Každý den miliony členů spoléhají na Oura Ring, aby lépe porozuměli svému odpočinku, připravenosti a celkovému zdraví. Naší komunitě vždy poskytujeme jasné informace o tom, jak naše technologie funguje – co Oura měří, jak funguje technologie PPG a jak si algoritmy Oura vedou v porovnání s klinickým standardem, například polysomnografií (PSG). 

Jsme hrdí na práci, kterou náš tým více než 50 lékařů a vědců (PhD) vykonává a stará se přitom o to, aby se technologie Oura opírala o vědecké důkazy a přinášela zdravotní výsledky. Nedávný výzkum, který potvrzuje přesnost našeho algoritmu spánkových fází, zahrnuje následující recenzované studie (podrobnosti najdete dole):

„Ve společnosti Oura se vývoj našich produktů a funkcí opírá o pevnou základnu vědeckých a klinicky přísných poznatků,“ říká Shyamal Patel, PhD, seniorní viceprezident pro vědu společnosti Oura. „Laťku jsme si nastavili vysoko, abychom si získali důvěru našich členů i vědecké a klinické komunity – a také proto, že transparentní a rigorózní výzkum může posunout naše chápání spánku a zdraví, od úrovně jedince až po úroveň celé populace.“

K TÉMATU: Z nitra prstenu: Jak probíhal vývoj nejnovějšího algoritmu spánkových fází Oura.

Jak Oura sleduje spánek?

Od samého začátku byl Oura Ring navržen tak, aby upřednostňoval přesné údaje o spánku pomocí fotopletysmografie (PPG, měří objemové změny v tepnách pomocí odrazu světla), teplotních čidel a čidel pohybu (akcelerometru). 

„Spánek není jen nějaký stav aktivace mozku,“ říká Max de Zambotti, PhD, ředitel zdravotnických věd společnosti Oura. „Je to také celotělový biobehaviorální stav a Oura současně zachycuje několik fyziologických signálů, jako je tepová frekvence, pohyb a trendy tělesné teploty, pomocí nichž rozpozná, kdy člověk usne a v jaké spánkové fázi se nachází.“ 

Jedná se o tyto signály:

  • Tepová frekvence (HR): počet úderů za minutu během noci
  • Variabilita tepové frekvence (HRV): variabilita mezi jednotlivými tepy v časových intervalech odrážející aktivitu autonomního nervového systému (aktivita sympatiku vs. parasympatiku)
  • Dechová frekvence: drobné odchylky tepové frekvence způsobené dýcháním (respirační sinusová arytmie)
  • Tělesná teplota a pohyb: odchylky teploty kůže a signály 3D akcelerometru reflektující období fyzického neklidu

K TÉMATU: Nezávislá studie zjistila, že je Oura Ring nejpřesnější nositelné zařízení z hlediska HRV a RHR.

Každá fáze spánku (bdělost, lehký spánek, REM spánek a hluboký spánek) se vyznačuje odlišnými biosignály. Fáze spánku neodrážejí pouze signály elektroencefalografie (EEG, používaná k měření mozkových vln), ale ovlivňují také více signálů v celém těle. 

1. Během hlubokého spánku, neboli spánku s pomalými vlnami, v činnosti autonomní nervové soustavy začíná převládat parasympatikus. Tepová frekvence dosahuje svého minima, HRV se stabilizuje a dýchání začíná být velmi rytmické.

2. Během REM spánku (spánku s rychlým pohybem očí) autonomní aktivita přestává být pravidelná. Tepová frekvence a dýchání jsou proměnlivé, napodobují bdělý stav, zatímco svalový tonus klesá.

3. Lehký spánek a bdění se vyznačují měnícími se vzorci tepové frekvence, pohyby při mikroprobuzení a změnami teploty.

Díky nepřetržité analýze kombinace těchto fyziologických ukazatelů algoritmy Oura přesně mapují tyto fyziologické signály a identifikují příslušné fáze spánku.

DALŠÍ INFORMACE: Výhody zařízení nositelných na prstu z hlediska přesnosti.

Jak si Oura vede v porovnání s polysomnografií (PSG)?

Polysomnografie (PSG) je klinický standard hodnocení spánku. Provádí se ve spánkové laboratoři pomocí elektroencefalografických (EEG) elektrod připevněných k hlavě k přímému měření mozkových vln spolu s měřením pohybu očí (EOG), elektrické aktivity srdce (EKG), vzorců dýchání a svalové aktivity (EMG).

Oura Ring naproti tomu představuje uživatelsky přívětivou, nenápadnou nediagnostickou metodu měření spánku. Místo přímého měření mozkové aktivity měří Oura Ring behaviorální a periferní fyziologické signály, které vykazují silnou souvislost s kortikální mozkovou aktivitou během spánku.

V průlomové studii z roku 2021 publikované v časopise Sensors vědci vyhodnotili souběžně data 106 osob z polysomnografie (PSG) a čidel prstenu Oura Ring za 440 nocí (celkem přes 3 400 hodin). Závěr: Zatímco jednoduchý model založený na pohybu/akcelerometru dosáhl v klasifikaci 4 fází spánku pouze 57% přesnosti, přidáním signálů autonomního nervového systému (ANS) odvozených z PPG a teplotních charakteristik se přesnost klasifikace 4 fází spánku zvýšila na 79 % a přesnost 2 fází (spánek/bdění) na 96 %.

Výzkum, na kterém stojí algoritmus spánkových fází Oura

Algoritmy společnosti Oura pro určování spánkových fází jsou vyvíjeny pomocí pokročilých modelů strojového učení trénovaných na jedné z největších datových sad ve výzkumu spánku. Ta obsahuje klinická data z PSG z více než 1 200 nocí napříč různými demografickými skupinami, věkem a barvami pleti.

Výkon technologie Oura oproti PSG přísně hodnotili výzkumníci a špičkové akademické instituce po celém světě.

Recenzované studie

Podívejte se na výběr posledních publikací, které hodnotily nejnovější algoritmus spánkových fází Oura, vydaný v roce 2023:

  • Studie Brigham and Women’s Hospital, 2024: V externí validační studii vedené výzkumníky z Brigham and Women’s Hospital, která porovnávala hlavní spotřebitelské trackery spánku s PSG, bylo zjištěno, že Oura Ring je nejpřesnějším testovaným spotřebitelským trackerem spánku pro 4fázovou klasifikaci spánku (lehký, hluboký, REM a bdění). Technologie Oura vykazovala podstatnou shodu při určování konkrétních spánkových fází (kappa > 0,61). Ostatní nositelná zařízení prokázala mírnou shodu (koeficient kappa < 0.61).< 0.61). Epoch-by-epoch analyses demonstrated sensitivity between PSG and the Oura Ring > V analýzách jednotlivých intervalů byla doložena citlivost prstenu Oura Ring v porovnání s PSG > 75 % pro všechny spánkové fáze (rozmezí: 76,0–79,5 %). Oura dosáhla ve 4fázové klasifikaci 76,3% shody a v 2fázové klasifikaci (spánek/bdění) 92% shody.
  • Studie Singapurské národní univerzity, 2022: Výzkumníci hodnotili algoritmus Oura na základě dat o spánku získaných v domácím i laboratorním prostředí za 157 nocí. Oura dosáhla 76,4% shody s klinickou PSG ve 4fázové klasifikaci spánku v průběhu čtyř nocí a 92–93% shody v případě 2fázové klasifikace (spánek vs. bdění).
  • Srovnání více zařízení Singapurské národní univerzity, 2023: Výzkumníci porovnávali šest nositelných zařízení – čelenku s funkcí EEG, aktigrafii vědecké úrovně a čtyři spotřebitelské trackery – s laboratorní PSG u 60 dospělých ve věku 18 až 70 let s hodnocením na základě konsenzu tří odborníků. Zařízení Oura se s přesností 91,1 % a hodnotou kappa 0,64 ukázalo jako nejlépe fungující zařízení bez funkce EEG pro 2fázovou klasifikaci (spánek vs. bdění), a předstihlo tak Fitbit Sense (89,4 %, 0,58) a aktigrafii vědecké úrovně (87,4 %, 0,47). Mělo také nejvyšší rozsah kappa v rámci 4fázové klasifikace mezi spotřebitelskými trackery (0,55–0,70). Autoři dospěli k závěru, že „pouze čelenka Dreem a Oura Ring dosáhly hodnot kappa, které potvrdily podstatnou shodu“ s PSG.
  • Validační studie Tokijské univerzity, 2024: Jedna z dosud největších validačních studií nositelných zařízení, která hodnotila algoritmus spánkových fází Oura 2.0 oproti ambulantní PSG u 96 účastníků ve věku 20–70 let a 421 045 30sekundových epoch, s až třemi nocemi na účastníka. Pro 2fázovou klasifikaci (spánek vs. bdění) dosáhla Oura přesnosti 91,7–91,8 %, citlivosti 94,4–94,5 % a specificity 73,0–74,6 %, s hodnotou kappa 0,83–0,84 upravenou o prevalenci a zkreslení, což představuje téměř dokonalou shodu s PSG. Přesnost určování spánkových fází se pohybovala od 75,5 % u lehkého spánku až po 90,6 % v případě REM spánku. Měření Oura Ring se významně nelišila od PSG, co se týče parametrů čas v posteli, celková délka spánku, latence usnutí, bdění po usnutí, lehký spánek nebo hluboký spánek.
  • Validační studie MDPI v časopise Sensors, 2021: Tato průlomová studie vyhodnotila souběžně data 106 osob z polysomnografie (PSG) a čidel prstenu Oura Ring ze 440 nocí (celkem přes 3 400 hodin). Zjištění prokázala zásadní sílu fúze více čidel: zatímco jednoduchý model pohybu/akcelerometru dosáhl ve 4fázové klasifikaci spánku pouze 57% přesnosti, přidáním signálů autonomního nervového systému (ANS) odvozených z PPG a údajů o tělesné teplotě se zvýšila přesnost 4fázové klasifikace na 79 % a přesnost 2fázové klasifikace (spánek/bdění) na 96 %.

Závazek transparentnosti

Oura sice není zdravotnický prostředek určený k diagnostice zdravotních stavů, jako je spánková apnoe nebo nespavost, nicméně poskytuje bezprecedentní, přístupný pohled na průběžnou architekturu spánku a dlouhodobé zdravotní trendy.

Své poznatky budeme dál publikovat, spolupracovat s předními akademickými institucemi a transparentně komunikovat, co naše zařízení měří, jak fungují naše algoritmy a jak můžou tato data členové využívat ke zlepšení svého každodenního života. Za svými vědeckými poznatky si stále stojíme, jsme hrdí na naše inženýrství a jsme odhodlaní hájit naši technologii u soudu.

ČASTÉ DOTAZY: výzkum a přesnost sledování spánku Oura

Otázka: Je pravda, že Oura nedokáže sledovat spánkové cykly, protože „spánek se odehrává v mozku, ne na prstu“?  

Odpověď: Ne. Oura sleduje spánek prostřednictvím fyziologie celého těla, která jde ruku v ruce s tím, co dělá mozek. Tohle tvrzení se opírá o skutečnost, že spánek se tradičně definuje a hodnotí pomocí EEG, tedy mozkové aktivity. Spánek ale není jen EEG a ani EEG není přímé měření spánku – je to jedno z oken, kterým se na něj můžeme podívat. Spánek je fyziologický stav celého těla a věda jasně říká, že během spánku panuje úzké propojení mezi aktivitou centrálního a autonomního nervového systému. 

Autonomní nervový systém v odlišných, reprodukovatelných vzorcích během každé fáze spánku moduluje tepovou frekvenci, variabilitu tepové frekvence (HRV), proudění krve v periferiích, dýchání a tělesnou teplotu. Přechody mezi fázemi spánku, které EEG detekuje v mozku, doprovázejí odpovídající měřitelné změny ve fyziologii periferních částí těla. Tento autonomní signál je jedním z hlavních signálů, které nositelná zařízení používají k vyvozování fází spánku. Není to hod mincí, ale měření fyziologie jiným, zcela legitimním „oknem“.

Oura tyto fyziologické projevy sleduje pomocí měření z digitálních tepen (tepen v prstu), kde je síla signálu PPG lepší než v případě čidel na zápěstí. Algoritmus vyhodnocuje vstupy z více čidel a mapuje periferní tělesné signály do jednotlivých fází spánku.

Otázka: Je pravda, že určování fází spánku Oura se opírá o „hádání AI“, které není o nic lepší než hod mincí? 

Odpověď: Ne. Tvrzení, která označují určování fází spánku Oura za „hod mincí“, zkreslují recenzovaný výzkum. 

Několik recenzovaných studií hodnotí skutečnou přesnost Oura oproti zlatému standardu polysomnografie mnohem výš:

  • MDPI Sensors (2021): Prokázala 79% shodu u 4fázové klasifikace a 96% shodu u 2fázové klasifikace (spánek/bdění) pomocí PPG + fúze více čidel.
  • Brigham and Women’s Hospital (Sensors, 2024): Prokázala 76,3% shodu u 4fázové klasifikace a 92% u 2fázové klasifikace (spánek/bdění). Tato studie vyhodnotila Oura Ring jako nejvýkonnější spotřebitelský tracker testovaný na přesnost 4stupňové klasifikace v porovnání s PSG.
  • Singapurská národní univerzita (Nature & Science of Sleep, 2022): V rámci testu byla vykázána 76,4% shoda s klinickou PSG u 4fázové klasifikace dat za 157 nocí.

Kromě toho v případě vícefázové klasifikace (kde zařízení musí rozlišovat mezi 4 různými kategoriemi: lehký spánek, hluboký spánek, REM a bdění) by náhodný odhad nebo „hod mincí“ přinesl očekávanou základní přesnost 25 %, nikoli 50 %. 

Otázka: Oura zmiňuje „95% přesnost stanovení fází spánku ve srovnání s klinickou spánkovou laboratoří“. Co toto procento skutečně měří? 

Odpověď: Účastník validační studie spí jednu nebo více nocí s prstenem i s kompletním klinickým polysomnografem (PSG), což je zlatý standard spánkových laboratoří. Noc je pak rozdělena na 30sekundové úseky zvané epochy – za 8hodinovou noc zhruba 900 úseků. Vyškolený technik označí každou epochu v PSG, prsten vytvoří vlastní označení pro stejnou epochu a v obou výstupech se epochy jedna po druhé porovnají. „Přesnost“ je jednoduše podíl epoch, v jakém se prsten a vyhodnocení technika shodují. Právě proto je stanovení těchto čísel náročné: i když příslušná metoda správně klasifikuje většinu noci, stále zůstává značný prostor pro odchylky na úrovni jednotlivých 30sekundových úseků.

Přesnost se uvádí na několika různých úrovních:

1. Detekce spánku vs. bdění: zda jste v každé epoše spali, nebo byli bdělí. Algoritmy Oura soustavně dosahují 90–96% shody s PSG. Právě zde se bere údaj 95 %.*

2. Celonoční souhrny: celková délka spánku, efektivita spánku a čas, kdy jste usnuli a kdy jste se probudili. Nejedná se o měření po jednotlivých epochách – porovnává se v rámci nich celkový počet minut zjištěný pomocí prstenu za noc s celkovým počtem minut stanoveným v laboratoři. V nezávislých studiích se mezi technologií Oura a PSG opakovaně nekonstatuje žádný významný rozdíl v celkové délce spánku.

3. Čtyřfázová klasifikace: rozlišení lehkého, hlubokého, REM spánku a bdění v každé epoše. To je složitější problém, nicméně Oura v recenzovaných studiích se zdravými dospělými dosahuje přibližně 76–79% shody s PSG hodnocenou lidmi.

*V mnoha recenzovaných studiích porovnávajících Oura Ring s klinickými záznamy ze spánkové laboratoře (polysomnografií) prsten správně detekoval spánek v 94–98 % případů, přičemž celková shoda spánku/bdělosti byla přibližně 90–96 %: 98% citlivost a 96% celková přesnost celého multisenzorového modelu (Altini a Kinnunen, 2021); 95% citlivost a 93% přesnost během tří nocí v domácím prostředí (Ghorbani et al., 2022); 95% citlivost a 91% přesnost (Ong et al., 2023); 94% citlivost a 92% přesnost napříč více než 400 000 epochami spánku (Svensson et al., 2024); a 95% citlivost v klinické studii prováděné přes noc (Robbins et al., 2024).

Otázka: Čím se Oura liší od zdravotnických prostředků? 

Odpověď: Společnost Oura soustavně upozorňuje, že Oura Ring je spotřebitelský produkt pro dobrou kondici navržený pro kontinuální neinvazivní sledování zdraví – nikoli zdravotnický prostředek určený k diagnostice potíží, jako je spánková apnoe nebo klinická nespavost.

Lékařská polysomnografie vyžaduje, aby pacienti spali v neznámém laboratorním prostředí napojení na více než desítku čidel, čímž se často narušují přirozené spánkové vzorce. Oura poskytuje dlouhodobou noční analýzu trendů v přirozeném domácím prostředí uživatele. Validace spotřebitelského zařízení oproti PSG jakožto referenčnímu standardu neznamená, že nahrazuje diagnostické klinické vybavení, ale spíše demonstruje vysokou přesnost jeho neinvazivního měření.

Oura Ring není navržen jako náhrada klinického vyšetření spánku, ale k jeho doplnění – nabízí přesná, smysluplná a prakticky využitelná data, která přinášejí nový vhled do spánku během každodenního života a toho, jak se průběžně vyvíjí. Tento longitudinální pohled už umožňuje objevování na obou koncích spektra: od toho, co lidé zaznamenají ve svých vlastních datech, jak je zdokumentováno v kazuisticev časopise JAMA Neurology, až po zjištění na úrovni populace, jako jsou rozdíly v nočních spánkových vzorcích v různých zemích, získaná z rozsáhlých objemů dat z nositelných zařízení.

Otázka: Co je to PPG a proč je prst pro PPG lepší místo než zápěstí? 

Odpověď: Fotopletysmografie (PPG) je optická technologie, která využívá LED světlo a fotodetektory k měření arteriálních pulzových vln a změn objemu krve.

Prst je ideální část těla pro PPG, protože tepny prstů probíhají blízko povrchu na dlaňové straně. Ve srovnání s vnitřní stranou zápěstí, kde je kůže silnější, překážejí kostní struktury a cévy jsou drobnější. Taková kvalita signálu umožňuje technologii Oura zachytit jemné změny variability tepové frekvence (HRV) a dechové variace, které jsou nezbytné pro modelování spánkových fází.

Otázka: Co je tzv. zlatým standardem sledování spánku a jak blízko se k němu může nositelné zařízení přiblížit? 

Odpověď: Zlatým standardem je polysomnografie (PSG), která kombinuje EEG pokožky hlavy (mozkové vlny), EOG (pohyby očí) a EMG (svalový tonus).

Zajímavé je, jak jsou výsledky PSG skutečně vytvářeny. Záznam zkontroluje certifikovaný technik, který každému 30sekundovému úseku noci přiřadí jedno označení – bdění, N1, N2, N3 nebo REM – podle standardizovaných klinických pravidel. Z toho vyplývají dvě věci: Za prvé, ve skutečném spánku se nemění stav pravidelně každých 30 sekund – segment může obsahovat rysy více než jedné fáze a technik musí vybrat tu, která převažuje. Hranice mezi fázemi jsou obzvláště nejednoznačné a nejnáročnější je přesně určit lehký spánek (zejména N1). Za druhé, protože označení předpokládá aplikaci odborného úsudku na nejednoznačné signály, dva technici se v hodnocení stejného záznamu plně neshodnou. Recenzované studie uvádějí shodu mezi hodnotiteli kolem 83 %, a ta při hodnocení lidí s poruchou spánku ještě klesá.

To je důležité pro interpretaci přesnosti nositelných zařízení: měřítko, na základě kterého se prsten posuzuje, je samo o sobě nedokonalé, takže žádné zařízení, v případě různých hodnotitelů PSG, by nedosáhlo 100 %. V této souvislosti dosažení ~78–80% shody 4fázové klasifikace pomocí nenápadného prstenu v porovnání s PSG představuje velmi kvalitní výsledek. V přímém srovnání šesti nositelných zařízení oproti konsenzu tří hodnotitelů PSG vědci zjistili, že „pouze zařízení Dreem a Oura dosáhly hodnot kappa naznačujících podstatnou shodu s PSG.“ (Dreem je EEG čelenka a Oura byla jediným zařízením bez EEG, které této hranice dosáhlo.)

Otázka: Oura mi píše, že jsem měl dobrý spánek, ale já se necítím odpočatý. Co tento nesoulad způsobuje? A znamená to, že je algoritmus nepřesný? 

Odpověď: Subjektivní zkušenost se často zaměňuje s objektivní přesností, nicméně ve skutečnosti se každá zaměřuje na dvě zcela odlišné věci.

Ve spánkové vědě se přesnost striktně vztahuje na to, jak přesně naměřený výstup zařízení odráží skutečnou základní fyziologii uživatele v porovnání s klinickým zlatým standardem, polysomnografií (PSG). Subjektivní vnímání spánku členem je skutečné a hodnotné, ale odráží zcela jinou dimenzi zdraví.

V  literatuře o spánku je dobře zdokumentováno, že člověk může zažít fyziologicky zdravý, dobře strukturovaný noční spánek, a přesto se probudit unavený – nebo naopak, cítit se svěží po noci s přerušovaným spánkem. Tento nesoulad není důkazem nepřesnosti zařízení. Subjektivní kvalitu spánku ovlivňuje komplexní síť vnějších a psychologických proměnných včetně duševního stresu, nálady, načasování konzumace kofeinu, počátečního stadia nemoci, sladění s cirkadiánním rytmem a očekávání spojená s probuzením.

Považovat rozdíl mezi tím, jak se cítíte, a tím, co ukázala vaše fyziologie, za důkaz nepřesnosti čidla poukazuje na nepochopení, co objektivní fyziologické měření skutečně hodnotí. Oura poskytuje objektivní opakovatelnou výchozí úroveň fyzické architektury spánku vašeho těla, která pomáhá v průběhu času odhalovat tyto širší vzorce.