智能手表和腕带等可穿戴设备已经永远改变了个人跟踪和管理健康的方式。这些设备已经从简单的步进计数器发展成为能够监测各种生理参数的复杂工具。它们配备了传感器，可以跟踪心率、血压、睡眠模式，甚至氧气水平。通过不断收集数据，他们为佩戴者提供了对其整体健康状况的宝贵见解。这种实时监测允许用户对他们的生活方式、锻炼习惯和整体健康管理做出明智的决定。
可穿戴健康设备最重要的好处之一是能够早期发现医疗状况。通过持续监测生理参数，它们可以帮助识别异常或异常，促使用户及时就医。例如，心率或血压的突然波动超过正常范围可能表明潜在的心血管问题。同样，不规律的睡眠模式可能是潜在睡眠障碍的征兆。早期发现这些情况可以改善健康状况，提高个人生活质量。
尽管可穿戴健康设备的功能很有前景，但其应用仍然有限。成本、不便以及对其益处缺乏认识是阻碍广泛接受的关键因素。相比之下，耳机和耳塞的使用近年来大幅增加，在日常生活中无处不在。然而，它们在健康监测方面的潜力在很大程度上仍未得到开发。
谷歌的工程师最近与匹兹堡大学和罗格斯大学的研究人员合作，探索可听设备的健康监测潜力，为更广泛的受众带来这些好处。特别是，他们研究了如何利用有源噪声消除系统的组件，因为这项技术最近甚至在低端设备中也变得非常普遍。他们意识到，这些系统中可用的配对扬声器和麦克风可以用于听力体积描记术，这是一种可以用于测量身体不同部位体积变化的技术。
该团队使用这项技术改变了商用耳机的操作，使其能够使用扬声器向耳道主动发射听不见的超声波探测信号。这些信号与耳道相互作用，然后在它们来的方向上反射回来，在那里它们被麦克风接收，麦克风通常被噪声消除系统用来感测用户听到的声音。
这些超声波信号通过它们与耳道的相互作用进行调制，并且它们的改变方式可以用于确定耳道的形状和形状的改变。这一点很重要，因为当血液流经附近血管时，心脏活动会导致耳道表面变形。因此，可以利用这些信号来推断诸如心率和血压之类的生理参数。
这些变形产生的信号非常微小，在正常情况下无法检测到。因此，研究人员采用了无线通信领域的一种名为相干检测的技术。这包括将弱接收信号与强振荡波混合，然后通过从接收信号中减去振荡波来提取真实信号。这使该团队能够开发一种系统，该系统可以在非常低的强度下运行，远低于普遍接受的安全极限，并且即使耳机同时播放音乐，也可以产生准确的测量结果。
对153名参与者进行了为期八个月的研究，以评估耳机的性能。研究发现，他们可以高度准确地检测心率和心率变异性，中位误差率分别为3.21%和2.7%。
接下来，研究人员计划探索如何更好地处理用户运动时可能进入系统的噪音（例如徒步旅行、举重）。通过这样的改进，他们相信他们的系统总有一天能够测量更多的生理参数。
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