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约翰霍普金斯大学新闻

Watch me go

当我躺在床上时,我手腕上的第一个嗡嗡声大约在晚上10点15分响起。轻微的震动和随之而来的两秒钟的噪音,就像一个上了发条的玩具发出的嗡嗡声,把我吓了一跳。我的妻子刚要入睡,却翻了个身。“哦,这将会很有趣,”她带着一大堆讽刺说。

我的新玩具发出的震动,一个基于gps的健康追踪手表,带着浅蓝色的表带。它在告诉我“移动!”走路。运行。滑旱冰。只是做点什么。在那个时间,我忽略了提示(并想知道如何调整工厂设置,以停止嗡嗡声定期我)。但我不能抱怨。我已经注册了这个电子推送。

我以前戴过可穿戴健身设备,但我之前的那款基本上是一个外形光滑的秒表和一个里程表,我用它来记录跑步。现在我正在为马拉松训练。我今年47岁,是个精力充沛的人,已经跑过五次马拉松了,但我想知道一件可穿戴设备能否帮助我跑得更快,并让我的个人纪录缩短几分钟。当然,减几磅,睡个好觉也不错。我带着一个记录我的每一步、心跳、睡眠和健身活动的设备,加入了这个全天候的
2健身监控世界,好让它告诉我我有多棒(或有多不达标)。而且,是的,每时每刻都在刺激我。

有人可能会说我迟到了。五分之一的美国人现在拥有一个健康追踪设备。仅2016年一年,就有超过1亿件此类电子产品被售出,如今几乎所有电子产品和体育用品制造商都加入了可穿戴设备市场,这是一个价值310亿美元的行业。自本世纪初可穿戴设备问世以来,这项技术已经取得了长足的进步。花几百美元买个腕带或手表,不仅能告诉我们走了多少步,消耗了多少卡路里,还能同时测量我们的心率、最大摄氧量(剧烈运动时最大摄氧量)和基础代谢率(身体消耗的能量)。他们可以评估我们的睡眠质量。然而,这些数字到底意味着什么呢?我们能相信他们吗?

为了帮助我,我聘请了心脏病学、运动心理学、神经科学和运动学等领域的专家来揭开这项技术的神秘面纱,并帮助解释数据反馈。戴在手腕上的这个小玩意真的能帮助我变得更健康、减肥和提高成绩吗?

和许多现代关系一样,可穿戴设备与人类之间的关系始于一个在线相识阶段。通过一个移动界面,我输入了我的年龄、性别、身高、体重和健身目标。我选择将每天的步数设定在相对适中的8000步,改善睡眠,控制体重。第一天早上,我迫不及待地查看了自己的状态。我发现我睡了7小时50分钟,其中2小时21分钟是深度睡眠。我的静息心率是每分钟56次。后来,我跑了5公里。我燃烧了315卡路里,并将心率提高到每分钟150次。太好了。但是这个设备是怎么知道这些的呢?简而言之:传感器和算法。

健康追踪器测量运动。今天的大多数可穿戴设备都带有一个三轴加速度计,用于估计方向和跟踪各个方向的运动;测量旋转速度的陀螺仪;和一个测高计来确定高度。这就是为什么手表知道你在爬山或爬楼梯,从而释放更多的能量,而不是躺在床上。然后,该设备的专有算法将数据转换成所需的指标,如所采取的步骤和深度睡眠时间。这些算法大多是有效的,但它们也会做出一些可能导致错误的假设,尤其是在估计消耗的卡路里时。他们不太了解个人。你可以告诉设备你是一个175磅,45岁左右的男性,但是你的肌肉质量是多少?你什么时候称的体重?秤准吗?这些设备不能对你的生理状况进行实时扫描(至少目前还不能)。

“以前,你的脑子里有个东西告诉你,你跑不了这么快,但手表告诉你:是的,你能跑,这是一些确凿的生物学证据。”Caroline zinkresearcher, Lieber Institute for Brain Development

赛斯·马丁(Seth Martin)是约翰·霍普金斯医学院(Johns Hopkins School of Medicine)的一名心脏病学家,过去七年一直在研究移动医疗技术。2015年宾夕法尼亚大学(University of Pennsylvania)的一项研究发现,许多智能手机应用程序和可穿戴设备的估值差异很小,无论是低估还是高估,都只与观察到的步数相差很小。这些设备也很智能。与走路相比,他们知道你什么时候开车,因为你的手腕和手没有摆动。但是,马丁说,健身技术仍然不是一门精确的科学。一些追踪器可能会忽略你的手腕动作,或者没有意识到你在杂货店推着购物车。“对不起。你不会因为这些步骤而得到荣誉,因为你的手没有弹跳,”他说。

至于心率,大多数可穿戴设备都使用了光电容积描记法。绿色的LED灯每秒在手腕上闪烁数百次,以检测血液的流量。马丁说,心率的准确性取决于设备。也就是说,有些产品比其他的好,而且通常一分钱一分货。他说:“当你把可穿戴设备和胸带结合在一起时,仍然会得到最准确的读数。”胸带指的是你可以购买的另一件可穿戴设备。“但毫无疑问,如今的腕带和手表比过去更准确。”2017年,斯坦福大学(Stanford University)对七款流行腕带活动监测仪的准确性进行了研究,结果显示,七款设备中有六款的心率测量精度在5%以内。

我确信我的手表没有欺骗我,可能只是在骗我走几步,于是我开始了马拉松训练。我记录了我的每一次跑步和每一步。在步数方面,我超额完成了任务,平均每天超过8000步,令人惊讶的是,步行到办公室车库和经常去厨房的时间加起来竟如此之快。“移动!”的提示不那么直观,因为它是一个预先设定的间隔警报,我无法适应我的生活方式。它经常让我在尴尬的时候嗡嗡作响,比如开车或开会的时候。虽然我可以禁用警报,但我选择不这么做,因为我很欣赏这些提醒。

我的跑步里程也增加了。我开始吞掉我得到的所有数据。几周后,我注意到我的静息心率下降了几分,我的最大摄氧量上升了一点,读数为52,设备的移动界面告诉我这是“极好的”,在我的年龄和性别组中排名前10%。出于某种怀疑,我与约翰霍普金斯大学(Johns Hopkins)和肯尼迪克里格研究所(Kennedy Krieger Institute)的人类运动科学家瑞安罗米奇(Ryan Roemmich)进行了交流。我得到了好消息,但有个警告。Roemmich说,虽然没有手表能与医生办公室提供的跑步机压力测试的V02最高精度相媲美,但可穿戴设备的确会改变轨迹,这意味着我的V02最高精度提高了2到3个点,意味着真正的进步,尽管52可能不是我的真实数字。

我还会在使用手表的同时记录下我迄今为止最快的测量里程。有一天,我熬过了疼痛和乳酸燃烧,达到了不足7分钟的记录,我的手表告诉我,我创造了一项新的个人记录。每当我达到一个里程碑或在目标上超额完成任务时,我就会获得“徽章”,它在我的设备的web界面上变成了一个塞满奖杯的盒子。我的统计数据还包括一个比赛时间预测器。我跑得越多,训练得越努力,我预测的未来马拉松的完成时间就越快。我全吃光了。事实上,数据开始占据我的生活。

运动心理学顾问安吉吹横笛的人突破性能咨询和科学程序应用运动心理学协会主席,说健身技术是在跑步社区高度重视,因为它可以精确测量这些性能,作为代理教练,告诉我们,“不错!”当一个目标。当我告诉菲弗我越来越沉迷于我的统计数据时,她说她并不惊讶。

A runner is motivated by a digital carrot

图片来源:Doug Chayka

“这些数据把我们吸引了进来,”费弗说。他是一名马拉松运动员、超级马拉松运动员,曾三次参加铁人三项比赛,使用健身追踪器。“当你第一次开始使用追踪器时,它可以帮助你跟上进度,但随着时间的推移,你的期望会越来越高。也许你会更努力地去完成那额外的一英里,采取那些额外的步骤,或者加快节奏去比你上次做的更快一点。在你开始跟踪跑步之前,你可能不知道你跑了多少英里,或者你的速度。”

不仅仅是马拉松运动员对数据着迷。约翰霍普金斯大学(Johns Hopkins University)应用物理实验室(Applied Physics Laboratory)神经科学高级科学家、马里兰大学(University of Maryland)运动生理学家埃米·哈夫勒(Amy Haufler)表示,健身追踪器提供的指标甚至对初学者也有价值。“你想在某件事上变得更好,或者变得更健康。那么,最好是什么样子呢?”Haufler说。“这项技术和你获得的数据让你可以像体重秤一样,通过测量观察来追求目标。”

Fifer警告说,尽管如此,有些人过于沉迷于数字,以至于他们不听自己身体的声音。他们超越了正常水平,因为数据变得难以忽视,这种心态可能会导致受伤。她建议在没有电子设备的情况下跑步几天,特别是对于恢复和“轻松”的跑步。

我可以预见自己会陷入这种心态。我问自己:如果不被跟踪,跑步或步行是否算数?当我的手表电池没电的时候,我有时会感到泄气。我没有独自跑步,而是一直等到回家给手机充电。费弗告诉我,我没有抓住问题的关键,已经快要过度依赖技术了。

“谁在乎你跑得多快?”问问你自己,我感觉好吗?我享受这种锻炼吗?”

并不是每个人都像我一样迷恋他们设备的统计数据,尤其是当他们没有一个明确的目标时。对许多人来说,这种新奇感很快就会消失。一旦你知道绕湖散步的步数是X-number,你真的需要手表来告诉你吗?

虽然追踪器很聪明,但它们无法控制主人的期望。Haufler说,许多人设定了不切实际的目标,比如想要在一周内减掉5磅或骑自行车100英里。她说:“有些事情很难做到,除非你一开始就有很好的状态。”她说,许多人希望健身技术能帮助他们,但当他们达不到目标,或者没有看到快速的进步时,他们就放弃了。“一件可穿戴设备并不是你成功所需的全部,但人们可以做出这样的假设,”她说。例如,减肥需要其他生活方式的改变,如饮食。仅仅用手表记录你的步数是不够的。这就是动机的来源。

约翰霍普金斯大学60311附属利伯大脑发展研究所的研究员、神经科学家卡罗琳津克说,动机是许多积极健康、健身和临床结果的关键。“人们认为如果你足够想要某样东西,你就会有动力去得到它。但我们知道这根本不是真的,”她说。

Composite image shows Greg Rienzi after a run and his fitness tracker stats

图片说明:在比赛前一周,Greg Rienzi的健康追踪手表预测他的马拉松时间将比之前的个人记录整整快25分钟。这也是他满怀信心地参加这次比赛和其他比赛的部分原因。

图片来源:Greg Rienzi提供

Zink说,基于“期望理论”,健身技术经常失败或成功。“期望理论”认为,我们的行为是由我们在各种选择中有意识地做出的选择导致的。津克说,我的手表激励了我,因为它显示我可以跑得更快,如果我继续更努力地训练,我的时间就会减少。“你可能一开始会想,我永远也做不到。但设备告诉你的不是这样。哇,这周我每天都走了一万步,体重也减轻了。它的工作原理。这是一种联系,”她说。

我越使用我的设备,我越发现我的信心增长。我比赛前一个星期,我的手表预测我的马拉松比赛时间是34,25分钟的速度比我以前的公关。这个数字将留在我的头在我数英里的竞赛中,轰炸的恒流数据通过我的手表和我的蓝牙耳机,让我想起了我现在的速度。虽然我没能在3分34秒内完成比赛,但手表的预测只差了9分钟,而我的领先优势则是15分钟。

我的设备比我更了解我自己吗?辛克说:是的。

这就是这些设备所能做到的。它们激活了我们的动机回路,”她说。“以前,你的脑子里有个东西告诉你,你跑不了这么快,但手表告诉你:是的,你能跑,这是一些确凿的生物学证据。”

虽然我确实达到了我的公关目标,但我并没有减掉多少体重。使用这个设备,我成为了一个更自信的跑步者,但同时也把我变成了一个过度自信的食客。看到我在晨跑中消耗了1000卡路里左右的热量,我觉得那天晚些时候我可以吃甜甜圈了。基本上,我用美食来奖励我的活跃日子,并补充我每天的热量摄入。

根据各种设备的研究,结果是混合的结果,如减肥。2016年,《美国医学会杂志》(JAMA)发表了匹兹堡大学(University of Pittsburgh)一项为期两年的关于可穿戴技术对长期减肥效果的研究。参与者接受了标准的行为减肥干预,包括低卡路里饮食,并被告知要增加体力活动。在随后的研究中,随机组的成员被提供了一个可穿戴设备。随机组和标准化组在身体组成、体能和体育活动方面都有显著改善,但平均而言,可穿戴组的减重(7.7磅)少于标准化组(13磅)。的原因吗?和我一样,许多参与者吃得比平时多,因为他们的电子设备告诉他们,他们在台阶部踢了一脚。在2017年斯坦福大学(Stanford)的一项研究中,七款设备中没有一款能准确计算卡路里,即使是最准确的设备,平均也有27%的误差。

马丁说,仅仅使用健身追踪器可能不足以促进行为改变。在一项针对心脏病患者的临床试验中,马丁发现,当将规定的跟踪器与其他激励因素(如自动短信)结合使用时,患者的反应会更好。该设备虽然是一种有用的工具,但并不是万灵药。真正的健康需要更全面的方法。

Zink预计,在不久的将来,卡路里计算和可穿戴设备的误差将会下降。她说:“他们想要确保他们提供的数据是准确的,这些数据将使人们更健康,或者实现他们的健身目标,他们非常重视科学。”

我真希望数据是准确的。今天我的手表预测我的下一个马拉松时间将是一个快速的3分15秒
2,我很想证明它是正确的。

这篇文章最早出现在2018年的《约翰·霍普金斯健康评论》春夏刊上。从那以后,作者参加了芝加哥马拉松和海军陆战队马拉松,并将在2020年秋季参加威尼斯杯马拉松。他还在寻找新的公关。

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