性和平滑度基本一致。不過除了直測心率之外它基本就是一塊普通的運動手錶，諸如GPS等更多功能需要藉助手機實現，相對於其千元以上的定價略顯雞肋。不過技術還算靠譜，所以佳明、Tomtom、AD等公司的早期光電直測產品都用的是MIO的整體方案。老Q最早用的就是MIO的Alpha2，如果只是想在跑步過程中實時監測心率的話，不妨用用。

至於用綠光的原因——不是因為血液是紅的，所以用綠光，真正原因是綠光對外界溫度變化造成的信號漂移是最小的。

佳明的光電測心率手錶

心電信號法

人類竇房結會有節律地控制心臟收縮舒張，從而向軀幹泵血。這個控制信號是一個電信號(人體神經信號在神經上都表現為電信號)，會逐漸擴散到體表，可以在皮膚通過電極測量（毫伏級電信號）。

跑友們去醫院體檢，做心電圖，胸口按一堆東東（電極，如上圖），就是採用這個原理。這個節奏就是心率，除此之外，心電信號還可以為醫生診斷提供很多數據。

這種辦法可以說是目前市面上最精確的心率測量方法。我們常說心率帶最靠譜，就是因為採用這個方案。

但是，由於心電信號的波長非常長，為了測得足夠精度的信號，信號電極和參考電極就必須在軀幹空間上隔得足夠遠。一般是胸上比較遠得兩點，或者左手和右手，或者手和腳等。腕錶就比較難採用這個方案，除非有人願意同時帶兩個表。

這種心率帶需要戴在胸下，一整圈。早期產品戴著不舒服，且容易掉，現在好多了。不過某些男士非常抵制這種辦法，說跟戴了個Bra一樣一樣。跑友們能接受不？

腦筋靈活的商家，推出了更方便更舒服的產品，把心率帶的電極條直接做到衣服裡面，用的時候把心率儀按進去就好，很方便。象下圖，明顯能看到衣服（彈力衣/緊身衣）裡面、胸部下面有電極條，它是貼在衣服裡面的，靠衣服的彈力與皮膚接觸。衣服外面安了個心率儀，用的時候扣上去，要洗衣服的時候取下來就好。

動脈血壓法

這其實是最古老的方法，中醫的診脈，或者自己的掐脈都是這種辦法：看著秒錶，默數一下在10秒/30秒/60秒之內手指頭感受到的跳動數就好。

一般測哪兒呢？在手腕或者頸部兩側，都可以經皮膚摸到動脈的壓力有規律地漲落。通過壓力感測器可以將這個信號變成心率。

這個方案雖然簡單，其實是目前商用最不成熟的。原因一是壓力感測器需要長期對穿戴者的動脈半壓迫，有不適感；二是壓力感測器難以以合適的方式固定在皮膚表面：固定得太緊會導致血流不暢，固定得太松又無法實現測量，讀不出數。

這個問題在運動領域應用的話，表現就格外明顯。所以想實現實時監測心率，用這個思路的話……臣妾做不到啊。

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多數小型的家用測量儀器，如上圖，能同時測血壓和心率，戴上一開之下，明顯會有壓力感，就是這個原理了。

有些低端的運動手錶，在你想測心率的時候，要把手指頭放在特定位置幾秒，也是這個原理。

紅外感應法

前面幾種辦法多數是圍繞手指、腕、胸。這個紅外感應法（個別產品叫生物感應技術）用哪個零件呢？耳朵。

耳旁區域是多種身體參數測試的理想地點。頸內動脈系統垂直沿著耳道區域運行，毛細血管系統貫穿耳屏、耳垂。在人們日常從事各種運動中，耳朵的位置都相對穩定且沒有過於激烈的動作，這就使其成為了一個理想的、穩定的測試平台。

這種思路的實現手段得有個耳塞，耳塞底部的IR（紅外線）探頭緊貼耳道，IR模塊發射一束紅外光。光線一部分被皮膚和脫落的皮層阻擋，一部分透過薄膜進入到人體淺體層並反射回來，通過對反射波的接收，可以測試到使用者的心率。淺體層有豐富的毛細血管，前邊說了，這邊的血管血液新鮮，離心臟近，所以這個測試相對更為精準。

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應用這種技術的產品其實幾年前就有，如上圖，貌似一直沒怎麼被市場認可。如果按上圖這種方式，這一顛一晃的，很難想像跑步的時候戴著能舒服。這個項圈戴上去之後的即視感……老Q還是不說了。

另外有種類似的技術，採用的是紅外線耳垂心跳感應器。用戶需要將感應器的夾子夾在耳垂上實現心率監測，然後再由黃色的主體部分通過骨傳導技術將即時心率報給你聽。產品如下圖：

上圖中間耳朵上夾著的東東就是了。這種技術如果用於跑步的話，估計會很彆扭吧……我覺得會很容易掉。

紅外技術測心率還沒完。還有種東東，用在頭盔上，而且也沒有用耳朵，它用上了前額——腦門兒。

這種頭盔的光學感測器採用急診室脈搏血氧儀使用的雙光束紅外技術，安裝在頭盔前方，只需輕輕觸及用戶的額頭，該感測器就能夠測到佩戴者的脈搏，並把原始數據傳輸到頭盔後方的處理單元。其實不只脈搏，還有其它一些生理指標，例如血氧、最大攝氧量等也能收集到。

這種頭盔其實也出來有幾年了，可能是貴的原因，沒用起來。不過這一兩年國內有些頭盔廠家推出了類似產品。

還有其它辦法測心率沒？

當然有。

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超聲多普勒原理也可以用來檢查心臟的搏動。

高大上吧？胎心儀就是這一原理。90後，00後們，沒準你很小很小的時候已經被人使用過這種技術了。

作者：老Q（劉瑾青）

姿勢跑法官方認證教練（廣州），跑步學院特約撰稿人，跑步知識傳播者（個人公眾號「跑你」）。