智慧型手表、手环已经在近年来逐渐走入人们的生活。不仅能够用来看时间、设定闹钟、协助行事历提醒、找手机等,现在随著健康意识的提高,也有许多人会透过智慧型手表、手环来追踪与记录自己的健康状态,像是心率、睡眠、步数计算等。

日前有消息传出苹果将会为新一代的Apple Watch加入血压侦测与纪录的功能,那么在等待苹果发表搭载血压侦测的Apple Watch前,也不禁发现,为什么有这么多智慧型手表可以测量血氧,但却甚少能够测量血压?

血压?血氧?其实大不同

市面上能够侦测血氧的智慧型手表、手环已经相当多,然而能够侦测「血压」的却了了无几,若是以台湾市场来看,真正通过卫福部核可而上市的知名科技品牌,目前就是华硕的 VivoWatch 5系列与三星的Galaxy Watch3、Galaxy Watch Active2或之后上市机型系列。

血氧,SpO2,指的是血氧饱和度,代表的是血液中氧气的浓度。当我们氧气透过呼吸系统进入人体后,血液就会负责输送氧气到人体各处。因此正常血氧饱和度普遍在95% – 100%,95%以下就会被认定为是供氧不足。当供氧不足的情况产生时,我们就可能会出现头晕、头痛、呼吸急促等征状,严重的话还有可能会出现意识模糊、昏厥甚至死亡。

血压,单位为mmHg毫米汞柱,指的是心脏将血液泵入血管时所加诸于血管壁的压力。大家比较熟悉的血压健康问题是高血压,而且可能会导致中风、心脏病等状况。因为心脏是处在收缩、舒张、收缩、舒张...的扑通、扑通跳情况,因此测量完后会有收缩压与舒张压2个数字,一般来说正常的血压应低于120/80。

这边简单来说,如果把我们的身体想成是一台车子,那么血氧量就像是油箱中的油,所以油箱中的油越多,车子能够跑越久; 但血压则可以想成是汽车的油门,踩得越大力,跑得越快,也就像血压越大,血液流速也会越快。所以血氧与血压可以说是完全两个不同且独立的存在。

在简单明白了血氧与血压的不同后,接下来也不难理解两者的测量方式就会有所不同。量血氧或许大家没有概念,但量血压应该不会太陌生。通常要量血压的话,我们会在上臂套上一个压脉带,再透过把压脉带充气到我们感觉到很紧绷后逐渐放松的方式来进行测量。

这样智慧型手表怎么量血压?

回忆并且理解了血压的测量方式,我们就来开始看看华硕的VivoWatch三星的Galaxy Watch是怎么在不勒紧我们手臂的情况下测量的。

首先看到的是ASUS VivoWatch。VivoWatch是透过电学及光学感测器来将搜集到讯号的时间差,计算出心脏跳动时血液在动脉血管中的流动速度,以及血管壁产生的压力状况。

华硕在官网的说明上也有相当详细的说明,不同的感测器与计算的方式:

电学感测器搜集到的讯号峰值能获得心室收缩、打出血液的时间,

光学感测器搜集到的讯号峰值能获得血液自心脏送出后到达量测部位的传输时间,

再将心脏至手腕的距离除以传输时间来进一步计算出血液流速及血压。

这样使用电学与光学感测器来搜集讯号,再透过公式进行演算法的建立方式,或许乍看下不难,但华硕的智慧健康产品企划部Greg赖政宇也表示,光是如何「将生理量测演算法微型化技术应用到穿戴装置上」这部分,就必须要有同时具备生医/医学工程、人工智慧以及行动装置开发经验的人才。再来就是血压测量功能要通过医疗认证这阶段,既然跟「医疗」与「认证」有关,就更是需要通过非常严谨且严格检验的临床测试,这部分华硕也与国内医学中心等级的医疗机构合作,完成了相关临床测试,此外再透过每年数千人次的持续测试,继续精进演算法。

翻摄华硕官网
翻摄华硕官网

还有个相当难得的是华硕也是国内少数以总部直接申请QMS和ISO 13485国内外医疗品质系统认证的电子公司,从这也可以看得出来华硕对医疗产品发展方面的企图与决心。

另一个是三星Galaxy Watch的血压测量。透过三星官方的资料显示,三星是透过Samsung Health Monitor这个血压应用软体中的演算法来计算血压数值。Galaxy Watch 3系列后续机种内部有内建光体积变化描记图法 (PPG) 的光学感测器,再透过血压应用软体测量佩戴者的收缩压、舒张压及脉搏速率来完成数值的计算。不过与华硕VivoWatch不同之处,在于三星的Galaxy Watch首次使用时需要先搭配实体的充气式血压计来将压脉带放置于上手臂后依循App的指示步骤完成,并且每28天需要校正一次。

无独有偶的在台湾这两大科技品牌推出可以量血压的智慧型手表都是透过软体的演算法来进行。

那么真的只有这样的方式吗?其实不然。

大家也很熟悉的小米在中国市场有推出一款能够用来量血压的手表,正式名称是「小米腕部心电血压记录仪」。而这款装置测量的方式就是比较倾向传统的压脉带充气式血压计方式。在该款装置中内建了微型气泵和弹性气囊,官方网站上说明是能将测量的压力精准度控制在正负 3mmHg 以内。

那么既然可以这么直觉又单纯的加入血压测量功能的智慧型手表,为什么还没有看到科技品牌也使用这样的方式来设计?

根据Greg赖政宇的说明,的确气泵式原理的部分跟传统血压计压脉带式相当类似,但因为这样压脉带式的原理对智慧型手表上整体的技术发展潜力方面会带来限制

所以对已经在生医/医学工程人才和研发资源投资超过十年的华硕来说,如何结合人才与研发资源,并以消费者体验为中心,让智慧型手表能兼具外型与功能或许才是他们最大的考量。

让我们回到Apple Watch。

虽然发表会还没有消息,也无法真的确定是否真的会在下一代Apple Watch加入血压的功能,但彭博社记者Mark Gurman早在2022年就透露,苹果已经费时4年在测试Apple Watch的血压测量功能,至日前更明确的进一步指出Apple Watch的血压测量并不是像我们习惯的看到舒张/收缩压的数值,而是会以「出现异常后通知」的方式来协助用户。经过之间的这么多年,再加上我们已经从华硕与三星,甚至是App Store上多款第三方软体都是使用演算法计算方式来为智慧型手表加入测量血压的功能,因此今年苹果为Apple Watch加入测量血压功能的消息可以说是相当值得期待。

虽然智慧手表的血压测量功能看似有著巨大潜力,但在实际应用上仍面临著技术挑战和法规限制等多方面障碍。然而随著现今科技的不断进步与人们对健康意识的提升,也让消费者对智慧手表带有血压功能的期待逐日俱增。希望未来能够有更多的品牌也能投入到血压测量技术的研发中,让智慧手表的血压测量功能变得更加普及与可靠,让我们共同期待智慧手表在健康管理领域发挥更大的作用,成为你我健康生活中的得力助手。


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