Мониторинг работы сердца на фитнес браслете что это
Монитор сердечного ритма: какой лучше выбрать?
Последнее обновление: 06.11.2020
Покупка монитора сердечного ритма не самое простое дело, как кажется на первый взгляд. Многообразие этих устройств и широкий ценовой диапазон могут сделать процесс выбора длинным и мучительным. Цели приобретения монитора могут быть также различными: от круглосуточного мониторинга пульса, до фиксации сердечной активности в воде при плавании.
В статье расскажем о видах мониторов и на что следует обращать внимание при выборе. Рекомендации основаны на нашем личном опыте, поэтому будут максимально практичными.
Содержание:
Виды мониторов сердечного ритма
Мониторы сердечного ритма по способу получения информации о пульсе принято делить на нагрудные пульсометры и оптические датчики. Последние бывают встроенными в спортивные часы или фитнес-браслеты, а также в форме отдельных устройств. Посмотрите на картинку и станет понятнее.
Датчики пульса в часах
Большинство умных и спортивных часов оборудованы оптическим пульсометром, расположенным на тыльной стороне. Это самый популярный вид монитора сердечного ритма, поскольку по сути является дополнительной опцией при покупке часов.
За фиксацию пульса отвечают светодиод и фотоэлемент. Первый направляет свет в мягкие ткани, второй фиксирует количество крови в сосудах. Чем больше крови, тем меньше отраженного света и наоборот. Подробно о методе работы устройства можно прочитать здесь.
Преимущество такого устройства – это удобство ношения и круглосуточный мониторинга пульса. Необходимость контроля работы сердца может быть обусловлено желанием пользователя, либо медицинскими показателями. Например: наличие кардиостимулятора, либо перенесенная операция на сердце.
Вместе с тем, необходимо отметить, что это менее точный из всех способ измерения пульса. Обусловлено это тем, что на запястье, где расположены часы, находится лучезапястный сустав и небольшое количество мягких тканей. Плюс при неплотно застегнутом ремешке часы могут двигаться по руке, что вызывает дополнительные погрешности.
Нагрудные пульсометры
Второй по популярности способ замерять сердечную активность – это применение нагрудного устройства. Он более надежный и точный, но менее комфортный, так как во время замера должен находиться на груди.
Принцип работы основан на фиксации электрической активности сердца. Это самый точный на сегодня способ. Тем, кто делал электрокардиографию сердца он хорошо знаком. Если нужны детали можно посмотреть здесь.
Еще одной особенностью нагрудника является то, что он фиксирует пульс и передает значение на совместимое устройство. Им могут быть спортивные или умные часы, смартфон, велокомпьютер, тренажер в фитнес-центре и проч. С экранов этих девайсов можно наблюдать за пульсом и контролировать его величину.
Оптические пульсометры на руку
Это самый непопулярный вариант измерения пульса. Хотя, совершенно незаслуженно. Он работает по аналогичному принципу, что оптический датчик в часах, но выполнен в виде отдельного устройства, которое крепится на плечо, или предплечье.
По уровню точности он занимает почетное второе место после нагрудного. Благодаря тому что, он располагается в тех местах, где достаточное количество мягких тканей, наполненных кровеносными сосудами, его данные весьма правильные.
Аналогично нагруднику он передает данные на часы, смартфоны и другие девайсы. А вот по уровню комфорта он обгоняет его, так как не стесняет грудную клетку, не слетает при очень интенсивных упражнениях.
На что следует обратить внимание при выборе монитора
Учитывая многообразие вариантов, выбор монитора во многом будет зависеть от ряда критериев. К ним нужно отнести цели, которые вы перед собой ставите, вид спорта, которым планируете заниматься, интенсивность тренировок и технические особенности устройств. Ниже подробно разеберм каждый критерий и надеемся существенно облегчим вам выбор.
Цель использования монитора
По опыту можем сказать, что обычно монитор сердечного ритма покупают для решения одной из двух задач:
Цель 1 – круглосуточный мониторинг пульса
Для этого подойдут только часы или фитнес-браслеты с оптическим датчиком пульса. Устройство будет фиксировать пульс постоянно – во время бодрствования и сна. Как правило каждый бренд часов имеет свое мобильное приложение, в котором можно посмотреть график ритма сердца.
Помимо пульса, будет доступна и другая информация, которая либо основываются на данных о работе сердца, либо с ним связана. Сюда можно отнести правильный расчет ежедневной физической активности, оценка статуса физической нагрузки и восстановления, трекинг сна.
При покупке часов для круглосуточного контроля пульса рекомендуем обращать внимание на показатели точности. Факт наличия оптического пульсометра в часах совершенно не гарантирует точность данных. Если мониторинг пульса необходимо по медицинским показателям, то этот параметр становится критично важным.
Обращайте внимание на признанные бренды, читайте отзывы, расспрашивайте информацию у консультантов. Мы со своей стороны рекомендуем часы с пульсометром бренда POLAR. Это проверенный производитель, выпускающий мониторы сердечного ритма с 1978 года. Все устройства мы тестируем на себе и можем гарантировать точность при правильной эксплуатации.
Цель – 2: Контроль пульса во время занятий спортом
Важно понимать, что этот график составлен для идеальных условий эксплуатации. То есть девайсы надеты правильно, оптика плотно прилегает к коже, электроды нагрудного ремня увлажнены для хорошего контакта.
Вид спорта и плановая интенсивность
Использование пульсометра во время занятий спортом позволяет правильно определить эффект, который оказывают физические нагрузки на организм. Чем выше интенсивность упражнений, тем выше пульс. Известно, что существует 5 пульсовых зон, работа в которых оказывает совершенно разное влияние.
Поэтому данные о пульсе во время тренировок должны быть правильными и актуальными. И вот здесь подходим к некоторым нюансам, которые могут возникнуть, если использовать некорректный вид монитора для некоторых спортивных активностей. Сразу отметим, что эти моменты несут рекомендательный характер и обусловлены исключительно нашим опытом проведения тренировок.
Нюансы, связанные с видом спорта
Нюансы, связанные с интенсивностью
Здесь очень простое правило, чем интенсивней предполагаются тренировки, тем больше необходимости приобретения нагрудного монитора. Только он может правильно фиксировать пульс на запредельных нагрузках. Для примера посмотрите на график ниже, где изображены две кривых пульса с беговой тренировки. Первое – это нагрудный пульсометр Polar H10, второе – оптический датчик Polar OH1.
В целом видно, что данные с девайсов практически одинаковые. Однако, если детально рассмотреть период, где спортсмен бежит с максимальным напряжением, то видно, что есть расхождения.
Дело в том, что при очень высоком пульсе оптические датчики не успевают регистрировать кровоток, так как он меняется с большой скоростью. В результате могут быть погрешности. У нагрудного нет такой проблемы.
Еще один момент, о котором стоит упомянуть – это небольшая инерционность оптических пульсометров. При резком росте пульса нагрудник мгновенно среагирует и покажет правильные данные. Оптика сделает это с небольшой задержкой. Учтите это. Если бегаете интервалы, темповые тренировки или фартлек, то спасет только нагрудник.
В идеале, конечно, для осознанных занятий спортом нужен комплект, состоящий из часов с оптическим датчиком и нагрудного пульсометра. Первый круглосуточно осуществляет мониторинг сердечного ритма, в купе с рядом дополнительных функций. Его также можно использовать на легких тренировках. А когда планируется интенсивная тренировка то одевается нагрудник.
Бренд монитора
Сердце – важнейший орган в нашем организме. Поэтому контролировать его лучше понятными брендами с хорошей репутацией. В таком случае можно обещать гарантированную точность и долговечность устройства. Признанные лидеры, либо имеют собственные лаборатории по усовершенствованию технологий фиксации сердечного ритма. Либо используют технологии прямых конкурентов.
Мы рекомендуем обратить внимание на следующих проверенных производителей спортивных мониторов сердечного ритма:
Стоимость на устройства может стартовать от нескольких тысяч рублей и доходить до 100 и более тысяч. Все зависит от типа устройства, функционала и бренда.
Самые дешевые и доступные – это нагрудные пульсометры и оптические датчики в виде отдельных устройств. Их стоимость начинается от 4х тысяч рублей. Если для вас это первый девайс такого рода, то рекомендуем начать с них.
На первых порах их можно использовать в паре со смартфоном, или с уже имеющимися у вас умными часами, например Apple Watch. Такой комплект позволит полноценно контролировать пульс на тренировках.
Формат передачи данных
Данный нюанс необходимо учитывать в первую очередь при покупке нагрудных и автономных оптических кардиопередатчиков, так как они работают в паре с часами, смартфоном и иными устройствами. Информация передается с помощью беспроводной технологии. На сегодняшний день существует три формата. Ниже они представлены в порядке снижения популярности:
Важно понимать, что разные датчики пульса поддерживают разные форматы данных. Например, спортивные часы Polar работают только по Bluetooth. Вместе с тем нагрудные пульсометры этого бренда поддерживают все форматы передачи данных. Часы компании Garmin наоборот поддерживают Bluetooth и ANT+, а датчики в большинстве своем работают только с ANT+.
Ниже таблица с информацией о поддержке каналов связи продукцией разных брендов.
Конструктивные особенности мониторов сердечного ритма
Каждый производитель при изготовлении мониторов вносит особенности, направленные на увеличение точности и комфорта эксплуатации устройства. Концептуально они выглядят одинаково, но, как говорится дьявол кроется в деталях. Приведем ряд моментов, на которые стоит обратить внимание.
1. Количество светодиодов и фотоэлементов
Для полноценной работы оптического монитора достаточно по одному светодиоду и фотоэлементу. Однако их количество варьируется от модели к модели. Можно встретить приборы, на которых 10 светодиодов.
В целом, чем больше светодиодов, тем объективнее данные, так как площадь просвечивания сосудов больше.
2. Особенности поверхности оптического монитора в часах
Если посмотреть на некоторые модели часов в профиль, то можно увидеть, что датчик пульса немного выделается над поверхностью корпуса. Это сделано для того, чтобы контакт с кожным покровом был максимально плотный, что повышает точность данных. При выборе обращайте внимание на такие модели.
Кроме того, на поверхности датчика можно заметить дополнельные элементы. В частности компания Polar ставит электроды, которые отвечают за плотность прижатия датчика к поверхности запястья. На фото – электроды представлены из себя по 4 светлых круга.
Через них проходит небольшой электрический ток. Когда часы отходят от кожи, то электрическая цепь прерывается и устройство это понимает и корректирует значение пульса.
3. Целостность нагрудного монитора
Нагрудные пульсометры состоят из двух частей: кардиодатчик и нагрудный ремень. Они могут представлять собой единое целое, а могут быть раздельными. Во втором случае датчик надежно крепится на ремень с помощью специальных кнопок. После тренировки ремень можно отдельно промыть, а если он пришел в негодность – заменить. При этом, сам датчик остается прежним.
В случае целостной конструкции – повреждения ремня, сделают невозможным работу всего монитора.
4. Дополнительный фнукционал нагрудного монитора сердечного ритма
Некоторые нагрудные пульсометры оборудованы встроенным акселерометром. За счет этого они измеряют не только сердечный ритм, но и отражают данные беговой динамики, а именно:
Мониторы с такой функцией есть у Wahoo Fitness и Garmin.
Заключение + Инфографика
Ниже оставляем инфографику по видам мониторов компании Polar. Здесь указаны основные характеристики и возможности. Смотрите и выбирайте.
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.