終獲奧運銅牌的蘇炳添為什麼只用心率帶：你跑步還用心率帶嗎？

中國著名短跑運動員蘇炳添的最新微博頗為勵志，他說

“體育生懂的，我們吃得都是一種“苦”，堅持就是勝利，今天我贏了，你們加油”。

畫面中，蘇炳添大汗淋漓“累癱”在田徑跑道上，塑膠跑道上已經被他的汗水浸溼，而且你仔細看，留下心率帶的“痕跡”和腹肌“痕跡”。

而之前蘇炳添在體能房訓練的畫面也印證了這位中國短跑第一男神清晰的馬甲線。

但今天本文的重點不是要討論蘇炳添的馬甲線，

而是他訓練時似乎不用運動手錶，而是用心率帶記錄心率，這是為什麼呢？

蘇炳添從事的短跑專案，不是長距離專案，在多組短跑中，心率變化快，起伏大，心率帶所採用的是心電訊號，具有瞬時、精準的特點；

而跑者多數使用的光電心率手錶採用的是光電容積脈搏波原理（PPG），其技術特性決定了具有一定延時性、訊號容易干擾、高心率時精度有所下降的不足，這是為什麼蘇炳添採用心率帶的主要原因。

今天我們就來說說心率測量是用心率帶和光電手錶的這個重要話題。

心率帶為什麼測量心率更加準確？

運用手錶、手環、心率帶等可穿戴裝置測量心率是跑者監控強度的重要方式，也是實現科學訓練的基礎，基本上跑者人人都用手錶或者手環。

目前市面上主流的心率測量技術主要有兩種，一種是光電心率測量技術，一種是心率帶測量技術。

光電手錶佩戴方便，沒有明顯束縛感，不會給人增加額外負擔，但其測量誤差仍然給運動人群帶來一些困擾；

而心率帶測量技術則更為傳統，其優點是測量心率準確，但必須在胸口佩戴一根心率帶，會給人束縛感，相比男性，女性使用更加不友好。

隨時技術發展，光電手錶測量精度在不斷提升但尚未完全解決其技術缺陷，並且其技術缺陷是孃胎裡帶來的，很難完全規避或者克服，而傳統心率帶測量技術穩定可靠，但束縛感也無法解決。

心率帶測量原理是偵測心電（ECG）訊號，而心電圖法目前仍然是心率測量的“金標準”方法。

心臟收縮舒張會伴隨電活動，將這種電活動訊號引出放大濾波就形成了心電訊號，竇房結透過發放節律的電訊號並且將這種電訊號傳遍心臟，從而控制心臟的搏動，所以說心臟收縮舒張活動本質上是受到心電訊號的控制；

所謂心律失常就表現為心臟電訊號產生或者傳導發生重大問題，那麼就會導致心臟無法正常收縮舒張甚至停止跳動，

惡性心律失常就是馬拉松賽場上偶有猝死發生的重要原因之一。

心率帶透過兩片膠皮電極就可以偵測心電訊號並且在正負極之間的一個迴路，且由於本身固定在胸口，心電訊號比較強而穩定，所以心率帶本質就是測量心電訊號，其優點是較為精準，但缺點也很明顯，那就是必須透過介質比如膠皮電極、電極片等等測量心率，這就使得運動受到一定程度障礙和束縛；

特別是女性由於本身穿著內衣，內衣的位置正好與心率帶佩戴的位置重疊，所以女性使用起來頗為尷尬，放太低容易導致運動時心率帶滑到肚子上，戴太高又壓住乳房，所以著名心率帶品牌博能專門設計了男士/女士帶有心電測量膠皮的運動背心，以減少束縛感。

很多跑者以為心率帶是靠中間一個帶有LOGO的硬質部件採集心率，其實這是誤解，心率帶是靠兩大片膠皮電極測量心率的，中間的硬質部件通常是電池、其他內建感測器和傳輸裝置。

心率帶之所以佩戴在胸口不是因為只有胸口才能測量心率，而是因為心臟區域心電訊號最強，採集效果最好，有時候心率帶滑落到肚子上也能測量心率，就是因為心電訊號會以極微弱電流傳遍全身，只不過肚子上心電訊號會有所減弱。

此外，在冬季，由於面板乾燥，心電訊號傳輸受到面板電阻影響，這時候用心率帶往往剛開始測不出心率，用水打溼一下膠皮電極，或者運動一會出汗後，加強了導電性，就可以測量心率了。

還有些人體型瘦弱，胸骨較為凸出，也有可能導致膠皮電極與面板並沒有緊密接觸，從而影響心率測量的精度。所以通常來說，心率帶測量心率要麼測不出來，測出來一般都是準確的。

還有些跑者會發現，心率帶測量心率往往心率波動較大，特別是在安靜時候更加明顯，比如坐著的時候心率是60，站起來心率就會一下竄到90多，而在短短一兩秒鐘之內心率是不會發生如此劇烈變化的，這跟心率帶測量心率的計算方式有關；

心率帶是透過計算RR（所謂RR間期是指心電兩個相鄰QRS波波峰之間的時間）間期時間倒推心率的，也即用60除以RR間期，比如RR間期為1秒，心率就為60，這是如果從坐到站，RR間期縮短為0。6秒，心率就會加快到100次，所以心率帶是即時根據RR間期的長短變化計算心率，而不是代表此時真實1分鐘的心率。

跑者大可不必在意在非劇烈運動情況下的心率波動，這種心率波動通常是沒有實際意義。

光電心率表

為什麼測量心率精度不如心率帶？

光電手錶的測量方法學名“光電容積脈搏波描記法”，英文表達為PhotoPlethysmoGraphy，簡稱PPG技術。

其基本原理是這樣的：當光束照射到面板表面時，光束可以穿透面板，然後透過透射或反射方式傳送到發光源旁邊的光接收器，在此過程中由於受到面板、肌肉、血液的吸收衰減作用，接收器檢測到的光強度將減弱。

相比心率帶直接偵測心電訊號，影響光電手錶的因素更多。

1、干擾訊號

事實上，光電式心率測量裝置最大的技術障礙是如何將生物特徵訊號從大量亂七八糟的干擾訊號中分離出來，當光線射入一個人的面板時，由於光線被人體不同組織所吸收，所以只有一小部分光線返回給光接收器，並且這些微弱的被返回的光線中，只有一點點是由心臟收縮的血流量調節的，剩下的都分散在非搏動性生理物質上，例如面板、肌肉等等。

因此，人體處於劇烈運動狀態時，面板、肌肉這些非搏動性生理物質也產生移動，而這種移動就會導致光線吸收產生變化，由此導致很難從光線中發現真實血流量變化所帶來的光線變化特徵；

此外，周圍光線干擾還加劇這個問題的嚴重性，所以光電手錶佩戴要適度緊一點，如果松鬆垮垮，大量自然光線也會被光接收器所接受，甚至創造出近似生理性質的脈動訊號。

因此，在腕帶式光電手錶的使用過程中，通常會要求攜帶者佩戴嚴實，以避免漏光而使得環境光線對測量產生干擾。

2、面板膚色

人們膚色不同，顏色深淺不同，也會對對光的吸收產生不同影響，這就意味著光電式心率測量裝置感測器捕獲的光的強度和波長是取決於穿戴手錶的人的膚色的。

例如，深色面板吸收綠色光較多，如果面板顏色較深，那麼測量心率的準確性就會下降，這是不是意味著黑人使用光電式心率手錶幾乎沒有可能？

還有些人有紋身，這也是蘋果被人們詬病的“紋身門”，手腕有紋身的蘋果手錶使用者發現顯示屏上的資料顯示非常微弱，甚至沒有。

也許你會問，膚色淺是不是測量準確性會提高，遺憾的是，膚色越淺的人，反射光則在明亮的光束下又越容易散掉。

3、訊號交叉問題

具有周期性特徵的運動比如跑步會產生交叉干擾方面的問題，而光電手錶恰恰測量的最主要的運動就是跑步這類運動，這就是矛盾所在，因為光訊號資料通常與擺臂頻率或者步頻頻率（140-190步/分）處於同一個區間裡。

許多光電手錶的運演算法則很容易將透過光電手錶測量的擺臂、步頻等資訊錯誤解讀成心率，因為跑步時規律地擺臂本身就會成為一個特定的訊號干擾。

因為當心率和擺臂頻率、步頻接近重疊時，許多光電手錶傾向於鎖定擺臂頻率並將其顯示為心率，也就是說光電手錶有時顯示的是你的步頻，而不是心率。

4、佩戴部位

事實上，腕部是最不能做到精確測量的部位之一。因為這個區域（肌肉、肌腱、骨頭等等）會產生更多的光線干擾，並且手腕部位的血管結構有高度的變異性，這是極少數人就是測不好心率的原因，但是戴手錶肯定就是戴在手腕上，這樣便於觀測心率，矛盾就在這裡！

其實，前臂或者上臂部位被認為是更好的選擇，因為在那裡的面板表面有更高的血管密度。

那麼有不有戴在膀子上的光電手錶呢？

有的，比如芬蘭polar OH1就是戴在大臂或者小臂處（價格為1000元左右），而且它有多達6個發光頭，透過增加發光頭和心率校正演算法，其測量心率的準確度優於一般手腕式心率表，但其弊端也很明顯，跑步時不能隨時看心率，而是要透過手機APP看測量等等，跑步時隨時看手機肯定不方便。

此外，SCOSCHE Rhythm+心率帶也是戴在上臂或者前臂，所以被稱為心率臂帶。

另外，是不是發光頭越多，心率測量就一定更準呢？

其實未必，根據我們用芬蘭polar OH1戴在胳膊上所做的高強度間歇訓練的分析，當人們強度達到心率超過180時，OH1雖然擁有6個發光頭，但仍然出現測量不準的情況。

5、冬季血管收縮問題

進入冬季，特別是在北方和長江中下游地區，室外溫度往往都是在各位數甚至零度以下，此時到室外跑步，靠近體表的血管往往處於收縮狀態以減少散熱，而幾乎完全依賴血流脈衝式流動來間接偵測心率的光電手錶，自然就會面對訊號減弱的尷尬，這是為什麼冬季室外跑步跑表往往心率更飄的原因。

為什麼有些手錶連不上心率帶？

有些品牌是自產心率表和心率帶，從而構建商業閉環，因為你買了某家的手錶，如果要配心率帶，就肯定會再買這家的心率帶，比如佳明、博能就是如此；

但有些品牌的手錶本身並不自產心率帶，而是透過連線其他品牌的心率帶來發揮心率帶測量心率準確的功能的，比如華為、高馳等等是如此。

如果你對心率測量精度要求較高，習慣於佩戴心率帶，那麼你在購買心率帶時一定要搞清楚你的手錶是否能連線你想購買的心率帶，這其中主要跟心率帶的傳輸制式有關。

而一款智慧手錶能否連線心率帶也是衡量其專業性的重要方面，華為去年推出的GT runner終於可以連線心率帶，因此也大受跑者歡迎，這是跑表專業性的重要體現，也就是說我可以不用，但你不能沒有。

心率帶傳輸制式主要有兩種，一種是ANT+，一種是藍芽4。0，都是國際通用的訊號傳輸制式，ANT+是Garmin搞的，也是目前為止運動領域內最通用最普及的無線傳輸協議，基本上稍微高階點的腳踏車，跑步，游泳，鐵三感測器，顯示終端都是支援這個協議的。

目前，佳明HRM4-RUN、HRM-Tri等幾款心率帶只支援ANT+傳輸制式，如果你的手錶不支援ANT+，那麼上述幾款心率帶就無法連線你的手錶，而佳明HRM-Pro、HRM-DURL心率帶則支援ANT+傳輸和藍芽傳輸雙模式，這幾款心率帶及基本上是所有手錶都能連線，因為絕大多數手錶都支援藍芽連線模式。