С точки зрения точности измерений и достоверности выводов фитнес-браслеты имеют ряд фундаментальных технологических и биофизических ограничений, которые важно учитывать при их использовании, рассказал «Газете.Ru» старший научный сотрудник лаборатории физики нейроморфных вычислительных систем РТУ МИРЭА Арсений Буряков.
По его словам, основу работы большинства моделей составляют оптические сенсоры, использующие метод фотоплетизмографии (PPG). Он позволяет оценивать пульс и уровень кислорода в крови за счет анализа отражения световых волн от сосудов.
«Однако точность таких измерений зависит от множества факторов: плотности прилегания устройства, особенностей пигментации кожи, наличия татуировок, температуры окружающей среды, а также от загрязнения оптического окна и наличия влаги между датчиком и кожей», — объяснил он.
Например, при снижении температуры кожи и сужении периферических сосудов качество PPG-сигнала ухудшается: в контролируемых условиях погрешность измерения пульса достигает ≈5% (и увеличивается при активном движении), а погрешность измерения кислорода в крови (SpO₂) нередко достигает 4−5% ARMS, что превышает показатель для медицинских пульсоксиметров (ARMS ниже 3% в диапазоне 70−100% SaO₂). Это не означает, что такие устройства бесполезны, но их показания следует трактовать как ориентировочные, считает эксперт.
«Для подсчета расхода калорий используются данные акселерометров, пульсометров и антропометрические параметры пользователя. При этом не учитываются индивидуальные особенности метаболизма, гормональный фон, состав мышечной ткани и прочие физиологические различия. Например, дефицит железа влияет на кислородотранспортную функцию и работоспособность, однако коммерческие алгоритмы напрямую эти факторы не используют. В результате ошибки оценки расхода калорий по сравнению с эталонными методами могут достигать 30−60% в зависимости от вида активности и конкретного устройства», — рассказал Буряков.
Фазы сна фитнес-браслеты определяют по двигательной активности и частоте сердечных сокращений. Используемые алгоритмы машинного обучения в целом обладают высокой чувствительностью обнаружения сна (≈90%), но специфичность распознавания бодрствования остается ограниченной (часто ≈40−60% и ниже у людей с нарушениями сна), что приводит к ложноположительным срабатываниям — периоды спокойного бодрствования ошибочно засчитываются как «сон».
«Точность классификации стадий сна (легкий, глубокий, REM) у потребительских устройств, как правило, не превышает ≈50−60% и потому должна рассматриваться как ориентир, а не как клиническое заключение», — заявил эксперт.
Кроме этого, дополнительными источниками погрешностей служат движения, плохая контакт устройства с кожей, низкая периферическая перфузия, а также загрязнение оптических сенсоров. Регулярная очистка датчиков и плотная, но не болезненная посадка ремешка помогают улучшить качество сигнала.
«Электромагнитные помехи от бытовых приборов и применение косметических средств как значимые факторы ухудшения показаний оптических браслетов научно подтверждены слабо; “старение” ремешков главным образом влияет косвенно — через ухудшение прилегания», — рассказал он.
Полезным решением станет периодическая «калибровка здравым смыслом» — сравнение показаний ЧСС с медицинским прибором, а SpO₂ — с клиническим пульсоксиметром в спокойных условиях.
Также рекомендуется использовать браслет в сочетании с приложениями, позволяющими вручную корректировать данные о физической активности и питании. Для оценки сна лучше ориентироваться не на детальные «фазы», а на регулярность, длительность и субъективное качество восстановления.
«Фитнес-браслеты могут быть полезны для отслеживания динамики изменений. Например, устойчивое снижение пульса в состоянии покоя часто свидетельствует об улучшении тренированности сердечно-сосудистой системы. Они также удобны для формирования полезных привычек: напоминаний о движении, фиксации времени сна, контроля активности. Однако для получения абсолютно точных, клинически значимых данных о состоянии здоровья потребительские браслеты не подходят. Для серьезной диагностики и принятия медицинских решений необходимы клинически валидированные методы и консультации специалистов», — резюмировал Буряков.