Как следить за общим состоянием своего организма при помощи носимых смарт устройств?

Photo by Andres Urena on Unsplash

Уди­ви­тель­но, как мно­го по­лез­ной ин­фор­ма­ции о состоянии своего организма мож­но по­лу­чить при по­мо­щи со­вре­мен­ных носимых гад­же­тов. Ин­те­рес­но, что по су­ти со­вре­мен­ные гад­же­ты да­ли нам дос­туп к ме­то­ди­кам мо­ни­то­рин­га и ди­аг­но­сти­ки, ко­то­рые че­ло­ве­че­ст­во ис­поль­зу­ет уже как ми­ни­мум не­сколь­ко ты­ся­че­ле­тий. Но за последнее время многие из этих методик были “переоткрыты” космической и спортивной медициной, был проведен большой объем научных исследований, разработана современная научная база, а са­ми из­ме­ре­ния и их ана­лиз вы­пол­ня­ют ком­пакт­ные элек­трон­ные уст­рой­ст­ва, которые, например, находятся на нашем запястье в виде фитнес-браслета или смарт-часов.

Уже многие тысячелетия человечеству известны методики диагностики общего состояния организма по сердечному ритму (или пульсу). Что, конечно, не­уди­ви­тель­но, по­сколь­ку серд­це и сер­деч­но-со­су­ди­стая сис­те­ма в це­лом яв­ля­ют­ся од­ной из важ­ней­ших сис­тем на­ше­го ор­га­низ­ма.

Боль­шин­ст­во со­вре­мен­ных фит­нес-брас­ле­тов, спор­тив­ных и смарт ча­сов уме­ют из­ме­рять и ана­ли­зи­ро­вать сердечный ритм. Из не­про­фес­сио­наль­ных уст­ройств луч­ши­ми по точ­но­сти из­ме­ре­ния пуль­са счи­та­ют­ся на­груд­ные пуль­со­мет­ры Polar. Apple Watch то­же дос­та­точ­но точ­ны в из­ме­ре­нии пуль­са. По мо­им на­блю­де­ни­ям точ­ность из­ме­ре­ния пуль­са при по­мо­щи Apple Watch 3 прак­ти­че­ски не от­ли­ча­ют­ся от точ­но­сти на­груд­но­го пуль­со­мет­ра Polar H10, ко­то­рый в на­стоя­щее вре­мя счи­та­ет­ся эта­ло­ном сре­ди не­про­фес­сио­наль­ных пуль­со­мет­ров. Бо­лее под­роб­но о точности измерения пульса различными носимыми гаджетами можно на этом сайте, а конкретно о точности измерений пульса при помощи Apple Watch — в этой статье.

Рас­смот­рим простейшие па­ра­мет­ры сер­деч­но­го ритма, ко­то­рые мож­но ис­поль­зо­вать для ана­ли­за состояния своего организма.

HRV — Heart Rate Variability (Ва­риа­бель­ность Сер­деч­но­го Ритма)

Ес­ли вы по­сто­ян­но но­си­те смарт ча­сы или фит­нес брас­лет с функ­ци­ей постоянного из­ме­ре­ния пуль­са, у вас есть воз­мож­ность от­сле­жи­вать состояние своего организма по ва­риа­бель­но­сти сер­деч­но­го рит­ма, или HRV — Heart Rate Variability. Эта методика бы­ла раз­ра­бо­та­на для мо­ни­то­рин­га са­мо­чув­ст­вия кос­мо­нав­тов, по­том ста­ла ши­ро­ко при­ме­нять­ся для от­сле­жи­ва­ния со­стоя­ния ор­га­низ­ма про­фес­сио­наль­ных спорт­сме­нов, а в на­стоя­щее вре­мя она используется многими производителями смарт устройств и приложений для них.

Бо­лее под­роб­но о методике HRV анализа можно прочесть в Википедии. Для оцен­ки состояния сво­его организма про HRV дос­та­точ­но знать сле­дую­щее:

• Ес­ли HRV име­ет вы­со­кое зна­че­ние от­но­си­тель­но вашего сред­не­го или по­вы­ша­ет­ся — это хо­ро­шо, ор­га­низм хо­ро­шо справ­ля­ет­ся с на­груз­ка­ми и со стрес­сом и го­тов к ин­тен­сив­ным тре­ни­ров­кам или к на­пря­жен­но­му ра­бо­че­му дню. Иммунная сис­те­ма ор­га­низ­ма не уг­не­те­на и мо­жет пол­но­цен­но за­щи­тить ор­га­низм от ви­ру­сов и ин­фек­ций.
• Ес­ли HRV име­ет низ­кое зна­че­ние или сни­жа­ет­ся, ор­га­низм на­хо­дит­ся в уг­не­тен­ном со­стоя­нии или из-за эмоционального стресса или из-за ин­тен­сив­ной фи­зи­че­ской на­груз­ки. На­при­мер, HRV как правило все­гда снижается во время и сра­зу по­сле ин­тен­сив­ной физической тре­ни­ров­ки, но ес­ли с ор­га­низ­мом в це­лом всё в по­ряд­ке, через некоторое время, например, на сле­дую­щее ут­ро, HRV дол­жен вос­ста­но­вить­ся до преж­них зна­че­ний.
• Ес­ли HRV сни­жа­ет­ся не­сколь­ко дней подряд и не вос­ста­нав­ли­ва­ет­ся за вре­мя ноч­но­го сна, то это означает, что ор­га­низм ли­бо перетренирован, ли­бо на­хо­дит­ся в хро­ни­че­ском стрес­се, ли­бо болен или за­бо­ле­ва­ет.

Нуж­но от­ме­тить, что аб­со­лют­ные моментальные зна­че­ния HRV для кон­крет­но­го че­ло­ве­ка сами по себе ни о чём не говорят. Т.е. срав­ни­вать аб­со­лют­ные по­ка­за­те­ли HRV двух раз­ных лю­дей не име­ет ни­ка­ко­го прак­ти­че­ско­го смыс­ла. Ва­жен имен­но тренд поведения HRV кон­крет­но­го человека, и текущее абсолютное значение HRV от­но­си­тель­но сред­не­го значения.

Вот при­мер то­го, как вы­гля­дит мой типичный месячный график HRV в Apple Health:

Typical monthly HRV

На са­мом де­ле ана­лиз HRV зна­чи­тель­но слож­нее, чем про­сто на­блю­де­ние за трен­дом не­по­сред­ст­вен­но самого HRV. В той же Википедии вы можете посмотреть, как много параметров HRV (хронокардиограммы) подвергаются анализу.

На рын­ке есть мно­го при­ло­же­ний для HRV ана­ли­за, но мне боль­ше все­го по­нра­ви­лось при­ло­же­ние TrainingToday для Apple Watch, ко­то­рое в ка­че­ст­ве ре­зуль­та­та вы­да­ет один един­ст­вен­ный аг­ре­ги­ро­ван­ный ин­ди­ка­тор — Readiness To Train (готовность к тренировкам). Этот индикатор по­ка­зы­ва­ет об­щее со­стоя­ние ор­га­низ­ма в диа­па­зо­не от 0 (рекомендуется отдохнуть и избегать любых физических или эмоциональных нагрузок) до 10 (организм готов к пиковым нагрузкам). Я пользуюсь этим приложением уже более полугода и доволен высокой корреляцией значения индекса TrainingToday с моей субъективной оценкой состояния моего организма.

Мно­гие спор­тив­ные ча­сы (на­при­мер, Polar) или смарт ча­сы (на­при­мер, Samsung) так­же вы­да­ют поль­зо­ва­те­лю один аг­ре­ги­ро­ван­ный ин­ди­ка­тор, ко­то­рый у Polar на­зы­ва­ет­ся Recovery Rate (Уро­вень Вос­ста­нов­ле­ния), а у Samsung — Stress Index (Уро­вень Стрес­са). Чаще всего значение этого индикатора определяются не только на основании HRV анализа, но и на основании других параметров, например, Resting Heart Rate (Пульс покоя), Respiratory Rate (частота дыхания), параметров сна и других параметров. К сожалению, в свободном доступе практически нет информации о том, каким образом тот или иной производитель определяет значение своего индикатора общего состояния организма и как работает алгоритм его вычисления. Мой опыт использования таких индикаторов от нескольких известных брендов говорит о достаточно плохой корреляции числовых значений индикатора с моей субъективной оценкой состояния моего организма.

RHR — Resting Heart Rate (Пульс в состоянии покоя)

Ес­ли вы го­то­вы спать, не сни­мая ча­сы или фитнес-браслет, или вы ис­поль­зуе­те спе­ци­аль­ные гад­же­ты мо­ни­то­рин­га сна, например, Beurer SE200, то в до­пол­не­нии к HRV вы мо­же­те оце­ни­вать со­стоя­ние сво­его ор­га­низ­ма по ещё од­но­му па­ра­мет­ру сер­деч­но­го ритма — уров­ню пуль­са по­коя или RHR (Resting Heart Rate). RHR измеряется ав­то­ма­ти­че­ски во вре­мя ва­ше­го сна.

Для еже­днев­но­го мо­ни­то­рин­га состояния организма важ­но наблюдать за тем, как RHR ве­дет се­бя от­но­си­тель­но своего сред­не­го зна­че­ния:

• По­сле ин­тен­сив­ной тре­ни­ров­ки RHR мо­жет под­нять­ся на 3–7 пунк­тов. Ес­ли это од­но­крат­ное по­вы­ше­ние, вы­зван­ное интенсивной тре­ни­ров­кой, и то ни­че­го страш­но­го в этом нет. На следующую ночь RHR дол­жен опус­тить­ся до обыч­но­го сред­не­го зна­че­ния.
• Ес­ли RHR под­нял­ся на 5–10 и бо­лее пунк­тов без ви­ди­мых при­чин (не бы­ло ин­тен­сив­ной тре­ни­ров­ки, не было существенного эмоционального стрес­са), и по­вы­шен­ные зна­че­ния RHR на­блю­да­ют­ся бо­лее од­ной но­чи, это мо­жет быть при­зна­ком то­го, что ор­га­низм бо­рет­ся с заболеванием или вос­па­ли­тель­ными яв­ле­ни­ями. Для вас это сигнал бо­лее вни­ма­тель­но при­слу­шать­ся к состоянию своего ор­га­низ­ма и по­пы­тать­ся ус­та­но­вить при­чи­ну про­ис­хо­дя­ще­го, а мо­жет быть, и проконсультироваться с медицинским специалистом.
• Ес­ли RHR под­нял­ся или опус­тил­ся на 10 и бо­лее пунк­тов, и у вас не было интенсивной тренировки и вы не чувствуете признаков респираторного заболевания, это мо­жет быть сиг­на­лом о про­бле­мах с серд­цем.
• Ес­ли вечером вы были вы­ну­ж­де­ны снять фи­зи­че­ское или эмо­цио­наль­ное напряжение при по­мо­щи ал­ко­го­ля, ваш RHR бу­дет вы­ше ва­ше­го сред­не­го нор­маль­но­го RHR на 5–10 пунк­тов. Также график вашего пульса этой ночью будет иметь характерный вид: на 5–10 пунктов более высокий пульс первые 3–4 часа сна, снижение пульса до нормального среднего значения во второй половине сна.

Типичный график пульса для “алкогольной” ночи (красная кривая):

Typical night HR after 2–3 classes of wine (red line)

Если вы регулярно употребляете алкоголь на ночь, ваш средний RHR будет постоянно “сдвинут” относительно вашего нормального среднего на 5–10 пунктов, как это видно, например, на скриншоте ниже, где показаны данные RHR за два соседних месяца для человека, который в первом месяце регулярно употреблял алкоголь на ночь, а во втором практически перестал употреблять алкоголь вообще:

RHR for month with alcohol (left) compared with RHR for alcohol-free month (right)

RR — Respiratory Rate (Частота Дыхательных Движений)

На­ко­нец, уст­рой­ст­ва мо­ни­то­рин­га сна, вро­де уже упо­ми­нав­ше­го­ся Beurer SE200, по­зво­ля­ют из­ме­рять Respiratory Rate или час­то­ту ды­хательных движений во вре­мя сна. Обычно RR является постоянной величиной независимо от колебаний RHR и колеблется не более +/- одного пункта относительно среднего. Но если с организмом начинает происходить что-то экстраординарное, например, возникло серьезное заболевание, RR обычно повышается на 2 и более пунктов, и это повышение относительно долговременного среднего наблюдается не 1–2 дня, а значительно более длительное время.

Сейчас некоторые производители гаджетов даже проводят клинические исследования возможности идентификации заболеванием COVID-19 на ранних стадиях на основе анализа Respiratory Rate.

Вот как вы­гля­дит типичный график моих биомаркеров RHR и RR для нормального состояния моего организма:

Resting Heart Rate and Respiratory Rate for normal body condition

RHR находится на нормальном для меня среднем уровне 53 bpm плюс-минус 1–2 пункта. RR находится на нормальном для меня среднем уровне 16 bpm плюс-минус 1 пункт.

А вот как выглядит тот же график для недели, в один из дней которой (17.11) я проехал 12 км по замерзшей лесной дороге на фэтбайке без амортизации:

Deviation of Resting Heart Rate as a response to intensive training

Для меня это оказалось довольно экстремальным упражнением, поскольку, во-первых, последнее время я практически не катался на велосипеде, а во-вторых, поскольку всю поездку я испытывал сильную вибрацию от сочетания хардтейл фэта без амортизационной вилки и замерзшей в камень разбитой грунтовой дороги. После такой “тренировки” в ночь на 18.11 RHR поднялся на 8 пунктов относительного значения RHR предыдущей ночи, а весь последующий день (18.11) я ощущал боли в спине и последствия общего физического переутомления. Через день, в ночь на 19.11, RHR опустился на 9 пунктов до моего среднего значения RHR (53 bmp).

Выводы

С прак­ти­че­ской точ­ки зре­ния рас­смот­рен­ные биомаркеры и спо­со­бы их ин­тер­пре­та­ции в пер­вую оче­редь по­зво­ля­ют мне при­ни­мать бо­лее обос­но­ван­ные ре­ше­ния о вы­пол­не­нии или про­пус­ке ин­тен­сив­ной тре­ни­ров­ки, или за­ме­не бо­лее ин­тен­сив­ной тре­ни­ров­ки на ме­нее ин­тен­сив­ную. Да, ко­неч­но, мы все в со­стоя­нии при­нимать та­кие ре­ше­ния на основе своего внутреннего ощу­ще­ния сво­его са­мо­чув­ст­вия, но в по­гра­нич­ных слу­ча­ях объ­ек­тив­ные ин­ди­ка­то­ры да­ют до­пол­ни­тель­ные ар­гу­мен­ты “за” или “про­тив” и по­зво­ля­ют при­нять бо­лее ар­гу­мен­ти­ро­ван­ное ре­ше­ние. Осо­бен­но это ак­ту­аль­но, ес­ли у вас нет ни лич­но­го тре­не­ра, ни профессионально составленного индивидуального плана тре­ни­ро­вок, т.е. плана, составленного профессиональным тренером именно для вас.

Ес­ли вы сами составляете свой план тренировок и периодически испытываете не­же­ла­ние тре­ни­ро­вать­ся, вам, возможно, будет полезно иметь объ­ек­тив­ное под­твер­жде­ние то­го, что, например, ваше се­го­дняш­нее внут­рен­нее не­же­ла­ние тре­ни­ро­вать­ся вы­зва­но не приступом про­кра­сти­на­ци­и и малодушия, а объ­ек­тив­ной не­го­тов­но­стью и уг­не­тен­ным со­стоя­ни­ем ва­ше­го ор­га­низ­ма из-за бо­лез­ни, стрес­са или пе­ре­тре­ни­ро­ван­но­сти.

По­вы­ше­ние RHR, повышение RR или сни­же­ние HRV в те­че­ние не­сколь­ких дней с дос­та­точ­но большой вероятностью сигнализирует о серь­ез­ном пе­ре­утом­ле­нии или на­ча­ле за­бо­ле­ва­ния, что по­зво­ля­ет ар­гу­мен­ти­ро­ван­но от­ка­зать­ся от тре­ни­ро­вок, без лиш­них уг­ры­зе­ний со­вес­ти дать се­бе день или два дня от­ды­ха или да­же на­чать вы­пол­не­ние про­фи­лак­ти­че­ских или ле­чеб­ных про­це­дур, что, на­при­мер, обыч­но по­мо­га­ет пе­ре­не­сти за­бо­ле­ва­ние ОРВИ в бо­лее лег­кой фор­ме.

Дра­ма­тич­ных ко­ле­ба­ний RHR, HRV или RR на сво­ем опы­те я еще ни ра­зу не на­блю­дал (что для ме­ня, без­ус­лов­но, яв­ля­ет­ся хо­ро­шей но­во­стью). Но есть мно­го ис­то­рий, ко­гда во­вре­мя за­ме­чен­ные су­ще­ст­вен­ные от­кло­не­ния этих биомаркеров от нор­мы спо­соб­ст­во­ва­ли опе­ра­тив­но­му об­на­ру­же­нию серь­ез­ных про­блем со здо­ровь­ем (на­при­мер, как в этой ис­то­рии). По­нят­но, что та­кие ис­то­рии ак­тив­но ис­поль­зу­ют­ся брен­да­ми для рек­ла­мы и про­дви­же­ния сво­их уст­ройств, но я уверен, что зна­чи­тель­ная до­ля прав­ды и смыс­ла в этих ис­то­ри­ях дей­ст­ви­тель­но есть, а даль­ше уже ка­ж­до­му из нас ре­шать, хо­чет ли он тра­тить вре­мя на мо­ни­то­ринг соб­ст­вен­но­го са­мо­чув­ст­вия или нет.

Напоследок отмечу, что недавно University of Washington Medical School совместно с Apple объявили о проведении зимой 2020–2021 научного исследования по возможности использования гаджетов типа Apple Watch для обнаружения заболевания гриппом и другими вирусными инфекциями, включая COVID-19.

Поэтому, если вы носите Apple Watch, спортивные часы или фитнес браслет с функцией постоянного измерения частоты сердечного ритма, почему бы не использовать собираемые данные для более осознанного и бережного отношения к своему организму?

Всем здо­ро­вья и бод­ро­го на­строе­ния!