Умные весы: насколько они точны

В исследовании 2021 года пациентов взвешивали на трех популярных смарт-весах и параллельно делали DXA-сканирование, эталонный метод оценки состава тела. С массой тела весы справились отлично: медианная погрешность составила от 0 до 0,3 кг. А вот жировую массу все три модели занижали, в среднем на 2,2–4,4 кг. Авторы пришли к выводу, что для оценки состава тела смарт-весы неточны и не могут заменить DXA^[1]. То есть килограммы прибор считает честно, а с тем, из чего они состоят, уже хуже.

Состав тела — это соотношение мышечной ткани, жира, воды и костной массы. Индекс массы тела этой картины не показывает: в исследовании 2016 года лишь 31% людей с низким ИМТ имели и низкую долю жира^[2].

Современные электронные весы все чаще имеют встроенную функцию оценки состава тела: процента жира, массы мышц, воды и костной ткани. Но как они работают и можно ли доверять этим цифрам?

Как работают такие смарт-весы?

Смарт-весы используют метод биоэлектрического импедансного анализа (BIA). Человек встает босиком на электроды, и через его тело проходит слабый переменный ток. Прибор измеряет сопротивление тканей этому току: вода и богатые ею мышцы проводят его хорошо, жир хуже. Бытовые модели в основном работают на одной частоте тока, имеют электроды только под стопами и не показывают пользователю «сырых» данных измерения^[3].

На основе полученного сопротивления тела весы вычисляют условные показатели:

• процент жира
• мышечную массу
• содержание воды
• костную массу (это расчетная цифра; минеральную плотность костей измеряют денситометрией, то есть DXA^[4])

Чтобы расчет был ближе к реальности, весы учитывают возраст, пол, рост и общий вес, которые вводятся при первой настройке. Далее программа применяет формулы, основанные на статистических моделях. Эти формулы закрыты: у каждого производителя свой алгоритм, поэтому две разные модели могут показать одному человеку разный процент жира^[3].

Насколько точны эти измерения

Смарт-весы не дают точной медицинской оценки. Их результаты — ориентировочные значения. Когда 15 бытовых и исследовательских BIA-приборов сравнили с лабораторной четырехкомпонентной моделью, систематическая погрешность в проценте жира колебалась от −3,5 до +11,7 процентного пункта в зависимости от модели^[5]. То есть человек с реальными 25% жира может увидеть на экране и примерно 21%, и 37%.

В том же исследовании 2016 года ученые также сравнили цифры, которые выдает сам прибор, с расчетами по опубликованным формулам на основе того же сопротивления. Расхождение для жировой массы оказалось большим, а для «сухой» массы зависело от размера тела. Само измерение сопротивления было полезным, а вот встроенным расчетам производителя авторы советовали не доверять^[2].

Сегодня алгоритмы некоторых моделей стали совершеннее, но все равно остаются приблизительными. Точность зависит и от условий взвешивания: уровня гидратации, времени суток, приема пищи, положения стоп на электродах.

Миф: смарт-весы точно показывают процент жира, мышечную массу, висцеральный жир и «метаболический возраст». На самом деле: даже с общим жиром погрешность достигает нескольких килограммов^[1], а внутрибрюшной жир метод биоимпеданса систематически недооценивает по сравнению с КТ и МРТ^[6]. «Метаболический возраст» — показатель из закрытого алгоритма производителя, а не медицинский параметр^[3].

Коротко: процент жира на экране — это диапазон в несколько пунктов в любую сторону, а не диагноз.

Что учитывать при ежедневном использовании

Смарт-весы имеют преимущества именно в долгосрочном наблюдении. Даже если абсолютные значения неточны, они способны показать направление изменений: увеличивается ли мышечная масса, уменьшается ли процент жира, держится ли стабильный вес. Когда 37 участников повторно обследовали через 12–16 недель, погрешность в изменениях процента жира для разных приборов составила лишь от −0,4 до +1,3 пункта, хотя лучше всего себя показали октаполярные модели (с электродами под стопами и в руках) и отдельные модели весов^[5]. Это позволяет оценивать, как работают тренировки и диета для похудения.

Миф: на смарт-весах можно следить за ежедневными изменениями жира. На самом деле: один прием пищи снижает сопротивление тела на 4,4%, и весы «худеют» человеку 1,4–2,4% жировой массы, а у отдельных людей до 10%^[7]. У спортсменов, которых взвешивали без стандартных условий, изменения состава тела за полгода порой выходили даже противоположными настоящим^[8]. Колебания за день или два — это шум, а смысл имеют лишь тенденции за несколько недель.

Среди других преимуществ:

• удобство: можно пользоваться дома в любое время
• мотивирующий эффект: график в приложении напоминает, что усилия не проходят зря
• многофункциональность: многие модели синхронизируются со смартфоном

Несмотря на удобство, смарт-весы имеют ряд ограничений, которые следует знать, прежде чем ориентироваться на их показатели.

• Не видно распределения жира по телу: весы не определяют, в каких именно зонах накоплен жир. А именно висцеральный жир в брюшной полости связан с большими рисками, чем жир на бедрах или руках. BIA оценивает его хуже, чем DXA или УЗИ^[6].
• Зависимость от гидратации: уровень воды в организме влияет на результат. После физических нагрузок, диуретиков или обезвоживания показатели могут быть искажены. В исследовании 2021 года нарушения правил подготовки в основном меняли процент жира менее чем на 2 пункта, но наибольшие погрешности дало именно обезвоживание, и женщины были к нему чувствительнее^[9].
• Неполный охват тела: большинство моделей пропускают ток только между стопами, то есть анализируют преимущественно нижнюю часть тела. Это создает усредненную оценку, которая не отражает полную картину. Точнее оценивают мышечную массу и распределение жидкости многочастотные октаполярные приборы^[3].
• Обобщенные формулы: алгоритмы не учитывают особенностей строения тела конкретного человека: длины конечностей, пропорций туловища, уровня тренированности или типа телосложения. Погрешность смарт-весов зависела от массы тела, ИМТ, доли жира, мышц и костной массы^[1].
• Влияние гормонального фона: менструальный цикл^[10], стресс, болезни щитовидной железы или изменения обмена веществ могут влиять на показатели жира и воды, даже если реальный состав тела не изменился.

Несмотря на эти ограничения, смарт-весы остаются полезными именно для отслеживания изменений в динамике. Если взвешиваться регулярно, в одинаковых условиях (утром, натощак, после туалета, до тренировки), они способны показать, в какую сторону меняется соотношение мышц и жира. В быту это часто важнее, чем абсолютные цифры. Нормы, с которыми можно сравнивать результат, собраны в таблице содержания жира в организме.

Читайте:

Показатели здорового тела

Цифра на весах мало что говорит о здоровье, поэтому врачи смотрят еще на индекс массы тела, процент жира и обх...

Когда не стоит полагаться на эти показатели

Есть несколько ситуаций, когда смарт-весы не дадут полезной информации или даже могут ввести в заблуждение. Это касается:

• детей и подростков: у них другие пропорции состава тела; в одном исследовании BIA-весы занизили детям процент жира на 8 пунктов по сравнению с DXA (20,6% против 28,5%), хотя правильно расставили их по уровню жира^[11]
• спортсменов: стандартные формулы рассчитаны на людей с обычным телосложением, поэтому при большой мышечной массе оценка заметно смещается^[1]
• людей с серьезными заболеваниями или задержкой жидкости
• беременных: изменения в теле не поддаются корректному анализу
• людей с кардиостимулятором или имплантированным дефибриллятором: в лабораторных испытаниях сигнал смарт-весов, часов и колец с биоимпедансом на определенных частотах превышал допустимые пороги помех для таких устройств^[12]; медицинский BIA у 200 пациентов сбоев не вызывал^[13], поэтому людям с такими устройствами безопаснее отключить режим анализа состава тела

Также разные модели могут давать разные результаты. Даже одни и те же весы покажут другие значения, если встать на них иначе или в другое время суток: у детей измерения в разные часы одного дня расходились сильнее, чем в один и тот же час разных дней^[11].

Стоит ли покупать такие весы

Смарт-весы не являются медицинским прибором, но для ежедневного контроля изменений в теле могут быть полезны. Они особенно удобны для тех, кто только начал менять образ жизни, занимается фитнесом, стремится набрать мышечную массу или проходит программу снижения веса.

Их главная задача — показать изменения во времени. Если цифры стабильно снижаются, движение идет в правильном направлении. А вот оценивать свое состояние только по показателям весов не стоит: для диагностики ожирения или потери мышц нужны обхват талии, медицинские методы и врач.