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心率（HR）监测对评估健康和运动表现意义重大。研究人员为探究 Hera Leto 耳塞在静息骑行时 HR 监测的有效性，对比多种设备进行研究。结果显示，Hera Leto 相关性强、偏差小。这为 HR 监测提供了新选择。
在运动健身与健康监测领域，心率（HR）监测是评估身体机能和运动状态的重要手段。传统的心率监测方法，如心电图（ECG），虽然精准，但在日常活动中长时间佩戴并不方便。近年来，光电容积脉搏波（PPG）技术在可穿戴设备中广泛应用，像智能手表、耳塞等设备都能利用该技术进行心率监测。其中，耳塞因佩戴位置特殊，被认为在心率监测方面具有一定潜力，它靠近颈动脉，能减少测量血氧水平的延迟，而且耳道可降低汗水对 PPG 信号质量的影响。
然而，目前商用心率监测耳塞的有效性研究存在诸多问题。一方面，多数研究集中于非商用耳塞，对商用耳塞的研究较少；另一方面，不同品牌和设备在心率测量准确性上差异较大，并且随着运动强度增加，手腕佩戴的 PPG 设备测量准确性会下降 ，不同类型的活动也会影响心率测量的精度。此外，Hera Leto 作为一款采用 PPG 技术的先进耳塞，其在心率监测方面的有效性尚未得到科学验证。在这样的背景下，开展对 Hera Leto 耳塞心率监测有效性的研究就显得尤为重要。
为了解决这些问题，北京体育大学的研究人员开展了一项关于 Hera Leto 消费级耳塞在静息骑行时心率监测有效性的研究。研究人员招募了 28 名国家一级运动员，让他们在骑行过程中同时佩戴 Polar H10（作为金标准参考设备）、Hera Leto 耳塞、Polar Verity Sense（佩戴在上臂）和 Polar Vantage V（佩戴在手腕），进行不同强度和类型的运动测试，包括稳态运动、高强度力竭运动和高强度间歇训练（HIIT）。
研究中主要用到了以下关键技术方法：首先是实验设备的选择与使用，采用 Polar H10 作为标准参考设备，其与 ECG 相关性高达 r = 0.997 ，能准确测量心率；同时使用了 Polar Verity Sense、Polar Vantage V 以及 Hera Leto 进行对比测试。其次，运用了多种运动测试方案，通过斜坡递增运动测试评估运动员的最大摄氧量（VO2max）等指标，确定后续运动测试的强度；开展稳态运动、高强度力竭运动和 HIIT，模拟不同运动场景。最后，利用 SPSS 21.0 和相关 Python 库进行数据分析，计算平均绝对误差（MAE）、平均绝对百分比误差（MAPE）和一致性相关系数（CCC）等指标，评估各设备心率测量的有效性。
研究结果如下：
- 所有活动和强度下心率测量的有效性：Hera Leto 在不同运动强度下心率测量的有效性较高。与 Polar Verity Sense 和 Polar Vantage V 相比，它的整体 MAE 和 MAPE 值最低，CCC 最高，偏差最小，与 Polar H10 的相关性最强。
- 不同强度下心率测量的有效性：随着运动强度增加，所有设备心率测量的有效性都会下降，但 Hera Leto 下降速度最慢。在VT2（第二通气阈值）以下，各设备测量准确性都很高；在VT2以上，准确性下降。
- 特定运动的心率反应：
- 斜坡递增运动：Hera Leto、Polar Verity Sense 和 Polar Vantage V 在 MAE、MAPE 和 CCC 方面表现一致，但 Hera Leto 的 dropout rate 较高。在测量HRpeak和HR?VT时，这三款设备与 Polar H10 存在显著差异，但测量HR?VT1时无显著差异。
- 稳态运动：四款设备在稳态心率与功率的线性方程上一致性较高。随着强度增加，Hera Leto 与 Polar H10 在心率动力学参数上无显著差异，但 Polar Verity Sense 和 Polar Vantage V 与 Polar H10 在参数 A 或 T1 上存在显著差异。
- 高强度力竭运动：随着强度增加，Hera Leto 与 Polar H10 在动力学参数上无显著差异，但 Polar Verity Sense 和 Polar Vantage V 难以准确捕捉心率的快速恢复阶段。
- 高强度间歇运动：Hera Leto、Polar Verity Sense 和 Polar Vantage V 在 HIIT 期间心率测量的有效性在可接受范围内。Hera Leto 在 HIIT 中的有效性总体优于另外两款设备，且随着 HIIT 组数增加，各设备测量的心率及其有效性均有所提高。
研究结论和讨论部分表明，该研究首次全面评估了商用耳塞 Hera Leto 在静息骑行不同强度和类型运动中的心率监测准确性。Hera Leto 在不同条件下与标准设备 Polar H10 的一致性相对稳定，在稳态运动和 HIIT 恢复阶段有效性指标良好。在运动阶段，虽然各设备在高强度下误差增大，但 Hera Leto 在更广泛的强度范围内保持了可接受的准确性。这表明基于耳塞的 PPG 设备，如 Hera Leto，在维持心率测量准确性方面可能具有优势，尤其是在高性能和耐力训练场景中。不过，该研究也存在一些局限性，如样本量较小、缺乏可靠性数据、研究场景不够贴近现实、样本具有局限性以及缺乏对 Hera Leto 设备设计和算法的详细分析等。尽管如此，这项研究为心率监测技术的发展和应用提供了重要参考，为未来进一步研究商用耳塞在心率监测方面的应用奠定了基础，有望推动相关技术的改进和完善，为运动健康监测领域带来新的突破。
