Точность измерения частоты сердечных сокращений и энергозатрат с помощью датчиков, встроенных в наручные устройства, в разнородной когорте

Возможность измерять физическую активность с помощью устройств, носимых на запястье, открывает перспективы для сердечно-сосудистой медицины. Однако точность коммерческих устройств в значительной степени неизвестна. Целью этой работы было оценить точность семи доступных в продаже устройств, носимых на запястье, при оценке частоты сердечных сокращений (ЧСС) и энергозатрат (ЭЗ), а также предложить схему оценки носимых датчиков. Мы оценили Apple Watch, Basis Peak, Fitbit Surge, Microsoft Band, Mio Alpha 2, PulseOn и Samsung Gear S2. Участники носили устройства, одновременно находясь под непрерывной телеметрией и проходя непрямую калориметрию в положении сидя, при ходьбе, беге и езде на велосипеде. Были отобраны 60 добровольцев (29 мужчин, 31 женщина, возраст 38 ± 11 лет) с различными возрастом, ростом, массой тела, тоном кожи и уровнем физической подготовки. Для каждой комбинации «испытуемый/устройство/вид активности» рассчитывали погрешность ЧСС и ЭЗ. Минимальная ошибка устройств отмечалась при езде на велосипеде, максимальная — при ходьбе. Ошибка была выше у мужчин, у лиц с более высоким индексом массы тела, более тёмным тоном кожи и при ходьбе. Шесть из семи устройств достигли медианной ошибки ЧСС менее 5% во время езды на велосипеде. Ни одно устройство не достигло ошибки ЭЗ менее 20%. Наименьшую общую ошибку как по ЧСС, так и по ЭЗ показали Apple Watch, наибольшую — Samsung Gear S2. В заключение, большинство носимых на запястье устройств достаточно точно измеряют ЧСС в лабораторных условиях, но плохо оценивают ЭЗ, что требует осторожности при использовании показателей ЭЗ в программах улучшения здоровья. Мы предлагаем эталонные стандарты для валидации потребительских устройств для контроля здоровья (http://precision.stanford.edu/).