Умные часы, кольца и фитнес-браслеты для контроля здоровья: что они действительно измеряют и почему данным нельзя слепо доверять
Ещё недавно носимый гаджет был в первую очередь шагомером. Сегодня небольшие часы или кольцо обещают гораздо больше: круглосуточно следить за пульсом, оценивать сон, измерять насыщение крови кислородом, фиксировать температуру кожи, рассчитывать уровень стресса и восстановления, записывать ЭКГ и даже предупреждать о некоторых нарушениях ритма. В исходных материалах встречаются устройства, которые идут ещё дальше и заявляют практически медицинский контроль организма без анализов и привычных приборов.Выглядит это очень привлекательно. Вместо тонометра, пульсоксиметра и других устройств достаточно носить один небольшой гаджет, а утром открывать приложение с готовым отчётом. Особенно удобна такая идея для человека с ограниченной подвижностью: не нужно каждый раз доставать оборудование, надевать манжету или просить помощника провести измерение.
Но здесь проходит важная граница между мониторингом и диагностикой. Носимое устройство действительно способно собирать огромное количество полезных данных. Проблема начинается тогда, когда расчётный показатель приложения воспринимают как результат медицинского исследования.
Из архивных материалов хорошо видно: сильная сторона носимой электроники заключается прежде всего не в одном измерении, а в способности наблюдать человека часами, днями и месяцами. Именно динамика часто оказывается интереснее отдельной цифры.
Что находится внутри носимого устройства
Современный гаджет способен содержать сразу несколько датчиков.Часть измерений основана на анализе света, проходящего через ткани или отражающегося от них. Другие датчики регистрируют движение. Некоторые устройства оценивают температуру поверхности кожи. В более сложных системах присутствуют электроды для регистрации электрических сигналов сердца.
Из комбинации этих данных программное обеспечение пытается построить картину происходящего с организмом.
И здесь важно разделить то, что датчик действительно зарегистрировал, и то, что программа рассчитала на основании этих данных.
Например, движение руки можно зарегистрировать непосредственно.
А вот вывод о том, что человек в определённый момент находился в конкретной стадии сна, уже является результатом алгоритмической интерпретации.
Это не одно и то же.
Пульс — один из наиболее понятных показателей
В большинстве современных часов, браслетов и колец есть оптический датчик пульса.Устройство направляет свет в ткани и анализирует изменения кровенаполнения, возникающие при каждом сердечном сокращении.
Таким образом можно достаточно регулярно получать информацию о частоте сердечных сокращений без постоянного ношения электродов.
Главное преимущество становится заметным не тогда, когда человек один раз посмотрел:
пульс — 72.
Гораздо интереснее увидеть:
как пульс меняется во время сна;
что происходит при физической активности;
как быстро он возвращается к обычному уровню;
изменился ли привычный пульс в покое за последние недели.
То есть снова появляется преимущество динамики.
Но часы на запястье — это не электрокардиограф
Оптическое определение пульса и запись ЭКГ — разные технологии.По пульсовой волне устройство может оценивать частоту сердечных сокращений и замечать некоторые особенности ритма.
Но полноценная электрокардиограмма регистрирует электрическую активность сердца.
Некоторые носимые устройства действительно умеют получать ограниченную запись ЭКГ при контакте пользователя с электродами. Однако даже такая функция не превращает часы в полную замену многоканальной медицинской электрокардиографии.
Носимый гаджет может оказаться полезен, например, если необычный ритм возникает эпизодически и пользователь успевает записать событие.
Но вывод:
«часы ничего не нашли — значит сердце точно здорово»
будет неправильным.
К домашней ЭКГ мы ещё вернёмся отдельно, поскольку в архивном пуле для неё есть собственный интент.
HRV: цифра, которую приложение любит превращать в оценку организма
В материалах об умных кольцах постоянно встречается вариабельность сердечного ритма — HRV.Сердце не работает как метроном с совершенно одинаковыми интервалами между ударами.
Время между последовательными сокращениями немного изменяется.
Эти колебания связаны, в частности, с работой автономной нервной системы.
Носимые устройства используют HRV в своих алгоритмах восстановления, нагрузки, сна и так называемой готовности организма.
И здесь особенно легко совершить ошибку.
Увидеть:
А затем решить:
Отдельное значение HRV сложно интерпретировать вне контекста. На него способны влиять сон, нагрузка, стресс и множество других факторов.
Поэтому для обычного пользователя значительно интереснее собственная тенденция, чем сравнение своей цифры с показателем другого человека.
«Готовность организма» прибор напрямую не измеряет
Умное кольцо может утром показать условную оценку восстановления или готовности.Создаётся впечатление, будто внутри устройства находится специальный датчик «запаса сил».
Конечно, такого датчика нет.
Приложение объединяет несколько параметров — например, сведения о сне, пульсе, HRV, активности и температурных изменениях — а затем алгоритм рассчитывает итоговый показатель.
Это удобный способ представить большое количество информации одной цифрой.
Но расчётный индекс нельзя путать с отдельным физиологическим показателем.
Особенно странно полностью менять планы только потому, что приложение сегодня выдало немного меньшую оценку, хотя человек чувствует себя обычно.
Алгоритм может подсказать, на что обратить внимание. Последнее слово всё равно остаётся не за цветным кружком в приложении.
Температура кожи — не то же самое, что температура тела градусником
Умные кольца и некоторые часы способны отслеживать температурные изменения.Но устройство, находящееся на пальце или запястье, измеряет не то же самое, что привычный медицинский термометр.
На поверхность кожи влияют окружающая температура, кровоток и другие условия.
Поэтому особенно полезной может оказаться не попытка получить «температуру тела до десятой доли градуса», а наблюдение за отклонением от собственной обычной температурной картины.
В одном из исходников описывается именно такой подход: система замечает, что температурные показатели пользователя несколько дней отличаются от его привычного уровня, и обращает на это внимание.
Это хороший пример сильной стороны носимых устройств.
Не обязательно знать абсолютную температуру идеально, чтобы заметить необычное изменение тенденции.
А что с сатурацией?
Некоторые часы и кольца оценивают SpO₂ — насыщение крови кислородом.Принцип частично напоминает работу пульсоксиметра: используются оптические датчики.
Но условия измерения на запястье или пальце в носимом устройстве могут отличаться от обычного медицинского измерения.
Положение гаджета, движение, контакт с кожей и качество периферического кровотока способны влиять на результат.
Поэтому мы снова возвращаемся к правилу из статьи о пульсоксиметрах:
неожиданная цифра требует оценки качества измерения и состояния человека, а не немедленного диагноза.
Если сатурация действительно имеет медицинское значение для конкретного пациента, способ её контроля должен соответствовать рекомендациям медицинского специалиста.
Почему кольцо иногда получает хороший сигнал
Палец хорошо кровоснабжается, поэтому он является интересным местом для оптических измерений.Кроме того, кольцо способно довольно плотно и стабильно контактировать с кожей.
Именно поэтому производители носимых колец активно используют измерения пульса, HRV, температуры и других параметров во время сна.
Есть и практическое преимущество.
Устройство маленькое, не имеет большого экрана и может меньше мешать ночью, чем массивные часы.
В архивных материалах именно сон и восстановление являются одними из главных областей применения умных колец.
Но хороший контакт датчика с пальцем не делает каждый рассчитанный приложением показатель медицински точным.
Как гаджет понимает, что человек спит
Он не наблюдает непосредственно за работой мозга так, как это происходит при специализированном исследовании сна.Вместо этого используются косвенные признаки.
Устройство знает, насколько человек двигался.
Видит изменения частоты сердечных сокращений.
Может анализировать HRV, дыхательные параметры и другие доступные сигналы.
После этого алгоритм делает вывод:
вероятно, человек заснул;
вероятно, проснулся;
вероятно, находился в определённой фазе сна.
Именно слово «вероятно» здесь очень важно.