Як працюють треки для сну та фітнесу, і чи варто вони це робити

Якщо ви читали статті про фітнес-трекерів, вони, напевно, були написані нав'язливими наркоманами, які порівнюють їх, наскільки добре вони можуть відслідковувати ці їзди на велосипеді або марафон. Ну, я не один з них. Але технологія в трекерах сну і фітнесу досить дивовижна, про яку варто писати. І так, вони також можуть надавати користь для здоров'я для всіх нас, які отримують фізичні вправи, коли час дозволяє.

Трекери, як і більша частина цифрового руху здоров'я, пройшли довгий шлях за останні кілька років. З простих і не дуже точних лічильників кроку кілька років тому вони перетворилися на пристрої, які можуть контролювати ваш пульс, сон і інші життєво важливі ознаки. Однак вони далекі від досконалості, тому вони також можуть надавати незаслужене враження точності.

Як виконується степінг-стеження

Найпростіша форма підрахунку кроків полягає в тому, щоб використовувати дані акселерометра пристрою та Інерційної вимірювальної групи (IMU) для виявлення ритмічних рухів, які узгоджуються з рухом назад і вперед, який зазвичай йде разом з ходьбою або бігом. Використовуючи дані обох сенсорів, пристрій намагається відфільтрувати помилкові спрацьовування.

Пристрої з висотомірами часто дозволяють підрахувати, скільки сходів (або еквівалент) ви піднялися. Тут також потрібний фьюжн сенсор, так що висота, отримана під час водіння або польоту, не приписується вашому фітнесу (сором за технічних журналістів, які витрачають багато часу на літаки).

Відстеження сходження може бути ще більшим. Наприклад, мій Fitbit Versa регулярно повідомляє про десятки поверхонь, піднятих під час гри в теніс, хоча кожен поверх має становити 10 футів висоти під час ходьби або бігу. На відміну від мене, Huawei Band 3 Pro не обманює. Але, Versa робить кращу роботу keeping з моїм бігаючим та вниз сходами протягом дня.

Відстеження фітнесу: ще одне поле, яке очолює його керівник AI

Як і в багатьох галузях технології, цифрове здоров'я значно покращилося завдяки використанню AI. Наприклад, замість написання довгих послідовностей складного коду на основі фізичних моделей для підрахунку кроків, сучасні трекери покладаються на нейронні мережі, які використовують машинне навчання для визначення кроків. Аналогічним чином, замість того, щоб покладатися на людський аналіз даних про сон для кожного пацієнта, трекери мають системи, які навчаються на величезних обсягах даних, позначених людиною. Як наслідок, вони можуть категоризувати інформацію від датчиків від користувачів до не тільки сну або пробудження, але навіть конкретного типу сну.

Як працює моніторинг ЧСС

Якщо ви коли-небудь мали проблеми з серцем, ви могли бути підключені до машини з різноманітними електродами для моніторингу вашого серця (ЕКГ або ЕКГ). Ці електроди вимірюють малі електричні струми, що випромінюються «клітинами кардіостимулятора» у вашому серці. Кращі серцеві монітори споживчого класу використовують спрощену версію тієї ж техніки. Використовується грудний ремінь з електродами зсередини. При такому підході можна отримати як дуже точне вимірювання частоти серцевих скорочень, так і розрахувати варіабельність серцевого ритму (HRV), що стає все більш популярним показником фітнесу.

На жаль, показання від оптичного трекера, розміщеного на зап'ясті або в кільці, схильні до коливань під час руху. Зокрема, якщо ви працюєте або бігаєте подібним темпом до частоти серцевих скорочень, то трекер може підібрати цю каденцію і подумати, що це ваше серцебиття. Це часто називають "проблемою кросовера". Оскільки тільки близько 1% світла, відбитого від шкіри, пов'язане з сигналом серцевого ритму, існує багато можливостей для помилок.

Щоб допомогти в цьому, багато трекерів також включають акселерометр, який допомагає їм нехтувати неправильними даними. Кількість відображеного світла також змінюється в залежності від рівня освітленості, оскільки, якщо ви не знаходитесь у темній кімнаті або повністю закриті рукою та зап'ястями, виникне деяке забруднення світла світлодіодами. Вищі пристрої включають моніторинг навколишнього світла для мінімізації цієї проблеми.

Завдяки цим проблемам найбільш точними пристроями оптичного серцевого ритму є пов'язки і кліпи, які йдуть на ваш палець. Звичайно, ні один з них не є настільки простим у використанні, як трекер на зап'ясті або навіть кільце, тому багато роботи було зроблено для створення більш точного відстеження частоти серцевих скорочень для популярних пристроїв, які можна носити весь день (і вночі). Виробники фірмових моделей від Garmin, Fitbit та інших заявляють про точність в межах 5 відсотків від медичного пристрою для своїх зап'ястних трекерів. Це досить розумно, якщо ви просто хочете загального вимірювання вашого здоров'я, і оцінити, скільки "кардіо" час ви отримуєте від вправ кожен день, але, звичайно, недостатньо добре для підготовки елітних спортсменів.

Як експеримент, я влаштував себе п'ятьма пристроями для відстеження швидкості серця. Для початку, ми маємо Sleeptracker з FullPower під нашим матрацом (який використовує тиск і вібрацію для вимірювання частоти серцевих скорочень під час сну). Потім я спробував годинник ZeTime, Fitbit Versa, Huawei Band 3 Pro і недорогий пульсоксиметр. Хоча дані з ZeTime мало не давали мені коронарного (це показало деякі масові шипи під час сну, що, звичайно, не виглядало здоровим), інші чотири трекери, як правило, були послідовними за схемою і досить близькими за фактичними значеннями. Я впевнений, що деякі з цих відмінностей були викликані тим, що потрібно було носити кілька одразу, тому жоден з них не був у ідеальному місці. Жодне з цих пристроїв недостатньо точні для розрахунку ВСР. Провідний виробник ВСР EliteHRV лише з цією метою повністю підтримує пристрої для ремінця в грудях.

Використання ЕКГ для виявлення A-fib

Незважаючи на те, що Apple Watch 4 не є першим, що можна носити, щоб забезпечити користувачам електрокардіограму (ЕКГ), вона є найпопулярнішою. Зокрема, за бажанням, останній Apple Watch може забезпечити відстеження ЕКГ і виявити, чи може користувач страждати від нерегулярного серцебиття - в даному випадку фібриляція передсердь або a-fib. Це робиться шляхом вимірювання електричних імпульсів, що посилаються серцем, коли вони досягають годинника. Щоб отримати читання, користувач кладе свій палець поруч з годинником протягом 30 секунд, щоб закрити ланцюг. Сам по собі діагностування нерегулярного серцебиття може не означати багато, але це є достатньою підставою для подальшої оцінки медичним працівником. Apple допомагає процесу, надаючи PDF-файл ЕКГ, який користувач може направити своєму лікарю.

Щоб підтвердити ефективність цієї можливості, Apple фінансує велике дослідження, що показує, що власники його годинника 4, які використовують цю функцію, отримують подібні переваги для тих, хто носить медичний пристрій, у більш типовому тижневому оцінюванні. Є очевидні переваги раннього виявлення симптомів можливої хвороби серця. Тим не менш, медична спільнота розділена з приводу того, наскільки важливо діагностувати А-фібр у здорових людей, які не мають специфічної схильності до хвороб серця. У будь-якому випадку, ця здатність, безумовно, є смаком того, що, ймовірно, буде подальшим розвитком у відстеженні здоров'я серця через популярні носії.

Відстеження сну в порівнянні з дослідженнями сну

Мій досвід роботи з п'ятьма різними трекерами, які повідомляють про сон, свідчить про те, що споживчі продукти можуть робити розумну роботу зі створення грубого викладу стану вашого сну та стану, і, можливо, приблизно загального часу, витраченого в кожному з позначених станів сну. Вони зазвичай називаються Light, Deep і REM, хоча дослідник сну, з яким я говорив, сказав, що медичний REM є достатньо важливим, щоб вони почали класифікувати сон в REM і не-REM. У будь-якому випадку, жоден з двох трекерів не узгоджувався на постійній основі.

Хмара та власний датчик AI, що використовують Sleeptracker, призводять до даних про сон, які я відчуваю найбільш впевненим.

Найбільш довго використовуваним трекером сну є Sleeptracker. Сенсор сенсора проходить під вашим матрацом, тому він абсолютно без проблем. Fullpower також зробила відмінну роботу зі створення статистики охорони здоров'я на основі вашого демографічного профілю в порівнянні з його спільнотою користувачів. Це дозволяє їм надати деякі цікаві та потенційно корисні поради з тренування. Розміщення датчика також допомагає їм виміряти частоту дихання - те, що типові фітнес-трекери, які я використовував, не могли оцінити. На жаль, для цікавих, Fullpower не розкриває жодної інформації про сенсори, які він використовує, крім того, що вони є власною власною конструкцією.

Fitbit Versa дані про сон від тієї ж ночі. Загальна картина і загальний час подібні, але конкретні етапи змінювалися зовсім небагато.

Більшість інших трекерів сну, що використовуються, є просто фітнес-трекерами, які можуть здійснювати безперервний моніторинг частоти серцевих скорочень. Вони аналізують дані, включаючи, скільки ви рухаєтеся і ваш серцевий ритм, щоб оцінити, чи ви спите або не спали, і на якому етапі сну ви знаходитесь. діагностування апное сну. Однак, при запуску Beddr є пристрій, який можна прикріпити до лоба, який також включає пульсоксиметр і може бути використаний для виявлення подій апное. Ринки Fitbit, що його Charge 3 і Versa мають датчики SpO2 (pulse-ox), але фактично нічого не роблять.

Дані про сон Huawei з тієї ж ночі (носять поруч із Versa) демонструють набагато більше часу в глибокому сну, ніж будь-який інший трекер, що відповідає 20-60-відсотковим довідковим даним, що також здається високим у порівнянні з тестами іншими компаніями. Застереження: Носіння двох трекерів на одному зап'ясті або навіть на кожному зап'ясті (я намагався в обох напрямках), звичайно, не є ідеальним способом порівняти їх.

Кількісна Я на шляху

Хоча трекери з фітнесу та сну мають довгий шлях, перш ніж вони знаходяться на одному рівні з медичними процедурами, прогрес був і, ймовірно, продовжуватиме бути швидким. Сенсори стають меншими, менш дорогими і більш точними в той же час, що збільшується обчислювальна потужність і вдосконалюються інструменти аналізу. Те, що взяли великі годинники пару років тому, тепер можна зробити кільцем. Наступним кроком буде пошук більш широкої інтеграції персональних пристроїв стеження з професійною системою охорони здоров'я. Це вже починає відбуватися на обмеженій основі, але, ймовірно, стане звичайним явищем.

[Зображення: PPG]