Взгляд изнутри: трекинг физической активности

      Комментарии к записи Взгляд изнутри: трекинг физической активности отключены

Взгляд изнутри: трекинг физической активности

У учёных имеется одна маленькая слабость – ставить опыты и разбирать полученные результаты. Несколько опытов, посвящённых мониторингу физической активности в течение 24 часов, я поставил над собой. Подробности, методика измерений, сравнение результатов числа сердечных сокращений представлены под катом для двух дней с низким и большим уровнем физической активности.

Вступительное слово

Фитнес-трекер в моей жизни показался довольно в далеком прошлом – практически два года назад. Это был простой браслет, который считал количество шагов, позже уже был докуплен нагрудный ремень для измерения пульса. В то время казалось, что стоит лишь начать носить сие чудо научной и инженерной мысли, направляться рекомендациям бездушной программы на телефоне, которая беспристрастно смотрит за физической активностью и путь автомагистраль к здоровой судьбе открыта.

Но жизнь расставила всё на собственные места.

Имеется уйма статей посвящённых яркому будущему телемедицины и «облачным» врачам, каковые смогут так – вжух и поставить диагноз согласно данным «людской телеметрии». Кроме того появляются сообщения, что фитнес-трекеры смогут спасти человеку жизнь, выявив какие-либо сердечные заболевания либо смогут выяснить источник землетрясения не хуже геологической работы.

Иначе доктора до сих пор не знаю либо «не уверены» в применимости данных с фитнес-трекеров для «персонализированного» подхода к медицине. Где хранить данный таковой количество информации? Фитнес-трекер измеряет пульс каждые 5 секунд, выдавая более 10 000! точек за день, это около 0.5 МБ в двухколоночном CSV, 200 МБ в год. А ведь хочется ещё и статистику накопить, динамику в разрезе 5–10 лет заметить.

Как обрабатывать? Более 300 000! точек за месяц не каждая программа для построения графиков такое осилит. А основное, для чего?

В том же направлении возможно добавить ещё кое-какие вопросы: а как эти, полученные фитнес-трекерами реваленты? вероятность ошибки и Какова погрешность?

В общем, выясняется, что вопросов больше чем ответов, исходя из этого ниже я обрисую натурный опыт и подведу кое-какие итоги очевидные и не весьма. Кроме этого попытаюсь ответить на вопрос: кто они, фитнес-трекеры – ненужная игрушка либо полезный инструмент, разрешающий собирать грандиозный массив данных для персонализированной медицины?

Виды пульсометров

На сегодня на рынке представлено две принципиально различные схемы для измерения пульса либо частоты сердечных сокращений (ЧСС), либо коротко HR (от heart rate).

Первая из них и самая популярная, пожалуй – зелёный лазер. От производителя к производителю и от модели к модели изменяется только количество и положение датчика светодиодных лазеров около него.

Принцип работы несложен. В крови имеется гем (гемоглобин), окрашивающий кровь в ярко красный цвет, данный гем интенсивно поглощает в зелёной части спектра. Кровь же кроме того в самых мелких сосудах пульсирует с той же периодичностью, что и сердце, которое и снабжает кровоток. Направляем лазер на кожу и измеряем пульсацию отражённого зелёного света, откуда и рассчитываем пульс.

Принцип работы лазерного пульсометра. Источник

Второй тип пульсометров трудится по принципу ЭКГ, с той только отличием, что вместо десятка электродов употребляется лишь два.

На груди фиксируется пара электродов (как показывает моя практика возможно кроме того не смачивать). Разность потенциалов, которая соответствует сердечным сокращениям, фиксируется посредством отдельного мини-компьютера, передающего по BlueTooth эти на внешние устройства.

NB: Примечательно, что к примеру кое-какие тренажёры поддерживают функцию HR по BT-каналу, исходя из этого на протяжении тренировки эти машинально отображаются на дисплее. Ниже пример того, как это выглядит на тренажёрах для гребли Concept 2:

Источник*

Читатель задаст вопрос, а что же лучше? Дать прямой и однозначный ответ затруднительно.

В случае если нет болезней сердечно-сосудистой совокупности и правильные измерения необходимы лишь на протяжении физической нагрузки (спортсмены, к примеру), то лучшим выбором будет связка легко датчика и браслета на грудь. В случае если стоит задача мониторить пульс круглосуточно (к примеру, из-за неприятностей с сердцем), то выбирайте браслет со встроенным датчиком. Полное сравнение с разбором отдельных качеств на английском приведено тут.

Практически два слова о достоверности данных. На том же сайте Wareable.com имеется занимательная статья, посвящённая тестированию аккуратности приобретаемых данных различными датчиками. Выясняется, что лазерный датчик выдаёт «воспроизводимость» около 85% при ±5 уд/мин, в то время как нагрудный ремень разрешает достигнуть 91%.

От себя добавлю, что конкретно мой пульсометр измеряет пульс раз в 5 секунд, другими словами в случае если за 5 секунды было 5 ударов, то HR будет вычислен, как 60 уд/мин. В расслабленном положении в ручную измеренный пульс был 60 уд/мин, а нагрудный ремень выдавал значения от 58 до 63 – в полной мере приемлемая точность.

Но возвратимся к нашим баранам…

Часть экспериментальная

Для мониторинга пульса я носил нагрудный пульсометр в связке с фитнес-браслетом в пара заходов с перерывами на выгрузку и подзарядку данных: рабочий сутки + вечернее время дома и раздельно – ночь. Браслет с пульсометром синхронизируются по протоколу Bluetooth.

Дабы не спойлерить и избежать обвинений в рекламе, конкретные модели приведу тут (кому нужно – откроет и взглянет).

Суперсекретная разработка DARPAСвязка Polar Loop с Polar H3 sensor. На Хабре кроме того обзор на них имеется.

Потом мы разберём на части раздельно простой «офисный» сутки (благодарю диссертации, их было не мало) и сравним его с днём, в то время, когда большую часть времени приходилось переносить «на ногах» (работа в лаборатории она такая). В качестве бонуса к данной статье будут пульсограммы с тренировки в спортзале и горный поход.

Сутки «офисный»

Дабы не томить, сходу дам неспециализированную картину, которая представлена на рисунке ниже. Практически это 24-часовая пульсограмма обычного «офисного хомячка».

Забегая вперёд сообщу, что каждая физическая активность имеет долгий след «релаксации», в то время, когда пульс в течение 30–40 мин. приходит «в норму». А «взлёты» пульса около 9–30 и 12–00 это две чашки кофе.

Но давайте посмотрим на неё поближе…

Начнём мы с пробуждения около 7–30 и забега до поезда, на котором я в большинстве случаев добираюсь до работы. По окончании пробуждения пульс подскакивает от 60 (так сообщить здоровый сон) до 80–90 уд/мин (перемещение и сборы по дому). После этого лёгкая пробежка трусцой до поезда и пульс уходит выше 120 уд/мин. Позже время отдыха в поезде, мин. 40 – ничего не происходит и пульс возвращается обратно к 80 ударам (работа на компьютере, просмотр новостей в телефоне).

И, конечно же, прогулка и приезд до работы довольно спокойным шагом, а все всплески – лестничные пролёты.

Потом обед половина и рабочего первая треть дня, пульс в спокойном состоянии держится между 70 и 80 уд/мин. Походы за чаем/кофе и к принтеру выглядят, как краткосрочные всплески до 90–100 уд/мин. Приблизительно в 11–30 – 12–00 наступает пульс и время обеда пара увеличивается до 90.

Вторая добрая половина рабочего дня – без трансформаций, около 70–80, иногда браслет напоминает, что пора бы показать некую физическую активность – приходится подчиниться бездумной железке на запястье и прогуляться по офису.

Окончание рабочего дня. Нужно дойти до поезда, пульс подскакивает снова до 90–100 уд/мин (в большинстве случаев выхожу в самый последний момент). И снова 40 мин. сидячего режима.

После этого продолжительный и затяжной подъём в гору, ужин и какие-то домашние дела.

Самое занимательное происходит ночью. Как возможно видеть на графике, представленном ниже, ночью пульс остаётся довольно стабильным – 60 уд/мин, время от времени подскакивая до 70. Но на пульсограмме отчётливо видны «спайки» — резкое, но не продолжительное увеличение пульса.

По этим спайкам практически возможно отследить активность человека в ночной период и предугадать, в то время, когда его легче всего разбудить. Именно на этом принципе трудятся: а) браслеты с функцией пробуждения и б) приложения для сна.

Вывод любителя о сне и контроле над нимВ последнее время начал пользоваться таким приложением. Мобильник кладу в постель, а ночью он замеряет активность согласно данным встроенного акселерометра. Просыпаться получается не всегда с первого раза, но по окончании 7–8 часов сна – подняться без неприятностей возможно.

Кое-какие программы записывают ещё и звук, дабы выяснить храп. В случае если храп найден, они смогут выдать или звуковой, или вибросигнал, дабы остановить оный.

Мы разобрали главные этапы дневного цикла «офисного хомячка», давайте сейчас обратимся к циклу работника, что проводит солидную часть времени на ногах, в движении и работе руками.

Сутки «лабораторный»

Ясно, что ночью кардинальных отличий не будет, но вот в течение дня – всё совсем в противном случае. По причине того, что всегда приходится двигаться, что-то делать руками, ходить из одного помещения в второе, средний пульс на 10–15–20 уд/мин выше, чем при сидячем образе судьбы.

Дабы было чуть более наглядно, давай выстроим оба графика в одних координатах:

Тот же график, в случае если добавить сглаживание

Основной вывод, самый очевидный, конечно же: двигайтесь больше на работе, даже в том случае, если работа сидячая, то нужно занятие, которое будет заставлять ходить любой час либо полтора.

О, спорт, ты – мир!

Первое, о чём бы я желал поведать, это, конечно же, качалка либо фитнес – кому как нравится. На пульсограмме ниже представлена моя обычная тренировка приблизительно на 1.5 часа. В начале – разминка, какие-то простые упражнения, каковые оказывают помощь привести мускулы в тонус, после этого гребной тренажёр, дабы как направляться прогреться, маленький отдых и где-то 30–40 мин. стандартных упражнений со свободными весами и/либо на вторых тренажёрах.

Необходимо подчеркнуть, что конкретно эта тренировка «потребляет» около 1050 ккал, что эквивалентно приблизительно всего-навсего 2–3 Сникерсам 50 гр. Тут возможно написать целый трактат о территориях ЧСС и без того потом, но не буду, скриншот из программы.

Ещё мы с коллегами и друзьями любим ходить в горы, исходя из этого ниже представлена пульсограмма и карта одного из таких походов. Примечательно, что постоянный подъём вверх поднимает нижнюю планку пульса до приблизительно 95–100 уд/мин, а средняя ЧСС за целый маршрут образовывает около 125 уд/мин, что отлично для сжигания лишних каллорий.

Пульсограмма при горном походе. Легко угадывается обед и фото-привал

Карта, перепад и скорость высот для наглядности. Почему-то не отображается шкала высоты: большая отметка составила 2380 м, минимальная – 1130м*

И маленькое саммари

выводы и Заключение

Во-первых, двигаться необходимо больше и чаще, как бы ни очевидно это звучало. Многим нужен веский довод, дабы начать заниматься собой, ходить в спортзал, отдыхать на природе и просто больше двигаться. Надеюсь, в данной статье мне удалось наглядно показать, что кроме того простая прогулка по офису за стаканом воды либо чашкой кофе заставляет сердце биться стремительнее как минимум на треть ещё 20–30–40 мин. по окончании возвращения в эргономичное кресло.

Чем больше и чаще оно уменьшается, тем больше калорий сжигается в организме.

Во-вторых, человек современной «сахарной» цивилизации потребляет через чур много калорий с пищей. Из этого растут ноги у множества неприятность: начиная сахарным диабетом и заканчивая сердечными болезнями. Наряду с этим отказаться от продуктов с содержанием сахара кроме того в 10–15 гр на 100 гр уже фактически нереально (просматривайте небольшой шрифт на упаковках). Остаётся лишь один выход – сжигать калории самому.

На мой взор, мозолящая глаза надпись на запястье – “it’s time to move!” – хороший предлог ещё раз отыскать в памяти о съеденном за все перекусы в течение дня и пойти в фитнес-центр.

Про нормальный обмен и сахар веществ

Цитата от Djeux:

Неприятность избыточной «сахарности» еды не столько в избытке калорий, сколько в том что сахар нарушает обычный обмен веществ. Вот хорошее видео для ознакомления:

В-третьих, фитнес-трекер с возможностью измерения пульса – это хороший инструмент для докторов мониторить здоровья больного и предугадывать «проблемые» события. На сегодня главная трудность содержится в том, как накопить и обработать машинально таковой массив данных, предоставив доктору только выжимку/преддиагноз.

В-четвёртых, к сожалению, неприятности с безопасностью являются оборотной стороной преимуществ фитнес-трекеров. Практически, как я продемонстрировал в статье по пульсограмме возможно отследить довольно много информации о человеке: характер и продолжительность сна, распорядок дня, стиль работы («человек и» офисный хомячок «в полях») и другое. Практически, это скрытый шпионский агент на запястье.

Но возвратимся к вопросу, поставленному в начале статьи:

так кто ж они фитнес-трекеры?

На мой взор, фитнес-трекеры определённо нужный инструмент мониторинга собственного в случае если и не здоровья, то дневной активности, которая опосредованно отражается на здоровье. Если бы они умели собирать информацию об уровнях сахара и кислорода в крови, то стали незаменимой «лошадкой» персонализированной спортивных достижений и медицины.

PS: Не забудьте подписаться на блог: Вам не сложно – мне приятно! И да, о увиденных в тексте недочётах просьба писать в ЛС.

PPS: Пользуясь случаем, с наслаждением делюсь записью лекцией собственной диссертации

Разведопрос: Алексей Водовозов про алкоголь


Интересные записи на сайте:

Подобранные по важим запросам, статьи по теме: