심박계(心搏計, 영어: heart rate monitor, HRM)는 심장의 심박수(심장이 1분 동안 뛰는 횟수)를 실시간으로 측정·표시하거나 기록하기 위해 사용되는 개인용 모니터링 기기이다. 주로 운동 중 운동 강도를 파악하는 목적으로 널리 사용된다.
정의와 기능
심박계는 심장의 전기적 신호 또는 혈류 변화를 감지하여 분당 심박수(BPM)를 산출하는 장치이다. 측정된 심박수 데이터는 기기 화면에 직접 표시되거나, 스마트폰 앱·시계 등과 연동하여 저장·분석될 수 있다. 일부 고급 기기는 심박수 외에도 고도, 운동 거리, 칼로리 소모량, GPS 위치 등 부가 정보를 제공하기도 한다.
측정 방식
현대의 심박계는 크게 두 가지 방식으로 심박 신호를 기록한다.
- 전기적 방식(ECG 기반): 가슴 밴드 형태로 부착하여 심장의 전기적 신호(심전도)를 직접 감지하는 방식이다. 전극이 심장 박동의 타이밍을 직접 읽기 때문에 순간 박동 간격(RR 간격) 정보가 정밀하다.
- 광학적 방식(PPG 기반): 손목·손가락 등에서 빛을 이용하여 혈관의 부피 변화를 감지하는 방식이다. 심박수 측정 시 움직임이나 피부·혈류 상태에 비교적 민감할 수 있다.
두 방식 모두 팬-톰킨스 알고리즘(Pan-Tompkins algorithm)과 같은 자동화된 알고리즘을 통해 심박수를 계산한다.
의료용과 소비자용의 구분
병원 등 의료 현장에서 사용되는 심박 모니터링은 보통 유선 형태로 여러 센서를 사용하며, 장시간 연속 측정을 위한 휴대용 의료 기기는 홀터 모니터(Holter monitor)라고 별도로 부른다. 이에 비해 소비자용 심박계는 일상 및 운동용으로 설계되며 무선 연결을 특징으로 한다.
역사
최초의 무선 심전도 방식 심박 모니터는 1977년 핀란드에서 크로스컨트리 스키 팀의 훈련 보조 기구로서 폴라 일렉트로(Polar Electro) 사에 의해 개발되었다. 이후 1980년대 중반 강도 훈련(intensity training)이 운동계에서 대중화되면서, 1983년 개인용 무선 심박 모니터의 소매 판매가 시작되었다.
활용
심박계는 달리기, 사이클, 수영 등 다양한 운동 종목에서 운동 강도 조절과 훈련 효율성 평가에 활용된다. 또한 개인의 건강 상태 모니터링 수단으로도 사용되며, 최근에는 스마트워치 등 웨어러블 기기에 심박 센서 기능이 통합되는 추세이다.
