智能手表的心率准确度如何?应该用它来锻炼吗?

旅行   2024-11-02 07:04   湖北  

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智能手表提供了方便便携的心率监测功能,但其读数可能会产生误导。

2023年,全球可穿戴技术市场价值为1210亿美元。这包括健身和智能手表。这些设备还提供一系列健身功能,包括心率,这是指导您的训练的有用信息。

腕式心率传感器比胸带式心率传感器更实用、更便携。它们已经发展了多年,但本质上,它们遵循相同的原理,即采用光学心率传感器来测量位于表皮正下方的毛细血管层的血容量变化,表皮是构成皮肤的三层中的最外层。

但结果准确度如何?您应该依靠智能手表进行训练吗? 

肤色如何影响智能手表的准确性 


智能手表使用光学心率传感器。

正如体育运动中常见的那样,基于手腕的心率传感器技术首先出现在医疗和治疗领域,并已针对性能目的进行了调整。EPO(促红细胞生成素)是另一个例子。它是为严重贫血而设计的,已被兰斯·阿姆斯特朗等人使用。 

虽然对 EPO 的研究显示出一致的、显著的性能提升,但这些光学测量却并非如此,据报道,一个关键的不准确性是肤色。

马德里大学的皮拉尔·马丁-埃斯库德罗 (Pilar Martin-Escudero) 是该领域的专家,他说:“是的,一个主要的不准确来源是皮肤色素沉着。

“它们通过照射皮肤的光线来发挥作用。负责肤色的黑色素可以吸收特定波长的光,从而肤色较深的人的读数变得复杂。”

马丁-埃斯库德罗表示,这也适用于测量氧饱和度的运动手表的准确性。但这是商业界人士的经验吗? 

嗯,是的。事实上,Garmin 等领先企业对于腕式光学器件的有效性或其它方面相当诚实。 


肤色影响光学心率监测器的准确性。

Garmin 英国公司的高级产品经理 Rich Robinson 表示:“Garmin 手表的设计适合所有肤色,但随着体内黑色素水平的增加,传感器可能不得不通过提高光照亮度来寻找脉冲,从而更加努力地检测。这可能导致电池电量更快耗尽。”

罗宾逊建议,受到影响的是电池而不是读数,但你的肤色会影响性能。这也包括纹身,因为墨水图案和颜色饱和度可以阻挡光线到达传感器。

然而,关于不稳定的表皮,有一个好消息,特别是对于我们这些年纪越来越大的人来说。无论你用的保湿霜有多贵,你的皮肤都会随着年龄的增长而变化。 

国立成功大学研究员 Hsuh-Wen Chow 表示,这意味着“细纹、粗糙、斑驳色素沉着、血管扩张和肤色丧失”。

除了动脉僵硬度等与年龄相关的变化外,Chow 和同事还假设心率读数会不准确。然而,在对 20 名 65 岁以上的成年人和 20 名 20 岁至 26 岁之间的成年人进行测试后,他们报告说,无论年龄如何,读数都“基本准确”。

不要离你的电器太近。 “远离可能干扰心率监测器的来源,”Garmin 说。“干扰源可能包括强电磁场、一些 2.4 GHz 无线传感器、高压电线、电动机、烤箱、微波炉、2.4 GHz 无绳电话和无线 LAN 接入点。”


运动强度更大,读数更不准确?

当然,准确性不仅仅与您的皮肤有关,马丁-埃斯库德罗的一项研究探讨了另一个问题:您锻炼得越用力,结果就越不准确。 

这位西班牙学者让受试者佩戴苹果、Fitbit、TomTom 或三星的手表在跑步机上跑步或骑自行车。他们根据金标准心电图进行了强度不断增加的测试。

“这四种设备在最低水平上相当准确,”她说。“然而,在较高的运动强度下,Fitbit 和三星往往会低估心率值,而 TomTom 和 Apple Watch 则相当可靠。”

当谈到自行车和跑步之间的比较时,以TomTom为例,事实证明,它在两个轮子上比两个脚更准确,跑步机的偏差从 150bpm 左右到 128bpm 左右。 

其原因可以归结为马丁-埃斯库德罗所说的“运动伪影”。跑步时,你不像骑自行车时那么固定。当您跑得更用力时,手表会移动,从而让光线进入并影响结果。

Robinson 告诉我们,如果手表保持在同一位置,Garmin 的手表在自行车上和跑步时同样准确,当然,这并不总是可能的。


专业自行车手使用心率带来确保准确性。

他还强调,Garmin 目前正在使用第五代传感器。Garmin 并没有过多介绍其背后的工程技术,但总的来说,更多的 LED 和“更好”的算法来确保更高的准确性。然而,与许多同时代人一样,罗宾逊建议使用心率带,以实现“尽可能高的准确性”。

这就是为什么你会看到环法自行车赛的车手在爬山后大汗淋漓,他们浸透的骑行服露出了胸带的轮廓。通过测量心脏的电活动,它们更接近心电图标准。 

准确性重要吗?


如果您想最大限度地提高训练效果,您可能应该考虑使用胸带。

准确性真的很重要吗?如果您对数据感兴趣但不对其进行任何分析,那么答案是不重要。然而,如果您想最大化每次训练效果,以在重大运动或当地计时赛中发挥最佳水平,那么确实很重要。

为了提高自行车手的水平,你需要速度快、耐力强并产生巨大的力量。不幸的是,训练这些健身参数几乎是不可能的。 

以有氧耐力为例。要跑完 80 英里,您需要强大的肺部和高效的心脏,但您还需要能量来为工作肌肉提供能量。两种关键的能量来源是碳水化合物和脂肪。 

碳水化合物通常被视为能量救星,但是一克碳水化合物仅提供四卡路里的能量,并且您的肌肉和肝脏最多可以储存 500 克碳水化合物(以糖原的形式)。这相当于大约 2,000 卡路里的热量,这不足以应对您的下一个运动。

每克脂肪提供9卡路里,你的身体在脂肪储存中含有数万卡路里,这意味着几乎取之不尽的能量供应——但前提是你能利用它。

研究表明,以最大心率的 70% 左右的速度骑行是利用脂肪作为燃料的最佳强度。如果强度再大点,您将需要更快的能量输送,这就是碳水化合物的用武之地。脂肪需要大量的氧气才能燃烧来产生能量,但碳水化合物可以在没有氧气(无氧)存在的情况下分解来产生能量。


使用智能手表进行训练,您可能会遇到“训练分区的中间部分”。

同样,这就是心率训练的用武之地。您可以监控您的骑行强度,以便更好的燃烧脂肪或燃烧碳水化合物,从而提高您的最高速度。 

用自行车术语来说,这就是分区训练。例如,60-70%(区域一)可能是为了提高身体燃烧脂肪的能力,而以最大心率的 94-100% 进行训练将增强全力以赴的力量。

所有这些意味着,如果你的训练比手表显示的更努力或更轻松,你可能会处于分区的中间部分,这意味着你没有最大化你所追求的适应——无论是速度、力量还是耐力。这可能会影响您的进步或导致过度训练。

如果您的训练基于心率变异性(HRV),您可能还会质疑手表的准确性。HRV 观察每次心跳的心率变化,它与您的自主神经系统联系起来,并衡量您是否准备好锻炼。“这不会产生任何影响,因为测量是在睡觉时进行的,”罗宾逊说。

这给了我们什么启示?总而言之,这些手表的精确度因制造商而异;这些手表骑自行车比步行更好;如果您追求最大效果,请选择胸带,至少在难度较大的训练中如此。 

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