手環用衛生紙能測心率？拋開適用範圍談功能就是耍流氓

智能穿戴智能設備從誕生以來，主要就圍繞著兩個方向做功能深化，一個是以記步為代表的運動數據測量，另一方面是以心率為代表的醫療健康數據測量。直到最近的 Apple Watch 4 發布，依舊是圍繞著這兩個功能做加法。

圖片來自：@深藍財經

從一開始，智能穿戴智能設備記錄數據的準確性就屢遭質疑，比如在微信運動還很火的時候，就一度被玩成了甩手（記步）遊戲，當然心率檢測這方面也同樣無法倖免。昨晚 @深藍財經發布了一條引用知乎圖片的微博，內容是用小米手環測量一卷衛生紙卻得出了心率讀數。再次引發了對智能穿戴設備心率檢測可靠性的熱議。

圖片來自：@我是靜靜別問我靜靜是誰_

一石激起千層浪，隨後微博網友紛紛測試自己手中的智能穿戴設備能否重現該狀況。答案是肯定的，儘管目前無法確認這個測試的成功率，但從網友的反饋來看，成功用衛生紙得出心率讀數的並不在少數。

現在問題來了，為什麼會手環的心率檢測能在衛生紙上得出數據？那就要從手環最常用的心率檢測方式說起了，目前手環上採用的基本都是光電容積脈搏波描記法（PPG）。

簡單來說，探測器會發射一定波長的光束照射到皮膚，之後光束會通過透射和反射的方式傳到光線接收器，而在這個過程中，由於肌肉和血液對光線的吸收衰減作用，接收到的光線強度會有一定程度的減弱，而皮膚、肌肉和血液對光的吸收基本上是恆定的，最主要影響光線吸收的是皮膚內的血液容積，這個容積大小是隨著心臟的舒張與收縮變化的，所以接收器收到的光信號強度也會呈現脈動性變化，再將光信號轉化為電信號放大，通過演算法就能確定容積脈搏血流和心率變化。

至於為什麼心率測量都採用綠光，是因為 對於紅色的血液來說綠光的吸收效率最高。

圖片來自：電子發燒友

但為什麼衛生紙會測出來心率？回頭再去看原理會發現，PPG 測量主要依靠的是光線反射，這其實意味著只要光線反射變化的規律在一定的範圍內，就有可能會被演算法擬合成心率讀數，儘管這時你可能並沒有戴在手腕上。所以像衛生紙、杯子、玩偶、水果等絕大部分會反光的事物貼上去都可能會有心率數據。

這個結果乍一看之下很荒謬，覺得這些儀器似乎完全不可信任，但實際上忽略了這些儀器有嚴格的使用環境和用途。

圖片來自：@飛雪之靈

果殼網科普作者 @飛雪之靈也進行了測試，通過三星 S7e 測試心率，雖然也得出了心率讀數，但軟體上呈現的心率波動為無規律的曲線，不過在某些時候依舊可以強行「找出規律」從而得出心率。他認為廠商應該給測定加上一定的閾值，或者降低演算法的擬合強度。另一方面，所有的產品都有使用範圍，而手環測量心率的適用範圍是戴在手腕上，離開了這個範圍內出現錯誤結果是正常現象，這種「誤差」和當年「茶水代尿」檢測得出一大堆疾病的鬧劇類似，其實都是犯了同樣的錯誤。

自己動手，豐衣足食。愛范兒也趕緊用一卷新鮮的衛生紙進行了測試，Apple Watch 果然不負眾望…… 也得出了心率數據，面對原理上的難題，看來天下智能穿戴設備都一個樣。另外今年的 Apple Watch 4 增加了 ECG 心電圖和預防房顫等功能，因為房顫也是一種無規律的心率波動，或許在演算法測定上有所改進？

從再次測試結果來看，儘管 ECG 心電圖等功能還沒上線，Apple Watch 4 也和前三代一樣也敗下陣來。

圖片來自：wikiHow

除了 PPG 測量方法外，還有其他一些測量方法比較常見，比如在醫院中是通過電極片直接測量心電信號在體表的微小差距，心率帶也是基於同樣的原理，雖然在數據上更加精準，但這種方法難以做到小型化和便攜化。另外還有血氧法測量，比如三星 S6 自帶的光電感測器，不過血氧法對透光性要求較高，多用在測量指尖和耳垂。

儘管目前的智能穿戴設備都有這樣的 「Bug」，但其實這件事情在原理上很容易理解，只是在結果上和常識不符，所以讓不少人都覺得不可思議。再舉一個簡單的例子，把體溫計放在熱水裡讀數也會馬上升到高，水有溫度但不代表水有「體溫」，同樣手環檢測的是光線反射而不是真的幫你數心跳，只是在特定範圍下這個數據可以反映出你的心跳。

離開了適用範圍說功能，就和拋開劑量談毒性一樣，同樣是不可取的。

題圖來源：Digital Trends

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