Как работает ЭКГ в умных часах и других гаджетах

Что нужно знать о технологиях отслеживания здоровья с помощью носимой электроники.

Измерение ритма сердца стало практически базовой функцией современных смарт-часы и умных браслетов, но электрокардиограмма (ЭКГ) - это следующий уровень. Эта технология предназначена для того, чтобы помочь людям следить за состоянием сердца и выявлять мерцательную аритмию, которая является серьезным заболеванием и основной причиной инсульта. Apple сделали возможность измерения ЭКГ сильной стороной своей модели Apple Watch Series 4, а теперь технология добралась и до гаджетов других производителей, например Withings ScanWatch. Но что это, и зачем нам это нужно? Разбираемся далее.

Обновление: февраль 2021г.

Что такое ЭКГ?

Большинство носимых устройств на рынке в настоящее время имеют оптические датчики сердечного ритма. Это датчики, которые используют мигающие светодиоды для проникновения под кожу и обнаружения кровотока. Когда излучаемый датчиком свет отражается от потока крови, он фиксируется самими датчиками. Затем, с помощью собственного алгоритма гаджет вычисляет данные о частоте сердечных сокращений. Но этот способ измерения не так точен, как должен быть при необходимости медицинского измерения.

Поэтому разработчики обратили внимание на ЭКГ. Вместо того, чтобы измерять кровоток, ЭКГ предназначен для измерения качества работы сердца.

Это название прибора, который часто можно услышать в медицинских учреждениях и относится он к электрокардиографу, использующемуся для выявления любых сердечных нарушений.

Как работает технология?

ЭКГ записывает незначительные электрические сигналы, которые генерируются биением сердца, и фактически представляют собой след. Это позволяет специалистам, машинам или носимым устройствам лучше понять, как работает сердце и определить, есть ли какие-либо отклонения.

«Простыми словами, датчик может сообщить частоту сердечных сокращений (как аритмия), ритм (его регулярность), состояние проводящей системы и мышечной ткани (сердечные приступы) и даже уровень некоторых химических веществ, таких как калий в крови и эффект от лекарств» - говорит доктор Кит Граймс, врач общей практики и директор по клиническим инновациям в Babylon Health.

- Читать далее: ПОЧЕМУ ГАДЖЕТЫ ИЗМЕРЯЮТ ПУЛЬС У ТУАЛЕТНОЙ БУМАГИ? СРАВНИВАЕМ РАЗЛИЧНЫЕ ГАДЖЕТЫ

Электрокардиограф в медицинских условиях обычно требует установки электродов на кожу в районе сердца, которые измеряют электрическую активность, производимую сердцем, когда оно сжимается. Собранные данные электрической активности отправляются в прибор, который записывает информацию и анализирует сердечный ритм, а также обнаруживает нарушения.

Но технология, применяемая в Apple Watch (и других устройствах с функцией измерения ЭКГ для домашнего использования), работает по-другому.

Например, вместо того, чтобы крепить электроды на кожу, в случае с Apple Watch необходимо держать палец на цифровой короне устройства. Следует подождать 30 секунд и электрическая активность сердца отобразится красной нитью на экране часов. После окончания замеров приложение сообщит, зафиксировал ли датчик нормальное сердцебиение (синусовый ритм), или ненормальное сердцебиение.

В Fitbit Sense, при открытии приложения ЭКГ будет предложено приложить пальцы к углам рамки часов на те же 30 секунд, чтобы снять показания. Затем экран покажет результат: нормальный синусовый ритм, наличие признаков фибрилляции предсердий и точность результатов.

В умных часах Samsung с функцией ЭКГ сенсорная кнопка используется в качестве датчика, на который также нужно положить палец на 30 секунд. После этого устройтсво измерит частоту сердечных сокращений и ритм, классифицирует их как синусовый ритм (нормальный) или AFib.

Самое большое различие между электрокардиографом в больнице и ЭКГ в умных часах – в количестве отведений. В медицинском электрокардиографе 12 отведений, а в смарт-часах только одно. Это влияет на качество и точность измерений. Проще говоря, 12-отводов отображают более подробную информацию о сердце. Это означает, что ЭКГ с одним отведением имеет ограниченные возможности. Нельзя полагаться на обнаружение всех нарушений сердечного ритма - или ухудшение проблем с сердцем. Нельзя также полагаться на обнаружение электрических изменений, которые происходят во время сердечного приступа или аномальной структуры сердца. И Apple и другие производители прямо заявляют об этом. То есть важно знать и отличать возможности стационарного измерения ЭКГ в больнице, и возможности гаджетов для дома.

Как технология ЭКГ может спасти жизнь?

ЭКГ, выполненная медицинским работником, может выявить многие проблемы с сердцем. Действительно, ЭКГ-устройства, разработанные для использования дома или в качестве носимой электроники, еще не так эффективны. Тем не менее, приведем далее несколько вариантов, при которых эта технология, применяемая в часах Apple или KardiaBand, может спасти жизнь.

Мерцательная аритмия

Это заболевание сердца, которое может вызвать нерегулярное и ненормально быстрое сердцебиение. Это достаточно распространенное нарушение сердечного ритма и потенциально может оказаться смертельным. Кстати, это единственный тип измерений, одобренный FDA для гаджетов Apple и AliveCor. Писатель ZDNet Джейсон Перлоу принимал участие в ранних испытаниях Apple по выявлению мерцательной аритмии и выявил проблему с сердцем в 2018 году благодаря собранным данным. Персональные устройства достаточно эффективны для распознавания данного вида аритмии (нерегулярное сердцебиение). Причина подобной эффективности проста – измерения можно провести в любое время.

- Читать далее: OMRON HEARTGUIDE. ТОНОМЕТР В КОРПУСЕ ЧАСОВ

В отличие от ЭКГ в больнице, можно контролировать сердце в течение дня. «Нарушения сердечного ритма могут быть эпизодическими, и их трудно уловить», - объясняет доктор Граймс. «Таким образом, персональное измерение ЭКГ, которое всегда на руке пользователя, может помочь врачам регистрировать случаи учащенного сердцебиения и помочь с диагностикой».

Это означает, что можно провести быстрое 30-секундное измерение ЭКГ, когда пользователь почувствует симптомы. Это позволит лучше понять причины, которые могли привести к изменениям ритма. Например, если владелец только что вернулся с пробежки.

Доктор Джулия Рейнольдс, заместитель директора Агентства по инновациям, утверждает, что иногда по этой причине пациентам даже прописывают Kardia Mobile. «Физическим лицам может быть предоставлено мобильное устройство ЭКГ, если они обеспокоены тем, что у них может возникнуть пароксизмальная фибрилляция предсердий ». Таким образом, если они чувствуют признаки и симптомы, они могут взять портативное устройство ЭКГ».

Нарушения сердечного ритма (аритмия)

Команда в AliveCor смогла использовать данные из KardiaBand для обнаружения синдрома удлиненного интервала QT (LQTS), который может вызвать нерегулярное сердцебиение, приводящее к потере сознания или даже к внезапной смерти.

«В июле 2018 года AliveCor объявила о сотрудничестве с клиникой Mayo для разработки инструментов, облегчающих скрининг на LQTS», - говорит представитель AliveCor. «Хотя эта функция еще не была монетизирована, это многообещающий шаг к обнаружению смертельного нарушения ритма».

Как и мерцательная аритмия, одна из причин, по которой персональные устройства ЭКГ позволяют обнаруживать такое состояние, как LQTS, заключается в том, что оно часто вызывается физическими упражнениями и стрессом. То есть, даже если пользователь осуществил измерение ЭКГ на стационарном аппарате, не факт, что данное нарушение будет обнаружено. Но возможность провести измерение в любом месте и в любое время, в тренажерном зале или вдали от цивилизации, может спасти жизнь.

Инфаркт

Инфаркт миокарда - это серьезный сердечный приступ, возникающий при блокировке одной из основных артерий сердца. Как и в случае с LQTS, нет официального подтверждения, что персональные устройства с функцией ЭКГ могут обнаружить сердечный приступ. Но это не значит, что AliveCor не использует свою технологию, чтобы измерения. «В ноябре 2018 года результаты международного исследования STLEUIS показали, что тестовая версия технологии ЭКГ AliveCor способна идентифицировать инфаркт», - сообщил представитель AliveCor.

- Читать далее: НОВЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ ОТСЛЕЖИВАНИЯ ЗДОРОВЬЯ ЖЕНЩИН ОТ GARMIN

В ходе исследования была протестирована стандартная ЭКГ в 12 отведениях (подобная той, которую используют в медицинских учреждениях) в сравнении с мобильной ЭКГ, и приложение AliveCor обнаружило, что мобильная версия была эффективной при выявлении ИМБП с высокой чувствительностью по сравнению с профессиональным тестом.

Общий контроль организма

Обнаружение сердечного приступа или мерцательной аритмии может спасти жизнь, но технология ЭКГ может также помочь составить более точную картину здоровья организма и уровня физической формы.

QardioCore - это кардиомонитор, который, в отличие от Apple Watch, можно носить в течение дня, собирает более 20 миллионов пунктов данных. Несмотря на то, что гаджет также может обнаруживать нарушения сердечного ритма, его дизайн идеален для тех, кто занимается фитнесом и нуждается в более надежной обратной связи при колебаниях сердечного ритма.

В сочетании с данными о температуре тела, частоте дыхания и уровнях стресса можно использовать измерение ЭКГ, чтобы узнать больше о своем теле и о том, как оно реагирует на физические нагрузки. Для тех, кто серьезно относится к спортивным тренировкам, это делается с помощью вариабельности сердечного ритма (ВСР) и среднеквадратического значения последовательных различий (RMSDD), которое идентифицирует время между пиками сердцебиения и помогает тренироваться более эффективно и безопасно.

Проблема ложных срабатываний

Доступные для потребителей устройства ЭКГ могут обнаружить ряд проблем с сердцем, независимо от того, были ли они устранены или нет, но это не означает, что они могут заменить посещение врача. «Измерение ЭКГ сложный процесс», - объясняет доктор Граймс. «Современная технология использует машинное обучение для выявления распространенных отклонений, но измерение ЭКГ, которое осуществляется с помощью Apple Watch, не так точно, как традиционные медицинские устройства».

- Читать далее: ИССЛЕДОВАНИЯ СНА ОТ FITBIT - НАСКОЛЬКО ХОРОШО МЫ ПОНИМАЕМ ПРОЦЕСС СНА?

Доказано, что персональные устройства ЭКГ спасают жизни, но, с другой стороны, они все еще могут пропускать серьезные проблемы или ложно заставлять людей беспокоиться о возможных проблемах с сердцем. Доктор Граймс называет их «ложными срабатываниями». Хотя многие медики предупреждают людей с осторожностью относиться к результатам подобных измерений, полученных с помощью персональных устройств, более широкий и полный контроль над здоровьем пользователя в домашних условиях со временем станет более распространенным.

На наш взгляд это значит, что прогресс не стоит на месте. Вместо того, чтобы публично сомневаться в точности результатов измерений, специалистам лучше информировать пользователей о том, что данные могут быть неточными и лучше обратиться к врачу, если измерения вызывают беспокойство.

Гаджеты с поддержкой измерения ЭКГ

Актуальные модели смарт-часов с поддержкой измерения ЭКГ:

* Apple Watch Series 4;
* Apple Watch Series 5;

* Apple Watch Series 6;

* Apple Watch Series 7;
* Samsung Galaxy Watch Active 2;
* Samsung Galaxy Watch 3;

* Samsung Galaxy Watch 4;
* Fitbit Sense;
* Withings ScanWatch;
* Withings Move ECG;

* Coros Vertix 2;
* Amazfit Smartwatch 2.

Apple Watch Series 4/5/6/7

Последние Apple Watch Series 7 (и Series 4/5/6) имеют функцию ЭКГ с датчиками, встроенными в керамический контур сердечного ритма в задней крышке смарт-часов, а также новую цифровую корону. Запустите приложение ЭКГ, прикоснитесь пальцем к головке, и следуйте инструкциям на экране. По завершению измерения появится уведомление о результате: нормальные показания или подозрение на аномальный сердечный ритм, а график ЭКГ пульса будет сохранен в приложении для умных часов - Apple Health. Компания получила одобрение FDA для своей технологии ЭКГ, а также разрешение на использование в Европейской экономической зоне, где более 20 стран. Активна функция и в России.

- APPLE WATCH SERIES 7 И WATCH SERIES 6: ОТЛИЧИЯ, КОТОРЫЕ НУЖНО ЗНАТЬ

Подробные обзоры смарт-часов Apple: Series 4, Series 5, Series 6, Series 7

Fitbit Sense

Fitbit Sense - первые часы для комплексного отслживания здоровья компании, в которых установлено множество новых датчиков, включая ЭКГ. Можно выполнять ручную проверку ЭКГ с помощью приложения на часах. При активации приложения, прикосаемся пальцами к алюминиевому корпусу и удерживаем его, как указано на часах, чтобы снять показания ЭКГ. Датчик PPG также сканирует аномальные ритмы, включая высокую и низкую частоту сердечных сокращений. Функция ЭКГ Fitbit находится на финальной стадии рассмотрения FDA для утверждения использования в США.

Подробный обзор Fitbit Sense

Samsung Galaxy Watch 4

Galaxy Watch 4 - это новейшие умные часы Samsung на рынке, и переход на Wear OS не повлиял на их способность снимать показания ЭКГ. Приложение ЭКГ можно найти на Galaxy Watch 4 - так же, как это было на Galaxy Watch 3 и Galaxy Watch Active 2 ниже. Когда Когда палец располагается на датчике, встроенном в верхнюю физическую кнопку, требуется 30 секунд для измерения. Также нужно будет оставаться неподвижным пока не окончится процесс, а локоть лучше разместить на ровной поверхности.

Подробный обзор Samsung: Galaxy Watch 4, Galaxy Watch 3.

Samsung Galaxy Watch Active 2

Watch Active 2 были первыми умными часами Samsung, в которых появился датчик ЭКГ и считываются эти показания так же, как и в Galaxy Watch 3. Умные часы были обновлены для поддержки этой функции. Как и старшая модель, функция активирована в Южной Корее, США, Европе и в этом году появится во многих других странах мира.

Подробный обзор Samsung Galaxy Watch Active 2

Withings Move ECG

Первые гибридные часы, которые могут считывать показания электрокардиограммы, помогая выявлять признаки мерцательной аритмии, ЭКГ Move также обладают влагозащитой до 50 метров и автоматически отслеживают активность.

К сожалению, модель в настоящее время все еще проходит клиническую проверку FDA в США, хотя гибриды уже доступна в ЕС.

Withings ScanWatch были анонсированы в Лас-Вегасе, в начале января 2020 года. В новой модели также есть ЭКГ и датчик SpO2 для обнаружения апноэ сна. Эта модель также ожидает одобрения FDA, но компания рассчитывает на старт продаж во втором квартале 2020 года.

Coros Vertix 2

Возможно, вы даже не слышали о спортивных часах Coros, но это американский бренд носимых устройств для фитнеса, выбравший основным конкурентом для себя - Garmin. Vertix 2 - это новые GPS-часы компании на активности на открытом воздухе, которые обеспечивают до 140 часов автономной работы GPS, картографию и контроль тренировок. Но в функционале гаджета есть и датчик ЭКГ, но он не используется для получения информации о сердечном ритме, как другие устройства из нашего списка. Устройство предназначено для измерения вариабельности сердечного ритма в качестве датчика стресса.

Подробный обзор Coros Vertix 2

Amazfit Verge 2

Пожалуй, одни из самых интересных умных часов под брендом Amazfit, Verge 2 были представлены относительно недавно и также получили технологию измерения ЭКГ. По мнению менеджеров компании, это поможет гаджету составить конкуренцию Apple Watch. Замеры производятся с помощью действующего ИИ-чипа Huami's Huanghan No.1.

Эта микросхема оснащена биометрическим кардио-датчиком для более точного мониторинга частоты сердечных сокращений, в том числе для выявления нарушений ритма сердца и мерцательной аритмии. Однако, на данный момент, Verge 2 доступны только в Китае. Планируется запуск в США и Европе.

- СРАВНИВАЕМ ХАРАКТЕРИСТИКИ AMAZFIT VERGE И AMAZFIT VERGE 2

QardioCore

Датчик Qardio легко можно спутать с нагрудным пульсометром. При этом он использует технологию измерения ЭКГ, которая может отправлять на телефон данные о сердечном ритме пользователя и его вариабельности, измерять частоту дыхания, температуру тела и физическую активность. По аналогии с AliveCor (специальный ремешок для умных часов Apple), QardioCore используется для ежедневного или еженедельного профилактического измерения состояния здоровья в домашних условиях, между визитами в поликлинику. Ока гаджет доступен Канаде, Европе и Австралии. В США Qardio только в состоянии получения разрешения FDA.

Hexoskin Smart

Умная одежда нового поколения. Обладает возможностью измерения ЭКГ, в том числе, для непрерывного мониторинга сердечного ритма. Основатели компании утверждают, что технология клинически одобрена. Одежда обладает возможностью синхронизации со смартфонами на Ios и Android. Дополнительно, существует возможность измерения вариабельности сердечного ритма для контроля уровня стресса, мониторинга тренировок и определения усталости организма.

- Узнать больше о гаджетах для здоровья

Источник: wear-gadget

_________________

 - присоединяйся к нам на Facebook

 - Наш канал в Telegram

 - мы в Instagram