Jak přesně měří Oura Ring teplotu?

Oura se zavazuje vytvářet nástroje, na které se mohou spotřebitelé a výzkumní pracovníci spolehnout. V této souvislosti jsme provedli interní validační studii, popsanou v tomto blogu, o teplotním čidle prstenu Oura Ring.

V důsledku této studie byla u teplotního čidla prstenu Oura Ring validována schopnost změřit změny s přesností až 0,13 °C každou minutu. Výkonnost produktů Oura se téměř dokonale shoduje s výzkumnými čidly iButton. V laboratorních podmínkách je shoda > 99 % a v reálných podmínkách činí 92 %.

Jak Oura měří teplotu

Oura měří vaši teplotu každou minutu, přímo ze spodní části vašeho prstu. Přístup k tomuto druhu teplotních dat poskytuje pozoruhodně užitečný signál.

Ačkoli si mnoho lidí měření teploty představuje jako vložený teploměr pod jazykem, Oura je součástí rostoucího vědeckého hnutí, které zásadním způsobem mění to, jak interpretujeme tělesnou teplotu:

V první řadě teplota odhaluje více informací, když se měří každou minutu. Stejně jako vaše tepová frekvence se vaše teplota neustále mění, jak se vaše tělo přizpůsobuje vnitřním i okolním změnám. Měření teploty (i několikrát denně) pomocí teploměru pro měření v ústech měří pouze omezený úsek vaší teploty, zatímco kontinuální měření zachycuje celkový obraz změn ve vašem těle.

Za druhé, teplota pokožky zachycuje významné teplotní odchylky. Vaše tělo udržuje teplotu tělesného jádra ve velmi úzkém rozmezí a reguluje ji vysíláním tepla k pokožce (tedy „obalu“ vašeho těla) i od pokožky do nitra. To znamená, že měření změn teploty na místech, která se snaží odhadnout teplotu vašeho tělesného jádra (jako jsou ústa), přinese pouze malé odchylky, v rozsahu ~0,5–1 °C za den. Naopak, teplota vaší pokožky se během dne mění o ~15 °C nebo i více a proto zachycuje jemné teplotní výkyvy, které se dějí minutu po minutě a hodinu po hodině.

Věřte nebo ne, z tak rychlých a velkých výkyvů teploty pokožky se dá vyčíst spousta informací. Tyto změny reflektují pečlivě vyladěný systém regulace teploty vašeho těla, který vám během dne umožňuje udržovat poměrně stabilní rozmezí teploty tělesného jádra přesměrováváním tepla ven přes pokožku. Vaše tělo mění množství a vzorec přesměrování tepla určitými směry v závislosti na tom, zda jste zdraví nebo nemocní, muž nebo žena, zda spíte nebo jste vzhůru a podobně.

Vědci už teplotu pokožky používají k lepšímu pochopení široké škály témat, včetně identifikace REM spánku¹ a kvality spánku^2,3, detekce horečky⁴ a sledování menstruačního cyklu.^5,6

Kromě toho se prsten Oura Ring skvěle hodí ke sběru velmi kvalitních teplotních dat díky svému inovativnímu designu:

• Přesná čidla: Oura Ring obsahuje sofistikované teplotní čidlo NTC, které dokáže zohlednit změny teploty uvnitř hardwaru a zároveň přesně měřit teplotu z vaší pokožky.
• Tvar: Prsten díky svému tvaru obepíná váš prst a udržuje ideální kontakt s pokožkou, na rozdíl od čidel v zařízeních na zápěstí, která mají tendenci ztrácet kontakt s pokožkou, což negativně ovlivňuje kvalitu dat.⁷
• Návrh baterie: Oura Ring je navržen tak, aby umožňoval sběr dat při vysoké vzorkovací frekvenci po několik dní, aniž by příliš vyčerpával baterii.

Validace

Vědecký tým Oura sestavil pracovní skupinu zaměstnanců, datových vědců, fyziologů a inženýrů, aby urychlil veřejně dostupné výsledky validace. Celkem tým dokázal shromáždit 93 571 datových bodů během jediného týdne.

Pracovní skupina vybrala jako výzkumný nástroj k hodnocení výkonnosti prstenu Oura Ring čidlo iButton.⁸ Cílem této studie nebylo pouze ověřit teplotní senzor Oura v laboratorních podmínkách, ale také ukázat, že Oura si zachovává dobrý výkon i během výzev, které přináší měření dat v „rušnějších“ podmínkách reálného světa.

Poznámka: Tato validace zahrnovala umožnění sběru teplotních dat během dne pro výzkumné účely. Měření teploty během dne v současnosti nejsou v aplikaci Oura k dispozici.

Takový byl protokol:

• Laboratorní podmínky: Aby bylo možné hodnotit teplotní čidla Oura čistě jako měřicí nástroje, byl prsten Oura Ring testován v izolaci (tedy nikoli na prstech) oproti 7 čidlům iButton v teplotně kontrolovaných vodních lázních. Byly testovány při přesných teplotních hodnotách a rozmezích, které byly navrženy tak, aby pokryly celý fyziologický rozsah teplot pokožky od extrémně nízkých (9 °C, určených z dat Oura na Antarktidě) po velmi vysoké (45 °C, mírně nad maximální teplotou, kterou člověk může během horečky vydržet a přežít).
• Podmínky reálného světa: 16 jednotlivců strávilo týden nepřetržitým nošením prstenu Oura Ring spolu s 5 čidly iButton připevněnými na prstu, zápěstí, paži, břiše a oblečení.

Výsledky

Analýza dat potvrdila, že teplotní čidlo Oura:

• Odpovídá výkonnosti čidel výzkumné třídy v laboratorních podmínkách
• Zůstává přesné v reálných podmínkách
• Reflektuje změny ve vaší fyziologii, nikoli ve vašem okolí

Více informací k těmto zjištěním si můžete přečíst níže.

Teplotní čidlo Oura odpovídá výkonnosti čidel výzkumné třídy v laboratorních podmínkách

Výsledky ukázaly, že měření teploty prstenem Oura Ring odpovídala výkonnosti výzkumného čidla iButton (r² >0,99), změny byly měřeny s přesností až 0,13 °C a měření byla přesná do 0,36 °C.

Teplotní čidlo Oura zůstává vysoce přesné a precizní i v reálných podmínkách

Aby bylo možné vyhodnotit teplotní čidla Oura „naživo“, 16 jednotlivců nosilo jak čidla iButton, tak prsten Oura Ring po dobu jednoho týdne na stejném prstu, což umožnilo sběr dat v reálných podmínkách. Tito jednotlivci nám byli schopni ukázat, že Oura nadále odpovídala výkonu čidel iButton (r² >0,92) napříč celým spektrem životních událostí včetně cvičení, sprchování, vaření, práce a všeho mezi tím.

Níže je příklad toho, jak velice podobně Oura a čidla iButton na prstu sledují dva jednotlivce během dvou příkladových dnů z tohoto experimentu.

Teplota prstu měřená prstenem Oura Ring odráží vaši fyziologii – nikoli vaše prostředí

Jelikož je váš prst součástí pokožky vašeho těla (tj. vašeho „obalu“) a nikoli vašeho jádra, může se teplota měnit mnohem dramatičtěji a mnohem rychleji než na místech, jejichž teplota se blíží teplotě tělesného jádra, jako jsou vaše ústa. Někteří lidé však vyjadřují obavy, že by měření dle teploty vaší pokožky mohla zachycovat změny ve vašem okolním prostředí, spíše než ve vašem těle.

Ve skutečnosti však změny v teplotě vaší pokožky odhalují smysluplné informace o tom, jak vaše tělo reaguje na vaše okolí, což se od teploty vašeho okolí liší.

Například si představte, že zaboříte ruce do sněhu, abyste postavili sněhuláka. I když do sněhu zaboříte celou ruku, prsty vám připadají mnohem chladnější než zápěstí. Ačkoli naše prostředí ovlivňuje teplotu našeho těla, vaše prsty „neměří“ jen teplotu sněhu, ale ve skutečnosti reflektují, co se děje uvnitř vašeho těla, kdy se průtok krve mění unikátním způsobem směrem od vašich prstů, zápěstí a dalších částí „obalu“ vašeho těla, aby tělo mohlo udržovat teplotu tělesného jádra.

Aby se potvrdilo, že teplota prstu zachycuje jedinečné fyziologické změny, tým analyzoval rozdíl mezi čidly iButton na prstu a „čidlem v prostředí“, které měli účastníci u sebe, aby měřil svět kolem nich během každodenních aktivit.

Výsledky ukazují, že zatímco Oura Ring a čidlo iButton na prstu si z 92 % (r²=0,92) odpovídají, teplotní informace z prstu s teplotou prostředí nekorelují; 0,1 % (r²=0,001).

Ačkoli naše prostředí pomáhá našemu mozku rozhodovat o tom, jak termoregulačně reagovat, neurčuje teplotu vašich prstů přímo samo o sobě. To vytváří ještě větší důvěru v to, že teplota měřená prstenem Oura Ring reflektuje váš stav, nikoli vaše okolí, a že k tomuto jedinečnému signálu přispívá celá řada faktorů, jako je denní doba, úroveň stresu, hormony, aktivity a spánek.

Níže jsou uvedeny dva příklady jasného rozdílu mezi teplotami naměřenými prstenem Oura Ring a teplotami prostředí obklopujícími tyto jednotlivce během jejich dnů.

Co chystáme dál?

Náš tým neustále zlepšuje nástroje, které nabízíme, v naději, že spotřebitelé a výzkumníci budou chtít objevovat více o našem zdraví. Teplotní signál prstenu Oura Ring už se nachází své uplatnění v reálném světě, například při detekci horečky a sledování menstruačního cyklu.

Nepřetržité údaje o teplotě pokožky mají neuvěřitelný potenciál poskytovat poznatky o našem vlastním zdraví, stejně jako sloužit jako nástroj pro pokrok ve výzkumu. Doufáme, že budeme moci i nadále sdílet naši práci a spolupracovat s vámi při objevování nových poznatků.

Další informace:

• Proč Oura měří teplotu z vašeho prstu
• Vaše normální tělesná teplota není jen 37 stupňů
• Vaše tělesná teplota a Oura

Zdroje

1.  Henane, R., Buguet, A., Roussel, B. & Bittel, J. Variations in evaporation and body temperatures during sleep in man. J. Appl. Physiol. 42, 50–55 (1977).
2. Weiss, N., Attali, V., Bouzbib, C. & Thabut, D. Altered distal-proximal temperature gradient as a possible explanation for sleep-wake disturbances in cirrhotic patients. Liver Int. Off. J. Int. Assoc. Study Liver 37, 1776–1779 (2017).
3.  Garrido, M. et al. Abnormalities in the 24-hour rhythm of skin temperature in cirrhosis: Sleep-wake and general clinical implications. Liver Int. Off. J. Int. Assoc. Study Liver 37, 1833–1842 (2017).
4.  [Preprint] Smarr, B., Aschbacher, K., Fisher, S. M., Chowdhary, A., Dilchert, S., Puldon, K., … & Mason, A. E. (2020). Feasibility of continuous fever monitoring using wearable devices.
5. Maijala, A., Kinnunen, H., Koskimäki, H., Jämsä, T. & Kangas, M. Nocturnal finger skin temperature in menstrual cycle tracking: ambulatory pilot study using a wearable Oura Ring. BMC Womens Health 19, 150 (2019).
6.  [Preprint] Grant, A. D., Newman, M. & Kriegsfeld, L. J. Ultradian Rhythms in Heart Rate Variability and Distal Body Temperature Anticipate the Luteinizing Hormone Surge Onset. bioRxiv 2020.07.15.205450 (2020) doi:10.1101/2020.07.15.205450.
7. [Preprint] Smarr, B., Aschbacher, K., Fisher, S. M., Chowdhary, A., Dilchert, S., Puldon, K., … & Mason, A. E. (2020). Feasibility of continuous fever monitoring using wearable devices.[Preprint] Grant, A. D., Newman, M. & Kriegsfeld, L. J. Ultradian Rhythms in Heart Rate Variability and Distal Body Temperature Anticipate the Luteinizing Hormone Surge Onset. bioRxiv 2020.07.15.205450 (2020) doi:10.1101/2020.07.15.205450.
8. Hasselberg MJ, McMahon J, Parker K. The validity, reliability, and utility of the iButton® for measurement of body temperature circadian rhythms in sleep/wake research. Sleep Med. 2013;14(1):5-11. doi:10.1016/j.sleep.2010.12.011Used in 92+ Studies in Pubmed as of 9.17.20. (link)