智慧手錶 vs 專用 O₂Ring 血氧儀:血氧監測能力的科學比較

1. 前言

血氧飽和度(SpO₂)是評估呼吸、循環系統狀態的重要指標。近年來,市面上兩大類可穿戴設備用於血氧監測:

  1. 智慧手錶(如 Samsung Watch、Apple Watch)

  2. 專用血氧監測設備(如 O₂Ring、指夾式脈搏血氧儀)

兩種設備的設計目的、測量方式、準確性、監測連續性及臨床價值各不相同。本文從科學角度比較兩者,以協助讀者理解其差異及適用場景。


2. 兩類產品的核心技術差異

2.1 測量原理相同:「脈搏血氧儀原理」

兩者均使用光學技術(光電容積描記法,PPG),利用 紅光 & 紅外光 穿透皮膚,量度血紅蛋白吸光差異,進而推算氧飽和度。
脈搏血氧原理參考:(NCBI)


3. 結構與佩戴方式的差異導致準確性不同

3.1 智慧手錶:手腕部位的結構限制

智慧手錶將感測器放在 手腕後方(dorsal wrist),而手腕的問題包括:

  • 皮膚厚度較高,光穿透度差

  • 毛髮、出汗、活動量大 → 造成雜訊

  • 手腕血流變化大,灌流量不穩定

  • 手錶鬆緊程度影響讀數

因此,研究指出手腕式血氧監測 在血氧偏低(<90%)時誤差明顯增加,可能出現假高。
參考:(MDPI Sensors 2023)

3.2 專用血氧儀(O₂Ring):手指部位的生理優勢

手指因含 高密度動脈化微血管,較適合血氧測量。
優點包括:

  • 灌流量穩定,紅外光更易解析

  • 固定環狀設計減少移動干擾

  • 可連續量測整晚(每秒監測)

因此醫院與睡眠中心用的也是「手指式」血氧監測。


4. 監測品質比較:智慧手錶 vs O₂Ring

指標 智慧手錶(Samsung / Apple) O₂Ring / 指夾式血氧儀
測量部位 手腕 手指
是否連續測量 部分型號支援,但常為「間歇式」 真正全晚連續測量(每秒)
低血氧準確度 較低,易出現假高 較高(手指測量更可靠)
乾冷環境 感測易失準 影響較小
運動時干擾 極大 中等
睡眠分析 有(依據演算法) 有(直接以血氧下降事件為主)
臨床用途 非醫療級,參考用 部分屬醫療級或接近醫療品質
適合用途 生活監測、運動記錄 睡眠呼吸監測、醫療輔助監控

5. 為何 O₂Ring 更適合檢測睡眠呼吸中止症(OSA)?

5.1 OSA 最重要的指標是「血氧下降事件」

臨床以 ODI(Oxygen Desaturation Index) 評估:

  • 一小時內 血氧下降 ≥ 4% 的次數

若智慧手錶為 每 5–10 分鐘量一次,將會:

  • 錯失短暫下降

  • 低估事件

  • 錯估嚴重度

但 O₂Ring 為 1 秒量一次,可完整捕捉事件頻率與深度。

5.2 手指測量能捕捉更細微的下降

研究顯示,手指位置的讀數對短暫低氧更敏感。(Verywell Health)


6. 智慧手錶的優勢:生活應用更全面

智慧手錶雖然血氧精準度不如手指儀,但有以下優勢:

  • 能同步量測心率、心率變異度、壓力、睡眠階段

  • 適合日常健康追蹤

  • 可方便偵測夜間異常提醒

  • 運動監測功能完整

對一般使用者而言,智慧手錶能提供更全面的健康資訊,但不適合作為醫療級血氧監測工具


7. 兩者適用情境建議

✔ 若是以下需求 → 智慧手錶較適合

  • 日常健康監測

  • 運動心率與能量消耗

  • 偶爾檢查血氧

  • 睡眠概況分析(非低氧專注)

✔ 若是以下需求 → 選 O₂Ring 或醫療級血氧儀

  • 監測睡眠呼吸中止

  • 夜間血氧下降事件

  • 疑似低氧(如哮喘、慢性肺病等)

  • 需要高取樣率 & 高準確度

  • 想要每秒連續記錄整晚趨勢


8. 結語

智慧手錶與 O₂Ring 都能測量血氧,但定位不同:

  • 智慧手錶 = 生活級監測(便利、全方位)

  • O₂Ring = 近醫療級監測(準確、連續、適合睡眠)

若目標是偵測夜間血氧下降或睡眠呼吸中止,O₂Ring 無疑更可靠;
若目標是整體健康監控與運動追蹤,智慧手錶即可滿足需求。


參考文獻

  1. Hafen BB. Oxygen Saturation, StatPearls, 2022.

  2. Elron E., et al. “Overestimation of Oxygen Saturation Measured by Pulse Oximetry.” Sensors, 2023.

  3. Majumdar SR., et al. Clin Infect Dis., 2011:低血氧與臨床風險相關分析。

  4. Verywell Health – Oxygen Desaturation Index (ODI)。

  5. NCBI – Pulse Oximetry 技術與限制。

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