智能手表是如何監測睡眠情況的？

自從參加活動，被送了一個華為手環后，我每天都帶上智能手表，隨時監測健康情況。這一監測，還真發現問題了。我觀察了一下自己的深度睡眠情況，每天都是低于1小時。據“專家”說，深度睡眠是黃金睡眠，2小時以上為好。

智能手表是如何監測我的睡眠情況的呢，這個數據到底準不準呢？今天看到了一篇文章，分享給大家

1、什么是體動記錄儀？

體動記錄儀（acTIgraphy）最早是20世紀80年代由美國軍方研制用來衡量部隊性能的儀器。之后研究人員發現體動記錄儀能夠應用在很多領域，并逐步將其推向市場。30多年來經過改進，基于便攜，無創，價格便宜等優勢被廣泛應用到睡眠／覺醒模式的評估，日?；顒訌姸缺O測，藥物檢測，行為遺傳學等多領域。

體動記錄儀的工作原理： 目前的體動記錄儀基本都具備從3個方向軸進行記錄數據，三軸傳感器成為標準配置，三軸傳感器能夠靈敏的從3個方向記錄到輕微的移動。根據記錄數據，分析軟件通過計算可以分析出能量消耗（energy expenditure）和睡眠相關參數（sleep onset TIme，SOT），覺醒時間（wake after sleep onset，WASO），覺醒次數（awakenings），睡眠效率（sleep efficiency，SE）等。

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2、睡眠深度

睡眠深度一般是以身體活動減少和感覺靈敏度降低作為衡量指標的。 深度睡眠是睡眠的一個部分，只占整個睡眠時間的25%，深度睡眠也被稱作是“黃金睡眠”。人的夜間睡眠，一般分5到6個周而復始的周期，每個睡眠周期約60分鐘～90分鐘。根據睡眠中腦電波、肌電波及眼球活動的變化，睡眠周期由非快速眼動周期和快速眼動周期組成。非快速眼動睡眠又分為淺睡期、輕睡期、中睡期和深睡期4期，然后進入［快速眼動睡眠期］，算是一個睡眠周期結束，而后繼續啟動下一個睡眠周期。 研究表明，占整個睡眠時間大約55%的淺睡期和輕睡期，對解除疲勞作用甚微，而只有進入深睡眠狀態的中睡期、深睡期及［快速眼動睡眠期］，才對解除疲勞有較大作用。因為在深睡眠狀態下，大腦皮層細胞處于充分休息狀態，這對于消除疲勞、恢復精力、免疫抗病等都有至關重要的作用。然而這種深度睡眠，只占整個睡眠時間的25%。

因此對睡眠好壞的評價，不能光看時間，更重要的是看質量。 深度睡眠的時候，人體幾乎不動，但是這種微運動還是跟手環靜止在桌面是有區別的。手環還需要排除未佩戴時靜止的狀態，如果手環帶有心率檢測，則通過心率檢測可以知道手環手表是否佩戴了，排除這種靜止狀態。如果沒有心率檢測，需要通過微運動檢測，去區分是深度睡眠，還是絕對靜止。 手環監測從原理上是通過感應器，感知震動，這對于單身的人還好說，床上只有一個人?；谌S加速度計的判斷，這種原理的“睡眠檢測”實際只能算是一種“睡眠推測”。

進入睡眠程序：加速度傳感器有擺動 并且 擺動頻率不規律

淺度睡眠：進入睡眠 并且 加速度傳感器擺動幅度小頻率低

清醒狀態：進入睡眠 并且 加速度傳感器擺動幅度大頻率高

深度睡眠：進入睡眠并且 加速度傳感器無數值

喚醒程序：加速度傳感器檢測到有規律的擺動

3、智能手環和睡眠監測

當前主流的智能手環（華為、小米、Jawbone ， Misfit ， 咕咚等）都采用了體動記錄儀進行人體睡眠監測。其硬件傳感器記錄人體微小活動，內部通過一定算法進行計算出你的睡眠參數/睡眠狀態。不同的手環由于硬件和軟件的差異會存在不同的監測結果偏差。 目前，很多穿戴設備都有心率傳感器，你的可穿戴設備具有心動心率傳感器，就可以記錄你睡眠時的心動變化。如果有紅光LED和紅外光LED，就還可以檢測血氧含量。這些對你的睡眠監測都是有輔助的分析效果。而且可穿戴設備具有獨立性，不會受睡在一起的人影響監測數據。

4、心肺耦合（CPC）分析

上個世紀腦電波的發現讓睡眠研究人員十分興奮，并把腦電波定為評價睡眠的核心訊號，后來又增加了眼電、肌電、呼吸、心電、血氧等等多種生理信號的采集，形成了目前醫院里使用的多導睡眠監測儀。多導睡眠儀雖有它的優點，但同時它也有很多的缺點，比如，被試者需要在身上連接各種導線，并要在醫院的睡眠實驗室睡一個晚上。這樣的環境和條件往往無法反映被試者平時真實的睡眠；另一大問題是必須依賴有經驗的技術人員花幾個小時去人工識別出腦電圖中的特征波形，對睡眠進行分期。 事實上，睡眠是全身整體的生理過程，大腦放松的同時，肌肉也是在放松的狀態，心率會減慢、呼吸也會減慢并變得更平穩。也就是說，在睡眠中，不僅只有大腦進入特殊的狀態，身體的其他系統也會表現出睡眠的特征。因此，我們哈佛醫學院的睡眠專家和科學家團隊，通過對睡眠機制的研究，得出通過自主神經系統可以更好的反映睡眠狀態。

由于自主神經系統的狀態會表現在心電信號上，而心電監測技術要遠比腦電簡便易行，監測本身對睡眠的影響可以降到最低。更重要的是，心臟有自己的節律特性，會隨著人體的各種狀態發生改變。在睡眠的不同狀態下，心電活動也會表現出不同的特征。 經過對大量臨床數據的分析，哈佛醫學院專家們發現，在睡眠的時候，心電和呼吸還存在一種奇妙的耦合關系。當人在熟睡的時候，這種耦合性會增強。而在清醒、淺睡、或者一些疾病狀態下，這種耦合性也會呈現出不同的特點?；诖税l現，哈佛醫學院的睡眠專家團隊在2005年創新性地提出了Cardiopulmonary Coupling，也就是心肺耦合的概念，簡稱CPC，并且發展出成熟的技術，可以準確地給出睡眠的分期。通過臨床驗證，這些結果與傳統基于腦電波方法判斷的睡眠分期結果有很好的一致性。 CPC技術的應用與優勢 在一整夜的睡眠過程中，人體會經歷從清醒，淺睡，到熟睡的一個周期性循環，其中還會穿插若干段與夢境相關的快速動眼睡眠（REM），每一個睡眠階段都應該在一個正常的時間范圍內。CPC可以判斷每一個睡眠階段發生的時間和比例，準確的刻畫出睡眠的結構，提示用戶是否存在睡眠的問題。

1.?有助于我們對睡眠好壞的準確判斷 例如，兩個人同時進入睡眠狀態，也同時起床，他們都認為自己的睡眠質量很好。但是，可能其中一個人是真的睡的很好，而另外一個人卻沒有睡好。醫學上也證實了這種“主客觀的不一致性”。這個誤以為自己睡眠質量很好的人，可能由于睡眠時肌肉的松弛，導致氣道塌陷，造成夜間呼吸異常、憋氣、缺氧等癥狀（睡眠呼吸暫停），影響到全身各系統，長時間可能增加患各種慢性疾病的風險，如高血壓，糖尿病，抑郁癥，老年癡呆等。

2.?有助于了解自身睡眠呼吸暫停狀況 因人們常常對打鼾或睡眠呼吸暫停，自我感知度不高，利用CPC，我們可以準確地監測到睡眠呼吸暫停，并判斷暫停的類型和嚴重程度，在早期提出建議，預防疾病進一步惡化。對于接受治療中的用戶，也可以動態的跟蹤療效和睡眠質量的改善情況。

3.?有助于長期失眠者正確認知自己的睡眠 很多長期抱怨失眠的人，他們是無法正確的判斷自己真正的睡眠狀況的，但CPC可以準確的描繪出失眠者的睡眠結構，反映他們失眠的原因是入睡困難，淺睡過多，夜間醒來無法再入睡，熟睡時間太少或是太破碎等狀況。

4.?CPC檢測可指導個性化調理方案 醫生可以根據CPC的結果設計出有針對性的治療方案，用戶自己也可以根據CPC給出的失眠類型做有針對性的自我調理。比如：通過早睡早起，改進睡眠習慣；通過運動放松，進行行為心理調整；通過控制燈光和噪音，改善睡眠環境等等。而且，CPC可以持續的檢測調理的效果，有利于及時調整治療方案。

5.?可用于居家檢測反應真實睡眠 CPC技術打破了睡眠監測的環境限制，可以應用在胸部或者腕部的穿戴式設備上，在不影響使用者的睡眠情況下，記錄整夜的睡眠，自動給出分析報告。用戶可以用來作為平時的家居檢測，了解到自己和家人的睡眠質量，從而有針對性的調整和改善睡眠。 目前，CPC技術已經獲得了美國FDA的認證批準，可以作為安全有效的臨床睡眠質量評估工具。美國、歐洲、亞洲（包括中國）醫療機構的大量臨床實驗也證明了CPC技術的準確性和可靠性。它的意義在于打破了睡眠監測的環境限制，可以應用在胸部或者腕部的穿戴式設備上，可以在不影響睡眠的情況下記錄整夜的自主神經活動，并且自動分析和給出睡眠報告。用戶可以用來作為平時的家居檢測，了解到自己和家人的睡眠質量，從而有針對性地調整和改善睡眠。我相信，CPC技術與穿戴設備的結合與普及，必將開創出一個新的領域，人類會越來越了解自己，獲得更好的健康生活。 HUAWEI TruSleep采用哈佛醫學院CDB權威認證的CPC心肺耦合分析技術，全程監測用戶整晚的睡眠結構和睡眠質量，并提供了200+條的睡眠改善建議，時刻關注都市人群的身體健康和生活品質。

編輯：黃飛

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