Как измеряется стресс часами

Как фитнес-браслеты измеряют уровень стресса и насколько им можно доверять?

Современные фитнес-трекеры уже не ограничиваются подсчетом шагов и контролем сна — новые модели уже умеют определять уровень стресса в организме человека. Как это работает и насколько достоверны такие измерения? Зачем это вообще нужно?

Люди не всегда распознают физиологические признаки стресса, и их воспоминания о прошлых стрессовых событиях могут быть окрашены их текущим настроением. Но наблюдение за стрессом может помочь развить более внимательное отношение к своему телу и улучшить здоровье. Например, если можно определить, что определенные люди, места или занятия вызывают у вас стресс – и, например, повышение кровяного давления, – то можно изменить свои привычки, чтобы этого избежать.

Фитнес-браслеты, которые поддерживают определение уровня стресса, на самом деле измеряют изменение интервала между ударами сердца или вариабельность сердечного ритма.

Вариабельность сердечного ритма – один из самых надежных и неинвазивных показателей стрессовой реакции. Впервые исследователи связали вариабельность сердечного ритма со стрессом в 1960-х годах, когда врачи поняли, что тесты детей, которые до рождения находились в стрессовом состоянии, показали более регулярные интервалы между сердечными сокращениями по сравнению с детьми, не находящимися в стрессе.

Последующие исследования связали изменения вариабельности сердечного ритма с множеством заболеваний, от болезней сердца до диабета и посттравматического стрессового расстройства.

Хотя большинство людей думает, что сердце бьется в очень регулярном ритме, это не так. Фактически у здоровых молодых людей интервал между ударами сердца естественным образом варьируется до такой степени, что сердечный ритм в течение одного цикла дыхания (одного вдоха и одного выдоха) может изменяться на 10-15 ударов в минуту.

Но когда кто-то находится в стрессовой ситуации, вегетативная нервная система активирует реакцию «бей или беги» , что снижает вариабельность интервала между ударами сердца. Поэтому сердечный ритм в состоянии стресса может изменяться, например, только на два удара за цикл дыхания.

Значит ли это, что новый фитнес-браслет поможет четко отслеживать стресс, вы научитесь брать себя в руки и станете спокойны, как удав? Все не так просто.

Несмотря на то, что вариабельность сердечного ритма использовалась для измерения стресса на протяжении десятилетий, фитнес-трекерам может не хватать мощности для обработки данных. В клинических условиях исследователи все-таки используют компьютерные алгоритмы для очистки данных и отделения сигнала от шума. А большинство фитнес-трекеров не обладают большой вычислительной мощностью для такой сложной обработки.

Также нет единого мнения о том, как долго следует измерять частоту сердечных сокращений, чтобы точно определить вариабельность сердечного ритма.

Кроме того, проблема с использованием вариабельности сердечного ритма для измерения стресса заключается в том, что эту реакцию нервной системы могут вызвать как тревожные, так и приятные волнующие события. Чтобы фитнес-трекер мог определить, находится ли человек в состоянии стресса, ему необходимо также отслеживать контекст ситуации, в которой тот находится. Иными словами, чтобы фитнес-трекеры были эффективными, они должны собирать данные о том, что пользователь делает в любой момент времени. Причем речь не только о разных видах физической нагрузки. А как это делать, пока еще не придумали.

Источник

Измерение уровня стресса: как работает и какие устройства поддерживают

Носимые устройства добились больших успехов в мониторинге разных параметров тела человека. Они могут даже измерить, насколько мы напряжены. И такие производители как Garmin, Apple и Fitbit — уже обладают подобными метриками. Разберемся как это работает и какие устройства поддерживают, далее.

Стресс — это то, с чем мы все сталкиваемся каждый день. Будь это особые ситуации в жизни или просто напряженный день на работе. Но это оказывает серьезное влияние на здоровье и жизнь в целом. Поэтому показатели стресса, управляемое дыхание и внимательность становятся ключевыми характеристиками для ежедневного мониторинга.

— Читать далее: УМНЫЕ ЧАСЫ 2020. СМАРТ-ЧАСЫ, КОТОРЫЕ МЫ УВИДИМ В ЭТОМ ГОДУ

Обнаружение стресса и методы преодоления стресса уже распространены в носимой электронике, но сейчас особое внимание уделяется эмоциональному благополучию пользователя. Ходят слухи, что Apple Watch Series 6 смогут обнаруживать приступы тревоги и паники. И это может спровоцировать других производителей активнее внедрять похожие алгоритмы в своих гаджетах.

Это не просто забота о душевном благополучии. Носимые устройства также используют эти физиологические измерения, чтобы понять, какие стрессы воздействуют на организм при физической нагрузке. Таким образом, люди могут лучше контролировать нагрузку и стресс во время тренировок.

Далее расскажем о том, как носимые устройства отслеживают стресс, какие идеи они предлагают, и как крупнейшие компании работают с алгоритмами.

Как умные гаджеты измеряют стресс

В основе данных лежит мониторинг сердцебиения. В таких устройствах, как Apple Watch, Samsung Galaxy Watch и Fitbit, используются датчики сердечного ритма, которые обеспечивают круглосуточный контроль сердечного ритма.

В последние годы производители носимых устройств разработали другие виды измерения активности сердечного ритма, которые могут раскрыть дополнительную информацию о здоровье и фитнесе. Одним из наиболее стало измерение вариабельности сердечного ритма.

Вариабельность сердечного ритма или ВСР, относится к измерению временного интервала между сердцебиениями. В отличие от измерения частоты сердечных сокращений, которое измеряет среднее число сердечных сокращений в минуту, показания вариабельности сердечного ритма в большей степени ориентированы на небольшие колебания сердца.

Ключевым моментом здесь является причина, вызывающая эти колебания. Polar описывает причины, которые могут повлиять на эти колебания. К ним относятся возраст, положение тела, время суток и текущее состояние здоровья. Но, что особенно важно, эмоциональные и умственные переживания, физические нагрузки могут влиять на вариабельность сердечного ритма.

Если у пользователя высокая вариабельность сердечного ритма, это обычно считается хорошим признаком. Низкий показатель ВСР обычно связан со стрессом. Подобно диабету, сердечным заболеваниям и высокому уровню холестерина, это является медицинской проблемой, требующей консультации врача.

Однако одних подобных измерений недостаточно.

«Требуется большой специализированный опыт в математике, обработке сигналов, распознавании образов и программировании, чтобы добраться до возможности предоставить полезную информацию людям», — говорит Герман Боннер (Herman Bonner), специалист по коммуникациям в Firstbeat, который обеспечивают возможность отслеживания стресса в носимых устройств от Garmin, Huawei и Suunto.

Стресс и управляемое дыхание

Существует два основных способа измерения вариабельности сердечного ритма для отслеживания стресса. Первый связан с анализом психического состояния владельца гаджета. Это тот тип стресса, который люди испытывают во время эмоциональных переживаний и беспокойства.

Необработанные данные о вариабельности сердечного ритма обычно не используются, поэтому мы видим интерпретацию результатов измерений, дающих нам представление о стрессе.

Алгоритм используется для непрерывного отслеживания стресса в течение дня, получая «оценку стресса» от 0 до 100, которая дает четкое представление об уровне переживаний в течение дня.

— Читать далее: ЛУЧШИЕ ЧАСЫ ДЛЯ БЕГА 2020

Применяются и управляемые дыхательные упражнения, которые используют встроенные датчики сердечного ритма и ВСР, для обнаружения нормализации состояния (когда пользователь успокаивается).

«Отслеживание дыхания позволяет пользователям контролировать, как они справляются со стрессом», — говорит Хан Пайк, старший менеджер по продукции Garmin.

«Когда мы дышим контролируемо, вдумчиво, мы постепенно снижаем частоту сердечных сокращений и увеличиваем вариабельность ритма. Когда это происходит, мозг получает сигнал от сердца: « Можно расслабиться, все в порядке! Нет необходимости волноваться».

«Когда дыхание учащенное и поверхностное, пульс учащается и вариабельность падает. Именно тогда мозг и тело получают сигналы, которые вызывают стресс».

Стресс для тела

Второй способ отслеживания стресса связан с фитнесом и физическими упражнениями. Это использование тех же измерений вариабельности сердечного ритма, для определения напряжения и нагрузки на тело после тренировки и расчет восстановления организма.

Например, компании Garmin и Whoop, используют измерения вариабельности сердечного ритма, чтобы понять, насколько организм готов к тренировке. По заявлению Whoop, ценность состоит в использовании измерений для понимания пользователем, когда тело находится в оптимальном режиме для тренировки.

Высокий показатель ВСР обычно указывает на то, что тело находится в хорошей форме, а низкий ВСР во время активности может указывать на усталость, обезвоживание, стресс или даже плохое самочувствие. Все это влияет на способность тренироваться и заниматься спортом.

Важной частью контроля стресса является возможность пользователю просматривать статистику и предыдущие значения за многие дни и недели, — заявляет Боннер. — Это сильно отличается от стресс-теста, который демонстрирует лишь текущий показатель.

«Обычно, вы очень хорошо понимаете, находитесь вы в состоянии стресса или нет. Выявление тенденций, пиковых и минимальных значений, когда пользователь даже не думает об этом, может быть действительно полезным».

Точность измерений у носимых устройств

Мониторинг стресса может быть успешным только в том случае, если технология надежна. В большинстве случаев речь идет об оптических пульсометрах, надежность и точность которых подвергаются постоянной критике.

Если датчик сердечного ритма на носимом устройстве не может точно измерить частоту сердечного ритма, как можно утверждать, насколько организм находится в стрессе?

— Читать далее: ПОЧЕМУ ГАДЖЕТЫ ИЗМЕРЯЮТ ПУЛЬС У ТУАЛЕТНОЙ БУМАГИ?

Firstbeat, предоставляющие аналитику стресса на основе частоты сердечных сокращений для Garmin утверждают, что их анализ измерения стресса был проверен и доработан в течение десятилетия и использовался в «более чем 200 000 исследований образа жизни, здоровья и физической активности». Особо отмечается, что для этих исследований использовались нагрудные пульсометры, измерявшие показатели ВСР постоянно, 24/7, и лишенные недостатков оптических сенсоров.

Эксперты по биометрии Valencell, производящей оптические датчики сердечного ритма для Bose, Jabra и Suunto, поделились своими мыслями об измерении вариабельности сердечного ритма, которая лежит в основе современного способа измерения нагрузки носимыми устройствами:

«Действительно трудно добиться вариабельности сердечного ритма от оптического датчика на запястье, когда у так много движений запястьем. Наша технология работает лучше всего, когда люди не двигаются».

Это также указывает на важность перемещения мониторинга сердечного ритма на другие части тела, например в ухо, или в области, расположенные ближе к сердцу (грудная клетка). Это должно повысить точность и стабильность данных. Таким образом, ждем появления носимых устройств, размещающихся по всему телу, для повышения надежности данных.

Надежность измеряемых носимыми устройствами данных о стрессе можно улучшить, если использовать и другие данные организма. На данный момент, активно исследуется возможность использования для этих целей пота человека. Можно измерить гормоны стресса, и получить представление об эмоциональном стрессе.

Будущее измерения стресса

Датчики, которые уже обеспечивают измерения напряжения, будут продолжать улучшаться с точки зрения точности, а также алгоритмов обработки данных.

«Умные часы могут распознать, что вы испытываете возбужденное состояние, но они не знают, почему это происходит», — уверен Герман Боннер. «Каждый пользователь пока еще должен самостоятельно установить, как потенциальные стрессы могут повлиять на него».

«Следующим этапом будет сбор данных о нагрузке и восстановлении, которые собирают носимые устройства, и их использование», — добавляет Боннер. Он отмечает проекты, которые появляются в других отраслях, таких как автомобильная промышленность. Именно здесь Mercedes недавно объявил о проекте, в котором данные о стрессе от часов Garmin используются для настройки различных сред и систем контроля.

— Читать далее: КАК РАБОТАЕТ ЭКГ В УМНЫХ ЧАСАХ И ДРУГИХ ГАДЖЕТАХ

Отслеживание стресса начнет использоваться для обоснования и настройки персонализированных советов по образу жизни и тренировкам. Существуют возможности для настройки индивидуального расписания и нагрузки на тренировках на основе ежедневных данных о стрессе и качестве сна.

Носимая электроника пока еще находится в начале пути работы с данными о стрессе, однако уже сейчас ясно, что перед нами открывается захватывающая перспектива на ближайшие пять или десять лет.

Носимые устройства для отслеживания стресса

Большая часть носимых устройств, контролирующих стресс, предназначена для использования на запястье и они контролируют как психологическое состояние, так и уровень стресса во время тренировок.

Garmin

Большинство современных гаджетов Garmin предлагают отслеживание стресса.

Начальная линейка продуктов компании, вроде фитнес-трекера Vivosmart 4 или спортивных часов Forerunner 245, имеет одинаковый алгоритм отслеживания в течение всего дня, и возможность проводить точечные измерения по запросу.

Функция основана на метрике Firstbeat, которая измеряет вариабельность сердечного ритма в течение дня и ночи, и отображает низкий, средний или высокий уровень стресса.

— КАБЕЛЬ ДЛЯ ЗАРЯДКИ GARMIN FENIX 5/6, FORERUNNER 935/945 И ДРУГИХ

Алгоритмы учитывают и отдых в течение суток, а затем предоставляют ежедневную оценку по шкале от 1 до 100. Чем ниже оценка по шкале, тем ниже уровень стресса, зафиксированных устройством.

Помимо ежедневных оценок, можно просматривать данные за неделю, месяц и год, чтобы просмотреть данные о стрессе за более длительный период. Это может помочь обнаружить более напряженные периоды времени и постараться это исправить.

Эта функция также уделяет большое внимание сну и может помочь выявить, насколько хорошо сон помогает восстановиться после стресса, испытываемого днем.

Другой вариант мониторинга на носимых устройствах Garmin, особенно на более дорогих моделях, связан с физическим напряжением. Как связано восстановление между физическими нагрузками и общее состояние физической формы? Измерение ВСР во время тренировки помогает рассчитать оптимальное для тренировки время.

Это делается путем проведения стресс-теста ВСР. Этот тест требует наличия внешнего нагрудного пульсометра, который используется для измерения вариабельности сердечного ритма. Измерение проводится стоя, в течение трех минут.

По аналогии с мониторингом стресса в течение дня, проводится расчет по шкале в диапазоне от 0 до 100. От 0 до 25 — состояние покоя, от 26 до 50 — низкий уровень стресса, от 51 до 75 — средний уровень стресса и от 76 до 100 — высокий уровень. Расчет помогает быстро увидеть, как тело реагирует в реальном времени.

Отслеживание стресса включает функцию «Батарея тела», которая использует ВСР совместно с качеством сна и отслеживанием активности, для более тщательного отслеживания уровня энергии тела. Вариабельность также используется для оценки состояния производительности и лактатного порога.

— Читать далее: РУКОВОДСТВО ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ: ОБЪЯСНЯЕМ ВСЕ МЕТРИКИ GARMIN

Garmin также предлагает комплекс дыхательных упражнений, которые учитывают данные о ВСР и дыхании. Упражнения помогают пользователю быстрее успокоиться. Хан Пайк сообщил , что компания включила лишь популярные дыхательные практики и предлагают достаточно разнообразные по времени и цели упражнения.

Умные часы Samsung

Samsung также использует встроенный в часы пульсометр для отслеживания стресса, как и многие конкуренты.

Корейская компания использует измерения вариабельности сердечного ритма для генерации информации о стрессе, которую можно проверить с помощью специального циферблата. В этом же приложении доступны еженедельные графики, показывающие результаты измерения.

Реализован доступ к дыхательным упражнениям Samsung, которые используют чередование глубокого и медленного дыхания, чтобы помочь обрести спокойствие. Во время упражнений нужно следить за анимацией на экране, и вовремя делать вдох и выдох.

Samsung также объединилась с приложением осознанности и медитации Calm, чтобы продолжить работу над мониторингом стресса. Первые результаты работы доступны на умных часах Galaxy Watch Active и Galaxy Watch Active 2. Интеграция позволяет приостанавливать и воспроизводить сеансы медитации Calm с запястья.

Более полезным нам кажется то, что после медитации можно увидеть уровень стресса на часах. Чтобы начать сеанс, переходим в приложение Samsung Health на вкладку «Обнаружение». После начала сеанса, на часах появится уведомление о мониторинге стресса.

Ранее в Samsung Health уже были некоторые интеграции Calm, но более тесное сотрудничество поможет оптимизировать процесс медитации. Ведь теперь вместо того, чтобы доставать телефон, можно все сделать с запястья. Это не критично, но именно эта возможность может стать ключевой для людей, стремящихся превратить медитацию в повседневную привычку.

Apple Watch Series 6 и Watch SE

Все умные часы Apple Watch Series 6 и Watch SE (кроме Series 0), оснащены пульсометром и способны измерять ВСР, чтобы рассчитывать уровень стресса.
Когда Apple выпустила watchOS 3, было представлено приложение Breathe с целью помочь пользователю расслабиться, сосредоточившись на своем дыхании. Измерения ВСР лежат в основе работы этой функции. Приложение предлагает ежедневные напоминания каждые пять часов, чтобы потренироваться на дыхании, связанном с вековой техникой медитации.

Используя оригинальную технологию виброотклика taptic engine, можно выбрать сеанс, длительностью одну или пять минут. Ряд небольших вибрирующих сигналов будет способствовать более успокаивающему ритму дыхания, пока вы будете следовать инструкциям и анимации на дисплее часов. Такой подход подскажет пользователю, когда следует вдыхать и выдыхать. Также контролируется частота сердечных сокращений, которая добавляется к данным дыхательного упражнения в конце сеанса.

Apple также проводит измерения вариабельности сердечного ритма при использовании приложения «Тренировка» для упражнений.Это позволяет проанализировать данные после тренировки, чтобы помочь выявить тенденции, связанные со стрессом. Существуют также сторонние приложения, такие как EliteHRV, которые получают данные о частоте сердечных сокращений, чтобы отслеживать восстановление и уровень стресса при тренировках.

Fitbit

* Fitbit Charge 4;
* Fitbit Versa 3;
* Fitbit Sense.
Fitbit предлагают управляемые дыхательные упражнения, которые можно выполнять на устройствах со встроенными датчиками сердечного ритма, чтобы помочь снять стресс. Доступно это на смарт-часах Fitbit Versa 3, Sense и фитнес-трекер Charge 4.

Это простая визуализация управления дыханием, персонализированная для пользователя. Плюс, измерение вариабельности сердечного ритма для определения комфортного дыхания. Эти функции основаны на исследованиях, которые показывают, что расслабление в течение нескольких минут в день может помочь снизить артериальное давление и риск сердечно-сосудистых заболеваний.

В приложении Relax можно выбрать двух- или пятиминутные сессии. В обоих вариантах присутствуют рекомендации, когда нужно вдыхать и выдыхать. Идея состоит в том, чтобы оптимизировать дыхание пользователя, уведомляя его тактильной обратной связью, когда он дышит правильно.

В дополнение к функциям управляемого дыхания, больше возможностей доступно в приложении для смартфона. Можно отслеживать стресс с помощью метрики «Reflections», которая включает в себя регистрацию вашего настроения по специальной шкале. Есть и отдельные оценки стресса, которые генерируются из набора таких показателей, как частота сердечных сокращений, активность и режим сна. Получается, что оценка стресса у Fitbit очень похожа на оценку сна.

Умные часы на Google Wear OS

* Skagen Falster 3;
* Fossil Gen 5;
* Fossil Sport;
* TicWatch Pro 3.
Google постоянно трудится над своей платформой для здоровья и фитнеса Google Fit, включая возможность доступа к новым функциям управления дыханием, которые очень похожи на аналоги от Apple, Samsung и Fitbit.

Доступно на всех умных часах Wear OS с датчиками сердечного ритма. А найти метрику можно в приложении Google Fit. Дыхательные упражнения занимают две минуты, и пользователю нужно оставаться неподвижным все это время. На экране появляются подсказки, когда нужно вдохнуть и выдохнуть, реализованные в виде анимированного кольца, помогая замедлить дыхание. Когда упражнение заканчивается, становится доступна сводка времени дыхания и подсчет количества глубоких вдохов за время упражнения.

Приятно видеть, что Google в этом направлении не отстает от своих конкурентов.

Источник