ℹ️ Stačí jeden klik! Přidejte si nás mezi mezi preferované weby, případně nás sledujte v Google Zprávách, nebo na Seznam.cz
- Optické senzory v hodinkách nesnímají elektrickou aktivitu srdce, ale změny světla odraženého od krve v drobných cévách pod kůží
- V klidu, ve spánku a při plynulém běhu mohou být velmi přesné, u HIIT, posilování nebo boxu bývají méně spolehlivé
- Hrudní pás lépe zvládá prudké změny zátěže
- Tetování, chlad, volný řemínek nebo špatné usazení hodinek mohou měření výrazně zhoršit
Na měření tepové frekvence z hodinek je zrádné hlavně to, že nevypadá jako odhad. Na displeji svítí jedno číslo, aplikace ho zařadí do barevné zóny a po tréninku z něj udělá hladkou křivku. Jenže pěkný graf ještě neříká, z jak kvalitních dat hodnota v danou chvíli vznikla.
Tepová frekvence je dnes jedna ze základních metrik prakticky u všech chytrých hodinek. Řešili jsme ji u Apple Watch Series 11, sportovněji laděných Garmin Venu X1, náramku Fitbit Charge 6 i u Samsung Galaxy Watch 8 Classic. Moderní nositelná elektronika ji umí sledovat celý den, ve spánku i při sportu. Přesto platí, že při tréninku hodinky neměří aktivitu srdce přímo. Sledují nepřímý projev srdeční činnosti v kůži, a proto jim některé pohyby dělají větší potíže než jiné.
Optika nesnímá srdce, ale průtok krve pod kůží
Optické měření tepové frekvence, tedy fotopletysmografie neboli PPG, stojí na světle. Hodinky svítí LED diodami do kůže a fotodiody sledují, kolik světla se vrátí zpět. S každým srdečním stahem se v drobných cévách mění objem krve. Tím se mění i množství odraženého světla a software z těchto změn dopočítává tepovou frekvenci.
Apple ve svých materiálech popisuje stejný princip na zelených LED diodách a světlocitlivých prvcích, které sledují změny průtoku krve v zápěstí. Pro celodenní měření je to pohodlné a úsporné. Hrudní pás používá jiný princip: přes elektrody přiložené na hrudníku snímá elektrické signály, které provázejí srdeční činnost.
Mezi srdcem a číslem na displeji proto u hodinek stojí víc proměnných. Kůže, cévy, prokrvení, tlak řemínku, pohyb ruky, pot, okolní světlo a software, který se snaží ze všech těchto vstupů spočítat použitelnou hodnotu. V klidu to bývá snadné. Ruka se nehýbe, hodinky drží na místě a změny průtoku krve jsou dobře čitelné.
Sport do toho přidává pohyb. Jakmile se zápěstí prudce hýbe, zatíná nebo se hodinky na kůži posunou, optický senzor nemá stejný vstup jako při sezení u stolu. Hodinky pak nemusí „lhát“. Jen se snaží spočítat tepovou frekvenci z horších dat.
Plynulý běh dává senzoru lepší podmínky než intervaly a posilování
Ptát se, jestli jsou optické senzory přesné obecně, moc nepomůže. Stejné hodinky mohou dobře měřit klidovou tepovou frekvenci, obstojně zvládat plynulý běh, opožďovat se při intervalech a selhávat při těžším posilování. Rozhoduje aktivita, místo měření a také to, jak rychle se tepová frekvence zrovna mění.
Nepřehlédněte
Skrytý potenciál selfie kamery: Google měří srdeční tep pouhým pohledem na displej mobilu
Běh je pro PPG relativně příznivý, pokud je tempo stabilní. Ruka se sice hýbe, ale pohyb bývá pravidelný a algoritmus s ním umí pracovat. Výrobci sami upozorňují, že rytmické aktivity dávají lepší výsledky než sporty s prudkými změnami směru a pohybu ruky. Apple například zmiňuje, že nepravidelné pohyby, třeba tenis nebo box, mohou měření zhoršovat.
U krátkých intervalů se k pohybu přidává zpoždění. Tepová frekvence se změní rychle, jenže optický senzor ji často zachytí později a software výsledek ještě vyhladí, aby křivka nepůsobila rozbitě. U třicetivteřinového úseku tak můžete sledovat hodnotu, která patří spíš předchozím sekundám než aktuálnímu tempu. Pro zpětný přehled to stačí, pro přesné řízení zátěže už méně.
Někdy se přidá i efekt označovaný jako cadence lock. Hodinky se na chvíli chytnou rytmu kroků nebo jiného pravidelného pohybu a ukazují hodnotu, která vypadá věrohodně, jen neodpovídá skutečné tepové frekvenci. Poznáte to třeba podle křivky, která podezřele kopíruje kadenci běhu, nebo podle čísla, které neodpovídá dechu, tempu ani subjektivní námaze.
Posilování je samostatná kategorie. Při bench pressu, mrtvém tahu, přítazích nebo kettlebell swingu se nemění jen tepová frekvence. Zatíná se předloktí, hodinky tlačí na kůži pokaždé trochu jinak, zápěstí se ohýbá do různých úhlů a lokálně se mění prokrvení. Optický senzor pak dostává horší vstup než při běžném běhu.
Dobře to ukazuje i studie v časopise JMIR Cardio. Výzkumníci porovnávali optický senzor Polar Verity Sense nošený na paži a hodinky Polar Vantage V2 na zápěstí proti hrudnímu pásu Polar H10. Šestnáct účastníků prošlo devíti aktivitami – od ležení a chůze přes běh a posilování až po intenzivní intervalový trénink.
Senzor na paži měl při nošení na horní části paže velmi nízkou průměrnou chybu, zatímco hodinky na zápěstí byly výrazně víc závislé na aktivitě a poloze ruky. Pro běžného uživatele je důležitý hlavně závěr: nejde jen o značku zařízení, ale i o to, kde je senzor umístěn a jak moc se daná část těla hýbe.
Přesnost někdy zlepší umístění, ne dražší hodinky
Zápěstí je dobré místo pro displej, notifikace, ovládání a celodenní nošení. Pro optické měření tepové frekvence je to kompromis. Ruka se hodně hýbe, pod senzorem je málo měkké tkáně a tvar zápěstí se u lidí liší víc, než by se podle fotek hodinek zdálo. Kontakt senzoru s kůží se během sportu často mění.
Horní část paže bývá pro optiku klidnější. Senzor se tam tolik neposouvá, lépe drží na kůži a pohyby zápěstí ho neruší. Proto mohou optické armbandy typu Polar Verity Sense nebo starší Polar OH1/OH1+ při sportu porazit dražší hodinky. Výhoda není v jiném principu měření, ale ve stabilnějším kontaktu s kůží.
Hrudní pás zůstává pro přesné měření tepové frekvence při tréninku nejjistější volbou, protože pracuje s elektrickými signály ze srdeční činnosti. Ne každý ho ale snese. Optický senzor na paži bývá rozumný kompromis: pohodlnější než hrudní pás a při sportu stabilnější než hodinky na zápěstí.
Tetování a chlad nejsou drobnosti
Obavy z tetování pod optickým senzorem mají technický důvod. Apple uvádí, že inkoust, vzor a sytost některých tetování mohou blokovat světlo senzoru a ztížit spolehlivé měření. Když celé měření stojí na světle procházejícím kůží, pigment v optické cestě není kosmetický detail.
Novější studie v časopise Sensors porovnávala měření senzoru Polar Verity Sense na tetované a netetované kůži. U testovaného senzoru vyšlo tetování jako problém hlavně v klidu, autoři ale zároveň upozorňují, že ne každé tetování měření pokazilo. Záleží na barvě, hustotě, místě i konkrétním senzoru.
Podobně nenápadná, ale důležitá je poloha hodinek. Mají sedět nad zápěstní kostí, při sportu o něco těsněji než přes den, ale ne tak silně, aby nepříjemně tlačily. Studené ruce a horší prokrvení měření zhoršují, stejně jako volný řemínek nebo špatný kontakt senzoru s kůží. U pokusů nosit hodinky jinde než na ruce se proto rychle narazí na stejný limit, který jsme řešili už u Apple Watch nošených na kotníku: optika potřebuje přímý a stabilní kontakt s kůží.
Výrobci senzory dál vylepšují. Přidávají více LED, fotodiod, vlnových délek a lepší zpracování signálu. Google například u Pixel Watch 2 a Fitbit Charge 6 popisoval multipath senzor, který využívá více LED a fotodiod, aby měl algoritmus při pohybu víc dat z větší plochy kůže. Pokud jsou ale hodinky volné, ruka je promrzlá a pod senzorem je tmavé tetování, ani lepší algoritmus z toho neudělá signál jako z hrudních elektrod.
Kdy hodinkám věřit a kdy vzít pás
Pro běžné použití jsou optické senzory velmi užitečné. Hodinkám věřte hlavně v klidu, ve spánku, při chůzi, turistice a delším plynulém běhu. U těchto aktivit dává smysl sledovat hlavně trend: jestli tepová frekvence odpovídá námaze, jak se mění v čase a zda se dlouhodobě nevymyká vašemu normálu.
Data berte s rezervou u HIIT, sprintů, posilování, raketových sportů, boxu a každé aktivity, kde se tepová frekvence rychle mění nebo kde zápěstí výrazně pracuje. Pokud podle tepové frekvence opravdu řídíte trénink, chcete přesně trefovat zóny nebo řešíte návrat po nemoci, hrudní pás pořád dává větší jistotu. Pokud vás hrudní pás štve, zkuste optický senzor na paži.
Nejrychlejší kontrola je vlastní pocit z těla. Když hodinky ukazují nízkou tepovou frekvenci, ale vy sotva mluvíte, něco nesedí. Když jste podle grafu ve vysoké zóně, ale dýcháte klidně, také zbystřete. Číslo na zápěstí má největší hodnotu tehdy, když odpovídá tempu, dechu, terénu a tomu, co o sobě víte z předchozích tréninků.
Sportovní hodinky nejsou náhrada lékařského měření ani trenér s absolutní pravdou. Jsou pohodlný měřicí kompromis. Když víte, kde mu věřit a kde už ne, dostanete z něj víc než z nekritického sledování každého čísla na displeji.
Ondřej Dolejš
Další dnešní články
