Měření tepu na zápěstí a hrudním pásem se často staví jako spor přesnosti proti pohodlí. Zajímavější je ale otázka kdy. V klidu jsou obě metody prakticky rovnocenné, při silovém tréninku se rozdíl rozevře natolik, že mění tréninkové pásmo. Rozhoduje rychlost změn tepu a množství pohybu paže. Text je informativní přehled, není to zdravotní doporučení.
Ve zkratce
- V klidu měří náramek prakticky stejně jako hrudní pás.
- Čím rychleji se tep mění a čím víc se hýbe paže, tím větší je odchylka.
- Při silovém tréninku náramek systematicky podhodnocuje.
- Chlad zhoršuje optické měření, protože se stahují cévy v podkoží.
- Cadence lock je záměna tepu za frekvenci kroků a nevypadá jako chyba.
- Optický snímač na nadloktí se přesností blíží hrudnímu pásu.
- Tep je měřený, kalorie a maximální spotřeba kyslíku jsou odhady z modelu.
Jak obě metody fungují
Hrudní pás snímá elektrickou aktivitu srdce, tedy stejný signál, se kterým pracuje elektrokardiograf. Zachytává přímo elektrický impuls, který stah vyvolá.
Náramek pracuje úplně jinak. Prosvětluje kůži diodou a snímá, kolik světla se vrátí. S každým stahem se změní objem krve v kapilárách pod senzorem a s ním i množství odraženého světla. Z téhle kolísající křivky algoritmus dopočítá tepovou frekvenci. Neměří tedy srdce, ale prokrvení kůže, a mezi tím je celý řetězec, kde se dá udělat chyba.
Kde je rozdíl největší
Souhrnná analýza čtyřiačtyřiceti prací napříč patnácti značkami ukázala, že odpověď na otázku přesnosti závisí výhradně na situaci.
| Situace | Odchylka náramku | Praktický dopad |
|---|---|---|
| Klid | prakticky nulová | obě metody rovnocenné |
| Rovnoměrný běh | malá | pro běžný trénink dostačuje |
| Silový trénink | výrazné podhodnocení | posune vás do jiného pásma |
Přímé srovnání proti hrudnímu pásu s elektrokardiografickým snímáním u devíti různých aktivit potvrdilo tentýž vzorec. Hodinky na zápěstí kolísaly výrazně podle typu pohybu, nejhůř dopadly u aktivit s velkým pohybem paží a u nízkých tepových frekvencí.
Proč optika chybuje
Příčiny jsou fyzikální a dají se předvídat. To je užitečné, protože se dá poznat, kdy hodnotám nevěřit.
Chlad. V zimě se povrchové cévy stahují, objem krve v podkoží klesá a s ním i síla užitečného signálu. Rušení z pohybu paže přitom zůstává stejné. Proto jsou zimní běhy pro optické měření nejhorší disciplína a proto se přesnost po pár minutách rozběhání zlepší.
Pohyb a utažení. Volný řemínek pouští mezi senzor a kůži okolní světlo a nechává hodinky poskakovat. Příliš utažený naopak omezí prokrvení. Obojí zhoršuje výsledek.
Vlastnosti kůže. Tetování v místě senzoru a hustší ochlupení signál pohlcují nebo rozptylují. U tmavší pigmentace kůže je situace rozporná: část studií rozdíl nenašla, část ano. Jedna novější práce ukázala, že v klidu je chyba shodná, ale při vysoké intenzitě zátěže se rozevírá. Poctivá odpověď zní, že jednoznačný závěr zatím není.
Cadence lock: chyba, která nevypadá jako chyba
Tohle je nejzrádnější jev celého tématu. Algoritmus se v šumu z pohybu paže chytne periodicity kroků a zobrazí frekvenci kroků místo tepu. Běžecká kadence se přitom pohybuje v rozmezí, které je jako tepová frekvence naprosto věrohodné. Chybná hodnota tedy nevzbudí podezření.
Poznat se to dá podle chování v čase. Skutečný tep se po startu intervalu zvedá s několika desítkami sekund zpoždění a po skončení stejně pozvolna klesá. Když vám tep vyskočí do cílového pásma prakticky okamžitě a stejně rychle spadne, sledujete nejspíš kroky, ne srdce.
Snímač na paži jako kompromis
Existuje třetí možnost, o které se mluví málo. Optický snímač umístěný na nadloktí vykázal v přímém srovnání přesnost blízkou hrudnímu pásu, výrazně lepší než tytéž hodinky na zápěstí. Důvod je jednoduchý: nadloktí se při pohybu tolik netřese, má víc měkké tkáně a senzor drží stabilněji.
Pro koho je hrudní pás nepohodlný, ale zápěstí nestačí, je tohle rozumná střední cesta. Podobná logika platí i u dalších nositelných zařízení, jak rozebírá text o tom, jestli chytrý prsten měří spánek lépe než hodinky.
Měřeno versus vypočteno
Tohle rozlišení je pro čtenáře nejužitečnější. Tep je veličina, kterou zařízení skutečně měří. Skoro všechno ostatní na displeji je výsledek modelu, do kterého vstupuje právě ten tep. Chyba měření se do odhadu propisuje a zvětšuje.
Spálené kalorie jsou nejméně spolehlivé číslo na hodinkách. Systematické přehledy shodně nacházejí chyby přesahující třicet procent a žádná značka nesplňuje přijatelné meze. Použitelné jsou jako relativní srovnání mezi vlastními tréninky, ne jako absolutní podklad pro jídelníček.
Maximální spotřeba kyslíku se neměří, odvozuje se z tempa a tepu. Ověřovací studie proti laboratornímu vyšetření našla slabou až střední spolehlivost a hlavně systematický posun ke střední hodnotě: netrénovaný člověk dostane číslo vyšší, než jaké má, trénovaný nižší.
Spánek náramky odhadují slušně v celkové době, kterou proti laboratornímu vyšetření mírně podhodnocují. Souhrnná analýza čtyřiadvaceti studií ale výslovně uvádí, že rozdělení spánku do fází vůbec nehodnotila. Čísla o hlubokém spánku a fázi rychlých očních pohybů, která hodinky ukazují, tedy touhle prací podložená nejsou.
Variabilita tepové frekvence vyžaduje přesné odstupy mezi jednotlivými stahy. Právě tady je rozdíl mezi pásem a optikou největší, protože jednotlivé mikroodchylky, které optika zaokrouhlí, jsou přesně tím, co se měří.
Kdy stačí náramek a kdy sáhnout po pásu
Náramek stačí na klidový tep, na denní monitoring, na rovnoměrné běhání a na orientaci v zátěži. Pro většinu rekreačních běžců je to dostatečné.
Hrudní pás dává smysl při intervalovém tréninku s rychlými změnami tempa, při silovém tréninku, při běhu v mrazu, při trénování podle tepových pásem a všude, kde se pracuje s variabilitou tepové frekvence. Platí i to, že jde o spotřební elektroniku, ne o zdravotnický prostředek. Výjimkou jsou jednotlivé funkce, u kterých výrobce certifikaci získal, typicky elektrokardiografická funkce. Kdo řeší měření okysličení, najde souvislosti v textu o tom, jak funguje pulzní oxymetr a jak číst jeho hodnoty.
Šest věcí, které stojí za pozornost
- V klidu je náramek rovnocenný pásu. Rozdíl vzniká až s pohybem a s rychlými změnami tepu.
- Při silovém tréninku náramek podhodnocuje. Odchylka je dost velká na posun tréninkového pásma.
- V mrazu věřte optice nejméně. Stažené cévy zeslabí signál, rušení zůstane stejné.
- Poznejte cadence lock. Okamžitý náskok tepu na startu intervalu je podezřelý.
- Snímač na nadloktí je dobrý kompromis. Přesností se blíží pásu bez nepohodlí hrudního popruhu.
- Kalorie a spotřeba kyslíku jsou odhady. Berte je jako relativní srovnání, ne jako naměřená čísla.
Časté otázky
Je hrudní pás přesnější než náramek?
Záleží na situaci. V klidu jsou obě metody prakticky rovnocenné, při rovnoměrném běhu je odchylka malá. Při silovém tréninku a rychlých změnách tempa je pás výrazně přesnější.
Proč mi hodinky v zimě ukazují nesmysly?
V chladu se stahují cévy v podkoží, objem krve pod senzorem klesá a signál zeslábne. Rušení z pohybu paže přitom zůstává stejné, takže se poměr zhorší.
Co je cadence lock?
Situace, kdy hodinky místo tepu zobrazí frekvenci kroků. Poznáte to podle toho, že tep na startu intervalu vyskočí okamžitě a po skončení stejně rychle spadne, místo aby se měnil postupně.
Pomůže utažení řemínku?
Pomůže do určité míry. Volný řemínek pouští k senzoru okolní světlo a nechává hodinky poskakovat, příliš utažený naopak omezí prokrvení. Obojí výsledek zhoršuje.
Jak spolehlivé jsou spálené kalorie na hodinkách?
Nejméně spolehlivé ze všech zobrazovaných hodnot. Systematické přehledy nacházejí chyby přesahující třicet procent. Použitelné jsou jen jako srovnání mezi vlastními tréninky.
Měří hodinky opravdu fáze spánku?
Celkovou dobu spánku odhadují slušně, i když ji mírně podhodnocují. Rozdělení do fází ale souhrnná analýza čtyřiadvaceti studií vůbec nehodnotila, takže tahle čísla podložená nejsou.
Mohlo by vás zajímat
- jak vybrat levnější fitness náramek, kde platí stejná omezení optického měření
- srovnání chytrých hodinek pro zdraví, pokud řešíte i další funkce
Zdroje: souhrnná analýza přesnosti optického měření tepu na zápěstí v Journal of Sports Sciences, ověřovací studie umístění senzoru v JMIR Cardio, práce k vlivu odstínu pleti v PLOS ONE, souhrnná analýza sledování spánku v Journal of Clinical Sleep Medicine, ověřovací studie odhadu maximální spotřeby kyslíku v JMIR Biomedical Engineering, systematický přehled přesnosti nositelných zařízení v JMIR mHealth and uHealth.
