中山大学刘官正团队研究证实：耳机心率监测整体准确性显著优于智能手表

       近期,中山大学刘官正团队与听智慧创新研究院联合完成的《Exercise Heart Rate Measurement and Analysis Using Wearable Photoplethysmography》研究成果,在2026年第14届生物信息学与计算生物学国际会议(ICBCB)上发表。该研究通过多场景、多设备的系统对比,验证了听智慧AI耳机在运动心率监测中的高精准度与卓越的抗运动伪影能力。

       ICBCB会议由日本九州工业大学、浙江大学与IEEE联合主办,是生物信息学与计算生物学领域的权威国际学术平台,所有录用论文均被IEEE Xplore收录。此次研究成果的正式发表,不仅标志着听智慧AI耳机在可穿戴健康监测领域的技术实力获得国际学术界高度认可,也为耳戴式PPG心率监测技术的产业应用奠定了坚实的学术基础。

       耳戴式PPG优势凸显,听智慧AI耳机实现高精度心率监测

       随着可穿戴设备在运动和医疗领域的普及,心率监测的准确性成为消费者和专业用户共同关注的焦点。腕戴式智能手表虽已广泛普及,但在剧烈运动场景中,手臂摆动产生的运动伪影严重影响PPG传感器的信号质量——这是当前可穿戴心率监测设备面临的共性技术难题,也是本次研究的核心切入点。本次研究以耳戴式PPG设备与腕戴式PPG设备为研究对象,系统探究不同佩戴形式在多场景下的心率监测表现。

       为此,中山大学刘官正团队联合听智慧创新研究院设计了严谨的对照实验:以医疗级心电图(ECG)胸带(Polar H10)为金标准,以听智慧EARWEISS H3 AI耳机作为耳戴式PPG设备代表,与两款主流腕戴式智能手表(设备A、设备G)同步佩戴于同一受试者身上,进行数据采集与比对分析。实验覆盖静息、日常动作及高强度运动等10种不同场景,全面模拟用户真实使用状态下的心率监测性能。

(图:实验方案示意图)

       实验结果显示,听智慧AI耳机在全部测试场景中均展现出卓越的稳定性——整体平均绝对误差(MAE)仅为1.20±0.39 bpm,显著优于两款智能手表(整体MAE分别为1.62±0.48 bpm、3.23±1.28 bpm)。在剧烈运动场景(举哑铃、上下楼梯、跑步)中,运动伪影最为明显,而听智慧AI耳机在三个高强度场景中均取得最低MAE,表现均优于两款腕戴式智能手表。以举哑铃为例,听智慧AI耳机的MAE仅1.92±1.28 bpm,两款智能手表MAE分别是2.77±1.80 bpm、4.94±3.52 bpm,后者的误差几乎达到前者的2.6倍。

(图:三种可穿戴设备与参考标准之间的MAE对比)

(图:高强度运动场景(举哑铃、上楼梯和跑步)下的MAE对比分析)

       在与ECG金标准的一致性分析中,听智慧AI耳机同样表现优秀:测量偏差仅为0.14 bpm,95%一致性界限最窄(-4.38至4.66 bpm),Pearson相关系数高达0.9970,三项指标均领先于两款智能手表,充分验证了耳戴式PPG在动态场景下与医疗级ECG的高度契合。

(图:Bland-Altman图,评估三种可穿戴设备与参考标准之间的一致性)

(图:三种可穿戴设备与参考标准的心率测量值相关性分析)

       综合上述数据不难发现,与易受肢体运动剧烈摆动影响的腕戴式传感器不同,听智慧AI耳机耳戴式的形态设计,配合多光谱PPG与AI抗干扰算法,能够为日常乃至高强度运动场景下的连续心率监测提供可靠且精准的解决方案。

       核心技术铸就壁垒,耳戴式心率监测的“硬科技”底气

       本次研究成果的成功发表,不仅是听智慧在学术领域的重要突破,更是对企业技术实力的权威验证。听智慧AI耳机之所以能在严格的对照测试中保持高精准度、高稳定性的心率监测表现,源于其在信号采集、物理抗干扰与算法处理上的三重技术积淀。

       优势一:高信噪比(SNR)信号基础。人体耳部组织血管分布丰富,光学窗口质量优异,为PPG信号采集提供了天然的高信噪比环境,信号质量显著优于手腕等四肢末端,从源头保障了数据采集的精准性。

       优势二:人体工学设计实现稳定耦合。经过多轮迭代优化的人体工学耳部佩戴方案,实现了传感器与耳屏组织的稳固贴合,在剧烈运动中有效抑制传感器位移,从物理层面最大限度降低运动伪影干扰。

       优势三:多光谱传感架构融合AI抗干扰。产品集成了绿光、红光、红外光多光谱传感架构,通过多维度光学信号比对实现稳健的噪声消除,配合自主研发的AI抗干扰算法,保障各类复杂场景下数据采集的连续性与可靠性。

       从实验室的严谨数据到真实场景的稳定表现,听智慧AI耳机的优异性能绝非偶然。正是这些扎根底层、层层递进的核心技术积累,为耳戴式心率监测筑牢了强大的竞争优势,也让这份“硬科技”底气,从学术论文真正走进了每一位用户的日常佩戴体验中。

       当耳戴式健康监测技术站上国际学术舞台,这不仅是学术成果的集中展示,更是中国智能可穿戴企业从“跟随”走向“引领”的有力证明。双方携手完成的这项实证研究,以严谨的实验数据证实了耳戴式PPG技术在剧烈运动场景下依然能够保持高精准度心率监测的可行性。长期被忽视的耳朵,正在成为可穿戴健康监测的“新高地”,重新定义运动心率监测的精准体验。这一突破,也将为中国智能可穿戴企业参与全球健康科技竞争提供差异化突围的新思路。

 （来源：中关村）

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