Умные часы выявляли апноэ сна с чувствительностью 94% — но есть вторая цифра

Исследование Стэнфордского университета показало возможности носимых устройств и объяснило, почему высокая чувствительность ещё не означает точный диагноз

Что происходит с дыханием, пока человек спит

Обструктивное апноэ сна возникает, когда во время сна верхние дыхательные пути периодически сужаются или полностью перекрываются.

В норме мышцы глотки поддерживают просвет дыхательных путей. Во сне их тонус снижается. У предрасположенных людей стенки глотки могут сближаться настолько, что поток воздуха резко уменьшается или временно прекращается.

Полное прекращение дыхательного потока называется апноэ. Существенное уменьшение потока воздуха, сопровождающееся определёнными физиологическими последствиями, — гипопноэ.

Когда дыхание нарушается, насыщение крови кислородом может снижаться. Мозг реагирует кратковременным пробуждением, которое восстанавливает тонус мышц и проходимость дыхательных путей.

Чаще всего человек не помнит этих пробуждений. Однако они способны многократно нарушать структуру сна.

В результате даже достаточно продолжительный ночной отдых не всегда обеспечивает полноценное восстановление.

Обструктивное апноэ связано с повышенным риском артериальной гипертензии, некоторых сердечно-сосудистых заболеваний, нарушений концентрации внимания и выраженной дневной сонливости.

При этом заболевание может годами оставаться нераспознанным.

Как исследователи проверяли часы вместо специализированного оборудования

Учёные Стэнфордского университета провели проспективное исследование с участием 152 взрослых людей старше 22 лет.

Все участники уже имели установленный диагноз умеренного или тяжёлого обструктивного апноэ либо повышенную вероятность его наличия.

147 человек завершили оба лабораторных исследования.

Каждый участник проходил полисомнографию — комплексную регистрацию физиологических показателей во время сна.

Это исследование позволяет одновременно оценивать дыхание, насыщение крови кислородом, сердечную деятельность и другие параметры, необходимые для распознавания нарушений сна.

Параллельно участники носили Samsung Galaxy Watch.

Сначала проводилась первая лабораторная ночь. Затем следовали несколько ночей домашнего наблюдения с часами, после чего участники возвращались для повторной полисомнографии.

Исследователи сравнивали показатели устройства с результатами лабораторных измерений.

Главным ориентиром служил индекс апноэ-гипопноэ, или AHI.

Он показывает, сколько эпизодов остановки или существенного ослабления дыхания приходится в среднем на один час сна.

Обычно выделяют три степени выраженности заболевания:

• Лёгкая — от 5 до менее 15 эпизодов в час.
• Умеренная — от 15 до менее 30 эпизодов.
• Тяжёлая — 30 и более эпизодов.

В исследовании основной задачей было выявление умеренного и тяжёлого апноэ, то есть случаев с AHI не менее 15.

Это важное уточнение: исследователи не проверяли способность часов безошибочно обнаруживать любые нарушения дыхания во сне.

Две цифры, которые нельзя рассматривать отдельно

При стандартном диагностическом пороге часы продемонстрировали чувствительность 94,1%.

Чувствительность показывает, какую долю людей с искомым заболеванием тест правильно определяет как положительных.

Другими словами, если представить 100 человек с умеренным или тяжёлым апноэ, часы при такой чувствительности обнаружат приблизительно 94 из них.

На первый взгляд результат впечатляющий.

Но существует второй показатель — специфичность.

Он показывает, какую долю людей без заболевания, соответствующего диагностическому критерию, тест правильно определяет как отрицательных.

В исследовании специфичность составила 66,7%.

Это означает, что среди 100 человек без умеренного или тяжёлого апноэ примерно 33 могли получить положительный результат.

Причём речь не обязательно идёт о полностью здоровых людях: у некоторых из них может присутствовать лёгкая форма апноэ, не достигающая исследуемого порога.

Таким образом, часы достаточно редко пропускали умеренное и тяжёлое заболевание, но заметно чаще ошибались в противоположную сторону.

Исследователи также получили значение площади под ROC-кривой, или AUROC, равное 0,94.

Этот статистический показатель характеризует способность алгоритма различать людей с заболеванием и без него при разных порогах принятия решения.

Высокое значение говорит о хороших возможностях алгоритма разделять эти группы.

Но AUROC 0,94 не означает, что 94% всех диагнозов будут правильными.

Именно поэтому оценивать медицинский тест по одному показателю нельзя.

Почему в реальной жизни ложных тревог может оказаться ещё больше

Здесь возникает статистический эффект, который часто упускают из виду при обсуждении диагностических технологий.

Представим 1000 человек, среди которых умеренное или тяжёлое апноэ имеется у 10%.

Это исключительно математический пример. Предполагаемая распространённость 10% не является результатом исследования Стэнфорда.

Получается 100 человек с заболеванием и 900 без него.

Если применить чувствительность 94,1% и специфичность 66,7%, результаты будут приблизительно следующими:

• У 94 человек заболевание будет правильно обнаружено.
• У 6 человек часы пропустят заболевание.
• У 300 человек без умеренного или тяжёлого апноэ возникнет ложноположительный результат.
• У 600 человек часы правильно покажут отсутствие заболевания такой степени тяжести.

Всего положительный результат получат примерно 394 человека.

Но действительно иметь умеренное или тяжёлое апноэ будут лишь 94 из них.

Получается, что в этом гипотетическом примере только около 24% положительных результатов соответствуют искомому заболеванию.

Это не фактическая точность часов среди населения, а иллюстрация того, как диагностические показатели взаимодействуют с распространённостью болезни.

Чем реже заболевание встречается в обследуемой группе, тем большее значение приобретают ложноположительные результаты.

Поэтому показатели теста, полученные среди людей с высоким риском заболевания, нельзя автоматически переносить на всех владельцев часов.

Что часы действительно способны увидеть во время сна

Умные часы не регистрируют дыхание тем же способом, что лабораторная полисомнография.

Они используют оптические датчики и алгоритмическую обработку физиологических сигналов.

Один из основных методов — фотоплетизмография.

Светодиоды подсвечивают ткани запястья, а чувствительный датчик регистрирует изменения отражённого света, связанные с пульсовым кровенаполнением.

На основе оптических измерений устройство может оценивать сердечный ритм и насыщение крови кислородом.

При эпизодах обструктивного апноэ возникают физиологические изменения, которые иногда отражаются в этих сигналах.

Например, после нарушения дыхания может снижаться насыщение крови кислородом и изменяться частота сердечных сокращений.

Алгоритм анализирует такие изменения и формирует оценку вероятности нарушений дыхания.

Но здесь существует принципиальное ограничение.

Не каждый эпизод апноэ или гипопноэ сопровождается выраженным снижением кислорода.

Некоторые нарушения дыхания прежде всего вызывают кратковременные пробуждения и фрагментацию сна.

Для их распознавания важны сигналы, которые часы непосредственно не измеряют.

Это помогает понять, почему носимые устройства особенно перспективны при выраженных нарушениях дыхания, но могут хуже определять более лёгкие или физиологически неоднородные случаи.

Неожиданный результат — 100% точности в отдельной группе

Исследователи оценивали не только индекс апноэ-гипопноэ.

Они также анализировали гипоксическую нагрузку — hypoxic burden.

Этот показатель учитывает не просто количество нарушений дыхания, а совокупную выраженность связанных с ними снижений насыщения крови кислородом.

Условно говоря, два человека могут иметь одинаковое количество эпизодов апноэ за ночь, но существенно различаться по их продолжительности и глубине кислородного дефицита.

Поэтому одинаковый AHI не обязательно означает одинаковую физиологическую нагрузку на организм.

Гипоксическая нагрузка позволяет учитывать эту разницу и рассматривается как потенциально более информативный показатель некоторых сердечно-сосудистых рисков.

В исследовании среди участников, отнесённых по лабораторным данным к группе высокой гипоксической нагрузки, алгоритм продемонстрировал 100% чувствительность и 100% специфичность при использованном пороге.

Результат интересен, но интерпретировать его необходимо осторожно.

Он относится к определённой подгруппе участников и конкретному способу классификации риска.

Это не означает, что часы способны со стопроцентной точностью диагностировать апноэ у любого человека.

Тем не менее наблюдение указывает на потенциально важную особенность технологии: носимые датчики могут быть особенно полезны для выявления нарушений, сопровождающихся значительной кислородной нагрузкой.

Можно уменьшить ложные тревоги — но за это приходится платить

Исследователи проверили, что произойдёт при изменении диагностического порога алгоритма.

Вместо стандартного значения расчётного индекса 15 они использовали порог 25,95, оптимизированный для исследованной группы.

Результат изменился существенно.

Специфичность повысилась с 66,7% до 94,9%.

То есть ложноположительных результатов стало заметно меньше.

Однако чувствительность одновременно снизилась с 94,1% до 82,4%.

Теперь устройство реже подавало ложную тревогу, но чаще пропускало людей с умеренным или тяжёлым заболеванием.

Это классический компромисс диагностического скрининга.

Снижение порога позволяет обнаружить больше потенциальных случаев заболевания, но увеличивает количество ложных сигналов.

Повышение порога уменьшает число ложных тревог, однако повышает риск пропустить заболевание.

Важно и то, что новый порог подбирали на данных исследованной группы. Его преимущества необходимо отдельно проверять на независимых участниках.

Не существует универсальной настройки, которая одновременно обеспечивала бы максимальную чувствительность и максимальную специфичность.

Оптимальный порог зависит от медицинской задачи и последствий диагностической ошибки.

У исследования обнаружилось ещё одно существенное ограничение

5 октября 2026 года в Journal of Clinical Sleep Medicine появился отдельный экспертный комментарий к работе исследователей Стэнфорда.

Его авторы, Rami Khayat и Matthew Floyd, обратили внимание на важные особенности полученных данных.

У 57 из 147 участников, завершивших обе лабораторные ночи, отсутствовали пригодные для анализа показатели часов хотя бы в одну из этих ночей.

Причинами могли становиться недостаточное качество сигнала, движения или плохой контакт устройства с запястьем.

Для исследовательского анализа недостающую информацию дополняли данными домашнего наблюдения.

Это не обесценивает результаты, но показывает дополнительную проблему носимых датчиков.

Даже хороший диагностический алгоритм не сможет правильно оценить состояние человека, если исходный физиологический сигнал отсутствует или искажён.

Эксперты также отметили, что исследование проводилось среди заранее отобранных людей с высокой вероятностью апноэ.

Кроме того, из исследования исключали некоторых пациентов с существенными сопутствующими заболеваниями сердца, лёгких, двигательными нарушениями и другими расстройствами сна.

Поэтому неизвестно, насколько хорошо алгоритм будет работать в более разнообразной клинической популяции.

Ещё одно обстоятельство заслуживает прозрачного упоминания: Samsung Electronics предоставила финансовую и материальную поддержку исследованию.

Это само по себе не означает недостоверности результатов, но подчёркивает значение независимых проверок.

Исходный программный код алгоритма также не находится в открытом доступе.

Как относиться к предупреждению часов об апноэ сна

Практическая ценность технологии заключается прежде всего в возможности обратить внимание на проблему.

Человек может годами не связывать дневную сонливость, утреннюю разбитость или снижение концентрации с нарушениями дыхания во сне.

Если носимое устройство обнаруживает признаки возможного апноэ, это может стать дополнительным основанием для обращения к врачу.

Особенно если присутствуют характерные симптомы:

• Громкий регулярный храп.
• Замеченные близкими остановки дыхания во сне.
• Пробуждения с ощущением удушья или нехватки воздуха.
• Выраженная дневная сонливость.
• Постоянное ощущение недостаточного восстановления после сна.

При этом отсутствие предупреждений не исключает заболевание.

Часы могут пропустить отдельные эпизоды, получить некачественный сигнал или не распознать определённый характер дыхательных нарушений.

Поэтому при выраженных симптомах обследование необходимо независимо от показаний устройства.

Для подтверждения диагноза применяют полисомнографию или, в подходящих клинических ситуациях, специализированные домашние исследования сна.

Выбор метода зависит от симптомов, сопутствующих заболеваний и оценки врача.

Более того, доказательств пока недостаточно, чтобы рекомендовать массовый скрининг всех взрослых без симптомов только потому, что технически такая возможность появилась.

Перспективная технология должна не просто находить больше подозрительных случаев, но и доказать, что её применение улучшает медицинские результаты.

Именно этот вопрос предстоит изучать дальше.