穿戴式装置能帮助我们了解睡眠周期及品质吗？
穿戴式装置能帮助我们了解睡眠周期及品质吗？
睡眠一直都是备受关注的议题，对于维持身心健康有着至关重要的影响。一、睡眠是身体进行修复和再生的关键时期。在这一段时间内，身体会修复受损的组织，增强免疫系统，并进行必要的生理调整。二、充足的睡眠也与大脑功能的正常运作有所关联，良好的睡眠可以改善记忆力和学习能力，反之，睡眠不足会导致注意力不集中、反应迟钝以及情绪不稳定。此外，长期睡眠不足通常会伴随多种健康问题，如心脏病、高血压等。此外，睡眠对运动表现也有着显著的影响。充足的睡眠能够促进肌肉的修复和生长，而睡眠不足会影响反应时间、协调能力和心肺耐力等。
而现今的穿戴式装置提供监测睡眠的便利性，如智能手表和健身手环等，利用内建的传感器来监测使用者的睡眠模式。追踪睡眠时间以及睡眠的不同阶段（深层睡眠、浅层睡眠及快速动眼期），提供详细的睡眠数据。帮助使用者了解自己的睡眠质量，进而做出相应的调整来改善睡眠。然而这些穿戴式装置所提供的睡眠信息是否有足够的准确性可以作为客观的依据，让使用者了解自身完整的睡眠周期？
2022年于Sensors发表的一篇研究，针对6款市面上较为流行的穿戴式装置进行探讨，并与黄金标准-多导睡眠图（Polysomnography, PSG）及心电图进行比较。该研究招募53名健康年轻人（男性26名；女性27名）至睡眠实验室参与此项研究，并统一所有受试者于晚上23:00至隔日早上08:00为睡眠时间，共计9小时，借此以厘清不同穿戴式装置所提供的睡眠信息准确性。
6款穿戴式装置
备注：Oura Ring Generation 2为戒指式的装置；Somfit配戴于额头上
使用穿戴式装置评估睡眠质量要小心！
若将睡眠时间使用二分法区分为清醒及完全进入睡眠两类，在辨识使用者是否为完全睡眠状态方面，与黄金标准-PSG进行比较，发现6款穿戴式装置辨识准确性皆达90%以上。对于辨识清醒状态方面（躺卧于床上但未进入睡眠之情况），Polar、Oura Gen 2、Whoop 3.0及Somfit（51, 57, 56, 57%）相较于Apple watch及Garmin（26, 27%）的准确性更高（如下表及图）。此可能是由于安静下清醒状态与睡眠状态的动作极为相似，很难仅透过心率及心率变异性来辨识，可能需要进一步的使用其他指标来提升算法的辨识率。
6款穿戴式装置监测清醒-睡眠状态之误差值
正值表示穿戴式装置高估，负值表示穿戴式装置低估
睡眠阶段图
睡眠阶段通常可以区分为五阶段：一、清醒 二、N1 三、N2 四、N3 五、快速动眼期（rapid eye movement sleep, REM）（通常称为作梦睡眠时期）
不同装置对睡眠阶段的区分方式有所差异，Apple watch将睡眠阶段分为三：一、清醒，二、浅眠阶段（N1及N2），三、深层睡眠（N3及REM）；Garmin、Polar、Oura Gen 2及Whoop 3.0将睡眠阶段分为四：一、清醒，二、浅眠阶段（N1及N2），三、深层睡眠（N3），四、REM睡眠；而Somfit与PSG相同，使用五阶段区分睡眠阶段。以下根据睡眠阶段区分方式呈现各穿戴装置之结果（如下表）。
Apple watch对睡眠阶段量测之准确性
Garmin、Polar、Oura Gen 2及Whoop 3.0对睡眠阶段量测之准确性
Somfit对睡眠阶段量测之准确性
根据以上结果，Oura Gen 2、Whoop 3.0及Somfit在特定睡眠阶段的量测相较于Apple watch、Garmin及Polar有更准确的结果，并与PSG达中等一致性，然而在辨识各睡眠阶段仍然与黄金标准-PSG有所差距。所以若想使用穿戴式装置监测特定睡眠阶段以评估睡眠质量仍需三思，但对于整体睡眠时间的监测，穿戴式装置或许可以做为更便利的替代方案。
综合以上，穿戴式装置对睡眠监测方面具有潜在的可行性，特别是在监测睡眠时间上呈现其可靠性。而在辨识特定睡眠阶段方面仍有进步空间。随着穿戴式装置在日常生活中的普及，让使用者有机会更深入的了解自身情形，得以利用穿戴式装置来改善睡眠健康，进而提高整体生活品质。若手边持有相关装置的各位，不妨也可以试著量测自身的睡眠，观察每日睡眠时间是否达标。
参考文献：
Miller, D. J., Sargent, C., & Roach, G. D. (2022). A validation of six wearable devices for estimating sleep, heart rate and heart rate variability in healthy adults. Sensors (Basel, Switzerland), 22(16), 6317. https://doi.org/10.3390/s22166317