2024 年 9 月,伴随 Apple Watch Series 10 的发布,苹果在健康监测领域推出了新的举措。Apple Watch Series 9、Ultra 2、SE 3 及后续型号,包括最新发布的 Apple Watch Series 12 和 Apple Watch Ultra 4,能在睡眠监测中检测到用户呼吸节律的异常,并提示可能存在夜间呼吸暂停。
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。
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Apple Watch 为何要推出这一功能?它与以往的睡眠监测有何不同?
▍为何锁定睡眠呼吸暂停?
谁身边没有几个睡觉打鼾的人呢?
你的家人、室友、澡堂里闭目养神的大爷、课堂上趴着睡着的同桌,他们在睡梦中都可能发出巨大声响——我们在《打鼾:你熟悉的夜间惊雷,究竟是什么?》一文中已详细探讨过:打鼾说明人在睡眠时上呼吸道受阻,鼾声正是气流高速通过狭窄部位引发的振动。
[图片3] 图源:Snoring - Mayo Clinic
我们关注打鼾,是因为它作为一种现象,可能暗示着一种睡眠相关呼吸障碍——阻塞性睡眠呼吸暂停(OSA)。这是睡眠呼吸暂停中最常见的类型。睡眠呼吸暂停患者在睡眠中会反复停止和开始呼吸。如果暂停是由于气道被堵塞,比如肥胖、生理结构问题、饮酒导致肌肉过度松弛等,就属于阻塞性;如果暂停是因为大脑突然不指令呼吸肌运动,那就是中枢性睡眠呼吸暂停(CSA)。
无论哪种类型或原因,睡眠呼吸暂停都会导致患者血氧水平骤降。为了维持生命,大脑只能短暂唤醒患者,睡眠质量因此大幅下降。随之而来的是白天困倦、起床头痛,甚至继发心脑血管疾病等问题。可以说,OSA 及睡眠相关呼吸障碍已对人们的生活构成了重大健康威胁。
这种病能治吗?能。以常见的 OSA 为例,治疗方案早已成熟。
那么问题出在哪里?——确诊。
合理治疗的前提是确诊。OSA 有一套完善的确诊方法,包含一个金标准和一个银标准,我们在前述文章中也有详细介绍。金标准是多导睡眠监测(PSG),参数多、精确度高,但缺点是需要患者在医院过夜,可能难以入睡,且费用高昂,许多潜在患者望而却步;银标准是居家睡眠监测,患者无需住院即可确诊,但仍需佩戴包括体动仪在内的多种设备,敏感患者仍可能睡不着,数据还需回医院进行二次分析。
[图片4] 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出现两种情况:从未确诊,但根据他人提醒自认为患病,并主动使用正压无创呼吸机;或者生活已受到严重影响,甚至出现明显并发症,却完全不知这些症状源于睡眠呼吸暂停。既难发现又难确诊,使睡眠呼吸暂停的确诊率与发病率长期失衡。
因此,当前对睡眠监测的研究重点集中在零/低负荷睡眠监测设备上,力求用最小的设备和最少的睡眠干扰完成 OSA 确诊。但遗憾的是,这类设备均不具备诊断资质,最终仍需前往医院确诊。
▍Apple Watch 做了什么?
由于智能手机和消费级智能穿戴设备已集成多种传感器,只要算法合理,即使达不到临床级精度,也能对用户的睡眠状况有所了解。
例如,在 Apple Watch 出现之前,睡眠监测应用大多采用类似方法:要求用户将手机放在枕边,并保持应用在前台运行。应用会收集陀螺仪、加速度计等传感器的数据,监测用户在床上运动引起的震动,并根据算法判断睡眠时相。部分应用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,比如减少同床者的干扰,更有效地监测呼吸节律、心率等数据。由此衍生出更实用的功能,如根据睡眠时相调整闹铃或震动时间的智能闹钟,使用户更容易被唤醒。
传感器和算法缺一不可。例如,Apple Watch 判断佩戴者睡眠时相的方法,是通过内置的三轴加速度计捕捉人眼难以察觉的细微运动,然后以每 30 秒为一个周期,根据算法进行判断。这套算法的开发基于一项涉及 858 名参与者、1171 夜 PSG 数据的试验,以及额外 166 名参与者、299 夜的验证试验,最终使 Apple Watch 用户无需脑电即可获得大致睡眠时相分布。
类似地,你可能也注意到 watchOS 11 引入了夜间生命体征功能。它包括呼吸频率(次/分)、血氧(%)、心率(次/分)、手腕温度(℃)、睡眠时长(分钟)等数据。有些数据依赖新传感器,比如 Apple Watch Series 8 才引入的温度传感器;有些则依靠新算法,将传感器数据转化为具体指标。
本次的呼吸紊乱数据与睡眠呼吸暂停通知功能属于后者。Apple Watch 的方案仍基于内置的三轴加速度计。为找到呼吸紊乱指标(加速度计变化)与实际睡眠呼吸暂停之间的关系,苹果开展了更大范围的试验。算法开发阶段涉及 2160 名参与者,共 3936 夜居家/实验室 PSG 数据;算法验证阶段包括额外 2542 名参与者,共 7220 夜数据。受试者涵盖不同程度睡眠呼吸暂停患者与正常人。最终得出的相关性可由下图表示:
[图片5] 图源:Apple
可以看出,加速度计读数变化(ABC)与常规 PSG 中呼吸暂停事件发生时腹部束带动作(D)、口鼻气流量(E)的变化之间存在规律。Apple Watch 最终采用的算法,就是检测符合这些规律的加速度变化并给出呼吸紊乱数据。在开始首次测量后,每 30 天做一次评估,如果期间至少有 10 天有效数据,且 50% 的数据高于正常值,就会向佩戴者发送提醒,提示可能存在睡眠呼吸暂停。
▍这一功能有何意义?
与发布会后的普遍猜测不同,苹果对这一功能的设计相对保守。Apple Watch 本身不是医疗器械,一方面,传感器的监测精度和范围可能与临床医疗级设备有差距;另一方面,它收集的数据维度有限,从不全面的数据直接得出诊断是不严谨的。因此,苹果将该功能限制为「对尚未确诊睡眠呼吸暂停者的危险提示」,而非「帮助有潜在风险者自行诊断」。它在 FDA 获得的批准也是「评估睡眠呼吸暂停风险的非处方设备」。
[图片6] App 中采用了「呼吸紊乱」作为测量值。这并非睡眠呼吸暂停的直接指标。在研究该疾病时,通常使用呼吸暂停低通气指数(AHI),它表示每小时记录到呼吸暂停或低通气次数的平均值。一般认为 515 次为轻度,1530 次为中度,30 次以上为重度。其中的「低通气状态」有明确定义,要求单次气流降低事件超过 10 秒,且血氧下降 4% 或以上。单纯由加速度变化算出的(疑似)呼吸紊乱显然达不到这一要求。在苹果的试验数据中,获得的呼吸紊乱数据对真实 AHI 值的误差在可接受范围内的比例达到 91.4%,这个值不低,但并非 100%。
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那么,为何要单独开发一套算法呢?Apple Watch 不是已有呼吸检测和血氧检测吗?
确实有。但 Apple Watch 并未配备呼吸面罩,因此其呼吸数据本身就是一个间接值,由心率检测功能使用的 PPG 传感器计算得出。
这是一种相当常见的传感器,大量算法基于其读数开发。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?》一文中,我们介绍过 PPG 传感器的原理和用途。三星 Galaxy Watch 的无绑带血压测量功能就依赖 PPG 传感器。同样,血氧探测也依靠 PPG 传感器,但使用红光 LED。早在去年十月,韩国食品药品安全部批准了 Galaxy Watch 5 代及以上表款使用三星健康监测器 app 发现睡眠呼吸暂停症状的应用,它采用的标准就是血氧值变化,用户只需十天内两次超过四小时的睡眠监测即可获得结果。
其实医院常用的血氧检测也是基于 PPG 的「间接」检测,毕竟不能每隔几秒抽血做血气分析。具体原理我们在《科普 | Apple Watch Series 6 的血氧监测有什么用?》中有过介绍。但与专业指尖血氧计相比,智能手表表背与手腕的贴合程度、贴合位置、固定方式,都比皮肤更薄、固定更稳的夹子夹指尖要差。这仍是所有类似穿戴设备的共同问题。未来随着算法和手表固定方式的改进,血氧或许也能整合到对睡眠呼吸暂停的判定中。
Apple Watch 采用的方案当然也会受到体位、夜间活动与佩戴的影响。苹果的调整方式是尽量降低假阳性率。在算法的临床验证研究中,算法发出的提醒对已有明确证据的中重度患者加权灵敏度(有病且收到提醒)达 66.3%,超过预先设计的 50%;对轻度患者/正常人的加权特异性(正常且收不到提醒/轻度患病且收到提醒)达到 98.5%,也超过预先设计的 85%。
[图片9] 报告中,苹果强调正常受试者的特异性达到 100%,即在共 1499 名参与者中,收到通知的受试者至少有轻度睡眠呼吸暂停。这意味着 Apple Watch 的这一功能优先保证的是收到提醒的人都应去检查,但不保证没收到提醒的人就没有问题。
那么,Apple Watch 开发这一功能的意义就很明确了。与之前的房颤检测不同,这一功能的最大意义不在于「病情监测」,而在于「发现问题」。PSG 测试麻烦且昂贵的情况短期内不会改变,这意味着大部分潜在患者仍需通过他人提醒或自身白天状态的感知来察觉病情。Apple Watch 的提醒,一方面能帮助独居者发现未被提醒的睡眠状态,另一方面,能为那些明知有风险症状、却因各种原因未做检查或咨询医生的潜在患者敲响警钟,在问题影响其他健康方面之前及时补救。
原文链接: https://sspai.com/post/92653?utm_source=wechat&utm_medium=social
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。




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王浩然
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