华为放出“黑科技”, 戴上手表可以随时量血压!准吗?啥原理?

文摘   2024-12-02 23:36   上海  
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来源:新华日报健康综合新浪微博、华为官方网站、科普中国、医谷网、上海发布、上海市场监管等


近年来

佩戴智能手表、运动手环

实时监控自己的健康情况

已经成为不少

时尚达人"科技控"

日常生活的一部分



11月26日

华为在Mate品牌发布会上

正式发布了一款智能手表

HUAWEI WATCH D2

华为官方称之为

最新一代"腕部动态血压记录仪"

消息一出

随即登上热搜榜

受到很多"花粉"追捧





据华为官方介绍,华为WATCH D2是全球首款动态血压监测智能手表,通过内置微型泵测量血压,支持24小时动态血压监测,可以为佩戴者提供血压报告以及各种活动对血压的影响信息。






(图源:华为官方网站)

据介绍,这款智能手表采用了微型气泵和气囊等结构,实现了动态血压监测功能。华为官方称之为“玄玑感知系统”。通过集成高精度压力传感器、压力反馈式控制电路及低流阻气路,能够实现在正负3mmHg以内的血压测量,并且通过血压融合算法,支持24小时动态血压监测。而且精准度已经得到了专业机构的临床验证。


(图源:华为官方网站)

有媒体查询国家药监局网站发现,华为WATCH D2已于今年8月通过二类医疗器械注册(注册证编号:粤械注准20242071034),由主机、袖带(腕带)、无线充电底座组成,其中袖带(腕带)含气囊组成,适用范围为单次或24小时内设定的不同时间段里在静止情况下测量人体的收缩压、舒张压、脉率(仅适用于18岁及以上人群),供医护人员参考分析。


(国家药监局网站截图)

此外,据华为官方介绍,除了血压测量功能外,华为WATCH D2拥有一键微体检功能,可以实现心率、血氧、血压、体温、压力、心血管风险、心电图、血管弹性检测、脉搏波心律失常分析、高血糖风险评估、睡眠呼吸暂停检测等11项身体指标的体检,识别潜在健康风险。不过,华为在其官网上表示,一键微体检软件非医疗器械,对用户无诊疗行为,检测结果仅供参考,不能用于医学研究、诊断和治疗。

华为官方还提醒,为了准确测量血压,建议佩戴者将手腕保持与心脏水平。在睡眠时或一般情况下进行的血压测量可能会缺乏一定的准确性。





       智能穿戴设备

为何能实现"精准量血压"?






从心率、血压、睡眠到能量消耗、疲劳状况、最大摄氧量,智能手表手环显示的指标越来越多,可感觉有些值测得不准啊?

你的感觉没错,各项指标的准确程度差别很大,有的准到医生都会拿去参考、有的只适合随便看看

有专家总结出下面的表格,包含一些常见指标的准确程度,准确性最高为 5 星,最低为 1 星。



本表格综合所有条件进行评级,各家厂商算法可能有所不同,分级有一定主观性。5 星表示准确性非常好(以金标准测量),4 星表示较好,3 星表示中等,2 星表示差,1 星表示非常差

由上表可见,智能穿戴设备应用气囊法测血压,此外还有心率、血氧饱和度的测量,都能够达到“4星”水平。算得上很靠谱了。

不过,表格中没有一项指标达到5星,专家解释,这意味着并没有数据是百分百绝对准确的。误差可能跟测量方法、传感器、算法、佩戴和解读方式有关。





       测量准不准

要综合硬件与算法考虑






专家介绍,现在一块几十克的智能手表,能集成近 10 种传感器,比如测量心率的光电传感器、测经纬度的 GPS 传感器,还有气压、温度、加速度传感器等

可穿戴设备(智能手表、手环、戒指等)通过传感器直接测量,为我们显示有限的一批基础指标(原始数据也需要算法处理,为了方便理解这里写为直接测量);这批指标经过整合和计算,再源源不断地产出无限的新指标。也就是,只要有生理学、运动生理学作为基础,几个基础指标倒来倒去就可以得到一堆指标。

指标是越来越多了,但它们全都靠谱吗?只要测量,就一定不可避免出现误差,但多数指标都存在一个公认误差最小的测量方法,这种方法一般被称为“金标准”。举例来说,测量心率的金标准是心电图,测睡眠时间和阶段的是多导睡眠监测,测能量消耗的是双标记水法。

金标准一般在实验室条件下测量,大部分设备昂贵,测量步骤复杂,还需要有经验的操作人员协助。当然,牺牲一些数据准确性,可穿戴设备换来了更方便、成本更低的测量方式。


测量心率的金标准是心电图;智能手表可连续测量心率,简便但准确性稍低丨图源medpick/新浪众测

专家介绍,存在“金标准”的指标里,有些数据是直接测量得出或通过简单计算得出的,比如通过光电传感器测量心率、通过运动距离和时间计算配速。

还有些数据,是在直接测得数据的基础上,通过算法估算出来的,就像通过心率和加速度计的数据估算能量消耗。不同厂商的算法可能不一样,同一家的算法也可能不断改进,所以得出的结果也许差距很大。多数情况下,估算出来的数据不如直接测量的准确。





             哪个指标

目前智能穿戴设备测量得最准?






无论你穿戴的是智能手表还是手环,目前测量最准的指标之一都是:心率。

通过小小的LED灯和光传感器,智能手表、运动手环就可以监控用户的心率情况。LED灯会发射光线到皮肤上,部分光线会被皮肤、组织和血管吸收,而另一部分会反射回光传感器上。

LED灯发出的光线通常为绿色,吸收率更大(图源:上海市市场监督局)

心脏跳动时,会有更多的血液流过用户的手腕,吸收更多的光线。心跳间隙,血液流动减少,血管收缩,吸收的光线也减少。光传感器检测到这些反射光的变化,再运用一定的算法,就可以折算出心率

《智能手环通用技术条件及测试方法》(DB32/T 3800-2020)要求,静态模式下心率示值误差应不大于±10%或±5 次/分(取较大者),动态心率精度比对标准为动态心率ECG检测器标准认证。

心率与众多健康和运动相关的指标有关,手表手环会直接显示心率,也可以提供很多基于心率估算的指标。于是,心率测量的准确性,决定了很多其他指标的准确性。

专家介绍,测量心率的金标准是心电图,通过放在胸部和四肢的电极,检测心脏的电活动并测量心率。可穿戴设备连续显示心率时,测量方式通常是光电体积描记法(photoplethysmography, PPG)。这种测量方式会受到多种因素影响,例如运动强度、运动类型、腕部活动、腕带松紧、皮肤色素和表面的污垢、心律失常等。

根据 18 项研究的综合测试,心率测量在静息状态或低强度运动时较为准确,随着运动强度的增加,能测出数据的几率和数据的可靠性会显著降低。在一个综合 249 项研究的分析中,心率测量平均误差为±3% 。因此,在安静状态下,可穿戴设备显示数值稳定时,心率数据相对可信,可以用来帮助判断健康和锻炼情况。剧烈运动时数据准确性降低,如果想获得更准确的数据,可以佩戴胸式心率带。

运动时,有必要知道心率吗?

无论是体育锻炼还是运动训练,都存在一个合理安排运动量的问题。运动量过小,就达不到提高内脏器官功能的目的,如果运动量过大且安排时缺乏合理的节奏,就容易形成运动损伤。

心率能直接反映身体在运动中的生理反应,是判断运动量和运动强度是否合理的有效方法。

首先我们应该知道自己的最大心率,即指一个人在最大强度运动时能达到的最高心跳次数。常用的计算公式是:220-年龄。例如,一个30岁的人,其最大心率大约是190次/分钟。

最大心率不会每天变化,几乎不受体能状态影响,多锻炼也不会提高个人的最大心率。对于大多数人来说,在运动时通常建议不要超过自身的最大心率,以免心脏过于负担。

通常来说,运动心率维持本人最大心率值的65%~85%是比较合理的运动负荷,保持在最大心率值的60%~70% 区间则更有助燃脂。





热量消耗指标

也可用作参考






很多可穿戴智能设备能够监控热量消耗,主要是用到加速度计。这种传感器可以监测设备在 X、Y、Z 三个轴上的移动,由此来判断用户的步数、运动速度和运动模式(如步行、跑步、骑行等)。


(图源:上海市市场监督局)

除了加速度计,很多设备还配有陀螺仪,可以感知旋转和倾斜。这对于记录一些复杂的运动非常有用,比如手腕的旋转动作。当加速度计和陀螺仪的数据结合在一起时,能更加精确地追踪用户的运动。

以上数据再综合个人的心率、体重、年龄和性别等信息,通过算法就能估算用户一天或一段时间内消耗的热量。


提醒:使用智能手表(手环)注意这些要领





光学心率监测器很容易受到堆积物的影响,阻挡或妨碍传感器的光线。如果使用了防晒霜、身体乳或驱虫喷雾的情况下,更应该注意清洁。可以使用温水和软布擦拭表背,擦干后再戴上。

佩戴太松会使手表滑动,在光学心率传感器和皮肤之间产生缝隙。太紧会限制血液流动。如果移动手表,手表下面的皮肤也会随之移动,就是合适的松紧程度。

另外建议手表佩戴在手腕外侧、腕骨上方,以取得更好的测量效果。

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