Если вы пользуетесь носимыми устройствами от компании Huawei (фитнес-браслетом Honor Band или умными часами Huawei Watch), то наверняка замечали одну интересную функцию, связанную с анализом сна, под названием HUAWEI TruSleep:
Сама компания так описывает эту технологию:
HUAWEI TruSleep точно определяет фазы глубокого, неглубокого и быстрого сна, а также нарушения сна, чтобы выполнить оценку качества сна и предоставить рекомендации, одобренные Центром изучения динамических биомаркеров Медицинского центра Бет Израэль, главного учебного госпиталя Гарвардской медицинской школы.
Звучит довольно убедительно, но что в действительности такое Huawei TruSleep? Как это работает? И работает ли вообще? Мы попытались разобраться с этим вопросом, но, к сожалению, найти какую-либо информацию в интернете, даже на самых популярных ресурсах, нам так и не удалось.
Более того, компания Huawei также нигде не публикует подробностей о TruSleep, кроме уважительной отсылки к центру динамических биомаркеров (чтобы это ни значило). Разыскав сайт этой организации, мы, в итоге, нашли подробные отчеты о том, как проводились тестирования анализа сна фитнес-трекерами и умными часами компании Huawei с технологией TruSleep.
Прежде, чем вы узнаете все подробности, хотелось бы ответить еще на один простой, но очень важный, вопрос:
Зачем вообще анализировать свой сон и причем здесь фитнес-трекеры?
Наука уже давно установила прямую связь между плохим настроением/проблемами с памятью/концентрацией внимания и качеством сна. Более того, проблемы со сном могут приводить к развитию различных патологий. Но даже осознавая важность качественного сна, мы не всегда способны его определить, основываясь лишь на анализе самочувствия.
Существуют специальные медицинские приборы, умеющие точно анализировать сон и обнаруживать проблемы на всех стадиях, от REM-фазы до глубокого сна. Правда, использовать такое оборудование в домашних условиях — не совсем реально (как и разобраться самостоятельно в результатах его работы — гипнограмме):
Но постоянный рост интереса современного общества к этой проблеме привел к появлению потребительских высокотехнологичных товаров (умных часов и фитнес-браслетов), пытающихся ее решить.
Однако, точность измерений подобных устройств, в большинстве случаев, не выдерживает никакой критики. В итоге, подобные гаджеты носят скорее развлекательный характер и доверять результатам их работы не следует.
И здесь мы подходим, собственно, к Центру изучения динамических биомаркеров (DBIOM) и технологии TruSleep от Huawei.
Как работает Huawei TruSleep? Исследование DBIOM
Во время исследования были протестированы все устройства Huawei с поддержкой технологии TruSleep. Суть теста заключалась в сравнении работы фитнес-трекеров компании со специальным методом анализа сна на основе электрокардиограммы.
В работе TruSleep используется метод фотоплетизмограммы для определения пульса, а также специальный алгоритм анализа сна на основе вариабельности сердечного ритма, разработанный компанией с непростым названием Nanjing Fengsheng Yongkang Software Technology.
Фотоплетизмограмма — это метод определения пульса с использованием инфракрасного излучателя и фоторезистора. Именно на нем основана работа всех оптических пульсометров, включая фитнес-трекеры и умные часы от Huawei. О том, что такое вариабельность сердечного ритма, читайте в нашем новом подробном материале.
Но каким образом TruSleep определяет качество дыхания? Ведь, одев на ночь один лишь фитнес-браслет, утром приложение покажет и оценку вашего дыхания:
Как уже было сказано чуть выше, работа TruSleep основана на вариабельности пульса. А дыхание, в свою очередь, также неразрывно связано с частотой сердечных сокращений. Во время вдоха пульс учащается (если быть более точным, сокращается P-P интервал), во время выдоха — замедляется. Данное явление в медицине имеет название Синусовая аритмия (также — дыхательная аритмия).
Так вот, измеряя вариабельность, браслет может определять длительность P-P интервала и, соответственно, оценивать качество дыхания.
Для точного анализа фаз сна необходимо иметь два набора данных: синусовый ритм (пульс) и дыхательные сигналы, полученные путем измерения вариабельности сердечного ритма. Затем качество сна можно достаточно точно определить с помощью кардиораспираторного мониторирования. Этот метод используется в медицине для диагностирования обструктивного апноэ сна, гипертонической болезни, обструктивной болези легких и пр.
Единственная разница между датчиками Huawei TruSleep и методом кардиораспираторного мониторирования заключается в том, что в последнем случае используется электрокардиограмма, а не пульсометр.
Компания Huawei использует метод, известный под названием Преобразование Гильберта — Хуанга, чтобы на основе двух сигналов (пульса и дыхания) провести аналог кардиораспираторного мониторирования.
Более подробное описание работы TruSleep не имеет смысла в рамках этой статьи, так как эта информация будет понятной очень узкому кругу читателей. Поэтому давайте вернемся к исследованию центра DBIOM.
Все испытуемые носили одновременно ЭКГ-монитор и фитнес-браслет (или смарт-часы) Huawei. Время отхода ко сну и время пробуждения фиксировалось участниками теста. Полученные данные из двух устройств проверялись специалистом.
Сон был разделен на 4 стадии: глубокий сон, легкий сон, REM-сон (фаза быстрого сна) и неопределенное состояние. Для исследования точности работы TruSleep принималось во внимание 7 показателей: общая длительность сна, продолжительность глубокого, легкого и быстрого сна, определение эпохи глубокого, легкого и быстрого сна (1 эпоха равняется 1 минуте).
Затем рассчитывалась точность определения фаз по специальной формуле: (TP+TN)/(TP+TN+FP+FN)*100%, где:
- TP — количество положительных срабатываний
- TN — количество отрицательных срабатываний
- FP — количество ложноположительных срабатываний
- FN — количество ложноотрицательных срабатываний
Результаты тестирования TruSleep на примере смарт-часов Huawei Watch 2
Результаты тестирования основаны на исследовании 200 человек возрастом от 18 до 45 лет, среди которых 87 мужчин и 113 женщин. Время сна испытуемых составило от 135 до 550 минут.
Усредненные значения точности определения фаз, основанные на шести замерах, выглядят следующим образом:
- 93.7% — точность определения общей продолжительности сна
- 86.5% — точность определения фазы глубокого сна
- 92.4% — точность определения фазы легкого сна
- 79.4% — точность определения фазы быстрого сна
- 87.4% — точность определения эпохи глубокого сна
- 74.4% — точность определения эпохи легкого сна
- 81.5% — точность определения эпохи быстрого сна
Другими словами, мы видим, что технология TruSleep определяет общее время сна и фазу глубокого сна практически с медицинской точностью. Погрешность с прибором на основе электрокардиограммы составляет всего 6.3% и 7.6% соответственно. Что касается других измерений — точность также довольно высока.
Как все это выглядит в реальной жизни?
Вся прелесть подобных технологий заключается в том, что весь сложный анализ происходит «под капотом», а мы лишь видим уже обработанные данные в удобной для восприятия форме. Ниже вы можете сравнить два графика определения сна фитнес-трекером Honor Band 4. На первом скриншоте показана работа браслета в обычном режиме, а на втором — с технологией TruSleep:
Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что TruSleep действительно работает и показывает очень неплохие результаты. Но важно помнить, что в основе этой технологии лежит оптический датчик сердечного ритма, который имеет ряд ограничений.
Такие датчики могут работать некорректно из-за наличия татуировок на коже или количества волос на руке. Более того, даже цвет кожи и степень загара могут повлиять на точность измерений.
Обзоры фитнес-трекеров и умных часов с TruSleep
На нашем портале вы можете почитать подробные обзоры следующих устройств с поддержкой TruSleep:
Если вас интересует учет сна на других фитнес-браслетах или вы хотите больше узнать о том, как понимать отчеты о сне, что такое фазы сна, сколько какая фаза должна длиться и что означают показатели вашего фитнес-трекера, тогда обязательно прочтите нашу статью «Сон и фитнес-браслеты. Руководство для чайников»!
Редакция Deep-Review (dr@deep-review.com)
P.S. Не забудьте подписаться в Telegram на наш научно-популярный сайт о мобильных технологиях, чтобы не пропустить самое интересное!
