我和我的伴侣都有这样一个习惯：我们会记录自己在睡眠期间的心率在何时降至最低。尽管我们睡觉的时间几乎相同，睡眠时长也差不多。他使用的是Garmin设备，而我则通过Ultrahuman Ring AIR来监测自己的心率。
你可能会觉得这没什么意义——毕竟两个不同的人，他们的心率数值肯定不会完全一样。基线水平不同、健康状况不同，所有方面都存在差异。没错，这一点与可穿戴设备本身确实没有直接关系……但如今，这几乎已经变成了一种竞赛。
真正值得探讨的问题是：当使用不同的可穿戴设备来监测同一个人的心率时，测量结果会出现差异。这种差异之所以会产生，是因为这些设备的传感器类型不同、采样速度不同，而且传感器的软件算法也各不相同。
一旦你了解了这些设备的内部工作原理，你就会明白为什么测量结果会不一样了。
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它们都在测量同样的东西，只是测量的位置不同而已
所有戴在手腕或手指上的可穿戴设备都采用相同的技术——光电容积描记法（PPG）。这些设备会向皮肤发射光线，然后通过传感器检测每次心跳时有多少光线被反射回来。虽然所有制造商使用的都是这项技术，但测量的位置不同，因此结果也会有所差异。
那些戴在手指上的可穿戴设备能够监测到距离皮肤表面更近的动脉情况，因此像Oura Ring这样的产品确实具有优势。
这种优势在睡眠状态下表现得更为明显，因为睡觉时手指的活动幅度要比手腕小得多。针对Oura Ring的心率测量准确性进行的研究表明，其测量结果与心电图测量的数据高度一致。
这就是为什么Oura在夜间心率监测方面往往表现良好的原因之一。2025年发表在《生理学报告》杂志上的一项对比研究选取了5种设备（Oura Ring Gen 3、Oura Ring Gen 4、Whoop 4.0、Polar Grit X Pro以及Garmin Fenix 6），并与医用级心电图设备进行了为期536个夜晚的测试。结果发现，Oura Ring 3和Oura Ring 4与心电图数据的吻合度最高，WHOOP的设备表现也较为不错，而Polar设备的准确率最低。
为什么你的心率不会保持恒定
你需要知道的一点是，即使是在静止状态下，你的心率也不会保持不变。
它会随着你的呼吸活动或任何其他应激反应而不断变化，即便你只是静静地坐着。心率在几秒钟内从68次/分钟上升到72次/分钟也是完全正常的现象。
因此，即使两种可穿戴设备采用不同的测量时间点进行检测，它们的测量结果也可能存在细微差异。在传感器的位置、采样频率或任何算法因素发挥作用之前，你的心率本身就已经在不断变化了。
采样频率的变化会影响设备实际检测到的数据
传感器的位置确实很重要，但采样频率的重要性可能比你想象的要高得多。WHOOP 5.0和WHOOP MG型号中的PPG传感器每秒会进行26次测量，这一频率对于连续监测心率的设备来说已经算是相当高的了。
而其他智能设备的采样频率则要低得多，它们并不是持续不断地进行检测。因此，如果你的心率由于某种原因突然升高——比如你太快地站起来或者受到了惊吓——这些设备可能会错过这个变化，从而导致测量结果出现偏差。
Apple Watch的机制也有所不同：它的硬件采样频率很高，但这并不意味着它的心率传感器会持续不断地工作。实际上，它会根据你的活动状态来决定是否进行实时监测，在你运动时以及运动结束后的一段时间内才会持续检测心率。
从客观角度来看，这些不同的设计并没有绝对的好坏之分。持续性的心率采样确实能够捕捉到那些短暂的心率波动，但这也意味着会产生更多的原始数据，而这些数据需要通过特定的算法来进行筛选和处理。
Garmin在这一点上采取了折中的方案，具体取决于其所生产的设备型号。一般来说，大多数Garmin设备会在一天中的大部分时间里以较低的频率进行持续采样，直到检测到你开始运动时，才会自动提高采样频率。
不过这里也存在一个权衡：当你在办公桌前工作时，这种低频采样的方式确实可以节省电池电量；但这也意味着设备在判断当前是否需要重点监测你的心率之前，会先依赖自身的运动检测功能来做出决策。
算法与传感器同样重要
但问题在于：心率监测设备接收到的仅是光强度的原始信号。随后，还需要有其他机制将这些信息转化为具体的数值。这一转化过程是由各品牌自主研发的专用软件来完成的，正是这些软件才生成了我们如此关注的各种每日数据和图表。
这类软件的任务就是判断所检测到的信号究竟代表心跳，还是由身体活动、皮肤接触或环境光线等因素产生的干扰信号。
2024年发表在《 Sensors》杂志上的一项研究指出，对于Oura Ring来说，即使包括质量较低的数据在内，其测得的心率数值也与心电图的结果相当准确。
然而，心率变异性的检测结果则截然不同。当设备使用质量较差的数据进行测量时，尤其是对于45岁以上的人群而言，心率变异性的检测准确性会大大降低。
WHOOP品牌所使用的心率算法在2026年2月进行了重大升级。该公司利用自己在各种肤色、体型及活动水平人群中收集到的训练数据对算法进行了优化；同时，在数据分析环节也改用了基于云的计算方式，而非之前使用的边缘计算技术。
这种处理方式与让手表在设备内部完成所有计算的方式截然不同。因此，即使两款设备的硬件配置完全相同，由于软件解析方式的差异，它们从同一组数据中得出的结果也可能有所不同。
这也正是为什么有时即便设备本身的硬件没有发生变化，其检测结果也会因品牌的不同而有所差异的原因。以WHOOP在2026年2月发布的升级版本为例，所有4.0及5.0版本的用户的心率数据和恢复指数都出现了变化，尽管这些用户的生活习惯并没有发生任何改变——传感器本身并没有变，但背后的计算算法已经更新了。
我的Ultrahuman Ring AIR在固件更新后，步数数据也发生了类似的变化。如果你发现自己在使用应用程序更新后，各项数值出现了波动，而你的日常生活习惯却没有任何变化，那么很可能就是这个原因造成的。
肤色与手腕尺寸也会影响检测结果
当然，影响检测结果的因素并不仅仅是传感器、定位技术以及算法本身。佩戴设备的人的个体差异也会对测量结果产生影响，而且PPG传感器在不同人群中的工作原理也存在差异。
皮肤吸收的光线量取决于皮肤中黑色素的含量，因此不同肤色的人使用相同设备进行检测时，得到的结果也会不一样。
Koerber等人（2023年）的研究指出，这一现象会降低深色皮肤人群的检测准确性，而且这一问题普遍存在于许多品牌的产品中。
PPG技术是通过向皮肤照射光线并测量反射回来的光量来工作的。由于黑色素会吸收更多的光线，因此肤色较深的人，反射到传感器处的光量就会减少。这样一来，信号的质量就会下降，在某些情况下，测量的准确性也会受到影响。
如果可穿戴传感器的佩戴部位有纹身，情况也是如此。颜色较深或色素沉淀较重的纹身墨水可能会吸收或散射发出的光线，从而使传感器难以获得准确的信号。
这并不一定会导致测量完全无法进行，但确实会增加测量结果不准确或不一致的可能性。
此外，手腕的周长以及设备佩戴的松紧程度，也会影响从传感器处泄漏出去的光线量。如果手表戴得太松，环境光就会进入设备内部，从而减少传感器能够检测到的反射光；而如果手表戴得太紧，则可能会影响传感器下方血液的流动情况。对于手腕较细的人来说，传感器也可能会更难与皮肤保持稳定的接触。
基于这些原因，制造商通常建议将设备佩戴得既不太松也不太紧，并且在测量时将其位置调整到略高于腕骨的位置。
不同品牌的产品，在相同活动类型下的测量结果也会有所差异
睡眠时的静息心率是一回事，而在运动时的心率变化对传感器来说则是完全不同的测量对象。正是在这一点上，不同品牌的设备之间的差异最为明显。
由于身体的运动会导致干扰，因此你的手臂摆动会影响到传感器获取准确数据的能力。所有厂商都采用了相应的算法来过滤这些干扰信号，但某些算法在处理特定类型的运动时表现更为出色。
这也正是为什么在高强度训练期间，直接检测心脏电信号的胸带式监测设备，其测量结果仍然优于各种手腕或手指可穿戴设备的原因。
如果你和朋友比较测量数据，需要注意这些差异
如果你和你的朋友佩戴的是不同品牌的可穿戴设备，而测得的数据不一致，这是完全正常的，并不意味着你的设备出现了故障。真正重要的是数据在一段时间内的变化趋势。
无论你使用的是Oura还是Garmin这样的设备，其显示的静息心率变化趋势，都应该能根据你的个人基线数据，准确地反映你的恢复状况和压力水平。持续改善锻炼效果，使心率变异性指标呈现出良好的发展趋势，这才比单次测量结果更有意义。
老实说，消费者可穿戴设备在心率监测功能方面确实有了很大的进步，尤其是在静息状态和稳定状态下的数据测量方面。不过不同品牌之间的差异确实是存在的，这些差异源于设计上的考量，而非制造缺陷。
最终得出的数值取决于三个因素：传感器的安装位置、数据采集的频率，以及软件处理这些数据的方式。
但是，我是否会停止和我的伴侣争论关于他如何让我感到压力重重的问题呢？毕竟正因为这样，晚上我的心率才会比他的更晚才下降。恐怕是不会的吧。