Какви здравни показатели могат да проследяват смарт часовниците?

Мониторинг на сърдечен ритъм и кардиален ритъм: Основни възможности на функциите за здраве на умните часовници

Как PPG сензорите осигуряват непрекъснат мониторинг на сърдечния ритъм

Съвременните смарт часовници разчитат на нещо, наречено фотоплетизмография или накратко PPG, за да следят сърдечния ни ритъм. Начинът, по който работи, е доста интересен – зелени LED лампи проникват през кожата и улавят тези миниатюрни колебания в кръвния поток в капилярите ни. След това тази информация се преобразува в числата за BPM, които виждаме на китката си. Според проучване, публикувано в „Nature“ миналата година, водещите марки постигат точност от около 95%, когато човек е в покой, благодарение на умен софтуер, който комбинира данните от PPG с информацията от акселерометъра, като по този начин филтрира всякакви движения или треперения, които биха могли да повлияят на измерването. Това, което прави тази технология толкова ценна, е възможността хората да следят сърдечния си ритъм в покой през целия ден, да определят интензивността на тренировките и дори да откриват модели в това колко бързо се възстановява организма след физическо натоварване.

Точност и ограничения на данните за сърдечен ритъм от потребителски клас

Според различни проучвания повечето дневни измервания на сърдечния ритъм са с точност около 90%, макар че нещата стават по-сложни по време на интензивни тренировки, когато показанията изостават с около 15 до 20 секунди поради смущения в сигнала. Хората с по-тъмна пигментация на кожата или тези с татуировки на китката често установяват, че устройствата им не работят добре, тъй като сензорите не улавят сигнали еднакво надеждно при определени типове кожа. За общи фитнес цели тези PPG системи за потребителска употреба се справят достатъчно добре, но са далеч от качеството на истинското медицинско оборудване. Вземете например откриването на фибрилация на сърдечните предсърдия – обикновените носими устройства я засичат само в около 73% от случаите, в сравнение с правилните ЕКГ апарати, използвани в болниците. Затова компаниите постоянно подчертават, че продуктите им не са предназначени за диагностика, а просто да предупредят потребителите, ако нещо в сърдечния им ритъм изглежда нередно.

Клинически случай: Откриване на фибрилация на сърдечните предсърдия с оптични сензори

Наскорошно проучване изследва 400 души, носещи смарт часовници с технология PPG. Тези устройства засичаха необичайни сърдечни ритми, които биха могли да сочат на ФМ, приблизително в 84% от случаите, когато бяха тествани правилно. Когато потребителите получаваха известия да проверят сърцето си чрез ЕКГ, лекарите установиха с 32% по-малко случаи, които не бяха забелязани в продължение на шест месеца. Комбинираният подход, при който часовниците извършват първоначални проверки, след което изпращат хората за подходящи изследвания, е станал често срещан при носимите технологии, одобрени от FDA. Той помага за по-ранно откриване на проблеми, но все още изисква потвърждение от реални медицински специалисти, вместо изцяло да се разчита на показанията от устройството.

Известия в реално време за аритмии и тенденции в интеграцията с мобилни приложения

Интелигентните системи анализират как бие сърцето на човек в сравнение с това, което е нормално за него лично, след това забелязват когато нещата започват да се отклоняват и изпращат предупреждения. Наскорошно проучване на Института Понемон от 2024 г. разкрива още нещо интересно – около 58 процента от хората, които получават тези съобщения за известяване чрез мобилни приложения, всъщност се обаждат на лекари в рамките на само един ден. Повечето съвременни устройства сега се свързват директно с болнични бази данни, така че лекарите могат да виждат месеци наред данни за ритъма на сърцето, без да зависят от пациентите да си записват информацията.

ЕКГ и мониторинг на кислорода в кръвта: напреднали здравни функции на интелигентния часовник

ЕКГ с единичен отвод в интелигентни часовници: как работи и одобрени от FDA устройства

Часовниците с вградена ЕКГ функция работят, като измерват електрическите процеси в сърцето чрез сензори, разположени на задната страна на устройството и около бутона отгоре. Когато някой докосне този бутон, се затваря електрическата верига, необходима за часовника да улови ритъма на сърцето. Управлението по храните и лекарствата (FDA) е одобрило тези устройства, след като те издържат строги изпитания. Проучване, публикувано миналата година в списание Journal of Cardiac Electrophysiology, установи, че когато хората седят неподвижно, тези смарт часовници съвпадат със стандартните болнични ЕКГ апарати приблизително в 98 от 100 случая при засичане на нерегулярни сърдечни ритми, известни като фибрилация на предсърдията.

Засичане на фибрилация на предсърдията и други аритмии чрез ЕКГ по заявка

Показанията на ЕКГ по заявка позволяват на потребителите активно да проверяват за аритмии. Системите отбелязват нерегулярни форми на вълни, характерни за фибрилация на предсърдията, което насърчава своевременно медицинско консултиране. Въпреки това, повечето битови устройства не могат надеждно да идентифицират сложни аритмии, като например вентрикулярна тахикардия. Поради това те функционират най-добре като скринингови средства, а не като замяна на клинична диагностика.

Проследяване на SpO2 чрез рефлективна пулсоксиметрия и дихателни показатели

Пулсовите оксиметри, които използват рефлектираща технология, работят чрез излъчване на червена и инфрачервена светлина през капилярите в кожата ни, за да оценят нивото на кислород в кръвта, известно като SpO2. Повечето хора имат показания между 95% и 100% през деня, макар че потребителските устройства не винаги са напълно точни. Те могат да се различават от болничните монитори с около 3 до 5 процентни пункта, особено когато човек се движи или има по-тъмни тонове на кожата. Новото поколение от тези устройства всъщност проследява едновременно шаблоните на наситеност с кислород и дишането, което помага за откриване на проблеми като апнея на сън или ниски нива на кислород през нощта.

Предизвикателства за точността при движение или състояния с ниска перфузия

Три основни фактора ограничават надеждността на разширени метрики:

• Артефакти от движение, нарушаващи оптичните сигнали по време на физическа активност
• Намалена перфузия в студени среди поради вазоконстрикция
• Невъзможност за оценка на кръвното налягане въпреки достъпа до данни от ЕКГ и SpO2
  Въпреки че адаптивните алгоритми помагат за намаляване на грешките, клиничната валидация остава ограничена извън контролирани условия, особено при динамично използване в реални условия.

Проследяване на сън и активност: Ежедневни индикации за благополучие от умни часовникови здравни инструменти

Съвременните смарт часовници преобразуват биометрични входни данни в значими индикации за благополучие чрез анализ на съня и наблюдение на активността. Според проучване от 2023 г. Преглед по сънна медицина 72% от потребителите са съобщили за подобрено качество на съня след три месеца последователно проследяване.

Автоматично разпознаване на фази на сън чрез HRV и акселерометрия

Смарт часовниците днес са станали доста добри в определянето на етапите на нашето сънно цикъл. Когато комбинират измервания на вариабилността на сърдечния ритъм с проследяване на движението от ускорометри, повечето модели могат да познаят на кой етап сме по време на сън с точност от около 85 до 92 процента в сравнение с лабораторните тестове, наречени полисомнография, според проучване, публикувано миналата година в списание Journal of Sleep Research. Начинът, по който тези часовници работят, също е доста интересен – те наблюдават кога сърдечният ни ритъм забавя и проследяват миниатюрни движения през нощта, за да създадат картина на моделите на нашия сън. Това помага да се откриват проблеми по време на много дълбоките етапи на сън (наречени N3) и REM сън, когато мозъкът обработва спомените, което има голямо значение за това колко уморени се чувстваме на следващия ден. Някои водещи производители започват дори да добавят сензори за температурата на кожата, което още повече подобрява проследяването на съня. Тази допълнителна функция е особено полезна за хора, които работят в необичайни часове или често пътуват през часови зони, тъй като им помага по-добре да разберат вътрешния часовник на тялото си.

Идентифициране на нарушения на съня и персонализирани препоръки за благополучие

Носимите устройства могат да сигнализират ранни признаци на апнея по време на сън чрез повтарящи се епизоди на десатурация на кислорода (3% на час) и синдрома на безпокойните крака чрез увеличена честота на движение на крайниците, като ускоряват клиничните препратки с 34% (Доклад за носими технологии, 2024). Като корелират данните за съня с дневната активност, устройствата предлагат персонализирани препоръки като:

• Оптимални прозорци за лягане в леглото въз основа на историческата ефективност на съня
• Известия за подготовка за сън, активирани при повишено сърдечни удари в покой
• Препоръки за прекратяване на употребата на кофеин при хора, изпитващи продължително забавяне на заспиването

Броене на стъпки, разход на калории и фитнес цели чрез акселерометри

Премиум модели използват 9-осеви инерционни измервателни уреди (IMU), които запазват точност от 97% при броене на стъпки дори по време на нелинейни дейности като градинарство или танци ( IEEE Sensors Journal , 2023). Оценките за изгорените калории се прецизират чрез използване на множество входни данни:

Бъдещи посоки: Експериментални метрики като проследяване на кръвното налягане и менструалния цикъл

Оценка на кръвното налягане без маншет: Възможности и технически предизвикателства

Новата технология за смарт часовници се опитва да измери кръвното налягане, без да пронизва кожата с игли, като най-вече анализира сигнали от PPG и ECG. Проучване в npj Digital Medicine миналата година установи, че тези първоначални прототипи имат грешка около 5 до 8 mmHg при сравнение с обикновените болнични маншети, но само когато хората седят неподвижно. Положението се усложнява, когато някой започне да се движи — грешката нараства чак до 15 mmHg само при ходене. По-възрастните хора представляват друго предизвикателство, тъй като съдовете им обикновено са по-стегнати, което още повече изкривява показанията. За справяне с този проблем инженерите работят върху комбиниране на различни типове сензори — оптични и електрически, заедно с напреднали AI алгоритми, за по-добро калибриране на резултатите при всички, независимо от възраст или ниво на активност.

Прогнозиране на менструалния цикъл чрез температура, сън и тенденции в HRV

Най-добрите носими устройства днес отчитат неща като температурата на кожата през нощта, вариабилността на сърдечния ритъм и навиците за сън, за да предположат кога жена овулира. Клинични изследвания показват, че те постигат точност от около 70 до може би 85 процента. Някои проучвания от миналата година установиха, че комбинирането на измерванията на базалната телесна температура с качеството на съня прави прогнозирането на фазите на менструалния цикъл с около 22 процентни пункта по-добро в сравнение само с използването на календари. Но има ограничения. При жените с нередовни цикли или със заболявания като поликистозни яйчници тези устройства просто не работят толкова добре, което означава, че лекарите все още се нуждаят от други инструменти за правилна диагностика.

Дебат за клиничната валидност: Какво представляват данните за здравето от умните часовници днес

Според скорошно проучване на Джонс Хопкинс от 2024 г., повечето смарт часовници на пазара днес всъщност не са одобрени от Агенцията по храните и лекарствата (FDA) за медицинска диагностика. Около 8 от 10 здравни функции, които тези устройства предлагат, не са преминали правилното регулаторно одобрение. Все още има и проблеми с точността на измерванията. Например нивата на кислород в кръвта често дават грешни показания по време на интензивни тренировки, а мониторингът на сърдечния ритъм често пропуска нерегулярни удари при хора с по-тъмна кожа. Но дългосрочните тенденции показват потенциал. Проучване на Мейо клиник миналата година установи, че почти 70% от случаите на високо кръвно налягане биха могли да бъдат засечени навреме само чрез проследяване на пулсови модели в продължение на няколко месеца. Така че въпреки че не могат да заменят посещенията при лекар, тези носими устройства помагат за откриване на потенциални проблеми, преди те да станат сериозни, и допринасят за по-добри разговори между пациентите и техните медицински специалисти относно това какво се случва с телата им от ден на ден.

ЧЗВ

Какво представлява PPG технологията в умните часовници?

PPG или фотоплетизмография е технология в умните часовници, която използва LED светлини за измерване на колебанията в притока на кръв през кожата, осигурявайки непрекъснат мониторинг на сърдечния ритъм.

Колко точно са умните часовници в откриването на предсърдно трептене?

Умните часовници с PPG технология откриват предсърдно мъждене с около 73-84% точност в сравнение с специализираните ЕКГ машини, използвани в болниците.

Могат ли умните часовници да заменят медицинските диагностични инструменти?

Въпреки че умните часовници предлагат ценни знания за здравето, те не са заместител на медицинските диагностични инструменти и професионалните консултации за здравеопазване.

Как умните часовници наблюдават стадиите на сън?

Умните часовници използват данни за сърдечната честота и движението от акселерометрите, за да определят стадиите на сън с 85-92% точност в сравнение с полисомнографията.

Умните часовници надеждни ли са за измерване на нивата на кислорода в кръвта?

Потребителските преносими устройства могат да варират в точността си, различавайки се с около 3-5% от болничните монитори.