5款智能運(yùn)動(dòng)手環(huán)健康管理的實(shí)效性研究

蘇水軍 楊管 莊維友 余金虹 吳東明

摘 要：通過(guò)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，探討智能運(yùn)動(dòng)手環(huán)在大數(shù)據(jù)分析中的可靠性。研究發(fā)現(xiàn)：智能運(yùn)動(dòng)手環(huán)記錄步數(shù)的準(zhǔn)確性排序?yàn)橄聵翘?上樓梯>快走>正常走>慢走，智能運(yùn)動(dòng)手環(huán)記錄步數(shù)與實(shí)際情況比較存在顯著差異且誤差較大；智能運(yùn)動(dòng)手環(huán)無(wú)法辨別穿戴者的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，其工作原理存在一定不足導(dǎo)致出現(xiàn)誤差較大；智能運(yùn)動(dòng)手環(huán)記錄心率數(shù)據(jù)與實(shí)際數(shù)據(jù)比較存在非常顯著差異，與實(shí)際記錄情況不符并且出現(xiàn)誤差大，其佩戴位置遠(yuǎn)離軀干以及心率算法研究不夠成熟可能是導(dǎo)致心率監(jiān)測(cè)誤差較大的主要原因；睡眠監(jiān)測(cè)與能量消耗監(jiān)測(cè)算法過(guò)于簡(jiǎn)單，記錄結(jié)果僅可作為一種參考值；通過(guò)相關(guān)性分析表明，5款智能運(yùn)動(dòng)手環(huán)算法基本呈現(xiàn)出較好的一致性。建議：在日常生活中不要過(guò)于盲目相信智能運(yùn)動(dòng)手環(huán)數(shù)據(jù)，而應(yīng)充分利用好智能運(yùn)動(dòng)手環(huán)以了解自身的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，進(jìn)而合理安排運(yùn)動(dòng)。

關(guān) 鍵 詞：體育經(jīng)濟(jì)；智能運(yùn)動(dòng)手環(huán)；健康管理

中圖分類號(hào)：G80-05 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1006-7116（2018）03-0067-07

Abstract： By carrying out a comparative analysis on experiment data statistically， the authors probed into the reliability of smart sports bands in big data analysis， and revealed the following findings： the order of accuracy of the steps recorded by smart sports bands is as follows： going downstairs > going upstairs > fast walking > normal walking > slow working， the steps recorded by a smart sports band is significantly different from the actual steps， and the error is big； a smart sports band cannot identify the wearers exercise condition， its working principle has certain deficiency， which causes the big error； the heart rate datum recorded by a sports band is very significantly different from the actual datum， inconsistent with the actual recording， and the error is big， its wearing position being far away from the torso and the heart rate algorithm study being not mature enough may be the main causes for the big heart rate monitoring error； the sleep monitoring and energy consumption monitoring algorithms are too simple， sleep recording and energy consumption recording can only be used as a sort of reference values； via correlation analysis it is indicated that the 5 smart sports bands algorithms are basically consistent and show good consistency. Suggestion： in daily life， people should not overly and blindly believe the accuracy of smart sports band data， but should fully utilize a smart sports band to know ones own exercise patterns， and then arrange exercise rationally.

Key words： sports economics；intelligent sports bracelet；health management

近年智能運(yùn)動(dòng)手環(huán)曾經(jīng)一度受到人們的追捧，然而智能運(yùn)動(dòng)手環(huán)作為一款時(shí)效性科技產(chǎn)品，現(xiàn)已由快速發(fā)展慢慢回歸沉寂[1]。2016年第1季度全球智能可穿戴市場(chǎng)的數(shù)據(jù)顯示，從整體上看Fibit、小米、華為、咕咚和蘋果5大公司的發(fā)展趨于緩慢，對(duì)于電子智能創(chuàng)新產(chǎn)品而言，無(wú)疑5大公司的出貨量增長(zhǎng)速度偏慢也從側(cè)面反映智能穿戴產(chǎn)品的黏性不高[2]。更多消費(fèi)者希望智能穿戴產(chǎn)品能給出科學(xué)數(shù)據(jù)來(lái)指導(dǎo)健康生活，然而智能穿戴產(chǎn)品給出的數(shù)據(jù)并不夠“智能”，從健康管理角度上看，反而給人們?cè)斐闪艘环N錯(cuò)誤的心理暗示，最終造成過(guò)度依賴智能穿戴設(shè)備卻沒(méi)有使身體機(jī)能得到改善，很大程度削弱了消費(fèi)者的購(gòu)買欲望[3]。通過(guò)研究，希望人們對(duì)智能穿戴電子產(chǎn)品的了解更深，能充分利用好智能運(yùn)動(dòng)手環(huán)的優(yōu)點(diǎn)以及有意識(shí)地避開其不足，充分利用好智能運(yùn)動(dòng)手環(huán)了解自身的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，合理安排運(yùn)動(dòng)。

1 研究對(duì)象和方法

1.1 實(shí)驗(yàn)對(duì)象

共招募了80位不同類型的男、女性實(shí)驗(yàn)對(duì)象，男女性各40名，分別是電子產(chǎn)品愛(ài)好者、普通消費(fèi)者和運(yùn)動(dòng)愛(ài)好者，主要是華南師范大學(xué)在校本科生和研究生；年齡（24±2.4）歲，最大27歲，最小22歲，身高（170±9.8） cm，最高185 cm，最低160 cm。每位測(cè)試者需要同時(shí)在左手佩戴Fibit、小米、華為、咕咚、蘋果等5款手環(huán)，依次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測(cè)試用時(shí)1周，以排除產(chǎn)生偶然誤差，然后剖析其步數(shù)、能量消耗、睡眠、心率記錄數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

1.2 研究方法

1）實(shí)驗(yàn)法。

（1）步數(shù)監(jiān)測(cè)：為了保證實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性，80名實(shí)驗(yàn)對(duì)象左手同時(shí)佩戴Fibit、小米、華為、咕咚、蘋果5款手環(huán)（選擇早上或者下午溫度較為合適時(shí)間段測(cè)試，盡量保持手臂干燥以及身體的舒適度）。在標(biāo)準(zhǔn)田徑場(chǎng)以正常行走、快走、慢走3種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)徒步100步（約75 m），同時(shí)記錄5款手環(huán)在3種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的步數(shù)；在22級(jí)階梯以上下樓梯2種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)徒步22步（1個(gè)階梯為1步），同時(shí)記錄5款手環(huán)在上下樓梯2種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的步數(shù)；實(shí)驗(yàn)為時(shí)1周，最后得出5款手環(huán)的準(zhǔn)確率排序以及總體在5種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的準(zhǔn)確率。

（2）能量消耗監(jiān)測(cè)：80名實(shí)驗(yàn)對(duì)象左手同時(shí)佩戴5款智能運(yùn)動(dòng)手環(huán)分別配速7.2、3.7 km/h，各自在Mercury型專業(yè)跑步機(jī)進(jìn)行1 km跑，測(cè)試者如不表示中斷實(shí)驗(yàn)，將連續(xù)跑完2個(gè)速度水平測(cè)試（在室內(nèi)測(cè)試，調(diào)節(jié)空調(diào)溫度，盡量保持手臂干燥以及身體的舒適）。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中采用 MAX II 氣體分析代謝儀測(cè)量每一級(jí)速度下人體的能量消耗。該儀器通過(guò)連接面罩的采氣管收集受試者運(yùn)動(dòng)時(shí)吸入和呼出的氣體，通過(guò)系統(tǒng)進(jìn)行氣體分析，最后得出人體能量消耗值以及記錄下5款手環(huán)消耗能量的值。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中將氣體采集時(shí)間設(shè)置為30 s 1次，受試者在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中始終佩戴MAX II呼吸面罩以及5款手環(huán)，并告知受試者在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前24 h不要做激烈運(yùn)動(dòng)，實(shí)驗(yàn)為時(shí)1周。

（3）心率監(jiān)測(cè)：80名實(shí)驗(yàn)對(duì)象左手佩戴5款智能運(yùn)動(dòng)手環(huán)以及Polar心率帶，同時(shí)在受試者胸口接近心臟處貼上SenseON運(yùn)動(dòng)心肺貼，在貼SenseON運(yùn)動(dòng)心肺貼時(shí)用剃須刀處理受試者的毛發(fā)以及用酒精清潔皮膚。測(cè)試靜息心率時(shí)，被試者平躺且將佩戴手環(huán)的手臂平置胸前，與心臟位置平齊，記下1 min的心跳并以SenseON運(yùn)動(dòng)心肺貼1 min測(cè)出的心跳為實(shí)驗(yàn)對(duì)照。測(cè)試運(yùn)動(dòng)心率時(shí)80名實(shí)驗(yàn)對(duì)象圍繞操場(chǎng)中等速度（9.36 km/h）跑1圈（400 m 標(biāo)準(zhǔn)田徑場(chǎng)，選擇上午或者下午溫度較為舒適的時(shí)間段測(cè)試），主要以有氧運(yùn)動(dòng)為主，過(guò)終點(diǎn)時(shí)分別記錄下5款手環(huán)記錄心率的值以及SenseON運(yùn)動(dòng)心肺貼記錄下來(lái)的值，以SenseON運(yùn)動(dòng)心肺貼記錄下來(lái)的值為實(shí)驗(yàn)對(duì)照組，實(shí)驗(yàn)為時(shí)1周。

（4）睡眠檢測(cè)：80名實(shí)驗(yàn)對(duì)象通過(guò)篩選，選取3名睡眠質(zhì)量較好者為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，受試者在實(shí)驗(yàn)前將頭發(fā)洗干凈，不要搽任何油脂以免對(duì)實(shí)驗(yàn)造成影響，同時(shí)還要飽餐以防低血糖影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，實(shí)驗(yàn)前3 d停用各種藥物，不能停藥者要說(shuō)明藥名、劑量和用法供醫(yī)生參考。在實(shí)驗(yàn)前，為受試者處理毛發(fā)以及清潔皮膚，安放好電極，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中腦電圖室要安靜舒適，受試者前一天晚上要睡好覺(jué)，操作者態(tài)度要和藹可親，將注意事項(xiàng)給受試者解釋清楚，讓受試者能充分理解并合作，嚴(yán)格按操指令去做，操作中安放電極板要輕柔、準(zhǔn)確，使之密切置于皮膚上，這是做好腦電圖的關(guān)鍵。醫(yī)生將儀器調(diào)試好并與受試對(duì)象溝通做好實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備，測(cè)試時(shí)長(zhǎng)為當(dāng)天晚上22：30到第2天07：00。在測(cè)試過(guò)程中，受試者同時(shí)在其左手佩戴5款智能運(yùn)動(dòng)手環(huán)做好入睡準(zhǔn)備，次日將5種智能運(yùn)動(dòng)手環(huán)測(cè)出睡眠數(shù)據(jù)和醫(yī)院腦電圖得出睡眠數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析。

3）數(shù)理統(tǒng)計(jì)。

利用Spss21.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理與分析，以平均數(shù)和方差（ ±s）對(duì)運(yùn)動(dòng)手環(huán)基本功能測(cè)試的數(shù)據(jù)進(jìn)行描述；采用單樣本t檢驗(yàn)對(duì)5款手環(huán)在不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下記錄的步數(shù)和實(shí)際步數(shù)作比較；采用配對(duì)樣本t檢驗(yàn)對(duì)5款手環(huán)記錄睡眠時(shí)間和實(shí)際睡眠時(shí)間作比較；采用單因素方差分析對(duì)5款手環(huán)在不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下記錄心率進(jìn)行檢驗(yàn)；采用連續(xù)變量pearson相關(guān)分析對(duì)5款手環(huán)在不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下記錄步數(shù)的相關(guān)性以及不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下記錄的心率相關(guān)性進(jìn)行分析；采用線性回歸分析5款手環(huán)以及Polar心率帶記錄的數(shù)據(jù)與SenseON運(yùn)動(dòng)心肺貼記錄的數(shù)據(jù)變化趨勢(shì)的一致性，其中最大偏差=（記錄值-實(shí)際值）/實(shí)際值×100%。

2 結(jié)果與討論

2.1 智能運(yùn)動(dòng)手環(huán)運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)的有效性

1）平地監(jiān)測(cè)。

計(jì)步功能是智能運(yùn)動(dòng)手環(huán)最重要的功能之一，該功能的準(zhǔn)確性很大程度影響消費(fèi)者對(duì)其喜愛(ài)程度[4]。由表1-2可知，實(shí)驗(yàn)中設(shè)置每人固定走100步（約75 m），每個(gè)實(shí)驗(yàn)者佩戴5款手環(huán)，在相同情況下5款手環(huán)記錄下的步數(shù)不相同。經(jīng)試驗(yàn)，蘋果運(yùn)動(dòng)手環(huán)較為準(zhǔn)確、誤差較小，但是平均偏差也高達(dá)11.6%，其余4款智能運(yùn)動(dòng)手環(huán)的步數(shù)監(jiān)測(cè)都超過(guò)10%，“咕咚”運(yùn)動(dòng)手環(huán)高達(dá)23.5%。通過(guò)單樣本t檢驗(yàn)，5款手環(huán)記錄步數(shù)與實(shí)際步數(shù)（實(shí)驗(yàn)中設(shè)置的100步）比較P<0.05，其中咕咚運(yùn)動(dòng)手環(huán)的P<0.01，其相關(guān)系數(shù)r總體偏低，證明5款手環(huán)在平地時(shí)任何速度情況下運(yùn)動(dòng)記錄的準(zhǔn)確性得不到肯定。5種手環(huán)在正常行走記錄下的數(shù)據(jù)平均偏差高達(dá)17.9%，快走的平均偏差為14.8%，慢走的平均偏差為22.3%。經(jīng)檢驗(yàn)，5種手環(huán)在平地行走的準(zhǔn)確性為：快走>正常行走>慢走，3者的相關(guān)系數(shù)為0.016，0.007以及0.005，數(shù)據(jù)表明運(yùn)動(dòng)手環(huán)記錄步數(shù)的準(zhǔn)確性不高且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)大幅度擺臂、小幅度擺臂、不規(guī)則擺臂以及不擺臂前進(jìn)的計(jì)步值與實(shí)際值有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，測(cè)試出的結(jié)果相差較大，證明智能運(yùn)動(dòng)手環(huán)不能很好地區(qū)分不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，因手臂擺動(dòng)頻率與腿部頻率不一致造成的誤差較大。究其原因，主要是大部分智能運(yùn)動(dòng)手環(huán)基本是通過(guò)3軸加速傳感器來(lái)采集佩戴者的運(yùn)動(dòng)信號(hào)，再通過(guò)軟件算法對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，最后將數(shù)據(jù)呈現(xiàn)給佩戴者參考。其a=x+y+z，a為總體加速度，x、y、z為三維方向加速度大小[5]，然而人們走路時(shí)手臂揮動(dòng)的幅度大小不規(guī)律，3軸傳感器達(dá)不到一定的靈敏性，對(duì)于不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)手臂擺動(dòng)就會(huì)無(wú)法監(jiān)測(cè)，或者工程師在編寫算法時(shí)對(duì)人們不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的三維運(yùn)動(dòng)把握不夠也可能是導(dǎo)致誤差較大的原因[6]。

2）上下樓梯監(jiān)測(cè)。

上下樓梯是人們?nèi)粘Ｉ钪胁叫械某Ｓ梅绞街籟7]。由表3和4可知，智能運(yùn)動(dòng)手環(huán)上下樓梯記錄步數(shù)的準(zhǔn)確性比在平地高，小米的P=1>0.05，其相關(guān)性最高，證明在測(cè)上下樓梯時(shí)較為準(zhǔn)確，其余4款手環(huán)的P值均大于0.05，充分說(shuō)明智能運(yùn)動(dòng)手環(huán)在測(cè)上下樓梯步數(shù)時(shí)較為精確，且下樓梯的準(zhǔn)確性高于上樓梯。咕咚手環(huán)上下樓梯的平均誤差為7.8%，居于5款手環(huán)誤差之最，其余4款平均誤差基本持平?？傮w來(lái)看，5款手環(huán)平均偏差率低于10%，上下樓梯的步數(shù)記錄功能較好。

由表5可知，對(duì)5款手環(huán)在不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下記錄步數(shù)進(jìn)行兩兩相關(guān)性分析，得到5款手環(huán)計(jì)步功能表現(xiàn)較為良好，呈現(xiàn)出較好的一致性。5款手環(huán)兩兩比較的Pearson相關(guān)系數(shù)均大于0.950，其中最小的是蘋果和華為運(yùn)動(dòng)手環(huán)兩者的比較值，最大的是華為和小米運(yùn)動(dòng)手環(huán)兩者的比較值。5款手環(huán)在5種不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的兩兩比較，P值均小于0.01，r值均接近1，差異均存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，說(shuō)明5款手環(huán)記錄步數(shù)的具體數(shù)據(jù)不一致性以及基本工作原理一致。

3）能量消耗。

卡路里是熱量單位，然而按照國(guó)際單位標(biāo)準(zhǔn)能量應(yīng)該用焦耳（J）來(lái)表示，1 J=0.238 9卡路里（cal），因此為了方便人們常用“千卡”這個(gè)單位來(lái)計(jì)算食物當(dāng)中的能量[8]。測(cè)定氧氣代謝量是目前醫(yī)療機(jī)構(gòu)測(cè)定人體熱量消耗的主要方式，然而智能手表及智能運(yùn)動(dòng)手環(huán)的熱量消耗是軟件算法根據(jù)步數(shù)、步幅、年齡、身高、心率等數(shù)據(jù)推算出來(lái)的[9]。因?yàn)樗惴ù嬖谀承┎蛔悖圆粌H各產(chǎn)品之間在同一場(chǎng)景下的計(jì)算偏差存在差異，而且同一產(chǎn)品在不同場(chǎng)景下計(jì)算出來(lái)的熱量消耗偏差也可能相差較大[10]。結(jié)果顯示（見(jiàn)表6）：運(yùn)動(dòng)手環(huán)在跑步（7.2 km/h）時(shí)的總體偏差為（32.00±16.58） %，在步行（3.7 km/h）時(shí)為（23.80±32.01） %，兩者與實(shí)際值比較偏差較大，F(xiàn)ibit、蘋果相對(duì)國(guó)內(nèi)運(yùn)動(dòng)手環(huán)出現(xiàn)偏差較大，F(xiàn)ibit在跑步時(shí)出現(xiàn)偏差高達(dá)59%，步行時(shí)出現(xiàn)偏差為81%，蘋果較Fibit出現(xiàn)偏差小，但是與國(guó)內(nèi)手環(huán)比較偏差較大，特別是在跑步時(shí)偏差為31%。對(duì)比之下，國(guó)內(nèi)智能運(yùn)動(dòng)手環(huán)所測(cè)得的熱量消耗準(zhǔn)確度比國(guó)外手環(huán)高?？赡芄こ處熢谠O(shè)計(jì)算法時(shí)考慮到亞洲人與歐美人的體質(zhì)不一樣，推測(cè)國(guó)外品牌的算法可能更適用于歐美人士，從而導(dǎo)致國(guó)人熱量消耗監(jiān)測(cè)的誤差偏大。

2.2 智能運(yùn)動(dòng)手環(huán)心率監(jiān)測(cè)的有效性

常見(jiàn)的運(yùn)動(dòng)心率監(jiān)測(cè)方法有2種：心電電流測(cè)量法和光電透射測(cè)量法。心電電流測(cè)量法更多用于醫(yī)用，該測(cè)量方法更精確。然而智能運(yùn)動(dòng)手環(huán)更多采用光電透射測(cè)量法，光電透射測(cè)量法很容易受到外界環(huán)境干擾，比如汗水、與皮膚接觸的程度等，都會(huì)影響智能運(yùn)動(dòng)手環(huán)監(jiān)測(cè)心率數(shù)據(jù)。

經(jīng)試驗(yàn)得出結(jié)果（見(jiàn)表7、8），F(xiàn)ibit、蘋果、Polar心率帶測(cè)試的結(jié)果較對(duì)照組（SenseON運(yùn)動(dòng)心肺貼的數(shù)據(jù)）值接近，該3款智能運(yùn)動(dòng)手環(huán)記錄運(yùn)動(dòng)和靜息心率與SenseON運(yùn)動(dòng)心肺貼的數(shù)據(jù)比較，P值均大于0.05，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。Fibit、蘋果2款手環(huán)以及Polar心率帶的平均誤差均小于10%，證明3款智能穿戴產(chǎn)品的實(shí)用價(jià)值較高。另外3款運(yùn)動(dòng)手環(huán)P值均小于0.05，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，誤差較大，實(shí)驗(yàn)證明該3款運(yùn)動(dòng)手環(huán)在心率監(jiān)測(cè)功能表現(xiàn)不佳。從總體來(lái)看，運(yùn)動(dòng)手環(huán)在靜息和運(yùn)動(dòng)心率監(jiān)測(cè)中不夠準(zhǔn)確，經(jīng)檢驗(yàn)P值小于0.05，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，平均誤差高于10%，靜息心率的平均偏差和運(yùn)動(dòng)心率平均偏差分別為10.5%、11.7%，靜息心率測(cè)試中最大偏差為21.3%，運(yùn)動(dòng)心率測(cè)試中最大偏差為20.4%。

由表9可知，5款運(yùn)動(dòng)手環(huán)和polar心率帶以及SenseON心肺貼隨著運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變，計(jì)算心率功能表現(xiàn)出良好的一致性。7款運(yùn)動(dòng)穿戴產(chǎn)品的兩兩比較中發(fā)現(xiàn)，Pearson相關(guān)系數(shù)r均大于0.980，其中蘋果運(yùn)動(dòng)手環(huán)記錄心率數(shù)據(jù)與SenseON心肺貼記錄數(shù)據(jù)比較，相關(guān)系數(shù)最?。?.984）。同時(shí)結(jié)合5種手環(huán)的線性回歸分析散點(diǎn)圖可知，咕咚手環(huán)在記錄心率功能表現(xiàn)較其他手環(huán)以及智能穿戴產(chǎn)品較差。5款運(yùn)動(dòng)手環(huán)以及2款穿戴產(chǎn)品在不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的兩兩比較，P值均小于0.01，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，說(shuō)明5款手環(huán)以及兩款穿戴產(chǎn)品記錄心率的具體數(shù)據(jù)存在不一致性。

與此同時(shí)，由線性回歸分析散點(diǎn)圖（圖略）分析得出，5款手環(huán)和Polar心率帶在不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下記錄心率均呈現(xiàn)出良好的線性關(guān)系，其中R2排序?yàn)镕ibit（0.988）>小米（0.984）>polar心率帶（0.983）>咕咚（0.981）>華為（0.979）>蘋果（0.969）。數(shù)據(jù)得出，在不同的運(yùn)功狀態(tài)下，蘋果記錄心率與SenseON心肺貼記錄的數(shù)據(jù)的變化一致性要稍弱與其他4款手環(huán)與polar心率帶。

2.3 智能運(yùn)動(dòng)手環(huán)睡眠監(jiān)測(cè)的有效性

生活節(jié)奏的加快以及作息方式的改變使睡眠障礙逐漸成了困擾都市人群的主要問(wèn)題之一，隨著物質(zhì)文化水平的提高，都市人群對(duì)睡眠的觀念發(fā)生了改變并且對(duì)睡眠的關(guān)注度逐漸提高，智能運(yùn)動(dòng)手環(huán)監(jiān)測(cè)睡眠質(zhì)量得到了廣大都市人群的青睞[11]。由表10可知，運(yùn)動(dòng)手環(huán)在睡眠時(shí)長(zhǎng)、深睡時(shí)長(zhǎng)、淺睡時(shí)長(zhǎng)記錄與實(shí)際值存在非常顯著差異，其P值均為0.000。實(shí)驗(yàn)證明運(yùn)動(dòng)手環(huán)在監(jiān)測(cè)睡眠質(zhì)量準(zhǔn)確性不高，在睡眠時(shí)長(zhǎng)監(jiān)測(cè)中平均誤差為15.6%，出現(xiàn)最大偏差為35.5%；深睡監(jiān)測(cè)中，平均誤差為57.2%，最高偏差高達(dá)103.1%；在淺睡監(jiān)測(cè)中，平均偏差高達(dá)102.2%，最大偏差甚至高達(dá)152.2%.。從數(shù)據(jù)得出5款運(yùn)動(dòng)手環(huán)監(jiān)測(cè)入睡和醒來(lái)的時(shí)間都不一致，智能運(yùn)動(dòng)手環(huán)監(jiān)測(cè)的各種睡眠時(shí)長(zhǎng)普遍高于實(shí)際時(shí)長(zhǎng)，咕咚在睡眠時(shí)長(zhǎng)記錄中高于實(shí)際睡眠時(shí)長(zhǎng)83 min，在深睡時(shí)長(zhǎng)記錄高于實(shí)際睡眠時(shí)長(zhǎng)75 min，在淺睡時(shí)長(zhǎng)記錄高于實(shí)際睡眠時(shí)長(zhǎng)173 min。

監(jiān)測(cè)睡眠質(zhì)量需要檢測(cè)血氧飽和度，基于運(yùn)動(dòng)手環(huán)工作原理需要運(yùn)動(dòng)手環(huán)緊貼皮膚，然而在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)手環(huán)在佩戴時(shí)緊貼程度不夠，芯片位置移動(dòng)范圍過(guò)大，對(duì)于捕捉脈搏造成一定的難度從而影響數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。當(dāng)受試者做翻身等身體活動(dòng)時(shí)，運(yùn)動(dòng)手環(huán)默認(rèn)其處在淺睡期，當(dāng)受試者靜止不動(dòng)則默認(rèn)其處在深睡期，實(shí)際來(lái)看該“睡眠監(jiān)測(cè)”只能統(tǒng)稱為“睡眠推測(cè)”，其科學(xué)性還有待商榷。實(shí)際上，人體無(wú)論在深度睡眠還是在淺度睡眠時(shí)都不可能處在一個(gè)完全靜止的狀態(tài)，只有睡眠處在快速眼動(dòng)階段（即出現(xiàn)夢(mèng)境時(shí)），機(jī)體才會(huì)保持短暫的靜止?fàn)顟B(tài)。然而該階段既不屬于深度睡眠階段也不屬于淺度睡眠階段，而是屬于“異相睡眠”階段。目前監(jiān)測(cè)睡眠質(zhì)量較為準(zhǔn)確的是多導(dǎo)睡眠檢測(cè)儀，要求受試者需要在監(jiān)測(cè)室過(guò)夜，入睡前，需要在受試者的頭皮、面部、腿部等部位貼上電極并且通過(guò)鼻部傳感器檢測(cè)呼吸，用紅外線攝像頭監(jiān)測(cè)體位的變化等，監(jiān)測(cè)過(guò)程中需要檢測(cè)腦電、眼動(dòng)、肌電以及血氧飽和度等數(shù)據(jù)，需要花費(fèi)一定的時(shí)間來(lái)整理和分析數(shù)據(jù)，最后將睡眠監(jiān)測(cè)報(bào)告呈現(xiàn)給受試者。

3 結(jié)論

1）不同智能運(yùn)動(dòng)手環(huán)在相同距離以及相同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下顯示的步數(shù)不同，同一款手環(huán)在相同距離以及相同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下顯示步數(shù)不同，而同一款智能運(yùn)動(dòng)手環(huán)在相同距離但不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下記錄步數(shù)也不同，其準(zhǔn)確性排序?yàn)橄聵翘?gt;上樓梯>快走>正常走>慢走，說(shuō)明智能運(yùn)動(dòng)手環(huán)所記錄的步數(shù)與實(shí)際情況相比存在較大誤差。

2）同一款運(yùn)動(dòng)手環(huán)在相同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)以及相同運(yùn)動(dòng)距離上顯示的能量消耗不同，而不同手環(huán)在同樣運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和相同運(yùn)動(dòng)距離時(shí)顯示消耗的能量也不同，且國(guó)產(chǎn)手環(huán)測(cè)得熱量消耗的準(zhǔn)確度比國(guó)外要高。智能運(yùn)動(dòng)手環(huán)無(wú)法辨別穿戴者的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，同時(shí)在工作原理上也存在一定的不足，導(dǎo)致出現(xiàn)的誤差較大。

3）同一受試者在不同智能運(yùn)動(dòng)手環(huán)靜息狀態(tài)下顯示的心率不一致，同一受試者在相同智能運(yùn)動(dòng)手環(huán)靜息狀態(tài)下心率也不一致；同一受試者在不同智能運(yùn)動(dòng)手環(huán)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下顯示的心率不一致，同一受試者在相同運(yùn)動(dòng)手環(huán)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下顯示的心率也不一致。運(yùn)動(dòng)手環(huán)記錄心率數(shù)據(jù)與實(shí)際數(shù)據(jù)比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，與實(shí)際記錄情況不符并且出現(xiàn)誤差大。

4）不同運(yùn)動(dòng)手環(huán)在同一受試者以及相同環(huán)境下記錄的數(shù)據(jù)不同。運(yùn)動(dòng)手環(huán)記錄睡眠數(shù)據(jù)與實(shí)際數(shù)據(jù)相比差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，誤差較大、可信度較低，因此睡眠記錄僅能作為一種參考值。

毋庸置疑，雖然智能運(yùn)動(dòng)手環(huán)在某些功能上表現(xiàn)欠佳，但卻從某種程度上揭示了人們的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，能更好地鼓勵(lì)人們積極參加運(yùn)動(dòng)，符合當(dāng)前的時(shí)代大潮流。以智能運(yùn)動(dòng)手環(huán)為代表的智能穿戴設(shè)備的崛起，可能為體力活動(dòng)以及身體活動(dòng)研究工具帶來(lái)一次巨大的變革，逐漸取代問(wèn)卷成為研究工具的主角。與此同時(shí)，智能運(yùn)動(dòng)穿戴產(chǎn)業(yè)和體育產(chǎn)業(yè)的不斷融合發(fā)展以及兩者之間的相互交融，在一定程度上為智能運(yùn)動(dòng)穿戴產(chǎn)業(yè)找到了依賴的載體，而智能運(yùn)動(dòng)穿戴電子產(chǎn)業(yè)使體育產(chǎn)業(yè)逐步走向智能化，兩者間的融合發(fā)展今后將會(huì)變得更加迅猛。

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