Смарт часы врут о здоровье? Вредны ли они? Разбираемся⁠⁠

Привет, уважаемые туристы. Сегодня я бы хотел поговорить на немного отдаленную от туризма тему, но все еще достаточно близкую всем туристам - смарт часы. Были у меня к ним определенные вопросики, скорее не со стороны походного гида, а со стороны врача.

Только лишь за 2024 год россияне приобрели больше 6 млн часов, а по всему миру продажи достигли более 150 млн единиц. В первую очередь, люди берут себе часы для отслеживания своих тренировок, показателей здоровья (пульс, сатурация крови кислородом, сон и т.д.). Также ради того, чтобы оставаться на связи через уведомления, прием звонков, и удобства пользования смартфоном (контроль проигрывания музыки, будильники и т.д.).

В погоде за продажами, чтобы обрадовать инвесторов, бренды стараются втиснуть самые последние разработки в каждое новое поколение своих устройств. Часы не остались в стороне. Некоторые (Apple) даже пытаются зарегистрировать свои смарт-часы, как медицинское устройство (но FDA дали категорию лишь устройства, подходящего для исследовательских целей, не медицинского мониторинга).

Но вот в чем вопрос. Так ли точны эти технологии? Стоит ли им вообще доверять? О каких минусах и проблемах маркетологи осознанно умалчивают? Давайте разбираться.

Для упрощения темы, я решил разбирать все по функциям. Нужно понять, на какой технологии они работают, чтобы понимать их недостатки и ограничения. Начнем с пульса, затем перейдем к более сложным показателям.

Частота сердечных сокращений (ЧСС) на основе ФПГ

Видели зеленые диоды на внутренней поверхности часов? Рядом с ними находится фотодатчик, замеряющий изменения цвета света диодов, отраженного от вашей кожи. Это очень мелкий фотоплетизмограф (далее, ФПГ). Суть его проста, он измеряет изменение объема крови в участке запястья (в случае часов) и расчитывает ЧСС на основе этой информации.

Сердце сократилось ➡️ кровь протолкнулась вперед ➡️ крови стало больше в момент сокращения ➡️ кожа с кровенаполненными сосудами стала темнее ➡️ цвет изменился ➡️ фотодатчик замерил изменения.

На деле:

Самая очевидная проблема - холод. В холодных условиях сосуды периферии рефлекторно сжимаются, чтобы ограничить теплопотери организма. Пульсовая волна становится очень слабовыраженной, а значит и ослабевает кровенаполнение кожи (периферия). Особенно на оголенном запястье, да и в целом, когда трясет от холода.

Как мы теперь знаем, ФПГ зиждится на пульсовой волне, а значит точность падает колоссально (в прикреплённом обсуждении пользователь жалуется, что его бег обычно до 140 разгонял, а в холодную погоду часы дают 170). Большое количество людей бегает на улице в любую погоду, а уж в подавляющем большистве многодневных походов прохладно чуть чаще, чем всегда. Но о таких ограничениях сенсоров бренды не спешат рассказывать в промо-материалах.

Другая проблема: плотное прижатие часов. Если даже частично пережать сосуды часами, волна будет изменена. В этом плане может помочь ремешок с недискретной регулировкой (типа липучки), чтобы легче найти "золотую середину".

Решение: если вам крайне важны точные результаты вне зависимости от погоды, рассморите нагрудный пульсометр с электрическим датчиком. Он напрямую регистрирует электрическую активность сердца, а не косвенные данные пульсового кровенаполнения кожи.

Контраргумент: мой друг бегун возразил мне, что это секрет Полишинеля. Что правда, многие пользователи в курсе этой проблемы. Но мне кажется, что так же многие пользователи становятся жертвами УМАЛЧИВАНИЯ этой информации в промо-материалах. С политикой которых я все же не согласен.

Жертва в угоду заряда

Я, конечно, понимаю, что по закону все чисто. Обобщения, собственные выводы на основе юридически отполированного текста рекламы, это ответственность, в первую очередь, пользователя. Но некоторые выводы вполне легко можно сделать, поэтому мне хочется раскрыть данную тему подробнее.

Те цифры частоты сердечных сокращений, что вы видите на экране часов, являются ПРИМЕРНЫМ числом за минуту. В отличие от прямого учитывания каждого изменения графика плетизмографии. Дело в том, что непрерывное питание яркого светодиода (а чаще несколько диодов), дело вполне затратное для 400-600mAh заряда. Поэтому для экономии заряда батареи, устройство проводит замеры с интервалами 2-5 секунд, в зависимости от режима часов в данный момент времени. Затем проходит "додумывание" данных и вы получаете ЧСС.

ВАЖНО: для тренировок и понимания своего ЧСС в тренировку это отличная штука. Но, на основании вышеперечисленного, я хотел бы предупредить пользователей смарт часов, что ДАЛЬШЕ в выводах о своем здоровье заходить нельзя. О том, что сердце бьется с нерегулярной частотой (аритмия) часы не скажут. На качественный медосмотр все еще надо ходить :) Все, я в р о д е додушнил, чувствую себя лучше. Хотя стоп..

Некоторые часы обладают режимом ЭКГ (прямое считывание электрической активности сердца). С его помощью можно сделать замер напрямую, и отправить его своему врачу. Что круто в условиях аритмии типа ФИБРИЛЛЯЦИИ ПРЕДСЕРДИЙ. Но и тут есть уточнения, которые я бы хотел донести до потребителя.

1. ЭКГ записывается в ОДНОМ отведении. Профессиональный аппарат ЭКГ записывает 12 отведений минимум.
   Представьте, на работе вам дают смоделировать деталь по плоскому фото, а не 12 фото со всех сторон. Определенные виды наружений электрической активности сердца покажут нормальную картину на 1 отведении.

2. Точность и степень разрешения на часах достаточно меньше, чем у аппарата ЭКГ. Аналогией будет сравнение детализации на видео 360p и 8К 360 градусов. Часть данных съело качество и ограничения линзы.

3. Встроенный алгоритм не распознает короткие пароксизмы (приступы) фибрилляции, но вердикт ставит положительный. Что недопустимо. Об этом на этой странице.

Вывод: даже режим ЭКГ с встроенным анализом данных имеет БОЛЬШИЕ мёртвые зоны и НЕ ЗАМЕНЯЕТ ПРОФЕССИОНАЛЬНЫЙ ЭКГ. Хорошие медосмотры обязательно нужно проходить, НА ДАННОМ уровне технологии, часы не заменяют диагностику сердца.
Все, теперь точно додушнил по пульсу, ЧСС и ЭКГ :) Идем дальше.

Сатурация SpO2

Разница в датчиках:

Ну казалось бы, в чем может быть разница в таком простом устройстве, как пульсоксиметр. Но, оказывается, она есть и тут. Основа у них одинаковая, кровь разного цвета по-разному поглощает свет диода, а фотодатчик измеряет разницу. Но разница достаточно существенная, классический пульсоксиметр располагает диод и датчик ДРУГ НАПРОТИВ ДРУГА. То есть палец/мочка просвечивается насквозь, к тому же находится это в прекрасно кровоснабженном участке с развитой капиллярной сетью. К тому же, медицинский пульсоксиметр подпружинен и плотно прилегает, защищая от засвета внешними источниками.

В случае часов, датчик и диод находятся на одной стороне, что дает большую неточность, т.к. используется отраженный свет (более зависим от условий). Данные так же будут варьировать в случае изменения цвета запястья (ссадины, татуировки). Что еще важно, часы не подпружинены к запястью, натяжение ремешка непостоянное, возможны засветы и прочие артефакты (движение сильнее выраженно без пружины).

Ограничения пульсоксиметрии в целом

Хотелось бы по пути немного рассказать про пульсоксиметрию для общего знания. В походах люди часто используют пульсоксиметрию в часах для понимания своего состояния. Мы с ребятами баловались на стоянке на 4500м в Таджикистане. И тут кроется проблема, связанная с ФПГ датчиками в целом (что часы, что медицинские пульсоксиметры). ХОЛОД. Спазм сосудов от холода может ухудшить ваши показатели без РЕАЛЬНОГО ухудшения газового состава крови (причины те же, что и в случае с пульсом ранее). Так что не спешите бегать-прыгать, если цифры хорошие, или же падать в обморок, если показатели плохие.

Решение: берите с собой полноценный медицинский пульсоксиметр, прогревайте палец перед использованием, постарайтесь создать темные условия без засветов для датчика.

Сон (фазы сна, качество сна)

Многие пользователи жалуются на неточность в определении фаз сна между разными часами. Эти жалобы вполне обоснованы. Все дело кроется в технических ограничениях часов и точности алгоритмов на борту устройств.

Что еще важно понимать, хоть для данного режима бренды юридически подготовились, назвали его Sleep tracking (отслеживание сна), или sleep monitoring (мониторинг сна), для обозначения фаз сна они используют вполне клиническую терминологию, типа REM-фазы.

Клинические данные медицинской ПСГ (полисомнографии) о фазах сна, типа N1, N2, N3, R, были собраны и проанализированы с помощью данных БОЛЬШОГО количества датчиков с НЕПРЕРЫВНОЙ записью данных. Прямое измерение электрической активности мозга (ЭЭГ), регистрация движения глаз (ЭОГ), ЭКГ, движение мышц (ЭМГ), движение воздуха из носа и рта, пульсоксиметрия (SpO2) и т.д.

В то время, как на большинстве часов есть ФПГ, акселерометр, гироскоп, микрофон. В некоторых часах есть еще и датчик SpO2. ВАЖНО: ЭКГ не считается, т.к. для его использования нужно активно прикасаться к часам второй рукой. Обязательно напомню, что ФПГ часов измеряет прерывисто (значит это ОРИЕНТИРОВОЧНЫЕ данные). SpO2 часов измеряет (так же прерывисто) менее точный отраженный свет, к тому же во сне вы не контролируете постоянное равномерное прижатие часов к руке.

Чтобы прикинуть то, в какой фазе сна находится пользователь, алгоритмы часов используют КОСВЕННЫЕ признаки. В фазу REM, например, не используются данные с глаз и подбородка, а косвенные (малоподвижность с акселерометра, вариабельность ЧСС).
Что еще важно: нет отличий между N1, N2, N3 фазами, используются лишь поверхностные "легкий сон", "глубокий сон". Т.к. тут уже сову на глобус при всем желании не натянешь. Датчиков и косвенных данных не хватает.

Что мы получаем? В чем проблема?

1. Часы анализируют сон через несколько этапов приближений. Первый: фазы сна ассоциируются с косвенными признаками фаз. Второе: датчики чсс используют алгоритмы для приближенного показателя ЧСС. Третье: некоторых датчиков нет, поэтому некоторые фазы сна высчитываются по принципу: не REM, не глубокий, значит поверхностный сон.

2. Датчики более подвержены ошибкам. Неплотное и непостоянно прижатие к запястью. Отраженный метод считывания пульсоксиметрии вместо прямого. Еще больше неточностей вносится в измерения.

Вот на основе приближений и строится общая оценка сна. Некоторые часы отходили от полисомнографических данных в определении фаз сна на 35-40 процентов. Отсюда и неточности, и странные ощущения, ведь поспали вы хорошо, а "батарейка" по часам не восстановилась. Но об этом дальше.

Скрытая важная проблема

На основе всех этих измерений, как и на основе любых данных, пользователь строит свои предположения и прикидки. Что абсолютно понятно и ожидаемо, но кроет за собой неожиданные проблемы.

Эффект ноцебо

Все слышали про эффект плацебо. Ноцебо обладает обратным действием, когда плохая информация может влиять на состояние человека без прямого воздействия. У моих знакомых часы показывали, что "надо подвигаться, а то малоактивный вы какой-то". Но за день до этого заявления, пользователь пробегал марафон и, естественно, отдыхал. Малоактивностью не страдал. Понятно, что в случае марафонца он просто посмеется и смахнет это уведомление. Но мнительный человек будет чувствовать себя хуже.

То же самое касается и "оценки" сна. Более плохой результат на экране часов может иметь отрицательный эффект. Пользователь может придавать куда большее значение любому отрицательному ощущению, абсолютно не связанному с фактическим недосыпом (которого и не было). В большинстве своём, если вы плохо выспались, вы и так это поймете. Но "объективные" цифры могут усилить негативный эффект на ваше состояние, при чрезмерной фиксации на данных.

Промежуточный вывод: если у вас нет серьезных проблем со сном (сонное апноэ), старайтесь не обращать внимание на эти данные, а то и вовсе не анализировать эти метрики. На данный момент технология достаточно сырая. Ни в коем случае не игнорируйте полноценную полисомнографию, чтобы выявить нарушения, если на то есть подозрения.

Постоянно онлайн

На первый взгляд, уведомления это удобно. Но по факту, даже на телефоне, уведомления отвлекают, выбивают из колеи, концентрации на выполняемой задаче. Вернуться в работу после внезапного уведомления крайне сложно. Мозг постоянно напряжен, нервная система в постоянном напряжении. В данный момент вредность постоянного давления связи изучается, но имеющиеся данные уже неутешительны. Это отдельная огромная тема, которую можно было бы покрыть отдельной статьей, но сейчас затрону ее лишь частично.

Выводы

Важно сказать, я не против смарт-часов, как технологии. Мне лишь противна осознанная недосказанность и утаивание недостатков со стороны брендов, а так же откровенная недоизученность последствий использования таких технологий в массе людей. В мире почти каждый второй покупает часы для отслеживания показателей здоровья, а в курсе недостатков лишь единицы. А то выходит, что людям впихивают бутерброд с тухлыми ингредиентами. 80 процентов вкусно и свежо, а вот 20 могут отравить.

Многие читатели канала сообщили и о других фукциях, которые они используют. Навигация, карты, секундомер, запись GPS трека, альтиметр для показаний высоты восхождения, будильник, определение экстренных медицинских ситуаций и пр. К этим функциям у меня претензий нет (хотя специалисты соответственных областей могут сами покопаться) 😅.

Целью этого материала скорее является освещение темных уголков маркетинга смарт-часов, а если вы узнали что-то новое, напишите мне об этом в комментариях :)

Если вы вдруг захотите пойти со мной в поход, или обсуждать околотуристические темы, я обычно пишу тут.

Спасибо за внимание!