心律、血压、睡眠……为什么一块手表能监测多种健康指标？

（人民日报健康客户端 记者 李益萌）工业和信息化部5月29日发布数据显示，2026年1月至4月，我国电子信息制造业生产保持快速增长，规模以上电子信息制造业实现营业收入5.88万亿元，行业呈现良好发展态势。在电子信息制造业中，智能手表发展势头强劲。

心率、心律、血压、血氧、睡眠……智能手表正承载越来越多的健康监测功能。人们拥有的不再只是一块戴在手腕上的小巧屏幕，更是从运动伴侣转向健康监测的“随身管家”。这些数据是怎么测出来的？背后的技术原理是什么？国产品牌做到了什么程度？人民日报健康客户端记者采访了消费者常用大厂品牌智能手表研发相关人员，拆解智能手表背后的健康功能。

测试员正在检测智能手表对健康指标的监测表现。受访者供图

心率监测：捕捉一明一暗的光线变化

“心率监测是智能手表健康功能的基石，无论是日常状态、运动负荷、睡眠质量，还是心血管风险筛查，都需要精准、连续、高密度的心率数据。”华为终端BG智能穿戴与运动健康产品线总裁张炜说。

张炜进一步介绍，血液具有吸收特定波段光线的特性。智能手表背部内置LED与光电传感器，LED会向手腕皮肤贴合处发射光线。心脏收缩时，血液流速加快，反射光线变弱；舒张时，血液流速变慢，反射光线变强。光电传感器持续捕捉规律性的明暗光信号波动，将其转换成电子脉冲信号，也就能够计算出实时心率了，这就是监测心率最常用、最基础的逻辑。

监测心率时，智能手表的传感器会向皮肤发射绿光。李益萌 摄

“运动、紧张情绪过后，健康的心脏能够很快‘踩刹车’，让心率降下来。如果‘刹车’能力较弱，可能增加远期心源性猝死的风险。”北京荣耀终端有限公司运动健康产品线总经理肖培松表示，智能手表对心率减速力（DC）的进一步监测，可以提醒使用者调整作息、睡眠、压力等，或在高风险时寻求医生专业指导。

心率的准确性，对下游功能有着决定性的影响。vivo手表所在企业维沃移动通信有限公司技术规划专家于龙表示，剧烈运动带来的伪影（因运动干扰产生的“假信号”）远强于正常的心脏信号，“如何通过软硬件手段，有效地将心脏信号从浩如烟海的干扰中分解出来，正确、及时地呈现，是目前行业在努力进步的一个活跃领域。”

心律监测：分析脉搏波形、捕捉心电活动

心率监测是看心跳的频率（快慢），心律监测是看心跳的节律（规不规律）。技术上如何实现这一功能？张炜、肖培松向人民日报健康客户端记者讲解心律监测技术时，不约而同提到了两种传感器，一是PPG（光电容积脉搏波）传感器，二是ECG（心电图）传感器。

PPG传感器也就是前述捕捉心率所用的技术。得到心率后，通过算法分析其波动规律，识别异常的脉搏波形，从而判断房颤、早搏等心律失常风险。不仅让PPG传感器突破了单纯的测心率功能，在准确性、可靠性方面，这项技术也获得了二类医疗器械注册证。

ECG传感器的用法更加直接。依靠手表机身的金属电极，与身体触碰后形成导电回路，捕捉心肌放电的生物电信号，生成心电图。通过研发的算法分析，判断心律失常的风险，甚至分辨具体类型。

不过，这两种方式都是医疗辅助筛查工具，不等同于临床诊断。若有偶发心律失常的结果，不足以下疾病定论；如果经过一段时间的佩戴，时常出现异常结果，应引起重视，规范就医。

血压监测：有袖带、无袖带均可监测

“我有高血压家族史，所以特意选择了能监测血压的手表。”在北京怀柔工作的小欧（化名）告诉记者，最近，他换了一块新的智能手表，在挑选过程中发现，有的手表是充气测血压，有的手表却不用充气。

小欧的选购体验，正展示了目前智能手表监测血压的两种常见的技术路线，一是气囊袖带技术，二是PPG技术。于龙向记者讲解，前者应用了传统血压计的原理，不过远远窄于传统的充气袖带又成为了技术挑战；后者是将血流变化产生的光学特征与血压值联系起来，可以无感长期监测，但需要克服人与人之间的信号特征差异。

张炜介绍，传统袖带是给位于上臂的肱动脉加压，而智能手表的超窄气囊袖带，是给位于手腕的桡动脉加压——由微型气泵加压，阻断桡动脉血流，再缓慢放气，压力传感器捕捉脉搏波振动信号，从而计算收缩压和舒张压。目前这项技术也获得了二类医疗器械注册证。此外，还可以设定间隔自动测量，获得昼夜血压波动规律，帮助识别夜间高血压、白大褂高血压。

肖培松介绍，PPG监测血压利用了不同波长的光，不再只是测心率用到的绿光——蓝光、绿光、红光和红外光，分别用于获取浅层毛细血管、中层动脉、深层动脉的血流信号。通过这四道光线反射数据的差异，得出血液抵达不同组织部位的时间差，更加无感地判断血压情况、监测血压变化。在校准方面，手表测量2分钟内，使用医用血压计测量，将数据输入手表，能够建立起血压值与PPG信号之间的关联。

血管弹性评估：心电信号+脉搏波形的“配合战”

良好的血管‌弹性，能缓冲心脏泵血带来的压力波动，高血压人群尤其需要关注。在临床中，脉搏波传导速度（PWV）是评估动脉硬化的金标准。

于龙向记者讲解，相比于临床标准的PWV测量方法，手表采用了相对简单的替代法——手表标记心脏收缩起始时刻、记录脉搏波到达手腕的时刻，两者的时间差为脉搏波传导时间（PTT），结合身高估算的动脉传导距离，可推算PWV的参考值，作为血管弹性的评估依据。对于特定的年龄、体重等基本特征而言，压力波的传导速度越快，代表着血管弹性越差。

张炜进一步解释，评估心律用到的PPG传感器和ECG传感器，在测量PWV时可以“打配合战”——由ECG传感器捕捉心电信号，标记心脏收缩起始时间点，PPG传感器记录脉搏波完整形态，捕捉波峰到达时间，再进行信号过滤与AI计算，结合身高、体重、性别、年龄等基本体征数据，测定最终PWV数值。

血氧监测：看看血红蛋白“偏爱”哪种光

血氧饱和度衡量着人体的氧气供应水平。氧合血红蛋白对红光（约660nm）的吸收较弱，对红外光（约940nm）的吸收较强；脱氧血红蛋白则相反。血氧仪正是利用这两个波长光线的吸收率差异来计算血氧饱和度。

“从本质上讲，指尖血氧仪和智能手表测血氧饱和度的基础原理一样。”于龙坦言，但由于更厚的皮肤、脂肪、毛发甚至是疤痕组织阻挡，在手腕捕捉到的信号质量不如指尖，但目前的技术积累和创新，已经在很大程度上解决了这个问题。

其实，智能手表除了能在手腕部位测血氧，也可以用指尖来测血氧。张炜介绍，目前手表可以设计特定的传感器模块，用指尖轻触10秒，就可以连续测血氧，相比于腕部光线穿透与反射路径，这种方式更加稳定，实现速度、精度、便捷度的三重提升。

对标指尖血氧仪，开展智能手表血氧监测评估。受访者供图

睡眠监测：关联指标计算睡眠阶段，传感器识别动作姿态

“我入睡比较慢，加上经常熬夜、睡眠时间短，换手表之后，我每天会看睡眠的总时长，特别是深睡眠的时间。”小欧并不是个例。睡不好、睡不醒等本体感受，促使人们频繁使用手表监测睡眠。

张炜介绍，目前智能手表可以划分清醒期、浅度睡眠、深度睡眠、快速眼动期，统计各阶段时长，并记录整夜睡眠行为规律。将睡眠情况数据化，可以客观了解自己的睡眠水平。

“手表之所以能不依靠对脑部的直接观测来判断人睡着了还是醒着，以及正处于哪个睡眠阶段，其大前提是‘人是一个整体’，不同器官状态之间有直接或间接的联系，能够‘估计’睡眠情况。”于龙举例解释，睡眠中的神经活动对心率变异性有影响，不同睡眠周期的心率与心率变异性、微小体动等因素会发生变化，从而与睡眠分期对应起来，这也是PPG传感器的又一个应用场景。

张炜进一步介绍，睡眠时，人体肢体活动大幅减少；而翻身、挪动、起身下床都会产生明显震动信号，利用“加速度+陀螺仪姿态传感器”，可以识别身体活动，再与PPG传感器结合，就能更好地区分不同的睡眠分期状态。

对标脑电图，开展智能手表睡眠监测评估。受访者供图

科学佩戴：发挥健康监测能力的前提

“最近换了个新款智能手表，功能很丰富，也比较容易上手，但问题是我平时没有长时间戴表的习惯，有一些数据就受到了影响。”在北京朝阳区工作的子文（化名）向记者展示他新换的设备，也道出了苦恼。

张炜表示，智能手表对健康数据的分析能力，既依赖硬件传感器的精密设计，也受佩戴方式、环境条件、监测时长等多重因素影响。其中，科学佩戴是首要变量，不同佩戴细节会直接导致数据偏差，甚至影响功能可用性，例如，佩戴过松会导致环境光干扰光传感器的信息采集。

谈及佩戴体验，肖培松表示，目前智能手表的设计越来越“轻薄”“贴合”，不仅为了实现“无感佩戴”，让用户坚持长期使用，也为了让信号采集表现更稳定。于龙表示，舒适、紧凑、调节度高、方便单手摘戴，是重要的设计原则，“现在很多人将智能手表当作‘时尚配饰’，单独购买花样繁多的表带。在保证安全质量的前提下，我觉得尊重个性、满足美观、佩戴开心，也是追求健康生活的一部分。”

测试员同时佩戴多款智能手表，进行健康监测数据评估。受访者供图

手表已成为健康管理的可穿戴设备

“智能手表从看时间、查阅回复信息的‘第二屏幕’，向‘健康监测’功能演进，是科技进步与用户需求双重驱动的结果。”在肖培松看来，生活节奏加快、亚健康问题凸显、老龄化进程加深等诸多因素，促使人们关注并主动管理健康。健康监测是真实需求，而技术升级让这个需求被迅速满足。

“用户不再孤立地看待心率、睡眠等单一指标，而是整体把握健康全貌，及时发现潜在的健康问题。”肖培松表示，智能穿戴厂商与专业医疗机构联合，基于大量数据进行深度分析和关联，可以生成数据报告、数据分析，给出个性化的疾病风险评估，提供健康指导和建议。

“Z世代、α世代的人们，迫切需要一种既符合新时代科技特点，又能降低医疗成本的健康管理模式。”于龙向记者表示，心电图、血压计、血氧仪等传统设备，往往只测量单一指标，而手表能兼顾“随身+贴身”，将多种功能整合起来，相比于传统设备，是更具优势的健康监测载体，甚至有可能在未来进一步做到健康干预。

“精确医疗能提高医疗质量，但医疗成本也可能随着医疗技术升级而提高。通过长期监测去减少潜在的医疗成本和医疗投入，无论是早发现、早治疗，还是尽可能延缓疾病进展，甚至阻断负面健康事件的发生，都是可穿戴设备的优势，也是未来可穿戴健康事业的服务长期追求。”于龙说。

张炜认为，智能手表“健康监测”布局的演进并非偶然，而是创造更深层次价值的战略升级。智能手表可以捕捉光、电、声、力等不同维度的信息，通过算法转化为高质量的健康数据。在用户授权同意及遵从相关隐私保护法律法规的前提下，与医疗机构、科研院校等合作伙伴共同开展健康研究，帮助消费者更好地养成健康生活方式。