運動手錶測血氧是否實用?看這篇科普就夠了

北京新浪網 02-14 19:37

新冠肺炎患者有一普遍癥狀是「血氧含量降低」。血氧含量作為一大生命體征,是反映呼吸、循環功能的一個重要生理參數,但其概念和重要性卻鮮為人知。新華體育此前曾採訪相關專家,推出科普文章《血氧含量有多重要?聽聽專家怎麼說》。本次,新華體育圍繞智能穿戴設備檢測血氧飽和度的原理,繼續展開探討。

首先需要說明的是,為什麼選擇智能穿戴設備來檢測血氧飽和度,而不是醫療設備?在我們日常生活中,有幾大場景可能需要對血氧飽和度進行檢測:一、從事登山等戶外運動時。我們知道,海拔越高,空氣越稀薄,人體血氧飽和度也就越低。當你在高海拔區域從事戶外活動時,監測血氧飽和度可以實時評估身體狀況,從而調整當下運動強度,以應對變化的環境。

△西藏拉薩喜馬拉雅登山嚮導學校的嚮導們在攀登珠峰。新華社發(次仁桑珠攝)

二、飲酒。人體每完全分解一個單位的酒精,需要三個單位的氧氣。因此,缺氧是醉酒的重要表現之一。但是長期酗酒的人因為身體對酒精和缺氧狀況已經形成了一定的耐受性,在略微醉酒的情況下基本無法察覺。此類人在飲酒時需要多注意監測血氧變化。

三、進行高強度腦力勞動。大腦耗氧量佔全身攝氧量的20%,進行高強度腦力勞動時,大腦耗氧量必然上升。而人體能夠攝入的氧有限,消耗多,攝入少,不僅會造成頭暈、乏力、反映遲鈍等問題,還會對大腦造成傷害。每天長時間學習或工作的人群,需要加強對自己血氧飽和度的監控。

從以上場景可以看出,人們需要在特定活動和從事體育運動時監測自身血氧飽和度,有著「便利性」「即時性」的需求。雖然比起專業醫療設備,運動手環等智能穿戴設備在數據準確度上略有遜色,但勝在「動態追蹤」「實時反饋」,因此更適合體育愛好者。

那麼,智能穿戴設備是根據什麼原理來檢測血氧飽和度的?

我們新陳代謝所需要的氧氣,是通過呼吸系統進入體內,與血液紅細胞中的血紅蛋白結合成氧合血紅蛋白,再輸送到人體各部分組織細胞中去。因此,血液血紅蛋白是準確檢測血氧飽和度的關鍵。另一方面,血紅蛋白中含有的氧氣水平,會影響血液對紅光和紅外光線的吸收。具體而言,氧氣飽和的血紅蛋白會吸收更多的紅外光,沒有氧氣的血紅蛋白會吸收更多的紅光。

△ 圖中顏色較鮮艷的表示氧氣飽和的血紅蛋白,會吸收更多的紅外光。

△ 圖中顏色較暗淡的表示沒有氧氣的血紅蛋白,會吸收更多的紅光。

通常,智能穿戴設備比如智能手環或手錶,是採用光電感測器,基於動脈血液對光的吸收量隨動脈搏動而變化的原理進行光學測量。運動手錶內安裝有兩個發光管,分別發出紅光和紅外光,並安裝光電檢測器,將檢測到的透過動脈血管的紅光和紅外光轉換成電信號,得出一組數據。根據這些數據,利用後台演算法,運動手錶就能夠計算用戶血氧飽和度的估計值。

由此也可以看出,計算的結果並不是一個絕對準確的數值,而是一個估計值。那麼這個數值會否失去其指導意義?

根據醫學上的定義,正常情況下人體動脈血的氧飽和度約為95%-100%,靜脈血的氧飽和度約為75%。一般動脈血氧低於94%即為供氧不足,低於90%即可定義為低氧血症。

正因為血氧飽和度是根據區間數值來評估,所以用運動手錶等穿戴設備檢測出的血氧飽和度仍能幫助人們有效判斷身體狀況。

舉例來說,當在海拔3000米以上進行登山運動時,心率不超過100的情況下,血氧飽和度大於90%屬於正常;在80%-90%之間屬於輕度缺氧,應減少活動、適當休息;在70%-80%之間屬於中度缺氧,應適量吸氧,服用抗缺氧藥物;小於70%則屬於重度缺氧,應停止一切活動,及時就醫。

目前,市面上具有血氧檢測功能的穿戴設備已經比較豐富,華為、小米、佳明、頌拓等智能穿戴設備廠商都推出了多款產品。明白了智能穿戴設備血氧飽和度檢測原理后,大家可根據自身實際判斷有無購買需要。(王劍冰)

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