Uma estimativa de 40 milhões de pessoas nos Estados Unidos têm smartwatch ou rastreadores de fitness que podem monitorar os seus batimentos cardíacos. Mas algumas pessoas de cor podem estar em risco de obter leituras incorrectas.
Inicialmente todos os maiores fabricantes de rastreadores de batimentos cardíacos viáveis confiam na tecnologia que poderia ser menos fiável para os consumidores com pele mais escura, segundo investigadores, engenheiros, e outros especialistas que falaram com o STAT. A Fitbit utiliza a tecnologia potencialmente problemática em cada rastreador do ritmo cardíaco que oferece, e também está em muitos dispositivos Garmin e Samsung. Outros rastreadores populares, como o Apple Watch, também a utilizam – mas simultaneamente rastreiam o ritmo cardíaco com outro método.
O fenómeno tem recebido quase nenhuma atenção dos meios de comunicação, mesmo quando o mercado de smartwatches e rastreadores de fitness tem crescido exponencialmente nos últimos anos – e como tanto os consumidores como os cientistas têm levantado preocupações mais amplas sobre a precisão dos rastreadores. Há uma série de queixas em linha de consumidores que sugerem que os aparelhos não conseguem obter uma leitura em pele mais escura. Mas as empresas que fabricam os dispositivos não revelam o facto de que estes poderiam ser menos precisos para alguns consumidores.
advertisement
As potenciais imprecisões têm amplas implicações para o crescente corpo de investigação científica que depende destes artigos de desgaste – bem como para o número crescente de pessoas cujos empregadores oferecem incentivos financeiros ou outros benefícios para a utilização de Fitbits e outros rastreadores.
Concertezas sobre os dispositivos vêm também no meio de uma avaliação mais ampla sobre se as novas tecnologias são tão objectivas como aparentam – e se os preconceitos implícitos estão a moldar o seu desenvolvimento.
advertisement
“É realmente sobre o preconceito existente na medicina que já temos”, disse Kadija Ferryman, uma antropóloga cultural que estuda as implicações sociais, culturais e éticas das tecnologias de informação sobre saúde no Data & Society Research Institute. “Não importa qual seja a tecnologia, há provas de que … a inserção de outra ferramenta, por mais avançada que seja, irá provavelmente continuar e continuar a manter os preconceitos existentes ou exacerbá-los.”
Inicialmente todos os dispositivos de consumo que rastreiam o ritmo cardíaco dependem de sensores ópticos que monitorizam continuamente o volume do seu sangue. Entre batimentos, há menos volume de sangue no seu pulso, e portanto mais luz que é reflectida de volta para o sensor. Mas nem todos os dispositivos dependem do mesmo tipo de luz.
Fitbits, relógios Samsung, e várias outras marcas dependem apenas de luzes verdes. Estas luzes são mais simples e mais baratas de utilizar do que as luzes infravermelhas que alimentam os rastreadores do ritmo cardíaco de grau hospitalar – mas, como a luz verde tem um comprimento de onda mais curto, é mais facilmente absorvida pela melanina, um pigmento natural da pele que é mais prevalente em pessoas com pele mais escura.
Em suma: a pele com mais melanina bloqueia a luz verde, o que torna mais difícil obter uma leitura precisa. Quanto mais escura for a sua pele, mais difícil se torna.
“Podemos ver que existem algumas diferenças na precisão entre, por exemplo, diferentes tipos de pele e cores de pele”, disse Mikael Mattsson, um investigador sénior do Karolinska Institutet da Suécia e autor de um dos únicos artigos a examinar a ligação entre a precisão do rastreador do ritmo cardíaco e a raça.
Porta-vozes de Fitbit disseram ao STAT que impulsionou a corrente que alimenta a sua luz verde num esforço para abordar a questão. Um porta-voz também disse “Fitbit leva a precisão muito a sério e a nossa equipa realiza continuamente estudos para testar rigorosamente a precisão dos nossos produtos”. A Apple, entretanto, explicou que enquanto os seus dispositivos dependem da luz verde para monitorização contínua, o dispositivo também efectua uma leitura com uma luz infravermelha aproximadamente a cada cinco minutos. Garmin e Samsung não devolveram pedidos repetidos de comentários.
Os investigadores e cientistas que falaram com a STAT tiveram o cuidado de salientar que não existe uma investigação clara que mostre exactamente o quão precisos são os rastreadores do ritmo cardíaco do consumidor para pessoas com pele mais escura – a questão quase não foi estudada, em parte porque a tecnologia muda tão rapidamente. Mas também salientaram que o efeito da melanina na absorção da luz verde está bem documentado – e que sem mais investigação ou mais informação pública dos fabricantes sobre precisão, é igualmente difícil provar que não há impacto.
Vernon Ross, 49, um consultor de podcasting em St. Louis, usou o seu Fitbit Charge HR para ajudar a monitorizar o seu ritmo cardíaco depois de lhe ter sido diagnosticada uma tensão arterial ligeiramente elevada em 2017.
mas em breve, Ross, que é negro, reparou que o rastreador do ritmo cardíaco não era tão preciso como esperava. Iria flutuar muito, e o seu ritmo cardíaco rastreado nem sempre correspondia às leituras que fazia quando media à moda antiga, colocando os dedos no pulso.
“Dependendo do que eu faria, o meu ritmo cardíaco saltaria muito para fora das tabelas e depois voltaria a cair”, disse ele. “Esse tipo de coisas pode causar bastante stress se se pensar que se está a ter, sabe, um possível incidente de ‘AFib’. … Isso pode ser uma situação perigosa”
Ross, que escreveu à Fitbit sobre o assunto no seu website, disse ter ouvido experiências semelhantes de amigos e espera que, no futuro, as empresas forneçam dados que mostrem claramente que a tecnologia funciona para pessoas de todos os tons de pele.
“Vai um pouco mais fundo, quando se começa a falar sobre quem está na sala quando estes dispositivos estão a ser testados, quem está na sala quando estes dispositivos estão a ser concebidos, e … são as empresas que estão a levar o tempo necessário para garantir que toda a população está representada quando estão a desenvolver esta tecnologia,” disse Ross.
O efeito de absorção está bem documentado na investigação. Mas há muito menos investigação sobre como e se esse efeito teve impacto na precisão dos rastreadores do ritmo cardíaco dos consumidores.
Apenas um estudo, um artigo de 2017 publicado no Journal of Personalized Medicine, provocou as taxas de erro para uma série de dispositivos que estavam no mercado nessa altura. Descobriu que, embora as tecnologias estivessem “dentro de um intervalo de erro aceitável” na maioria das definições, o erro do dispositivo era mais elevado para aqueles com um tom de pele mais escuro. As taxas de erro para os dispositivos Fitbit Surge, Samsung Gear, e Basis Peak (v. 2) eram estatisticamente significativas. Os da Apple Watch, Microsoft Band (v.1), Mio, e PulseOn não foram.
Mattsson, o investigador e autor sueco daquele artigo, disse que o seu estudo garantiu o recrutamento de um corpo diversificado de participantes – o que ele disse não ter sido enfatizado em “muitas das validações das próprias empresas”.
Os investigadores da Fitbit e da Apple disseram que a forma como a Fitbit e a Apple disseram que tinham tentado prestar contas do problema poderia ajudar. Impulsionar a corrente da luz verde, como Fitbit disse, poderia ajudar. Também o algoritmo da Apple, se equilibrasse leituras diferentes entre os seus sensores de luz verde e infravermelha.
“Quanto mais escura a pele, mais forte deve ser a corrente para se obter uma boa leitura”, disse Mattsson.
“O sinal não é a única coisa que importa, os algoritmos também importam realmente, por isso se tiver algoritmos que possam explicar essas diferenças, então mesmo que o seu sinal seja mais ruidoso, pode ser que não haja problema”, disse Jessilyn Dunn, uma professora assistente de engenharia biomédica na Duke University.
Mas Dunn e Massimiliano de Zambotti, um investigador da SRI International que lidera estudos de validação de tecnologias viáveis no espaço do sono, sublinhou que sem conjuntos de dados públicos sobre taxas de erro ou informação pública sobre os algoritmos, é difícil dizer se os esforços das empresas resolvem totalmente o problema.
“Não sabemos, porque o ritmo da tecnologia é extremamente rápido. O ritmo da investigação que avalia esta tecnologia é extremamente lento”, disse de Zambotti. “Temos de compreender se podemos ou não confiar no seu resultado”.
Existem boas razões para usar luz verde. A maioria dos rastreadores cardíacos baseados no pulso utilizam luz verde porque é melhor do que luz infravermelha em situações em que o utilizador está em movimento, ou onde existem outras fontes de luz que também podem ter impacto no sensor, disseram os cientistas ao STAT. A luz infravermelha, contudo, é melhor a penetrar mais profundamente na pele, especialmente quando o utilizador ainda está – o que a torna atractiva em ambientes médicos, disseram eles. Numa declaração partilhada com a STAT após a publicação deste artigo, o director de tecnologia da Fitbit, Eric Friedman, citou os mesmos benefícios que uma explicação para o facto de a Fitbit ter optado por usar “luz verde com força suficiente” para proporcionar “o desempenho óptimo e mais consistente para os utilizadores de todos os tons de pele”
O ritmo rápido do avanço tecnológico torna difícil dizer exactamente qual a cor da luz que os diferentes fabricantes estão a usar nos seus últimos rastreadores de ritmo cardíaco. Poucos tornam a informação pública, e nem sempre é visível ao olhar para o dispositivo. Alguns estão mesmo a ir além da detecção óptica; o Apple Watch inclui agora um monitor de ECG eléctrico; um relatório ainda este mês sugeriu que o próximo relógio Samsung também irá.
Representantes da Fitbit e da Apple explicaram a sua tecnologia à STAT para este artigo. Uma página de apoio no website da Garmin descreve os sensores de luz nos seus rastreadores ópticos de ritmo cardíaco como “verdes”. Os websites e vídeos da indústria mostram que o Galaxy Watch da Samsung utiliza luzes verdes.
STAT também falou com dois executivos cujas empresas vendem rastreadores de ritmo cardíaco que utilizam múltiplas cores de luz para resolver algumas das deficiências da luz verde, e ambos sugeriram que a maioria dos rastreadores populares dependia exclusivamente da tecnologia de luz verde.
“Se fizer um scan do mercado para medir o ritmo cardíaco, a maioria dos dispositivos no mercado utiliza o verde como componente chave para medir o ritmo cardíaco”, disse Steven LeBoeuf, o co-fundador e presidente da Valencell, que desenvolve sensores biométricos, incluindo alguns que utilizam luz verde e âmbar. “Se mergulhasse a mão numa pilha aleatória de sensores, veria que 9 em cada 10 vezes teriam luz verde, e provavelmente na maioria dos casos, são apenas luz verde”
Sameer Sontakey, cuja empresa Biostrap desenvolve rastreadores de saúde que utilizam luz vermelha e infravermelha para rastrear o ritmo cardíaco, explicou que as luzes verdes são simplesmente mais baratas.
“É uma mercadoria”, disse ele. “É fácil de comprar um sensor que tem . Há muitas pessoas que já trabalharam com ele. A barreira à entrada é realmente baixa”
“A inserção de outra ferramenta, por mais avançada que seja, provavelmente continuará e continuará a manter os preconceitos existentes ou a exacerbá-los.”
Kadija Ferryman, uma antropóloga cultural da Data & Society Research Institute
As questões de precisão também podem significar que um campo cada vez mais robusto de investigação sobre as frequências cardíacas não reflecte com precisão a informação sobre as frequências cardíacas de certos indivíduos. Embora numerosas empresas indiquem nos seus websites que os seus dispositivos não são medicamente precisos, os Fitbits são actualmente utilizados em quase 300 ensaios clínicos. Os investigadores da Universidade de Stanford também concluíram recentemente o amplamente divulgado “Estudo do Coração da Apple” de mais de 400.000 participantes do qual relataram que “a tecnologia utilizável pode identificar com segurança irregularidades do ritmo cardíaco”
No entanto, a grande maioria dos estudos realizados que se debruçam sobre a exactidão dos dispositivos usáveis, não têm em conta o tom de pele quando testam os seus sujeitos – um facto que Benjamin Nelson, candidato a doutoramento em psicologia clínica na Universidade de Oregon, pensa que precisa de mudar antes que esta tecnologia possa ser utilizada para fins médicos.
“No passado, a ciência não recrutou tão diversos participantes como potencialmente deveriam, para poder criar resultados generalizáveis que não só generalizarão a indivíduos brancos caucasianos, mas também generalizarão a pessoas de diferentes grupos étnicos e raciais minoritários”, disse Nelson.
“É realmente importante para a investigação futura recolher e depois controlar o tom de pele, porque isso foi demonstrado em alguns estudos preliminares para influenciar realmente a precisão destes dispositivos”, continuou ele.
Nelson também notou que amostras maiores em vários grupos demográficos diferentes “podem ser capazes de controlar para diferentes características individuais que permitirão que estes dispositivos se tornem mais precisos a longo prazo.”
As potenciais imprecisões podem ter um impacto ainda maior nas pessoas de cor cujos empregadores incentivam o uso de rastreadores de fitness pelos empregados com dias extra de férias, equipamento, ou até prémios de seguro de saúde mais baixos.
Já, grandes empresas como a IBM e a Target oferecem rastreadores como parte de programas de bem-estar, e há sinais de que os empregadores podem estar a começar a tornar obrigatórios programas de bem-estar – muitos dos quais incluem estes rastreadores. A dada altura, o sistema escolar da Virgínia Ocidental quis exigir que os professores os usassem. Yale também foi processada apenas este mês por um programa que teria cobrado a qualquer pessoa que não participasse no seu programa de bem-estar dos empregados uma penalização de 25 dólares por mês.
Vinte e um por cento dos grandes empregadores que oferecem seguros de saúde já estão a recolher informações dos dispositivos vestíveis dos seus empregados, um inquérito da Kaiser Family Foundation descobriu.
Philip Gordon, um advogado da firma Littler Mendelson baseado em Denver que se concentra em questões de privacidade no local de trabalho, disse que os potenciais problemas de exactidão eram mais uma razão para que os empregadores deviam pisar cuidadosamente antes de implementar quaisquer programas de bem-estar importantes.
“É um bom exemplo de um potencial efeito secundário oculto da tecnologia”, disse ele. “E é por isso que é tão importante que os empregadores compreendam realmente a tecnologia e a informação que esta gera antes de lançar os artigos de vestuário no local de trabalho”
Desde que abandonou o seu Fitbit, Ross passou a utilizar um Apple Watch para acompanhar o seu ritmo cardíaco. Ele acha que é mais exacto – mas não se vende sobre se algum deles é tão bom como calcular o seu pulso com um temporizador.
“Eu uso-o para monitorizar o ritmo cardíaco… Mas também verifico manualmente o meu ritmo cardíaco para me certificar de que sei exactamente qual é o meu ritmo cardíaco”, disse ele. “É uma boa ferramenta, só não é algo de que se deva depender”.
Os investigadores ecoaram o mesmo sentimento – que a tecnologia é útil, mas talvez não tão bem estudada como deveria ser.
“Estas tecnologias estão realmente a ser utilizadas para que possamos recolher o ritmo cardíaco em ambientes do mundo real. Tecnologicamente, é uma das poucas formas de o podermos fazer neste momento”, disse Nelson, o candidato ao pós-doutoramento no Oregon. “Assim, embora haja uma série de limitações realmente importantes a que os cientistas devem prestar atenção, incluindo coisas como o tom de pele, índice de massa corporal e circunferência do pulso, é o tipo de tecnologia que temos neste momento”
Esta história foi actualizada após a Apple ter esclarecido que utilizava luz infravermelha nos seus dispositivos para monitorização periódica do ritmo cardíaco, para não abordar a forma como a melanina na pele absorve luz verde, e para incluir declarações de oficiais da Fitbit.