Что умные часы измеряют на самом деле: от пульса до давления

Внутри всего пять типов датчиков. Всё остальное — расчёты и догадки алгоритмов.

Что умные часы измеряют на самом деле: от пульса до давления

Данные, которые показывают часы, можно разделить на три вида. В первом случае датчик действительно ловит физическую величину и передаёт её программе. Во втором алгоритм математически высчитывает то, чего датчик не видит, на основе реальных данных. Третий случай — просто маркетинг умелых продавцов.

В этом тексте разберёмся, где на экране реальное измерение, где расчёт, а где предположение. Ведь чем меньше реальных данных, тем больше погрешность и тем осторожнее стоит относиться к красивой цифре.

Сразу держите короткую карту на весь текст, чтобы дальше читать его осознанно. Кружки означают то, насколько можно доверять показателю: 🟢 — можно верить, 🟡 — верить с оговорками, 🔴 — смотреть только на свою динамику, ❌ — часы этого не умеют.

Показатель Что физически получает датчик Что делает алгоритм Насколько доверять
Пульс Оптический сигнал Считает удары 🟢
ЭКГ Электрический сигнал сердца Анализирует ритм 🟢
GPS-дистанция Координаты Строит трек и считает путь 🟢 / 🟡
Высота и этажи Атмосферное давление Переводит перепад в метры 🟢 / 🟡
Температура кожи Температура кожи Сравнивает её с базовым уровнем 🟡
SpO₂ Отражение красного и ИК-света Рассчитывает сатурацию 🟡
Шаги Ускорение Распознаёт рисунок ходьбы 🟢
Сон Движение, пульс, температура Определяет стадию сна 🟡
Стресс Вариабельность пульса Выдаёт индекс 🟡 / 🔴
Калории Напрямую — ничего Считает по формуле 🔴
Состав тела Сопротивление тела между запястьем и пальцами Пересчитывает в процент жира и мышц 🟡 / 🔴
Давление с манжетой Пульсация в пережатой артерии Считает как тонометр 🟢
Давление без манжеты Косвенные сигналы Оценивает 🔴 / 🟡
Глюкоза Ничего Не может измерить ❌

Пять основных групп сенсоров, которые используются для здоровья и спорта

Умные часы совмещают две роли: спортивный трекер и наблюдатель за здоровьем. Всё, что они сообщают о теле, снимается силами пяти групп сенсоров. Конечно, в каких-то более дешёвых часах чего-то из этого набора может не быть — мы ориентируемся в тексте на современные модели среднего и высокого ценового сегментов.

Свет. Оптический модуль на задней крышке: зелёные, красные и инфракрасные светодиоды плюс фотодиоды, которые принимают отражение. Отсюда берутся пульс и кислород в крови.

Электричество. Электроды на корпусе и на боковой кнопке. Отсюда берётся ЭКГ, а ещё состав тела: через тело пропускают слабый ток и измеряют сопротивление. Про эту функцию поговорим отдельно, у неё своя большая история.

Движение. Акселерометр и гироскоп, рядом с ними магнитометр — он ловит не движение, а магнитное поле планеты. Всё это нужно для подсчёта шагов, анализа движения, сна и спортивных метрик.

Давление. Барометр. Он считает этажи и набор высоты. Под водой бесполезен, там работает отдельный глубиномер. У некоторых часов есть ещё и датчик дифференциального давления: он следит за воздухом в манжете. Об этом тоже поговорим отдельно.

Температура. Термодатчик кожи. Часто их два: один прислоняется к коже, второй измеряет температуру окружающей среды.

Набор давно устоялся. Так, например, в нашем обзоре Huawei Watch GT 7 Pro список тот же: оптика, ЭКГ, барометр, термодатчик кожи и связка акселерометра с гироскопом. Остальное в корпусе служебное или узкоспециальное: спутниковый приёмник, микрофон, датчик освещённости, датчик Холла; у дайверских моделей — глубиномер и термометр воды.

Никакого универсального датчика артериального давления на задней крышке нет ни у кого, кроме моделей с манжетой. И тем более нет там датчика сахара. Барометр же действительно измеряет давление, но атмосферное, а не ваше артериальное.

Что часы действительно измеряют

Пульс: свет, отражённый от крови

Принцип работы оптического пульсометра прост: светодиод светит в запястье, а фотодиод рядом проверяет, сколько света вернулось обратно — то есть отразилось от руки. С каждым ударом сердца крови в капиллярах становится больше, поэтому они забирают часть света, и до фотодиода его доходит меньше. В итоге получается кривая яркости, которая проседает в такт сердцу.

Дальше в дело вступает программа. Она ищет в этой кривой повторяющийся рисунок и считает, сколько раз он повторился за минуту. Итоговое число и будет показателем пульса.

Зелёный свет выбран не ради красоты: гемоглобин поглощает его сильнее окружающих тканей, поэтому провалы яркости получаются заметнее всего. Но одной длиной волны дело не ограничивается: в зависимости от режима и модели часов могут также использоваться красный и даже инфракрасный свет — последний экономичнее и глубже проникает в ткани, что удобно для фонового ночного мониторинга.

Точность такого метода приличная, но с оговоркой про условия. В стэнфордском сравнении семи браслетов с непрерывной ЭКГ-телеметрией шесть из них показали медианную ошибку пульса ниже 5% — на велотренажёре, где рука почти неподвижна. Хуже всего приборам далась ходьба.

На переменной интенсивности ходьбы картина меняется. В испытании на трейловом забеге 21 бегун бежал 3,2 километра с нагрудным датчиком Polar H7 в качестве эталона: у наручного Garmin Fenix 5 средняя ошибка составила 13%, у кольца Motiv — 16%, у наушников Jabra — 23%. Почти идеально совпал только прибор, который сам получал данные с нагрудного ремня — 2%.

Тем не менее без ошибок тут не обойтись, причём порой очень забавных. Сигнал с фотодиода изначально слабый и грязный, поэтому программный алгоритм усиливает его во много раз и потом вычитает помехи. У неодушевлённого предмета усиливать нечего, и тогда в дело идёт любая ритмичная ерунда: мерцание лампы, дрожание руки, вибрация от холодильника. В результате часы порой находят пульс у палки колбасы или даже у рулона туалетной бумаги.

Портят измерение ещё три вещи: свободный ремешок, из-за чего между стеклом и кожей гуляет воздух, а также холод, от которого сосуды на запястье сужаются. Татуировки тоже мешают, потому что чернила глушат свет прежде, чем он доберётся до крови.

В покое и при ровном беге пульсу можно верить. На интервальной тренировке же лучше использовать нагрудный ремень — если вы хотите прямо вот точные данные, конечно.

ЭКГ: одно отведение вместо двенадцати

Здесь часы наконец имеют дело с настоящим сигналом тела.

Сердце сокращается от собственного электричества: перед каждым ударом клетки сердечной мышцы резко меняют свой электрический заряд, и по органу прокатывается волна. Пока она идёт, одна часть сердца заряжена не так, как соседняя, и вокруг мышцы появляется слабое электрическое поле.

Тело состоит, по сути, из солёной воды и очень хорошо проводит электричество, поэтому электрическое поле сердца добирается до поверхности кожи. Между разными её точками возникает разница напряжения в единицы милливольт. Прибор для ЭКГ берёт две такие точки и следит, как между ними скачет напряжение. Одна пара точек называется отведением.

У часов как раз такая пара: один электрод на задней крышке и второй на короне, к которому вы прикладываете палец другой руки. Ну а в поликлинике на тело клеят десять электродов и снимают аж двенадцать отведений — то есть смотрят на сердце с двенадцати сторон. Часы видят его только с одной.

Поэтому приложение ЭКГ не распознаёт инфаркт, тромбы и инсульт, а также повышенное давление, сердечную недостаточность и другие формы аритмии. Одноканальной ЭКГ хватает лишь на одну задачу — понять, ровно ли идёт ритм. Её часам и поручили.

Что именно измеряют часы. Фибрилляция предсердий — это когда верхние камеры сердца бьются вразнобой с нижними. Это самая частая из серьёзных аритмий: по данным Минздрава США, она есть у 2% людей моложе 65 лет и у 9% из тех, кто старше. Без лечения фибрилляция повышает риск образования тромбов, а тромб способен вызвать инсульт.

Чувствуют аритмию не все: часть людей живёт с ней без единого симптома и узнаёт случайно — на диспансеризации или на обследовании по другому поводу. Вот ради этого функция и придумана. И работает она неплохо. В клиническом испытании примерно на 600 участниках условные часы верно опознали синусовый ритм в 99,6% случаев, а фибрилляцию — в 98,3%.

Тот редкий случай, когда часы регистрируют физиологический сигнал, а не достраивают его по косвенным признакам. Но смотрят на сердце они с одной стороны и следят только за ритмом.

GPS: откуда часы знают, что вы пробежали пять километров

Каждый навигационный спутник непрерывно передаёт в эфир две вещи: точное время по своим атомным часам и данные о собственной орбите. Приёмник в часах ловит эту информацию и смотрит, насколько принятое время отстало от текущего. Сигнал идёт со скоростью света, поэтому задержка легко конвертируется в расстояние до спутника.

Но расстояния до одного спутника мало: нужны четыре. Три замера сужают выбор расстояния до пары вариантов, а четвёртый корректирует часы самого приёмника, которые по сравнению с атомными врут на доли миллисекунд.

Результат всего этого пересчёта есть «точка»: широта, долгота и высота в конкретный момент. Раз в секунду приёмник считает новую точку и составляет из них трек — цепочку таких точек, в которой сумма отрезков между ними является дистанцией.

На открытой местности каждая точка отличается от вашего настоящего положения на несколько метров. Но если пройтись в городе, особенно между высокими зданиями, расхождение вырастает на порядок. Всё потому, что сигнал от спутников уже не доходит напрямую, а сначала отражается от стен. Тогда путь получается длиннее, и приёмник ошибочно сдвигает точку в сторону.

По измерениям в городской застройке такая переотражённая ошибка снижает точность геопозиции до десяти метров. Есть и другая проблема — ионосфера, заряженный слой атмосферы. По дороге к земле сигнал проходит через неё и притормаживает, а приёмник принимает эту задержку за лишнее расстояние. Бороться с этим помогает вторая частота.

L1 и L5 — две радиочастоты, на которых один и тот же спутник вещает одновременно: 1575 и 1176 МГц. Первая работает с семидесятых, вторая появилась при модернизации системы уже в наши времена.

Низкую частоту ионосфера тормозит сильнее, чем высокую. Поэтому по разнице во времени прихода сигнала на L1 и L5 часы вычисляют задержку и вычитают её из расчёта.

Но и это ещё не всё. Приёмнику мало поймать сигнал; ему надо также знать, где спутник сейчас находится, а эти орбитальные данные спутники передают порциями раз в 30 секунд. Чтобы ускорить работу GPS, часы скачивают расписание пролёта спутников на несколько дней вперёд и потом обновляют его через телефон. Если расписание устарело, а телефона рядом для обновления не оказалось, первое подключение может идти минуты, а первые сотни метров пробежки будут подсчитаны с ошибками.

А ещё каждая точка, поставленная навигатором, дрожит, и сумма отрезков между дрожащими точками всегда длиннее реального пути. Сглаживают этот шум все по-своему, в том числе всё снова зависит от качества сигнала. В обзоре OnePlus Watch 4 мы отмечали, что в Москве результат зависит от условий приёма сильнее, чем от часов.

В поле и в парке километрам можно верить. В плотной застройке ошибка может вырастать до сотен метров, особенно при долгой тренировке.

Барометр: этажи, высота и погода

Барометр измеряет давление воздуха. Поднялись на этаж, метра на три, — столб воздуха над вами стал короче, давление упало примерно на треть миллибара. Часы переводят перепад в метры и рисуют в статистике лестницы.

Только перевод этот не абсолютный. Давление меняется само по себе, от погоды: в день, когда приходит циклон, даже настенный барометр отчитался бы о наборе высоты, хотя вы весь день просидели в офисе. Поэтому в часах алгоритм сверяет перепад с показаниями акселерометра, спутников и карт высот, а потом решает, вы поднялись на возвышенность или просто сместился фронт.

По той же причине альтиметр в горах нужно калибровать вручную, по известной отметке. И по той же причине у барометра должно быть отверстие в корпусе: если оно забилось грязью или залилось водой — показания будут неточными.

Температура кожи: не то же самое, что температура тела

Термодатчик показывает температуру достаточно точно. Проблема в том, что запястье остывает от сквозняка или греется под одеялом, а к температуре тела всё это отношения не имеет.

Поэтому на экране вы видите не конкретные градусы, а отклонение от вашей же ночной нормы за несколько дней. Для отслеживания цикла и ранних признаков недомогания, может, и сгодится. А вот мерить жар во время болезни таким способом бессмысленно — для этого есть только градусник.

Кислород в крови: измерение на самой границе

Гемоглобин с кислородом и без него по-разному поглощает красный и инфракрасный свет. Прибор светит двумя длинами волн, сравнивает отражённый сигнал и по соотношению вычисляет долю насыщенного гемоглобина в крови. С точки зрения физики тут всё по-настоящему, но вот дальше начинаются нюансы.

В расчёт идёт не весь вернувшийся свет. Если кожа, кость и венозная кровь поглощают свет равномерно, то вот артерии с каждым ударом раздуваются, и их отражение пульсирует. Естественно, прибор берёт в расчёт только эту пульсирующую часть — так он и отделяет артериальную кровь от всего остального. Отношение пульсаций на красном и инфракрасном свечениях как раз позволяет рассчитать долю насыщенного гемоглобина.

Поэтому медицинский пульсоксиметр надевается на палец и просвечивает его насквозь. А часы светят в запястье и ловят лишь слабое отражение, потому что между светодиодом и артериями находятся кость, сухожилия и жир. Сигнал получается слабее, и алгоритму приходится многое достраивать.

Не случайно Huawei в Watch 5 вынесла отдельный модуль X-TAP на боковую грань, под палец. Там находятся сразу три сенсора: оптика, электрод ЭКГ и тактильный датчик, который распознаёт нажатие.

Мешает и цвет кожи. Меланин поглощает красный и инфракрасный свет неодинаково, поэтому само соотношение, на котором держится расчёт, нужно корректировать. На тёмной коже пульсоксиметр склонен завышать сатурацию, то есть долю гемоглобина, который несёт кислород.

Проверяли это на больничных пальцевых приборах. В работе, опубликованной в New England Journal of Medicine, у пациентов с тёмной кожей расхождение с реальным анализом артериальной крови встречалось втрое чаще, чем у светлокожих людей: 11,7% случаев против 3,6%.

Из-за этого даже при использовании прибора можно поймать скрытую гипоксемию: когда реальное насыщение уже снижено, а прибор ещё показывает безопасное значение. Для наручных датчиков таких масштабных проверок пока не делали, но физиология организма им мешает не меньше.

Ошибается пульсоксиметр обычно в сторону завышения. Успокаиваться хорошей цифрой как раз опаснее всего.

Что часы вычисляют

Шаги: часы не считают, а узнают походку

Если вы ещё не знали, акселерометр не считает шаги. Он лишь видит поток ускорений по трём осям и ищет в нём знакомый рисунок: толчок, полёт, приземление, повтор.

Отсюда все известные странности. Например, мытьё посуды даёт ритмичные покачивания, похожие на ходьбу, и тогда в статистике появляются шаги. Тележка в супермаркете, наоборот, ворует их: когда рука лежит на ручке неподвижно, акселерометр думает, что никакого «рисунка», типичного для ходьбы, нет.

Цифры тут сильно зависят от скорости ходьбы и места ношения. В исследовании CADENCE-adults 258 человек ходили по дорожке, а шаги параллельно считал наблюдатель. На обычной скорости средняя погрешность всех приборов держалась около 7%, а на низкой — от 0,8 до 3,2 км/ч, — иногда подскакивала до 40%. Запястье оказалось худшим местом для измерения: 15% ошибки против 1% на щиколотке и бедре.

Отсюда и расхождения между людьми. У двоих человек с одинаковыми часами цифры за день отличаются заметно, и дело не в приборе, а в походке и посадке ремешка. Разойдутся во мнениях и два гаджета на одной руке: в обзоре OnePlus Watch 4 мы носили часы вместе с фитнес-браслетом, и браслет стабильно недосчитывал шаги.

Шагомеру можно верить как показометру и как своему же вчерашнему результату. Но цифра в десять тысяч на экране не означает, что вы реально сделали ровно десять тысяч шагов.

Сон: часы не видят мозг

В лаборатории сон разбирают по электроэнцефалограмме: к голове клеят электроды и смотрят на ритмы мозга. Стадии определяются именно через них. У часов доступа к мозгу нет. Зато есть движение руки, пульс, вариабельность ритма и температура кожи.

Из этих сигналов алгоритм достраивает картину: режет ночь на временные отрезки и каждый из них относит к стадии по набору определённых признаков. Например, в глубоком сне тело почти не двигается, поэтому пульс становится самым низким за ночь, а интервалы между сердечными сокращениями — более равномерными. В быстрой фазе мышцы отключаются ещё сильнее, зато пульс и дыхание могут быть рваные. Бодрствование выдают движения и подскочивший пульс.

Но лёгкий и глубокий сон по таким признакам могут быть похожи: и там, и там мышцы расслабляются, а сердце замедляется. Отличать это физически нечем, поэтому алгоритмы порой просто подглядывают в календарь. По статистике, глубокий сон приходится в основном на первую половину ночи — поправка на время суток заметно улучшает распознавание.

В общем, с задачей попроще — заметить, что вы уснули, — часовой «ловец снов» справляется неплохо, причём даже в сравнении с профессиональными приборами. В проверке против лабораторной полисомнографии у кольца Oura, часов Apple и ремешка Fitbit чувствительность ко сну была не ниже 95%. Обратная сторона того же результата: бодрствование они правильно опознали примерно в половине случаев — всё потому, что спокойное лежание с закрытыми глазами гаджеты тоже записывают в сон.

Тяжелее всего устройствам даётся глубокий сон: его эпизоды Oura опознала в 79,5% случаев, Fitbit — в 61,7%, Apple Watch — в 50,5%. У Apple Watch это вылилось в недобор 43 минут глубокого сна за ночь, которые ушли в лёгкий.

Здесь нужна оговорка. Все проведённые тесты оплатила Oura, а участников было 35 и всего одна ночь на каждого. Порядок величин это показывает, окончательный рейтинг — нет.

Как из этого получаются фазы. Ночью, каждые тридцать секунд, часы мониторят три показателя: дёргается ли рука во сне, какой при этом пульс и насколько он ровный. Дальше предполагают, на что это больше похоже:

  • Если рука шевелится, а пульс подскочил — бодрствование.
  • Когда рука лежит практически неподвижно, а пульс самый низкий за ночь и ровный — глубокий сон.
  • Рука вообще не двигается, а пульс и дыхание рваные — быстрый сон, в эту фазу чаще всего снятся сны.
  • Всё остальное — лёгкий сон.

Откуда программа знает, какое сочетание чему соответствует? Её этому научили. Людей специально укладывали спать в лаборатории с электродами на голове и одновременно надевали им часы. Потом все показатели записывали в таблицу и смотрели на разницу между реальными данными и тем, что выдавали в этот же момент датчики часов. Получалось так: вот такие показания с запястья означают вот такую настоящую стадию сна. Так что часы не измеряют фазы, а просто угадывают по косвенным признакам.

Общую длительность сна часы оценивают адекватно, но с небольшим запасом: минуты, проведённые на диване без движения, они могут засчитать в сон. А вот разбивка по фазам — уже предположение умного алгоритма.

Калории: самая бесполезная цифра в приложении

Часы не измеряют расход энергии напрямую. В лаборатории для этого анализируют выдыхаемый воздух: сколько кислорода человек забрал и сколько углекислого газа отдал. На запястье такого датчика нет и быть не может. Вместо измерения здесь работает формула, в которую подставляют пульс, данные акселерометра и то, что вы сами ввели при настройке: вес, рост, возраст и пол.

Насколько она врёт, показало то же стэнфордское сравнение. Точность измерения пульса там получилась выше точности оценки расхода энергии: по калориям в двадцать процентов ошибки не уложился ни один исследуемый прибор.

Погрешность зависит от того, что вы делаете. Хуже всего в том же тесте приборы считали расход в покое: относительная ошибка в сидячем положении доходила до 52%, тогда как при ходьбе и беге держалась около 31%. То есть сильнее всего врёт та часть суточных калорий, которую вы сжигаете сидя дома на диване, а не на тренировке.

Так, если часы отчитались о семистах килокалориях за тренировку, вполне возможно, что реально было потрачено всего пятьсот. Разница — примерно кусок торта, съеденный со спокойной совестью.

Цифра расхода энергии годится, чтобы сравнить вторник с четвергом. А вот планировать по ней диету не стоит.

Состав тела: ток идёт только по рукам

Биоимпеданс — тот же метод диагностики тела, что у напольных весов с показателем процента жира. Через тело пропускают слабый переменный ток и измеряют сопротивление. Мышцы и кровь состоят в основном из воды и проводят ток хорошо, а жир проводит плохо. По величине сопротивления алгоритм считает, сколько в вас чего.

Прежде всего импеданс говорит о том, сколько в теле воды. Из её объёма алгоритм выводит массу мышц и органов, а жир получается уже вычитанием — всё, что осталось от вашего веса. Такая функция есть у Samsung, начиная с Galaxy Watch 4 и у некоторых моделей других брендов.

Главная особенность датчиков — маршрут тока. Два электрода на задней крышке касаются левого запястья, ещё два вынесены на корпус, куда вы кладёте два пальца правой руки. Ток идёт от руки к руке, через верхнюю часть тела. Ноги в измерении не участвуют вообще, их состав алгоритм потом достраивает по очередной формуле.

Насколько это хорошо работает, проверяли на 108 добровольцах: сравнили Galaxy Watch 5 против DXA, рентгеновского сканирования, которое считается эталоном. На уровне группы результат получился приличный, средняя ошибка по проценту жира относительно DXA составила всего 2,9%. Однако чем больше жира в организме, тем сильнее часы занижают процент его содержания.

В том же исследовании нашлось интересное: часы разошлись с эталоном меньше, чем профессиональный анализатор InBody 770, который стоит в фитнес-клубах. Это не значит, что часы точнее: приборы просто по-разному откалиброваны. В результате ни одно из устройств не признали равнозначным DXA.

Но главная беда даже не в этом. Цифра также пляшет от условий замера. В отдельной работе на 117 участниках выяснилось, что результат заметно меняется от одной только позы: стоя и лёжа один и тот же человек получал разный процент жира, потому что жидкость в теле перераспределяется.

Samsung тоже пишет в инструкции, как надо измерять правильно: утром, до еды, после туалета, не после тренировки и не после душа, а украшения снять. А ещё проверять состав тела нельзя людям с кардиостимулятором и другими имплантированными электронными устройствами, а также беременным.

Смотреть рекомендуется только на свою динамику и только при одинаковых условиях замера. Сравнивать своё число с чужим или с весами в зале не имеет смысла.

Стресс и энергия: личное мнение алгоритма

Показатель уровня стресса есть почти у всех современных часов и колец. У Samsung он так и называется, у Oura это «готовность», у Garmin — Body Battery. Вот только за всё это снова отвечает не датчик, а формула на базе вариабельности пульса.

Логика тут в целом верная. Сердцем управляют две противоположные команды нервной системы: одна разгоняет его при нагрузке, вторая притормаживает в покое. Когда верх берёт тормозящая, сердце мгновенно подстраивается под дыхание и промежутки между ударами различаются сильно. Но когда организм мобилизован, подстройка подавляется и промежутки между ударами выравниваются. То есть низкая вариабельность пульса, вопреки логике, намекает не на спокойствие, а, наоборот, на напряжение.

Ну а дальше дело за программой — правда, это закрытый алгоритм, и у каждого производителя свой. Что именно бренд считает стрессом, где границы шкалы и как он отличает волнение перед совещанием от простуды, чашки кофе или вчерашней тренировки, производители не раскрывают. Так что нельзя точно определить, насколько точный результат даёт алгоритм.

До какой степени это игра в названия, понятно из нашего обзора детских Huawei Watch Kids X1 Pro: там аналогичная связка оптического датчика и некой формулы называется определением эмоций. Она якобы показывает родителям, радостный ребёнок или расстроенный. Но мы понимаем, что всё это виртуально, и никакого датчика эмоций в природе просто не существует. По крайней мере, в умных часах.

Уровень стресса на часах стоит сравнивать только с вашим же числом вчера и только на одних и тех же часах. Как реалистичный показатель текущего состояния — нет.

Спортивные метрики: где датчик, а где формула

В спортивном отчёте перемешаны все виды измерения сразу. Каденс, то есть число шагов (или других действий) в минуту, часы считают по колебаниям акселерометра, темп и дистанцию берут со спутников, а беговую мощность выводят по модели из темпа, уклона и вашего веса. Разложим по полочкам.

Метрика Что получает прибор Что делает алгоритм Нужен ли внешний датчик
Каденс Колебания акселерометра Считает их в минуту Нет
Темп и дистанция Точки со спутников Сглаживает трек, делит на время Нет, но в городе врёт
Вертикальные колебания Колебания акселерометра Рассчитывает, на сколько сантиметров тело смещается вверх и вниз Нагрудный датчик с акселерометром для улучшения точности
Время контакта с землёй Данные с акселерометра и гироскопа Фиксирует микродвижения корпуса или запястья Датчик или клипса на кроссовке для повышения точности
Мощность в беге Темп, уклон, вес Считает по модели Нет, но это вычисления алгоритма
Пульсовые зоны Оптический пульс Раскладывает по границам зон На интервалах — да

Беговую динамику часы научились считать сами: Apple включила это ещё в Series 6 на watchOS 9, а Garmin — начиная с Forerunner 255. Принцип простой — рука во время бега движется не так, как корпус, поэтому вертикальные колебания и время контакта с землёй алгоритм восстанавливает из микродвижений запястья. С одной руки не получится посчитать только баланс опоры между левой и правой ногой: для этого уже нужен датчик на груди или клипса на кроссовке.

Что каждая из метрик означает и как её читать, мы разбирали отдельно.

Что часы пытаются оценивать

Артериальное давление: что умеют часы без манжеты

Классический тонометр пережимает артерию и слушает, как кровь пробивается обратно. Этот способ остаётся основным для домашних и клинических измерений, и все остальные подходы пока сравнивают именно с ним.

Дальше — по убыванию качества и точности.

Сценарий первый: манжета есть, прибор измеряет напрямую. На рынке есть специализированные медицинские напульсники с манжетой, которые выглядят как часы. Но иногда и производители привычных нам марок умных часов устанавливают манжету. Так, у Huawei Watch D2 в ремешок вшита воздушная камера, а в корпусе стоит микронасос. Часы накачивают манжету и слушают пульсацию, прямо как тонометр на вашей тумбочке.

Главная фишка модели — суточный мониторинг. Замеры идут по расписанию весь день, также как и ночью. Раньше ради этого пациенту вешали регистратор на пояс.

Ночные замеры делаются не просто так. У здорового человека давление во сне падает, и если оно не падает — это отдельный фактор риска, которого дневными измерениями не поймать.

Производитель заявляет, что алгоритм измерения давления Watch D2 проверяли по международному стандарту ISO 81060-2:2018 — тому же, по которому калибруют домашние тонометры. Результаты опубликованы в журнале Hypertension Research: прибор требованиям соответствует и в покое, и при суточном мониторинге. В Евросоюзе устройство продаётся с медицинской сертификацией CE MDR, в Китае зарегистрировано как медизделие второго класса.

А вот на российской странице Huawei стоит сноска: медицинским изделием эти часы не являются. Возможно, что-то изменится с появлением Huawei Watch D3, которые получили сертификат CE MDR с явно прописанной областью применения — разовое измерение давления, суточный мониторинг и замеры до и после нагрузки. Они уже продаются в мире, но до России пока не доехали.

В нашем обзоре, кстати, D2 сверяли с запястным тонометром: в двух замерах из пяти верхнее давление разошлось на 7–8 мм рт. ст., например, 111 против 118. Разброс между двумя приборами — обычное дело, но помнить о нём стоит.

Сценарий второй: манжеты нет, но есть калибровка. Прибор оценивает давление косвенно. Так работают часы Samsung. Чем выше давление, тем сильнее напряжены стенки артерий, тем быстрее по ним бежит пульсовая волна и тем раньше возвращается её отражение от развилок сосудов. Форма волны из-за этого меняется, и устройство считывает именно её — сравнивая с эталоном, который вы один раз сняли настоящим тонометром.

Дальше алгоритм считает отклонение от эталона. Калибровку Samsung требует повторять каждые 28 дней: сосуды меняют тонус, эталон устаревает, и без обновления показатели теряют смысл.

Строго говоря, такие часы показывают не давление, а его изменение относительно вашей же калибровки.

Сценарий третий: числа нет вообще, прибор ищет признаки. Apple пошла третьим путём и давление не показывает совсем. Часы месяц наблюдают, как сосуды отвечают на удары сердца, и если картина похожа на гипертоническую, выдают уведомление: сходите к врачу и обследуйтесь нормально.

Источник: TIME
Источник: TIME

Что именно алгоритм считает подозрительной картиной, Apple, конечно же, не раскрывает. Известно только, чем его «накормили»: данными более чем ста тысяч человек, с проверкой на двух с лишним тысяч добровольцев. Уведомления о гипертонии работают на Apple Watch Series 9 и новее, на Ultra 2 и новее, начиная с watchOS 26.

Манжета позволяет измерять давление напрямую, по принципу обычного тонометра. Без неё часы оценивают его косвенно, и точность такой оценки зависит от алгоритма, калибровки и условий замера.

Апноэ: акселерометр вместо лаборатории

А вот это уже посерьёзнее трекинга сна: функция ищет остановки дыхания. Это когда акселерометр отслеживает мелкие движения запястья, связанные с нарушениями нормального дыхательного ритма, и из них составляет показатель нарушения дыхания. То есть для этой функции берутся данные о движении, а не оптический сигнал вроде пульса. Про этот трюк мы рассказывали в обзоре Series 10.

Опять же, как именно алгоритм отделяет остановку дыхания от того, что вы просто повернулись, Apple не раскрывает. Зато раскрывает результаты валидации, и они, пожалуй, лучше любого описания. Исследование прошли 1448 человек и тяжёлое апноэ часы заметили в 89,1% случаев, среднее — только в 43,4%. Зато ложных тревог почти нет: 98,5% здоровых распознаны верно.

Но и здесь на выходе не диагноз: часы копят статистику 30 дней и только потом сообщают, что видят признаки апноэ средней или тяжёлой степени. Дальше — к врачу и на нормальное исследование сна.

Уведомлению верить можно, его отсутствию — нет: средние формы апноэ часы пропускают чаще, чем находят.

Чего часы пока не умеют: глюкоза

Слухи про часы с измерением сахара ходят годами, но пока что это только слухи. Американский медицинский регулятор FDA ещё в 2024 выпустил предупреждение: ни одни часы и ни одно кольцо не разрешены для измерения глюкозы без прокола кожи, а полагаться на такие устройства опасно. В 2026-м ситуация не изменилась.

Причина физическая. Глюкозы в крови мало, её оптический след слабый, и он тонет в сигналах от воды, гемоглобина и самой кожи. Всё, что реально работает, по-прежнему требует расположения иглы под кожей, а неинвазивные прототипы Apple и Samsung каждый год хоть и всплывают в утечках, но за пределы лабораторий пока не выходят.

Часы сами по себе не умеют неинвазивно измерять глюкозу. Однако сахар на экране часов действительно можно отобразить, но только если использовать для этого дополнительный датчик. Это отдельный прибор — система непрерывного мониторинга. Пластиковый модуль размером с монету наклеивают на плечо или живот, под кожу в межклеточную жидкость помещается тонкий электрод и снимает показания каждые несколько минут. После чего шлёт их в телефон, откуда они попадают на часы.

Настоящий сенсор — расходник, который меняют каждые пару недель, и стоит он как недорогие часы с маркетплейса. Если устройство обещает измерять сахар без прокола, значит, производитель сильно лукавит. Да и вообще, это опасно — по ложному показателю человек может отмерить себе неверную дозу инсулина.

Прибор, который берётся показывать сахар из воздуха, — совсем не инструмент для диабетиков. А точность других показателей тут стоит сравнить с эталоном.

Как понимать цифры на экране

Вот правила, которые снимают большую часть вопросов к приложению здоровья.

  • Смотрите на тренд, а не на отдельное число: алгоритмы здесь заточены сравнивать вас с вами же, и чужая цифра не значит ничего даже на таких же часах.
  • Носите часы одинаково — та же рука, то же место, та же затяжка, потому что сдвиг на пару сантиметров меняет даже то, сколько света доходит до сосудов.
  • И не спорьте с медицинским прибором. Тонометр пережимает артерию, нагрудный ремень снимает сигнал в сантиметрах от сердца, а часы во всех случаях работают со слабым отражением через десятки преград.
  • Уведомление от часов не игнорируем — оно стоит того, чтобы его проверить.

Да, часы не ставят диагнозов и не лечат, но у них другая роль. Фибрилляция предсердий годами не даёт симптомов, апноэ человек не замечает по определению — он в этот момент спит, да и высокое давление никак не отражается на органах чувств. Так что часы — реальный способ наткнуться на проблему раньше, чем она себя проявит сама.