Монитор сердечного ритма что это такое
Держим руку на пульсе: виды пульсометров и их особенности
Автор: Марина Соломонова
Эффективность и безопасность тренировок зависят от работы в правильной пульсовой зоне. Многофункциональные гаджеты для отслеживания пульса станут настоящим подспорьем в тренировочном режиме. В нашем обзоре мы разберемся в характеристиках пульсовых зон и расскажем, какие пульсометры на рынке сегодня считаются лучшими.
Пульсометр, или монитор сердечного ритма — это измерительный прибор, который определяет частоту сердечных сокращений (ЧСС). Во время тренировок измерение пульса необходимо для контроля работы в рамках определенной пульсовой зоны и для оценки количества сожженных калорий. Пульсометром пользуются как во время высокоинтенсивных интервальных и кардиотренировок, так и силовых. В повседневной жизни его можно носить для мониторинга активности и контроля сердечной деятельности. В зависимости от показателей пульса и ЧСС организм задействует разные источники энергии, поэтому выделяют несколько уровней нагрузки, которые влияют на эффективность тренировок и их характеристики.
Для расчета значения максимальной частоты сердечных сокращений используется формула: 220 минус ваш возраст.
Выделят пять пульсовых зон, каждой из которых присвоен свой цвет и допустимый процент значения от максимальной ЧСС.
Оздоровительная зона низкой интенсивности (белого цвета) рекомендуется начинающим спортсменам и предполагает работу с пульсом 50-60% от максимальной ЧСС. Обычно это соответствует утренней зарядке, разминке или прогулке.
Наибольший интерес для большинства представляет «фитнес» зона (голубого цвета) с легкой нагрузкой при пульсе 60-70% от максимальной ЧСС. Здесь организмв качестве источника энергии задействует жирные кислоты, то есть происходит активное сжигание жировой ткани, уходит лишний вес, повышается общая выносливость. К этой пульсовой зоне относится бег трусцой или подъем по ступеням. Для расчета допустимых значений своего пульса в этой зоне вам необходимо получить процентную величину от максимальной ЧСС из формулы выше.
Например, если ваш возраст 30 лет, то диапазон пульса рассчитывается следующим образом:
Таким образом, вы сможете заниматься длительное время и держать темп при пульсе в диапазоне 114-133 удара в минуту.
Нагрузкой среднего уровня интенсивности считается работа в аэробной зоне (зеленого цвета) при пульсе 70-80% от максимальной ЧСС. Эта нагрузка с использованием кислорода повышает выносливость и эффективность кровообращения в сердце и скелетных мышцах, увеличивает объем легких и улучшает функциональное состояние дыхательной системы.
Если вы занимаетесь высокоинтенсивными интервальными тренировками, например табатой или FT, то это считается анаэробной нагрузкой тяжелого уровня (желтого цвета) с работой при пульсе 80-90% от максимальной ЧСС. Жиры в этой зоне практически не сжигаются, для получения энергии используются углеводы, происходит рост мышечной массы и развитие взрывной силы.
Максимальная зона (красного цвета) достигается при пульсе 90-100% от максимальной ЧСС. Организм работает на пределе своих возможностей, расходуя все имеющиеся запасы. Это подходит только профессиональным спортсменам во время соревнований. Людям, которые тренируются с целью оздоровления и похудения, подвергать себя таким нагрузкам опасно.
С помощью пульсометра вы можете следить за своим пульсом и поддерживать его в выбранной для ваших целей зоне, что очень просто делать, если в настройках есть функция оповещения.
На многих кардиотренажерах уже установлен встроенный монитор сердечного ритма — для этого достаточно подержаться за ручки тренажера, однако эта информация будет условна, не точна. Если вы хотите получать максимально точные данные по пульсу и потраченным калориям, лучше воспользоваться кардиомонитором или приобрести персональное устройство.
Кроме измерения пульса, в зависимости от выбранной модели, в пульсометре могут быть заложены функции подсчета скорости, дистанции, спусков и подъемов, истории тренировок, определения и контроля ваших целевых зон по полу и возрасту, отображения времени, секундомера, будильника, таймера, синхронизации с приложениями, защиты от влаги и т.д. Чем больше функций, тем дороже гаджет.
По типам мониторы сердечного ритма можно разделить на две большие группы: нагрудные и запястные — в виде спортивных часов или фитнес-браслета. При этом доступны вариации в виде наплечных и наушных пульсометров.
Нагрудный пульсометр представляет собой датчик с электродами, который крепится под грудью на эластичном ремне и передает данные на часы-приемник или в мобильное приложение. Первый вариант с часами-приемником удобен тем, что можно не брать на тренировку смартфон — все данные будут отображаться на экране часов. Второй вариант удобен хранением всей истории данных и информации о ЧСС и сожженных калориях в мобильном приложении, чтобы вы могли анализировать прогресс своих тренировок.
В пользу нагрудных пульсометров говорит высокая точность их данных, а в пользу запястных — удобство. Запястные пульсометры делятся на два типа и отличаются принципом мониторинга ЧСС. В первом случае вы замеряете пульс прикосновением к сенсору гаджета, то есть получаете данные не в течение всей тренировки, а периодически, только после контакта пальцев и электродов на корпусе. Во втором случае сердечный ритм замеряется с помощью слежения за кровеносными сосудами: вы надеваете браслет на руку, светодиоды просвечивают кожу, оптический сенсор замеряет сужение сосудов и датчик выводит полученные значения на экран. Однако на точность данных могут повлиять степень прилегания датчика во время тренировки к запястью, потооделение и влага в условиях непогоды.
Лучшие пульсометры по версии World Class
Нагрудный пульсометр Polar H10, от 7 тыс. руб.
Компания Polar стала первой, кто запатентовал беспроводной кардиомонитор. Это произошло в 1979 году. В пульсометре Polar H10 нагрудный датчик ЧСС оснащен электродами и изменяет пульс с высокой точностью по принципу ЭКГ. Сменный аккумулятор не требует зарядки и рассчитан на 400 часов тренировок. Polar H10 работает со всеми Bluetooth-совместимыми часами и трекерами активности Polar, а также с популярными фитнес-приложениями и тренажерным оборудованием. Удобно, что датчик может быть подключен к двум Bluetooth-устройствам для тренировок одновременно. Основное отличие от датчиков предыдущего поколения — сохраняющиеся данные последней тренировки. Для его использования телефон не нужен — достаточно включить его дома, и данные поступят в приложение. Вы можете связаться через часы с камерой и наложить данные на видео без использования программ по монтажу. Пульсометр с защитой от влаги подходит для плавания на глубине до 30 метров.
Нагрудный пульсометрWahooTickrHeartRateMonitor, от 4 тыс. руб.
Бюджетный вариант нагрудного пульсометра. Передает информацию через Bluetooth на смартфон или велокомпьютер. Помимо пульса ведется учет таких характеристик, как пройденные шаги, время, расстояние и сожженные калории. Для синхронизации, записи и анализа данных тренировки применяется бесплатное приложение Wahoo Fitness. Работает с более чем 50 приложениями, включая Nike + Running, Runkeeper, Strava и MapMyFitness. Защищен от влаги с погружением в воду до 1.5 м.
Наплечный пульсометр Polar OH1, от 6 тыс. руб.
Пульсометр этого формата удобно носить на верхнем предплечье или бицепсе, избегая натираний кардиолентой под спортивным бра или футболкой. Пульсометр отслеживает ЧСС с помощью самого точного в своем классе оптического датчика, а не ЭКГ, что позволяет крепить его почти где угодно, без необходимости постоянно проверять прилегание электродов. Polar OH1 можно как синхронизировать со смартфоном через популярные приложения для фитнеса, так и использовать самостоятельно. Совмещается со спортивными часами, велокомпьютером и трекерами активности Polar. Заряда аккумулятора OH1 хватает на 12 часов. Датчик можно использовать в воде.
Наплечный пульсометр Wahoo Tickr Fit, от 4 тыс.руб.
Бюджетный аналог от Wahoo носится на предплечье и пристегивается к нему при помощи тканевого ремешка на липучке. В комплекте представлены две длины ленты. Пульсометр Tickr Fit измеряет частоту сердечного ритма и ведет подсчет сожженных калорий. По Bluetooth совмещается с приложениями для фитнеса, смартфонами, часами и велокомпьютером. Работает от встроенной батареи до 30 часов и заряжается от USB разъема. Защищен от попадания воды.
Запястный пульсометр Beurer PM45, от 5 тыс. руб.
Простая и проверенная модель браслета-пульсометра от немецко-венгерской компании подойдет тем, кому не нужны расширенные функции. Из основных: счетчик калорий, оповещение при выходе за пределы зоны тренировки, календарь, часы, будильник, секундомер. Водонепроницаемость — до 50 м.
Смарт-браслет XiaomiMiSmart Band 4, цена 2 тыс.руб.
Если вы ищете недорогой гаджет, только чтобы попробовать тренироваться с отслеживаем пульса, то лучшим предложением на AliExpress станет фитнес-браслет от китайского флагмана электроники Xiaomi. Mi Band 4 считывает 5 видов физической активности: ходьбу, бег, плавание, велоспорт, упражнения с канатом. Браслет оценивает интенсивность упражнений, следит за частотой пульса, количеством сожженных калорий и оповещает, если частота сокращений превышает норму.
Спортивные часы SuuntoSpartanSportWristHR, от 20 тыс. руб., и Suunto Spartan Sport Wrist HR Barо, от 23 тыс. руб.
Финская компания Suunto представлена на рынке спортивных часов более 80 лет. Эти продвинутые GPS-часы производятся вручную с наручным пульсометром, цветным сенсорным экраном, водонепроницаемостью до 100 м и до 12 часов работы батареи в режиме тренировки. Модель Sport Wrist HR оснащена встроенным оптическим кардиодатчиком PerformTek от американской компании Valencell, развивающей биометрические технологии. В Spartan Sport установлены 80 спортивных режимов с широким набором показателей, в том числе мультиспорт, триатлон, интервальные тренировки. В часы встроены навигация по маршруту и уровню высот с GPS/GLONASS, акселерометр и технология FusedSpeed™. Бегунам будут полезны таблицы со сведениями по этапам с ЧСС, измерение темпа, прогнозы по восстановлению, личные рекорды.
Другая модель Suunto Spartan Sport Wrist HR Barо оснащена и оптическим пульсометром и отличается наличием барометрического альтиметра Baro. Эти часы идеальны для занятий спортом на природе и в горах — бегом, альпинизмом. Baro предупредит владельца об изменениях погоды и сообщит точное время заката и восхода. В часы встроены навигация по маршруту и выбранным точкам с подсчетом времени прибытия и тепловые карты маршрутов. Sport Wrist HR Barо работают 10 часов в режиме ежесекундного отслеживания GPS и заряжаются от магнитной док-стации.
Спортивные часы Garmin Forerunner 935, от 46 тыс. руб.
Мультиспортивные часы Forerunner 935, представляющие собой практически бортовой компьютер, предназначены для опытных спортсменов и обладают полным спектром современных функций: отображение показателей беговой динамики, частоты пульса без нагрудного пульсометра, статуса тренировки, функциональной пороговой мощности. Оценка статуса тренировки позволяет понять, достаточна ли для вас спортивная нагрузка. Forerunner 935 без подзарядки работают до 2 недель, а заряжаются всего за полтора часа. При непрерывно работающем GPS их хватит на 24 часа, а в режиме экономии — до 50 часов. Часы оснащены Wi-Fi модулем и барометрическим высотомером. Пульсометр оптический, измерение ЧСС происходит круглосуточно каждые 2 секунды, благодаря чему во время тренировки удобно работать с пульсовыми зонами — часы предупреждают о выходе из контрольного значения. При помощи аналитики в Garmin Connect можно узнать свой лактатный порог, рекомендуемый уровень нагрузки, функциональный порог мощности и даже прогноз результата на соревнованиях. Есть возможность заниматься с виртуальным партнером или сравнивать результаты с реальными людьми, а введена платная опция для контакта с тренером. В часах предусмотрены встроенные режимы триатлона, пешего туризма, гребли, гольфа, лыж, паддлбординга и других видов спорта.
Какой бы пульсометр вы не выбрали, отслеживание пульса станет одним из главных инструментов для формирования безопасного тренировочного плана.
Мобильная диагностика: как работают датчики уровня кислорода, пульса, ЭКГ и шума
Содержание
Содержание
Непростой 2020 год показал, что за здоровьем надо тщательно следить даже при самой невероятной занятости. Тем более, что развитие технологий позволяет делать это при помощи смартфона, умных часов или фитнес-браслета. Комбинация различных датчиков и софта может контролировать ряд важных параметров и делать выводы: все ли в порядке или стоит запланировать визит к врачу.
Всплеск интереса к повседневному контролю здоровья случился после появления на рынке «умных» часов и браслетов. Разработчики с самого начала встраивали в них не только акселерометр и/или гироскоп с навигационным приемником, но и датчики контроля сердечных ритмов. Сейчас в такие устройства ставят несколько дополнительных чипов, позволяющих узнать о своем организме много полезного.
Давайте разберемся, какие датчики применяются в «умных» гаджетах, что они умеют и насколько точным получается результат измерений.
Акселерометр и гироскоп
Изначально эти датчики устанавливали в смартфоны. Когда появились «умные» часы и браслеты, их также оснастили такими чипами: на работе акселерометра, например, построена одна из основных задач всех «умных» гаджетов — подсчет количества шагов.
Сейчас все настолько привыкли к тому, что акселерометр и гироскоп есть в мобильных устройствах, что не видят между ними разницы. Тем более, что функции этих датчиков реализуются одной микросхемой. На самом деле разница есть. Если коротко, то акселерометр реагирует на ускорение предмета, а гироскоп — на изменение его положения в пространстве. Поэтому с помощью акселерометра можно, например, понять, нужно ли сменить ориентацию экрана смартфона или посчитать шаги. А с помощью гироскопа — точно определить положение тела.
Зачем это нужно в мобильной диагностике? С подсчетом шагов все ясно — это контроль здорового образа жизни. Но это больше относится к фитнесу. А как это помогает в плане наблюдений за своим самочувствием?
Дело в том, что связка акселерометра и гироскопа обеспечивает работу функции, способной определить, что владелец устройства упал. «Умный» гаджет на основании резкого изменения показаний датчиков делает вывод, что пользователю необходима помощь, и автоматически вызовет экстренные службы, например, скорую или полицию. Зачем это нужно? Например, гаджет оперативно вызовет врачей, если с вами случится какая-то неприятность на улице. А при инсульте и инфаркте очень важно, чтобы квалифицированная медицинская помощь была оказана как можно быстрее.
К примеру, такая функция реализована в Apple Watch. По умолчанию она активируется у пожилых пользователей, также можно ее включить вручную.
Кстати, обратите внимание, что наличие акселерометра вместе с гироскопом позволяет получать более точные результаты тренировок: гироскоп точно распознает такие вещи, как бег на месте или прыжки, и понимает, когда вы идете пешком, а когда бежите.
Датчик пульса
Датчик пульса — первое устройство для мобильной диагностики, появившееся в носимых гаджетах. Он предназначен для контроля сердечных ритмов в состоянии покоя и при физической нагрузке. На основании собранной статистики можно оценить состояние здоровья и понять, оптимальны ли нагрузки на тренировках или, если имеются какие-либо заболевания, сориентироваться, не пора ли обратиться к специалисту.
Измерения пульса
Датчики пульса, используемые в мобильных гаджетах, работают на основе оптической технологии — фотоплетизмографии (PPG). Смысл ее заключается в следующем. При сокращении сердечной мышцы в кровеносных сосудах изменяется кровяное давление и происходит изменение интенсивности капиллярного кровотока. Увеличившееся количество крови в сосуде поглощает больше поступающего света. Если подать поток света определенной интенсивности, то на основании прошедшего через ткань или отраженного сигнала можно сделать вывод об изменениях анализируемой среды: например, подсчитать количество «всплесков» кровотока в минуту и сделать вывод о частоте пульса.
В мобильных гаджетах подсчет пульса реализуется на основе как прошедшего через ткань света (в компактных пульсоксиметрах), так и отраженного — в «умных» часах и фитнес-браслетах. В них светодиод, размещенный на внутренней стороне устройства, испускает свет,который отражается от тканей запястья и поступает на фотодатчик, регистрирующий уровень отраженного сигнала.
Для подсветки используется светодиод зеленого цвета (525 нм). Зеленый цвет излучения выбран потому, что является наиболее контрастным к красному цвету крови, согласно цветовому кругу Иттена, а следовательно, лучше всего поглощается.
«Умные» гаджеты регистрируют пульс автоматически (по расписанию) или по желанию пользователя. На основании измеренных значений они построят красивые графики в мобильных или десктопных приложениях, которые помогут следить за уровнем пульса: контролировать выход за установленные пределы, наблюдать процесс в динамике за определенные интервалы времени. В целом с этой задачей мобильные устройства справляются хорошо.
Измерения артериального давления
Раз датчик пульса анализирует сердечные ритмы на основе изменений кровотока и давления, то логично предположить, что с его помощью можно не только посчитать пульс, но и измерить давление. Это на самом деле так. На основании данных, полученных от датчика пульса, программа может рассчитать величину артериального давления.
Но проблема заключается в том, что для того, чтобы получить близкий к реальному результат, необходимо выполнить калибровку устройства под конкретного пользователя. В противном случае измерение давления будет корректным только для тех, у кого оно находится на нормальном уровне, и еще не проявились возрастные изменения или проблемы, связанные с различными заболеваниями. Поэтому, если вы хотите с помощью «умных» гаджетов контролировать еще и давление, ищите модель с настройкой измерений под владельца.
Датчик ЭКГ
Еще более интересная вещь в плане контроля здоровья — датчик электрокардиографии (ЭКГ). Дело в том, что о работе сердца можно судить не только по изменениям кровотока в сосудах, но и по электрическим сигналам, которые возникают в процессе работы этого органа. И эта информация точнее и информативнее. Электрокардиограмма, полученная специалистом медицинского центра, позволяет сделать выводы о работе сердца и его здоровье. Для этого на руки, ноги и грудную клетку устанавливают электроды, а результат интерпретирует компьютер.
Точно такой же датчик ЭКГ, только миниатюрных размеров, сейчас устанавливают в ряд мобильных устройств. Например, начиная с 4-го поколения, датчик ЭКГ имеется в Apple Watch. Но с мобильными датчиками существует ряд проблем.
Дело в том, что в профессиональном медицинском оборудовании обычно используют 10-12 датчиков, минимум шесть из них размещают в области сердца. А носимое мобильное устройство крепится на запястье. То есть, оно удалено от сердца на большое расстояние. И датчиков в таких устройствах значительно меньше.
Например, в Apple Watch их всего два: один размещен в Digital Crown, второй вместе с датчиком пульса установлен на внутренней стороне.
Поэтому точность ЭКГ, снятого с помощью мобильного устройства, не настолько высока, чтобы делать серьезные клинические выводы. Тем не менее, даже такой точности достаточно, чтобы определить мерцательную аритмию, показывающую, что визит к врачу откладывать не стоит.
Еще один важный момент — работа функции ЭКГ должна пройти проверку надзорных органов в разных странах. На момент написания статьи у Apple, например, получено разрешение для использования функции ЭКГ на территории США. В России Росздравнадзор сертифицировал ее буквально несколько дней назад. В остальном мире она официально отключена, хотя датчики в устройствах имеются. Остается только надеяться, что вопрос рано или поздно решится и полезная функция будет разблокирована.
Датчик уровня шума
Еще одна занятная функция, которая имеется, например, в Apple Watch — измерение уровня шума. Датчик регистрирует уровень фонового шума и, если он в течение некоторого времени превышает пороговое значение, гаджет выдает уведомление и предлагает покинуть место с высоким уровнем шума.
Полезна ли такая функция? Да, поскольку ВОЗ обращает внимание на то, что значительное количество людей подвергается риску потерять слух из-за сильного шумового воздействия в местах развлечений. Вы, наверное, замечали, что после того, как выходишь с рок-концерта или из клуба, некоторое время все слышно словно сквозь вату. Вот от таких «сюрпризов» датчик шума вас и защитит. Если, конечно, вы сами захотите защищаться.
Датчик уровня кислорода в крови
Теперь поговорим о новомодном датчике, которым мобильные устройства начали оснащать недавно. Это датчик определения уровня кислорода в крови. В свете коронавирусной инфекции, ставшей главной темой 2020 года, эта функция оказалась чуть ли не самой рекламируемой.
Нужно отметить, что, помимо наблюдений за своим состоянием в свете последних событий, контроль за уровнем кислорода в крови интересен и в других случаях: недостаток кислорода приводит к таким нехорошим вещам, как дыхательная недостаточность, одышка, головные боли и так далее.
Медики измеряют уровень кислорода в крови с помощью небольших приборов — пульсоксиметров. Внешне они напоминают прищепку с экраном, которая крепится на палец и выдает информацию о пульсе и степени насыщения кислородом артериальной крови. По этой причине датчики уровня кислорода в крови также называют датчиками SpO2.
Расшифровывается эта аббревиатура так:
Нормальной считается величина сатурации от 95 до 100%, показания ниже 90% говорят о наличии проблем.
В пульсооксиметре датчик измерения уровня кислорода работает следующим образом. В приборе установлен светодиод, излучающий сигналы инфракрасного диапазона и красного цвета, а также фотодетектор, фиксирующий, какая часть светового потока прошла через ткани пальца с капиллярными сосудами. Аналогичный способ используется и в умных гаджетах.
Только фотодетектор принимает не прошедший через ткани, а отраженный от них сигнал, так как браслет или часы крепятся на запястье. На основании уровня отраженного сигнала приложение, встроенное в гаджет, делает оценку сатурации и выводит на дисплей измеренное значение.
Такие датчики есть в новой серии Apple Watch, а также в ряде фитнес-браслетов, например, Honor Band 5 и Huawei Band 4 PRO.
Точность измерений и их использование для диагностики
Все перечисленные измерения — сердечных ритмов, ЭКГ и уровня кислорода — работают в мобильных гаджетах в упрощенном режиме. Они имеют уровень погрешности, не позволяющий использовать их как медицинские диагностические приборы. Это написано в документации ко всем «умным» часам и фитнес-трекерам, но, тем не менее, на этом стоит дополнительно заострить внимание.
К примеру, датчик уровня кислорода может ошибаться на несколько процентов, причем значение может колебаться, как в большую, так и в меньшую сторону. Также результаты измерений изменятся в том случае, если браслет или часы неплотно прилегали к вашему запястью, либо потому что резко похолодало.
Поэтому производители и специалисты обращают внимание, что все данные, полученные с мобильных датчиков, могут использоваться для общего контроля здоровья и оценки динамики состояния организма. Они не предназначены для постановки диагнозов и не являются медицинскими приборами. Для профессионального осмотра необходимо использовать специализированную технику.
Вместе с тем, нельзя не отметить и то, что имеется очевидная польза от использования датчиков в мобильной технике. Спортсмены и просто любители активного образа жизни успешно контролируют процесс тренировоки объемы нагрузок. А те, кому пришло время внимательнее относиться к своему здоровью, собирают статистику, показывающую общую картину изменений, и могут ее соотнести со своим самочувствием.
Анализ собранной статистики позволит вовремя заметить, если что-то пошло не так, и своевременно обратиться к врачу, например, при наличии сердечно-сосудистых заболеваний. Поэтому во многих случаях использование мобильной диагностики интересно, полезно и даже необходимо.