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智能手表是如何测心率、睡眠等健康数据的 E.112

2025/2/24
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万物生长FM

AI Deep Dive Transcript
People
玉米
野狗
阿尔法
Topics
玉米: 我对智能设备测量健康数据原理很感兴趣,因为我长期使用智能手环和手表,并关注其不断增加的功能,例如步数、心率、睡眠、最大有氧适能,甚至血压等。 智能设备测量心率常用的方法是光电容积脉搏波描记法(PPG),利用LED灯和光传感器检测血液流动变化。此外,一些设备还会使用加速度计和陀螺仪等传感器来辅助测量,减少运动干扰。高端产品则采用心电感应技术(ECG),更精准但成本更高。 在睡眠监测方面,智能手表主要依靠运动传感器(加速度计和陀螺仪)检测人体运动变化,结合心率数据来区分不同睡眠阶段(浅睡、深睡、快速眼动期)。算法在其中起着至关重要的作用,它基于大量数据和机器学习技术,进行综合分析和个性化调整,以提高准确性。 测量运动数据主要依靠加速度计、陀螺仪和GPS等传感器。加速度计检测加速度变化来识别运动模式和计算步数,陀螺仪测量旋转信息辅助判断运动方向和姿态,GPS则测量运动距离、速度和轨迹。一些专业运动手表还配备气压计测量海拔。 最大有氧适能(VO2 Max)的测量并非直接测量,而是通过综合算法,利用心率、运动数据等信息估算得出。算法会考虑年龄、性别等因素,并可能采用线性回归或机器学习方法。 血氧饱和度的测量也使用PPG方法,但算法比测量心率更复杂,因为它要区分不同血红蛋白对光的吸收特性。智能手表测量血氧饱和度的准确性不如专业设备,仅供参考。 智能手表测量血压主要有两种方法:容积脉搏波法和基于微气泵的试波法。这两种方法的准确性各有差异,微气泵方法更精准。智能手表测量血压属于二类医疗器械,需取得医疗器械注册证,但测量结果主要用于日常监测,不能替代专业血压计。 野狗: 智能设备测量的常见健康指标包括心率、睡眠时长及阶段(浅睡、深睡、快速眼动期)、运动数据(步数、距离、卡路里消耗、运动轨迹及模式识别)、血氧饱和度,部分高端产品可测量血压和心电图。 智能手表测量心率最常用的方法是光电容积脉搏波描记法(PPG)。除了PPG,还有心电感应(ECG)和压力传感器方法,但ECG成本高,压力传感器易受干扰。目前市面上大多数智能手表主要采用PPG方法。 智能手表监测睡眠主要依靠运动传感器(加速度计和陀螺仪)检测人体运动变化,区分不同睡眠阶段。心率监测可以辅助分析睡眠,心率在不同睡眠阶段会有不同变化。 睡眠监测算法在智能可穿戴设备中至关重要,它基于大量数据和机器学习技术,进行综合分析和个性化调整。 智能手表测量运动数据主要依靠加速度计、陀螺仪和GPS等传感器。加速度计检测加速度变化来识别运动模式和计算步数,陀螺仪测量旋转信息辅助判断运动方向和姿态,GPS则测量运动距离、速度和轨迹。一些专业运动手表还配备气压计测量海拔。 智能手表测量血氧饱和度的准确性不如专业设备,仅供参考。 智能手表测量血压属于二类医疗器械,需取得医疗器械注册证,但测量结果主要用于日常监测,不能替代专业血压计。 阿尔法: 智能设备可测量的数据越来越多,例如血氧饱和度,辅助睡眠呼吸暂停监测,部分高端产品可测量血压和心电图。 除了PPG和ECG,还有超声法测量心率,但目前在智能手表应用较少。 智能手表测量血氧饱和度也使用PPG方法,但算法比测量心率更复杂,因为要区分不同血红蛋白对光的吸收特性。 智能手表测量血压主要有两种方法:容积脉搏波法和基于微气泵的试波法。微气泵方法更精准。

Deep Dive

Shownotes Transcript

大家现在对于健康生活越来越关注,许多人佩戴智能手表、手环、戒指、耳机、眼镜等智能穿戴设备,并靠它测量一些健康数据,比如步数、心率、睡眠、最大有氧适能等。

可能好多人跟我们有一样的好奇,这些智能设备是怎么工作的,这一期,我们来聊聊常见的智能设备测量我们身体健康数据背后的一些原理。

内容时间轴:

00:17 从一个可以测心率的耳机聊起

2:17 常见的智能手表、手环的设备能测到身体的哪些健康指标?

4:31 智能手表等测心率的原理是怎么样的?

8:42 除了常见的光电容积脉搏波描记法,智能穿戴设备上还有什么其他测心率的方法?

13:35 智能手表、手环是如何监测睡眠的,以及如何判断浅睡、深度睡眠等睡眠状态

17:45 在睡眠监测上,算法才是智能可穿戴设备之间真正的差距

20:17 智能手表手环测量运动数据的原理是怎样的?

25:29 最大有氧适能这个指标的意义以及对健康的影响?

28:29 我们的智能设备是如何测身体的最大有氧适能的?

32:25 智能手表测量血氧饱和度的原理,以及它的准确性如何?

38:03 某些品牌宣传自己的智能手表可以测血压,它是怎么做到的?

#song list

  • Cello Suite No. 1 in G Major, BWV 1007:I. Prélude - Janos Starker
  • Love From Me-Johnson Rodgie
  • Study With Me - Snuggles
  • Mark Masri - Santa Lucia

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