警惕！可穿戴智能设备的边界模糊化

这篇文章的起因于我们的客户发过来的一张图：

坦率的说，看完之后我整个人都不好了。

所以决定刻不容缓打开电脑完成此篇文章（以下是正文）：

随着摩尔教授神一般的语言，人类比地球上最伟大的预言家都更加快的走上了数字化革命之路，大量的传感器技术被推上了历史舞台，加速了科研以及人类对于自己的了解，其中在运动训练与健康管理中首屈一指的技术就是PPG（photoplethysmograph）（光电容积描记）技术*。（*利用光电容积描记(PPG)技术进行人体运动心率的检测是红外无损检测技术在生物医学中的一个应用.它利用光电传感器,检测经过人体血液和组织吸收后的反射光强度的不同,描记出血管容积在心动周期内的变化,从得到的脉搏波形中计算出心率.）

由于这个技术在算法、稳定性、耗电量与使用成本上的平衡。所以大部分可穿戴设备都逐步将这个技术广泛的用于检测心率上。

但是，我们今天不说历史，直击痛点先强调几个词，待会会用到：

1、直接测试。

2、计算。

3、描述。

4、可靠的估算？（这个疑似有人格分裂）

首先我们先谈一下，什么数据可以被实验室认可，且可以用于科研和分析？我们发现虽然我们的计算机技术和传感器技术突飞猛进，但是实验室测试的形态基本上没有什么大的改变：

因为这是标准，换个热门的词可能大家更好理解，就是Tesla的老板Musk经常挂在嘴边的：“第一性原理”。这是亚里士多德提出的一个哲学观点：“每一个系统中存在一个最基本的命题，他不能被违背或删除。”

比如我们要测量一个人的生理指标 --- 吸入的氧气和呼出的二氧化碳，能被修饰的是：计算公式，但是不能被违背或删除的是：直接在你嘴上扣个罩子，采集你的吸入氧气和呼出二氧化碳。之后，通过采集分析器来记录。这也是我们常说的直接测试法。

所以我想表达的核心观点是：所有计算出来的数据，或多或少都有被干预的可能。所以用精准、可靠这种词来描述计算后的结果，或者是人工算法处理后的结果本身就是一种非常不严谨的行为。但是我们却在这个设备的官方网站上看到了一段这样精神分裂的描述：

恕我才学疏浅，目前为止我还是理解不了什么叫可靠的估算？以及什么叫多半呈线性关系且较为稳定？

是不是想说明：是通过计算数据得到的一个相对有一定参考意义的估算值？文字游戏玩的太好了。甚至会有跑友来佛明翰中心问我们，为什么我们直接测试法测定的摄氧量和这么大品牌的手表不一样？而且差这么多？

我们再次强调一下---所有智能手表没有直接测试能力，因为没有一个品牌可以达到实验室测试的最基本要求。但是唯一、相对、有可能，较为有参考意义的值是：心率和血氧（注意：不是绝对准确，是相对准确，PPG技术依然无法在实验室里得到应用，仅仅只是一个权衡利弊与取舍之后的商业考量，同时确实具备一定生理指标的参考意义。这也是为什么FDA和NMPA（CFDA前身）很难通过基于PPG技术的一切心率探测设备。）

（多导联心电依然是实验室的基准）

图为尤文图斯队运动生理学评估中心

我们非常理解基于商业行为的宣传要最大化的说明自己的价值。但是“夸大”与“刻意忽略与混淆视听”，是有很大的区别的。

我们反对的是后者。比如将实验室技术或者大数据技术提前变现---干细胞技术，目前得到效果的基本还仅仅停留在实验室阶段，但是满大街都是打着干细胞的产品收割智商税。这就是市场缺少监管以及监管不能有效鉴别的问题。

同样Garmin作为一个全球顶级大厂不可能不知道---无法精确标定乳酸阈值意味着什么。于是开篇就写了这是基于“Fristbeat”的技术。但是，这种打擦边球的行为以及这种混淆视听的描述，实在是让人没办法将国际大厂的形象联系在一起。

为什么要这样说呢？因为如果商业进行试探的时候没有来自法律或其它地方的阻力，那么就会嗜血。这是资本无序扩张的必然。

我们来说说今天早晨的这张照片，为什么我们会这么炸。

不同于最大摄氧量的估算，乳酸阈值是直接被拿出来指导训练的标准值。并且越来越多的文献也在强调有条件测定乳酸阈值的时候测定乳酸阈值心率指导训练是更加精确的指标。

我们先说什么是乳酸？

乳酸（在血液里）---在一般的新陈代谢和运动中乳酸不断被产生，但是其在血液中的浓度一般不会上升。只有在乳酸产生过程加快，乳酸无法被及时运走时其浓度才会提高。乳酸运输速度由一系列因素影响。一般来说血液中的乳酸浓度在不运动时为1-2mmol/L，在强烈运动时可以上升到20mmol/L。在运动中我们可以借用一张图来指示：

（艺轩出版社《运动生理学》第九版）

所以这个值是需要有创的，对于血液采样进行分析后得出的数据。

举个比较简单的例子---血糖，同样作为血液中的生化分析指标。目前全球有没有说可以无创测血糖的？且得到医疗和学术界认可的？

所以测试逻辑血糖与血乳酸几乎是一个逻辑。即便是气体分析实验中都无法精准的标定乳酸阈值的拐点，需要用血乳酸共发器，或者在运动一段时间采一点血，再运动一段时间再采一点血样来分析。这无论是对于运动员还是体能教练都是及其复杂和崩溃的事情，但是Garmin却直接通过PPG算法给算出来了！而且最可气的是他不直接指示，而是让用户自己点击确认进而剥离自己的法律风险。作为一个国际大厂竟然如此行事让人倍感无语。

之后我们再次深挖，Garmin的探测技术，结果我们发现了这样一张打脸全球运动生理学家的量表：

其给出的解释是：

从目前我们手中的资料来看，首先我们来说说Garmin作为依据的HRV（心脏变异率）。理论上严格的HRV是心电信号（并不是心率）进行追踪的两次心跳之间的R-R（R波）作为测量标准的。（点击这里查看我们的既往科普文章：心率变异性），任何一款PPG技术的设备如果没有构成电回路是根本不可能探测到心电信号的……（比如苹果和华为会要求一只手按住表冠）

也就是说：

Garmin的PPG检测心率是计算出来的，用PPG计算出来的所谓基于心电信号（这个人类技术目前做不到，所以只能是计算出来的心率，这已经很不靠谱了。）的HRV，之后用计算出来的HRV再与计算出来的心率进行比较（很拗口），之后Fristbeat用没有任何真实数据为依据的两个计算值的比值结合了平时的训练数据，最终计算出来了体适能训练中的金标准：乳酸阈值！

OMG！Garmin！

OMG！Fristbeat！！

Anyway，我们不管那么多，对于老百姓来说最重要的是和我有啥关系？准不就行了么？

恰好，给我们发图的客户3月14号来佛明翰中心做了评估。Garmin计算出来的最大摄氧量是：49ml/kg/min，乳酸阈值（LT）：172bpm。

而其在佛明翰中心直接测试得到的结论是什么呢？

最大摄氧量：34.5ml/kg/min 无氧阈值心率：160bpm （直接测试法）

由于我们倡导物理行为评估，所以不会对客户进行破皮的探测。所以坦率的说我们也测试不到最精准的乳酸阈值，但是在直接气体分析的过程中，我们是可以通过精密仪器探测出来氧气与二氧化碳的摄入比例，当肌体缺氧的时候乳酸必然会被大量表达。所以在CPET（心肺运动试验）的时候全球的广泛用法是在应用方面：将无氧阈值（AT）视为乳酸阈值（LT）（命名上存在一定争议，但作为参考是没有问题的）。

血乳酸浓度的突然提高代表对无氧代谢的依赖增加（如糖解作用），因此无氧阈值一词会被使用。

AT的基本概念由Wasserman等定义为“有氧代谢基础上出现无氧代谢暨相对应的气体交换发生变化前的运动强度或摄氧量”，O2经由一系列代谢路径进入电子传递链，当氧气供给充足时由糖酵解途径产生的丙酮酸变成乙酰辅酶A，经三羧酸循环分解成H2O和CO2.随着运动强度增加糖酵解能量代谢途径亢进，有无氧代谢参与，产生的丙酮酸变成乳酸，乳酸被HCO3- 中和生成CO2.在VO2增加始点之前到运动强度就是AT。

存在的争议在于“无氧阈值”这一名词的使用上。因为血乳酸的上升还可能有其他因素导致。糖解作用的终产物是丙酮酸或乳酸则要是视不同因素而定。
首先糖解作用速率很快，NADH产量会超过肌浆至线粒体的氢离子传递所需要的运输梭能力。在渐增式运动中，当运动强度达到50-65%VO2max时，血液中升高的肾上腺素与正肾上腺素会刺激糖解作用的速率，并导致糖解作用中NADH产量增加。

而氢离子运输梭便无法跟上糖解作用中产生NADH的速率，使得丙酮酸会去与这些未被运输梭运载的氢离子结合，从而形成乳酸，无论此时肌细胞内是否仍有充足的氧气可以进行有氧代谢产生ATP。

第二个解释，是与丙酮酸转化为乳酸的酶有关，在此反应中，在适当的条件下乳酸可以变回丙酮酸。

第三个解释，是渐增运动中乳酸阈值与血液中的移出速率有关。

那么172bpm与160bpm之间的差距意味着什么呢？

* 缺氧提前发生了。

* 训练强度增加导致训练恢复周期加长。

* 长期按照不精准的训练会更大增加左心室肥大（心肌肥厚）的风险，长此以往瓣膜会收到挤压，出现反流，心脏电信号会出现紊乱等。

*长时间超负荷的训练，会使得大量乳酸堆积、氢离子增加所导致的电解质紊乱以及身体恢复周期加长和运动能力下降，同时也会因为心脏长时间超负荷工作，可能诱发心肌受损（心脏也是肌肉，心肌也需要氧气，长时间“缺氧”可能会导致心肌损伤），而心肌损伤是无法逆转的。机体缺氧还可使血管内皮受损，为胆固醇在血管壁上沉积创造条件。同时，缺氧促进平滑肌细胞摄取低密度脂蛋白胆固醇，促使动脉发生粥样硬化。总之长时间易引发循环系统障碍，严重者甚至诱发猝死等。

所以（乳酸/无氧）阈值，一直是高表现运动员训练的重要参考因素。如此草率地就将这样一个严肃的概念，让人觉得唾手可得。这就像是世界有氧运动之父肯尼斯·库珀在书中说的那样。“当年提出Aerobics（有氧能力）是一个非常严肃的科学标准化产物，是严肃的且有标准的系统。而现在的商业行为将“Aerobics”（有氧运动），标签化以至于滥用在所有跑步、骑车、游泳等健身行为中。”对于此有氧能力之父都倍感无奈。

我们从来不反对辅助科学的技术和方式方法来指导与监督训练，PPG技术的出现极大的提升了我们对于训练强度的把控。我们几乎会给每一位来店评估后的客户都会嘱咐运动的时候一定要佩戴心率表/手环。

但是我们反对通过认知差来收割智商税的行为。我们也反对拿用户做小白鼠收集数据的同时还如此不负责任的“指导”客户训练的行为。

即便有所谓的大数据模型，美国的亚裔与中国人也是完全不同的生理数据，因为我们改革开放50年赌上了国家的环境与国民的健康与生活习惯。中国是现在全球第一大慢性病大国，我们小时候养成久坐的生活习惯，对于我们的健康危害巨大。我们吃饭高油、高盐、高糖，旁边还有人抽着烟劝着酒。高血压知晓率只有35%，还有相当一部分人在顶着超高的血压跑马拉松。

只有真真切切地了解我们自己，认知我们的状态，我们才真的可以管理自己和提升自己。而不是被这些国际大厂割了韭菜，还帮着数钱。

苏格兰有句谚语：

少了一个铁钉，掉了一个马掌；

掉了一个马掌，失了一匹战马；

失了一匹战马，丢了一个国王；

丢了一个国王，输了一场战争；

输了一场战争，亡了一个国家；

我辈需要发愤图强！

在看到手表这个“功能”后，也与一些跑友朋友有了一些交流，我们收集了两个跑友的问题，特此呈现：

问1:实验室测试确实是最精准，但是很多朋友的想法都是我们又不当专业运动员，差不多就行了吧没必要那么精确。听说估算确实存在一定误差，但对于大部分人来说参考训练基本够用了？

答1：首先，测试的目的不是为了定义，而是为分析和训练提供导向和依据。通过一次心肺运动试验我们可以看到的不仅仅是无氧阈值心率一个训练指标，而是心脏强度、肺功能、通气、氧功率、循环系统压力、血压心电等等非常多的指标，会有机会更加宏观的来看一个机体的短板，寻找短板并建设更高的平衡是我们的目标。

另外，误差与误差是有区别的，比如直接测试法也会因为空气密度、湿度等有误差。但是原理和逻辑是可以追溯的。但是没有推演逻辑的设备造成的误差无法定性。那么误差了多少？就没办法控制。而个体差异又是极大的。就拿心率变异性来说，人和人的“基线”就不一样。当我们不知道误差究竟是多少时，对于盲目参照造成的运动伤害却可能是致命的。

问2:术业有专攻，普通老百姓对于专业性较强的内容不会有很强的辨别能力。可能难免有人认为，您对此的反驳，是因为便捷的算法/可穿戴设备动了您实验室实测法的“面包”。对此，您怎么看？

答2：首先，运动科学在中国刚刚起步，需要更多的人来关注。我们发自内心的希望真的有更加便捷的设备可以使用，这也为我们的给客户的服务带来更大的便捷与精准性。比如华为走的微创测量血糖的手表就是一条很好的技术路径，对于糖尿病患者的运动前、中、后的血糖有了精准的检测。这会使得糖尿病患者更高强度、高效率的训练得到实现，这是我们期待的。14亿人，慢性病比例89%，这个“蛋糕”太大了，必然会有更多好的与不好的产品、服务、体系入局。声音越多，老百姓对于“价值”的判别能力就会更强。

其次，再强大的可穿戴设备也只能从很有限几个指标来对机体进行分析，智能可穿戴的优势是长时间、连续性的数据获取。而实验室级别的精准测试是对于机体整体、全面的实测，只有数据量大了才能反映出木桶的短板在哪里，所以面包的这个说法并不成立，互为补充。

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