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为什么Apple Watch心率监测那么准?揭秘

2016-10-14 编辑:笨笨 来源:网络
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  Apple Watch 的心率监测到底准不准?这一点估计每一个人都有自己的主观感受。不过无论你的评价如何,在权威人士的眼里,Apple Watch 至少在所有腕上智能设备里是最准的。那么 Apple Watch 测心率究竟有多准?它的奥妙何在?

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  测心率,Apple Watch 就是准


  尽管对于不少人来说,智能手表以及智能腕带等设备算不上是什么非常严肃的医疗工具,但因为它逐渐变大的占有率,这些产品还是引起了专家们的关注。克利夫兰医学中心心血管研究所(Cleveland Clinic’s Heart and Vascular Institute)的科学家日前对市面上最流行的四个心率监测设备进行了测试,他们得到的结论是 Apple Watch 在这之中是最准确的。

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  参与测试的除了 Apple Watch,还有 Fitbit Charge HR、Mio Alpha 和 Basis Peak,这些都是相对比较有口碑的消费级设备。50 个测试者连接心电图,戴上这些设备分别进行静止、行走和奔跑。这些运动结束后,消费级设备显示的数据就要和专业设备的数据进行比较,看看其中的差异。


  该医疗中心的心脏康复专家戈登·布莱克本(Gordon Blackburn)公布了测试结果:Apple Watch 和主打心率监测的 Mio Alpha 在大多数情况下都达到了 90% 的准确率,而另外两款设备都“只有 80% 出头”。尽管参与测试的其实还有一个消费级胸带型心率监测器,而且达到了 99% 的准确率,但考虑到 Apple Watch 作为腕带型设备有着天然的劣势,这样的成绩已经很让人惊讶了。


  既然话说到这儿那么问题就来了,Apple Watch 作为一款限制在手腕上的消费级智能设备,它到底是如何保证一个足够令人满意的正确率的呢?要了解这些,我们还得从腕部心率监测的原理说起。


  手表腕带如何看破我们的心跳

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  戴在手腕上的智能手表或智能腕带是如何做到心率监测的呢?关键就在我们人体内的血液流通。这类设备就目前来说,采用最普遍的是光学感应技术。设备底部放出绿色 LED 光照在手腕上。因为血液是红色的,会吸收绿光,所以当组织内的血液随着心脏跳动增减时,衡量这种吸光量变化的频率,然后用适当的算法来将其转换成心跳读数,就可以判断一个人的心率了。


  这样的监测方法简单、有效,然而却有一个天然的劣势。因为它需要有光照射在皮肤上,任何的不理想状况都可能会影响到准确率。设备戴得太松,它在手腕上的松动会造成光照定位不准;如果戴得紧了,血流量被限制,结果还是不准。


  这一点在测试中被体现得淋漓尽致。研究人员表示,志愿者静止不动的时候所有设备的读数还算是比较准确的。一旦开始运动起来,设备不可避免会在手腕上活动,造成监测结果严重偏差,甚至完全失去了准头。运动越是激烈,读数就越不靠谱。


  那么,苹果究竟是用了怎样的手法,成功避免遭遇像 Fitbit,Basis Peak 这样的悲剧呢?其实这其中并没有太多“高大上”的技术,仍然是苹果特有的成熟好用。

  

  苹果的绝招

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  苹果在 Apple Watch 上所应用的心率监测技术,其实本质仍是我们刚才介绍过的那些,通过 LED 灯和血液对光的吸收来识别心率。不过,苹果在这之中又加了一些新东西。


  根据苹果所申请的一份专利中的描述,它确实充分意识到了传统的 PPG 方案容易受到各种干扰的弊端。因此,Apple Watch 除了必须要有的一根导光管外,还有另外一根。其中一根导光管紧贴用户的皮肤,和手表底部的表面拥有同样的弧度;第二根导光管则埋在 Apple Watch 内部,不与用户发生直接的接触。


  这样一来,Apple Watch 在进行监测时就能够得到两个独立的光信息,一个准确但更容易受到手表松动的干扰,另一个相对模糊但不容易受到干扰。通过一个特制的算法,这两部分信息就能够进行交叉对比,然后计算修正最终得出一个相对靠谱的读数。


  通过描述我们就可以看到,苹果仍然坚持自己的风格,采用了目前最成熟的技术。不同的是,它在传统的获取血流量信息的方案基础上,又添加了一个验证和修正的过程。这样一来,系统就不会将因为各种干扰得出的错误读数全盘接收,而是多留一个“心眼”,通过和一个相对模糊但大致正确的监测结果进行对比,以此来判断自己是不是错得离谱了。


  当然了,即便如此 Apple Watch 作为腕上设备,它对心率的监测效果肯定是不如专业的设备,甚至是那些消费级心率监测胸带的。另外 Apple Watch 手段独到也不意味着你在跑步的时候可以把表带弄得松松垮垮,毕竟这仍然会极大影响到它读数的准确性。作为普通的用户,我们正常去使用,那些数据作为一个参考就可以了。


  苹果还要精益求精?

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  不久前苹果申请的一项新专利公开,我们因此发现了一个非常有趣的创意:指纹识别和虹膜识别都已经不新鲜了,苹果要用 Apple Watch 的心率感知来识别用户。这也就是说,未来的验证甚至不需要我们专门去“按拇指”,只要手表认出了自己的主人,那么这就算通过了,确实也要方便得太多。


  除了方便外,我们或许还能够提取出一个信息,那就是 Apple Watch 的心率监测有望能变得更加细腻精确,以至于能够在不同环境下正确识别到人。苹果会采用新的算法?还是在新的硬件中实现这个功能?这些都是尚未知晓,但是值得期待的事情。


  毫无疑问 Apple Watch 将遵循苹果的理念,继续朝着注重医疗保健的大方向发展。通过在日常生活中收集医疗数据,然后将这些信息共享到网络平台,或是医疗机构。苹果正在与各种医疗以及科研组织展开合作,整个生态一旦搭建完成,Apple Watch 未来或许就真的和我们的健康生活息息相关了。通过这一次的专业测试,以及 Apple Watch 的心率监测原理分析,我们可以看到它确实是值得信赖的。再过几年,Apple Watch 将会进化到一个什么样的程度呢?

标签: Apple Watch
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