Исследование: фитнес-трекеры не справляются с подсчетом расхода энергии

Сегодня на рынке носимых устройств представлены несколько десятков видов фитнес-трекеров, которыми пользуются миллионы людей. Девайсы помогают контролировать физическую нагрузку и следить за здоровьем, а некоторые пользователи приходят с информацией, полученной от фитнес-трекеров, к врачу. Но насколько корректную информацию предоставляют эти устройства?

Согласно данным нового исследования, проведенного учеными Школы медицины Стэнфордского университета, носимые фитнес-трекеры вроде Apple Watch и Fitbit неплохо справляются с отслеживанием пульса, однако точность измерения калорий далека от идеала. Ученые решили оценить эффективность носимых трекеров, когда обнаружили, что ни в одном научном журнале нет данных о работе этих устройств.

«В любое время, когда мы получаем данные о пациенте через устройство, у нас возникают вопросы о точности этой информации», — отмечает Эуан Эшли, доцент Школы медицины в Стэнфорде, специализирующийся на сердечно-сосудистой медицине, и по совместительству ведущий автор исследования.

Пристального интереса со стороны медицинских регуляторов к этим устройствам нет, поскольку они нацелены на оптимизацию здоровья, а не на выявление заболеваний. Поэтому они не придерживаются тех же стандартов, что и специализированные медицинские устройства. Но несмотря на это, многие пациенты используют и будут продолжать пользоваться фитнес-трекерами на постоянной основе.

Команда Эшли протестировала семь девайсов — Apple Watch, Basis Peak, Fitbit Surge, Microsoft Band, Mio Alpha 2, PulseOn и Samsung Gear S2 — на группе из 60 добровольцев. Шесть из них измеряли частоту сердечных сокращений с частотой ошибок менее 5%. Apple Watch ошиблись на 2%, а Samsung Gear S2 на 6,8%. Некоторые устройства были более точными, чем другие, и такие факторы, как цвет кожи и индекс массы тела, влияли на измерения.

При этом ни одно из семи устройств не измерило точно затраты энергии. Самым точным из них стал браслет Fitbit Surge, который ошибся на 27%, а самым неточным — PulseOn (92,6%). Люди принимают решения, основываясь на данных потребительских устройств, однако они не соответствуют тем же стандартам, что и устройства медицинского назначения. Поэтому врачи не могут разобраться, что делать с отчётами о сердечном ритме и другими данными, которые пациенты отдают с фитнес-трекеров.

Исследователи утверждают, что для решения этих проблем производители могут очень быстро тестировать точность устройств для работы, но потребителям сложно понять, насколько точна такая информация или процесс, который компания использовала для проверки трекеров. Поэтому Эшли и его коллеги решили самостоятельно оценить активность трекеров, которые отвечали таким критериям, как измерение частоты сердечных сокращений и сжигания калорий, а также их коммерческую доступность. В числе добровольцев оказались 31 женщина и 29 мужчин разных возрастов, рас, роста и веса. Они носили семь устройств во время ходьбы, занятий на беговых дорожках или велотренажерах.

Ученые не сравнивали гаджеты между собой: точность каждого фитнес-трекера сопоставлялась с показателями двух контрольных инструментов. Частота сердечного ритма каждого участника эксперимента измерялась медицинским электрокардиографом, а скорость метаболизма оценивали с помощью прибора для измерения кислорода и углекислого газа на вдохе, который считается оптимальным для расчета расхода энергии. Команда Эшли посчитала, что для немедицинских устройств погрешность не должна превышать 10%.

Измерения частоты пульса превзошли ожидания исследователей. Однако нельзя то же самое сказать о данных по расходу энергии. По словам Эшли, пользователи в значительной степени могут полагаться на измерения сердечного ритма фитнес-трекером.

Исследователи отмечают, что каждое устройство использует свой собственный алгоритм расчета энергозатрат, поэтому сейчас они не могут установить точную причину такого результата. Вероятно, алгоритмы делают предположения, которые не очень хорошо подходят людям. Все, что исследователи могут сделать, — посмотреть, как устройства работают в соответствии с клиническими стандартами. Они также уверены, что подготовить алгоритм, который будет точным для широкого круга людей, достаточно сложно, поскольку затраты энергии зависят уровня физической нагрузки, роста и веса человека и многих других факторов. Показатели сердечного ритма измеряются напрямую, в то время как затраты энергии измеряются косвенным путем по нескольким признакам.

Команда Эшли решила сделать свои оценки пригодных для носки устройств открытыми для исследовательского сообщества, поэтому разработала веб-сайт, где доступна информация о данных фитнес-трекеров. Ученые также предложили пользователям загружать данные, связанные с производительностью устройств. На следующей стадии исследования планируется оценить работу устройств в естественных условиях: добровольцы будут носить их в течение всего дня, а не только на тренировках.

doi: 10.3390/jpm7020003

Сегодня на рынке носимых устройств представлены несколько десятков видов фитнес-трекеров, которыми пользуются миллионы людей. Девайсы помогают контролировать физическую нагрузку и следить за здоровьем, а некоторые пользователи приходят с информацией, полученной от фитнес-трекеров, к врачу. Но насколько корректную информацию предоставляют эти устройства?

Согласно данным нового исследования, проведенного учеными Школы медицины Стэнфордского университета, носимые фитнес-трекеры вроде Apple Watch и Fitbit неплохо справляются с отслеживанием пульса, однако точность измерения калорий далека от идеала. Ученые решили оценить эффективность носимых трекеров, когда обнаружили, что ни в одном научном журнале нет данных о работе этих устройств.

«В любое время, когда мы получаем данные о пациенте через устройство, у нас возникают вопросы о точности этой информации», — отмечает Эуан Эшли, доцент Школы медицины в Стэнфорде, специализирующийся на сердечно-сосудистой медицине, и по совместительству ведущий автор исследования.

Пристального интереса со стороны медицинских регуляторов к этим устройствам нет, поскольку они нацелены на оптимизацию здоровья, а не на выявление заболеваний. Поэтому они не придерживаются тех же стандартов, что и специализированные медицинские устройства. Но несмотря на это, многие пациенты используют и будут продолжать пользоваться фитнес-трекерами на постоянной основе.

Команда Эшли протестировала семь девайсов — Apple Watch, Basis Peak, Fitbit Surge, Microsoft Band, Mio Alpha 2, PulseOn и Samsung Gear S2 — на группе из 60 добровольцев. Шесть из них измеряли частоту сердечных сокращений с частотой ошибок менее 5%. Apple Watch ошиблись на 2%, а Samsung Gear S2 на 6,8%. Некоторые устройства были более точными, чем другие, и такие факторы, как цвет кожи и индекс массы тела, влияли на измерения.

При этом ни одно из семи устройств не измерило точно затраты энергии. Самым точным из них стал браслет Fitbit Surge, который ошибся на 27%, а самым неточным — PulseOn (92,6%). Люди принимают решения, основываясь на данных потребительских устройств, однако они не соответствуют тем же стандартам, что и устройства медицинского назначения. Поэтому врачи не могут разобраться, что делать с отчётами о сердечном ритме и другими данными, которые пациенты отдают с фитнес-трекеров.

Исследователи утверждают, что для решения этих проблем производители могут очень быстро тестировать точность устройств для работы, но потребителям сложно понять, насколько точна такая информация или процесс, который компания использовала для проверки трекеров. Поэтому Эшли и его коллеги решили самостоятельно оценить активность трекеров, которые отвечали таким критериям, как измерение частоты сердечных сокращений и сжигания калорий, а также их коммерческую доступность. В числе добровольцев оказались 31 женщина и 29 мужчин разных возрастов, рас, роста и веса. Они носили семь устройств во время ходьбы, занятий на беговых дорожках или велотренажерах.

Ученые не сравнивали гаджеты между собой: точность каждого фитнес-трекера сопоставлялась с показателями двух контрольных инструментов. Частота сердечного ритма каждого участника эксперимента измерялась медицинским электрокардиографом, а скорость метаболизма оценивали с помощью прибора для измерения кислорода и углекислого газа на вдохе, который считается оптимальным для расчета расхода энергии. Команда Эшли посчитала, что для немедицинских устройств погрешность не должна превышать 10%.

Измерения частоты пульса превзошли ожидания исследователей. Однако нельзя то же самое сказать о данных по расходу энергии. По словам Эшли, пользователи в значительной степени могут полагаться на измерения сердечного ритма фитнес-трекером.

Исследователи отмечают, что каждое устройство использует свой собственный алгоритм расчета энергозатрат, поэтому сейчас они не могут установить точную причину такого результата. Вероятно, алгоритмы делают предположения, которые не очень хорошо подходят людям. Все, что исследователи могут сделать, — посмотреть, как устройства работают в соответствии с клиническими стандартами. Они также уверены, что подготовить алгоритм, который будет точным для широкого круга людей, достаточно сложно, поскольку затраты энергии зависят уровня физической нагрузки, роста и веса человека и многих других факторов. Показатели сердечного ритма измеряются напрямую, в то время как затраты энергии измеряются косвенным путем по нескольким признакам.

Команда Эшли решила сделать свои оценки пригодных для носки устройств открытыми для исследовательского сообщества, поэтому разработала веб-сайт, где доступна информация о данных фитнес-трекеров. Ученые также предложили пользователям загружать данные, связанные с производительностью устройств. На следующей стадии исследования планируется оценить работу устройств в естественных условиях: добровольцы будут носить их в течение всего дня, а не только на тренировках.

doi: 10.3390/jpm7020003