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手表能发现致命打呼噜?这类人最需要这个功能

手表能发现致命打呼噜?这类人最需要这个功能

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英国国王查尔斯、演员陈乔恩、汤姆·克鲁斯和NBA球星奥尼尔之间,有什么共同之处?答案是,TA们都很会打呼噜。


因为呼噜,汤姆·克鲁斯在家里的隔音室跟妻子分房睡,奥尼尔被偷拍恶搞……不过,这些还不是最严重的后果。


奥尼尔录制节目间歇睡觉打鼾,被韦德偷拍 | @espn


部分人打鼾时会暂停呼吸,频繁发生严重缺氧,使死亡率翻倍。奥尼尔也被医生这样警告过,用上睡眠呼吸机之后,精力变好,跟女友关系也更好了。但不是只要打鼾就有睡眠呼吸暂停,很多人鼾声大而自己没有危险。


曾经,去医院做检查是发现睡眠呼吸暂停的唯一方法。最近几年,一些智能手表、手环和健康APP也新增了这项功能,自己在家就能检测。


对于这项新功能,下面一文为你说清它准不准确、谁最需要、谁没必要为它花钱,以及华为、三星、苹果和佳明的功能有什么区别。


太长不看版

  • 有提示作用但不能诊断,适合有症状但没确诊的人

  • 手表和手环不如医用血氧计准确,但基本够用

  • 各品牌均较准确,苹果误报少,三星和佳明漏报少


最需要这个功能的人,和没必要为它花钱的人


最需要这个功能的是:夜里打鼾、白天犯困、精力不好,又没去医院做过睡眠呼吸检查的人。


如果你也是这样,而且智能手表或手环显示血氧异常、APP提示睡眠呼吸暂停,建议到医院咨询医生(睡眠中心、呼吸科或神经内科)。如果经过检查确诊为睡眠呼吸暂停,你就可能像奥尼尔一样,经过呼吸机或外科手术治疗,重新获得清醒的白天和不打扰别人的晚上。


大约20个人里就有1人患睡眠呼吸暂停,通常是其中的阻塞性睡眠呼吸暂停(obstructive sleep apnea,OSA),近半数成年肥胖男性都有OSA。在睡眠中暂停呼吸,很少直接导致死亡,但不呼吸引起的严重缺氧可导致或加重高血压、糖尿病、心脑血管病和认知功能障碍等。通过治疗消除缺氧后,这些风险也将降低。


夜间惊醒、晨起头痛口干、白天困倦烦躁及性功能障碍都可能是睡眠呼吸暂停的表现 | giphy


需要注意的是,手表、手环配合健康APP可以帮助人们发现中重度OSA的表现,但不能诊断疾病。意思是,即使你带着APP记录和OSA症状去见医生,还是需要做多导睡眠图等专业检查才能确诊OSA。而且,手表手环没测出问题的人,也可能经检查发现轻度OSA;而APP提示OSA时,也有可能实际上身体健康。


目前,智能手表手环和APP还不能替代医生给出OSA诊断,最大的作用是提供发现问题的机会,催促感觉不舒服而且检测结果异常的人去医院检查,帮助部分人降低发生严重疾病的风险。当然,如果你愿意直接去医院做检查,也就没必要专为OSA买手表或手环了。


如果完全没有打鼾、犯困、血压或血糖难以控制等情况,专为OSA检测功能多花钱就不太值得,因为通过手表发现OSA的可能性很低。当手表偶尔显示血氧过低,而且高低转换较快的时候,有可能是设备没能获得准确数据,出现了误报。


上图为正常人的手表血氧饱和度监测数据,箭头指向读数的瞬时下降,这被认为与姿势和肢体运动相关,传感器与皮肤之间的压力波动导致了错误读数,实际上血氧饱和度始终正常;下图为严重OSA患者的多个真实血氧饱和度降低事件记录 | 参考文献[2]


对于已经诊断OSA的人来说,继续用手表或手环监测的意义不大。确诊后,医生会根据专业检查结果给出治疗方案,后续需要复查或调整呼吸机参数的时候,医生也会优先考虑专业检查结果和呼吸机测定的数值,而不是手表读数。


手表和手环的血氧读数,精度稍低于医用血氧计


诊断OSA时,血氧饱和度是其中一项重要指标,它一定程度上代表了身体是否缺氧。血氧饱和度是个百分数,为血液里携带氧气的血红蛋白占所有血红蛋白的比例,正常人通常为95%~100%。


最准确的测血氧方法是穿刺动脉取血,进行血气分析。但穿刺疼痛又有风险,显然不适合在夜间反复进行。目前在医院做睡眠呼吸检查时,通常使用套在手指上的脉搏血氧仪,这是没有创伤的测量方式中最准确和稳定的之一。这种仪器包裹指尖,从一端发出红光和红外光,光穿透手指尖后,被另一端的探测器接收。


左图为医院里的指套式脉搏血氧仪;右图为此类透射式血氧仪的工作原理,红光及红外光由A点发射,穿过手指后经B点接收 | flickr/参考文献[12]


因为血红蛋白与氧气结合后结构发生变化,对红光吸收增多、对红外光吸收减少,所以通过测量透过手指的两种光,可以推算含氧血红蛋白的比例,也就是血氧饱和度。


两种血红蛋白对红光及红外光的吸收程度不同。脱氧血红蛋白(暗红色)更易吸收红光(红色线条),含氧血红蛋白(鲜红色)更易吸收红外光(白色线条)| garmin


合格的透射式脉搏血氧仪,在血氧饱和度为80%~100%时测量准确,与血气分析结果的偏差小于2%~3%。不过体温低、血糖过高、一氧化碳中毒、严重失血或贫血等情况下,检测结果偏差较大。


手表和手环使用了类似的检测方法。不同之处在于,因为光无法穿透手腕,所以改用反射回皮肤表面的光进行检测,发射光和探测光的元件都在手表的背面。相对于医院的透射式脉搏血氧仪,这种反射式的可能受到的干扰较多,如设备与皮肤接触不紧密、光的皮肤反射和漫反射等,测得数据偏差稍大,但部分设备在研究中表现出接近医用血氧计的精度。对于手表和手环来说,这样的检测能力足以提示异常情况了。


图1为反射式血氧仪的工作原理,光由A点发出,在手指内反射后经B点接收。图2为三星Galaxy手表背面,黄色方框中是发光二极管(LED)和光电探测器所在位置。图3是图2的放大图,白色箭头指向红外光LED,红色箭头指向红光LED,绿色箭头指向放射状分布的8个光电探测器之一。图4为手表正面 | flickr/参考文献[12]


除了血氧之外,有些APP的睡眠呼吸暂停检测还考虑了其他指标,比如心率、心律和血压。多导睡眠图检测指标更全面,增加了脑电图、肌电图、呼吸气流、二氧化碳及心电图等,所以结果也更准确。


睡眠呼吸暂停检测,各品牌都在发展但进度不一


目前,可测血氧的智能手表手环品牌,包括华为、三星、苹果、佳明、小米、荣耀和oppo等,其中一部分已经推出了睡眠呼吸暂停检测功能。以下是部分品牌这项功能的发展情况和检测结果准确程度。


华为


如果你正在使用华为手表或手环,可以尝试加入睡眠呼吸暂停研究(部分型号支持)。开启测量功能并完成监测后,打开华为创新研究应用,就能查看睡眠呼吸暂停风险的评估结果。


睡眠呼吸暂停风险评估页面 | 华为


近期一项研究测试了华为穿戴设备(如华为GT2手表)评估OSA的准确性。在119名中国人民解放军总医院患者中,17人因信号质量差被研究排除,研究者在剩余患者(86.7%)中对比了三种检查的结果。相对于专业医学检查(多导睡眠图或家庭睡眠呼吸暂停测试),华为穿戴设备预测中重度OSA的准确性为81.1%~87.9%(判断正确的百分比),敏感性为76.5%~89.7%(患者里有多少能被发现,越高越不易漏诊),特异性为86.0%~100%(不是患者的有多少能被排除,越高越不易误诊)。


对于预测中重度OSA,华为穿戴设备在这项研究中显示出了较高的准确度,但其结果有待在更大规模的人群中得到验证。


三星


三星手表的Galaxy系列4、5、6代均有血氧检测功能。今年2月6日,美国食品药物管理局(FDA)授权了三星健康监测APP中睡眠呼吸暂停功能的营销,这是同类产品中第一个获得批准的。


根据三星公司的说明,这项功能的作用是发现中度至重度OSA的表现,仅可用于22岁以上且尚未诊断睡眠呼吸暂停的人。测量时,使用者需在10天内监测两次,每次4小时以上。预计今年内,部分国家用户可以开始使用这项功能。


曾有研究对比了三星Galaxy 4手表与医用脉搏血氧计的检测结果。在97人中,手表读数的可用比例为73.5%,可用读数与医用脉搏血氧计的一致性良好,均方根误差为2.28%。在不同的判断标准下,根据手表数据预测重度OSA的准确性最高可达80.4%,敏感性74.1%,特异性89.7%。


在这项研究中,利用三星手表测得数据预测重度OSA的准确性较高,但测量易受姿势和活动的影响,导致读数不可用。今年APP即将推出的检测算法,可能不同于这项研究,因此实际应用时的准确性可能发生变化。


苹果


Apple Watch 6及后续机型具有血氧监测功能。据报道,苹果计划在今年推出自己的睡眠呼吸暂停检测系统,但目前尚未获得FDA批准。


所以,用户现在可以自己查看血氧饱和度读数,检查是否曾在夜间明显降低,不过,暂时不能得到OSA的预测结果。


血氧饱和度数据记录页面 | 苹果


佳明


佳明手表fenix 5X Plus率先搭载了血氧监测功能,你可以进入脉搏血氧小工具页面,点击选项,开启睡眠脉搏血氧检测功能。


设备可记录全天的血氧饱和度读数,但目前还没有推出睡眠呼吸暂停检测功能,不能得出OSA风险评估结果。


佳明手表fenix 6 Pro显示数据。①为血氧饱和度百分比,②为过去24小时的平均血氧饱和度曲线图,③为最后一次测量的血氧饱和度,④⑤为海拔高度 | 佳明


苹果、佳明和三星,哪家测血氧最准?


目前还没有研究对比各品牌设备预测OSA的准确性,不过,有两项研究对比了不同智能手表检测血氧饱和度的准确性。


其中一项在49人中对比了Apple Watch 7、佳明手表Venu 2s和Fenix 6 Pro的表现。三款手表的数据缺失率分别为11%、14%和28%。相对于医用脉搏血氧计,各款误差范围相似,苹果手表读数落在准确范围内的百分比最高(58.3%),高估测量值的百分比也最高(17.4%,即读数高于医用血氧计的102%),佳明手表Venu 2s低估读数的百分比最高(67.4%)。


三款手表高估(红色)、误差范围内(蓝色)、低估(绿色)和缺失(灰色)类别数据的相对百分比。每个竖条上方的黑色数字代表该类别内的测量数量 | 参考文献[9]


另一项研究通过吸入低氧气体降低18名健康人的血氧饱和度,并进行了Apple Watch 8、三星Galaxy系列5代手表和医用脉搏血氧计的读数比较。在288个读数里,苹果和三星手表分别成功显示了95%和98%的读数。


以医用血氧计为参考,两款手表均满足国际标准对血氧计的精度要求。苹果手表读数的平均偏差为-0.1%,最大差异为-7%至8%;三星的平均偏差为-2.6%,最大差异为-14%至4%。


手表与医用血氧计测定的血氧饱和度数值之间的关系。红色圆圈为苹果测定数值,蓝色三角为三星测定数值 | 参考文献[8]


综合两项研究的结果,苹果、佳明和三星手表检测血氧饱和度的准确性均较高。各品牌之间的差异不大,苹果手表的准确率相对较高,但高估血氧饱和度情况较多,如果用户因高估的结果没有寻求治疗,可能存在风险。佳明及三星手表低估数值更为常见,更易发现血氧饱和度异常,但多次“报假警”,可能使人见到异常值也不再关注。


当前的智能手表和手环,测量血氧饱和度比较准确,部分可用于提示OSA风险,但不能进行诊断。这与可穿戴设备产生的其他健康建议相似,都提供了尽早发现问题的机会,但最终管理好健康,还需要我们谨慎看待检测结果、结合自身感受和专业医生的意见。


参考文献

[1] Thomas Penzel, Roberto Hornero. Advances in the Diagnosis and Treatment of Sleep Apnea. Springer Cham. 2022.10.11. 978-3-031-06412-8. https://doi.org/10.1007/978-3-031-06413-5

[2] Hyunjun Jung, Dongyeop Kim, Wonkyu Lee, Hyejung Seo, Jinwoo Seo, Jongmin Choi, Eun Yeon Joo. Performance evaluation of a wrist-worn reflectance pulse oximeter during sleep. Sleep Health. 2022;8(5):420-428.

[3]Mohammadieh, A.M., Sutherland, K., Chan, A.S.L., Cistulli, P.A. (2022). Mandibular Advancement Splint Therapy. In: Penzel, T., Hornero, R. (eds) Advances in the Diagnosis and Treatment of Sleep Apnea. Advances in Experimental Medicine and Biology, vol 1384. Springer, Cham.

[4]https://www.fda.gov/news-events/press-announcements/fda-roundup-february-9-2024

[5]https://news.samsung.com/us/samsung-sleep-apnea-feature-galaxy-watch-first-its-kind-authorized-us-fda/#_edn2

[6]李庆云, 李红鹏. 阻塞性睡眠呼吸暂停发病机制的探究和认识 [J] . 中华结核和呼吸杂志, 2021, 44(10) : 864-866.

[7]https://developer.huawei.com/consumer/cn/doc/ecosystem-Guides/01_02_datatype-0000001076750830

[8]Walzel S, Mikus R, Rafl-Huttova V, Rozanek M, Bachman TE, Rafl J. Evaluation of Leading Smartwatches for the Detection of Hypoxemia: Comparison to Reference Oximeter. Sensors (Basel). 2023;23(22):9164.

[9]Jiang Y, Spies C, Magin J, Bhosai SJ, Snyder L, Dunn J. Investigating the accuracy of blood oxygen saturation measurements in common consumer smartwatches. PLOS Digit Health. 2023;2(7):e0000296.

[10]Chen Y, Wang W, Guo Y, Zhang H, Chen Y, Xie L. A Single-Center Validation of the Accuracy of a Photoplethysmography-Based Smartwatch for Screening Obstructive Sleep Apnea. Nat Sci Sleep. 2021;13:1533-1544.

[11]https://www.garmin.com.cn/garmin-technology/pulse-ox/

[12]Leppänen T, Kainulainen S, Korkalainen H, Sillanmäki S, Kulkas A, Töyräs J, Nikkonen S. Pulse Oximetry: The Working Principle, Signal Formation, and Applications. Adv Exp Med Biol. 2022;1384:205-218. 


作者:代天医

编辑:odette

题图来源:图虫创意



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