可穿戴设备心率监测功能为何鲜有合格?

2015-08-25 17:17:12来源: 钛媒体 关键字:可穿戴设备  设备  心率  监测

    耐克智能手环对运动量监测欠准确的诉讼案已经尘埃落定,但这似乎并没有拉近人们对可穿戴设备的美好期望与骨感现实之间的距离。甚至,不乏消费者在购买使用的一两周之后就直接选择“放弃”,以偏极端的方式对一些可穿戴设备表达了不满。

 

  在对行业心存担忧的时候,我们不得不接受当前鲜有可穿戴载设备是真正意义上完全合格产品的客观现实。当然,我们也应该更冷静地着眼于现有的产品技术水平,对行业的发展报以理性的乐观,相信起步的艰难并不影响其作为物联网载体的趋势地位。

  谁的心率监测是准确的?

  放眼整个可穿戴设备领域,我们可以看到,几乎每一款可穿戴设备都配有记录各项与人体有关数据的功能,比如睡眠、心率、运动量等;貌似但凡缺了这项功能,都不能坦然面对“可穿戴设备”的头衔。而且,目前支撑大部分可穿戴设备在市场混下去的也是这项功能。当然这也无可厚非,因为没了数据的可穿戴设备没有任何存在价值。那么问题来了,有了数据的可穿戴设备,它们的数据准确吗?消费者相信它们的数据是准确的吗?

  我们先来看一组实验。以市面上带心率监测功能的智能设备为例,就其结果是否准确的问题,CNET的Sharon Profis在心脏病学家Jon Zaroff博士的帮助下,选取了Garmin VivoFit、Basis Carbon Steel、Withings Pulse O2、三星Gear Fit以及三星搭载指尖传感器的Galaxy S5作为测试对象,展开了三个静止测试和三个运动测试。

  结果证明,在静止条件下,五款可穿戴设备的数据都比较精确,误差率控制在10%左右,但在运动状态中,除了Garmin VivoFit和Galaxy S5表现惊人外,其余几款设备都出现了较大程度的误差。

 

  五款智能手环心率监测产生的误差

  测量结果是怎么得出的呢?这得从可穿戴设备和专业医疗设备的原理说起:专业医疗环境使用的心电图机器或胸带心率监测器利用的是电极式心率传感器,这类设备往往操作比较复杂且庞大,因此还无法应用于较小的可穿戴设备上。目前大部分的移动设备端搭载的传感器是一种通过光反射测量的光电心率传感器,即通过 LED 照明毛细血管,监测血液流动速度,以获得BPM(每分钟心跳数)。如果想获得比较精准的监测数据,光电心率传感器往往对实际监测的环境要求相当高,即用户不能说话、不能移动、不能出汗,因此在运动环境下,其误差几率就会比较大。

  Garmin VivoFit和Galaxy S5之所以能在运动情况下保持相对准确的数据记录,前者的原因在于它是胸带心率传感器,技术原理类似于心电图机器,而后者尽管原理上与手环一致,但不同的是手机测量的位置在指尖,由于食指指尖存在一个动脉血管,因此它基本上能与心脏保持相同的频率。

 

  三星S5手机上配备的光电心率传感器

  我们可以从这个实验中总结出来,想要在运动的状态下获得准确的心率数据,可穿戴设备的佩戴位置很重要,即要么在靠近心脏的地方,要么在靠近指尖的地方,反正不能是手腕这种地方就对了,那么这也就把目前所有智能手环以及手表类产品心率监测的准确性都给否定了。当然,国内目前一些生产医疗器械产品的企业对这项技术有着更深刻的理解,比如北京利安盛华科技公司所生产的利安健康管家这款可穿戴设备,就是采用对指尖动脉的监测技术来实现对心率的监测。

    那么睡眠监测呢?

  除了心率监测之外,还有一项被大家关注的技术,就是对睡眠的监测。比如,宣传称可以监测用户深度睡眠时间的Jawbone UP手环,其监测原理也被相关的医学专家给否定了。在监测用户深度睡眠时间的功能上,Jawbone UP的实现原理是通过活动监测仪跟踪用户在睡觉时间的微幅运动,以判断其睡眠状态。另外一种对睡眠的监测是参照心率来实现,由于我们的心率随着睡眠周期的变化会发生相应的改变,当我们处于深度睡眠时,心率会相应的下降,所以我们就参照了这个睡眠时间的心率变化来监测睡眠质量。

  但实际情况是,对睡眠深度的判断是根据睡眠过程中脑电、肌电和眼电的表现和特征来进行综合判断的,显然,Jawbone UP手环的监测方式并不科学,其得出的数据也并不可靠。而另外参照于心率的监测,由于目前可穿戴设备上的心率传感器准确度偏低,其可信度有待考量,而此时如果依据心率为参考依据得出的睡眠周期数据只能呵呵了,我们只要不失眠,一觉能睡到天亮就可以了,不必太在意所谓的监测结果。

  写到这里,我们可以回答开头的那个问题了,即谁的监测数据是准确的?专业级的医疗设备相对是准确的,或者用于专业运动员训练的特定环境下的设备是准确的,但无论如何还不能说目前那些没有经过医疗认证的可穿戴设备上的数据是准确的,或者是接近于真实世界的,尤其是智能手表与智能手环类产品。其实,我们可以从各类可穿戴设备的广告宣传中看到,企业是尽量避开数据准确这个问题的,于他们而言,他们既要拿这个来当吸引消费者的噱头,但又要把握得恰到好处,不至于没有回旋的余地。

  比如,FuelBand在宣传中告诉消费者的是这款设备可以测量四种数据:时间、卡路里、步数和NikeFuel能量计数值,但并没有说这些数据是绝对准确的,因为“准确”本来就是一个相对概念,即使是专业级的医疗设备也还是会存在一定的误差。换个说法就是,这些数据也不是完全没有任何作用,你如果愿意的话,它们还是可以作为参考的,你可以根据这些数据大致判断出一个趋势,增加对自身的了解,尽量使自己更科学地调节自己的生活等等。

  如何面对监测“不准”

  相对于当前的医疗级监测产品,在产品形态上更加微型化的智能手表、手环或多或少存在着一些差距,当前目前也有一些专注于做医疗级监测的智能手表,其在监测上并不亚于医疗级的监测产品。但就当前的医疗级监测产品而言,其监测的“准确”性也只是一个相对的概念,并不能完全真实地反应人体真实生理状况的全部。同样,对于可穿戴设备而言,随着时间的推移,产业链技术的不断完善,算法技术经验的修正、积累,不论是基于手表、手环、衣服等任意形态的穿戴类设备,其监测数据将会不断地接近于人体真实的生理状态。

  对于企业而言,我们需要客观地面对当前产业发展过程的阶段,站在用户的角度将自身核心监测,并且是成熟的技术通过营销的方式传递给消费者。对于一些处于发展过程中的技术,或许我们需要采取“保守”的方式,以一种附加功能的形式,在营销宣传的过程中清晰的告知消费者改功能只能作为参考依据。

  对于消费者而言,我们需要对新科技事物报以更大的包容,尤其是可穿戴设备这种颠覆性的产品技术,在从0到1的搭建,以及从1到N的进化过程中需要一定的时间。我们站在今天一下成熟的电子设备角度来看待可穿戴设备,或许有着各种各样的不完美,但如果站在整个物联网时代的趋势角度来看待,当前的可穿戴正处于时代的风口上,正在以超越PC、智能手机曾经的发展速度在进化。

  不论如何争议,对于可穿戴设备而言,它必将会从婴儿成长为青少年,并走向成熟,而科技的进步最终也将造福于人类

关键字:可穿戴设备  设备  心率  监测

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/medical_electronics/2015/0825/article_5998.html
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