曾几何时年轻时的那种睡过头的超能力，在步入中年之后的某天忽然就消失了。:( 没想
到现在睡觉前也要握拳 “嗯！今天要加油喔~”。lol 来鼓励自己努力睡觉。
有趣的是这也成了大叔的优势，认识的年轻人会用佩服的口吻说我很有纪律，总是那么
早起，又或是很早就看到我在田径场绕圈圈。XD “喔不不不，您误会了”，我只是被
睡不着还有太早醒所困扰罢了。
某些程度上我的睡眠在求助医生之后得到很好的解决，尽管自觉的睡眠状态是好的，早
起也已是常态，但我的手表上的睡眠品质分数总是惨烈，这时不免怀疑我的手表是准确
的吗？
此外，HRV （心率变异性）我认为对于跑者来说是一个不错的参考，不管是整夜又或是
早晨的规律测量可以让你有一个判断依据是来决定跑步的强度。那么问题来了，
一支$7490的仿佛玩具般的手表的 HRV 是否准确？
尽管看上去有两个重点 - “睡眠 & HRV”。但睡眠的部份我并没有详细的数据，一方
面是我没有正确答案来对照，而根据 physionet 上开源的睡眠资料阶段集[1]，实际上
并不含 ECG (心电图），睡眠阶段的定义主要由 EEG（脑电图）EOG(眼电图)等决定，因
此不管是使用ECG心率带又或是PPG跑步手表都只是间接的推测所得的睡眠阶段图，正确
性令人存疑。因此在睡眠上我只会提供观察的结果，并且引用别人的结论。
相较于睡眠阶段图的不确定性，较有收获的是 HRV。篇幅所限此篇只会呈现整晚的 HRV
，忽略早上规律的测量，早上的测量对于跑者判断当天的状况其实也有帮助[2]，之后有
机会再做补充。
- 测试方法
收集35晚的睡眠，测试的装置为 COROS Pace 3，Google Pixel Watch 2，Polar H10
以及 Polar Verity Sense，以 Polar H10 为标准，计算其他装置与它的相关性。
- 使用心率变异性分析软件 - HRVanalysis
由衷感谢由Jean Monnet University的 ANSLabTools 所开发的这套免费软件，没有它
无法一探究竟满足好奇心。[3] 这软件免费简直太佛心。
- Polar H10
绑胸部，加上电极凝胶。
拜 Polar SDK 所赐，可以轻易读取其原始 raw data， Polar H10 底层提供了加速度
计，心率，RR (两次R波间隔，分析HRV的主要来源)以及130 Hz 心电图。
流程会是：
RR -> HRVanalysis -> 去除伪影-> 分析心率变异率
白话就是拍照 -> 开美肌 -> 可能要手动或自动修掉瑕疵 -> 最后得到你要的轮廓。
Polar H10 有非常干净的讯号源，在35晚的睡眠之中，需要被去除或是校正的伪影平均
仅有0.048%，中位数为 0.025%，仅有一晚异常为 0.39%。
HRV 的分析方式为全时的收集所有RR间隔，并且以每五钟为窗口分析一次HRV，最后再由
整晚的各个五分钟求其平均，得到一个单一值。
- Polar Verity Sense
绑左上手臂，Polar Verity Sense 底层直接提供了 PPI (两个脉博的间隔，用此来计算
心率变异率)
路径为:
PPI -> HRVanalysis -> 去除伪影-> 分析心率变异率
光学手臂式PPG的平均伪影率相比 H10 就高很多达0.814%，中位数为0.87%，标准差为
0.318。这个波动是高的，大概就是一个翻身，不小心碰到臂式心率带，就一堆伪影跑
出来:)
- COROS Pace 3 & Google Pixel Watch 2
COROS Pace 3 戴右手，在此之前已经确认过30晚左手以及右手的HRV值几乎无差异。
Pixel Watch 2 戴左手，松紧程度如同 Google 官方建议。
- 实验结果，Polar H10, COROS Pace 3 & Google PW2 的折线图。
上图可以看到使用三种不同的装置的折线图，在此刻意忽略Verity Sense，因为过于贴
合H10影响阅读。绿色线为 COROS Pace 3， 不意外地它比 H10 高上一些，为何会不意
外呢？这源自一篇文章[4]，作者是一位自行车运动爱好者，他热衷于 HRV 的探索尤其
是其中一个指标DFA a1。他的测量的结果为 Garmin FR 965 一个晚上为 47 ms，
而Movesense ECG 心率带 + Kubios HRV Scientific 分析的结果 18 ms，Garmin FR
965 偏移了将近 2.5 倍。作者在末段下了评论：
"If Garmin can't get optical HRV correct, what else are they messing up that
we can't easily measure? This illustrates the need for us to "trust but
verify."
是啊，trust but verify ，不应该盲目地相信任何厂牌所宣称的。该作者的 blog
"muscleoxygentraining" 里面的每一篇文章都很值得一读，也感谢他的分享引起我的好
奇心。
上述 Garmin FR 965 偏移将近 2.5 倍纯属个人的经验，作者并没有更进一步验证多个
晚上的数据，我相信如果测试多个晚上，其趋势应该也是可以参考的。至于为何 COROS
Pace 3 会偏高？就我的经验似乎可以推测出来，如下图：
这是一次睡眠的翻身，过程造成了 Polar H10 电极贴片部份悬空，注意到这时红色线
有一根非常高的值代表这中间漏了拍，因此间隔就拉大了，这是一次明显的伪影会在后
面的处理被校正。这种伪影随着运动的增加会大幅地提高，这样的漏拍在所有伪影中占
了 96.8% [5] 庆幸地是这样的伪影是可以被校正的。
如果这样的漏拍没有得到适当的处理，RR间隔值就会因为漏拍而提高进而让整个 HRV 平
均值增加，也许你会认为你的 HRV 落入了厂商所宣称的“正常范围”，然而有可能只不
过是手腕的光学讯号太混乱，又或者是厂商后端的算法过滤不掉伪影罢了。一个明显的
例子如下：
Pace 3 的 100 ms 那个时间点对比在 H10 + HRVanalysis 同时间段为 33 ms。
简单来说大概就是开美肌滤不掉在脸上的脏污之类，而脏污不是你的错。XD
尽管 COROS Pace 3 的 HRV 整体偏高，但庆幸还是有按照趋势走，几个低值也有表现出
来，最低的几次的确当天也有感受到压力。
Google Pixel Watch 2 有点意外准，如同 [4] 所呈现的结果，大概就是美肌开的有一
点点过头，但是看起来又感觉还不错 lol 我不知道他们是怎么办到的。
- 相关性
Polar_H10 = 0.9364 * COROS_Pace3 - 4.6563
- 额外的补充，关于睡眠
测量 HRV 的同时，其实也测量了 Google PW2，COROS 以及 Sleep2 + H10的睡眠时间以
及睡眠阶段图的准确性，如同上述，这些 PPG 或是 ECG 的传感器对于睡眠都只是推估，
我没有正确的答案可以对，一个 Youtube 频道有对大多数的穿戴装置的睡眠功能进行评
比有兴趣的跑友可以参考[6]
就[6]的评比，基本上排序是：
Sleep2 + H10(Verity Sense) 以及 Apple Watch > (Oura Ring, Fitbit, Samsung
, Google, Garmin) > COROS & 诸多中国品牌
个人的实测上，睡眠时间 COROS , Google Pixel Watch 2 以及
Sleep2 + H10(Verity Sense)高度相关。也符合[7] COROS 官方宣称的。
在睡眠品质上，自觉的睡眠品质大部分偏向 PW2 与 Sleep2 + H10，COROS 常常说我睡
不好。
在睡眠阶段图中，Google PW2 与 Sleep2 + H10 的一致性较高，在测试多晚中，有几
晚的 COROS 睡眠阶段图完全与 PW2 以及 Sleep2 + H10 脱勾。尤其在刚入睡进入第一
次深度睡眠时，COROS Pace 3 似乎总是判断错误，这除了对比上述两个其他装置外，
我也对比了 HRV 中的 LF/HF 比值以及 rMSSD值，LF/HF 很低以及 rMSSD 逐渐升高，
代表着副交感神经的活跃，相比于其他睡眠时间，似乎是我整段睡眠时间中睡得最好的
时候。
- 结论
- 尽管HRV值偏高，但COROS Pace 3 的 HRV 趋势是可信任的。
- Google Pixel Watch 2 & Polar Verity Sense 高度符合 Polar H10。
- Trust, but verify 不要盲目相信厂商所宣称的。
- 睡眠时间上所有装置高度相关。但COROS 的睡眠阶段有待加强。
以上仅供参考。
[1] Physionet Sleep-EDF Database Expanded
https://physionet.org/content/sleep-edfx/1.0.0/
[2] What you need to know about Heart Rate Variability (HRV) data collected
during the night
https://reurl.cc/OYXvyv
[3] HRVanalysis: A Free Software for Analyzing Cardiac Autonomic Activity
https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC5118625/
[4] Garmin Resting HRV - my experience
https://reurl.cc/EV21Q0
[5] HRV artifact avoidance vs correction, getting it right the first time
https://reurl.cc/yRn69q
[6] Best Wearables for Sleep: Scientific Rankings
https://www.youtube.com/watch?v=PvqRLG0K4SQ&list=LL&index=18&t=861s
[7] Daylight Savings Stole Your Sleep? How Losing an Hour Affects Your
Training
https://reurl.cc/OYXMb7