智能手表测得最禁绝的目标,竟然是这些……

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本文来自微信大众号:果壳 (ID:Guokr42),作者:ZIYI,修改:代天医,题图来自:AI生成


从心率、血压、睡觉到能量耗费、疲惫状况、最大摄氧量,智能手表手环显现的目标越来越多,可感觉有些值测得禁绝啊?


你的感觉没错,各项目标的精确程度不同很大,有的准到医师都会拿去参阅、有的只合适随意看看。


下面的表格为咱们总结了一些常见目标的精确程度,精确性最高为5星,最低为1星。


本表格归纳一切条件进行评级,各家厂商算法或许有所不同,分级有必定片面性。5星表明精确性十分好(以金规范丈量),4星表明较好,3星表明中等,2星表明差,1星表明十分差


这儿没有一项目标到达5星,也便是没有数据是肯定精确的。为什么会测禁绝呢?或许跟丈量办法、传感器、算法、佩带和解读办法有关。


接下来,咱们把更详细的内容填入表格:为什么准或禁绝、有多准、怎样做才干测得更精确。看到文末,你将获得一张信息量翻倍的表格,还有怎样运用各项目标的判别能力。


准禁绝,看目标是丈量的、预算的仍是新创的


现在一块几十克的智能手表,能集成近10种传感器,比方丈量心率的光电传感器、测经纬度的GPS传感器,还有气压、温度、加速度传感器等等。


可穿戴设备(智能手表、手环、戒指等)经过传感器直接丈量,为咱们显现有限的一批根底目标(原始数据也需求算法处理,为了便利了解这儿写为直接丈量);这批目标经过整合和核算,再源源不断地产出无限的新目标。也便是,只需有生理学、运动生理学作为根底,几个根底目标倒来倒去就能够得到一堆目标。


目标是越来越多了,但它们全都靠谱吗?只需丈量,就必定不可避免呈现差错,但大都目标都存在一个公认差错最小的丈量办法,这种办法一般被称为“金规范”。举例来说,丈量心率的金规范是心电图,测睡觉时刻和阶段的是多导睡觉监测,测能量耗费的是双符号水法。


金规范一般在实验室条件下丈量,大部分设备贵重,丈量过程杂乱,还需求有经历的操作人员帮忙。现在智能手表、手环或戒指供给的目标里,没有一项是经过金规范测出来的。所以,文章最初的表格里,没有一个目标能得到5星。献身一些数据精确性,可穿戴设备换来了更便利、本钱更低的丈量办法。


丈量心率的金规范是心电图;智能手表可接连丈量心率,简洁但精确性稍低丨medpick/新浪众测


存在金规范的目标里,有些数据是直接丈量得出或经过简略核算得出的,比方经过光电传感器丈量心率、经过运动间隔和时刻核算配速。


还有些数据,是在直接测得数据的根底上,经过算法预算出来的,就像经过心率和加速度计的数据预算能量耗费。不同厂商的算法或许不一样,同一家的算法也或许不断改进,所以得出的成果或许间隔很大。大都状况下,预算出来的数据不如直接丈量的精确。


别的一些没有金规范的目标,能够说大部分都不太精确。这些目标,许多只存在于运动科学的概念中(例如负荷、疲惫、康复),无法精确衡量,有时分会以片面感触作为规范。乃至有的目标不存在科学界说,是厂商之间“军备竞赛”发明出的目标。



间隔有多大?跟金规范比比就知道了


想知道目标有多准,分别用可穿戴设备和金规范丈量,然后比较成果,不就知道了吗?


其实大部分厂商们也是这么干的,可是间隔有多大,他们一般不会说。不过,经过剖析数据是怎样得到的,以及看研讨人员宣布的文章,仍是能够大致了解数据的精确性。


1. 心率,现在最精确的目标之一


心率与许多健康和运动相关的目标有关,手表手环会直接显现心率,也能够供给许多依据心率预算的目标。所以,心率丈量的精确性,决议了许多其他目标的精确性。


丈量心率的金规范是心电图,经过放在胸部和四肢的电极,检测心脏的电活动并丈量心率。


可穿戴设备接连显现心率时,丈量办法一般是光电体积描记法(photoplethysmography,PPG)。这种丈量办法会遭到多种要素影响,例如运动强度、运动类型、腕部活动、腕带松紧、皮肤色素和外表的尘垢、心律失常等。


依据18项研讨的归纳测试,心率丈量在静息状况或低强度运动时较为精确,跟着运动强度的添加,能测出数据的几率和数据的可靠性会明显下降。在一个归纳249项研讨的剖析中,心率丈量平均差错为±3%。


因而,在安静状况下,可穿戴设备显现数值稳守时,心率数据相对可信,能够用来协助判别健康和练习状况。剧烈运动时数据精确性下降,假如想获得更精确的数据,能够佩带胸式心率带。


2. 睡觉,总时刻略优于阶段和质量


有些人一睡醒就先看昨夜的睡觉目标,原本感觉睡得很好,看到较低的全体评分又顿感疲惫,其实大可不用。


丈量睡觉的金规范是多导睡觉监测,“多导”指一起丈量多种信号,包含脑电图、心电图、眼动图和肌电图等。得到原始数据后,睡觉专家会归纳各项成果得出睡觉时刻,并手动评分来剖析睡觉阶段。


多导睡觉监测示意图 | verywell


可穿戴设备点评睡觉的办法,是经过丈量心率和手腕活动(加速度传感器),算出心率变异性和呼吸频率等目标,再结合个人的年纪、身高、体重和性别等布景信息,依据神经网络模型,终究得到上床和起床时刻、睡觉开端和完毕时刻、睡觉总时长和睡觉潜伏期、清醒时长,各个睡觉阶段的时长和份额,以及依据这些信息得出的全体睡觉评分。


可穿戴设备点评睡觉办法|作者供图


从丈量办法来看,假如入眠前长时刻静止不动,有或许会被误判为进入眠觉状况,高估睡觉总时长。


各个品牌的详细算法不共同,导致了不同的差错。一篇关于可穿戴技能在睡觉中运用的总述文章说到,与多导睡觉图比较,手表在估量睡觉总时刻上体现相对杰出,全体精确率约为70%~90%;在丈量睡觉阶段上的体现较差,浅睡觉判别精确率约为50%~90%,深睡觉和快速眼动睡觉精确率约为30%~80%。


至于全体睡觉评分,医学上并没有对应的评分。医师点评睡觉质量和进行医治时,会归纳入眠时刻、睡觉时刻、功率、反常状况、催眠药物、白日日子和作业状况等许多目标进行剖析。


关于睡觉这类预算出来的目标,其间比较精确的能够作为参阅,比方睡觉总时刻,其他目标则不应该引起焦虑。整个人状况都很好的话,没有必要因为睡觉总分低而忧虑,总感觉睡欠好能够去医院进行多导睡觉监测,及时发现问题。


3. 康复状况,最禁绝确的目标之一


以上目标都有金规范,还有一些目标没有金规范,它们依据某个理论被发明出来,例如康复状况。


练习要想获得前进,需求不断添加练习压力但又不触及过度练习这条线,因而衡量和检测康复状况十分重要。但康复状况是一个十分归纳且杂乱的目标,它受练习(练习量、类型、强度等)、非练习(作业、人际关系、疾病、药物等)和康复(睡觉、饮食、康复时刻、康复手法等)要素影响。


衡量身体饱尝的压力和康复状况时,自主神经系统活动是一项重要目标。当身体有压力时,生理上一般体现为交感神经系统活动添加、副交感神经系统活动削减,康复的时分则相反。有研讨显现,剖析交感和副交感神经系统相互作用时,心率变异性是一个有力东西。


因为没有金规范,一些可穿戴设备厂商会运用加权模型预算康复状况。详细办法是搜集一系列或许影响康复的目标,例如心率、睡觉和练习状况等,算出心率变异性、呼吸频率、耗氧量等数据,然后依据运动科学原理对不同目标加权求和,得到的值就代表康复状况。



这种做法的缺陷是无法尽头一切影响要素,例如生理周期和人际关系能够影响康复,但或许没有被模型核算在内,导致显现数据与实践状况有不同,用数据作辅导时呈现练习缺乏或过度的状况。


可是厂商推出这样的目标是有道理的,因为不是每个人都有满足的常识储藏,对以上与康复相关的原始数据逐个剖析并加以解说。献身部分精确性,做一些简略的假定(比方睡觉少、活动多等于康复差)一个康复状况评分的提示作用,或许比让人看杂乱生理数据好得多。



这些目标,究竟该怎样使用?


按文章最初的分类办法,能够把一切目标分红丈量、预算、发明的三类。


丈量的目标,一般差错比较小,比方心率、间隔、心率变异性和配速等。这些目标相对可信,能够用作调查健康状况、调整日子办法和练习方案的参阅。比方,今日早晨起来心率比平常高,是不是昨夜没有睡好?仍是最近练习过度了?要不要减量或许歇息一天?


预算的目标,是在丈量目标的根底上经过算法得出的,例如睡觉、能量耗费和摄氧量等。此刻,丈量差错叠加算法差错,或许使预算目标的精确性下降。解读这类目标时,需求愈加慎重。就像,全体睡觉评分有时与疲倦程度共同,有时存在间隔;可穿戴设备预算的步行能量耗费或许比较精确,但抗阻(力气)练习的耗费或许被轻视。


以上两者是有金规范的目标,即便现在丈量还不是很精确,咱们能够等待丈量技能或算法前进,使数据越来越迫临精确值。


发明的目标,是一些不存在丈量金规范的目标,它们是在前两类目标的根底上,算法依据一些界说或主意发明出来的,例如康复状况、练习作用等。因为没有丈量金规范能够比较,加上不同厂商之间的传感器硬件和算法不共同、目标的算法也不揭露,很难验证数据的精确性。


因而,关于这些发明的目标,咱们不用过多纠结于数字的肯定值,能够经过了解目标的改变趋势,结合自己的片面感触,去更自动地了解身体关于日常日子和运动的反响。


此外,设备厂商会定时发布软件更新,及时查看并装置这些更新,保证设备一直运用了最新的算法,这在必定程度上能够进步目标的精确性。


最终这张表格汇总了全文的重要内容,参照它来解读可穿戴设备供给的数据,或许能够协助你削减些困惑、添加些对健康和练习的掌控。



参阅文献:

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