Про дизайн электрокардиограммы в Apple Watch

Почему ЭКГ в новых часах Apple — это как снятие порчи по фотографии.

Когда Apple на последней конференции показала часы новой серии и пообещала, что они будут считывать ЭКГ, было много шума. Ещё бы: впервые такая сложная медицинская система уместилась в обычные часы. К сожалению, в этом анонсе маркетинга больше, чем медицины.

Год назад в «Райте» мы разрабатывали интерфейс для устройства, функционально похожего на то, что показала Apple. Чтобы спроектировать интерфейс, нужно было разобраться с практикой использования медицинского оборудования, считывающего пульс, ЭКГ и другие показания. Мы общались со специалистами, читали статьи, смотрели видео для студентов-медиков. Чем дальше мы углублялись в тему, тем отчётливее вырисовывалась проблема.

Сердце человека — мощная мышца. Её сокращение напрямую связано с электрохимическими процессами тела человека. Работая, сердце создаёт вокруг себя электрическое поле, которое на поверхности тела даёт напряжение в несколько мВ. Изменение напряжения регистрирует и записывает электрокардиограф.

Обычно ЭКГ снимают так: присоединяют электроды на каждую руку, ногу, несколько — в области сердца. Пары точек подключения электродов стандартизированы и называются отведениями.

Запись разницы потенциалов между электродами правой и левой руки — кардиограмма по первому отведению (I). Кардиограмма по электродам «правая рука — левая нога» — второе отведение (II), «левая рука — левая нога» — третье отведение (III). Эти три отведения называются стандартными. С них и началась кардиология.

С момента открытия Эйнтховеном ЭКГ количество точек для снятия показаний выросло. Сейчас для диагностики стандарт — девять электродов, при помощи которых собирают данные по 12 отведениям. Кардиограмма, которую мы привыкли видеть, — это четыре кривых.

На самом деле на картинке не четыре, а 12 графиков (подписи I, II, II aVR, aVL и так далее). Они и отражают эти показания.

Такое большое количество показаний по отведениям нужно для определения положения сердца в грудной клетке и правильной постановки диагноза. По детальной кардиограмме профессиональный врач определяет положение электрической оси сердца. Это один из способов узнать, как расположено сердце, и правильно интерпретировать данные по всем отведениям. Определение ЭОС — ключевой шаг к пониманию данных ЭКГ для врача.

Для определения ЭОС врач находит, в каком из трёх отведении самый высокий всплеск (зубец R), является ли он во одном из отведении отрицательным. По одному графику провести такое сравнение невозможно. Отдельно рассматриваемый график может как указывать на симптомы сердечной болезни, так и являться вполне нормальным для нетипичного положения сердца.

Для снятия ЭКГ нужно соединить электродами две точки, и Apple тут сделала красивое простое решение: нужно удерживать палец другой руки на колёсике часов. Так получаем цепь «правая рука – левая рука». То есть замер по первому стандартному отведению (I).

Грешным делом я думаю, ещё не зря на фото средний палец находится на силиконовом ремешке, ведь для точности показаний руки должны быть изолированы и не касаться одна другой.

Замера по одному отведению, как мы разобрались выше, недостаточно. По разным данным, у 10% взрослых людей и у более 50% школьников ЭОС отличается от нормальной. Множество ограничений на снятие показаний накладывают условия: лежит, сидит ли человек, испытывает ли нагрузки и так далее.

В общем, очень много нюансов. Настолько много, что часы отнесли не к медицинским, а к бытовым, «не подходящим для людей младше 22 лет» устройствам, не предназначенным для установки диагноза даже специалистом. Поэтому на рекламных фото мы видим эталонную кардиограмму из учебников и одновременно юридические отписки в интерфейсе :)

Внимательный читатель спросит: «Почему бы тогда не надеть трое часов — на обе руки и на ногу — и поочередно снять три отведения?» Теоретически да, если вам удастся одновременно коснуться этими же конечностями всех трёх колесиков.

Думаю, мы ещё увидим такие эксперименты где-нибудь на YouTube. ЭКГ не получится замерить последовательно, перевешивая с руки на руку и на ногу, потому что снятие показаний должно вестись синхронно.

Новые Apple Watch — клёвое и полезное устройство, но эта польза не искренняя. По крайней мере, для здоровья.

Фактически с одним отведением картина линии ЭКГ избыточно информативна, так как высоту пика R невозможно сопоставить хотя бы с двумя другими отведениями. На графике Apple мы имеем кривую потенциала, миллиметровку и значения ритма. Миллиметровка и координата Y бесполезны, так как высоту пиков считать незачем.

Координата X нужна для определения временных интервалов между сокращениями. То есть можно определить длительность и постоянство между пиками R, но достоверность будет не высока. Учитывая поправку «старше 22 лет», можно предположить, что неточность может доходить до 40% . Получается, что само отображение графика ЭКГ — некорректная визуализация данных.

ЭКГ в Apple Watch достоверно может сказать лишь о выдерживании некой общей ритмичности. То есть интерфейс должен лишь говорить: «ритм в норме» или «обратитесь-ка к врачу за консультацией».

Я считаю, что дизайнер не должен и не имеет права так поступать. Даже если он дизайнер Apple. Чтобы нарисовать две цифры и одну линию на сетке, нужно понимать, что ты рисуешь, как это работает, для чего и кому предназначена эта информация. Без этого любой дизайн — фейк, отдалённый от проблем реального мира.

Исследования — самая важная часть дизайна. Дизайн — это не то, что изображено в макете, бумаге, «фигме» или «кореле». Дизайн — это решение. Со школы нас учат, что решение есть у каждой задачи, но в жизни не всегда так. И дизайном также является решение: «Это неэтично, поэтому невозможно».

В нашем интерфейсе ЭКГ так и не появилась.

• habr.com/post/423489;
• reddit.com/r/apple/comments/9fkb3t/im_an_emergency_physician_and_wanted_to_talk;
• appleinsider.com/articles/18/09/18/apple-watch-series-4-ekg-tech-got-fda-clearance-less-than-24-hours-before-reveal;
• ru.wikipedia.org;
• digitaltrends.com/mobile/could-ecg-functionality-in-the-new-apple-watch-save-lives.