Каким образом браслет измеряет уровень стресса

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

Датчик стресса в фитнес-браслете. Что это?

Фитнес-браслеты в 2021 году перестают быть аксессуаром — они становятся такими же автономными устройствами как, например, Apple Watch. Все благодаря своей начинке, которая год от года становится все богаче и неожиданнее. Например, не так давно в Mi Band появился датчик стресса. Измерения стресса несколько отличаются от обычных измерений сердечного ритма встроенным пульсометром. Давайте посмотрим, что это и как работает.

Физическая активность — один из способов измерения стресса

Зачем нужен датчик стресса?

Мы оказываемся в разных стрессовых ситуациях, но не всегда это можем определить. Или, например, вспоминаем о ситуациях из прошлого, которые влияют на наше настроение. Наблюдение за своим состоянием может помочь внимательнее относиться к своему организму и самочувствие.

Например, вы оказываетесь в метро с большим количеством людей, и вся эта сумятица заставляет вас нервничать, повышается кровяное давление. Есть много примеров стрессовых ситуаций. От них никуда не деться, но можно постараться избежать их или поработать над собой, чтобы относиться к ним проще.

Датчик стресса позволяет наблюдать и анализировать стрессовые ситуации и справляться с ними

Браслеты с такой функцией измеряют, как меняется интервал между ударами сердца и частоту сердечного ритма. По сути, это измерение пульса, но с добавлением алгоритмов для специальных расчетов.

Измерение вариабельности сердечного ритма — один из самых надежных показателей при измерении стрессовых реакций, который используется еще с середины прошлого века. В отличие от измерения частоты сердечных сокращений, показания вариабельности в большей степени ориентированы на небольшие колебания сердца. В такой ситуации важна причина, которая вызывает такие колебания: возраст, время суток, положение тела человека, а также эмоциональные и умственные переживания, физические нагрузки. Если у вас высокая вариабельность сердца, то это хорошо. А вот низкий показатель — повод задуматься о том, что нужно испытывать поменьше стресса. Например, в стрессовой ситуации нервная система активизируется и вариабельность снижается.

Датчик стресса в браслетах не просто для красоты — изучайте данные, которые с него получаете за день

Как фитнес-браслет измеряет стресс?

Браслеты для своих измерений используют тип стресса, который связан с переживаниями и беспокойствами. Алгоритм используется в течение всего дня и дает оценку стресса, которая дает примерно понятную картину того, что происходит с вашим организмом в течение дня. Эти измерения достаточно молоды и предстоит изучить множество показателей, прежде чем точность приблизится к 100%. В нашем канале Яндекс.Дзен мы часто пишем о полезных гаджетах для здоровья, не забудьте подписаться!

В приложениях фитнес-браслетов часто можно увидеть пункт «Осознанное дыхание» — отличный способ начать пользоваться техникой, которая помогает победить беспокойства и снять напряжение. Для избежания стрессовых ситуаций лучше использовать дыхательные упражнения — тогда пульс учащается, вы расслабляетесь и вариабельность сердечного ритма падает.

Осознаное дыхание помогает лучше справляться со стрессовыми ситуациями

Второй способ измерения стресса связан с физической нагрузкой. Продвинутые браслеты, которые используют профессионалы, например, от компании Garmin, используют алгоритмы, которые позволяют узнать, насколько организм пользователя находится в оптимальном состоянии для тренировки. Высокий показатель вариабельности сердечного ритма показывает, что вы в хорошей форме, а низкий указывает на плохое самочувствие или стресс. От этого зависит, насколько тяжело будет «втянуться» в тренировку. Доверяете данным с фитнес-браслетов? Поделитесь своим опытом в нашем Telegram-чате.

Как и с измерением пульса во время тренировки, важно просматривать расширенную статистику за разные периоды времени. Тогда вы сможете прикинуть, в хорошей ли форме находитесь. Важно не забывать включать режим тренировки на браслете — анализировать текущее состояние очень полезно!

Можно ли верить данным фитнес-браслета?

Фитнес-браслет показывает примерную ситуацию, связанную с вашим организмом. Не стоит ориентироваться досконально, ведь вычислительной мощности браслета недостаточно. К тому же, в таких устройствах установлен оптический пульсометр, следовательно, данные могут быть неточными, хотя производители постоянно стремятся увеличивать надежность своих устройств. В защиту устройств можно сказать, что они используют огромную базу исследований, постоянно дополняют, опираясь на разные виды физической активности. Следовательно, к алгоритмам в фитнес-браслетах всё-таки есть доверие. Считается, что для более точных показателей нужно большее число датчиков — над этим сейчас работает Apple, пытаясь научить свои наушники наблюдением за здоровьем своего пользователя. Есть определенные исследования, связанные с использованием браслетами пота человека во время физических нагрузок. Будущее близко!

Фитнес-браслеты обладают большим количеством функций, помогающих отслеживать самочувствие

Всё же очень круто, что такие датчики стали внедрять в устройства. Каждый день мы испытываем множество стрессовых ситуаций, но не анализируем их и пропускаем мимо ушей. Сейчас ученые работают над тем, чтобы изучить данные о восстановлении, которые собирают фитнес-браслеты. Это важно для того, чтобы увеличить точность данных. Отслеживание стресса сейчас используется для того, чтобы приложение помогало вам правильно выстраивать свои тренировки, образ жизни, расписание дня. Это сильно повлияет на качество сна. Исходя из этого нам стоит ожидать, что через 5-10 лет умные браслеты значительно улучшат качество жизни человека.

Источник

Так ли полезны фитнес-браслеты, как утверждают маркетологи?

Фитнес-трекеры создавались для спортсменов-профессионалов, но сегодня их носят самые разные люди, от школьников до миллиардеров. Могут ли эти гаджеты выполнить все обещания своих производителей? Разбираемся, как работают трекеры активности, стоит ли доверять их измерениям и не вредят ли они нашему физическому и психическому здоровью.

Осенью 2018 года 67-летнюю американку Карен Наварру нашли мертвой в собственном доме: женщина скончалась, получив несколько ранений головы и шеи. Тело обнаружили коллеги Наварры: они забеспокоились, поскольку та несколько дней не появлялась на работе в аптеке. Последним, кто видел женщину живой, был ее 90-летний отчим: он сообщил, что в тот день привез Карен домашнюю пиццу и печенье, а затем уехал. Дело осталось бы нераскрытым, если бы не фитнес-браслет, который полицейские нашли на руке погибшей. Его данные показали, что сердце жертвы остановилось именно в тот промежуток времени, когда отчим был у нее в гостях, а найденные у него дома улики лишь подтвердили его вину.

Конечно, эта история — впечатляющее исключение. Обычно использование фитнес-трекеров не привлекает большого внимания: эти устройства уже стали частью нашего быта. Но насколько они необходимы?

Какие бывают фитнес-трекеры

Трекеры активности — это небольшие носимые устройства, измеряющие базовые показатели физической формы человека. Прародители современных фитнес-гаджетов появились еще в XIX веке. Например, в 1895 году инженер Кёртис Видер создал «циклометр» для велосипедистов: прибор подсчитывал обороты колеса велосипеда и переводил их в мили.

Первыми фитнес-трекерами в современном смысле можно считать беспроводные мониторы сердечного ритма (пульсометры), созданные в начале 1980-х для финских спортсменов-лыжников.

Шагомер и пульсометр — минимальный набор функций большинства современных гаджетов. Есть и дополнительные возможности: основываясь на собранных данных, трекер может подсчитать, сколько калорий вы потратили за день, и оценить качество вашего сна. Некоторые производители заявляют, что их устройства способны оценивать и уровень стресса.

Пожалуй, самый привычный тип фитнес-трекеров сегодня — браслеты, которые носят на запястье или на щиколотке. Впрочем, встроить счетчик активности можно практически в любой предмет, прилегающий к телу. Существуют гаджеты в виде колец, подвесок, наклеек на нижнее белье и стелек для обуви. Фитнес-трекерами, в принципе, можно назвать и приложения для смартфона, позволяющие подсчитывать число шагов, фиксировать маршруты пробежек или вести дневник тренировок в спортзале.

Моду на трекеры активности связывают с общим ростом интереса к носимым устройствам. Аналитики компании CCS Insight отмечают, что рынок таких гаджетов растет год от года. В 2018 году производители продали 121 миллион носимых устройств, причем 74 миллиона из них (около 60%) составляли смарт-часы и фитнес-трекеры. Аналитики считают, что в 2019 году удастся продать около 142 миллионов портативных гаджетов разных типов, а в 2023-м это число вырастет до 260 миллионов. При этом, по оценкам CCS Insight, продажи браслетов со временем упадут, поскольку многие виды контроля физической формы доступны и в смарт-часах.

Носимые устройства набирают популярность и в России. Исследование сети «Связной | Евросеть» показало, что в 2018 году россияне купили 2,5 миллиона портативных гаджетов. Фитнес-трекеры стали самым продаваемым товаром, их приобрели 52% покупателей носимых устройств. Возможно, дело в том, что фитнес-браслет в среднем обходится дешевле, чем смарт-часы.

Что умеют современные фитнес-браслеты?

Самый простой трекинг активности — подсчет пройденного расстояния . Для этого даже не нужно специальное устройство, достаточно приложения-шагомера, использующего встроенный акселерометр смартфона.

Другая важная функция, измерение пульса , появилась благодаря технологии фотоплетизмографии. С ее помощью можно отслеживать кровоток, наблюдая, как меняется объем сосудов. Для этого трекер пропускает сквозь кожу свет с помощью небольшого светодиода на поверхности гаджета, прилегающей к коже. Затем оптический датчик регистрирует, сколько света поглотили ткани организма и кровь, а сколько отразилось обратно. Кровь поглощает свет интенсивнее, чем окружающие ткани. Когда сосуд расширяется и сужается из-за сокращений сердца, меняется и количество света, отраженного от кожи. На основании этих колебаний можно вычислить, как меняется частота сердечных сокращений при физических нагрузках — во время ходьбы или интенсивной тренировки.

Фитнес-трекеры отслеживают и ежедневный расход энергии , эта функция пригодится тем, кто считает потребленные и потраченные калории. Сначала приложение, совместимое с браслетом, рассчитывает показатели основного обмена.

Основной обмен — это минимальное количество энергии, которое нужно, чтобы поддерживать жизнедеятельность в привычных для нас условиях.

Этой энергии хватает, чтобы температура тела не опускалась заметно ниже нормальных 36,6° C, а все основные системы организма работали без перебоев, обеспечивая дыхание, кровообращение, химические реакции в клетках и постоянный синтез гормонов. Чтобы примерно рассчитать этот показатель, достаточно знать возраст, пол, вес и рост человека. К цифрам основного обмена приложение прибавляет количество калорий, «сгоревших» во время прогулок, пробежек и тренировок. Этот показатель тоже рассчитывается приблизительно — к проблеме точности измерений мы еще вернемся.

Еще один важный датчик современных трекеров — термометр . Он поможет вовремя заметить необычное повышение температуры: например, она может подняться, если тренировка окажется слишком интенсивной.

Некоторые трекеры обещают контролировать и качество вашего сна . Для этого используется тот же прибор, что отвечает за измерение числа шагов, — встроенный акселерометр фитнес-браслета. Характер движений позволяет узнать, сколько времени человек проводит во сне, часто ли просыпается и быстро ли может заснуть вновь после пробуждения.

Функция, которая вызывает много вопросов у потенциальных покупателей фитнес-браслетов, — контроль уровня стресса . Каким образом гаджет считывает реакцию тела на повышенную нагрузку, в том числе психологическую? Обычно за «мониторинг стресса» при помощи браслета отвечает один из его основных датчиков — пульсометр. С его помощью трекер измеряет степень вариабельности сердечного ритма (ВСР). Длительность интервала между двумя ударами сердца в норме немного меняется от цикла к циклу. Низкая вариабельность, то есть равномерные интервалы между ударами, может говорить о высокой нагрузке на сердце и сосуды.

Некоторые исследования связывают низкую вариабельность сердечного ритма с повышенным риском болезней этих органов и повышенной смертностью.

Также низкий показатель может говорить о том, что тело находится в состоянии «бей или беги»: в нем организм мобилизуется, чтобы как можно быстрее избавиться от угрозы. В критической ситуации такая реакция действительно может спасти жизнь, однако запустить ее могут и неприятные, но не опасные события, например конфликт на работе. Чем чаще возникает такая реакция, тем сильнее она изматывает тело, а невозможность как следует отдохнуть сразу после неприятности усугубляет проблему. Такой стресс не помогает адаптироваться к новому, а, напротив, только вредит.

Зачем нам постоянный мониторинг активности?

Первые носимые трекеры создавались для профессиональных спортсменов — они отслеживали пульс и другие показатели, чтобы лучше рассчитывать нагрузки. Сегодня ситуация изменилась: многие из тех, кто носит трекеры, далеко не атлеты.

Гораздо чаще такие аксессуары покупают люди, ведущие в основном сидячий образ жизни. Их цель — узнать, сколько времени они проводят неподвижно, и сделать первые шаги к спорту. Например, участники небольшого австралийского исследования чаще всего начинали носить трекер, чтобы получить более точное представление о своей активности, а также улучшить физическую форму и здоровье. Другие мотивы, скажем желание лучше выглядеть или увлечение новыми технологиями, встречались куда реже.

Недостаток движения действительно считается опасным. Многие исследования связывают сидячий образ жизни с повышенной вероятностью развития ожирения, болезней сердца и сосудов, диабета 2-го типа. От малоподвижности страдает и психика: те, кто проводит дни за столом, а вечера на диване, чаще рискуют столкнуться с депрессией. По данным Всемирной организации здравоохранения, в 2008 году физической активности не хватало 31% взрослых жителей Земли.

У гиподинамии множество причин. Люди всё чаще не только работают, но и отдыхают сидя: кто хотя бы однажды не проводил выходной за просмотром сериала? Индустрия развлечений охотно этим пользуется: так, стриминговый сервис Netflix с 2013 года выпускает все серии новых сезонов шоу в один день. 61% участников опроса, проведенного сервисом, признались, что регулярно смотрят несколько серий подряд. Еще одна проблема, заявляет ВОЗ, — это инфраструктура многих городов. Иногда их жителям просто некуда пойти: не хватает парков и скверов, а где-то недостает даже удобных тротуаров — комфортно перемещаться можно только на автомобиле.

Впрочем, даже если для прогулок и тренировок созданы все условия, иногда вставать с дивана всё равно не хочется. Здесь и должен прийти на помощь фитнес-трекер.

Исследования показывают, что регулярное отслеживание своей активности помогает вести более здоровый образ жизни, в том числе больше двигаться.

С фитнес-гаджетом наблюдать за своими привычками становится куда проще — действия фиксируются автоматически. К тому же трекеры позволяют превратить повседневность в игру: разработчики постоянно ищут новые способы геймифицировать бытовые задачи.

Что не так с фитнес-трекерами?

Итак, современные фитнес-браслеты умеют измерять множество показателей здоровья, при этом технологии постоянно развиваются. Что же может пойти не так?

Одна из основных претензий к трекерам активности, доступным обычному пользователю, касается того, насколько точны их измерения. С подсчетом шагов браслеты справляются неплохо, но с более сложными функциями, включая пульсометр, возникают трудности.

Многие производители браслетов, например Fitbit и Garmin, специально предупреждают покупателей, что их аксессуары нельзя использовать как медицинские приборы.

Но иногда точности устройств не хватает и для бытового использования. В 2018 году один из калифорнийских суд рассмотрел коллективный иск покупателей браслетов Fitbit: истцы заявили, что гаджеты «крайне неточны и часто не могут измерять пульс вовсе». Их иск, впрочем, отклонили.

Иногда низкая точность измерений — следствие самой конструкции фитнес-браслета. Например, световой сигнал, позволяющий регистрировать пульс, очень слаб: помехи, возникающие из-за движения, гораздо сильнее и часто заглушают его. Чтобы получить более точные результаты, алгоритмы приложений могут просто не учитывать данные, записанные во время активных тренировок (а ведь это как раз самое интересное!).

Неточное измерение пульса возможно даже во время ходьбы, в этом убедилась группа ученых из Великобритании, Португалии и Грузии. Участники этого опыта надевали по четыре одинаковых фитнес-браслета — по два на каждое запястье — и после «прогулки» по беговой дорожке получали четыре заметно разных графика.

Производители трекеров часто позиционируют их как инструмент, который поможет изменить образ жизни и добиться определенных целей — например, сбросить лишний вес. Увы, исследования показывают, что этот инструмент работает далеко не всегда. Например, в 2016 году ученые подвели итоги эксперимента с участием около 800 жителей Сингапура. Добровольцы носили трекер-подвеску в течение года. Оказалось, что они посвящали физкультуре в среднем на полчаса в неделю больше, чем люди из контрольной группы. Впрочем, это никак не отразилось на их здоровье: их масса тела и показатели давления спустя год в среднем не изменились.

Не добились желаемого и большинство из 470 участников исследования, проведенного в Питтсбургском университете.

Те, кто не носил трекер, сбросили в среднем на 3,6 кг больше, чем добровольцы из экспериментальной группы.

Эти работы — одни из самых крупных и долгих исследований эффекта фитнес-трекеров; гораздо чаще проводятся короткие эксперименты на небольших группах.

Почему же трекеры, несмотря на посулы маркетологов, не сработали? Ученые из Сингапура справедливо замечают, что гаджеты сами по себе могут лишь отслеживать активность, но не всегда мотивируют человека увеличивать нагрузку. Кроме того, многие участники довольно быстро переставали носить аксессуар — возможно, трекер просто надоедал им.

Иногда трекинг и вовсе играет с пользователем злую шутку, заставляя двигаться менее активно, чем до использования гаджета. В такую ловушку иногда попадают участники популярных ЗОЖ-челленджей, стремящиеся пройти определенное число шагов за день. Некоторые из них сообщали, что отказывались от интенсивных, но коротких пробежек или тренировок в спортзале в пользу долгих прогулок, чтобы порадовать себя большими цифрами в шагомере. При этом исследования показывают, что относительно интенсивные кардионагрузки (конечно, если к ним нет противопоказаний) снижают риск развития болезней сердца и сосудов, так что пренебрегать ими не стоит.

Как трекеры активности могут влиять на психику?

Некоторые психологи предполагают, что использование счетчиков активности может навредить людям с определенными ментальными расстройствами. Чаще всего трекеры упоминают, говоря о расстройствах пищевого поведения. Стремление придерживаться строгой низкокалорийной диеты и изматывающего графика тренировок — одно из проявлений таких расстройств, и, возможно, мониторинг может усугубить это желание.

В 2018 году ученые из британского Университета Лафборо опросили около 350 человек. Те, кто активно пользовались фитнес-трекерами или приложениями для контроля питания, набирали больше баллов в тестах, выявляющих склонность к навязчивому увлечению спортом (Compulsive Exercise Test) и расстройствам пищевого поведения (Eating Disorders Examination Questionnaire, EDE‐Q). Чем чаще респондент пользовался трекером, тем выше в среднем были его показатели риска.

По словам исследовательницы Каролины Плато, это не значит, что счетчики активности вызывают ментальные проблемы напрямую: к развитию расстройства обычно приводит взаимодействие множества причин. Тщательный контроль питания и движения может навредить людям, которые уже находятся в группе риска.

Постоянный мониторинг способен закрепить навязчивое поведение.

Еще одна проблема — готовые программы тренировок, доступные в приложениях многих трекеров: постоянно растущие нагрузки не приносят никакой пользы, если пользователь с ними не справляется.

Авторы работы предлагают простой способ распознать нездоровое влияние трекеров. Это острое чувство стыда или вины, возникающее, когда не удалось добиться целей, установленных программой. Стоит насторожиться и в том случае, если вы из раза в раз тренируетесь не по собственному желанию, а потому что «надо».

Чрезмерное увлечение мониторингом может испортить не только пищевые привычки, но и сон.

В 2017 году американские ученые сообщили: в последние годы к сомнологам нередко обращаются люди, обеспокоенные тем, что трекер негативно «оценил» качество их сна.

Некоторые продолжают тревожиться, даже если методы с доказанной эффективностью (например, полисомнография) показывают, что с их сном всё в порядке. Ученые предложили назвать это состояние ортосомнией по аналогии с орторексией — навязчивым стремлением к здоровому питанию.

Итак, фитнес-браслеты — перспективный, но пока далеко не идеальный способ больше узнать о собственном здоровье и физической форме. Однако технологии развиваются быстро, и, возможно, уже через несколько лет носимые устройства станут куда точнее и эффективнее.

Источник