已经能测夜间体征,Apple Watch 为何还新增睡眠呼吸暂停提醒?

2024 年 9 月,Apple Watch Series 10 亮相时,苹果在健康监测领域又迈出了一步。Apple Watch Series 9、Ultra 2 与 SE 3 及后续型号,包括最新发布的 Apple Watch Series 12 和 Apple Watch Ultra 4,都能在睡眠监测中捕捉用户呼吸节奏的异常,并提醒可能出现了夜间呼吸暂停。

2026 年 9 月 4 日,「移动睡眠呼吸暂停迹象提示软件」获得国家药监局批准,该功能于 10 月 14 日在中国大陆正式上线。

Apple Watch 为何要推出这项功能?它和之前的睡眠监测有何不同?

▍为什么是睡眠呼吸暂停?

谁还没几个睡觉打鼾的熟人呢?

你的家人、室友,澡堂里闭目养神的大爷、课堂上趴着睡觉的同桌,都可能发出震耳欲聋的鼾声——这件事我们曾在《打鼾:你熟悉的夜间惊雷,究竟是什么?》一文中详细阐述过:打鼾说明睡眠时上呼吸道受阻,鼾声正是气流通过狭窄通道高速振动所致。

图源:Snoring - Mayo Clinic

我们关注打鼾,是因为它背后可能指向一种睡眠相关呼吸障碍——阻塞性睡眠呼吸暂停(OSA)。这是睡眠呼吸暂停最常见的形式。患者睡眠中会反复出现呼吸中断和恢复。如果中断源于气道被阻塞,例如肥胖、生理结构不佳、饮酒导致肌肉松弛等,就属于阻塞性;如果中断是因为大脑停止指令呼吸肌运动,则是中枢性睡眠呼吸暂停(CSA)。

无论哪种类型,睡眠呼吸暂停都会导致血氧水平骤降,为维持生命,大脑不得不短暂唤醒患者,睡眠质量因此大打折扣。随之而来的是白天困倦、晨起头痛,甚至继发心脑血管疾病。可以说,OSA 或睡眠相关呼吸障碍,已对人们健康构成重大威胁。

那这病能治吗?能治。仅就常见的 OSA 而言,治疗方案早已成熟。

问题出在哪儿呢?——确诊。

合理治疗的前提是确诊。OSA 有完善的确诊方法,金标准是多导睡眠监测(PSG),参数全面、测量精准,但需在医院过夜,患者可能难以入睡,且费用高昂,不少潜在患者望而却步;银标准居家睡眠监测让患者无需住院即可确诊,但仍需佩戴包括体动仪在内的设备,敏感者可能仍睡不好,数据还需回医院二次分析。

PSG 检查 By 邱鈺鋒 - Own work, CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=58305846

这导致睡眠相关呼吸障碍患者常处于两种状态:从未确诊,但凭他人提醒自行判断患病,并主动使用正压无创呼吸机;或生活已受严重影响,甚至出现明显并发症,却全然不知是睡眠呼吸暂停所致。既难发现,又难确诊,使得睡眠呼吸暂停的确诊率与发病率长期不匹配。

因此,当前睡眠监测研究聚焦于零/低负荷设备,力求以最小设备、最少睡眠干扰完成 OSA 确诊。但遗憾的是,这类设备均不具备诊断资质,确诊仍需就医。

▍Apple Watch 做了什么?

智能手机和消费级智能穿戴设备集成了多种传感器,只要算法合理,即便未达临床精度,也能窥探用户睡眠状况。

例如,Apple Watch 问世前的睡眠监测 app 多采用类似方法:要求用户将手机置于枕边并保持 app 前台运行,通过陀螺仪、加速度计等传感器收集床上运动引发的震动,依算法判断睡眠时相。有些 app 还会在特定时段采样记录鼾声。

智能穿戴设备的加入提升了监测精度,例如减少同床者干扰,更有效监测呼吸节律、心率等数据。随之诞生了更贴近生活的应用,如根据睡眠时相调整闹钟的智能闹钟,让用户更易被唤醒。

传感器与算法缺一不可。以 Apple Watch 判断睡眠时相为例,它依靠内置三轴加速度计捕捉细微运动,每 30 秒为一个周期,依据算法判断。该算法开发基于 858 名参与者、1171 夜的 PSG 数据,以及额外 166 名参与者、299 夜的验证试验,使 Apple Watch 用户无需脑电即可获得大致睡眠时相分布。

类似地,watchOS 11 引入的夜间生命体征功能,包括呼吸频率、血氧、心率、手腕温度、睡眠时长等数据。部分依赖新传感器,如 Apple Watch Series 8 引入的温度传感器;部分则靠新算法转换传感器数据。

本次的呼吸紊乱数据与睡眠呼吸暂停通知功能即属后者。Apple Watch 方案仍基于内置三轴加速度计。为寻找呼吸紊乱指标与睡眠呼吸暂停的关联,Apple 开展了更广泛试验:算法开发阶段涉及 2160 名参与者,共 3936 夜居家/实验室 PSG 数据;验证阶段包括额外 2542 名参与者,共 7220 夜数据。受试者涵盖不同程度患者与正常人。最终相关性如图:

图源:Apple

可见,加速度计读数变化与 PSG 中腹部束带动作、口鼻气流量变化有规律可循。Apple Watch 最终算法据此检测加速度变化,给出呼吸紊乱数据,每 30 天评估一次。若期间至少 10 天有效数据,且 50% 数据高于正常值,则向用户发送提醒,提示可能存在睡眠呼吸暂停。

▍这个功能有什么意义?

与发布会后普遍猜测不同,Apple 对该功能设计相对保守。Apple Watch 本身非医疗器械,传感器精度与范围可能不及临床设备,且数据维度有限,直接诊断不严谨。因此,Apple 将其定位为「对尚未确诊睡眠呼吸暂停者的危险提示」,而非「帮潜在风险者自行诊断」。它在 FDA 获批类别为「评估睡眠呼吸暂停风险的非处方设备」。

App 中采用「呼吸紊乱」作为测量值,并非睡眠呼吸暂停的直接指标。研究中常用呼吸暂停低通气指数(AHI),表示每小时呼吸暂停或低通气次数平均值。轻度为 515 次,中度为 1530 次,重度为 30 次以上。「低通气」有明确定义:单次气流降低超 10 秒,且血氧下降 4% 以上。单纯加速度变化算出的呼吸紊乱显然达不到此标准。Apple 试验数据中,呼吸紊乱数据对真实 AHI 值有 91.4% 在可接受误差范围内,虽不低,但非 100%。

那为何单独开发算法?Apple Watch 不是早有呼吸和血氧检测吗?

确实有。但 Apple Watch 无呼吸面罩,呼吸数据为间接值,由心率检测的 PPG 传感器计算而来。

PPG 传感器常见,大量算法基于其读数。在《手腕上的「心率检测」靠谱吗?智能手表能帮你了解哪些数据?》中,我们介绍过其原理。三星 Galaxy Watch 的无绑带血压测量即依赖 PPG。血氧探测同样靠 PPG,只是使用红光 LED。去年十月,韩国食品药品安全部批准 Galaxy Watch 5 及以上表款使用三星健康监测器 app 发现睡眠呼吸暂停,标准即血氧变化,用户只需十天内两次超四小时睡眠监测即可获结果。

医院常用血氧检测也基于 PPG 间接测量,具体原理在《科普 | Apple Watch Series 6 的血氧监测有什么用?》中有介绍。但与专业指尖血氧计相比,智能手表表背与手腕的贴合度、位置、固定方式均逊于夹子。这仍是所有穿戴设备的共性问题。未来随算法和固定方式进化,血氧或可整合进睡眠呼吸暂停判定。

Apple Watch 方案也受体位、夜间活动与佩戴影响。Apple 调整方向是降低假阳性率。临床验证中,算法对中重度患者的加权灵敏度(有病且收到提醒)达 66.3%,超预设 50%;对轻度患者/正常人的加权特异性(正常且无提醒/轻度患病且收到提醒)达 98.5%,超预设 85%。

报告中,Apple 强调正常受试者特异性达 100%,即 1499 名参与者中,收到通知者至少患有轻度睡眠呼吸暂停。这意味着该功能优先保证收到提醒者应就医,但不保证未收到提醒者无问题。

因此,Apple Watch 开发此功能的意义明确。不同于房颤检测,它最大意义不在「病情监测」,而在「发现问题」。PSG 测试的繁琐与昂贵短期内不会改变,大部分潜在患者仍需他人提醒或自我感知白天状态。Apple Watch 的提醒,一方面帮助独居者发现未被告知的睡眠状态,另一方面为明知有风险症状却未就医的潜在患者敲响警钟,在问题恶化前及时补救。例如,在篮球赛前预测中,运动员若睡眠质量不佳,可能影响表现,而这一功能有助于早期发现隐患。

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本文来自微信公众号 “少数派”(ID:sspaime),作者:北鸮,36氪经授权发布。