Точное определение ночного пульса и вариабельности сердечного ритма с помощью Oura Ring в 2024 году

Цифровое искусство NFT Продажи токенов ICO

Заболевания сердечно-сосудистой системы остаются главной причиной смертности во всем мире, и ранняя диагностика рискованных факторов играет ключевую роль в профилактике. Одним из важных инструментов оценки состояния сердца является мониторинг частоты сердечных сокращений (ЧСС) и вариабельности сердечного ритма (ВСР), которые отражают работу автономной нервной системы и могут сигнализировать о потенциальных нарушениях. В последние годы технологии пошли далеко вперед, и многие потребительские устройства предлагают постоянный мониторинг биометрических данных, в том числе во время сна, что позволяет выявлять скрытые проблемы и следить за динамикой здоровья в домашних условиях. Одним из таких устройств является Oura Ring — смарт-кольцо с интегрированным фотоплетизмографическим датчиком, позволяющее с высокой точностью собирать данные о сердечном ритме и вариабельности при ночном отдыхе. Для оценки вариабельности сердечного ритма традиционно используют электрокардиографию (ЭКГ), которая считается золотым стандартом, однако она неудобна для длительного непрерывного мониторинга вне клиники.

Фотоплетизмография (ППГ), основанная на измерении изменений объема крови с помощью светоизлучающих и фотоприемных сенсоров, стала действенным и менее инвазивным способом получения интервалов между сердечными сокращениями (межсердечные интервалы). ППГ-датчики широко внедряются в носимых устройствах — браслетах и кольцах. Несмотря на знакомство с этим подходом, ранее точность измерения вариабельности сердечного ритма с помощью PPG вызывала сомнения, особенно в частотных параметрах. В 2024 году проведено исследование, направленное на проверку точности измерений ночных показателей ЧСС, rMSSD (корень из среднеквадратичного значения последовательных разностей), а также частотных доменов ВСР, получаемых с помощью Oura Ring по сравнению с эталонным ЭКГ. В исследовании участвовали 114 здоровых добровольцев в возрасте от 20 до 68 лет, которые в лабораторных условиях носили Oura Ring и одновременно проходили полное ЭКГ-мониторирование во время сна.

Ключевой особенностью анализа стала методика оценки и фильтрации качества данных, основанная на строгих порогах допустимости - доле времени, в течение которого данные считались валидными, для каждого пяти-минутного отрезка сна. Применение таких фильтров позволило значительно повысить точность расчета показателей вариабельности по сравнению с предыдущими исследованиями. Анализ показал, что звено качества данных имеет существенное значение. При относительно низких порогах допуска до 30% допустимых интервалов достоверность измерений, особенно рМSSD и высокочастотной вариабельности (HFnu), была недостаточной. При повышении порога допустимости до 80% данные стали гораздо более сопоставимыми с ЭКГ, причем лучшие результаты достигались при агрегации показателей за более длительный период — от 30 минут и за всю ночь.

Таким образом, суммирование и усреднение нескольких коротких отрезков улучшает стабильность и надежность оценки ВСР, снижая влияние случайных артефактов и пропусков данных. Практическим выводом исследования стало признание того, что для реализации мониторинга сердечного ритма и его вариабельности во время сна с помощью Oura Ring необходимо использовать строгие критерии отбора данных. Только при этом условии можно рассчитывать на получение высокоточных показателей, сопоставимых с результатами лабораторного ЭКГ. Порог в 80% доступных и валидных интервалов в каждом пятиминутном окне является оптимальным балансом между качеством данных и их доступностью. Тем не менее, повышение порога до 95%, хотя и увеличивает точность, значительно сокращает количество пригодных для анализа данных, что может привести к существенным пробелам в мониторинге.

Результаты исследования также выявили возрастные особенности. У пожилых участников точность измерений вариабельности была ниже, чем у молодых, что может быть связано с возрастными физиологическими изменениями в кровеносных сосудах и кожной перфузии, а также с ослаблением сигнала PPG на пальце. Эти факторы влияют на качество регистрации и обработку данных интервалов сердечного ритма. Это подчеркивает необходимость учитывать особенности возрастных групп при применении подобных технологий для оценки здоровья. Несмотря на обнаруженные ограничения, Oura Ring продемонстрировал способность с высокой степенью надежности измерять ночную ЧСС и вариабельность ритма сердца при использовании строгих фильтров качества данных и агрегации показателей.

Благодаря компактной форме, носимое кольцо удобно для круглосуточного ношения во время сна, не вызывая дискомфорта, что значительно повышает вероятность вовлеченности пользователей в долговременный мониторинг. Благодаря этому устройство подходит для масштабного применения в повседневной жизни с целью оценки состояния сердечно-сосудистой системы и потенциального выявления ранних признаков заболеваний. Технически Oura Ring использует инфракрасный свет длиной волны 900 нм для регистрации пульсовой волны, с частотой дискретизации 250 Гц, что обеспечивает высокое разрешение данных. После первичной обработки сигнал проходит фильтрацию и оценку качества каждого межсердечного интервала, что позволяет отсеять артефакты, вызванные движением, потерей контакта или плохой циркуляцией крови. Способность устройства выделять только качественные интервалы и использовать их в расчетах рМSSD и спектральных характеристик вариабельности значительно повышеет точность, позволяя приблизиться к результатам ЭКГ.

Помимо чисто технических аспектов, применение носимых устройств для анализа ВСР и ЧСС имеет прямую медицинскую ценность. Снижение вариабельности сердечного ритма связано с дисбалансом автономной нервной системы — повышением активности симпатической ветви и снижением парасимпатической, что служит маркером стресса, воспаления и риска сердечно-сосудистых событий. Ночное снижение ЧСС и повышение ВСР свидетельствуют о хорошем состоянии сердца и восстановительном потенциале организма. Наоборот, устойчивое снижение показателей вариабельности сигнализирует о потенциальных проблемах и необходимости медицинской оценки. В долгосрочной перспективе постоянный мониторинг этих параметров с помощью таких устройств, как Oura Ring, может стать важным инструментом для выявления ранних признаков патологий и оценки эффективности вмешательств.

Возможность автоматического и автономного отбора и обработки данных, как показано в исследовании 2024 года, открывает дверь для интеграции подобных показателей в системы персонального здравоохранения и телемедицины. Кроме того, нельзя не отметить, что хотя исследование проходило в лабораторных условиях с контролируемым сном, что обеспечивает минимальное количество артефактов и высокое качество данных, в реальных условиях ночной мониторинг будет сталкиваться с дополнительными помехами — движениями, неплотным прилеганием устройства, изменениями температуры и пр. Это будет сказываться на проценте валидных данных и общей точности анализа, что требует дальнейших разработок программных алгоритмов и рекомендаций по ношению для улучшения качества измерений во вне лабораторных условиях. В заключение, достижения 2024 года демонстрируют, что при правильной обработке и строгой фильтрации данные о вариабельности сердечного ритма, полученные с помощью Oura Ring во время ночного сна, могут быть очень близки к эталонным показателям ЭКГ. Это открывает новые перспективы для масштабного, удобного и при этом точного мониторинга здоровья сердечно-сосудистой системы дома в реальном времени, что имеет огромное значение для профилактики и ранней диагностики сердечно-сосудистых заболеваний.

Однако необходимо учитывать компромисс между качеством данных и их доступностью, а также влияние возрастных и индивидуальных физиологических факторов на точность измерений. В дальнейшем успехи в алгоритмах и аппаратных средствах, а также проведение исследований в реальных условиях позволят расширить применение подобных носимых устройств и повысить их клиническую значимость.