Как работают датчики сердца в фитнес-трекерах

Сегодня быть в форме и хорошей отделкой - такое (хорошее) увлечение, что продажи фитнес-трекеров стремительно растут, а несколько умных часов включают в себя функции, ориентированные на фитнес, такие как отслеживание сна, защищенная от пота конструкция и множество датчиков. Датчик сердцебиения - одна из таких функций, которая встречается практически во всех умных часах и фитнес-трекерах.

В то время как название выделяет свою основную функцию (отслеживание сердечных сокращений), мы сегодня увидим, почему запись сердечных сокращений важна и как работает датчик.

Почему важно отслеживать ваше сердцебиение?

Сердцебиение - это жизненно важный параметр вашего сердца, который может многое рассказать о его здоровье. От диагностики простой боли в груди до знания здоровья сердечных мышц можно узнать многое, проверив сердцебиение. Тест, проведенный для этого, известен как ЭКГ (Электрокардиография). В этом тесте несколько электродов должны быть прикреплены к вашей груди, и ваш сердечный ритм записывается в виде графика. Это та же самая базовая концепция, лежащая в основе вашего датчика сердечного ритма, который функционирует как примитивная ЭКГ.

С медицинской точки зрения, сердцебиение очень важно, но и для любителей фитнеса, наблюдение за сердечным ритмом поможет вам тренироваться более эффективно. Посмотрим как.

Целевые зоны сердечного ритма

На ваше сердцебиение влияют многие факторы, такие как гормоны, стресс, возбуждение и уровень активности. Во время упражнений ваше сердце учащается от нормального, чтобы перекачивать больше крови, которая доставляет кислород к голодным мышцам. Когда вы находитесь в состоянии покоя, ваше сердце бьется в диапазоне 40-100 ударов в минуту (ударов в минуту). Это называется уровнем покоя.

Знаете ли вы, что у велосипедиста Мигеля Индурейна, который выиграл Тур де Франс пять раз, частота сердечных сокращений в покое составляла 28 ударов в минуту?

Да, более низкий уровень покоя может указывать на лучшее здоровье сердца.

Когда вы занимаетесь какой-либо физической активностью, этот показатель увеличивается, и максимум, которого он может достичь, зависит от вашего возраста. Ваша активность классифицируется на пять зон ЧСС, которые выражены в процентах от вашего максимального сердечного ритма, как показано ниже.

И ваш максимальный пульс определяется с помощью теста VO2Max, но это специализированный тест и довольно дорогой. Простой и приемлемый способ узнать максимальную частоту сердечных сокращений - вычесть ваш возраст из 220.

Поэтому тренировка в правильной зоне будет определять, сжигаете ли вы жир или строите выносливость.

Здесь вы можете проверить, какое влияние оказывает тренировка в каждой зоне на ваше тело.

Типы: электрические против оптических

Датчики сердечного ритма классифицируются на основе того, как они измеряют биение вашего сердца. Первый тип измеряет электрические сигналы, генерируемые в результате сокращения и расслабления мышцы желудочка сердца. Пик в сигнале указывает на частоту сердечных сокращений, и число возникающих пиков подсчитывается для получения числа ударов в минуту.

Конечно, это грубый способ объяснить это тем, что наука слишком сложна, чтобы заглушить ее до нашего уровня. Все датчики на основе сундуков имеют это разнообразие. Они работают как грубая ЭКГ с проводящими подушками или проводящей тканью, действующей как отведения.

Что касается второго типа, оптические датчики, которые можно найти на фитнес-трекерах и умных часах, используют технику, известную как PPG (фотоплетизмография).

На языке неспециалистов этот метод работает, направляя красный или инфракрасный свет на кровоток под кожей вашего запястья и измеряя разницу между рассеиванием света, которое изменяется между сердечными сокращениями. Изменение подсчитывается, чтобы дать значение ударов в минуту. Опять же, это не так просто, с DSP, алгоритмами и акселерометрами, работающими в тандеме для обработки этого числа.

И те серебристые батончики, которые вы найдете на беговых дорожках в спортивных залах? Ну, они также показывают ваш ЧСС, выступая в качестве электрода для измерения электрической активности, так же, как датчики на груди.

Полезный совет: вы даже можете вручную считать удары сердца. Положите большой или указательный палец на левое запястье, слегка нажимая. Вы должны чувствовать свой пульс. Теперь посчитайте это за одну минуту, которая является вашим BPM.

Какой лучше?

Выбор между двумя сводится к точности против удобства. Нынешний набор оптических датчиков, присутствующих во всех носимых устройствах, не обеспечивает максимальной точности, а дешевые датчики даже подвержены сильным движениям и внешнему освещению. Вот почему оптическим датчикам ЧСС необходим акселерометр для обнаружения внезапного движения и процессор сигналов для очистки и обработки данных.

И все это добавляет к проблеме задержки с вашим текущим пульсом, показанным с задержкой секунд. Хотя не все готовятся к следующей Олимпиаде, эта задержка может быть проблемой для серьезных спортсменов, выполняющих HIIT.

Чтобы уменьшить эффект движения, к наушникам добавляется оптический датчик сердечного ритма, так как они остаются постоянными во время тренировок. Samsung Gear Icon X и Bragi Dash являются двумя примерами.

Сравнительно, датчики нагрудного ремня более точны (находясь в непосредственной близости от сердца) с почти нулевой задержкой. И они дешевые. Вы можете получить приличный датчик на груди всего за 30 долларов, в то время как оптический датчик всегда встроен в какой-то носимый, что повышает цену. Где они терпят неудачу, в простоте использования. Нельзя надевать ремешок во время тренировки, и для просмотра и хранения показаний требуется сопутствующее устройство, будь то смартфон или часы. Тем не менее, если вы только после того, как даете своим тренировкам небольшое научное преимущество при минимальных затратах, датчик ЧСС для нагрудного ремня - ваш выбор.

Сохраняя это здоровым

Итак, теперь вы знаете, как частота сердечных сокращений влияет на вашу работоспособность. Но не просто начинайте тренироваться на своем максимальном HR в надежде сжечь этот недостаток. Нет, это не так. Это должно быть сделано медленно, с увеличением интенсивности с течением времени. Один метод, описанный людьми из Polar, показан ниже.

И, как правило, наш совет «не говорите, что мы не говорили вам» будет состоять в том, чтобы проконсультироваться с врачом, если у вас есть какие-либо предварительные условия, прежде чем приступать к каким-либо напряженным планам фитнеса. Делитесь своими мыслями и взглядами через комментарии.