2020/04/04

買APPLE WATCH測量心率和心律是盤子嗎?到底準不準?

健康的時尚。蘋果上市前應該有內部測試,不知脽有報告阿!

作者:李樺燁

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運動可以提升身體表現和改善健康,其中適當的運動強度是最重要的關鍵。有很多指標可以用來指示運動強度,最簡單容易取得的就是利用心跳數來做指標。但是在運動過程當中,隨著運動強度越強要測量心跳數變的相對困難。近年來越來越多的穿戴裝置加上了量測心跳的功能,協助運動者追蹤運動過程中的心跳來協助設定適當的運動範圍。穿戴裝置不準確的心跳讀數可能會改變使用者對運動強度的感受,而在目標心跳區間之外進行運動。因此,國外針對樹大招風的APPLE WATCH在測量心率、心律、及運動強度上到底是否準確做了研究,讓我們看看結果怎麼說,再決定要不要買。

 

心率

首先根據蘋果網站說明,Apple Watch測量心跳數的光學心率感測器使用的是「光-體積-變化-描記法」。它是根據

光-血液會反射紅光並吸收綠光(所以看起來是紅色) 的原理,

體積-利用綠光吸收量代表血液量

變化-心臟收縮時流到手腕的血流量會增加,而在2次收縮間的空檔手腕血流量會減少

描記法–綠色 LED每秒會閃爍數百次搭配感光二極體偵測特定時間流過的血液量,由綠光吸收量一次的高低差判定為一次心跳。光學心率感測器可測量的範圍為每分鐘30 - 210 下心跳數。

聽起來就是很尖端的工具,重點是準不準

2019年一篇醫學研究讓30名平均23歲的年輕人(男女各半)同時穿戴Apple Watch及心電圖,同步記錄他們在不同運動強度下的心跳數。結果如下圖:

圖中由左到右代表運動強度越來越強,從休息到非常劇烈的運動程度。每個小圖的X軸是心電圖測到的心跳數,Y軸則是Apple Watch顯示的心跳數。如果二者一樣的話記錄的點就會落在斜斜的黑線上,因此點點如果越靠近黑線代表測量值越準確,相反的若離黑斜線越遠代表誤差越大

結果可以看的出來Apple Watch的相對錯誤率(RER= (心電圖心跳–手錶量測心跳) x100 /心電圖心跳)在2.4–5.1%。Apple Watch的平均心率讀數整體低於心電圖,但平均差異每分鐘不超過6下。但由圖形也可以看得出來,休息時候所測得的心跳數最準確,隨著運動強度越大兩者之間的差異也越大,主要是手臂的活動會影響到光體積變化描記法的判讀。此外以前也報告過對於膚色比較深的人心跳量測也比較不準確。其實類似的研究結果在2017已有報告,當時另一研究也呈現走路、慢跑、快跑時左手Apple Watch記錄到的心跳與實際心跳的相關係數分別是0.97、0.93、0.81。作者最後結論如果不需要嚴格的心跳監控,蘋果手錶適用於休閒為目的的健身活動及記錄個人進步。但是若研究人員進行研究時應謹慎使用這些設備。

 

心律

2017 APPLE WATCH剛上市時和史丹福大學合作” Apple Heart Study”,結果在2019-11月的NEJM發表。研究者強調該研究目的在”了解該應用程式是否有可能被用來找出常見且易導致中風的心律失常-心房顫動(atrial fibrillation)”

研究收集了419093位大於22歲原本沒被診斷過有心房顫動的參與者。讓我們直接看結果。最後完成追蹤者共294873人。

藍色外框就是心房顫動(atrial fibrillation)心律失常的個案,如果將上表中有關心房顫動的部分翻譯成白話文就如同下表:

對統計有瞭解者可以算出sensitivity=11.63% 、specificity=99.82% 、positive predictive value=43.49% 、negative predict values= 98.95%。(對於心律不整的提醒文章中有定義,有興趣者請看原文)

作者非常強調該研究的目的不在探討Apple Watch的敏感度或專一性,主要是想知道Apple Watch是否可以幫忙找出一些心房顫動的病人,進而提醒他們提早就醫。對這些人而言,沒有Apple Watch可能就無法提早確診。這當然,它不能取代醫療上的診斷與決策。(但是我們就期待它很準阿,最後sensitivity=11.63%我不能接受阿)

不知道是否因為這個研究,全世界很多國家包括台灣一直還沒開放Apple Watch用戶使用心電圖功能。

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