《2021健康消費洞察報告》顯示，我國多數家庭的年度健康消費額在500元至5000元區間，人們(men) 越來越願意為(wei) 健康買(mai) 單。今天就是“雙十一”了，相信許多人可能已經買(mai) 了一些健康好物。

　　如今，隨著大數據、人工智能等前沿技術的普及，智能手環、健身鏡、智能體(ti) 重秤等能為(wei) 人們(men) 健康“添磚加瓦”的智能裝備層出不窮。

　　那麽(me) ，這些產(chan) 品的原理是什麽(me) ？使用它們(men) 有何注意事項？就此科技日報記者采訪了相關(guan) 專(zhuan) 家。

　　骨傳(chuan) 導耳機：通過振動頭骨使人感知聲音

　　很多人在跑步、健身時都喜歡有音樂(le) 相伴，覺得這樣運動起來更輕鬆。目前，骨傳(chuan) 導運動耳機是運動圈頗受歡迎的耳機之一。該耳機不需要像傳(chuan) 統耳機或耳麥一樣貼近外耳道或罩住耳朵，隻需把耳機掛在耳朵上，讓其平整的一麵接觸到耳側(ce) 的皮膚，就可以聽音樂(le) 了。

　　“其實，骨傳(chuan) 導耳機的工作原理並不複雜。”天津大學智能醫學工程教育部工程研究中心副主任倪廣健解釋道，正常人形成聽覺感知的方式有兩(liang) 種：一種是空氣中的聲波經過外耳道、中耳聽骨鏈，再經過耳蝸的處理形成神經衝(chong) 動，最終傳(chuan) 導至大腦聽覺中樞、產(chan) 生聽覺；另一種則不需要接力式的傳(chuan) 遞過程，隻需利用顱骨振動“激勵”耳蝸形成神經衝(chong) 動。

　　在日常生活中，骨傳(chuan) 導聲音的現象並不少見，比如咀嚼食物、撓頭或捂住雙耳自言自語，我們(men) 能夠“聽”到這些聲音，都是骨傳(chuan) 導的“功勞”。

　　“骨傳(chuan) 導耳機就是基於(yu) 骨傳(chuan) 導原理設計製造的。”倪廣健介紹道，骨傳(chuan) 導耳機把聲音轉化為(wei) 不同頻率的振動，通過振動顱骨使人感知到聲音。

　　由於(yu) 能夠“敞開”雙耳，骨傳(chuan) 導耳機解決(jue) 了傳(chuan) 統耳機長時間佩戴不適以及出汗帶來的係列衛生問題。

　　2021年世界衛生組織公布，目前全球12到35歲的年輕人中，有約11億(yi) 人麵臨(lin) 著不可逆轉的聽力損失風險，而個(ge) 人音頻設備音量過大是造成聽力下降的主要原因。不恰當地使用耳機導致了很多聽力問題，如耳鳴、耳聾等。

　　“使用骨傳(chuan) 導耳機時，聲波不經過外耳道和鼓膜間的空氣，而是直接將顱骨結構作為(wei) 傳(chuan) 聲介質，因此能夠過濾掉一些刺耳的電子音，讓聲音變得更柔和。”倪廣健說。

　　當然，使用骨傳(chuan) 導耳機也不意味著可以“任性”聽音樂(le) 。倪廣健提醒道，若音量過大，即便使用骨傳(chuan) 導耳機，依舊會(hui) 傷(shang) 害我們(men) 的聽力。因此，要盡量避免長時間佩戴耳機，使用超過1小時後最好停下來休息5到10分鍾，而且耳機音量不要超過60%。

　　健身鏡：通過攝像頭捕捉人體(ti) 動作軌跡

　　在後疫情時代，居家健身成為(wei) 越來越多人的選擇。健身鏡作為(wei) 一種家用智能健身裝備，因能夠讓人們(men) 充分利用在家中的碎片時間鍛煉身體(ti) 而受到青睞。

　　“簡單來說，健身鏡是通過攝像頭捕捉人體(ti) 動作軌跡，為(wei) 鍛煉者實時指導動作姿勢；在遊戲化互動健身課程模塊下，為(wei) 用戶提供沉浸式健身體(ti) 驗。”天津大學醫學部主任助理孟琳介紹道，相關(guan) 廠家多數會(hui) 為(wei) 用戶提供付費健身課程，如瑜伽、有氧舞、普拉提、搏擊操、力量訓練等。

　　相較於(yu) 其他視頻健身課程，健身鏡的優(you) 勢在於(yu) 其實時互動性及對動作的糾錯能力，這很大程度依賴於(yu) 產(chan) 品內(nei) 部的人工智能動作識別與(yu) 交互算法。

　　孟琳介紹，健身鏡內(nei) 置攝像頭可通過圖像處理方法捕捉人體(ti) 骨骼點，建立人體(ti) 骨骼運動模型，實現實時追蹤關(guan) 節姿態，從(cong) 而對動作予以指導糾正。由於(yu) 普通的攝像頭隻能捕捉二維人體(ti) 圖像，使用者所在位置角度、背景環境複雜度及旁人遮擋等都會(hui) 影響其實際捕捉效果，這也是為(wei) 什麽(me) 一些使用者會(hui) 覺得動作糾正功能不穩定的主要原因。

　　“除此之外，健身鏡的硬件配置也決(jue) 定了其不能實現對於(yu) 人體(ti) 關(guan) 節角度的高精度檢測與(yu) 關(guan) 鍵肌肉發力部位的定位，無法達到精準矯正動作的目的。”孟琳說，智能健身鏡更多的是為(wei) 不想去健身房的人提供了一個(ge) 在家鍛煉的有趣環境，他們(men) 可以利用碎片化時間進行一些簡單的有氧訓練。

　　“健身鏡可能更適合比較宅或是不好意思去健身房的人。”孟琳建議，該類商品的售價(jia) 不低，大家在購買(mai) 時一定要從(cong) 實際情況出發，理性選擇符合自己實際需求的產(chan) 品。

　　智能體(ti) 重秤：用生物電阻測量法進行測量

　　如今體(ti) 重秤“內(nei) 卷”嚴(yan) 重，它早已不滿足於(yu) 隻能稱重了。智能體(ti) 重秤不僅(jin) 能夠測量體(ti) 脂率、肌肉含量，甚至還可以與(yu) 手機App結合起來進行健康管理。

　　“現有智能體(ti) 重秤一般采用生物電阻測量法來測量生物電阻（人體(ti) 抗阻），然後再利用生物電阻來計算脂肪量，在短時間內(nei) 就可以獲得較準確的測量值。”天津大學醫學部教師李爽解釋道，根據人體(ti) 內(nei) 各種成分導電度不同的原理，生物電阻測量法將人體(ti) 組織簡單地分為(wei) 脂肪組織與(yu) 非脂肪組織。非脂肪組織（如體(ti) 液、肌肉等）含有水分和電解質，是電的良導體(ti) ；而脂肪是無水物質，是不良導體(ti) 。測量時，智能體(ti) 重秤的電極片會(hui) 向被測者發出極微小的電流，若其身體(ti) 脂肪率高，所測得的生物電阻值就較大。

　　同時，智能體(ti) 重秤常與(yu) App一起使用，當用戶在App中輸入自己的性別、年齡、身高等數據後，軟件會(hui) 結合用戶信息和體(ti) 脂數據，推算出其基礎代謝率、蛋白質率等數據。

　　“嚴(yan) 格意義(yi) 上來說，采用上述方法測出的，並不是人體(ti) 的全部阻抗，還需要後期算法擬合出人體(ti) 的各種成分數據，才能得出我們(men) 最後看到的數值，所以結果僅(jin) 供參考。”李爽表示，醫用體(ti) 脂儀(yi) 利用的雖然也是生物電阻測量法，不過除了需赤腳站到儀(yi) 器上外，還需雙手握住顯示屏兩(liang) 邊帶金屬電極片的手柄，讓更多、更大麵積的電極接觸人體(ti) ，以提高測量數據的準確程度。另外，人體(ti) 的電阻值受很多方麵因素的影響，進食、喝水、運動等都會(hui) 導致測量誤差。

　　李爽建議道，在使用智能體(ti) 重秤時，要將其平放在地麵，赤腳稱重；測量前應避免劇烈運動，也不要在大量進食、喝水和沐浴後進行測量。比較合適的測量時間段是起床後1小時、睡覺前1小時和三餐後1小時。

　　智能手環：主要靠PPG傳(chuan) 感器實現功能

　　如今，智能手環已成為(wei) 許多人的標配，人們(men) 用它來監測血壓、血氧、心率等指標，尤其是監測運動時這些指標的變化，以避免運動給身體(ti) 帶來傷(shang) 害，同時也為(wei) 製定運動計劃提供參考。

　　那麽(me) ，這樣一個(ge) 小小的手環，是如何做到對我們(men) 的血壓、血氧、心率、行走步數、睡眠質量等指標了如指掌的呢？

　　“實現這些功能主要依靠光電容積脈搏波描記法（PPG）傳(chuan) 感器，它也常被用於(yu) 生物醫學檢測中。”李爽介紹道。

　　利用PPG傳(chuan) 感器或者采用PPG傳(chuan) 感器與(yu) 心電圖（ECG）相結合的形式，再搭配上一定的算法，智能手環就能夠估算出被測者的血壓。

　　智能手環測血氧則是通過智能手環所采用的血氧傳(chuan) 感器，將紅光和紅外光射向被測者腕部，再通過另一側(ce) 的光電二極管接收反射光線，而後通過計算出發射與(yu) 接收的光強差來估算出血氧值。

　　智能手環監測心率，是將透射型光電傳(chuan) 感器的發光管和光敏接收器置於(yu) 所測組織的兩(liang) 側(ce) ，而後將發光管發出的入射光穿過皮膚進入深層組織，透射光線被光敏接收器接收，以此來反映出血管內(nei) 血液體(ti) 積隨心髒泵血的變化幅度，最後通過專(zhuan) 業(ye) 計算得出被測者的心率。

　　“智能手環一般通過三軸加速度傳(chuan) 感器來計步。”李爽介紹道，它能夠感知物體(ti) 運動的方向與(yu) 加速度大小，通過測量走路的方向和加速度，再配合能夠判斷設備處於(yu) 水平或是垂直位置的加速度計，就能實現計步。除此之外，利用軟件算法，再依靠三軸加速度傳(chuan) 感器來實時捕捉各項數據，而後經過濾波、峰穀檢測等步驟，最終將這些數據轉變成智能手環App端的可讀數字，使用者的行走步數、運動消耗的卡路裏等數值就被呈現出來了。

　　通過以上介紹，我們(men) 可以看到，智能手環需要通過光束穿透皮膚來進行數據采集，這就要求它需與(yu) 被測者的手腕緊緊貼合。但是在現實中，使用者許多時候都是處在非靜止的狀態，比如在走路、健身、吃飯時我們(men) 的手部都在活動。此時，腕部皮膚與(yu) 智能手環肯定會(hui) 產(chan) 生一定的間隙。當我們(men) 出汗時，汗液也會(hui) 對光的吸收率產(chan) 生一定影響，進而影響檢測的精度。

　　“因此大家要明白，智能手環隻是一種消費類電子產(chan) 品，並非醫用儀(yi) 器，其監測精度肯定不如專(zhuan) 業(ye) 器械。智能手環測量的結果僅(jin) 供大家參考，絕不能以此估算出數值，作為(wei) 醫學診斷治療的依據。”李爽提醒道。