Deep Dive
Shownotes Transcript
这里是万物生长 FM 一档有关生命、死亡与爱的播客讲述生命科学及一切我是玉米我是野狗我是阿尔法
我们又来录音了这一期又厉害了这期厉害到哪呢厉害到我们关注了一个非常新的一个消息但是这个新的消息这个事非常小啊其实就是我们早上看的一个新闻并且还是一个非常小的科技新闻某个知名的耳机品牌我们就不说是谁了出了一个新款的耳机这个事不是最重要的我们毕竟也不是个科技博客他出这个耳机有一个非常大的亮点
就是在它耳机上新增了一个运动心率监测的功能它的原理大概就是利用 LED 光学传感器每秒的脉冲超过 100 次以上的可以测量这个血流来为用户提供
实时的心率数据这个事一下就提起了我的兴趣因为我常年是智能手环智能手表的用户每天也靠它看一些健康的数据并且现在这个能测的数据越来越多
以前能测部署心率睡眠然后现在还能测最大有氧室囊然后甚至还可以测血压等等跟人体健康相关的一些数据还有就是我感觉现在的这种智能设备也越来越多了以前主要就是手环呀手表呀
你现在还有这些像刚才玉米提到这个耳机甚至还有一些指环包括最近它好多公司又开始宣传的那个智能眼镜等等吧它其实都有这种类似的功能没错不过可能好多人应该跟我们有一样的好奇就是这些智能设备它到底是怎么工作的它到底是
是怎么样来测这些健康数据给到你让你看到你的心率是多少你的血压是多少就是那个血压可能是比较高端的一些数据所以说呢我就跟野哥和阿发沟通我们能不能做一期播客来聊一聊这些健康设备测我们身体健康数据背后它的原理到底是什么那话不多说我们就开始本期的内容吧
首先我觉得我们可以先来聊一聊就是这些智能设备它都能测身体的哪些健康指标是总结起来其实刚才已经提到了很多它不同的设备大概的指标也不同但是比较常见的就是心率这个是最普遍的还有就是睡眠它可以监测你的睡眠时长包括你的睡眠阶段浅睡深睡还有一些
比较深入的数据还有什么快速演动期等等绝大多数的这些智能设备还测你的运动数据比如说记录一些步数距离卡路里消耗运动轨迹等等它还能识别出很多种运动模式比如说你是在跑步是在游泳是在骑行等等
它针对不同的运动也能提供相应的运动数据的分析嗯还有些设备可以测量血氧饱和度比如测量血液中的氧气含量比如说在高海拔地区或者是睡眠时监测血氧然后对于判断身体是否缺氧它其实是有一定参考价值的
然后再比如在睡眠呼吸暂停监测方面它也有一定的这个辅助作用还有一部分产品它可以直接测量血压的虽然现在还不能完全替代那种专业的
血压测量机但是也可以作为日常血压变化的一种初步的这种监测工具然后还有一些部分产品它也能测量心电图就少数的这种智能手表吧它配备了这个心电图检测功能它能够去记录这个心脏的电活动然后辅助检测心率失常等等心脏问题听你说这个心电能测的东西太多了我这儿想插一句就是
这个智能手表或者手环这种设备真的是特别容易被被刺我买了之后可能第二年它就新增了很多功能就是你说它有新款了之后它新增了一些功能对对对你这个老款是不支持的我买的时候其实这个手表支持血氧饱和度已经是一个很新潮的东西了结果第二年它就出了那个能测心电图的然后
然后价钱也差不多结果你都测不了那这个我们等会儿得好好聊一聊其实它中间有些是算法的有些其实是硬件上的就是它这个就是测不了对那我觉得我们可以先来聊一聊就是大家都比较关注的那个心率就是智能手脚之类的它测心率的这个原理它大概是怎么样的测心率这个原理它有很多种方法最常用的方法叫
光电容积脉搏波描记法这个名字挺拗口的英文简称就是 PPG 技术在智能手表这些设备上一般会有那种绿色的 LED 小灯大家如果看那个手表无论是苹果的手表还是小米啊华为的手表它那个背面它有一个 LED 灯绿色的光你从那个充电的时候就能看到
这个光呢它能接收光的光传感器这个灯呢它同时还配备着一个叫能接收光的光传感器它当这个小灯发出绿光照射到我们的皮肤表面时光会有不同的遭遇一部分光会被皮肤组织还有血液吸收另一部分光就会反射回来然后被光传感器抓住那这是设备上的一些原理那我们在身体上了呢
在我们这个心脏工作的时候它其实整个身体的血管状态是不太一样的比如说当这个心脏收缩的时候也就是用力地把这个血液蹦出去的时候这个动脉血管里的血它在这个瞬间它就变多了嘛然后这个时候更多的这个绿光它其实就会被血液里的血红蛋白吸收然后它反射回来的这个光它就变少了
然后相反的方向就是比如说心脏舒张的时候也就是在这个蹦完之后动脉里的这个血管已经循环到这个整体循环出去了之后吸收的这个绿光也就少了一些然后反射回来的光它也就多了一些所以我刚才提到那个光传感器它就会像小卫士一样时刻盯着反射的光的强度的变化并把这些变化转化成电信号
而这些电信号的变化的节奏和我们心脏跳动的节奏是一样的它设备里的一些算法一些程序在对这些电信号进行分析处理它就能算出来我们的心率大概是多少整体听下来其实就是一个小小的那种光学传感器在其中发挥作用我们开篇提到的那个耳机甚至一些指环手环它应该都是这个原理吧没错就像我开篇提到的那个
耳机它也是带了一个 LED 灯和光学传感器它的原理跟这个其实是差不多的不过各种厂商它为了让测出来的心率更可靠很多智能手表或者说智能手环等等它还会用到其他的技术来帮忙比如说很多手表里都配备着加速度计它能感知我们身体的运动状态当我们运动的时候加速度计收集到的数据
可以帮设备分清哪些是运动带来的干扰信号哪些才是真正的心率信号这样就能减少测错的情况当然呢它里面还往往会有一个仪器或者说还有一个元件叫陀螺仪它能帮忙判断我们身体的姿势和运动情况让测心率的算法变得更厉害另外呢还有一些产品它会采用心电感应的技术它就像个
小侦探通过检测心脏电活动产生的很微弱的电流来测心率这个方法跟刚才那方法不太一样但这个方法它能更直接地反映心脏的活动情况测出来的结果相对也更准不过这种设备可能会更贵一些而且它的要求也更高要跟皮肤贴得更紧才能实现它这个测量在这我提一个显示虽然
这些智能可穿戴设备测心率的时候大多数情况下都挺准的但是如果我们的皮肤表现有汗水或者是你在做一些无氧运动运动太激烈的时候或者说这个设备穿戴的时候位置不太对它都可能测出来的心率不太准那我还有一个问题就是市面上的智能设备这么多他们现在都是用的 PPG 法测心率吗除了这个之外还有没有一些其他的办法我刚才说了
我刚才提到了一个就是那个心电感应法它也叫 ECG 它的原理跟那个 PPG 的方法有点不一样就是这个方法是心脏在跳动的时候它会产生微弱的电信号就是刚才也提到了这一点就是心电感应法它能通过智能手表上的电极片与皮肤接触首先它得有一个电极片来采集心脏电活动产生的生物电信号之前
这些电极片可以检测到心脏不同部位之间的电位差的变化形成心电图的波形它在通过对心电图波形的分析比如说测量相邻的两个 R2 波也就是我们如果看过心电图的话就是它的两个波峰特别是去极化的波峰这中间的时间间隔它也能计算出心率是的
有这项功能的智能手表的通常会贵一点嗯这种方法呢其实呃是能够比较准确的反映心脏的这个电生力活动情况它不仅可以去测量心率还能去辅助检测一些这个心脏的解律异常比如说心率失常等等但是就是由于需要专业的这种电极片和比较复杂的那种信号处理算法所以它的成本也比较高而且对佩达的这种贴合度要求还是比较严格的嗯
因为它要确保这个准确的采集这个生物的电信号嘛没错就像刚才我们提到的那个 PPG 法它是用光来再反射一下再接收一下它整个这个方法就没有生物电信号法要求的那么严苛因为毕竟电极必须得跟你皮肤接触到不然它就收不到这个生物电信号其实除了这个生物电信号这个 ECG 法之外还有一种方法是
是用压力传感器的方法来测量心率它的原理是基于心脏跳动的时候动脉血管的压力变化我们自己也知道就是你的心脏跳动跟这个脉搏啊等等这个也是有一定关系的嘛它在智能手表内置一个压力传感器这个压力传感器可以感知手腕处动脉血管在心脏收缩和舒张时
产生的压力波动当心脏收缩将血液泵到动脉时动脉血管壁受到的压力增大那舒张的时候压力就减小压力传感器捕捉到这些周期性的压力变化可以将其转变为电信号
再通过算法分析这个信号的频率进而计算出心率我觉得这种办法可以发展为那种自动的打卖的那种仪器它不是可以它是已经有这样的产品了还挺多的所以你说的是那种耗卖对对对就是耗卖不过说回来刚才你说那个方法其实比较容易受到外界压力的和运动的这种干扰比如说
你手臂的运动和配搭的这种松紧程度啊等等它都可以直接影响这些压力的这种测量的结果导致的结果就是它的心理数据可能不够准确所以在实际应用当中它是比较少去单独使用的
它通常跟其他的方法结合起来去提高一种测量的准确性除了刚才那些方法还有一种方法叫超声法它利用超声波来测量心率比如说这些智能手表上它有一个元件来发射超声波信号当超声波遇到运动的物体比如说我们血管内流动的血液这个时候就会发生反射反射波的频率会因为物体的运动而发生变化
它有一个效应的名称叫多普勒效应通过分析反射波的频率变化就可以计算出血液流动的速度和方向进而得到心脏跳动的频率不过这个超声技术它用于心率测量它在智能手表上其实有很多挑战的比如说
可能需要的设备的体积比较大然后功耗也比较高而且超声波的发射和接收它需要特定的结构和算法目前还没有广泛应用到智能手表当中其实这样就是说目前市面上绝大多数的智能手表手环这种设备它主要还是采用 PPG 的那种方法来测心率其他的办法可能也是因为它各种技术或者是成本就各种方面的限制应用的相对比较少
那接下来我还有一个比较好奇的点就是像这些智能手表手环它是怎么测这个睡眠的特别是它是怎么区分我到底是这个深度睡眠还是浅睡甚至有一些还能测出来我是不是在做梦是的其实我看到有很多那种我不是说了我是那个智能手表手环的中式用户很早就买过各种各样的手环手表
我就特别好奇他那个睡眠里他知道你这个时候是在做梦他是怎么样算出来的我也很好奇我觉得大家应该跟我差不多吧可能除了关注那个心率的数据另外一个比较关注的数据就是睡眠数据了我先分享一下睡眠的原理就他测睡眠的原理这些智能手表手环测睡眠最主要的原理还是用它里面的一个元件
就是运动传感器的来监测智能手表手环等设备里它大多数都内置了刚才提到的加速度计和陀螺仪等运动传感器在人睡眠的这过程中人体的运动状态会发生很多的变化比如说当人处于清醒的时候身体通常会有较多的自主运动翻身啊起床活动啊等等那加速度计和陀螺仪就会检测到这些较为频繁的
和大幅度的运动信号但是当我们进入睡眠状态后身体的运动幅度和频率会明显地降低那在浅睡阶段身体会偶尔地有一些轻微的翻身动作运动传感器也能捕捉到这些相对较小的运动变化而在深度睡眠的阶段人体的肌肉更为放松几乎没有运动非常少的运动也几乎处于静止状态
那传感器检测到运动信号也相应较少那我们刚才提到的那个快速眼动器睡眠虽然我们大脑的活动相当活跃但是身体除了眼部肌肉外基本处于麻痹状态运动传感器同样会检测到非常少的运动信号那通过对这些
不同睡眠阶段的运动状态的持续监测和分析那这些智能手表手环就能判断出它是处于不同的睡眠阶段以及
你入睡的时间你什么时候进入睡眠什么时候开始进入深度睡眠等等等等这些信息我突然想到一个点你说如果一个人在梦游的时候运动手表会记录他是清醒的还是深度睡眠的状态如果按照你刚才说的那个运动传感器的建设方式就比如说他说人体的这个运动状态发生变化等等有这个自主运动等等这种
他如果按照这种方式去监测的话那梦游肯定监测出来的他就是一个清醒的状态嗯
所以说当有一天你通过你的智能手表发现你半夜起来运动了或者是清醒了你就要考虑一下是不是梦游了对除了这个运动传感器之外呢有很多的智能手表手环它也是能够靠这个心率监测去辅助分析的刚刚讲过心率的那个原理了嘛检测心率的原理
然后我们还知道就是很多的这个智能手表一般还配备了心率监测功能通常就是用刚才玉米介绍的 PPG 法然后在睡眠过程当中呢这个心率它也会随着这个睡眠阶段的变化有所波动一般情况下就是在深度睡眠的阶段呢心率它会相对的比较低而且比较稳定因为这个时候整体的身体的这个代谢率它都是下降的
心脏也不需要像平时清醒的那时候那样去努力地去工作然后但是
但是在浅睡的阶段呢心率可能会比深睡的时候稍微高一些并且有一定的波动然后在这个快速演动期的时候呢就可能心率会接近清醒时候的水平甚至会出现一些就是一些额外的这种程度的波动通过监测这些睡眠过程当中的心率变化并且去结合这个运动传感器的数据设备它可以就是那些穿戴设备嘛然后它可以更准确地去判断你的睡眠阶段比如说当
当这个运动场感器它监测到比较少的运动同时心率又处于比较低而且比较稳定的水平的时候呢这个设备可能就更容易去判断你此时是处于生动睡眠阶段的除了刚才你俩说的就是通过测量运动和心率来分析睡眠之外就是据我了解到的智能设备的算法它也很关键就那些做存在设备的厂商它一般都会专门开发那种针对睡眠的算法
然后对于优优传感器还有心脏监测等很多的数据吧它进行综合的分析和处理没错其实我之前所在的公司就开发过类似的算法这些算法应该说比那些什么传感器更要重要一些其实你知道吗它就是测你运动测你心率它怎么知道你其实睡眠呢跟这个算法非常重要
这些算法基于大量的睡眠研究数据和机器学习技术能够识别出来不同睡眠阶段的特征模式比如说我们刚才提到的根据运动信号的频率幅度和持续时间以及心率的变化趋势等等多个参数算法会将睡眠的过程划分为不同的阶段并且计算出各个阶段的时长另外呢
算法还可以根据用户日常的睡眠习惯和个体差异进行个性化的调整和优化因为它是一个持续记录的过程吧并且有时候它还会让你来标记你这段时间你是不是起床了或者说你这段时间是不是起夜了等等它也会有一个这样标注的过程听起来像是机器学习的原理对对对就是预训练加什么标注怎么着的
它整个就是通过各种各样的方式来提高睡眠监测的准确性除此之外呢还有一些更高端的一些智能手表它会结合一下其他的因素比如说如果它有光传感器声音传感器等等这些
它通过这种各种各样的信息进一步辅助判断用户的睡眠状态是的可能它不同的这个厂家之间传感器设备上的差别不大但是在算法上的差别其实就是他们的这个跟其他的厂商拉开距离的地方了
我还想提醒的是虽然正度设表或者其他的那种可穿戴设备的这种睡眠监测功能它可以给用户提供有价值的这种睡眠信息但是它跟这种专业的睡眠监测设备比如说多导睡眠监测仪相比呢它其实准确性还是有一定的局限性的比如说你要是有一些严重的这种睡眠障碍或者是
一些睡眠相关的疾病的时候它需要去严格的监测你的这个睡眠的时候呢就不能去只用这种可穿戴设备了刚才玉米介绍的时候已经提到运动了我发现我们忘了一个非常重要的数据就是运动数据就是那些智能手表手环啊它测运动数据的原理到底是啥就比如说跑步啊骑车啊游泳就是这些过程的数据对
对对对我刚才说睡眠可能是大家用的最多的功能我觉得我说错了应该是运动是用的最多的功能很多人买这个手表的原因就是因为要运动甚至很多厂商直接叫运动手表等等这些智能手表还有其他的可穿戴设备手环戒指等等这些它测量运动主要依靠的就是内置的那几个传感器我们刚才都提到了
最主要的一个就是加速度计这个加速度计是智能手表等设备测量运动的一个非常核心的传感器它可以检测设备在三个轴我们回想一下我们高中数学 X 轴 Y 轴 Z 轴它可以在水平然后以及空间这三个维度就三个轴上来测量加速度的变化
当戴着这个手表的用户进行运动的时候身体的运动会使设备产生加速度比如说走路或跑步时你每一步迈出和落地都会导致设备的加速度发生变化那它里边的这个元器件加速度计呢就会实时地记录这些加速度的大小和方向的变化
然后将其转变成电信号通过这些电信号的分析设备就可以识别出运动的模式和特征比如说它根据加速度变化的频率和幅度它就可能判断这个戴手表的人是在步行跑步还是上下楼梯等等同时呢它还可以根据单位时间内加速度变化的次数来计算步数一般来说每一次明显的加速度变化的峰值
就可以被认为是一步你就想想你抬手每次一抬手然后再往下一放那个抬手的这个过程就是你这个加速度的峰值嘛这也是那些手表或者说其实我们手机里也都有这个加速度计他们可以测量你的步数就是我们现在什么微信步数来计步非常重要的一个原理对然后另一个这些设备中常见的一个装置就是
就是陀螺仪其实陀螺仪是一个非常经典的用于测量旋转角速度和角度的这种设备
然后它在运动过程当中呢就是人的这个旋转啊或者是摆动啊它都会使这个设备产生旋转和摆动嘛然后陀螺仪就可以监测到这些旋转信息比如说在这个进行游泳的时候手臂的这个滑水动作它就会导致智能手表的这个产生旋转嘛然后陀螺仪就可以精确地测量旋转的这个角度和速度然后结合加速度计的这个数据呢陀螺仪就可以去更精确地去判断运动的方向和姿态
然后再例如这个骑行的时候它不仅可以去通过加速度计去判断骑行的这个速度啊和颠簸的状态然后还可以去利用这个陀螺仪去确定自行车的这个倾斜角度然后去更全面的去了解这个骑行运动中当时的这个人的状态
比如说到底是在爬坡呢还是在下坡呢这些数据除了这个加速度计和陀螺仪其实我也知道一个这些设备里边常见的就是那个实时定位的系统以前大家可能都用 GPS 嘛现在可能很多设备厂商也用的是咱们国家自己开发的那个北斗就是很多智能手表设备应该都配备了这个模块它用来测量运动的距离速度还有轨迹
它这个实时定位系统主要就是通过接受卫星的信号来确定你设备的位置信息然后在这个运动的过程中设备会不断地获取它自己的这个位置坐标并且记录下这些坐标点然后通过计算相邻坐标点之间的这个距离还有时间间隔它就可以得出来你运动的速度和距离同时它也能够将这些坐标点连接起来然后它就能绘制出运动的轨迹
比如说我们在户外跑步或者骑行的时候它这个定位系统可以准确的记录下来我们跑步还有我们骑行的路线它让用户能够更了解自己的运动路径还有自己的覆盖范围其实除了我们刚才聊到这三个圆旗架通常还有一些那种非常专业的运动手表就是卖大几千的那种运动手表它里面有的还会配备气压计这个气压计可以测量海拔的情况特别是一些
登山就是登那种雪山的那种它有可能会用到这个元器件它主要是来测量这个海拔的然后包括你的这个爬升怎么着就这个比刚才提到的那个 GPS 也好还是陀螺仪都更准确然后还有的有一些设备里有专门的心率传感器这个心率传感器跟那个用那个 LED 灯那个 PPG 那个不太一样它是专门的心率传感器它是用的
它能给出更详细的运动数据和建议其实还有很多手表里边还有一项数据是那个最大有氧势能就是这个数据是啥意思呢也可说这个最大有氧势能应该是苹果手机里用的一个指标吧就更常见的说法应该是最大摄氧量对对对应该是一个意思对后面可能这俩词都会用到大家能听明白就行
这最大营养势能它其实是指一个人体在进行大量的这个肌肉群参与的和长时间激烈的运动当中这个心肺功能和肌肉利用氧的能力基本达到这个人的这个活动水平极限的时候然后单位时间内能获取的摄取所有的这个最大的氧气量其实简单来说就是人体在运动时候它能够吸入运输并利用的氧气的最大能力
最大摄氧量的单位一般是毫升每千克分钟也就是说你每千克体重每分钟能摄入的多少毫升的氧气比如说一个人最大摄氧量为 50 毫升每千克分钟也就是表示在最大运动强度下他
它每千克体重每分钟可以摄取 50 毫升的氧气这个它其实能反映的身体状态包括了心肺功能耐力水平代谢能力以及身体机能等等最大摄氧量高就说明了你这个心脏的迸选能力特别强然后
每次这个心跳它都能够去输出更多的血液同时呢这个肺部的气体交换效率也非常高能够吸入更多的氧气并且输送到血液当中去交换例如
长期坚持有氧运动比如说跑步啊游泳啊等等这种类型的运动员呢他的心肺功能就有非常好的锻炼然后这个最大摄像量他其实往往是比普通人要高很多的同理就是最大的摄像量高然后耐力水平和代谢能力他一定也会相对来说更高一些一般来说最大有氧智能非常高的人呢他的这个身体技能其实是非常好的然后对于各种日常的运动以及日常的运动
日常的这种冲动活动吧它的适应能力也会更强然后患多种疾病的风险可能会更低一些它具有更好的这种健康状态和生活质量没错其实我非常推荐大家多关注一下自己这个最大摄氧量这个指标其实不光是那些智能手表上能测有些健身房也能测包括
其实你也会有一个自己的感触我看很多足球运动员篮球运动员比如说 NBA 的什么那个洗甲英超的运动员他们到一个新俱乐部去体检他们都需要戴一个那个氧气面罩然后来测他这个体能他那个氧气面罩的功能就是把那个氧气给抽掉一些其实就是说在缺氧状态下他的身体机能是怎么样的
其实这个也考验你的这个最大摄氧量那问题就来了就是我们戴了这些手表手环它是怎么测我们的最大有氧势能的那测这个最大有氧势能就跟我们前面说的那些指标的逻辑不一样的因为它主要运用的就是它是一个综合的算法或者说它是一个就是算出来的值它并不像前面的用各种传感器来测当然呢
它也要综合利用智能手表手环上的那些传感器的数据然后再结合特定的算法来估算比如说心率数据的应用比如说什么运动数据的应用等等吧你在运动的过程中心率就会随着运动的强度增加而升高这个我们每个人都有感受啊且心率和运动强度之间有一定的线性关系那这个设备它会记录运动时的心率变化的情况例如说
你在一次跑步的过程中随着你的速度加快心率也会逐渐的上升在达到最大运动强度的时候能承受的心率也会较高通过对运动时心率数据的分析结合着用户的年龄啊性别啊等等这些基本信息这些智能手表等等这些设备就可以初步估算出用户的心肺功能的状态它也为最大营养失能的计算提供了一个基础的数据对
就包括刚才说的那些加速度计啊陀螺仪啊还有 GPS 等等这种传感器它其实就是为整体的这个基础数据和算法
提供了更丰富的这种运动数据比如说在同样的心率下吧然后跑步的速度越快就说明你的身体在相同的心率下能够完成更多的这个功耗然后可能意味着你有更大的这种最大有氧势能设备会根据这些运动数据呢它也会去评估这些用户它在不同的这个运动强度下的表现然后去推算这个最大有氧势能没错
通常这些提供最大营养失能数据的设备还需要自己上传一下自己的年龄性别身高体重等等这其实是让他们的算法更好来算个人的这些数据智能手表厂商会开发一个专门的算法模型它基于大量的实验室数据和研究成果来估算每个人的最大营养失能这些算法通常
会考虑我刚才提到的那些基础信息性别年龄等等等等运动因素吧等等比如说一个年龄较大的人在相同的运动表现下最大营养摄能可能就比年轻人要低而经常进行营养运动的人他最大营养摄能通常是
通常会比不运动的人高算法也会根据心率和运动数据的变化趋势综合上述的各种因素来通过复杂的数学计算来估算每个人的最大营养势能当然还有一些算法它会采用线性回归模型根据心率和运动强度之间的关系来预测最大营养势能还有一些可能能通过使用机器学习的算法
用大量的用户的数据进行学习和训练来不断优化它这个模型优化它这个算法来提高最大营养势能的这个准确性我个人的使用体验下来我觉得你关注那个值不重要比如说你关注你是 30 40 50 这个值不重要你不用跟别人比你说我是 42 他是 41 你比他好我觉得那个数最好的方法看的话
就是你看你的那个曲线比如说你坚持运动三个月你能很明显地发现你的最大有氧势能可能从 40 多它涨到 45 46 甚至超过 50 那就是说明你这段运动是有效的我觉得那个关注比关注那个值本身更重要而且一些智能手表它会采用那种持续的学习还有校准的那种机制
也就是说它会随着用户使用设备进行了更多的运动它会不断地收集新的数据它并且根据用户的实际运动表现然后跟之前的那种估算吧它进行一些调整还有调整然后这儿我突然想到我当初买我这个智能手表的时候它有一个当年特别火的功能就是它能测这个血氧饱和度这也是我买的一个很重要的一个原因
而且这个血氧饱和度和我们前面提到的那个最大有氧势能都跟氧气相关嘛然后我想问一下它俩之间到底有啥区别或者说这个血氧饱和度它是一个什么样的指标吧嗯血氧饱和度其实是就是说血液中被氧气结合就是统称为这种氧和血厚蛋白的容量它
它占所有的这些可结合的血红蛋白容量的百分比就是血液中的血氧的浓度就是刚才说的那个定义它其实是一个呼吸循环当中非常重要的生理参数它主要其实就是刚才说的它反映了血液中的氧气含量然后它可以体现的一个重要的东西就是呼吸系统和循环系统它在维持一个人正常的氧气供应和运输然后在这个状态下你是正常的
或者是你在这个状态下不正常它是能够直接反映这个情况的然后正常的这种血氧保护动呢它能够去保证你的各个器官组织它有充足的氧气它去能够维持正常的每一个器官组织它应该有的这种生理功能然后如果一旦这个血氧它不够高或者是它异常了之后呢就会影响人的各个器官的生理功能然后它在临床上其实是常用于
监测患者的呼吸和循环功能的一种状态的这种指标吧然后正常的人在海平面静息的状态下就是指我们这个正常海拔的状态下血氧饱和度通常都是在 95%到 100%之间的但是他也会受到一定环境啊和这个生理因素的影响比如说有一些疾病的时候包括这种肺部的疾病啊心血管的疾病啊等等贫血啊等等这种呼吸障碍啊
类似于这个生理疾病的时候呢你的这个血氧饱和度可能就会有波动或者是会长时间维持在一个较低的水平当然较低也不会低于 95 或者是短暂的低于 95 当你在高原环境下或者是在一些其他的那种少氧的突出环境下呢整体的这个血氧饱和度也会随着这个环境的变化而降低
然后因为它这个氧气含量少嘛所以你按照之前的这种环境下的呼吸频率啊包括你的身体的这种嗯还没有还没有就是短暂的接触这个环境还没有去
适用这个环境的情况下呢你的这些血氧饱和度都会有剧烈的波动的嗯就是听起来这个数据应该还是非常重要的一个指标啊就是但是我之前了解到应该很多的血氧饱和度它是一个需要一个非常精密的机器去测量的那手表上它是怎么来测量这个数据呢它手表上测的这个原理跟我们刚才提到的那个
那个 PPG 法光电法来测心率的原理逻辑上是一样的只不过测心率的算法可能简单一点
然后来测血氧的这个算法就更复杂一点它复杂在哪呢因为我们知道光电法就相当于是你那个手表背后有一个光我们前面说测心率一般是绿光这个测血氧一般是用红光当然它可能用红光红外光或者其他的发光的二极管也一般是 LED 设备那它发光之后穿过我们的皮肤到我们的
这个血管里然后它再把这个光反射回来它就能接收到那它这里边有什么不同呢主要就是我们的血液中的血红蛋白的两种形式刚才阿尔法也提到了一种是氧核血红蛋白就是它这个血红蛋白中是已经含氧了那它这种的它通常会运动到你身体的各个器官各个地方各个系统里然后来发挥作用同时呢它还有一些
是还原血红蛋白就是不带氧的就是 HBOR 和 HB 这两种形态那这两种形态它对于光的吸收的特性是不一样的那它经过这个发光然后反射回来它就能通过这个方法再通过精密的算法来算出来这个血氧饱和度这个情况嗯那它的这个准确力跟那些专业的设备之间差别大吗嗯
总体而言关于血氧饱和度的这个数据比前面提到的那个心率也好或者说其他那些数据可能更医疗并且我们用到这个数据的场景也没那么多啊就比如说往往都是有时候住院了需要给你手指头上夹一个那个血氧仪来
来测你的血氧然后其实是监测你的健康状况然后还有一些比如说得了肺炎或者得了你呼吸系统疾病然后测一测这个能监测到你这个身体是不是健康所以它这个就是可穿戴设备特别是手表手环上的那些测血氧的它有用它有一定的参考价值但是它还是有一定的误差你在医疗的诊断中
还是用专业的血氧饱和度的测量设备比如说脉搏血氧仪它的那个数据会更为可靠一些反正我这个手表测血氧它就需要你去点嘛所以平常基本上也用不到它不是一个持续监测的一个指标那接下来就是我们聊了这么多基础的指标之后现在还有一些厂商他会宣传自己的手表有更新的黑科技就比如说他可以测血压
甚至有一些他也都申请了那个医疗器械证那他这些的原理是啥的智能手表等这种可穿戴设备它测量血压其实就是主要的两种方法叫一种是试波法然后另外一种就是光电容器标记法我先说一下试波法的原理它其实就是充气放气
就像刚才提到的就是智能手表内它内置了一些微气泵和弹性气囊然后测量的时候这个微气泵它就对气囊充气然后气囊对手腕相当于反向施加了一个压力逐渐地去堵塞动脉之后这个气囊它就会逐渐放气然后去模拟传统的这种血压测量过程然后在充气和放气的过程当中这种高精度的传感器它实时地去监测气囊内的压力变化以及
对这种整体的手腕上的这种血管壁的这种压力的反应去获取这种压力震荡的这种信号再之后就是设备基于获取的这种压力震荡的信号呢通过一些算法分析然后得到这种震荡波的幅度啊频率啊等等然后计算出收缩压出伤压
和这种脉搏的这种速率等等这种血压相关的这种指标一般收缩压对应放弃过程放弃过程中会出现一些震荡波开始出现明显变化的这种点然后舒张压呢它就对应的是这种震荡波当中它趋于平缓的这种点那我来讲一下刚才阿尔法提到的另一种方法就是光电容积秒剂法也就是刚才说到的 PPG 这个
这个还是基于光的信号来做的一个原理手表的光源发出光束照射到我们手腕的皮肤部分的光线就会被皮肤组织血管吸收另外一部分能反射回来被光传感器接收那我们心脏跳动时血管内的血液溶剂就会发生变化那导致对光线的吸收和反射的这个程度会改变那
光传感器捕捉到反射光的变化之后就能形成与脉搏同步的光信号变化也就是说容积脉搏波利用机器学习算法等对这个脉搏波的这个信号进行分析处理结合脉搏波的传播速度波形特征等等信息就可以建立于血压关系的这个模型进而呢进行估算出血压的值因为脉搏波
麦伯波速率与血压有很强的这个相关性通过分析麦伯波的相关参数可以间接反映出血压情况听我这个描述就能看出来这跟刚才那个带微气泵的那个其实不是一个级别的那个比这个准然后当然呢那个带到手臂上要整个围住手臂上来充气的那个比这个更准
大概是这个逻辑而且聊到这儿我想提醒一点就是这些智能手表它来测血压在我国它是属于第二类的医疗器械的它这个是需要向国家药品监督管理局去申请医疗器械注册证的它这个产品也需要经过严格的临床实验和技术评审然后确保它安全有效符合相关的标准和规范它才能够上市
但即使是通过了这些认证的智能手表啊它的那个血压测量结果也主要是用于我们日常监测和那个健康的管理并不能完全的代替像玉米刚才提到的那种整个把手臂围起来的那种专门测血压的那种机器在临床上的那种诊疗的作用其实虽然不能用于诊断但是现在很多手表的好处是它通过这么小的一个设备它方便嘛毕竟毕竟你每天都戴着嗯
它可以每天定时几个时间你定点的来测量血压然后它能实时的记录着就能形成一个动态血压的数据那对于你这其实是一个非常重要的健康数据其实主要还是因为这几年搞血压的患者也比较多嘛就聊到这儿还有一个小点这段时间应该挺火的就是有人发现他刷医保可以买华为的智能手表然后就上这儿搜了嘛
本来应该是在广州后来很多地方都开始用的是然后他发现他也可以买这个事炒得还挺火我觉得这个事首先有营销的成分我们不替他做广告不过他也没有大问题我解释一下逻辑因为华为的那台手表他本来就取得了二类医疗器械症理论上就是医疗器械
用医保个人账户的钱就不是医保报销啊我们讲过很多次医保用医保个人账户的钱跟医保报销其实是两回事用医保个人账户的钱去药店买医疗器械本来也符合规定其实这个也不光华为有其实小米也有类似的就是获得二类医疗器械的这些手表我觉得这个事的乌龙在于就是广东他们试了之后发现可以后面有上海的用户报
包括山东的人试了试他们这地方也可以不过他们的要求都是比较一致的就是购买的人必须是医保参保人然后购买时候需要携带你自己的医保卡等等来去到那种医保定点的药店买不过因为这个事上了热搜比如说一些地方就宁波它本来是可以买的
但是他就叫停了医保可以继续购买这个手表的这个行为他们自己官方回应说宁波医保局正在内部讨论是否可以继续使用医保结算也有媒体就这个事就问了国家医保局问了这个国家医保总局吧那个工作人员就回应了说大体上来说取得医疗器械注册证的产品是可以走医保付款的但是具体还是要看当地是否有
相关的这种政策我觉得未来可能允许的省份不会有那么多毕竟整体的医保基金也没那么多虽然说用的是你的个账但这个钱不是只能买这个本身能买的东西可多了就药店它只要是跟医疗相关的你其实都可以去买就是刷那个个账都可以买这个事儿还是我说的它可能营销的成分大于它真实的那个价值那
那好呀我们说完这个最后这个乌龙这个事稍微总结一下我们这期聊的我们也是基于一个小点就是那个耳机它怎么能测心率这个事我们就聊回来了我们常见的这些智能设备无论是手表手环戒指等等它是怎么样来测我们身体的那么多健康数据的总体下来
它主要还是里面那几个传感器里面那几个传感器它重要但是也没有那么重要更重要的还是我们强大的那些算法那些程序那些数据模型来算出来我们身体健康的那些指标就通过一个那么小小的设备就能测出来我觉得这一期整体来说还是挺轻松的没有那么的严肃但是我觉得也
也能解决很多人可能像我们一样的好奇或者疑惑因为我们可能很多人都是这个智能设备的用户如果你觉得日常有什么使用的体验或者说有什么想分享的欢迎在留言或者进入我们的群里跟我们讨论那我们这期就到这了拜拜拜拜