Как смарт часы определяют сон
Смарт-часы и фитнес-браслеты давно перестали быть дорогими бесполезными игрушками. Самый сносный фитнес-браслет со всеми основными фишками от Xiaomi стоит в районе двух тысяч рублей, бюджетные умные часы от этого же производителя, за которые не будет стыдно, обойдется на полторы-две тысячи рублей больше. Есть ли смысл их прикупить? Конечно, да. Если вы не следите за своим самочувствием, этот гаджет сможет вас увлечь. Чего он только ни умеет: подсчет сожженых калорий, пройденное расстояние, отображение пульса во время тренировок, отслеживание сна. Кстати, а каким образом такая маленькая штучка следит за вашим сном? Насколько можно верить этим данным? Сейчас расскажем поподробнее.
Рассказываем, как ваши смарт-часы отслеживают сон
Зачем отслеживать фазы сна
Современные фитнес-браслеты и смарт-часы умны не только на словах, но и на деле: куча датчиков следят за вашим самочувствием. Чего стоит только датчик стресса, который активно начали внедрять в устройства? К сожалению, датчика сна не существует, но его заменяет акселерометр — этот сенсор позволяет наблюдать за сном, реагируя на изменение положения тела. При засыпании активность человека снижается — устройство понимает, что началось время сна.
Умные часы отслеживают сон гораздо точнее фитнес-браслетов
А с помощью пульсометра оно определяет фазу сна, в которой вы находитесь. Работают и дополнительные примочки, например, датчик кислорода в крови — с его помощью данные о вашем сне становятся намного точнее, ведь при глубокой фазе частота сердечных сокращений уменьшается, а в быструю фазу — повышается вместе с кислородом в крови.
Думаете, это низкая оценка? Маловато. Но спать я стал заметно лучше
Существует две фазы сна: медленная и быстрая. В медленной фазе происходит физиологический отдых и перезагрузка вашей памяти. В медленной фазе дыхание становится редким, а мышцы расслаблены. Быстрый сон отличается тем, что активность мозга в это время ничем не отличается от состояния во время бодрствования. Считается, что фаза быстрого сна полезна для запоминания информации и закрепления полученных навыков. В фазе быстрого сна ваши глазные яблоки продолжают двигаться, а температура тела и сердечный ритм постоянно меняются. А вы следите за своим сном с помощью умных часов? Расскажите в нашем Telegram-чате, что изменилось?
Как умные часы отслеживают сон
Качество сна отслеживает само устройство, передавая данные в специальное приложение, которое формирует отчет о собранных данных в понятный график. Важно включить в настройках функцию мониторинга сна, которая по умолчанию может быть отключена. Интересно, что тот же Mi Band 4 умеет определять дневной сон, но не фиксирует его в приложении. В последних версиях эту фишку наконец добавили — теперь вы будете знать, насколько хорошо поспали днем.
Данные, полученные с часов или браслета, помогают выработать привычку вовремя ложиться спать
Умные часы отслеживают качество сна в разы лучше фитнес-браслетов, используя встроенные микрофоны и дополнительные датчики. Фиксируются все звуки, которые исходят от спящего человека. Пожалуй, одна из немногих причин, когда есть польза от слежки гаджетов за нами! На основе этого алгоритмы определяют время и фазу вашего сна. Пульсометр контролирует количество сердечных сокращений, а акселерометр — ваши движения. На основе этих двух датчиков фиксируется момент выхода из фазы глубокого сна.
Умный будильник в смарт-часах
Шутки-шутками, но будильник в любом фитнес-браслете в принципе умнее любого будильника в телефоне, хотя бы потому, что не надрывается как сумасшедший, а приятно вибрирует на руке. А теперь серьезно. Умный будильник в таком гаджете выполняет интересную функцию — он будит вас не в любое время, когда вам кажется, что вы заснули десять минут назад, аккуратно выводя из фазы быстрого сна, когда ваш организм больше всего готов проснуться. После пробуждения вы будете чувствовать себя прекрасно, а бодрости хватит надолго.
Умный будильник работает эффективнее обычного
Специалисты рекомендуют устанавливать умный будильник с получасовым диапазоном, чтобы наручный гаджет смог определить самое удачное время для пробуждения. А какие датчики есть в смартфоне? Читайте об этом в нашем Яндекс.Дзен!
Сколько должен длиться глубокий сон
Умные часы помогают правильно отслеживать чередование фаз и продолжительность глубокого сна. Объясняем, почему это важно. За день человек не только устает физически, но и умственно, получая огромное количество информации. Именно в период глубокого сна происходит восстановление нервной системы и работоспособности, которой хватит на следующий рабочий день. Именно в фазе глубокого сна человек может полностью отдохнуть и перезагрузиться.
В фазе глубокого сна ваш организм накапливает энергию, которая пригодится на следующий день
Чтобы увеличить фазу глубокого сна, нужен максимальный комфорт: закройте шторы, уберите все гаджеты, устройтесь поудобнее в постели, предварительно проветрив помещение. Ориентируйтесь на график сна в приложении: оценка качества сна подскажет, в какое время лучше отходить ко сну именно в вашем случае.
Данные со смарт-часов и умных браслетов помогают выбрать идеальное время для сна. В приложении можно ознакомиться с рекомендациями, сравнить свой сон в прошлом месяце, подсчитать среднее время сна за месяц или год. Устройства точны не на 100%, но данным скорее можно верить, чем нет. Во всяком случае, с их помощью можно улучшить свой сон, чтобы стать чуть продуктивнее.
Все современные фитнес-браслеты и смарт-часы умеют отслеживать сон своего владельца. Какие-то устройства следят за фазами сна, другие отображают лишь общую информацию о степени подвижности. А некоторые поддерживают умный будильник и даже могут оценивать качество дыхания во время сна.
Но зачем вся эта информация простому пользователю? Насколько точно эти устройства отслеживают сон и что лучше всего выбрать? Могут ли фитнес-браслеты или умные часы помочь тем, кто страдает от бессонницы? Да и что, в конце концов, означают все эти фазы и умные будильники?
Несколько слов о сне. Или что такое фазы сна и зачем их отслеживать?
С ростом популярности фитнес-трекеров многие пользователи узнали о существовании так называемых фаз сна. Медицина знает об этом уже около 70 лет, но модным это понятие стало только недавно. Впрочем, как и многие другие понятия, которые популяризировали фитнес-трекеры, включая VO2 max, SpO2 и вариабельность пульса, о чем вы можете почитать на Deep-Review. Но что же такое фазы сна?
Все мы уверены в том, что ночью наш организм отдыхает, восстанавливаясь после рабочего дня. И, с одной стороны, это действительно так. Но, в то же время, ночью активность мозга, особенно некоторых его участков, на треть выше, чем во время бодрствования. Другими словами, ночью наш мозг работает еще активнее, чем днем. Но работа его состоит из нескольких этапов.
При наступлении темноты, наши внутренние часы (циркадные ритмы) переводят организм в режим сна, замедляя активность нервной системы. Для этого мозг подает сигнал на выработку гормона под названием мелатонин.
Нас начинает клонить в сон и когда мы ложимся в постель, наступает первая фаза медленного сна, которую еще называют дремотой. В нормальном состоянии она должна длиться порядка 5-15 минут. И это первый важный показатель, который может отследить фитнес-браслет.
О чем говорит первая фаза сна и как она может улучшить сон
Если же, наоборот, вы не можете уснуть в течение длительного времени, следует также внести ряд изменений в свой распорядок и окружающую обстановку:
- Обеспечить полную темноту в комнате
- Постараться не использовать смартфон перед сном
- Снизить температуру в комнате
Но при чем здесь фитнес-трекер?
Проблема заключается в том, что человек неадекватно воспринимает реальность во время первой фазы сна. Иногда вам может казаться, что прошла уже целая вечность, а вы все никак не уснете. Хотя в действительности прошло не более 10 минут. Из-за этого вы начинаете волноваться, что само по себе отодвигает наступление второй фазы сна.
Некоторые фитнес-браслеты и смарт-часы показывают реальное время, которое потребовалось, чтобы уснуть. Анализируя эти данные за несколько дней, можно увидеть определенную закономерность и принимать адекватные решения, а также отслеживать свой прогресс.
К примеру, вот как выглядит информация о сне в приложении SleepMatic на Apple Watch:
Вот как выглядит отчет о сне на всех смарт-часах и фитнес-трекерах от компании Samsung:
С браслетами Xiaomi Mi Band и Amazfit все немножко сложнее, так как официальное приложение Mi Fit плохо показывает отчет о сне в плане разбивки по фазам, он малоинформативен. Однако, с этими трекерами можно использовать приложение Notify & Fitness, которое предоставляет более наглядные отчеты:
Здесь уже можно отследить время засыпания по оранжевой линии в начале графика .
С фитнес-браслетами и умными часами от Huawei ситуация не лучшая, и время засыпания можно косвенно оценить, проанализировав первый участок графика. Чем быстрее он проваливается вниз, тем короче время засыпания:
С трекерами от Withings (они же Nokia) никаких проблем нет. Здесь четко указывается время бодрствования перед сном и сразу после сна (серые столбики в начале и в конце графика):
Теперь поговорим о других фазах медленного сна. Это легкий сон (вторая фаза) и глубокий сон (третья фаза). Иногда легкий сон называют неглубоким.
Зачем нужен медленный сон?
При анализе медленного сна важна именно его вторая и третья фаза. Это время восстановления организма, когда производятся гормоны роста и половые гормоны, строятся и восстанавливаются ткани.
При болезни или в период восстановления именно медленный сон играет ключевую роль для скорейшего выздоровления. Также медленный сон крайне важен для спортсменов и людей, занимающихся тяжелым физическим трудом. К примеру, легенда большого тенниса Роджер Федерер перед матчами спит по 12 часов.
Свое название REM-сон получил по той причине, что во время быстрого сна у зрячего человека можно наблюдать едва заметное движение век, вызванное быстрым движением глаз. У слепых от рождения людей подобный эффект отсутствует.
У здорового человека сон начинается с первой фазы медленного сна (10-15 минут), затем наступает вторая фаза (20 минут) и третья фаза (30-45 минут), после чего снова возвращается вторая фаза на короткое время, после которой следует быстрый сон (5-10 минут). Эта последовательность называется циклом. Один цикл занимает примерно полтора часа. И за ночь наблюдается около 5 циклов. Причем, в каждом последующем цикле становится меньше медленного сна и больше быстрого.
Учимся понимать график сна, который показывают различные фитнес-браслеты и часы
Некоторые фитнес-браслеты и умные часы показывают только легкий и глубокий сон. То есть, детализируют лишь медленную фазу, полностью игнорируя быстрый (REM) сон. Другие трекеры могут показывать глубокий и быстрый сон, игнорируя легкий.
Ниже рассмотрим все популярные трекеры, чтобы лучше понять, что именно они показывают.
Как понимать сон на фитнес-браслетах Amazfit?
Сюда входят такие устройства, как Amazfit Bip, Amazfit GTS, Amazfit GTR и другие. Все они учитывают только медленный сон с разбивкой на глубокий и неглубокий, что наглядно показано на графиках в приложении Amazfit:
Как видим, быстрый сон (REM-фаза) здесь не отображается, но остальные фазы определяются неплохо. Правда, относится это только к новым трекерам (например, Amazfit Bip S), так как раньше Amazfit не умела нормально учитывать фазы..
В среднем, у взрослого человека глубокий сон занимает порядка 20% от общего времени сна, а на скриншоте выше мы видим 27%. Легкий сон должен составлять около 75% от общего времени, что, собственно, и показывает браслет (73%). Так как REM-фаза не отображается, скорее всего, браслет учитывает его, как легкий сон.
Как понимать сон на фитнес-браслетах Xiaomi Mi Band?
Браслеты Mi Band никогда не умели нормально отслеживать сон. Ситуция кардинально изменилась с выходом Mi Band 5. Теперь браслет не только учитывает все фазы сна, включая быстрый сон (REM-фазу), но и делает это достатоно точно.
Кроме того Mi Band показывает пробуждения ночью, даже если вы при этом не вставали с постели, а тажке учитывает дневной сон. Всё это появилось только с 5-й версии браслета.
Вот как выглядит типичный отчет о сне в приложении Mi Fit:
Как видим, данные Mi Band 5 соответствуют стандартным показателям сна взрослого здоровго человека:
Этот график подозрительно точно отобразил сон. Это касается не только общего времени, но и цикличности, продолжительности циклов и пр.
Еще раз для сравнения приведу реалистичные средние значения того, сколько должны занимать по времени все фазы сна у взрослого человека, согласно современной медицине:
Повторюсь, в целом, трекеры Huawei достаточно точно определяют фазы сна и, помимо этого, дают рекомендации по улучшению качества сна и продолжительности отдельных его фаз.
Как понимать сон на фитнес-браслетах и смарт-часах Withings/Nokia?
Вот как выглядит график в приложении Health Mate:
Другие полезные функции фитнес-браслетов и умных часов
Практически все фитнес-браслеты и смарт-часы очень точно определяют время отхода ко сну и время пробуждения. Это позволяет с высокой точностью отслеживать регулярность сна и его количество.
Что касается количества сна, средняя его продолжительность за последние 50-70 лет снизилась с 8 часов до 6 с половиной. Это довольно негативно сказывается на здоровье человека. Связь количества сна с заболеваемостью можно посмотреть на следующем графике, предоставленном BBC:
Многие современные люди даже не задумываются о том, сколько времени они спят. Да и узнать это не так-то просто, ведь нужен сторонний наблюдатель, фиксирующий время отхода ко сну и пробуждения. Поэтому использование фитнес-браслета или умных часов позволит точно ответить на этот вопрос.
Некоторые трекеры отслеживают дневной сон. Это касается всех фитнес-браслетов от компании Huawei/Honor. У них есть специальная отдельная функция для его отображения.
Также браслеты Xiaomi и Amazfit (Mi Band, BIP, GTS/GTR) могут показывать дневной сон, но только при использовании стороннего приложения, например, упомянутого выше Notify & Fitness. Стандартное приложение Mi Fit не отслеживает дневной сон.
Смарт-часы от Samsung могут также определить сон днем, но само приложение не классифицирует этот сон именно как дневной, а просто показывает общее время сна за сутки, прибавляя к ночному сну и дневной.
Умный будильник
Это одна из самых спорных и редко встречающихся функций на современных трекерах. Спорных по той причине, что работает она далеко не так хорошо, как хотелось бы. Для тех, кто не знает, что такое умный будильник, вкратце объясню.
Как я уже говорил выше, наш сон состоит из последовательно чередующихся циклов, которые в свою очередь состоят из медленного и быстрого сна. А медленный сон делится еще на три фазы.
Так вот, в конце каждого цикла, а именно сразу после окончания быстрого сна (REM-фазы), наступает самый благоприятный момент для пробуждения. В это время мы менее всего погружены в сон. Наш мозг уже полностью реагирует на все внешние раздражители и в любую секунду готов проснуться.
Если нас разбудить в это время, мы будем чувствовать себя хорошо отдохнувшими, бодрыми и веселыми. Если же ничто не разбудило нас, мы снова начинаем погружаться в глубокий сон, вывести из которого становится намного труднее.
Разбудив человека в глубокой фазе сна, он будет дезориентирован и раздражен, ему будет казаться, что он совершенно не выспался. Если человека разбудить прямо посреди быстрой фазы сна, он будет очень хорошо помнить сон, так как именно в этой фазе мы видим самые яркие сны. К слову, если вам уже давно не снились сны, вы просто просыпаетесь явно не посреди быстрого сна и поэтому ничего не помните.
Так вот, некоторые фитнес-трекеры умеют будить в нужной фазе сна. Для этого достаточно установить будильник на нужное время, а затем задать интервал, в который трекеру позволено вас разбудить, если благоприятное время наступит немножко раньше.
К примеру, мы ставим будильник на 8 утра, а в качестве временного интервала задаем 30 минут. Начиная с пол восьмого, фитнес-браслет будет активно следить за фазами, чтобы разбудить вас сразу под конец быстрого сна.
Именно так работают трекеры от Huawei, по крайней мере, в теории. Что же касается практики, дела обстоят немножко иначе. Зачастую трекеры просто будят в начале временного интервала или в установленное время.
Как фитнес-браслеты определяют фазы сна и другую информацию?
Тем не мнее, фитнес-трекеры также неплохо справляются с этой задачей. Если верить исследованию, проведенному Центром изучения динамических биомаркеров (DBIOM), точность определения фаз некоторыми фитнес-браслетами достигает 93%, правда в сравнении с показаниями электрокардиограммы, а не ЭЭГ.
Дело в том, что каждая фаза сопровождается определенными внешними проявлениями, которые можно зарегистрировать браслетом.
Когда мы только ложимся в постель, основные движения нашего тела прекращаются. Браслет сопоставляет низкую активность с поздним временем и начинает отслеживать фазы сна. В первой фазе (дремота) сон очень поверхностный, если человека разбудить в это время, он и вовсе будет доказывать, что вообще не спал. Это время сопровождается чувством падения, происходят случайные вздрагивания, которые браслет регистрирует.
При наступлении второй фазы дыхание и пульс выравниваются, движений становится меньше. Это также легко определить при помощи любого фитнес-трекера.
Третья и последняя фаза медленного сна (глубокий сон) сопровождается заметным снижением пульса и дыхания, что также можно зарегистрировать пульсометром браслета.
Ну и наступление быстрого сна не заметить сложно. В это время наблюдается резкое ускорение и такое же резкое торможение сердечно-сосудистой системы при полном отсутствии движений тела. Мозг специально парализует мышцы для комфортного и, главное, безопасного просмотра сновидений. Иначе нас пришлось бы привязывать к кровати, чтобы не навредить себе или, как минимум, не прерывать свой сон при каждом наступлении быстрой фазы.
Ночью смарт-часы и фитнес-браслеты следят за нашими движениями и пульсом с помощью гироскопа, акселерометра и датчика частоты сердечных сокращений. На основе этих данных они рассчитывают время засыпания и пробуждения, продолжительность и фазы сна и показывают всё это на красивых графиках.
Как именно производятся расчеты, бренды не разглашают. Но перед внедрением технологий в серийное производство обычно проводят тесты с использованием медицинского оборудования. Например, Центр изучения динамических биомаркеров (Израиль) оценил технологию мониторинга сна TruSleep от Huawei .
В исследовании участвовали 200 человек, которые носили одновременно Huawei Fit и датчики контроля ритмов сердца для измерения продолжительности трех фаз сна: легкий, глубокий и быстрый сон (REM). Результаты часов и медицинского прибора сравнили, и точность получилась довольно высокая:
- общая продолжительность сна — 93,8%,
- легкий сон — 90,7%,
- глубокий — 88,8%,
- быстрый (REM) — 85,6%.
А теперь спросим доктора Елену Ляшенко , кандидата медицинских наук, невролога и сомнолога клиники «Рассвет».
Есть ли польза в данных о сне, полученных с помощью умных часов и браслетов?
Конечно, не стоит сравнивать часы и браслеты с профессиональным медицинским оборудованием, используемым для лечения расстройств сна. Более того, не существует ни стандартизированного алгоритма определения фазы сна по данным с носимых гаджетов, ни валидизированного прибора, чувствительность и специфичность работы которого была бы проверена. Нам остается только полагаться на производителя и разработчиков софта, которые, как правило, не раскрывают алгоритмов.
Тем не менее «сонная» статистика часов показывает общую картину: сколько времени вы провели в постели, сколько раз за ночь вставали, как соблюдали режим сна в течение недели или месяца.
Некоторые часы, например Fitbit, определяют храп и даже его громкость с помощью встроенного микрофона. Правда, устройство может среагировать и на храпящего рядом пса. Есть и приложения для Apple Watch, с которыми часы вибрируют при обнаружении храпа, чтобы человек перевернулся и перестал храпеть.
Когда этого мало?
Мониторинг полезен, если вам не важна высокая точность. Например, вы просто хотите следить за сном и выявлять сбои в режиме. Но если вас беспокоят бессонница, громкий храп или задержки дыхания с характерным последующим вдохом, лучше не терять время и обратиться к врачу.
По словам одного знаменитого аналитика, в 2020 году потребители должны купить 86 миллионов умных часов. Помимо фитнеса и спорта, одним из основных факторов, побуждающих людей покупать эти стильные наручные компьютеры, является способность контролировать сон.
Это, практически, универсальная функция, встречающаяся даже на самых дешевых устройствах. Но зачем тебе это? И, что более важно: действительно ли отслеживание сна работает?
Как работают трекеры сна
В ваших модных Apple Watch или Samsung Galaxy Watch скрыто множество сложных трекеров движения, которые могут распознавать даже малейшие движения с высокой точностью.
Эти датчики (прежде всего акселерометр) составляют основу системы отслеживания сна вашего носимого устройства, а движения вашего тела служат индикатором того, — спите вы или нет.
Когда мы засыпаем, наше тело делает гораздо меньше движений, чем во время бодрствования, — это самый основной показатель того, что мы легли спать.
По мере того, как человек проходит несколько этапов цикла сна, его тело ведет себя по-разному , — позволяя носимому устройству отслеживать, находитесь ли вы в глубоком или легком сне.
Первые две стадии цикла сна самые легкие
В эти периоды ваше тело может невольно дергаться. Эти движения называются «гипнотическими рывками» и представляют собой тип движения, называемый «миоклонусом» . Согласно исследованиям, эти движения происходят случайным образом и распространены среди 60-70 процентов населения.
Когда вы погружаетесь в более глубокие стадии сна, частота движений вашего тела сокращается, — что является отчётливым показателем того, на какой стадии сна находится человек.
Наконец, есть быстрый сон (или быстрое движение глаз), в котором вы обычно видите сны и ночные кошмары. Именно в этой стадии наше тело находится в самом неподвижном состоянии.
Твое сердце — самая «дерзкая» мышца из всех
Стоит отметить, что многие носимые устройства содержат мониторы сердечного ритма, которые могут повысить точность отслеживания сна. Это связано с тем, что частота сердечных сокращений сильно различается в зависимости от стадии сна.
Во время легкого сна
ваш пульс немного замедляется, но нормализуется, когда вы переходите в глубокий сон. Когда вы начинаете мечтать, сердечная деятельность увеличивается, дыхание также становится нерегулярным.
В то время, как стандартные трекеры сна, основанные на актиграфии , могут определять, когда вы спите, — устройства с мониторами сердечного ритма более способны обеспечить качественный анализ вашего сна, тем самым сообщая вам, насколько спокойным является ваш sleep-тайм на самом деле.
Насколько точны трекеры сна?
Когда вы инвестируете в умные часы, помните, что технология отслеживания сна не совсем точна и далека от идеала. В конце концов, умные часы и браслеты — это продукты для жизни, а не специализированные медицинские приборы.
В одном исследовании, опубликованном в журнале JMIR mHealth and uHealth , была рассмотрена точность Fitbit Charge 2, главной особенностью исследования было сравнение с трекером медицинского уровня. В итоге было обнаружено, что FitBit имеет склонность переоценивать , как долго человек находится в состоянии глубокого сна и, в то же время, недооценивать показатели того, когда пользователь перейдет на другую стадию.
В целом, медицинская литература, как правило, весьма критично относится к трекерам сна для потребителей, особенно когда речь идет о методологии, используемой для получения их результатов .
Как интерпретировать полученные данные о сне?
Еще одна критика устройств слежения за сном заключается в том, что они часто не дают людям правильных советов о том , как улучшить качество их сна, — за исключением очевидных советов по базовой гигиене сна, которые по своей сути являются прописной истиной.
Например, трекер сна может рекомендовать увеличить количество физических упражнений, выполняемых в дневное время, или избегать чрезмерного использования мобильных устройств перед сном.
Так стоит ли игра свеч?
В конечном счете, результаты и советы, полученные с помощью технологии отслеживания сна ваших умных часов, следует рассматривать как чисто рекомендательные , все «умные» браслеты и часы — не диагностические инструменты.
Если вы ощущаете расстройство сна, вам следует поговорить об этом со своим врачом , который может провести исследование сна в строгих, контролируемых условиях с использованием самых современных медицинских технологий.
Но, если же вы, всё-таки, решили приобрести «умные» гаджеты для отслеживания качества сна,— важно, чтобы вы приобрели их со встроенным пульсометром, — например FitBit Versa 2 или Apple Watch , в которых есть сторонние приложения, помогающие правильно отслеживать ваш сон.
На мой взгляд, чтобы быть полезными, трекеры сна должны использовать сложные алгоритмы и получать более подробную информацию об образе жизни и здоровье своего владельца в целом.
Читайте также: