Насколько точно потребительские устройства определяют стадии сна.

Доступно в полной версии:
Как читать этот материал
Это образовательный аналитический разбор устройства утренних графиков. В центре — точность стадий сна: что измеряет сенсор, что оценивает алгоритм и какие утверждения разрешают исследования.

В тексте используются короткие ссылки [1]-[32]. Они ведут к карточкам источников в конце PDF. У каждой карточки есть ссылка на первоисточник, перечень изученных частей, роль в разборе и ограничение. Если был доступен только реферат, это прямо указано.
Здесь объединены 32 источника: исследования с ПСГ, обзоры, методические работы, российские публикации и официальные документы производителей. Это тематический аналитический обзор с выборочным чтением названных разделов, а не систематический обзор всей литературы и не утверждение о полном прочтении каждого текста.
Проценты всегда нужно читать вместе с моделью, группой и метрикой. Сравнения между разными исследованиями не оформляются как единый рейтинг. Документы брендов описывают функции; их заявления отделены от независимых проверок.
Авторские рисунки с условными данными отмечены как примеры. Они показывают математические ловушки и не изображают реальную ночь. Диаграммы по публикациям имеют подпись с источником и условиями. Визуальные схемы созданы специально для этого материала.
Материал не задаёт персональных норм REM или глубокого сна, не оценивает диагнозы и не предлагает менять лечение по показаниям приложения. При вопросах о здоровье имеет значение консультация квалифицированного специалиста с учётом вашей ситуации.
Маршрут чтения
Что часы действительно знают о ночи 4
Стадия сна — это определённое название 5
От датчика до цветной полосы 6
Почему похожие сигналы мешают угадывать 7
90% совпадений: ловушка большинства 8
Два вопроса к одному фиолетовому блоку 9
Четыре класса и несколько мер согласия 10
Одинаковые минуты, разная ночь 11
Средняя ошибка почти ноль — и что? 12
Как устроена убедительная проверка 13
Версия алгоритма — часть устройства 14
Сопоставимые числа внутри одной работы 15
Fitbit Charge 2: один корпус, разные условия 16
Кольцо Oura: развитие и границы сравнения 17
Apple Watch: приложение меняет вопрос 18
Российская проверка Polar Vantage V 19
Телефон у кровати: другой наблюдатель 20
Под матрасом и через радар 21
Большая выборка не отменяет слабый класс 22
Одиннадцать продуктов: как читать сравнение 23
Новые проверки: прогресс без универсальной гарантии 24
Дневной сон, возраст и фрагментация 25
ПСГ тоже читают люди 26
Повязка с ЭЭГ: та же категория «носимое»? 27
Что меняется, когда усредняют недели 28
Экран как редактор истории о себе 29
Проверяем обещание по семи вопросам 30
Что остаётся от вопроса «насколько точно?» 31
Источники и границы их использования — страницы 32-39.
Что часы действительно знают о ночи
Утром экран уверенно сообщает: глубокий сон — 54 минуты, REM — 1 час 38 минут. Вчера значения были другими. Возникает соблазн представить, что устройство всю ночь наблюдало за мозгом и теперь предъявляет его протокол. Но у большинства часов и колец нет электродов, позволяющих записывать мозговую активность. Цветные полосы — результат классификации доступных сигналов, а не прямой просмотр стадий.
Исследования дают неодинаковую уверенность для разных вопросов. Обнаружить, что человек в целом спал, обычно проще, чем распознать спокойное бодрствование. Определить время сна в сумме проще, чем правильно расставить все стадии по временной оси. В работе Chinoy и коллег чувствительность ко сну была не ниже 93%, а специфичность к бодрствованию составляла лишь 18-54%. Эти цифры относятся к семи изученным тогда устройствам и 34 здоровым людям, а не ко всему рынку. [1]
Есть и более хорошие результаты отдельных современных поколений. Однако высокая цифра требует полного названия показателя: совпадение «сон/бодрствование», чувствительность к REM и точность четырёхклассовой разметки — разные вещи. Даже в одной работе они могут существенно различаться. Результаты Robbins и коллег хорошо показывают этот разрыв на трёх устройствах у здоровых взрослых. [29]
Разумный ответ на вопрос темы поэтому состоит из трёх частей: устройства могут быть полезными наблюдателями времени и повторяющегося рисунка ночей; стадии остаются оценками с заметными ошибками; точность отдельной цифры для конкретного человека обычно неизвестна. Проверка против полисомнографии описывает условия исследования, но не снабжает каждый утренний экран индивидуальной гарантией.
Представьте ночного репортёра за дверью: он слышит движение и ритм, замечает тишину, но не видит всю сцену. Иногда его догадка точна, иногда спокойная пауза получает неверное название. Этот образ помогает читать график без двух крайностей — полного доверия каждому цвету и объявления всех измерений бесполезными.

Стадия сна — это определённое название
В полисомнографии (ПСГ) ночь обычно делят на 30-секундные эпохи. Специалист оценивает сочетание электроэнцефалограммы (ЭЭГ), движений глаз и мышечной активности. Дополнительные каналы, включая дыхание и насыщение крови кислородом, помогают описывать другие события ночи. Стадия — категория по правилам разметки этих сигналов, а не произвольный уровень «полезности сна». [16, 19]
Приняты обозначения W — бодрствование, N1, N2 и N3 — стадии сна без быстрых движений глаз, R или REM — сон с быстрыми движениями глаз. В бытовом приложении часто остаются четыре строки: бодрствование, лёгкий, глубокий и REM. При таком сокращении лёгкий сон обычно объединяет N1 и N2, глубокий соответствует N3. Именно так категории описаны в документации Fitbit и в нативном алгоритме Apple. [25, 26]
На экране Обычно сопоставляют с ПСГ
Бодрствование W
Лёгкий / Core N1 + N2
Глубокий / Deep N3
REM R
Упрощение не безобидно для сравнения. Если устройство не различает N1 и N2, ему не требуется выбирать между двумя похожими категориями. Его четырёхклассовая точность поэтому не равна точности пяти классов. А объединение N3 и REM в одну категорию, встречавшееся в сторонних приложениях, создаёт совсем другую задачу. Одинаковая надпись «deep» ещё не гарантирует одинаковое содержание.
REM и N3 описывают разные состояния, а не ступени соревнования за «лучший» сон. Фраза «мало самого полезного цвета» приписывает экрану вывод, который он не измерял.
У референса тоже есть правила и неоднозначные границы. В переходных эпохах специалисты могут расходиться. Поэтому хорошая публикация объясняет способ разметки ПСГ, число экспертов, объединение классов и порядок синхронизации с устройством. Без этого читатель сравнивает числа, за которыми могут стоять разные определения.

От датчика до цветной полосы
Ускорение, оптический пульсовой сигнал и температура — разные наблюдения. Акселерометр отражает движение устройства. Фотоплетизмография (PPG) регистрирует оптические изменения, связанные с пульсовой волной; из неё можно оценивать пульс и некоторые характеристики его вариабельности. Температурный датчик измеряет локальный сигнал в месте контакта. Ни один из этих каналов сам по себе не равен записи ЭЭГ. [15, 16]
Далее алгоритм извлекает признаки: например, меняется ли активность, насколько устойчив ритм, что происходило в соседних интервалах. Модель, настроенная по примерам с референсной разметкой, выбирает наиболее подходящую категорию. Затем приложение отображает результат, иногда группирует интервалы и рассчитывает суммы. Пользователь обычно видит последний слой этой цепочки.

Эта схема — авторское обобщение. Она не раскрывает закрытый код брендов. У Polar заявлено сочетание ускорения и оптического сигнала; технический документ Apple описывает нативное определение стадий по акселерометрии. Нельзя автоматически приписывать всем часам один набор входов: наличие датчика пульса ещё не доказывает, что именно он используется для данной функции. [23, 26]
Ошибка может появиться на нескольких уровнях. Контакт ухудшил сигнал; очистка сохранила артефакт; модель спутала похожие состояния; обработка сгладила краткий переход. Аккуратный интерфейс способен скрыть все эти промежуточные неопределённости. Важная деталь: отсутствие предупреждения на экране не является оценкой уверенности модели в каждой эпохе.

Источники и Список литературы
- [1] Chinoy E. D. и соавт. (2021). Performance of seven consumer sleep-tracking devices compared with polysomnography. Sleep 44(5), zsaa291. Изучено: Аннотация, введение, результаты сон/бодрствование и таблица 8 в индексированном тексте издателя. Использовано: 34 здоровых участника, три лабораторные ночи; высокая чувствительность ко сну сочеталась со слабым распознаванием бодрствования. Граница: Стадийные таблицы не использованы; результаты относятся к перечисленным в статье моделям. https://doi.org/10.1093/sleep/zsaa291
- [2] Miller D. J., Sargent C., Roach G. D. (2022). A Validation of Six Wearable Devices for Estimating Sleep, Heart Rate and Heart Rate Variability in Healthy Adults. Sensors 22(16), 6317. Изучено: Методы 2.4-2.5, результаты, таблицы 4-5. Использовано: 53 здоровых взрослых, одна ночь; сравнение суммарных ошибок и поэпоховой классификации. Граница: У Apple стороннее приложение и иные классы; данные Oura Gen2 представлены пятиминутными интервалами, WHOOP получены от производителя. https://doi.org/10.3390/s22166317
- [3] de Zambotti M. и соавт. (2018). A validation study of Fitbit Charge 2 compared with polysomnography in adults. Chronobiology International 35(4), 465-476. Изучено: Аннотация PubMed. Использовано: Основная выборка 35 взрослых; отдельные результаты для сна, бодрствования и стадий. Граница: Полный текст не изучен; дополнительные девять участников с движениями конечностей анализировались отдельно. https://doi.org/10.1080/07420528.2017.1413578
- [4] de Zambotti M., Rosas L., Colrain I. M., Baker F. C. (2019). The Sleep of the Ring: Comparison of the ŌURA Sleep Tracker Against Polysomnography. Behavioral Sleep Medicine 17(2), 124-136. Изучено: Аннотация и подписи к рисункам PubMed. Использовано: 41 подросток и молодой взрослый; раннее кольцо хорошо обнаруживало сон, хуже — бодрствование. Граница: Полный текст не изучен; неоднозначное обозначение объединённых стадий в аннотации не переносилось в разбор. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28323455/
- [5] Lee X. K. и соавт. (2019). Validation of a Consumer Sleep Wearable Device With Actigraphy and Polysomnography in Adolescents Across Sleep Opportunity Manipulations. Journal of Clinical Sleep Medicine; DOI 10.5664/jcsm.7932. Изучено: Полная аннотация PubMed. Использовано: 58 подростков; Fitbit Alta HR при разных экспериментальных возможностях для сна. Граница: Полный текст не изучен; лабораторное ограничение времени в постели не является советом читателю. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31538605/
- [6] Chee N. I. Y. N. и соавт. (2021). Multi-Night Validation of a Sleep Tracking Ring in Adolescents Compared with a Research Actigraph and Polysomnography. Nature and Science of Sleep 13, 177-190. Изучено: Аннотация, методы, описание версии кольца и протокола. Использовано: 53 подростка, восемь ночей ПСГ; старый алгоритм Oura, влияние условий и направления ошибок стадий. Граница: Результаты нельзя переносить на новые поколения кольца и на весь диапазон возраста. https://doi.org/10.2147/NSS.S286070
- [7] Stucky B., Clark I., Azza Y. и соавт. (2021). Validation of Fitbit Charge 2 Sleep and Heart Rate Estimates Against Polysomnographic Measures in Shift Workers: Naturalistic Study. Journal of Medical Internet Research 23(10), e26476. Изучено: Аннотация, введение и выводы в индексированном тексте JMIR; сведения об авторах. Использовано: 59 работников сменных профессий, домашняя ПСГ; средние значения и широкие пределы согласия. Граница: Синхронизация рядов и обработка данных существенны; показатели one-versus-rest не равны общей точности четырёх стадий. https://doi.org/10.2196/26476
- [8] Chinoy E. D., Cuellar J. A., Jameson J. T., Markwald R. R. (2023). Daytime Sleep-Tracking Performance of Four Commercial Wearable Devices During Unrestricted Home Sleep. Nature and Science of Sleep 15, 151-164. Изучено: Полная аннотация PubMed. Использовано: 16 здоровых взрослых, неделя дома; обнаружение дневных эпизодов сна. Граница: Референс — записи о сне, а не ПСГ; источник не подтверждает точность стадий. https://doi.org/10.2147/NSS.S395732
- [9] Ameen M. S. и соавт. (2019). About the Accuracy and Problems of Consumer Devices in the Assessment of Sleep. Sensors 19(19), 4160. Изучено: Аннотация и введение открытого PDF. Использовано: 27 записей сна; Mi Band, MotionWatch 8 и Sleep Cycle; различие времени в постели и собственно сна. Граница: Доступные части не дают основания ранжировать сегодняшние версии этих продуктов. https://doi.org/10.3390/s19194160
- [10] Lee T., Cho Y., Cha K. S. и соавт. (2023). Accuracy of 11 Wearable, Nearable, and Airable Consumer Sleep Trackers: Prospective Multicenter Validation Study. JMIR mHealth and uHealth 11, e50983. Изучено: Аннотация, методы, результаты и таблица 2 в индексированном представлении публикации. Использовано: 75 участников двух центров; 11 устройств и приложений, macro-F1 и согласие с ПСГ. Граница: Число наблюдений различается по продуктам; у ряда авторов связь с Asleep, разработчиком SleepRoutine. https://doi.org/10.2196/50983
- [11] Schyvens A. M. и соавт. (2025). A performance validation of six commercial wrist-worn wearable sleep-tracking devices for sleep stage scoring compared to polysomnography. Sleep Advances 6(2), zpaf021. Изучено: Аннотация, методы и таблица 2 издателя. Использовано: 62 участника, шесть моделей; высокая чувствительность ко сну и меньшая специфичность к бодрствованию. Граница: Одна ночь, преимущественно мужская выборка и пропуски; у Scanwatch объединены N3+REM, поэтому наборы классов неодинаковы. https://doi.org/10.1093/sleepadvances/zpaf021
- [12] Вётош А. Н., Петров А. Б., Дюбенков С. А., Тихомирова О. В. (2025). Сравнение сомнологических параметров, полученных с помощью спортивных часов Polar Vantage V и методом полисомнографии. Физиология человека 51(2), 131-136. Изучено: Методы, результаты, обсуждение и таблицы открытого PDF. Использовано: Восемь молодых женщин; итоги ночи, синхронность стадий и кратковременных пробуждений WDS. Граница: Только ночи с эффективностью сна по ПСГ ≥85%; малая однородная выборка, N1 не зарегистрирована. Корреляция итогов не равна согласованию минут. https://doi.org/10.31857/S0131164625020098
- [13] Вётош А. Н., Петров А. Б., Котова А. С., Тихомирова О. В. (2023). Возможности и ограничения по использованию приложения к смартфону Sleep Cycle для анализа сна в спортивной практике. Физиология человека 49(6), 92-97. Изучено: Аннотация страницы российского журнала и библиографические сведения. Использовано: Сопоставление приложения с ПСГ у здоровых женщин по 16 параметрам. Граница: Полный текст не изучен; совпадение отдельных итогов не выдаётся за подтверждение всех стадий. https://doi.org/10.31857/S0131164623700388
- [14] Depner C. M. и соавт. (2020). Wearable technologies for developing sleep and circadian biomarkers: a summary of workshop discussions. Sleep 43(2), zsz254. Изучено: Аннотация, рекомендации и таблицы 3-4 в индексированном тексте. Использовано: Требования к валидации, эталонам и доступу к данным. Граница: Экспертное обсуждение, а не новая проверка конкретной модели. https://doi.org/10.1093/sleep/zsz254
- [15] de Zambotti M. и соавт. (2024). State of the science and recommendations for using wearable technology in sleep and circadian research. Sleep 47(4), zsad325. Изучено: Разделы о работе потребительских устройств, рекомендации, заключение и раскрытие интересов. Использовано: Различия задач измерения, закрытые алгоритмы и ограничения переносимости. Граница: Изучены перечисленные разделы в индексированном тексте, а не все приложения обзора. https://doi.org/10.1093/sleep/zsad325
- [16] Birrer V., Elgendi M., Lambercy O., Menon C. (2024). Evaluating reliability in wearable devices for sleep staging. npj Digital Medicine 7, 74. Изучено: Аннотация, введение, результаты отбора и рекомендации. Использовано: Обзор 35 работ и 62 конфигураций; неоднородность сигналов, алгоритмов и метрик. Граница: Обзор не заменяет независимую валидацию каждой коммерческой версии. https://doi.org/10.1038/s41746-024-01016-9
- [17] Khosla S. и соавт. (2018). Consumer Sleep Technology: An American Academy of Sleep Medicine Position Statement. Journal of Clinical Sleep Medicine 14(5), 877-880. Изучено: Позиционный текст: контекст, обсуждение и заключение. Использовано: Разграничение бытового мониторинга и клинической оценки. Граница: Исторические утверждения о разрешениях 2018 года не используются как описание нынешнего регуляторного статуса. https://doi.org/10.5664/jcsm.7128
- [18] Baron K. G., Abbott S., Jao N., Manalo N., Mullen R. (2017). Orthosomnia: Are Some Patients Taking the Quantified Self Too Far?. Journal of Clinical Sleep Medicine 13(2), 351-354. Изучено: Аннотация, введение и первый клинический пример. Использовано: Описание чрезмерной фиксации на показателях в трёх случаях. Граница: Это серия случаев, не оценка распространённости и не доказательство причинности; лечебные действия не пересказываются. https://doi.org/10.5664/jcsm.6472
- [19] Lee Y. J., Lee J. Y., Cho J. H., Choi J. H. (2022). Interrater reliability of sleep stage scoring: a meta-analysis. Journal of Clinical Sleep Medicine 18(1), 193-202. Изучено: Аннотация, методы, результаты и выводы в индексированном тексте. Использовано: 11 исследований согласия специалистов; различия между стадиями. Граница: Разнородные работы; человеческое согласие не служит автоматическим порогом для нового устройства. https://doi.org/10.5664/jcsm.9538
- [20] Kholghi M., Szollosi I., Hollamby M., Bradford D., Zhang Q. (2022). A validation study of a ballistocardiograph sleep tracker against polysomnography. Journal of Clinical Sleep Medicine 18(4), 1203-1210. Изучено: Полная аннотация и раскрытие интересов PubMed. Использовано: EMFIT QS в клинической выборке: потери данных, завышение длительности, слабое согласие. Граница: Полный текст не изучен; результат относится к данному датчику, протоколу и группе. https://doi.org/10.5664/jcsm.9754
- [21] Toften S., Pallesen S., Hrozanova M., Moen F., Grønli J. (2020). Validation of sleep stage classification using non-contact radar technology and machine learning (Somnofy®). Sleep Medicine 75, 54-61. Изучено: Полная аннотация и аффилиации PubMed. Использовано: 71 ночь; классификация радара и перекрёстная проверка алгоритма. Граница: Полный текст не изучен; внутренняя перекрёстная проверка не является внешним испытанием. Первый автор указал аффилиацию VitalThings AS. https://doi.org/10.1016/j.sleep.2020.02.022
- [22] YASA: документация проекта. Evaluating a wearable or staging algorithm against a reference. Раздел руководства по оценке алгоритмов. Изучено: Введение и требования к данным. Использовано: Сопоставление эпох и итоговых показателей; согласование времени и набора классов. Граница: Методическое руководство, а не клиническое испытание устройства. https://yasa-sleep.org/tutorials/evaluation.html
- [23] Polar Research and Technology (2024). Sleep Plus Stages — White Paper. Документ производителя. Изучено: Разделы 2.1, 3.2 и 3.3. Использовано: Заявленная схема: ускорение и оптический пульсовой сигнал, четыре состояния, 30-секундные интервалы. Граница: Описывает подход производителя; не считается независимым подтверждением точности. https://www.polar.com/img/static/whitepapers/pdf/polar-sleep-plus-stages-white-paper.pdf
- [24] Apple: служба поддержки (2026). Контроль сна на Apple Watch и использование функции «Сон» на iPhone. Официальная русскоязычная справка. Изучено: Вся доступная страница о стадиях, условиях записи и оценке сна. Использовано: Разные функции приложения и состав общего балла сна. Граница: Пользовательская документация; не исследование точности и не источник норм для человека. https://support.apple.com/ru-ru/108906
- [25] Google Health: справка Fitbit. Learn about sleep stages. Официальная документация. Изучено: Разделы о сигналах, стадиях и сравнительных диапазонах. Использовано: Движение, пульс и его вариабельность; лёгкий сон как N1+N2, глубокий как N3. Граница: Пользовательские диапазоны приложения не являются универсальным нормативом и не проверкой против ПСГ. https://support.google.com/googlehealth/answer/14236712?hl=en
- [26] Apple (2023). Estimating Sleep Stages from Apple Watch. Технический документ производителя. Изучено: Описание алгоритма и референса, страницы 2-3. Использовано: Нативная классификация по акселерометрии; Core=N1+N2, Deep=N3, REM, Wake. Граница: Изучены указанные страницы; документ производителя не заменяет независимое испытание. https://www.apple.com/vn/healthcare/docs/site/Estimating_Sleep_Stages_from_Apple_Watch_Sept_2023.pdf
- [27] Menghini L., Cellini N., Goldstone A., Baker F. C., de Zambotti M. (2021). A standardized framework for testing the performance of sleep-tracking technology: step-by-step guidelines and open-source code. Sleep; DOI 10.1093/sleep/zsaa170. Изучено: Аннотация и описание структуры методического подхода. Использовано: Поэпоховое сопоставление, оценка расхождений и воспроизводимый анализ. Граница: Полный текст и исходный код не изучены; руководство не доказывает точность отдельной модели. https://doi.org/10.1093/sleep/zsaa170
- [28] Svensson T., Madhawa K., Nt H., Chung U.-I., Kishi Svensson A. (2024). Validity and reliability of the Oura Ring Generation 3 (Gen3) with Oura sleep staging algorithm 2.0 (OSSA 2.0) when compared to multi-night ambulatory polysomnography: A validation study of 96 participants and 421,045 epochs. Sleep Medicine 115, 251-263. Изучено: Полная аннотация и раскрытие интересов в индексированном PubMed. Использовано: 96 взрослых в Японии, несколько ночей домашней ПСГ; версия OSSA 2.0. Граница: Полный текст не изучен; финансирование Oura, а PABAK и Cohen κ — разные показатели. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38382312/
- [29] Robbins R., Weaver M. D., Sullivan J. P. и соавт. (2024). Accuracy of Three Commercial Wearable Devices for Sleep Tracking in Healthy Adults. Sensors 24(20), 6532. Изучено: Аннотация, описание методов, таблица 5 и обсуждение. Использовано: 35 здоровых взрослых, Oura Gen3, Fitbit Sense 2 и Apple Watch 8; различие поэпоховых и суммарных результатов. Граница: Одна лабораторная ночь; потери записей и ограниченная переносимость на другие поколения. https://doi.org/10.3390/s24206532
- [30] Arnal P. J., Thorey V. и соавт. (2020). The Dreem headband compared to polysomnography for electroencephalographic signal acquisition and sleep staging. Sleep 43(11), zsaa097. Изучено: Аннотация, описание сухих электродов и сравнения с экспертами. Использовано: Носимая повязка получает ЭЭГ: иной класс измерения, чем часы с периферическими датчиками. Граница: Полный текст не изучен; численные показатели не использованы, авторы связаны с разработкой устройства. https://doi.org/10.1093/sleep/zsaa097
- [31] Lee Y. J., Lee J. Y., Cho J. H., Kang Y. J., Choi J. H. (2025). Performance of consumer wrist-worn sleep tracking devices compared to polysomnography: a meta-analysis. Journal of Clinical Sleep Medicine 21(3), 573-582. Изучено: Полная аннотация PubMed. Использовано: 24 исследования, 798 участников; неоднородные модели и общие параметры сна. Граница: Полный текст не изучен; объединённая разница длительности не описывает точность каждой стадии или новой прошивки. https://doi.org/10.5664/jcsm.11460
- [32] Manners J., Kemps E., Lechat B., Catcheside P., Eckert D. J., Scott H. (2025). Performance evaluation of an under-mattress sleep sensor versus polysomnography in >400 nights with healthy and unhealthy sleep. Journal of Sleep Research 34, e14480. Изучено: Аннотация, введение, методы и начало результатов открытого PDF, таблица 2; сведения о финансировании. Использовано: 183 участника; Withings Sleep Analyser, сравнение сна и бодрствования в разных условиях. Граница: Поэпоховые графики стадий не использованы; объединение N2+N3 в deep отличается от обычной четырёхклассовой схемы. https://doi.org/10.1111/jsr.14480
