안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
스마트워치가 심박수를 측정하는 핵심 기술은 광혈류측정법입니다. 이 기술은 심장이 뛸 때마다 손목 미세혈관에 흐르는 혈액량의 주기적 변화와 이에 따른 빛 흡수율 차이를 감지하는 원리로 작동합니다.
스마트워치 뒷면을 보면 초록색 빛이 반짝이는 것을 볼 수 있는데, 이는 적혈구 속 헤모글로빈이 붉은색 빛은 반사하지만 초록색 빛을 강하게 흡수하는 화학적 특성을 이용하여 스마트워치가 이 초록색 빛을 손목 피부 표면과 미세혈관 속으로 쏘아 보냅니다. 심장이 수축하면 손목의 말초 혈관으로 많은 양의 혈액이 들어와 혈관이 팽창하면서 혈관 속 헤모글로빈의 혈액량이 늘어나고 피부로 쏜 초록색 빛이 헤모글로빈에 많이 흡수되어, 센서로 다시 튕겨 나오는 반사광의 양이 감소합니다. 반면, 심장이 이완하면 손목 혈관의 혈액이 빠져나가고 혈관이 수축하면서 혈관 속 헤모글로빈의 혈액량이 낮아지므로 초록색 빛을 적게 흡수하게 되고, 센서로 들어오는 반사광의 양이 증가합니다.
스마트워치 내부의 광센서는 피부에서 반사되어 돌아오는 빛의 세기를 실시간으로 측정한 뒤 전기적 신호로 바꿔 수축기와 이완기에 따라 반사광 변화가 반복되면서 주기적인 파동 형태의 맥파 신호가 만들어집니다. 스마트워치의 알고리즘은 이 파동의 주기적 피크 간격을 측정하여 1분당 심장 박동 수를 정확하게 계산해 냅니다.