우리의 행동 중 많은 부분이 심박수에 영향을 미칩니다. 예를 들어, 흡연이나 음주를 할 때 혈액의 산소 운반 능력이 떨어지기 때문에, 신체의 정상적인 작동을 유지하기 위해서는 심장에 산소를 공급하기 위해 더 많은 혈액을 수송해야 하며, 심박수는 빨라진다. 몸이 운동 중에 더 많은 산소가 필요할 때 심박수도 빨라진다. 그러므로 심박수는 우리의 신체 상태를 반영하는 중요한 지표이다.
현재 비교적 성숙한 심박수 모니터링 방법에는 심전도법, 동맥혈압법, 광전법 등 세 가지가 있다.
전기 펄스 측정은 건전극 기술을 이용하여 인체의 심전도 데이터를 얻고 최고치를 통해 심박수를 탐지한다. 원리는 심전도와 비슷하다.
심장은 기계적으로 수축하기 전에 일종의 전기 흥분이 있는데, 이런 전기 흥분은 인체 조직을 통해 체표로 전달될 수 있다. 전기 펄스 측정은 이런 전기 자극을 모니터링함으로써 심박수를 측정한다.
전기 펄스 측정의 정확도는 가장 높지만, 이 전기 신호의 파장이 길기 때문에 모니터링에 사용되는 두 전극은 일정한 거리를 유지해야 하는데, 이는 소형 착용 장비에서도 달성하기 어렵다.
동맥혈압법은 동맥혈압을 감지함으로써 심박수를 감시한다. 심장이 수축하면 동맥 혈류가 증가하고 혈압이 높아진다. 심장이 이완되면 동맥 혈류가 감소하고 혈압이 낮아진다. 혈압의 이런 변화는 매우 뚜렷하여 손으로 느낄 수 있기 때문에 과거에는' 맥박 절단' 진단 방법이 있었다.
동맥혈압법의 단점은 분명하다. 이런 혈압의 변화를 느끼려면 일정한 압력을 가해야 하기 때문에, 이런 설비를 장기간 착용하면 반드시 압박감과 불편함을 초래할 수 있기 때문에 혈압계 외에 다른 심박수 모니터링 장비에는 거의 사용되지 않는다. (데이비드 아셀, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 혈압명언)
광전법은 광전용적추적 (PPG) 기술을 바탕으로 투과형과 반사식으로 나뉜다. 투과식은 일반적으로 혈산소 함량을 통해 심박수를 측정한다.
혈액 속의 헤모글로빈은 산소를 신체의 각 부위로 운반한다. 산소가 몸에 소모된 후, 심장은 피를 펌프하고, 무산소 헤모글로빈을 보내 산소를 보충하고, 산소를 가지고 새로운 헤모글로빈을 가져온다. 이런 순환은 심박수의 변화와 일치하지만, 산소 헤모글로빈과 무산소 헤모글로빈은 빛에 대한 흡수율이 다르다. 특정 파장의 빛을 방출하여 혈액의 산소 함량을 측정함으로써 심박수 데이터를 더 얻을 수 있다.
이 방법의 장점은 심박수와 혈산소 채도를 동시에 측정할 수 있다는 점이다. 하지만 빛은 인체 조직을 관통해야 하기 때문에 손가락 끝, 귓불 등 특정 부위에만 사용할 수 있다. 팔찌는 손목에 착용해야 하며 투과형 PPG 사용 조건에 맞지 않아 착용이 가능한 장비에는 거의 사용되지 않습니다.
반사형은 빛의 반사를 통해 혈액이 흐를 때 혈관 용적의 변화를 감지하여 심박수를 측정한다. 현재 시중에 나와 있는 대부분의 웨어러블 장비 (예: 애플와치, 샤오미 팔찌 2 등) 는 이런 방식을 채택하고 있습니다. 그래서 당신은 명확 하 게 이러한 장치의 심장 박동 센서의 발광 끝과 수신기를 볼 수 있습니다. 발사단은 녹색광을 방출하고 수신측은 신체 조직에서 반사되는 빛을 받는다.
녹색광을 사용하는 것은 혈액이 빨간색이기 때문이 아니라 혈액과 혈관 외에 다른 조직이 있어 신호' 소음' 을 가져와 모니터링의 정확성에 영향을 미치며 녹색광의 내건력이 가장 강하다. 투과된 PPG 에서 붉은 빛을 사용합니다. 붉은 빛은 파장이 더 길고 관통력이 강하기 때문입니다.
정확도에 관해서는, 우리의 평소 운동, 자세, 심지어 피부색까지 광전법의 심박수 측정 결과에 영향을 미친다. 그래서 대부분의 이별고리와 손목시계가 측정한 심박수는 기본적으로 정확하지 않지만, 기본적으로 심박수 변화의 추세를 반영할 수 있어 일반인의 운동 심박수 모니터링에 충분하다.