Обсудить статью на форуме

Инструментальная домашняя диагностика с помощью фитнес-браслетов или умных часов

Прошедший 2020 и наступивший 2021 годы показали нам, как важно следить за своим здоровьем независимо от степени нашей занятости. Современные технологии позволяет делать это при помощи достаточно широкого спектра измерительных приборов. Автоматического тонометра, умных часов ( фитнес-браслета). Эти приборы помогут нам контролировать ряд важнейших параметров организма и на основании полученных результатов сделать выводы: все ли в порядке или предстоит запланировать визит к врачу.

После появления на рынке широкой гаммы «умных» часов интерес к повседневному контролю состоянию здоровья приобрел достаточно широкую популярность среди людей разных возрастов. Разработчики встраивают в них, кроме шагомера, акселерометр, гироскоп, датчики контроля уровня кислорода в крови (SpO2), а также сенсоры, контролирующие частоту сердечных ритмов, что позволяет расчетными методами определять артериальное давление и строить электрокардиограмму.

Зачем все это нужно в домашней инструментальной диагностике?

С подсчетом шагов все ясно — это контроль за здоровым образом жизни. А как это помогает в плане наблюдений за своим самочувствием?

В дорогих умных часах связка акселерометра и гироскопа обеспечивает работу функции, способной определить, что владелец устройства упал. «Умный» гаджет на основании резкого изменения показаний датчиков делает вывод, что пользователю необходима помощь, и автоматически вызовет экстренные службы, например, скорую или полицию. Т.е. гаджет оперативно вызовет врачей, если с вами случится какая-то неприятность на улице. А при инсульте и инфаркте критически важно оказать квалифицированную медицинскую помощь как можно быстрее.

Такая функция реализована в Apple Watch. По умолчанию она активируется у пожилых пользователей, также можно ее включить вручную.

Датчик пульса

Датчик пульса первым появился в фитнес-браслетах. Он предназначен для контроля сердечных ритмов в состоянии покоя и при физической нагрузке. На основании собранных данных можно оценить состояние здоровья, понять, оптимальны ли нагрузки на организм, и, если имеются какие-либо заболевания, сориентироваться, не пора ли обратиться к специалисту. Измерение пульса в мобильных гаджетах работает на основе технологии фотоплетизмографии (PPG). При сокращении сердечной мышцы в кровеносных сосудах изменяется артериальное давление и происходит изменение интенсивности капиллярного кровотока. Увеличившееся количество эритроцитов крови в сосуде поглощает больше фотонов света определенной длины волны. Поток света определенной интенсивности и длины волны, излучаемый светодиодами, пропускается через ткани тела и проходящий либо отраженный поток света воспринимается фотоэлементами. Анализируя качество вернувшегося света, можно сделать вывод об изменениях анализируемой среды: например, подсчитать количество «всплесков» кровотока в минуту и сделать вывод о частоте пульса.

Здесь используется светодиод зеленого цвета (длина волны 525 нм). Зеленый цвет излучения выбран потому, что является наиболее контрастным к красному цвету крови согласно цветовому кругу Иттена и, следовательно, лучше всего поглощается.

Если пропускать через ткани инфракрасный свет, то можно определить аспирацию, то-есть количество кислорода поступающего в кровь (SpO2).

«Умные» гаджеты регистрируют пульс автоматически (по расписанию) или по желанию пользователя. На основании измеренных значений они строят красивые графики в мобильных приложениях, которые помогают отслеживать частоту пульса: контролировать выход пульса за установленные пределы, наблюдать процесс в динамике за определенные интервалы времени. Аналогично широко известным пульсоксиметрам, надеваемым на палец, фитнес-браслеты также помогают оценить аспирацию и отслеживать изменения концентрации кислорода в крови. Особенно актуально потребность в этом возникла в период пандемии Ковид-2019.

Измерение артериального давления

Коль скоро датчик пульса анализирует сердечные ритмы на основе изменений кровотока, то логично предположить, что с его помощью можно измерить артериальное давление.

Увы, проблема весьма глубока. Заключается она в огромном отличии метода измерения предлагаемого в фитнес-браслетах от стандартного метода измерения артериального давления методом Короткова, много лет считающегося эталонным методом измерения артериального давления (далее АД). Не буду вдаваться в тонкости обеих технологий.

Поэтому в умных браслетах величину АД определяют косвенным расчетным методом.

Скажу лишь, что для того, чтобы с помощью браслета получить похожий на реальный результат измерения АД, необходимо выполнить калибровку устройства под конкретного пользователя, иначе результат измерения АД будет более-менее корректным лишь для человека, у которого АД находится в нормальных пределах, и не проявились возрастные изменения или проблемы, связанные с различными заболеваниями.

Важно помнить, что измерять артериальное давление в медицинских целях людям, страдающим гипертонией или сердечно-сосудистыми заболеваниями, можно исключительно с помощью тонометра, но не фитнес-браслета! Подробнее о тонометрах написано в нашей статье.

Снятие электрокардиограммы ( ЭКГ)

Еще более интересная ситуация складывается в плане оценки полезности снятия электрокардиограммы (ЭКГ) с помощью фитнес-браслета.

О работе сердца с помощью прибора можно узнать по изменению электрических сигналов, которые возникают в процессе работы этого органа. Полученная таким способом информация считается более информативной. Электрокардиограмма, полученная специалистом медучреждения, позволяет сделать выводы о работе сердца и его здоровье. Для этого на руки, ноги и грудную клетку устанавливают некоторое количество электродов, а результат интерпретирует врач.

В профессиональных измерениях обычно используют т.н. 12 отведений с использованием значительного количества датчиков (при этом минимум шесть из них размещают в области сердца).

Носимое же мобильное устройство крепится на запястье. То есть оно удалено от сердца на значительное расстояние. А датчиков в таких устройствах всего два, следовательно, по медицинской терминологии, такой прибор имеет всего одно отведение.

В продвинутых умных часах контактные датчики комбинируют с оптическим датчиком пульса, установленным на внутренней стороне гаджета.

Точность ЭКГ, снятой с помощью мобильного устройства, не позволяет делать серьезные клинические выводы. Однако, учитывая уровень современного развития микропроцессорной электроники и микросенсоров, даже этой точности достаточно, чтобы даже по ЭКГ с одним отведением определить мерцательную аритмию, увеличение интервала QT, а это оперативно подскажет владельцу, что не стоит откладывать визит к врачу.

Устройство, претендующее на звание медицинского прибора, должно пройти проверку надзорных органов в большинстве стран. Например для Apple Watch получено разрешение для использования функции ЭКГ лишь на территории США. В остальном мире она официально отключена, хотя датчики в устройствах имеются.

Точность измерений

Все перечисленные измерения (измерения сердечных ритмов, ЭКГ и уровня кислорода) работают в мобильных гаджетах в упрощенном режиме. Они имеют уровень погрешности, не позволяющий использовать их как медицинские диагностические приборы. Это написано в документации ко всем «умным» часам и фитнес-браслетам, но, тем не менее, на этом стоит дополнительно заострить внимание.

К примеру, датчик уровня кислорода может ошибаться на несколько процентов, причем значение может колебаться как в большую, так и в меньшую сторону.

К тому же результаты измерений могут существенно измениться в том случае, если браслет или часы неплотно прилегали к вашему запястью либо температура окружающего воздуха резко изменилась.

Поэтому производители и специалисты обращают внимание, что все данные, полученные с мобильных датчиков, могут использоваться лишь для общего контроля здоровья и оценки динамики состояния организма. Они не предназначены для постановки диагнозов и не являются медицинскими приборами.

Обсудить статью на форуме