Quanto sono affidabili i dati dei dispositivi indossabili sulla salute

L’utilizzo di dispositivi indossabili consumer è cresciuto considerevolmente negli ultimi anni. Dispositivi come smartwatch, braccialetti o anelli, consentono agli utenti di accedere da remoto, in modo continuo e in tempo reale, a dati sanitari personalizzati e parametri di attività fisica. Nel contesto dell’assistenza sanitaria e della ricerca sulla popolazione, la tecnologia indossabile offre l’opportunità di sfruttare dati su larga scala, comprendere le tendenze di salute pubblica, sviluppare strumenti di stratificazione del rischio e monitorare gli interventi.

Ambito di applicazione dei dispositivi indossabili

Negli ultimi anni i dispositivi indossabili di fascia consumer sono passati dall’essere strumenti dedicati al fitness a potenziali fonti di dati rilevanti per la sanità clinica e la salute pubblica.

Smartwatch, braccialetti e anelli smart consentono oggi di raccogliere in modo continuo parametri fisiologici e comportamentali, offrendo una visione longitudinale dello stato di salute delle persone, anche al di fuori dei contesti assistenziali tradizionali.

Nel contesto sanitario, l’interesse verso queste tecnologie è legato alla possibilità di intercettare precocemente segnali di rischio, monitorare l’andamento di condizioni croniche e supportare interventi di prevenzione su larga scala.

Allo stesso tempo, l’utilizzo dei dati generati dai wearables pone interrogativi cruciali sull’affidabilità delle misurazioni, sui limiti tecnologici dei sensori e sulle reali implicazioni cliniche, in particolare in ambito cardiovascolare, dove frequenza cardiaca, ritmo e attività fisica rappresentano indicatori centrali.

I sensori utilizzati nei dispositivi indossabili

Il numero di sensori integrati nei wearables è in crescita, nonostante ciò la maggior parte dei dati fisiologici presenti in smartwatch, braccialetti e anelli viene acquisita tramite accelerometri, sensori di fotopletismografia (PPG) e di elettrocardiografia (ECG).

Vi sono tre tipi di segnali fisiologici registrati dai dispositivi indossabili nel tempo:

1. Segnale accelerometrico triassiale: Rappresenta i movimenti del corpo lungo tre assi spaziali (x, y, z). Le oscillazioni periodiche permettono di identificare i passi e l’attività fisica.
2. Segnale PPG: È un’onda che riflette le variazioni di volume del sangue nei vasi periferici. Dai picchi successivi si ricava la frequenza del polso e, indirettamente, la frequenza cardiaca.
3. Segnale ECG: Mostra l’attività elettrica del cuore (complessi P–QRS–T). La distanza tra i picchi R consente di calcolare la frequenza cardiaca e valutare il ritmo.

Sensori	Descrizione
Fotopletismografia (PPG)	Tecnologia ottica non invasiva che utilizza una sorgente di luce infrarossa e un rilevatore posizionato sulla superficie cutanea per misurare le piccole variazioni di volume ematico. L’intensità della luce trasmessa o riflessa dai capillari cutanei è proporzionale al volume di sangue e al suo assorbimento ottico. Viene utilizzata per stimare: Frequenza cardiaca (HR) Variabilità cardiaca (HRV) Frequenza respiratoria Saturazione periferica di ossigeno (SpO2) Pressione sanguigna (molto recente)
Accelerometri	Gli accelerometri sono sensori che rilevano e misurano le forze di accelerazione. Gli accelerometri triassici individuano variazioni di movimento e orientamento su tre piani (medio-laterale, cranio-caudale, antero-posteriore). Utilizzati per stimare la posizione corporea e i parametri legati all’attività fisica.
Elettrocardiografia (ECG)	Nei dispositivi indossabili più recenti è possibile registrare brevi tracciati ECG monoderivazione (circa 30 secondi). Le misurazioni vengono effettuate tra braccia opposte mediante due elettrodi ravvicinati (positivo sotto al contatto con la pelle e negativo sullo schermo/rotella) generando un segnale bipolare.
Attività elettrodermica (EDA)	I sensori EDA, noti anche come sensori di risposta galvanica cutanea, utilizzano elettrodi applicati alla pelle per misurare sottili variazioni della conducibilità elettrica, associate all’attività delle ghiandole sudoripare e frequentemente correlate a cambiamenti dello stato emotivo. Nei wearables tali sensori sono spesso impiegati per inferire periodi di stress percepito.
Impedenza bioelettrica	Misura la resistenza del corpo ad una corrente elettrica a bassa intensità al fine di stimare la composizione corporea (massa magra, massa grassa, contenuto idrico, percentuale di grasso corporeo, BIA). In passato l’integrazione con i dati dei wearables avveniva tramite bilance compatibili, più recentemente la tecnologia è stata incorporata direttamente negli smartwatch consumer, consentendo la stima della composizione corporea a riposo.
Giroscopi	Misurano la velocità angolare e possono rilevare minuscoli spostamenti dovuti all’attività cardiaca. Utilizzati in combinazione con accelerometri nelle girocardiografia, per registrare vibrazioni cardiache toraciche e individuare condizioni come fibrillazione atriale o scompenso cardiaco mediante applicazioni per smartphone.
Sensori aggiuntivi	I dispositivi wearables sono dotati di ulteriori sensori come: Barometri Magnetometri GPS Termometri

Prospettive cliniche per la salute cardiovascolare

Le malattie cardiovascolari rappresentano la principale causa di morte a livello globale. Per ridurne l’impatto sono necessari progressi nella prevenzione, diagnosi, trattamento e monitoraggio, e i dati provenienti dai wearables potrebbero giocare un ruolo rilevante in tutti questi ambiti.

La possibilità di raccogliere dati per mesi o anni consente approcci finora impraticabili, ma pone anche sfide legate al volume delle informazioni. Evidenze importanti riguardano la capacità di individuare aritmie, in particolare la fibrillazione atriale, in soggetti altrimenti inconsapevoli del problema, permettendo interventi precoci.

Altre patologie cardiovascolari, come scompenso cardiaco, valvulopatie, coronaropatia o ictus, richiedono test specialistici per una diagnosi accurata. Tuttavia, i parametri raccolti dai wearables (attività fisica, frequenza respiratoria, SpO2, frequenza cardiaca) potrebbero mostrare cambiamenti precoci indicativi di deterioramento clinico, aprendo la strada a programmi di screening comunitari o monitoraggi domiciliari.

Persistono tuttavia ostacoli significativi: la necessità di studi clinici di alta qualità che dimostrino reali benefici sugli esiti, il rischio di sovraccarico informativo per i clinici, le valutazioni di costo-efficacia e i vincoli normativi, poiché l’uso clinico dei dati richiede spesso che i dispositivi siano certificati come dispositivi medici.

Molte malattie cardiovascolari sono prevenibili attraverso l’aumento dell’attività fisica, modifiche dietetiche, il mantenimento di un peso corporeo adeguato e la riduzione della pressione arteriosa. I dispositivi indossabili sono già utilizzati da milioni di persone per monitorare i livelli di attività quotidiana.

Evidenze recenti indicano che anche brevi episodi di attività vigorosa possono determinare una sostanziale riduzione del rischio cardiovascolare. Il monitoraggio mediante wearables può produrre incrementi modesti ma significativi nell’attività complessiva, e può inoltre contribuire alla valutazione dell’impatto di interventi di sanità pubblica più ampi (ad esempio politiche di trasporto, iniziative lavorative o programmi educativi).

La raccolta su larga scala di dati sanitari tramite dispositivi indossabili di fascia consumer ha il potenziale di affrontare alcune delle più urgenti sfide di salute pubblica, tra cui  obesità, la crisi della salute mentale e il crescente peso delle malattie croniche e della multimorbilità.

I wearables forniscono un flusso continuo e oggettivo di dati, offrendo un’alternativa più completa e potenzialmente più affidabile rispetto agli approcci tradizionali basati su questionari auto-riferiti, che soffrono di bias di richiamo e di somministrazioni poco frequenti.

L’ampia diffusione dei dispositivi indossabili e la conseguente disponibilità di enormi quantità di dati remoti potrebbero svolgere un ruolo centrale nello sviluppo della ricerca basata sulla popolazione, nel rispondere a quesiti sanitari rilevanti e nel creare strumenti di stratificazione del rischio per indirizzare meglio gli interventi preventivi.