耳机测心率:AirPods Pro 3 对比胸带——平均误差 2 次/分,高强度时可达 ±10
爱尔兰研究人员在 40 名参与者身上,用 16735 组配对数据把 AirPods Pro 3 的心率传感器与 Polar H10 胸带做了比较。平均误差约 2 次/分,没有系统性偏差,但在高强度下个别读数会偏离 ±10。本文分析耳机适合哪些训练。

从 2025 年秋天起,能测心率的已经不只是手表和手环,还有耳机:AirPods Pro 3 内置了一个光学传感器,向耳道内发光。对跑者来说,这听起来很诱人——少带一件设备,而且耳朵不像手腕那样容易晃动。但这些数据有多可信?2026 年春天,第一项独立验证研究发表了。
研究做了什么
都柏林大学学院(爱尔兰)Doherty 团队(PLOS Digital Health,2026 年 4 月)进行了一项实验室验证研究。
- 40 名成年人,平均年龄 23.8 岁,女性占 37.5%。
- 跑步机方案:先静息,然后从步行到跑步逐级递增,负荷约为预估最大心率的 40% 至 85%,其中包括速度的突然切换。
- 参照标准是 Polar H10 胸带,它根据心脏的电信号计算心率(与心电图原理相同)。
- 两台设备的数据按时间同步,并切分为 5 秒的片段——共 16735 组配对数据。
- 耳机是在普通零售渠道购买的,Apple 没有参与研究。经费来自爱尔兰的国家科研基金。
研究发现了什么
- 几乎没有系统性偏差:AirPods 的读数平均只比 Polar 低 0.03 次/分。
- 平均绝对误差为 2.08 次/分,即 2.02%。
- 从静息到高强度,各强度区间的平均误差都保持在 1.3–2.4 次之间。
- 但单个读数的离散度相当明显:95% 的五秒片段与参照值的差异在 ±10 次以内,而且心率越高,这个范围越宽。
作为对比,作者引用了一项关于 Apple Watch 的荟萃分析:那里的平均偏差同样不到一次,误差范围约为 ±7 次。也就是说,耳机的平均表现不比手表差,只是在高强度下「噪声」稍大一些。
为什么是耳朵而不是手腕
耳内传感器离中心血流更近,也比手腕更不容易受寒冷导致的血管收缩影响。对跑者来说更重要的是:手腕上的光学传感器有时会把心率和步频混淆——这就是 cadence lock 效应,另一篇文章对此有详细分析。耳朵也有自己的干扰源:头部和下颌的运动、耳塞贴合不良。作者认为,高强度时离散度增大正是由此造成的。
局限
- 实验室和跑步机。 没有风、没有寒冷、没有雨,也没有跑到第三个小时时灌进耳朵的汗水。
- 最大负荷约为预估最大心率的 85%。 没有测试短时全力间歇和冲刺。
- 参与者年轻健康,皮肤类型仅为 Fitzpatrick I–IV 型。对年长者和肤色更深的人,准确度可能不同。
- 只有一个固件版本和一个 iOS 版本:算法更新可能改善结果,也可能让结果变差。
- 耳塞由实验室人员按照厂商说明选配——现实中的佩戴往往没那么好。
怎么用
- 轻松跑、恢复跑、长距离跑。 如果只是控制「不超过 2 区」,平均 2 次的误差已经非常好了。耳机完全够用。
- 节奏跑、乳酸阈跑、间歇。 这时相邻区间的边界很重要,而 ±10 次的误差范围可能把你从一个区间甩到另一个区间。这类训练更适合用胸带。
- 看趋势,而不是看单个数字。 高强度时单次出现 8–10 次的跳动,可能只是噪声。以一个训练段的平均值为准。
- 佩戴贴合是关键。 选择合适尺寸的耳塞,让耳机在跑步时不会晃动:光学信号的质量取决于接触的紧密程度。
- 不要用耳机来测定最大心率。 这需要胸带和正确的测试方案——如何找到自己的最大心率,见关于最大心率公式的文章。
- 基于阈值或最大心率计算的区间,可以用心率区间生成器方便地重新计算。
要点
- AirPods Pro 3 的第一项独立验证:40 人,与 Polar H10 胸带对比的 16735 组配对数据。
- 没有系统性偏差,平均误差约 2 次(2%),与最好的手表相当。
- 在高强度下,个别读数与参照值相差可达 ±10 次。
- 轻松跑和观察趋势用耳机就够了;间歇训练和精确的区间边界则需要胸带。
来源:Doherty C., Burke D., Mitchell O., Lawless D., Brar J., Fuchs M., Lambe R.「Accuracy of heart rate measurement using AirPods Pro 3 during graded treadmill exercise: A laboratory-based validation study」。PLOS Digital Health, 2026;5(4):e0001373. DOI: 10.1371/journal.pdig.0001373