差评 7小时前
还在看智能手表的睡眠监测?这准确率还不如丢硬币。。。
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  晚上睡觉还戴着智能手表或者手环的差友,在评论区举个手,让我看看有多少同党?

讲真,也不知道是不是岁数到了,我发现咱们这届年轻人,对睡眠的关注度简直高到了一个离谱的境界 —— 以前大家在比谁熬夜最晚,现在大家比的是谁深睡更长。

至少我自己是这样,平时手表都是焊在手腕上,只有在洗澡和充电的时候才会摘下来,然后每天睁眼第一件事,不是摸手机而是划手表看睡眠报告,看昨晚有没有睡好。

如果看到 APP 显示昨天睡了八小时,深睡接近两个小时,分数给了个 80 分,那我这一整天都感觉神清气爽。

  但要是哪天点进去看到昨天深睡还不到一小时,分数才 60 多分,那完蛋了,即便主观感觉还行,但这一整天我都会处于一种不得劲的状态中,总觉得脑子昏昏沉沉。

直到上个月,我换了个新手表,结果直接给我看懵了。。。

因为自从戴上新手表,我发现自己深度睡眠突然从原先可怜的一个多小时,直接猛涨到了两个半小时以上,而且睡眠评分就没下过 80 分,睡眠数据突然就支棱起来了。

  随后我就去小红书上搜了一圈。。。好嘛,原来我不是一个人,不少网友都在吐槽类似的经历。

有人觉得苹果表更准,因为它识别了每次清醒;也有人觉得华为更稳,记录连续性更强,甚至还有人直接左右手各戴了不同品牌的表,结果俩表数据能差出一个多小时。

好家伙,合着我之前焦虑没睡好的那些日子,全白给了???

  为了彻底搞明白这事儿,我仔细研究了一圈,今天就打算跟各位差友好好唠唠 ——  这些年我们被智能手表整出来的睡眠焦虑,到底有几分是真科学,又有几分是玄学。

首先咱得达成一个共识:睡眠这玩意儿,它不是一个简单从 " 没睡着 "   到 " 睡着 " 再到 " 醒来 " 的过程。

你们别看现在很多智能手表,只是简单把睡眠分成「深睡」、「浅睡」还有「快速眼动」这三个阶段,但其实医学上,通常把睡眠分成「非快速眼动期」和「快速眼动期」。

其中「非快速眼动期」还要再细分成 N1、N2 和 N3 这三个阶段。

  估计不少差友之前都有过这样的经历 —— 躺着刷完手机刚放下,意识慢慢开始变得模糊,似睡非睡间,突然身体抽一下,跟被电了似的,还以为自己要从床上掉下去。

别慌,这既不是 " 鬼压床 ",也不一定是缺钙了,多半就是你正处在 N1 期,这时候大脑还没彻底断片,肌肉张力不稳,突然抽一下代表它在切换模式,纯属正常反应 ~

等你真正睡着,大部分时间其实都处在 N2 期。

这个阶段在睡眠里的占时最长,这时候,你的心率会慢下来,体温也开始下降,但假如楼上突然掉个东西,你可能会惊动一下;有人叫你名字,大脑可能还是会有反应。

而 N3 期,就是我们平时说的 " 深睡 " 了。

生长激素主要在这时候分泌,身体细胞修复、记忆力巩固等很多重要的 " 后台维护 " 工作,也都集中在这个时段进行,智能手表上显示的 " 深度睡眠 ",主要就是指它。

至于「快速眼动期」,则是咱们做梦的高峰期。

这时我们的大脑开始变得活跃,但身体为了防止咱们跟着梦里的动作乱跑,会下达指令让肌肉暂时 " 瘫痪 ",如果你在这时候醒来,大概率能清楚记得刚才做了什么梦。

  而咱们一整晚的完整睡眠,其实就是让这些阶段按顺序循环往复,一个周期下来大概 90 到 120 分钟,一晚上能折腾好几个来回。

OK,搞懂了睡眠的阶段,咱再看医学上是怎么监测这些阶段的,对比之下就知道手表的监测有多 " 简陋 " 了。

  医学上判断睡眠分期的金标准叫多导睡眠图,简称 PSG。

你需要专门去医院睡一晚上,然后被贴上十几个甚至几十个电极,比如脑电图贴头皮监测脑电波,眼电图贴眼睛旁边监测眼球运动,肌电图贴身体各个部位测肌肉张力。

除此之外,还要上心电、呼吸、血氧等等一堆传感器,医生就是通过分析这一晚上你的脑电波、眼球运动和肌肉活动的综合变化,来精确判断你到底处在哪个睡眠阶段。

  看完医学监测,你再看看手腕上那块几十克重的小方块,是不是觉得它多少有点 " 寒碜 " 了?

这么说吧,咱们手上的智能手表,不管是苹果、华为、小米、OPPO 还是 vivo ,都没能力直接测脑电波、眼动和肌张力,它们的睡眠监测,本质上其实就是 " 靠猜 " ——

也就是用传感器采集间接信号,再通过算法推测你处于哪个睡眠阶段。

核心就靠「加速度传感器」、「PPG 光电传感器」这俩传感器,高端点的智能手表,可能还会加个麦克风测打鼾、温度传感器辅助判断,但基本逻辑没变,都是间接推测。

其中加速度传感器能捕捉你手腕的动作幅度和频率,比如翻身、抬手、蹬腿这些动作,它都能记录下来。

比如深睡的时候,身体肌肉最放松,基本不会动,就算动也是微小的蠕动;而浅睡的时候,这时候大脑还没完全 " 关机 ",会偶尔翻身、调整睡姿,动作相对会多一点。

  但它只会看 " 动没动 ",不会看 " 你是不是真的睡了 "。

比如你躺床上没睡着,安安静静刷手机,手腕一动不动,手表有可能会把你判成深睡;再比如你深睡的时候,旁边人翻身碰到你,手腕动了一下,它可能就会判断成浅睡。

这时候,就轮到 PPG 光电传感器来搭把手补位了 —— 它会发射绿光或红外光,穿透你的皮肤,靠血液流动的光反射变化,计算你的心率、心率变异性还有血氧饱和度。

它的判断逻辑是:深睡的时候,你的心率会降到全天最低,而且特别平稳,波动很小;浅睡的时候,心率会稍微高一点,波动也会变大;进入快速眼动期期,心率会加快。

可以说现在大部分智能手表,都是通过 " 体动 + 心率 " 联合分析来判断一个人的睡眠状态,它比单纯靠体动猜要准一点,但局限依然很大。

比如手表戴太松,传感器贴不紧皮肤,心率数据就会失真;戴太紧,压迫手腕影响血液循环,也会导致数据不准;甚至手腕肤色深、有纹身,都会影响传感器的信号采集。

  而最关键的一点是,不同品牌之间的算法差异也挺大。

像苹果,算法核心依托加速度计捕捉的体动信号,再搭配 PPG 光电传感器的心率数据,训练数据还纳入了大量临床多导睡眠图记录,权重上更偏向体动的规律性变化。

苹果关于睡眠监测算法的技术白皮书:

而华为则更侧重 PPG 传感器采集的心率变异性、呼吸率等生理指标,搭配加速度计的体动数据,对深睡的判定会综合考量心率平稳度和呼吸节律,和苹果有着明显区别。

华为智能穿戴睡眠监测原理介绍:

这也是为啥换块手表,睡眠数据就会差出一截。。。

  事实上,不止智能手表,其他像是戴手指上的智能戒指、号称能检测睡眠的智能床垫、还有智能枕头等各类消费级智能监测设备,本质上都跳脱不了间接推测的范畴。

2022 年《 Sensors 》期刊就发表过一项研究,招募了 53 名健康成年人,测试了 6 类主流穿戴设备( 涵盖智能手表、智能戒指、额头贴片等产品 )的睡眠监测效果。

结果发现,所有设备在判断 " 你睡着了没 " 都还行,准确率能有八九成;

  可一旦要细分到深睡、浅睡还有快速眼动期这些具体阶段,它们的睡眠监测准确率立马集体扑街,掉到了 50% 到 65% 之间 —— 对,没错,比抛硬币准点儿,但也有限。

红线表示智能设备测量值相对于 PSG 的偏差:

聊到这,估计不少差友会问:那智能手表的睡眠监测,还有啥意义?总不能白戴了吧?

其实也不是白戴,只是咱得搞懂它的正确打开方式 —— 这么说吧,现阶段智能手表自带的睡眠监测,最大的价值是看长期的睡眠趋势,而不是纠结某个晚上的睡眠数据。

比如你连续一周甚至一个月发现深睡都很少,而且每天睡醒都会觉得没精神,那这数据就很有参考意义了,你可以顺着这趋势调整作息,比如少熬夜、尽量睡前不刷手机。

但如果只是某天深睡时长少、评分低,那在我看来完全没必要焦虑,可能只是前一天压力大、翻身多,或者手表没戴好、水喝多了被尿憋的,纯属正常波动,说明不了啥。

所以如果下次因为数据焦虑时,不妨先问问自己:今天醒来感觉到底怎么样,你的身体,肯定比算法更懂你。

撰文:胖虎  

编辑:米罗 & 面线   

美编:素描

图片、资料来源

三星、苹果、小米、华为官网

Different Types of Sleep Study

华为智能穿戴设备睡眠监测原理介绍

About The "Sleep Test ( Polysomnography - PSG ) "https://www.researchgate.net/

Sleep, Heart Rate and Heart Rate Variability in Healthy Adults

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