Sådan fungerer hjertesensorer i fitness trackers

I dag er fit & trim en sådan (god) mani, at salget af fitness trackere blomstrer, og adskillige smartwatchs indeholder fitnessfokuserede funktioner som søvnsporing, svedfast konstruktion og forskellige sensorer. Hjertslagssensor er en sådan funktion, der findes på næsten alle smartwatches og fitness trackere.

Mens navnet giver væk sin vigtigste funktion (sporing af hjerteslag), vil vi i dag se, hvorfor registrering af hjerteslag er vigtig, og hvordan sensoren fungerer.

Hvorfor sporing af dit hjerteslag er vigtigt?

Hjerteslag er en vigtig parameter i dit hjerte, der kan afsløre mange ting om dets helbred. Fra at diagnosticere en simpel brystsmerte til at kende hjertemuskulaturenes sundhed, så meget kan man kende ved at kontrollere dine hjerteslag. Testen for dette er kendt som EKG (elektrokardiografi). I denne test er der få elektroder, der er knyttet til dit bryst, og dit mønster af hjerteslag registreres i form af en graf. Dette er det samme grundlæggende koncept bag din pulssensor, der fungerer som et primitivt EKG.

Så medicinsk er hjerteslag meget vigtigt, men også når det gælder fitness buffs, vil det at holde øje med dit hjerteslag hjælpe dig med at træne mere effektivt. Lad os se hvordan.

Målzoner for puls

Din hjerteslag påvirkes af mange faktorer såsom hormoner, stress, ophidselse og aktivitetsniveau. Under træning stiger dine hjerterytme fra normal til at pumpe mere blod, der transporterer ilt til sultne muskler. Når du er i ro, slår dit hjerte inden for intervallet 40-100 bpm (slag per minut). Dette kaldes hvileniveau.

Vidste du, at cyklisten Miguel Indurain, der vandt Tour De France fem gange, havde en hvilepuls på 28 slag pr. Minut?

Ja, et lavere hvileniveau kunne indikere bedre hjertesundhed.

Når du laver fysisk aktivitet, stiger denne sats, og det maksimale, den kan nå, afhænger af din alder. Din aktivitet er klassificeret i fem HR-zoner, der udtrykkes i procent af dit maksimale hjerterytme, som vist nedenfor.

Og din maksimale hjertefrekvens bestemmes gennem VO2Max-testen, men det er en specialiseret test og ganske dyr. Den lette og acceptable måde at kende din maksimale hjertefrekvens er at trække din alder fra 220 fra.

Så at træne i den korrekte zone vil afgøre, om du forbrænder fedt eller bygger udholdenhed.

Her kan du tjekke, hvilken effekt træningen i hver zone har på din krop.

Typerne: Elektrisk vs optisk

Hjertesensorer klassificeres ud fra, hvordan de måler dine hjerteslag. Den første type måler de elektriske signaler, der genereres på grund af sammentrækning og afslapning af hjerteventrikelmuskulaturen. En top i signalet indikerer et hjerteslag, og antallet af forekommende toppe tælles for at generere bpm-antallet.

Selvfølgelig er det en rå måde at forklare det med den faktiske videnskab er for kompliceret til at dumme det ned til vores niveau. Alle brystbaserede sensorer er af denne sort. De sorterer arbejde som et råt EKG med ledende puder eller ledende stof fungerer som leder.

Når det gælder den anden type, bruger de optiske sensorer, der findes på fitness trackers og smartwatches, en teknik kendt som PPG (Photoplethysmography).

På lægmandssprog fungerer denne metode ved at skinne et rødt eller IR-lys på blodstrømmen under dit håndleds hud og måle forskellen mellem spredning af lyset, der skifter mellem hjerteslag. Ændringen tælles for at give bpm-værdien. Igen er det ikke så enkelt med DSP'er, algoritmer og accelerometre, der arbejder i tandem for at behandle dette nummer.

Og de sølvfarvede søjler, du finder på løbebåndene i fitnesscentre? De viser også din HR ved at fungere som en elektrode til at måle elektrisk aktivitet, ligesom brystsensorerne.

Cool tip: Du kan endda manuelt tælle dine hjerteslag. Placer tommelfinger eller pegefinger på dit venstre håndled og tryk let. Du skal føle din puls. Tæl nu det i et minut, hvilket er din BPM.

Hvilken er den bedre?

At vælge mellem de to kommer ned på nøjagtighed kontra bekvemmelighed. Den nuværende afgrøde af optiske sensorer, der findes i alle bærbare, tilbyder ikke maksimal nøjagtighed, og de billige påvirkes endda af stærke bevægelser og eksternt lys. Derfor kræver optiske HR-sensorer et accelerometer til at detektere pludselig bevægelse og en signalprocessor til at rydde op og behandle dataene.

Og alt dette føjer til latensproblemet, med din nuværende hjerteslag vist med en forsinkelse på sekunder. Mens alle ikke træner til næste OL, kan denne forsinkelse være et problem for seriøse atleter, der laver HIIT.

For at reducere bevægelseseffekten føjes den optiske pulssensor til øretelefoner, da de forbliver stabile under træning. Samsung Gear Icon X og Bragi Dash er de to eksempler.

Til sammenligning er brystbåndssensorer mere nøjagtige (ved at være i nærheden af ​​hjertet) med næsten nul forsinkelse. Og de er billige. Du kan få en anstændig brystføler til så lavt som $ 30, mens en optisk sensor altid er indlejret i en eller anden form for bærbar, hvilket inflerer prisen. Hvor de kommer til kort er i brugervenlighed. At bære en stropp under træning kan måske ikke sammenlignes med alle, og en ledsagerenhed, hverken din smartphone eller et ur, er påkrævet for at se og gemme målingerne. Når det er sagt, hvis du kun er ude efter at give dine træninger en lille videnskabelig fordel til minimale omkostninger, er en brystbånd HR-sensor en din mulighed.

At holde det sundt

Så nu ved du, hvordan hjerterytmen påvirker din præstation. Men start ikke bare med at træne på dit maksimale HR i håb om at brænde den flab væk. Nej, det fungerer ikke sådan. Det skal gøres langsomt med stigende intensitet over tid. En metode, som beskrevet af folk over på Polar, er vist nedenfor.

Og som generelt er vores ”ikke siger vi ikke har fortalt dig” råd at være at konsultere din læge, hvis du har nogen forudsætninger, før du går i gang med anstrengende fitness-planer. Del dine tanker og synspunkter gennem kommentarer.