自從參加活動(dòng)，被送了一個(gè)華為手環(huán)后，我每天都帶上智能手表，隨時(shí)監測健康情況。這一監測，還真發(fā)現問(wèn)題了。我觀(guān)察了一下自己的深度睡眠情況，每天都是低于1小時(shí)。據“專(zhuān)家”說(shuō)，深度睡眠是黃金睡眠，2小時(shí)以上為好。

智能手表是如何監測我的睡眠情況的呢，這個(gè)數據到底準不準呢？今天看到了一篇文章，分享給大家，以下內容由“硬件十萬(wàn)個(gè)為什么”公眾號整理：

1、什么是體動(dòng)記錄儀？

體動(dòng)記錄儀（acTIgraphy）最早是20世紀80年代由美國軍方研制用來(lái)衡量部隊性能的儀器。之后研究人員發(fā)現體動(dòng)記錄儀能夠應用在很多領(lǐng)域，并逐步將其推向市場(chǎng)。30多年來(lái)經(jīng)過(guò)改進(jìn)，基于便攜，無(wú)創(chuàng )，價(jià)格便宜等優(yōu)勢被廣泛應用到睡眠／覺(jué)醒模式的評估，日?；顒?dòng)強度監測，藥物檢測，行為遺傳學(xué)等多領(lǐng)域。

體動(dòng)記錄儀的工作原理：

目前的體動(dòng)記錄儀基本都具備從3個(gè)方向軸進(jìn)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(gè)方向記錄到輕微的移動(dòng)。根據記錄數據，分析軟件通過(guò)計算可以分析出能量消耗（energy expenditure）和睡眠相關(guān)參數（sleep onset TIme，SOT），覺(jué)醒時(shí)間（wake after sleep onset，WASO），覺(jué)醒次數（awakenings），睡眠效率（sleep efficiency，SE）等。

2、睡眠深度

睡眠深度一般是以身體活動(dòng)減少和感覺(jué)靈敏度降低作為衡量指標的。

深度睡眠是睡眠的一個(gè)部分，只占整個(gè)睡眠時(shí)間的25%，深度睡眠也被稱(chēng)作是“黃金睡眠”。人的夜間睡眠，一般分5到6個(gè)周而復始的周期，每個(gè)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(dòng)的變化，睡眠周期由非快速眼動(dòng)周期和快速眼動(dòng)周期組成。非快速眼動(dòng)睡眠又分為淺睡期、輕睡期、中睡期和深睡期4期，然后進(jìn)入［快速眼動(dòng)睡眠期］，算是一個(gè)睡眠周期結束，而后繼續啟動(dòng)下一個(gè)睡眠周期。

研究表明，占整個(gè)睡眠時(shí)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(jìn)入深睡眠狀態(tài)的中睡期、深睡期及［快速眼動(dòng)睡眠期］，才對解除疲勞有較大作用。因為在深睡眠狀態(tài)下，大腦皮層細胞處于充分休息狀態(tài)，這對于消除疲勞、恢復精力、免疫抗病等都有至關(guān)重要的作用。然而這種深度睡眠，只占整個(gè)睡眠時(shí)間的25%。因此對睡眠好壞的評價(jià)，不能光看時(shí)間，更重要的是看質(zhì)量。

深度睡眠的時(shí)候，人體幾乎不動(dòng)，但是這種微運動(dòng)還是跟手環(huán)靜止在桌面是有區別的。手環(huán)還需要排除未佩戴時(shí)靜止的狀態(tài)，如果手環(huán)帶有心率檢測，則通過(guò)心率檢測可以知道手環(huán)手表是否佩戴了，排除這種靜止狀態(tài)。如果沒(méi)有心率檢測，需要通過(guò)微運動(dòng)檢測，去區分是深度睡眠，還是絕對靜止。

手環(huán)監測從原理上是通過(guò)感應器，感知震動(dòng)，這對于單身的人還好說(shuō)，床上只有一個(gè)人?；谌S加速度計的判斷，這種原理的“睡眠檢測”實(shí)際只能算是一種“睡眠推測”。

進(jìn)入睡眠程序：加速度傳感器有擺動(dòng) 并且 擺動(dòng)頻率不規律
淺度睡眠：進(jìn)入睡眠 并且 加速度傳感器擺動(dòng)幅度小頻率低清醒狀態(tài)：進(jìn)入睡眠 并且 加速度傳感器擺動(dòng)幅度大頻率高深度睡眠：進(jìn)入睡眠并且 加速度傳感器無(wú)數值喚醒程序：加速度傳感器檢測到有規律的擺動(dòng)

3、智能手環(huán)和睡眠監測

當前主流的智能手環(huán)（華為、小米、Jawbone ， Misfit ， 咕咚等）都采用了體動(dòng)記錄儀進(jìn)行人體睡眠監測。其硬件傳感器記錄人體微小活動(dòng)，內部通過(guò)一定算法進(jìn)行計算出你的睡眠參數/睡眠狀態(tài)。不同的手環(huán)由于硬件和軟件的差異會(huì )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(dòng)心率傳感器，就可以記錄你睡眠時(shí)的心動(dòng)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(huì )受睡在一起的人影響監測數據。

4、心肺耦合（CPC）分析

上個(gè)世紀腦電波的發(fā)現讓睡眠研究人員十分興奮，并把腦電波定為評價(jià)睡眠的核心訊號，后來(lái)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(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)它也有很多的缺點(diǎn)，比如，被試者需要在身上連接各種導線(xiàn)，并要在醫院的睡眠實(shí)驗室睡一個(gè)晚上。這樣的環(huán)境和條件往往無(wú)法反映被試者平時(shí)真實(shí)的睡眠；另一大問(wèn)題是必須依賴(lài)有經(jīng)驗的技術(shù)人員花幾個(gè)小時(shí)去人工識別出腦電圖中的特征波形，對睡眠進(jìn)行分期。

事實(shí)上，睡眠是全身整體的生理過(guò)程，大腦放松的同時(shí)，肌肉也是在放松的狀態(tài)，心率會(huì )減慢、呼吸也會(huì )減慢并變得更平穩。也就是說(shuō)，在睡眠中，不僅只有大腦進(jìn)入特殊的狀態(tài)，身體的其他系統也會(huì )表現出睡眠的特征。因此，我們哈佛醫學(xué)院的睡眠專(zhuān)家和科學(xué)家團隊，通過(guò)對睡眠機制的研究，得出通過(guò)自主神經(jīng)系統可以更好的反映睡眠狀態(tài)。由于自主神經(jīng)系統的狀態(tài)會(huì )表現在心電信號上，而心電監測技術(shù)要遠比腦電簡(jiǎn)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(huì )隨著(zhù)人體的各種狀態(tài)發(fā)生改變。在睡眠的不同狀態(tài)下，心電活動(dòng)也會(huì )表現出不同的特征。

經(jīng)過(guò)對大量臨床數據的分析，哈佛醫學(xué)院專(zhuān)家們發(fā)現，在睡眠的時(shí)候，心電和呼吸還存在一種奇妙的耦合關(guān)系。當人在熟睡的時(shí)候，這種耦合性會(huì )增強。而在清醒、淺睡、或者一些疾病狀態(tài)下，這種耦合性也會(huì )呈現出不同的特點(diǎn)?；诖税l(fā)現，哈佛醫學(xué)院的睡眠專(zhuān)家團隊在2005年創(chuàng )新性地提出了Cardiopulmonary Coupling，也就是心肺耦合的概念，簡(jiǎn)稱(chēng)CPC，并且發(fā)展出成熟的技術(shù)，可以準確地給出睡眠的分期。通過(guò)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(shù)的應用與優(yōu)勢

在一整夜的睡眠過(guò)程中，人體會(huì )經(jīng)歷從清醒，淺睡，到熟睡的一個(gè)周期性循環(huán)，其中還會(huì )穿插若干段與夢(mèng)境相關(guān)的快速動(dòng)眼睡眠（REM），每一個(gè)睡眠階段都應該在一個(gè)正常的時(shí)間范圍內。CPC可以判斷每一個(gè)睡眠階段發(fā)生的時(shí)間和比例，準確的刻畫(huà)出睡眠的結構，提示用戶(hù)是否存在睡眠的問(wèn)題。

1. 有助于我們對睡眠好壞的準確判斷

例如，兩個(gè)人同時(shí)進(jìn)入睡眠狀態(tài)，也同時(shí)起床，他們都認為自己的睡眠質(zhì)量很好。但是，可能其中一個(gè)人是真的睡的很好，而另外一個(gè)人卻沒(méi)有睡好。醫學(xué)上也證實(shí)了這種“主客觀(guān)的不一致性”。這個(gè)誤以為自己睡眠質(zhì)量很好的人，可能由于睡眠時(shí)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(cháng)時(shí)間可能增加患各種慢性疾病的風(fēng)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(lèi)型和嚴重程度，在早期提出建議，預防疾病進(jìn)一步惡化。對于接受治療中的用戶(hù)，也可以動(dòng)態(tài)的跟蹤療效和睡眠質(zhì)量的改善情況。

3. 有助于長(cháng)期失眠者正確認知自己的睡眠

很多長(cháng)期抱怨失眠的人，他們是無(wú)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(guò)多，夜間醒來(lái)無(wú)法再入睡，熟睡時(shí)間太少或是太破碎等狀況。

4. CPC檢測可指導個(gè)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(hù)自己也可以根據CPC給出的失眠類(lèi)型做有針對性的自我調理。比如：通過(guò)早睡早起，改進(jìn)睡眠習慣；通過(guò)運動(dòng)放松，進(jìn)行行為心理調整；通過(guò)控制燈光和噪音，改善睡眠環(huán)境等等。而且，CPC可以持續的檢測調理的效果，有利于及時(shí)調整治療方案。

5. 可用于居家檢測反應真實(shí)睡眠

CPC技術(shù)打破了睡眠監測的環(huán)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(dòng)給出分析報告。用戶(hù)可以用來(lái)作為平時(shí)的家居檢測，了解到自己和家人的睡眠質(zhì)量，從而有針對性的調整和改善睡眠。

目前，CPC技術(shù)已經(jīng)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(zhì)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(shí)驗也證明了CPC技術(shù)的準確性和可靠性。它的意義在于打破了睡眠監測的環(huán)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(jīng)活動(dòng)，并且自動(dòng)分析和給出睡眠報告。用戶(hù)可以用來(lái)作為平時(shí)的家居檢測，了解到自己和家人的睡眠質(zhì)量，從而有針對性地調整和改善睡眠。我相信，CPC技術(shù)與穿戴設備的結合與普及，必將開(kāi)創(chuàng )出一個(gè)新的領(lǐng)域，人類(lèi)會(huì )越來(lái)越了解自己，獲得更好的健康生活。

HUAWEI TruSleep采用哈佛醫學(xué)院CDB權威認證的CPC心肺耦合分析技術(shù)，全程監測用戶(hù)整晚的睡眠結構和睡眠質(zhì)量，并提供了200+條的睡眠改善建議，時(shí)刻關(guān)注都市人群的身體健康和生活品質(zhì)。

本文整理自：

《睡眠醫學(xué)領(lǐng)域的革命性創(chuàng )新——心肺耦合（CPC）分析》馬彥 哈佛大學(xué)醫學(xué)院講師、哈佛CDB中心研究員、睡眠醫生