스마트워치가 사람의 심박수를 체크 할 수 있는 원리는 무엇인가요?

Question

안녕하세요

요즘 대부분 사람들이 스마트워치를 차고 다니는데요

일반 시계를 보는 것 이외에 다양한 기능이 있는데

이중에서 건강 관련해서 심박수 체크를 해주는데, 이 기능은 어떤 원리인가요?

Answer 1

안녕하세요. 김태경 과학전문가입니다.

스마트 워치는 내부 다이오드를 사용하여 어느 특정 순간에 손목의 혈류량을 감지합니다. 심장이 뛰면 손목의 혈류량이 증가하여 감지됩니다. 혈유량을 통해서 심박수를 측정하는 것입니다

Answer 2

안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.

스마트워치가 심박수를 측정하는 방법은 워치 후면의 반사광을 감지하는 광학 센서를 통해서입니다.

센서의 녹색 LED 빛은 붉은 피부 속으로 들어가면 일부는 반사되고 일부는 혈관에 흡수됩니다. 이러한 방식을 광혈류측정이라고 합니다.

광혈류측정은 피부의 광학적 특성을 이용, 혈관에 흐르는 혈류량을 측정하여 심박 활동 상태를 알 수 있는 방법이죠.

광혈류측정은 심장이 박동을 할 때 혈류량에 따라 혈관의 용적이 변하게 됩니다. 이 때 빛을 신체에 쏘이면 생체 조직은 빛의 일부를 반사하거나 투과하는 특성을 가지고 있기 때문에, 혈관 용적의 변화에 따라 빛의 감광량의 변화가 발생하고 이를 광센서가 감지하여 맥박을 측정하는 것입니다.

Answer 3

안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.

스마트워치의 뒷면에는 피부와접촉가능한 센서가있어, 심박에의해 만들어지는 맥박의 진동을 느끼게됩니다.

Answer 4

안녕하세요. 김형윤 과학전문가입니다.

스마트워치의 심박수 측정 원리는 광학식 심박수 측정법입니다. 스마트워치 아래쪽에는 빨간색과 녹색의 LED가 위치하고 있으며, 이 LED가 발광하여 팔목의 혈관을 통과하는 혈액의 양을 측정합니다. 이 과정에서 빛의 파장이 적색과 녹색으로 번갈아가며 발생하는데, 이 빛이 혈액 속에서 흡수되는 양이 심박수와 관련이 있습니다.

심장 수축 시 혈압이 증가하면서 혈관 내부의 혈액 양도 늘어나게 되고, 이로 인해 빛이 흡수되는 양이 증가합니다. 이와 반대로 심장 이완 시 혈압이 감소하면서 혈관 내부의 혈액 양이 줄어들게 되고, 이로 인해 빛이 흡수되는 양이 감소합니다. 이러한 원리를 이용하여 스마트워치는 손목 위의 혈관에서 흐르는 혈액의 양을 측정하여 심박수를 계산합니다.

Answer 5

녹색 LED 표시등과 함께 빛에 민감한 광다이오드를 사용하여 어느 특정 순간에 손목의 혈류량을 감지하는 원리로 심장이 뛰면 손목의 혈류량이 증가하여 녹색광의 흡수량도 많아지고 심박 사이에는 혈류량이 감소하여 녹색광의 흡수량이 줄어들어 심박수를 체크합니다^^

Answer 6

안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다. 스마트워치의 뒷면에는 광센서가 있으며, 이 센서는 빛을 발사합니다. 이 빛은 피부를 통해 혈관으로 들어가고, 혈액이 빛을 흡수하는데, 흡수되는 빛의 양은 혈액의 산소 포화도에 따라 달라집니다. 심박수가 높을수록 혈액의 순환 속도가 빨라지므로, 빛이 피부를 통과할 때 흡수되는 양이 달라지게 됩니다. 스마트워치는 이러한 광학식 심박센서와 가속도계를 결합하여 심박수를 측정하고 사용자에게 제공합니다.

Answer 7

안녕하세요. 이만우 과학전문가입니다.

스마트 워치를 뒤집으면 보이는 빛나는 센서, 거기에 이 기술이 담겨져 있는데요..

이것의 이름은 PPG(Photoplethysmogram).

우리 말로는 ‘광 혈류 측정’이라 부르지만, ‘광 용적 맥파 측정’이나 ‘광 용적 측정’으로 불리기도 합니다.

빛을 이용해 피의 흐름을 관찰하는 기술인데요..

심장이 피를 보낼때 쿵쾅거리면서 뛸때 혈관을 따라 미세한 변화가 일어나는데..이것을 맥파 PTG라고 하는데요.

PPG는 이런 맥파를 측정합니다.

맥파가 움직이는 속도는 동맥의 두께, 혈액의 밀도 같은 혈관 상태에 영향을 받기 때문에, 한 사람의 순환계–심장 및 혈관 상태를

알 수 있는 자료가 되기 때문이죠.

계속 측정하면 심박수를 알 수 있기에 맥파만 잘 측정해도 전반적인 심장 건강 상태나 체력 수준을 짐작할 수도 있죠..

PPG 센서에서 피부로 빛을 쏠 때, 혈류량에 따라 흡수되는 빛의 양이 달라지게 되고...

따라서 빛이 얼마나 흡수됐는지를 측정하면, 혈액량의 변화를 알수 있게 되는 것이죠..ㅎㅎ

도움이 되셨는지요?^^