華為科學睡眠TruSleep 和其他廠商的技術有啥差別？

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我們負責睡眠技術的同事陳凌寫了一篇科普文章，徵得他同意，發表在這裡分享給大家。

背景簡介：榮耀手環4包含了一個開啟以後，就得讓使用時長從14天變成6天的科學睡眠功能，那也就意味著，戴一晚上就得減少一天多的待機時間，那這功能對普通老百姓有沒有用處，到底要不要把它打開呢，到底值還是不值呢？這是一個問題，下面我就來給大家解讀一下這功能到底值不值。

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本質的差別在於有沒有科學依據

1. 華為的TruSleep睡眠監測技術是基於哈佛醫學院CDB中心的CPC技術研發而成的，而CPC技術本身已經通過了FDA和CFDA認證，是一個已經在醫療領域得到認可並且推廣的技術。而華為目前是唯一一個基於此技術研發的民用穿戴產品，可以說是把醫療技術民用化的先驅
2. CPC技術這麼神，到底是啥？（百度貼吧介紹：https://tieba.baidu.com/p/4060435039?red_tag=0464944181）：CardioPulmonary Coupling （心肺耦合圖譜，簡稱CPC）技術是從連續單導聯心電信號提取正常竇性心律間期序列以及相應的由心電圖推導的呼吸信號，採用希爾伯特-黃(HHT)變換技術，通過分析這兩種信號的相干度與互譜功率生成睡眠期間心肺耦合動力學頻譜，從而給出睡眠的分期結果。CPC可以準確地給出睡眠的臨床分期，包括深度睡眠（熟睡）、淺睡、做夢、醒、睡眠呼吸暫停綜合征，與傳統基於腦電波（EEG）方法的睡眠分期結果有很好的一致性。覺得百度不可信的，可以拿這兩個中英文上谷歌搜索，專業性介紹文章一堆，我就不多重複的，英文好的可以看英文的。
3. CPC技術對睡眠監測有啥用？傳統的睡眠監測是基於腦電的，傳統醫療上對睡眠的分析、定義，主要是基於腦電的，特別是對於大家熟知的睡眠結構，也就是所謂深睡、淺睡的劃分，是基於腦電波來進行分析和定義的。而常見的穿戴設備都是通過人動沒動、手動沒動來識別你是不是在深睡，而手動不動、身體動不動和腦子裡面是什麼情況，這之間有沒有對應關係？這個是沒有任何理論支持的，更不要說有些睡眠障礙患者如不寧腿綜合症的，那就完全不靠譜了，所以普通穿戴設備的睡眠監測在醫生眼裡那就是玩具。而CPC不一樣，CPC理論是基於心電信號的，基於心率變異性來進行睡眠信號的推導，基於心電信號來對睡眠進行分期，這就從本質上解決了基於腦電才能進行睡眠分期的難題，給穿戴設備實現睡眠監測提供了紮實的理論基礎
4. 那有了CPC技術是不是誰都可以來做睡眠分期監測了，理論上是這樣的，只要有哈佛醫學院的專利授權，理論上大家都可以基於這個理論去做。但這裡面有個技術上的難點，CPC技術理論是基於心電信號的，而且要做到睡眠分期，對於信號的準確度要求是很高的。而現在的穿戴設備對於心率信號的提取，都是基於光電的，而光電信號受干擾程度很大，光電心率要做到心電一樣準是非常難的，因此華為才需要和哈佛聯合研發，共同攻克這個難題，怎麼把光電心率和CPC技術結合在一起，通過兩年多的共同研發，在2017年終於實現了TruSleep 1.0技術，在當時的榮耀手錶S1上率先實現，這是介紹視頻https://jdvodoss.jcloudcache.com/vodtransgzp1251412368/9031868223033443934/f0.f30.mp4?dockingId=66f62a1c-da34-4f51-8358-e90af7985f63&storageSource=3。
5. 同時，這個技術當時有個小問題，那就是由於它和普通的穿戴設備的睡眠監測技術不同，是基於心率去做檢測的，所以晚上會一直發綠光，這對一些對光敏感的用戶會造成睡眠干擾，這個體驗問題也是不少用戶吐槽已久，沒想到在榮耀4上率先解決了，榮耀4不僅率先實現了無光測心率測睡眠，而且在準確度和性能上基本沒有下降，睡眠監測仍然通過了哈佛認證，綜合時長精度（中值）92.1%；熟睡時長精度83.1%；淺睡時長精度84.9%；REM 時長精度82.0%，報告地址如下：http://reylab.bidmc.harvard.edu/honor/Band4

小結：

簡單說，華為的TruSleep睡眠監測技術是目前我看到的市面上唯一一個真正有理論依據的穿戴類睡眠監測設備，其它的睡眠監測準不準不知道，反正沒有科學依據的東西你信不信我不知道，我是沒法信的。

這麼牛逼的技術對我們有啥實際用處？

• 睡眠結構的檢測（科學的）：大家都知道深睡和淺睡，但其實不知道完整的睡眠結構不僅僅是這兩個，根據現代睡眠研究，人的睡眠結構是呈現周期性變化的，一晚上大概4-5個周期，每個周期持續60-90分鐘，而每個周期中又分為慢波睡眠（非快速眼動睡眠）和快速眼動睡眠（熟稱做夢），而其中慢波睡眠分成了N1、N2、N3，其中N3和我們熟稱的深度睡眠是比較接近的，一個典型的正常的睡眠結構圖如下：

所以說，普通的睡眠監測設備只能監測深睡、淺睡，只是監測了一半，只監測了非快速眼動睡眠，而沒有把快速眼動睡眠區分出來，連這個都區分不出來，你覺得它科學嗎？（參考學習：http://medline.org.cn/news/detail.do?newsId=5998）

• 睡眠分期比例合理性的判斷，一般認為深睡時間越長越好，但其實這是不對的，一個正常的睡眠結構圖如上所示，你可以看出，正常人是上半夜深睡比例高一些，下半夜是REM比例高一些，正常人一晚上N3是20%，REM是25%，推薦的深睡比例是20%-60%，當然，準確的分期比例要以準確的結構監測為前提，如果睡眠結構都畫不出來，你覺得再談分期比例有意義嗎？你信嗎？
• 睡眠障礙的自動識別和個性化的改善建議：其實睡眠好不好，大家自己都知道，睡起來精神好就是好，精神不好那就是不好，如果睡眠監測光告訴你睡得好不好，那意義就不大了。但是俗話說，睡得好不好自己知道，但是到底哪裡睡得不好，那就不是自己能說清楚的了，有些人覺得自己一晚上沒睡，但監測數據一看，睡得一點毛病沒有啊，這就是典型的睡眠感知矛盾障礙，還有些覺得自己從來不做夢，或者一晚上都在做夢，其實這取決於你是不是在REM（快速眼動期）清醒罷了，但是REM的時長和比例分布是否合理，還是得看數據，所以睡眠監測數據的核心價值在於，能否基於這個數據準確識別問題在哪裡，到底是主觀的障礙，還是客觀的問題。有了比較科學和準確的睡眠數據監測，這個問題就比較好判斷了，只要你具備點睡眠的基礎知識，基本也就能自我診斷了，華為在利用數據監測的基礎上，已經可以自動識別出一些典型的問題類型了，比如深睡不足、睡眠破碎化（深睡連續性不足）、做夢過多等，而且針對這些常見的睡眠問題給了一些個性化的改善建議，其實睡眠問題的解決沒有那麼複雜，在一些正確的睡眠認知基礎上，通過日常的自我調理、生活習慣的改變，可以解決絕大部分的睡眠問題，很多人害怕吃藥，或者一有失眠問題就買點褪黑素來吃，實際是沒有那麼複雜的，褪黑素也一定要在醫生指導下服用，不要自己亂來，不是很嚴重的睡眠問題，根據華為提供的睡眠建議嘗試一下，對大部分人來說還是會有效果的
• 睡眠呼吸暫停障礙的篩查：對於睡眠呼吸暫停這個名詞，可能很多人不知道，但是實際上這個病還蠻普遍的，特別是有打鼾癥狀的人，有這個病的可能性很大，有這個病的人，睡不好是正常的，所謂睡眠呼吸暫停，就是在睡覺過程中經常會發生呼吸中止，由於這個中止就會導致腦部供氧不足，從而導致覺醒，你想想，睡覺過程中經常被人掐脖子，能睡得好嗎？睡不好還只是這個病的副作用之一，更嚴重的是缺氧的危害，會導致肥胖、性功能減退、腦卒中的風險。但是這個病治療倒沒那麼複雜，弄個呼吸機或者減肥，大部分呼吸暫停障礙都是由於肥胖造成的。關鍵是很多人根本不知道自己有這個病，還誤以為打鼾睡得才香呢。但是很多人可能會說我在華為的手環上沒有發現有這個功能啊。這個確實是隱藏得比較深，我估計一般人發現不了，就是「呼吸質量」這一項，最開始好像不是叫這個名字，而是叫AHI指數（呼吸暫停指數），但可能是擔心普通消費者沒法理解，或者是擔心涉及醫療指標（醫療設備需要有專門的許可），所以華為把這個指標名稱改掉了，但是換湯不換藥，這個指標的價值還是在的。如果你長期發現自己的呼吸質量較低（低於80分），那我就建議你去找醫生看看了，檢查一下自己有沒有睡眠呼吸暫停障礙。如果自己沒有打鼾，又只是偶爾的得分較低，那也不用太過於擔心，經常比較疲憊或者運動過量時也會導致呼吸質量較差。上次華為還報道過一個因為呼吸質量低去檢查出睡眠呼吸暫停障礙的案例呢，鏈接：「睡眠監測新發現：原來他是睡眠呼吸暫停！」

這玩意有啥缺點？

1. 從我自己角度來說，以前是有一個不可接受的缺點的，那就是晚上睡覺發「綠光」，特別是在我睡眠不好的時候，有段時間特別討厭光，出去住酒店時，第一件事就是拔電視後面的插座，特別煩那麼小紅點，結果服務員還每天插回去。不過，後來睡眠好了就沒啥了，對這光也沒那麼在乎了。如果和我一樣，對這綠光特別討厭，那榮耀手環4就是一個不錯的選擇，可以體驗下無光測光學心率的黑科技，這玩意還是變神奇的
2. 另外一個對很多人來說，可能會認為是個大缺點，不過我個人倒不是太在乎，那就是耗電，這次榮耀手環4更是突出了這個問題，不開這個功能用14天，開了這功能以後只能用6天，那花個8天的待機時間，換個6天的睡眠監測，到底值不值？我覺得這個還真的看個人，你要是睡眠沒啥問題，也不關心這玩意準不準，就想娛樂一下，那我建議你沒必要開這個功能。但如果你真的想知道自己的睡眠情況，希望有一個比較靠譜的數據，而不是純娛樂性質的，那我建議你開啟這個功能，6天也夠用了。要知道在醫院做一晚PSG睡眠監測，國內最便宜的也要500塊錢，美國聽說一晚要500美金以上，而用榮耀手環，一晚上就是耗那麼一點點電，這個成本你自己算算吧

功能大對比

上面廢話有點多，簡單得來個功能對比，不愛看字的直接看圖吧