光电手表VS心率带：教你选择适合自己的心率监控装备

运用手表、手环等可穿戴设备测量心率是跑者跑步时监控强度、确保安全运动最重要的方式和目的。

目前市面上主流的心率测量技术主要有两种：
一种是光电心率测量技术；

一种是心率带测量技术。

光电手表佩戴方便，使用体验好，不会给人增加额外负担，但光电手表在心率测量尤其是在高心率区间测量精度不够，仍然是光电手表主要痛点。

而心率带测量技术则更为传统，其优点是测量心率准确，但必须在胸口佩戴一根长长的心率带，会给人束缚感，使用体验稍差。

随着技术发展，光电手表测量精度在不断提升但尚未完全解决高心率区间测量不准的问题，传统心率带测量技术则没有什么大的进步，而心率带内置运动传感器可以测量跑姿也是其优点之一。

你该选择哪种可穿戴设备？

本文帮你详细参谋一下

01

心率带为什么测量心率更加准确？

关于心率带的真相

心率带测量原理是侦测心电（ECG）信号，而心电图法目前仍然是心率测量的“金标准”方法。

心脏收缩舒张会伴随电活动，将这种电活动信号引出放大滤波就形成了心电信号，窦房结通过发放节律的电信号并且将这种电信号传遍心脏，从而控制心脏的搏动，所以说心脏收缩舒张活动本质上是受到心电信号的控制。

所谓心律失常就表现为心脏电信号产生或者传导发生重大问题，那么就会导致心脏无法正常收缩舒张甚至停止跳动，恶性心律失常就是马拉松赛场上偶有猝死发生的重要原因之一。

心率带通过两片胶皮电极就可以侦测心电信号并且在正负极之间的一个回路，所以心率带本质就是测量心电信号。其优点是较为精准，但缺点也很明显，那就是必须通过介质比如胶皮电极、电极片等等测量心率，这就容易导致自由运动受到一定程度障碍。

很多跑者以为心率带是靠中间一个带有LOGO的硬质部件采集心率，其实这是误解，心率带是靠两大片胶皮电极测量心率的，中间的硬质部件通常是电池、其他内置传感器和传输装置。

心率带之所以佩戴在胸口不是因为只有胸口才能测量心率，而是因为心脏区域心电信号最强，采集效果最好。

有时候心率带滑落到肚子上也能测量心率，就是因为心电信号会以极微弱电流传遍全身，只不过肚子上心电信号会有所减弱。

此外，在冬季，由于皮肤干燥，心电信号传输受到皮肤电阻影响，这时候用心率带往往刚开始测不出心率。用水打湿一下胶皮电极，或者运动一会出汗后，加强了导电性，就可以测量心率了。

还有些人体型瘦弱，胸骨较为凸出，也有可能导致胶皮电极与皮肤并没有紧密接触，从而影响心率测量的精度。

所以通常来说，心率带测量心率要么测不出来，测出来一般都是准确的。

还有些跑者会发现，心率带测量心率往往心率波动较大，特别是在安静时候更加明显，比如坐着的时候心率是60，站起来心率就会一下窜到90多。

而在短短一两秒钟之内心率是不会发生如此剧烈变化的，这跟心率带测量心率的计算方式有关。

心率带是通过计算RR（所谓RR间期是指心电两个相邻QRS波波峰之间的时间）间期时间倒推心率的，也即用60除以RR间期。

比如RR间期为1秒，心率就为60，这是如果从坐到站，RR间期缩短为0.6秒，心率就会加快到86次，所以心率带是即使根据RR间期的长短变化计算心率，而不是代表此时真实1分钟的心率。

所以跑者大可不必在意在非剧烈运动情况下的心率波动，这种心率波动通常是没有实际意义。

02

光电心率表为什么测量心率
有时候不太准确

光电手表的测量方法学名“光电容积脉搏波描记法”PhotoPlethysmoGraphy，简称PPG技术，其基本原理是这样的：

当光束照射到皮肤表面时，光束可以穿透皮肤，然后通过透射或反射方式传送到发光源旁边的光接收器，在此过程中由于受到皮肤、肌肉、血液的吸收衰减作用，接收器检测到的光强度将减弱。

像皮肤、肌肉和其他组织对光的吸收是基本不变的，而血管里的血液在心脏节律性的收缩舒张作用之下，呈现周期性搏动血流特征。

心脏每跳动一次，动脉血管就搏动一次并且带来血流脉冲式流动，当心脏收缩时，血流量增加，血液对于光的吸收增强，检测到的光强度变小。

而在心脏舒张时，正好相反，检测到的光强度增加，这就使得使光接收器接收到的光强度呈现跟动脉搏动同样的节律变化，当我们把光转换成电信号时，就能计算出每分钟的心跳次数，也就是心率。

虽然很多手表都声称自己测量准确，但不要过于相信厂家的宣传，相比心率带直接侦测心电信号。

影响光电手表的因素有很多：

1、干扰信号

事实上，光电式心率测量设备最大的技术障碍是如何将生物特征信号从大量乱七八糟的干扰信号中分离出来?

当光线射入一个人的皮肤时，由于光线被人体不同组织所吸收，所以只有一小部分光线返回给光接收器，并且这些微弱的被返回的光线中，只有一点点是由心脏收缩的血流量调节的，剩下的都分散在非搏动性生理物质上，例如皮肤、肌肉等等。

因此，人体处于剧烈运动状态时，皮肤、肌肉这些非搏动性生理物质也产生移动，而这种移动就会导致光线吸收产生变化，由此导致很难从光线中发现真实血流量变化所带来的光线变化特征。

此外，周围光线干扰还加剧这个问题的严重性，所以光电手表佩戴要适度紧一点，如果松松垮垮，大量自然光线也会被光接收器所接受，甚至创造出近似生理性质的脉动信号。

因此，在腕带式光电手表的使用过程中，通常会要求携带者佩戴严实，以避免漏光而使得环境光线对测量产生干扰。

2、皮肤肤色

人们肤色不同，颜色深浅不同，也会对对光的吸收产生不同影响，这就意味着光电式心率测量设备传感器捕获的光的强度和波长是取决于穿戴手表的人的肤色的。

例如，深色皮肤吸收绿色光较多，如果皮肤颜色较深，那么测量心率的准确性就会下降，这是不是意味着黑人使用光电式心率手表几乎没有可能？

还有些人有纹身，这也是苹果被人们诟病的“纹身门”，手腕有纹身的苹果手表用户发现显示屏上的数据显示非常微弱，甚至没有。

也许你会问，肤色浅是不是测量准确性会提高？

遗憾的是，肤色越浅的人，反射光则在明亮的光束下又越容易散掉。

3、信号交叉问题

具有周期性特征的运动比如跑步会产生交叉干扰方面的问题，而光电手表恰恰测量的最主要的运动就是跑步这类运动，这就是矛盾所在。

因为光信号数据通常与摆臂频率或者步频频率（140-190步/分）处于同一个区间里。

许多光电手表的运算法则很容易将通过光电手表测量的摆臂、步频等信息错误解读成心率，因为跑步时规律地摆臂本身就会成为一个特定的信号干扰。

4、佩戴部位

事实上，腕部是最不能做到精确测量的部位之一。

因为这个区域（肌肉、肌腱、骨头等等）会产生更高的光线干扰，并且手腕部位的血管结构有高度的变异性，但是戴手表肯定就是戴在手腕上，矛盾就在这里！

其实，前臂部位被认为是更好的选择，因为在那里的皮肤表面有更高的血管密度。

更为夸张的是，对于光电手表来说，耳朵是至今为止被认为最佳的部位。因为那里只有软骨和毛细血管，即使身体在运动耳朵也不会有的太多位移，因此大大减少了对于光线的干扰。

混合耳机技术和光电技术的耳挂式心率测量装置会不会成为未来一种的新的技术选择呢？

尽管目前市面上，光电式心率手表似乎有取代胸带式心率手表的趋势，因为基于PPG技术的心率测量穿戴设备无论是从测量还是使用上来看都比较方便。

但唯独在测量精度、稳定性方面却时常表现得不尽如人意，误差较大，特别是心率比较高的时候。

03

光电手表心率测量不准究竟对运动有多大影响？

你被误导过吗？

光电心率表在高心率区间测量不准，有两种情况：

一种是低估了心率；

一种是高估了心率。

前者是原本心率较高，但显示心率却比较低，后者则是原本心率不高，但显示心率却很高，你遇到过这两种情况吗？

其实，对于比较有经验的跑者，能大体根据自己的主观感觉估算出自己的心率，一看手表上心率显示明显过高或者过低，也能意识到可能是心率表又犯毛病了。

但有些时候，心率测量不准确有可能对你的训练和比赛，特别是马拉松比赛造成不大不小的误导。

举例来说：

马拉松比赛时间超长，由于疲劳、大量出汗导致身体脱水、体温升高等因素，基本不太可能全程保持心率平稳，而是呈现越到比赛后程，心率越高的现象，这种现象又被称为“心率漂移”。

也就是说在马拉松比赛后半程，即使配速不变，心率也会随着时间推移而缓慢上升。

后程心率过高是跑者疲劳、脱水、电解质紊乱、糖原耗竭等的集中表现，因此，跑马后半程心率过高就成为跑友跑崩掉的重要原因。

一位跑者参加半马的心率显示越到比赛后半程心率越高

如果这个时候，心率表无法忠实记录你的心率，就可能误导你，比如跑马后半程，你的实际心率其实已经飘上去了，这时需要你适当降低配速来压一压心率。

这样也许你无法实现既定跑马目标，但至少可以预防你跑崩掉，但如果此时心率表低估了你的心率，你还认为你的心率保持得不错，继续维持原有配速，接下来就有可能使得心率进一步上升而导致你后程发生撞墙。

反过来，如果你在跑马时心率原本保持得不错，但心率表却高估了你的心率，你一看心率怎么这么老高，为了避免后程崩掉，也许这时你就会主动降低配速，这可能会造成你跑得过于保守而错失PB的机会。

所以准确测量心率是心率表最基本功能，如果这个功能时好时坏，不稳定，时常翻车，往往也把你搞得哭笑不得。

04

心率带准确，光电手表方便

跑者应该如何选择呢？

心率带测量准确这是公认的，佩戴舒适性则是仁者见仁智者见智，一些习惯于使用心率带的跑者并不觉得佩戴心率带会造成束缚感。

但对于多数人而言还是不太接受胸前绑根带子，而光电手表就没这个问题，但准确性不高的问题也一直被跑者诟病。

当然，除了这两点之外，选择心率带和光电手表还有其他方面的诸多考量。

比如包括佳明在内的心率带内置了运动传感器，除了测量心率，也能够测量触地时间、左右平衡、垂直振幅、垂直步幅比等跑姿参数，这样跑者除了了解自己的心率等生理学参数，也能够了解自己的运动学参数。

而光电心率手表显然无法提供更多跑姿测量，这也是一些跑者虽然购买了佳明光电心率表，但结果还是需要再购买一个价格不菲的“绿豆芽”用于测量跑姿的原因。

光电手表在长时间心率测量方面比心率带优势明显

虽然心率带测量心率准确，有些还能测量跑姿，但心率带显然不适合长时间佩戴。

即便一些跑者觉得跑步时佩戴心率带没有任何不适感，但如果让你24小时佩戴恐怕就没那么舒服了，而光电心率表在平时也能不间断的测量心率，从而评估疲劳、紧张、睡眠等情况。

华为WATCH GT2更可根据日常心率提供房颤和早搏筛查，这些功能都需要长期佩戴手表，显然这种情况下，光电手表就比心率带方便许多。

也就是说，如果你有长期监测心率的需求，心率表更加合适，而如果你只有运动时测量心率的需求且对于精度要求较高，那么心率带是你的首选。

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总结

心率带测量心率准确，更加适合深度运动爱好者，光电手表方便且可用于日常心率监测，适用面更广。

当然如果条件允许，从最佳使用体验来说，心率带配合光电手表也许对于跑者来说是王牌组合，也即你有一个光电心率表，同时也拥有这个心率表配套的心率带。

运动时用心率带（光电手表配合心率带使用时，心率采集时心率带优先），平时用手表，当然这也要花不少银子，一根佳明心率带也要七百多一根。

而如果不介意光电手表测量精度，又希望了解自己跑姿，那么你还是得花几百元买佳明绿豆芽，总之都是要花钱才能享受更好地服务，体验更科学的运动。

PS： 当然了，对于想要提升跑步能力的跑者，推荐这两样装备——至于如何运用到跑步能力提升上，不知道大家有没有这个需求，欢迎来讨论~