Os limites da monitorização do sono com um wearable

A medição ótica da frequência cardíaca gasta energia

A maioria dos smartwatches e wearables usa sensores óticos para medir a frequência cardíaca. Precisam de um emissor de luz (normalmente LEDs verdes ou (infra)vermelhos) e de um fotossensor para analisar a luz refratada pelo sangue em circulação. Estes dados são analisados e transformados em métricas como a frequência cardíaca. Como este tipo de sensor exige processamento e vários componentes, gasta normalmente mais energia. Lê o meu artigo detalhado sobre os diferentes tipos de monitores de frequência cardíaca

Limitados pela bateria

Como as baterias dos wearables são normalmente limitadas pelo seu tamanho físico, a frequência cardíaca não pode ser medida de forma contínua durante o sono. É habitual fazer medições com intervalos de apenas uma vez a cada 5 ou até 10 minutos!

Isso dá apenas 6 ou 12 medições por hora. É muito pouco, se pensares que o teu coração bate 3600 vezes por hora a uns normais 60BPM.

Monitor de alta resolução: a cinta torácica

Ao contrário do sensor ótico usado na maioria dos wearables, uma cinta torácica consegue captar a tua frequência cardíaca em tempo real: várias medições (precisas) por segundo! É por isso que este tipo de sensor é popular entre atletas profissionais durante os treinos. Como expliquei antes, isso é possível graças à sua ligação condutora ao teu corpo, que lhe permite captar diretamente a atividade elétrica do teu coração.

Embora a cinta torácica seja eficiente em termos de energia e fiável, não é nada confortável de usar para outra coisa que não seja treinar. Por isso, a monitorização do sono é normalmente feita com sensores óticos em wearables de pulso.

Experiência: usar uma cinta torácica à noite

Que diferença faria se a análise do sono fosse feita com vários pontos de dados por segundo em vez de apenas algumas medições por hora? Decidi dormir com uma cinta torácica para descobrir.

Para comparar os dados da cinta torácica, decidi usar no pulso outro monitor (ótico) de frequência cardíaca: o Biostrap. Como a maioria dos smartwatches, usa um sensor ótico para captar as métricas. Configurei-o para registar dados a cada 5 minutos (um intervalo comum, tal como no Apple Watch).

Resultados

A experiência correu bem, uma noite sem interrupções além dos meus habituais "tarefas de pai" noturnos. Na manhã seguinte analisei os dados captados pelos dois sensores.

Vê-se claramente a diferença nos dados recolhidos pelos dois sensores. Mais ou menos coincidem na frequência cardíaca média e mínima. Mas os dados da cinta torácica mostram claramente mais picos, e mais altos. A cinta torácica detetou um máximo de 111 BPM, contra os 69 BPM de máximo medidos pelo sensor ótico.

Pergunto-me de onde vêm estes picos. Acho que podem ser o resultado de eu estar a sonhar, a virar-me ou a acordar (ligeiramente) por causa de um som exterior. Por serem tão curtos, estes picos escapam ao sensor ótico, que só faz uma medição a cada 5 minutos.

É por isso que a maioria dos wearables usa também um giroscópio, além do sensor de frequência cardíaca. Alguns smartwatches usam ainda o microfone para detetar sons exteriores.

Conclusão

Dormir com uma cinta torácica mostrou que os dados captados pelo habitual sensor ótico de frequência cardíaca estão incompletos. Perturbações curtas (que provocam picos na frequência cardíaca) passam facilmente despercebidas.

De certa forma, o sensor ótico é como um velocímetro que só funciona algumas vezes por hora. Os dados adicionais do giroscópio e do microfone não conseguem compensar totalmente o que falta. Acharias que o teu velocímetro estava avariado!

Por isso, pensa bem se vale a pena todo o esforço de monitorizar o sono com um sensor de pulso. Talvez seja melhor gastares o teu tempo e a tua energia noutra coisa, como dormir! Bons sonhos!