手环用卫生纸能测心率？抛开适用范围谈功能就是耍流氓

智能穿戴智能设备从诞生以来，主要就围绕着两个方向做功能深化，一个是以记步为代表的运动数据测量，另一方面是以心率为代表的医疗健康数据测量。直到最近的 Apple Watch 4 发布，依旧是围绕着这两个功能做加法。

从一开始，智能穿戴智能设备记录数据的准确性就屡遭质疑，比如在微信运动还很火的时候，就一度被玩成了甩手（记步）游戏，当然心率检测这方面也同样无法幸免。昨晚@深蓝财经发布了一条引用知乎图片的微博，内容是用小米手环测量一卷卫生纸却得出了心率读数。再次引发了对智能穿戴设备心率检测可靠性的热议。

一石激起千层浪，随后微博网友纷纷测试自己手中的智能穿戴设备能否重现该状况。答案是肯定的，尽管目前无法确认这个测试的成功率，但从网友的反馈来看，成功用卫生纸得出心率读数的并不在少数。

现在问题来了，为什么会手环的心率检测能在卫生纸上得出数据？那就要从手环最常用的心率检测方式说起了，目前手环上采用的基本都是光电容积脉搏波描记法（PPG）。

简单来说，探测器会发射一定波长的光束照射到皮肤，之后光束会通过透射和反射的方式传到光线接收器，而在这个过程中，由于肌肉和血液对光线的吸收衰减作用，接收到的光线强度会有一定程度的减弱，而皮肤、肌肉和血液对光的吸收基本上是恒定的，最主要影响光线吸收的是皮肤内的血液容积，这个容积大小是随着心脏的舒张与收缩变化的，所以接收器收到的光信号强度也会呈现脉动性变化，再将光信号转化为电信号放大，通过算法就能确定容积脉搏血流和心率变化。

至于为什么心率测量都采用绿光，是因为 对于红色的血液来说绿光的吸收效率最高。

但为什么卫生纸会测出来心率？回头再去看原理会发现，PPG 测量主要依靠的是光线反射，这其实意味着只要光线反射变化的规律在一定的范围内，就有可能会被算法拟合成心率读数，尽管这时你可能并没有戴在手腕上。所以像卫生纸、杯子、玩偶、水果等绝大部分会反光的事物贴上去都可能会有心率数据。

这个结果乍一看之下很荒谬，觉得这些仪器似乎完全不可信任，但实际上忽略了这些仪器有严格的使用环境和用途。

果壳网科普作者@飞雪之灵也进行了测试，通过三星 S7e 测试心率，虽然也得出了心率读数，但软件上呈现的心率波动为无规律的曲线，不过在某些时候依旧可以强行「找出规律」从而得出心率。他认为厂商应该给测定加上一定的阈值，或者降低算法的拟合强度。另一方面，所有的产品都有使用范围，而手环测量心率的适用范围是戴在手腕上，离开了这个范围内出现错误结果是正常现象，这种「误差」和当年「茶水代尿」检测得出一大堆疾病的闹剧类似，其实都是犯了同样的错误。

自己动手，丰衣足食。爱范儿也赶紧用一卷新鲜的卫生纸进行了测试，Apple Watch 果然不负众望……也得出了心率数据，面对原理上的难题，看来天下智能穿戴设备都一个样。另外今年的 Apple Watch 4 增加了 ECG 心电图和预防房颤等功能，因为房颤也是一种无规律的心率波动，或许在算法测定上有所改进？

从再次测试结果来看，尽管 ECG 心电图等功能还没上线，Apple Watch 4 也和前三代一样也败下阵来。

除了 PPG 测量方法外，还有其他一些测量方法比较常见，比如在医院中是通过电极片直接测量心电信号在体表的微小差距，心率带也是基于同样的原理，虽然在数据上更加精准，但这种方法难以做到小型化和便携化。另外还有血氧法测量，比如三星 S6 自带的光电传感器，不过血氧法对透光性要求较高，多用在测量指尖和耳垂。

尽管目前的智能穿戴设备都有这样的 「Bug」，但其实这件事情在原理上很容易理解，只是在结果上和常识不符，所以让不少人都觉得不可思议。再举一个简单的例子，把体温计放在热水里读数也会马上升到高，水有温度但不代表水有「体温」，同样手环检测的是光线反射而不是真的帮你数心跳，只是在特定范围下这个数据可以反映出你的心跳。

离开了适用范围说功能，就和抛开剂量谈毒性一样，同样是不可取的。

题图来源：Digital Trends