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当心!可穿戴智能设备的界线模糊化

编辑:[db:作者] 时间:2024-08-25 09:18:08

坦率的说,看完之后我全体人都不好了。

当心!可穿戴智能设备的界线模糊化

以是决定刻不容缓打开电脑完成此篇文章(以下是正文):

随着摩尔教授神一样平常的措辞,人类比地球上最伟大的预言家都更加快的走上了数字化革命之路,大量的传感器技能被推上了历史舞台,加速了科研以及人类对付自己的理解,个中在运动演习与康健管理中压倒一切的技能便是PPG(photoplethysmograph)(光电容积描记)技能。
(利用光电容积描记(PPG)技能进行人体运动心率的检测是红外无损检测技能在生物医学中的一个运用.它利用光电传感器,检测经由人体血液和组织接管后的反射光强度的不同,描记出血管容积在心动周期内的变革,从得到的脉搏波形中计算出心率.)

由于这个技能在算法、稳定性、耗电量与利用本钱上的平衡。
以是大部分可穿着设备都逐步将这个技能广泛的用于检测心率上。

但是,我们本日不说历史,直击痛点先强调几个词,待会会用到:

1、直接测试。

2、打算。

3、描述。

4、可靠的估算?(这个疑似有人格分裂)

首先我们先谈一下,什么数据可以被实验室认可,且可以用于科研和剖析?我们创造虽然我们的打算机技能和传感器技能突飞年夜进,但是实验室测试的形态基本上没有什么大的改变:

由于这是标准,换个热门的词可能大家更好理解,便是Tesla的老板Musk常常挂在嘴边的:“第一性事理”。
这是亚里士多德提出的一个哲学不雅观点:“每一个别系中存在一个最基本的命题,他不能被违背或删除。

比如我们要丈量一个人的生理指标 --- 吸入的氧气和呼出的二氧化碳,能被润色的是:打算公式,但是不能被违背或删除的是:直接在你嘴上扣个罩子,采集你的吸入氧气和呼出二氧化碳。
之后,通过采集剖析器来记录。
这也是我们常说的直接测试法。

以是我想表达的核心不雅观点是:所有打算出来的数据,或多或少都有被干预的可能。
以是用精准、可靠这种词来描述打算后的结果,或者是人工算法处理后的结果本身便是一种非常不严谨的行为。
但是我们却在这个设备的官方网站上看到了一段这样精神分裂的描述:

恕我才学疏浅,目前为止我还是理解不了什么叫可靠的估算?以及什么叫多数呈线性关系且较为稳定?

是不是想解释:是通过打算数据得到的一个相对有一定参考意义的估算值?笔墨游戏玩的太好了。
乃至会有跑友来佛明翰中央问我们,为什么我们直接测试法测定的摄氧量和这么大品牌的腕表不一样?而且差这么多?

我们再次强调一下---所有智好手表没有直接测试能力,由于没有一个品牌可以达到实验室测试的最基本哀求。
但是唯一、相对、有可能,较为有参考意义的值是:心率和血氧(把稳:不是绝对准确,是相对准确,PPG技能依然无法在实验室里得到运用,仅仅只是一个权衡利弊与取舍之后的商业考量,同时确实具备一定生理指标的参考意义。
这也是为什么FDA和NMPA(CFDA前身)很难通过基于PPG技能的统统心率探测设备。

(多导联心电依然是实验室的基准)

图为尤文图斯队运动生理学评估中央

我们非常理解基于商业行为的宣扬要最大化的解释自己的代价。
但是“浮夸”与“刻意忽略与稠浊视听”,是有很大的差异的。

我们反对的是后者。
比如将实验室技能或者大数据技能提前变现---干细胞技能,目前得到效果的基本还仅仅勾留在实验室阶段,但是满大街都是打着干细胞的产品收割智商税。
这便是市场短缺监管以及监管不能有效鉴别的问题。

同样Garmin作为一个环球顶级大厂不可能不知道---无法精确标定乳酸阈值意味着什么。
于是开篇就写了这是基于“Fristbeat”的技能。
但是,这种打擦边球的行为以及这种稠浊视听的描述,实在是让人没办法将国际大厂的形象联系在一起。

为什么要这样说呢?由于如果商业进行试探的时候没有来自法律或其它地方的阻力,那么就会嗜血。
这是成本无序扩展的一定。

我们来说说本日清晨的这张照片,为什么我们会这么炸。

不同于最大摄氧量的估算,乳酸阈值是直接被拿出来辅导演习的标准值。
并且越来越多的文献也在强调有条件测定乳酸阈值的时候测定乳酸阈值心率辅导演习是更加精确的指标。

我们先说什么是乳酸?

乳酸(在血液里)---在一样平常的新陈代谢和运动中乳酸不断被产生,但是其在血液中的浓度一样平常不会上升。
只有在乳酸产生过程加快,乳酸无法被及时运走时其浓度才会提高。
乳酸运输速率由一系列成分影响。
一样平常来说血液中的乳酸浓度在不运动时为1-2mmol/L,在强烈运动时可以上升到20mmol/L。
在运动中我们可以借用一张图来指示:

(艺轩出版社《运动生理学》第九版)

以是这个值是须要有创的,对付血液采样进行剖析后得出的数据。

举个比较大略的例子---血糖,同样作为血液中的生化剖析指标。
目前环球有没有说可以无创测血糖的?且得到医疗和学术界认可的?

以是测试逻辑血糖与血乳酸险些是一个逻辑。
即便是气体剖析实验中都无法精准的标定乳酸阈值的拐点,须要用血乳酸共发器,或者在运动一段韶光采一点血,再运动一段韶光再采一点血样来剖析。
这无论是对付运动员还是体能教练都是及其繁芜和崩溃的事情,但是Garmin却直接通过PPG算法给算出来了!
而且最可气的是他不直接指示,而是让用户自己点击确认进而剥离自己的法律风险。
作为一个国际大厂竟然如此行事让人倍感无语。

之后我们再次深挖,Garmin的探测技能,结果我们创造了这样一张打脸环球运动生理学家的量表:

其给出的阐明是:

从目前我们手中的资料来看,首先我们来说说Garmin作为依据的HRV(心脏变异率)。
理论上严格的HRV是心电旗子暗记(并不是心率)进行追踪的两次心跳之间的R-R(R波)作为丈量标准的。
(点击这里查看我们的既往科普文章:心率变异性),任何一款PPG技能的设备如果没有构成电回路是根本不可能探测到心电旗子暗记的……(比如苹果和华为会哀求一只手按住表冠)

也便是说:

Garmin的PPG检测心率是打算出来的,用PPG打算出来的所谓基于心电旗子暗记(这个人类技能目前做不到,以是只能是打算出来的心率,这已经很不靠谱了。
)的HRV,之后用打算出来的HRV再与打算出来的心率进行比较(很拗口),之后Fristbeat用没有任何真实数据为依据的两个打算值的比值结合了平时的演习数据,终极打算出来了体适能演习中的金标准:乳酸阈值!

OMG!
Garmin!

OMG!
Fristbeat!

Anyway,我们不管那么多,对付老百姓来说最主要的是和我有啥关系?准不就行了么?

恰好,给我们发图的客户3月14号来佛明翰中央做了评估。
Garmin打算出来的最大摄氧量是:49ml/kg/min,乳酸阈值(LT):172bpm。

而其在佛明翰中央直接测试得到的结论是什么呢?

最大摄氧量:34.5ml/kg/min 无氧阈值心率:160bpm (直接测试法)

由于我们倡导物理行为评估,以是不会对客户进行破皮的探测。
以是坦率的说我们也测试不到最精准的乳酸阈值,但是在直接气体剖析的过程中,我们是可以通过精密仪器探测出来氧气与二氧化碳的摄入比例,当肌体缺氧的时候乳酸一定会被大量表达。
以是在CPET(心肺运动试验)的时候环球的广泛用法是在运用方面:将无氧阈值(AT)视为乳酸阈值(LT)(命名上存在一定争议,但作为参考是没有问题的)。

血乳酸浓度的溘然提高代表对无氧代谢的依赖增加(如糖解浸染),因此无氧阈值一词会被利用。

AT的基本观点由Wasserman等定义为“有氧代谢根本上涌现无氧代谢暨相对应的气体交流发生变革前的运动强度或摄氧量”,O2经由一系列代谢路径进入电子通报链,当氧气供给充足时由糖酵解路子产生的丙酮酸变成乙酰辅酶A,经三羧酸循环分解成H2O和CO2.随着运动强度增加糖酵解能量代谢路子亢进,有无氧代谢参与,产生的丙酮酸变成乳酸,乳酸被HCO3- 中和天生CO2.在VO2增加始点之前到运动强度便是AT。

存在的争议在于“无氧阈值”这一名词的利用上。
由于血乳酸的上升还可能有其他成分导致。
糖解浸染的终产物是丙酮酸或乳酸则假如视不同成分而定。
首先糖解浸染速率很快,NADH产量会超过肌浆至线粒体的氢离子通报所须要的运输梭能力。
在渐增式运动中,当运动强度达到50-65%VO2max时,血液中升高的肾上腺素与正肾上腺素会刺激糖解浸染的速率,并导致糖解浸染中NADH产量增加。

而氢离子运输梭便无法跟上糖解浸染中产生NADH的速率,使得丙酮酸会去与这些未被运输梭运载的氢离子结合,从而形成乳酸,无论此时肌细胞内是否仍有充足的氧气可以进行有氧代谢产生ATP。

第二个阐明,是与丙酮酸转化为乳酸的酶有关,在此反应中,在适当的条件下乳酸可以变回丙酮酸。

第三个阐明,是渐增运动中乳酸阈值与血液中的移出速率有关。

那么172bpm与160bpm之间的差距意味着什么呢?

缺氧提前发生了。

演习强度增加导致演习规复周期加长。

长期按照不精准的演习会更大增加左心室肥大(心肌肥厚)的风险,长此以往瓣膜会收到挤压,涌现反流,心脏电旗子暗记会涌现紊乱等。

永劫光超负荷的演习,会使得大量乳酸堆积、氢离子增加所导致的电解质紊乱以及身体规复周期加长和运动能力低落,同时也会由于心脏永劫光超负荷事情,可能诱发心肌受损(心脏也是肌肉,心肌也须要氧气,永劫光“缺氧”可能会导致心肌损伤),而心肌损伤是无法逆转的。
机体缺氧还可使血管内皮受损,为胆固醇在血管壁上沉积创造条件。
同时,缺氧促进平滑肌细胞摄取低密度脂蛋白胆固醇,匆匆使动脉发生粥样硬化。
总之永劫光易引发循环系统障碍,严重者乃至诱发猝去世等。

以是(乳酸/无氧)阈值,一贯是高表现运动员演习的主要参考成分。
如此草率地就将这样一个严明的观点,让人以为唾手可得。
这就像是天下有氧运动之父肯尼斯库珀在书中说的那样。
“当年提出Aerobics(有氧能力)是一个非常严明的科学标准化产物,是严明的且有标准的系统。
而现在的商业行为将“Aerobics”(有氧运动),标签化以至于滥用在所有跑步、骑车、拍浮等健身行为中。
”对付此有氧能力之父都倍感无奈。

我们从来不反对赞助科学的技能和办法方法来辅导与监督演习,PPG技能的涌现极大的提升了我们对付演习强度的把控。
我们险些会给每一位来店评估后的客户都会叮嘱运动的时候一定要佩戴心率表/手环。

但是我们反对通过认知差来收割智商税的行为。
我们也反对拿用户做小白鼠网络数据的同时还如此不负任务的“辅导”客户演习的行为。

即便有所谓的大数据模型,美国的亚裔与中国人也是完备不同的生理数据,由于我们改革开放50年赌上了国家的环境与国民的康健与生活习气。
中国是现在环球第一大慢性病大国,我们小时候养成久坐的生活习气,对付我们的康健危害巨大。
我们用饭高油、高盐、高糖,阁下还有人抽着烟劝着酒。
高血压知晓率只有35%,还有相称一部分人在顶着超高的血压跑马拉松。

只有真真切切地理解我们自己,认知我们的状态,我们才真的可以管理自己和提升自己。
而不是被这些国际大厂割了韭菜,还帮着数钱。

苏格兰有句谚语:

少了一个铁钉,掉了一个马掌;

掉了一个马掌,失落了一匹战马;

失落了一匹战马,丢了一个国王;

丢了一个国王,输了一场战役;

输了一场战役,亡了一个国家;

我辈须要发奋图强!

在看得手表这个“功能”后,也与一些跑友朋友有了一些互换,我们网络了两个跑友的问题,特此呈现:

问1:实验室测试确实是最精准,但是很多朋友的想法都是我们又不当专业运动员,差不多就行了吧没必要那么精确。
听说估算确实存在一定偏差,但对付大部分人来说参考演习基本够用了?

答1:首先,测试的目的不是为了定义,而是为剖析和演习供应导向和依据。
通过一次心肺运动试验我们可以看到的不仅仅是无氧阈值心率一个演习指标,而是心脏强度、肺功能、通气、氧功率、循环系统压力、血压心电等等非常多的指标,会有机会更加宏不雅观的来看一个机体的短板,探求短板并培植更高的平衡是我们的目标。

其余,偏差与偏差是有差异的,比如直接测试法也会由于空气密度、湿度等有偏差。
但是事理和逻辑是可以追溯的。
但是没有推演逻辑的设备造成的偏差无法定性。
那么偏差了多少?就没办法掌握。
而个体差异又是极大的。
就拿心率变异性来说,人和人的“基线”就不一样。
当我们不知道偏差究竟是多少时,对付盲目参照造成的运动侵害却可能是致命的。

问2:术业有专攻,普通老百姓对付专业性较强的内容不会有很强的辨别能力。
可能难免有人认为,您对此的回嘴,是由于便捷的算法/可穿着设备动了您实验室实测法的“面包”。
对此,您怎么看?

答2:首先,运动科学在中国刚刚起步,须要更多的人来关注。
我们发自内心的希望真的有更加便捷的设备可以利用,这也为我们的给客户的做事带来更大的便捷与精准性。
比如华为走的微创丈量血糖的腕表便是一条很好的技能路径,对付糖尿病患者的运动前、中、后的血糖有了精准的检测。
这会使得糖尿病患者更高强度、高效率的演习得到实现,这是我们期待的。
14亿人,慢性病比例89%,这个“蛋糕”太大了,一定会有更多好的与不好的产品、做事、体系入局。
声音越多,老百姓对付“代价”的判别能力就会更强。

其次,再强大的可穿着设备也只能从很有限几个指标来对机体进行剖析,智能可穿着的上风是永劫光、连续性的数据获取。
而实验室级别的精准测试是对付机体整体、全面的实测,只有数据量大了才能反响出木桶的短板在哪里,以是面包的这个说法并不成立,互为补充。

佛明翰中央作为专业的科学运动&康健管理机构,为您的安全、科学、有效运动供应最坚实的保障!
席勒是瑞士最大的医疗东西厂商,是环球最早制造心电图机的医疗设备生产商之一;泰诺健不仅是奥运的供应商、健身/康复设备中的“法拉利”,更是环球运动医学领域的引领者。

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