Nowe słuchawki Xiaomi. Xiaomi Anc to najlepsze słuchawki dla typu C. Najlepsze słuchawki hybrydowe od Xiaomi

W czasach, gdy medycyna nie posiadała nowoczesnych technicznych narzędzi diagnostycznych, tętno mierzono poprzez położenie palca na tętnicy i zliczenie liczby przebić ściany tętnicy przez skórę w określonym czasie – zwykle 30 sekund lub jednej minuty. . Stąd wzięła się nazwa tego efektu – pulsus (łac. „uderzenie”), mierzony w uderzeniach na minutę.

Metod określania tętna jest wiele, jednak najbardziej znane to badanie palpacyjne tętna na nadgarstku, szyi oraz w okolicy tętnicy szyjnej.

Po pojawieniu się elektrokardiografu (EKG) zaczęto obliczać puls na podstawie sygnału aktywności elektrycznej serca, mierząc czas trwania odstępu (w sekundach) pomiędzy sąsiednimi załamkami R na EKG, a następnie przekształcając go w „uderzeń na minutę” za pomocą prostego wzoru: tętno = 60/(RR-interwał).

Elektrokardiogram może wiele powiedzieć o naszym sercu oprócz tętna, ale wykonanie i interpretacja EKG wymaga sprzętu i kardiologa, których nie można zabrać ze sobą na bieg. Na szczęście we współczesnym świecie prawie każdy może sobie pozwolić na pulsometr, który określi Twoje tętno podczas biegu i odpoczynku.

Jak działa czujnik tętna?

Pomiar tętna za pomocą sygnału elektrokardiosygnałowego

Aktywność elektryczną serca odkryto i opisano pod koniec XIX wieku, a już w 1902 roku Willem Einthoven jako pierwszy zarejestrował ją technicznie za pomocą galwanometru strunowego.

Ponadto Einthoven jako pierwszy zarejestrował elektrokardiogram (sam nadał mu taką nazwę), opracował system odprowadzeń i wprowadził nazwy segmentów kardiogramu. Za swoją pracę otrzymał w 1924 roku Nagrodę Nobla.

We współczesnej praktyce klinicznej do rejestracji EKG stosuje się różne systemy odprowadzeń (czyli schematy mocowania elektrod): z kończyn, odprowadzeń piersiowych w różnych konfiguracjach itp.

Do pomiaru tętna można wykorzystać dowolne odprowadzenia – w oparciu o tę zasadę opracowano zegarki sportowe, które potrafią określić tętno.

Wczesne modele czujników tętna składały się z pudełka (monitora) i przewodów przymocowanych do klatki piersiowej. Pierwszy bezprzewodowy monitor EKG został wynaleziony w 1977 roku i stał się niezastąpionym pomocnikiem w szkoleniu fińskiej drużyny narciarstwa biegowego. Pierwsze bezprzewodowe pulsometry trafiły do ​​masowej sprzedaży w 1983 roku i od tego czasu mocno zajęły swoją niszę w sporcie amatorskim i zawodowym.

Projektując nowoczesne gadżety sportowe, system odprowadzeń został uproszczony do dwóch punktów elektrodowych, a najbardziej znaną wersją tego podejścia były sportowe czujniki na klatkę piersiową w formie paska (pasek HRM/opaska HRM).

Aby uzyskać stabilny i wysokiej jakości sygnał, należy zwilżyć wodą „elektrody” znajdujące się na pasie piersiowym.

W takich paskach elektrody wykonane są w postaci dwóch pasków materiału przewodzącego. Pasek może stanowić część całego urządzenia lub być do niego przymocowany za pomocą zatrzasków. Wartości tętna są zazwyczaj przesyłane za pośrednictwem Bluetooth do zegarka sportowego lub smartfona za pomocą protokołu ANT+ lub Smart.

Pomiar tętna metodą pletyzmografii optycznej

Obecnie jest to najpowszechniejsza metoda pomiaru tętna w zastosowaniu masowym, stosowana w zegarkach sportowych, trackerach i telefonach komórkowych. Pierwsze próby wykorzystania tej technologii miały miejsce już w XIX wieku.

Zwężenie i rozszerzenie naczynia pod wpływem pulsacji przepływu krwi powoduje odpowiednią zmianę amplitudy sygnału odbieranego z wyjścia fotodetektora.

Metoda ta jest szeroko stosowana w szpitalach, później technologię przeniesiono do urządzeń gospodarstwa domowego - kompaktowych pulsoksymetrów, które rejestrują puls i nasycenie krwi tlenem w naczyniach włosowatych palca. Świetnie nadaje się do okresowych pomiarów tętna, ale zupełnie nie nadaje się do ciągłego noszenia.

Monitory tętna

Pomysł pomiaru tętna na nadgarstku sportowca za pomocą pletyzmografii optycznej bez noszenia pasa piersiowego był bardzo atrakcyjny. Pomysł ten po raz pierwszy został wdrożony w zegarku Mio Alpha, który ogłosił swoje urządzenie przełomem i nową rewolucją w pomiarze tętna. Sam moduł czujnika pomiarowego został opracowany przez firmę Philips.

Technologia optyczna mierzy tętno za pomocą diod LED oceniających przepływ krwi w nadgarstku. Oznacza to, że możesz mierzyć tętno bez użycia paska na klatkę piersiową. W praktyce działa to tak: czujnik optyczny znajdujący się z tyłu zegarka emituje światło na nadgarstek za pomocą diod LED i mierzy ilość światła rozproszonego przez krwioobieg.

Metoda rejestracji impulsów w czujnikach fotopletyzmograficznych

Przy pomiarze pulsu istotny jest obszar o maksymalnej absorpcji – jest to zakres od 500 do 600 nm. Zazwyczaj wybiera się 525 nm (zielony). Zielona dioda LED czujnika tętna to najpopularniejsza opcja w inteligentnych zegarkach i bransoletkach.

Obecnie technologia ta jest dobrze rozwinięta i wprowadzona do masowej produkcji. Wachlarz pojawiających się urządzeń wykorzystujących podobną technologię jest dość szeroki (smartfony, bransoletki z trackerami, zegarki), a producenci urządzeń sportowych również nie pozostają w tyle – wszystkie najważniejsze firmy poszerzają swoją linię pulsometrów o modele z czujnikami optycznymi.

Błędy w działaniu czujników optycznych

Uważa się, że czujniki optyczne dokładnie określają tętno podczas chodzenia i biegania. Jednak w miarę wzrostu tętna, powiedzmy, do 160 uderzeń na minutę, krew przepływa przez obszar czujnika tak szybko, że pomiary stają się mniej dokładne.

Ponadto w nadgarstku, gdzie nie ma zbyt wiele tkanki, ale dużo kości, więzadeł i ścięgien, jakiekolwiek zmniejszenie przepływu krwi (na przykład podczas zimnej pogody) może zakłócać działanie optycznego czujnika tętna.

W jednym małym badaniu porównano dokładność pasa piersiowego i optycznych czujników tętna. Badanych podzielono na dwie grupy, w jednej mierzono puls za pomocą czujnika na klatkę piersiową, a w drugiej za pomocą czujnika optycznego. Obie grupy badano na bieżni, gdzie najpierw chodziły, a następnie biegały, rejestrując jednocześnie tętno. W grupie z pasem piersiowym dokładność pomiaru tętna wyniosła 91%, natomiast w grupie z czujnikiem optycznym zaledwie 85%.

Zdaniem szefa Mio Global, obecnie żaden z czujników pulsometru nie dorównuje dokładnie pasowi piersiowemu.

Nie możemy zapominać o specyficznych sytuacjach, w których czujnik optyczny może nie działać. Zegarek noszony na kurtce do biegania, tatuaż na nadgarstku, zegarek, który nie przylega ściśle do skóry, czy trening na siłowni – to wszystko może prowadzić do błędów w pomiarze tętna za pomocą czujników optycznych.

Mimo to postęp technologiczny w pomiarze tętna zaowocował użyteczną alternatywą dla pasów piersiowych, a eliminując niektóre niedociągnięcia czujników optycznych, będziemy mieli kolejne potężne i dokładne narzędzie do monitorowania tętna podczas uprawiania sportu.

Jakie wskaźniki biegu można odczytać z czujnika tętna?

Ściśle mówiąc, zaawansowaną dynamikę biegu mierzy się podczas noszenia pasa piersiowego. Zewnętrznie zwykły, wewnątrz czujnika znajduje się nadajnik i akcelerometr, dzięki któremu analizowany jest ruch biegacza. Te same akcelerometry można znaleźć w telefonach, footpodach i bransoletkach z trackerami.

Zaawansowane wskaźniki biegu obejmują trzy wskaźniki: czas kontaktu z podłożem, oscylację pionową i kadencję.

Czas kontaktu z podłożem (GCT) pokazuje, jak długo stopa pozostaje na ziemi podczas każdego kroku. Mierzone w milisekundach. Typowy biegacz amator spędza 160–300 milisekund w kontakcie z nawierzchnią. Gdy prędkość biegu wzrasta, wartość GCT maleje, a gdy zwalnia, wzrasta.

Istnieje związek pomiędzy czasem kontaktu z podłożem a częstością występowania kontuzji i braku równowagi mięśniowej u biegacza. Skrócenie czasu kontaktu z podłożem zmniejsza ryzyko obrażeń. Jeden z najbardziej skuteczne sposoby Wskaźnik ten można zmniejszyć skracając krok (zwiększając kadencję), wzmacniając mięśnie pośladkowe i włączając do programu treningowego krótkie sprinty.

Oscylacja pionowa (VO). Spójrz na dowolnego profesjonalnego biegacza – zobaczysz, że górna połowa jego tułowia wykonuje bardzo mało ruchu, podczas gdy główną pracę związaną z poruszaniem biegacza wykonują nogi.

Oscylacja pionowa określa, jak bardzo górna połowa „odbija się” podczas biegu. Odbicia te mierzone są w centymetrach względem pewnego stałego punktu (w przypadku pasa piersiowego jest to czujnik wbudowany w pas piersiowy). Uważa się, że najbardziej ekonomiczna technika biegu polega na minimalnych oscylacjach pionowych, a zmniejszenie oscylacji pionowych osiąga się poprzez zwiększenie rytmu.

Częstotliwość kroków lub rytm. Jak sama nazwa wskazuje, pokazuje on liczbę kroków na minutę. Dość ważny parametr oceniający efektywność biegu. Im szybciej biegniesz, tym wyższa kadencja. Uważa się, że częstotliwość około 180 kroków na minutę jest optymalna dla wydajnego i ekonomicznego biegania.

Strefy tętna. Znając tętno maksymalne, różne modele Zegarek do biegania może podzielić trening na strefy tętna, pokazując, ile czasu spędziłeś w każdej strefie podczas treningu.

Różni producenci różnie wyznaczają te strefy, ale można je podzielić na następujące typy:

• strefa regeneracji (60% tętna maksymalnego),
• strefa treningu wytrzymałościowego (65%-70% tętna maksymalnego),
• strefa treningu wydolnościowego (75-82% tętna maksymalnego),
• strefa PANO (82-89% tętna maksymalnego),
• strefa maksymalnego obciążenia tlenowego (89-94% maksymalnego tętna).

Znajomość stref tętna pomoże Ci w pełni wykorzystać każdy trening. O treningu na tętno szczegółowo porozmawiamy w następnym artykule w tej sekcji.

Oprócz zaawansowanych właściwości biegowych, nowoczesne monitory tętna mogą mierzyć i śledzić kilka innych interesujących wskaźników:

EPOC (nadmierne zużycie tlenu po wysiłku). Zużycie tlenu po wysiłku pokazuje, jak bardzo zmienił się Twój metabolizm po biegu. Wszyscy wiemy, że bieganie spala kalorie, ale nawet po zakończeniu treningu kalorie spalają się nadal. Oczywiście, aby je uzupełnić, musisz dobrze zregenerować się.

Monitorowanie EPOC może pomóc Ci zrozumieć, które treningi są najbardziej energochłonne i poprawić regenerację.

Obliczone zużycie tlenu (szac. VO2). Aktualny wskaźnik zużycia tlenu obliczony na podstawie maksymalnego zużycia tlenu ( VO2maks) i maksymalne tętno.

Maksymalne zużycie tlenu (VO2max). Wskaźnik odzwierciedla zdolność organizmu do zużywania tlenu. To o tyle ważne, że gdy ten wskaźnik wzrasta, organizm może lepiej i szybciej wykorzystywać tlen dostarczany do pracujących mięśni.

Wartość maksymalnego zużycia tlenu (VO2) wzrasta wraz ze wzrostem treningu. Jest to jeden z najważniejszych wskaźników biegu i jest bezpośrednio powiązany z ekonomią biegu. Podobnie jak w przypadku określania maksymalnego tętna, najlepszym sposobem określenia VO2 max są badania laboratoryjne, ale wielu producentów monitorów tętna stosuje algorytmy do obliczania VO2 max z akceptowalną dokładnością. Szkolenia pomagają poprawić wartości tego wskaźnika.

Wydajność biegania. Wskaźnik wykorzystujący VO2max (światowy standard sprawności i wytrzymałości aerobowej) do śledzenia postępów treningu.

Szczytowy efekt treningu (PTE). Pokazuje wpływ sesji treningowej na ogólną wytrzymałość i wydolność aerobową. Im sprawniejszy jesteś, tym ciężej powinieneś trenować, aby osiągnąć wyższą liczbę punktów PTE.

Zamiast wyjścia

Przy intensywnym użytkowaniu pulsometr może być świetnym pomocnikiem biegacza. Uważanie pulsometru za kosztowną zabawkę, która jest całkowicie niepotrzebna dla „poważnych” sportowców, jest skrajnie błędne. Zdecyduj, jakie są Twoje cele na sezon, a następnie rozpocznij tworzenie planu treningowego.

Pamiętaj, że pomiar i monitorowanie tętna podczas treningu jest niezawodny sposób poprawić wyniki i uniknąć przetrenowania.

Osobom, które dopiero rozpoczynają swoją przygodę z bieganiem, polecamy najpierw monitorowanie tętna podczas spokojnych biegów, a dopiero potem przejście do dowolnego planu treningowego. Dane uzyskane za pomocą czujnika tętna pomogą Ci zrozumieć, jak Twoje ciało reaguje na stres.

Nie ma jednak potrzeby stać się zakładnikiem liczb i gadżetów. Naucz się słuchać swojego ciała, oceniaj odczucia z każdego treningu, a liczby staną się ważnym dodatkowym źródłem informacji.

Cześć wszystkim!

Już niewiele dni pozostało do rozpoczęcia naszej kampanii crowdfundingowej na zegarek monitorujący stres EMVIO. Nastąpiła krótka przerwa i moje palce poprosiły o przejście do klawiatury.

Trochę o naszym sercu

Jak wiadomo, serce jest autonomicznym narządem mięśniowym, który pełni funkcję pompującą, zapewniając ciągły przepływ krwi w naczyniach krwionośnych poprzez rytmiczne skurcze. W sercu znajduje się miejsce, w którym generowane są impulsy odpowiedzialne za skurcz włókien mięśniowych, tzw. rozrusznik serca. W stanie normalnym, przy braku patologii, obszar ten całkowicie określa częstość akcji serca. W rezultacie powstaje cykl sercowy - sekwencja skurczów (skurczu) i rozkurczów (rozkurczu) mięśni serca, zaczynając od przedsionków i kończąc na komorach. Ogólnie puls odnosi się do częstotliwości, z jaką powtarza się cykl serca. Istnieją jednak niuanse w sposobie rejestrowania tej częstotliwości.

Co uważamy za puls

W czasach, gdy medycyna nie posiadała technicznych narzędzi diagnostycznych, każdemu mierzono puls w znany sposób– palpacja, tj. przykładali palec do określonego obszaru ciała i słuchali wrażeń dotykowych oraz liczyli liczbę pchnięć ściany tętnicy przez skórę w pewnym okresie czasu – zwykle 30 sekund lub jednej minuty. Stąd wzięła się łacińska nazwa tego efektu – pulsus, czyli tzw. uderzenie, odpowiednio jednostka miary: uderzenia na minutę, uderzenia na minutę (bpm). Technik palpacyjnych jest wiele, najbardziej znane to tak popularne w filmach badanie tętna na nadgarstku i szyi, w okolicy tętnicy szyjnej.
W elektrokardiografii puls oblicza się na podstawie sygnału aktywności elektrycznej serca – elektrokardiosygnału (ECS) poprzez pomiar czasu trwania odstępu (w sekundach) pomiędzy sąsiednimi R zębami ECS, a następnie przeliczenie na uderzenia na minutę za pomocą prosta formuła: BPM = 60/(interwał RR). W związku z tym należy pamiętać, że jest to puls komorowy, ponieważ Okres skurczu przedsionków (odstęp PP) może się nieznacznie różnić.

Uwaga!!! Chcielibyśmy od razu zaznaczyć ważny punkt, co myli terminologię i często pojawia się w komentarzach do artykułów na temat gadżetów mierzących tętno. W rzeczywistości puls mierzony skurczami ścian naczyń krwionośnych i puls mierzony aktywnością elektryczną serca mają różną naturę fizjologiczną, różne kształty krzywej czasu, różne przesunięcia fazowe i, w związku z tym wymagają różnych metod rejestracji i algorytmów przetwarzania. Dlatego podczas pomiaru tętna nie można stosować żadnych odstępów RR poprzez modulację objętości krwi wypełniającej tętnice i naczynia włosowate oraz wibracje mechaniczne ich ściany. I odwrotnie, nie można powiedzieć, że jeśli nie masz odstępów RR, to nie możesz mierzyć odstępów o podobnym znaczeniu fizjologicznym za pomocą fali tętna.

W jaki sposób gadżety mierzą tętno?

Oto nasza wersja przeglądu najpopularniejszych metod pomiaru tętna i przykłady gadżetów, które je wdrażają.

1. Pomiar tętna za pomocą elektrokardiosygnału

Po odkryciu aktywności elektrycznej serca pod koniec XIX w. wykonalności technicznej zarejestruj to. Pierwszą osobą, która tego dokonała, był Willem Einthoven w 1902 roku, używając swojego mega-urządzenia – galwanometru strunowego. Nawiasem mówiąc, przekazał EKG przez kabel telefoniczny ze szpitala do laboratorium i faktycznie wdrożył ten pomysł zdalny dostęp do danych medycznych!


Trzy słoiki „marynat” i elektrokardiograf ważący 270 kg! Tak narodziła się metoda, która dziś pomaga milionom ludzi na całym świecie.

Za swoją pracę otrzymał w 1924 roku Nagrodę Nobla. To właśnie Einthoven jako pierwszy uzyskał prawdziwy elektrokardiogram (sam wymyślił nazwę), opracował układ elektrod – trójkąt Einthovena i wprowadził nazwy segmentów ECS. Najbardziej znany jest zespół QRS – moment elektrycznego wzbudzenia komór oraz, jako najbardziej wyraźny element tego zespołu pod względem właściwości czasowych i częstotliwościowych, załamek R.

Boleśnie znajomy sygnał i odstęp RR!

We współczesnej praktyce klinicznej do rejestracji ECS wykorzystuje się różne układy odprowadzeń: odprowadzenia kończynowe, odprowadzenia piersiowe w różnych konfiguracjach, odprowadzenia ortogonalne (wg Franka) itp. Z punktu widzenia pomiaru impulsu można zastosować dowolne przewody, gdyż w normalnym rozruszniku załamek R występuje w takiej czy innej formie we wszystkich odprowadzeniach.

Sportowe czujniki tętna na klatkę piersiową

Projektując gadżety do noszenia i najróżniejszy sprzęt sportowy, układ przewodów został uproszczony do dwóch punktów elektrodowych. Najbardziej znaną opcją realizacji tego podejścia są sportowe monitory na klatkę piersiową w formie paska do monitora pracy serca – paska HRM lub opaski HRM. Uważamy, że czytelnicy prowadzący sportowy tryb życia już posiadają takie urządzenia.

Przykładowy projekt paska i Pan Gadżet 80 lvl. Podkładka sensoryczna składa się z dwóch elektrod EKG różne strony piersi

Na rynku popularne są paski HRM firm Garmin i Polar; nie brakuje też chińskich klonów. W takich paskach elektrody wykonane są w postaci dwóch pasków materiału przewodzącego. Pasek może stanowić część całego urządzenia lub być do niego przymocowany za pomocą klipsów. Wartości tętna są zazwyczaj przesyłane poprzez Bluetooth przy użyciu protokołu ANT+ lub Smart do zegarka sportowego lub smartfona. Całkiem wygodne do uprawiania sportu, jednak ciągłe noszenie powoduje dyskomfort.

Eksperymentowaliśmy z takimi paskami pod kątem możliwości oceny zmienności tętna, traktując je jako standard, ale dane z nich płynące okazywały się bardzo wygładzone. Członek naszego zespołu Kvanto25 opublikował post o tym, jak poradził sobie z protokołem paska Polar i podłączył go do komputera poprzez środowisko Labview.

Dwiema rękami

Kolejną opcją wdrożenia układu dwuelektrodowego jest rozdzielenie elektrod na dwie ręce, ale bez trwałego połączenia jednej z nich. W takich urządzeniach jedną elektrodę mocuje się na nadgarstku w postaci tylnej ścianki zegarka lub bransoletki, a drugą umieszcza się z przodu urządzenia. Aby zmierzyć puls, należy dotknąć elektrody twarzowej wolną ręką i odczekać kilka sekund.

Przykład czujnika tętna z elektrodą czołową (Beurer Heart Rate Monitor)

Ciekawym urządzeniem wykorzystującym tę technologię jest bransoletka Phyode W/Me, której twórcy przeprowadzili udaną kampanię na Kickstarterze i ich produkt trafił do sprzedaży. Na Habré pojawił się wpis na jego temat.

System elektrod PhyodeW/Me

Górna elektroda połączona jest z przyciskiem, dlatego wiele osób oglądając urządzenie ze zdjęć i czytając recenzje, myślało, że pomiaru dokonuje się po prostu poprzez naciśnięcie przycisku. Teraz już wiesz, że na takich bransoletkach ciągła rejestracja wolnymi rękami jest w zasadzie niemożliwa.

Zaletą tego urządzenia jest to, że pomiar tętna nie jest jego głównym celem. Bransoletka pozycjonowana jest jako środek do prowadzenia i monitorowania technik oddechowych, np. przez trenera indywidualnego. Kupiliśmy Phyode i bawiliśmy się nim. Wszystko działa zgodnie z obietnicą, rejestrowane jest prawdziwe EKG, odpowiadające klasycznemu pierwszemu odprowadzeniu EKG. Urządzenie jest jednak bardzo czułe na ruchy palca na przedniej elektrodzie, lekko się poruszyło i sygnał płynął. Biorąc pod uwagę, że zebranie statystyk zajmuje około trzech minut, proces rejestracji wygląda na stresujący.

Oto kolejna opcja wykorzystania zasady dwuręcznej w projekcie FlyShark Smartwatch, która została opublikowana na Kickstarterze.

Rejestracja tętna w projekcie FlyShark Smartwatch. Proszę przytrzymać palec.

Co jeszcze nowego w tym obszarze? Warto wspomnieć o ciekawej realizacji elektrody EKG – pojemnościowym czujniku pola elektrycznego EPIC Ultra High Impedance ECG Sensor firmy Plessey Semiconductors.

Czujnik pojemnościowy EPIC do bezdotykowego zapisu EKG.

Wewnątrz czujnika zainstalowany jest wzmacniacz pierwotny, dlatego można go uznać za aktywny. Czujnik jest dość kompaktowy (10x10 mm), nie wymaga bezpośredniego kontaktu elektrycznego, dlatego nie ma efektu polaryzacji i nie wymaga zwilżania. Uważamy, że to rozwiązanie jest bardzo obiecujące w przypadku gadżetów z rejestracją ECS. Nie widzieliśmy jeszcze gotowych urządzeń opartych na tych czujnikach.

2. Pomiar tętna na podstawie pletyzmografii

Naprawdę najczęstszy sposób pomiaru tętna w klinice i w domu! Setki różnych urządzeń, od spinaczy do bielizny po pierścionki. Sama metoda pletyzmografii polega na rejestrowaniu zmian w objętości dopływu krwi do narządu. Wynikiem takiej rejestracji będzie fala tętna. Kliniczne możliwości pletyzmografii wykraczają daleko poza to prosta definicja puls, ale w w tym przypadku To on jest nami zainteresowany.
Wyznaczanie tętna w oparciu o pletyzmografię można zrealizować na dwa główne sposoby: impedancyjny i optyczny. Istnieje trzecia opcja - mechaniczna, ale nie będziemy jej rozważać.

Pletyzmografia impedancyjna

Jak nam mówi Słownik medyczny, pletyzmografia impedancyjna to metoda rejestracji i badania oscylacji pulsu ukrwienia naczyń różnych narządów i tkanek, polegająca na rejestracji zmian całkowitego (omowego i pojemnościowego) oporu elektrycznego na prąd przemienny o wysokiej częstotliwości. W Rosji często używa się terminu reografia. Ta metoda rejestracji sięga czasów badań naukowca Manna (Mann, lat 30.) i krajowego badacza A.A. Kedrowa. (40-tki).
Obecnie metodyka metody opiera się na dwu- lub czteropunktowym schemacie pomiaru objętości oporność i składa się z następujących elementów: sygnał o częstotliwości od 20 do 150 kHz przepuszczany jest przez badany narząd za pomocą dwóch elektrod (w zależności od badanej tkanki).

System elektrodowy pletyzmografii impedancyjnej. Zdjęcie stąd

Głównym warunkiem generatora sygnału jest stałość prądu; jego wartość jest zwykle wybierana na nie większą niż 10-15 µA. Gdy sygnał przechodzi przez tkankę, jego amplituda jest modulowana przez zmiany w dopływie krwi. Drugi układ elektrod usuwa zmodulowany sygnał; tak naprawdę mamy układ przetwornika impedancja-napięcie. W obwodzie dwupunktowym elektrody generatora i odbiornika są połączone. Następnie sygnał jest wzmacniany, usuwana jest z niego częstotliwość nośna, usuwana jest składowa stała, a potrzebna delta pozostaje.
Jeśli urządzenie jest skalibrowane (jest to warunek wstępny dla kliniki), wówczas oś Y może wyświetlać wartości w omach. Rezultatem jest taki sygnał.

Przykłady krzywych czasowych EKG, pletyzmogram impedancyjny (reogram) i jego pochodna podczas rejestracji synchronicznej. (stąd)

Bardzo odkrywczy obraz. Zwróć uwagę, gdzie na ECS znajduje się odstęp RR i gdzie na reogramie znajduje się odległość między wierzchołkami odpowiadająca czasowi trwania cyklu serca. Zwróć także uwagę na ostry przód załamka R i płaski przód fazy skurczowej reogramu.

Z krzywej tętna możemy uzyskać całkiem sporo informacji na temat stanu ukrwienia badanego narządu, zwłaszcza synchronicznie z zapisem EKG, ale potrzebny jest nam jedynie puls. Wyznaczenie tego nie jest trudne - należy znaleźć dwa lokalne maksima odpowiadające maksymalnej amplitudzie fali skurczowej, obliczyć deltę w sekundach ∆T i dalej BMP = 60/∆T.

Przykłady używanych gadżetów Ta metoda, jeszcze tego nie znaleźliśmy. Istnieje jednak przykład koncepcji wszczepialnego czujnika do monitorowania krążenia krwi w tętnicy. To tyle o nim. Aktywny czujnik umieszcza się bezpośrednio na tętnicy i komunikuje się z urządzeniem hosta poprzez sprzężenie indukcyjne. Uważamy, że jest to bardzo interesujące i obiecujące podejście. Zasada działania jest jasna ze zdjęcia. Dopasowanie jest pokazane w celu zrozumienia rozmiaru :) Używa 4 diagram punktowy rejestracja i elastyczna płytka drukowana. Myślę, że jeśli chcesz, możesz zrealizować pomysł na przenośny mikrogadżet. Zaletą tego rozwiązania jest znikome zużycie energii przez taki czujnik.

Wszczepialny czujnik przepływu krwi i tętna. Podobny do akcesorium Johnny Mnemonic.

Na koniec tej części poczynimy uwagę. Kiedyś wierzyliśmy, że znany startup HealBeGo mierzy w ten sposób puls, ponieważ w tym urządzeniu podstawowa funkcjonalność jest realizowana za pomocą metody spektroskopii impedancyjnej, która w istocie jest reografią, tylko ze zmienną częstotliwością sygnał sondujący. Ogólnie rzecz biorąc, wszyscy są już na pokładzie. Natomiast zgodnie z opisem charakterystyki urządzenia, w HealBe puls mierzony jest mechanicznie za pomocą czujnika piezoelektrycznego (metoda ta została omówiona w drugiej części recenzji).

Pletyzmografia optyczna lub fotopletyzmografia

Optyczna jest najpowszechniejszą metodą pomiaru pulsu z punktu widzenia zastosowania masy. Zwężenie i rozszerzenie naczynia pod wpływem pulsacji tętniczej przepływu krwi powoduje odpowiednią zmianę amplitudy sygnału odbieranego z wyjścia fotodetektora. W klinice zastosowano pierwsze urządzenia, które mierzyły puls na palcu w trybie transmisyjnym lub refleksyjnym. Kształt krzywej tętna jest zgodny z reogramem.

Ilustracja zasady działania fotopletyzmografii

Metoda znalazła szerokie zastosowanie w klinice, a wkrótce technologia znalazła zastosowanie w urządzeniach gospodarstwa domowego. Na przykład w kompaktowych pulsoksymetrach, które rejestrują puls i nasycenie krwi tlenem w naczyniach włosowatych palca. Na całym świecie produkowane są setki modyfikacji. Jest dobry dla domu i rodziny, ale nie nadaje się do ciągłego noszenia.


Zwykły pulsoksymetr i klips na ucho. Tysiące z nich!

Dostępne są opcje z klipsami na uszy i słuchawkami z wbudowanymi czujnikami. Na przykład ta opcja od Jabra lub nowy projekt Glow Listens. Funkcjonalność jest podobna do pasków HRM, ale jest większa stylowy wygląd, znajome urządzenie, wolne ręce. Nie będziesz nosić zatyczek do uszu przez cały czas, ale w sam raz na jogging na świeżym powietrzu i słuchanie muzyki.

Bezprzewodowe i świecące słuchawki Jabra Sport Pulse™. Rejestracja tętna odbywa się metodą czujnika dousznego.

Przełom

Najbardziej kuszący był pomiar pulsu na nadgarstku, bo to takie znajome i wygodne miejsce. Pierwszym był zegarek Mio Alpha z udaną kampanią na Kickstarterze.

Twórczyni produktu Liz Dickinson pompatycznie ogłosiła to urządzenie Świętym Graalem pomiaru tętna. Moduł czujnika został opracowany przez chłopaków z Philipsa. Dziś jest to najwyższej jakości urządzenie do ciągłego pomiaru tętna z nadgarstka za pomocą fotopletyzmografii.

Dajesz wiele różnych inteligentnych zegarków!

Teraz można powiedzieć, że technologia została sprawdzona i wprowadzona do masowej produkcji. Wszystkie tego typu urządzenia realizują pomiar pulsu za pomocą odbitego sygnału.

Wybór długości fali emitera

Teraz kilka słów o tym, jak wybrać długość fali emitera. Wszystko zależy od rozwiązania problemu. Uzasadnienie wyboru dobrze ilustruje wykres absorpcji światła przez tlen i deoksyhemoglobinę z nałożonymi na niego krzywymi charakterystyk widmowych emiterów.

Krzywa absorpcji światła przez hemoglobinę i główne widma emisyjne impulsowych czujników fotopletyzmograficznych.

Wybór długości fali zależy od tego, co chcemy mierzyć: puls i/lub nasycenie krwi tlenem SO2.

Tylko puls. W tym przypadku ważny jest obszar, w którym absorpcja jest maksymalna - jest to zakres od 500 do 600 nm, nie licząc maksimum w części ultrafioletowej. Zazwyczaj wybierana wartość to 525 nm (zielony) lub z niewielkim przesunięciem – 535 nm (stosowana w czujniku fotopletyzmografii OSRAM SFH 7050).

Zielona dioda LED czujnika tętna to najpopularniejsza opcja w inteligentnych zegarkach i bransoletkach. W sensorze smartfona Samsung Galaxy S5 zastosowano czerwoną diodę LED.

Oksymetria. W tym trybie konieczne jest zmierzenie tętna i ocena nasycenia krwi tlenem. Metoda opiera się na różnicy w absorpcji hemoglobiny związanej (oksy) i niezwiązanej (deoksy) z tlenem. Maksymalna absorpcja odtlenionej hemoglobiny (Hb) występuje w zakresie „czerwonym” (660 nm), maksymalna absorpcja utlenionej (Hb02) hemoglobiny występuje w podczerwieni (940 nm). Do obliczenia impulsu wykorzystuje się kanał o długości fali 660 nm.

Żółty dla EMVIO. W przypadku naszego urządzenia EMVIO wybraliśmy jeden z dwóch zakresów: 525 nm i 590 nm ( żółty). Jednocześnie wzięliśmy pod uwagę maksymalną czułość widmową naszego czujnika optycznego. Eksperymenty wykazały, że praktycznie nie ma między nimi żadnej różnicy (w ramach naszej konstrukcji i wybranego czujnika). Wszelkie różnice niwelują artefakty ruchowe, indywidualne właściwości skóry, grubość warstwy podskórnej nadgarstka i stopień dociśnięcia czujnika do skóry. Chcieliśmy jakoś wyróżnić się na tle ogólnej „zielonej” listy i póki co postawiliśmy na kolor żółty.

Oczywiście pomiarów można dokonać nie tylko z nadgarstka. Na rynku dostępne są niestandardowe opcje wyboru punktu rejestracji tętna. Na przykład z czoła. Podejście to zostało zastosowane w projekcie inteligentnego kasku dla rowerzystów Life Beam Smart Helm, opracowanego przez izraelską firmę Lifebeam. W ofercie tej firmy znajdują się także czapki z daszkiem i daszki przeciwsłoneczne dla dziewczynek. Jeśli zawsze nosisz czapkę z daszkiem, to jest to Twoja opcja.

Rowerzysta jest szczęśliwy, że nie musi nosić paska HRM.

Ogólnie wybór punktów rejestracji jest dość duży: nadgarstek, palec, płatek ucha, czoło, biceps, kostka i stopa dla niemowląt. Pełna swoboda dla programistów.

Dużą zaletą metody optycznej jest łatwość jej wdrożenia na nowoczesnych smartfonach, gdzie jako czujnik wykorzystuje się standardową kamerę wideo, a emiterem jest lampa błyskowa LED. Dla wygody użytkownika nowy smartfon Samsung Galaxy S5 ma już w standardzie moduł czujnika tętna na tylnej ściance obudowy; być może inni producenci wprowadzą podobne rozwiązania. Może to mieć decydujące znaczenie w przypadku urządzeń, które nie mają ciągłej rejestracji; smartfony wchłoną ich funkcjonalność.

Nowe horyzonty fotopletyzmografii

Dalszy rozwój tej metody wiąże się z ponownym przemyśleniem funkcjonalności czujnika optycznego i możliwości technologicznych nowoczesnych urządzeń ubieralnych w zakresie przetwarzania obrazu wideo w czasie rzeczywistym. W rezultacie wpadliśmy na pomysł pomiaru pulsu za pomocą obrazu wideo twarzy. Podświetlenie jest światłem naturalnym.

Oryginalne rozwiązanie, biorąc pod uwagę fakt, że kamera wideo to standardowy atrybut każdego laptopa, smartfona, a nawet inteligentnego zegarka. Idea metody została ujawniona w tej pracy.

Tester N3 jest wyraźnie spięty – jego puls wynosi poniżej 100 uderzeń/min i prawdopodobnie przekazuje pracę swojemu przełożonemu, Testerowi N2. Obiekt N1 właśnie przechodził.

Najpierw w kadrach podświetlany jest fragment twarzy, następnie obraz rozkładany jest na trzy kanały barwne i rozkładany wzdłuż skali czasu (ślad RGB). Ekstrakcja fali impulsowej polega na dekompozycji obrazu za pomocą niezależnej analizy składowych (ICA) oraz ekstrakcji składowej częstotliwościowej związanej z modulacją jasności pikseli pod wpływem pulsacji krwi.

Podobne podejście wdrożyło laboratorium Philips Innovation w postaci programu Vital Signs Camera dla iPhone'a. Bardzo interesująca rzecz. Uśrednianie wartości jest oczywiście duże, ale w zasadzie metoda działa. Podobny projekt jest w trakcie opracowywania.

Rodzaje ekranów aparatu funkcji życiowych.

W przyszłości systemy CCTV będą mogły zdalnie mierzyć tętno. Biuro NSA będzie zachwycone.

Koniec recenzji o godz następny post„W jaki sposób inteligentne zegarki, trackery sportowe i inne gadżety mierzą tętno? Część 2 ". W tej części porozmawiamy o bardziej egzotycznych metodach rejestracji pulsu stosowanych we współczesnych gadżetach.

W związku z licznymi prośbami czytelników naszego bloga, oprócz materiałów dotyczących samodzielnego montażu elektrokardiografu, publikujemy wszystko, co potrzebne do złożenia pulsometru. Tętno będziemy mierzyć metodą „odbicia” optycznego. Jako czujnik zastosowano diodę LED oraz fotodetektor zamontowany w korpusie urządzenia. Możesz wykonać własny czujnik o dowolnym innym projekcie (na przykład czujnik „transmisyjny” z spinacza do bielizny). Przedstawiamy Państwu pierwszą publiczną (a właściwie ósmą eksperymentalną) wersję urządzenia „Pulse Lite”.

Drodzy radioamatorzy, pamiętajcie o tym fotopletyzmograf - złożone urządzenie, w którym przy montażu można popełnić mnóstwo błędów, a nie zacznie się od „dwóch kopnięć”. Jeśli zamierzasz złożyć urządzenie z tego, co masz pod ręką, wymieniając części i parametry pokazane na schemacie obwodu, pamiętaj, że najprawdopodobniej urządzenie nie będzie działać. Nawet domowy kardiograf „EKG Lite” jest pod tym względem znacznie mniej wybredny. Nie należy w takim razie obwiniać programistów za zmarnowany czas, komponenty tekstolitowe i radiowe. Jeśli potrzebujesz czujnika tętna składającego się z kilku wzmacniaczy, diody LED i fotodetektora, użyj innych obwodów.

Pierwsze trudności

Kilka słów o dlaczego fotopletyzmograf jest znacznie bardziej złożony niż kardiograf z punktu widzenia projektowania obwodów.

Przypomnijmy, że elektrokardiograf rejestruje potencjały elektryczne indukowane przez aktywność elektryczną mięśnia sercowego na ciele. Te same bipotencjały nie różnią się znacznie między sobą różni ludzie, a zwykle amplituda sygnału (z kończyn) wynosi 1 ± 0,2 mV.

Pulsograf rejestruje sygnały metodą optyczną - fotodetektor rejestruje zmiany natężenia światła (źródłem jest dioda LED) przechodzącego przez palec (lub rozproszonego przez niego - dla czujnika „odbicia”) spowodowanego pracą pompującą naszego serca - okresowe zwiększenie dopływu krwi do tkanek.

Nie wydawałoby się to niczym skomplikowanym, gdyby nie dwa główne "ALE". Ukrwienie, elastyczność naczyń krwionośnych, ciśnienie i, co najważniejsze, grubość skóry u człowieka różnią się niezwykle znacznie. Prowadzi to do tego, że poziom stałego oświetlenia fotodetektora (na który wpływa nasza skóra i wielkość naszych palców) oraz poziom składnika zmiennego (ciśnienie, naczynia krwionośne, stan ukrwienia kończyn itp.) .) różnią się setki razy między różnymi ludźmi.

Aby stworzyć pulsograf, potrzebne są obwody tworzące sygnał (sterownik) źródła światła, złożone wzmacniacze podczerwieni o niskiej częstotliwości (EKG - sygnał o wyższej częstotliwości), obwody tłumiące zakłócenia pochodzące od stałego oświetlenia źródeł zewnętrznych; a także sprytne obwody automatycznej kontroli wzmocnienia.
Dla zabawy można porównać ceny profesjonalnych kardiografów i pulsoksymetrów (te ostatnie są znacznie droższe).
Mam nadzieję, że nastraszyliśmy Was na tyle 🙂, że chęć samodzielnego złożenia fotopletyzmografu zniknęła. Czy tego nie brakuje? Następnie czytaj dalej.

Charakterystyka urządzenia

Jeśli wszystko zrobiłeś poprawnie - bez błędów na płycie i zmianach obwodów oraz bez wadliwych części, to na koniec otrzymasz urządzenie, które zachwyci Cię następującymi funkcjami:

• rejestruje falę pulsacyjną za pomocą czujnika składającego się z diody LED i fotodetektora (czujnik może być wykonany w wersji przepuszczalnej lub odbiciowej);
• przesyła sygnał do komputera PC poprzez USB, a oprogramowanie komputerowe potrafi wiele:
• oblicza chwilowe tętno;
• Wykonuje analizę konturu fali tętna i analizę zmienności rytmu serca;
• zapisuje do pliku fotopletyzmogram o dowolnym czasie trwania;
• przeprowadza automatyczną diagnostykę (baza danych diagnostycznych jest konfigurowalna);
• drukuje wyniki badań.

Ograniczenia tego skomputeryzowanego pulsografu:

• nie współpracuje z spinaczami do bielizny Nellcor i klipsami do uszu z Aliexpress!
• nie działa z najnowszą wersją Pulse Lite Control!
• nie mierzy natlenienia!

Powtarzam jeszcze raz: obwód, płytka i oprogramowanie czujnika tętna to pierwsza dobrze odrobaczona wersja fotopletyzmografu „Pulse Lite”, więc nie działa z bielizny Nellcor i nie działa z najnowsza wersja oprogramowania. Nie planujemy „otwierać” najnowszej wersji pulsografu Pulse Lite.

Wszystko do własnej produkcji

Pobierz schemat obwodu i wszystko, czego potrzebujesz, aby zbudować płytkę w domu za pomocą LUT (w formacie pdf) z tego linku. W archiwum oprócz schematów obwodów znajdują się gotowe do druku (pamiętajcie, że nie trzeba niczego odbijać, wydrukujcie bez skalowania, czyli 1:1!), górną i dolną stronę płytki, mapę przelotek ( widoki z góry i z dołu), elementy mapy lokalizacji.

Sztuczki przy konstruowaniu rozwiązań obwodów

Autor tych wierszy zakłada, że ​​już pobrałeś i widziałeś schemat elektryczny fotopletyzmograf. Jeśli czytasz dalej, oznacza to, że chęć stworzenia urządzenia jeszcze nie zniknęła, a to nie może się nie cieszyć :) Tylko takim wytrwałym czytelnikom zdradzimy główne sekrety powstania naszego urządzenia. Aby więc zasadniczy schemat fotopletyzmografu stał się bardziej zrozumiały, wyjaśnijmy najważniejsze rozwiązania techniczne i powody, które skłoniły do ​​ich wprowadzenia w naszym urządzeniu.

Jeden z problemów fotopletyzmografii został już przez nas zgłoszony - wrażliwość urządzenia na oświetlenie ze źródeł zewnętrznych, którego wpływ jest bardzo trudny do wykluczenia przy tak oczywistym zastosowaniu obwodów filtrów, ponieważ użyteczny sygnał leży w ten sam zakres częstotliwości, co zakłócenia o niskiej częstotliwości (od ułamków do dziesiątek herców). Aby wzmocnić sygnał użyteczny (fotopletyzmogram), zdecydowano się zastosować zasadę modulacji - demodulacji, która wygląda następująco:

1. Przesyłamy użyteczny sygnał do obszaru wysokich częstotliwości. Aby to zrobić, dioda LED nie jest zasilana prądem stałym, ale prądem przemiennym o częstotliwości 5 kHz. W ten sposób powstaje sygnał nośny o wysokiej częstotliwości. Podczas przejścia przez palec intensywność światła (pulsującego z częstotliwością 5 kHz) zmienia się na skutek okresowych wahań w ukrwieniu. W rezultacie fotodetektor odbiera sygnał RF modulowany pod względem amplitudy przez użyteczny sygnał fotopletyzmogramu.
2. Następnie filtrowanie zakłóceń o niskiej częstotliwości powodowanych przez oświetlenie zewnętrzne jest całkiem bezpieczne i stosunkowo proste, ponieważ widmo sygnału użytecznego mieści się w zakresie HF (5 kHz).
3. Wzmacniamy sygnał RF klasycznymi wzmacniaczami wykorzystującymi tanie wzmacniacze operacyjne.
4. Wykonujemy detekcję amplitudy w celu wyodrębnienia użytecznego sygnału niskiej częstotliwości (obwiedni).
5. Filtrujemy i wzmacniamy sygnał o niskiej częstotliwości.

Problem nr 2 (różne ukrwienie, grubość skóry itp.) został rozwiązany poprzez wprowadzenie automatycznej regulacji wzmocnienia stopni wzmocnienia wysokiej i niskiej częstotliwości.

Właściwie to są wszystkie sztuczki, które z jednej strony komplikowały schemat do tego stopnia, że ​​​​z drugiej strony umożliwiły stworzenie fotopletyzmografu, który stabilnie rejestruje falę tętna nie tylko od pacjenta który to opracował, ale od każdego, kto tego chce, i który jest zbudowany w oparciu o niedrogie podzespoły elektroniczne dostępne w każdym szanującym się sklepie z częściami do radia.

Wyjaśniamy projekt obwodu

Przejdźmy teraz do szczegółów. Fotopletyzmograf jest zasilany z komputera PC poprzez kabel USB. Nie ma zastosowania galwanicznej izolacji urządzenia od komputera, ponieważ podczas rejestracji tętna nie ma kontaktu elektrycznego z pacjentem. Przetwornik mocy impulsu boost oparty na kontrolerze boost NCP1406, którego wyjście jest podłączone do podwajacza napięcia z punktem środkowym podłączonym do wspólnego przewodu GND, zapewnia bipolarne zasilanie ± 4V dla toru wzmocnienia, oscylatora i sterownika LED. Kontroler zasilany jest oddzielnie od całej części analogowej poprzez stabilizator liniowy 3,3V NCP1117ST33T3G, ponieważ aby urządzenie mogło działać z komputera PC poprzez USB (urządzenie pracuje jako urządzenie kompatybilne z HID), wymagane są poziomy D+ i D- na kontrolerze linie nie powinny przekraczać 3,3 V. Można oczywiście zainstalować diody Zenera 3,3 V na liniach D+ i D-, odciążając nadmiar napięcia, ale prowadzi to do niepotrzebnego zużycia, a samo oddzielenie obwodów zasilania części analogowej i cyfrowej jest zawsze plusem.

Generator oparty na chipie wzmacniacza operacyjnego TL072 (stopień DA1:A) generuje sygnał sinusoidalny, sterownik mocy LED (DA1:B) zapewnia Elektryczność poprzez diodę LED, której siła jest proporcjonalna do napięcia wyjściowego generatora. Razem oscylator i sterownik zapewniają pulsujący sygnał wyjściowy o częstotliwości 5 kHz z diody LED X1 przy minimalnych wyższych harmonicznych. Zasilanie diody impulsami prostokątnymi powoduje po wykryciu znaczne zniekształcenie sygnału użytecznego o wyższe harmoniczne, dlatego diodę LED zasilamy falą sinusoidalną.

Fotodioda włączana jest w trybie ogniwa fotowoltaicznego (bez zewnętrznego napięcia zwrotnego), R29 jest rezystorem obciążającym, który pozwala na zwiększenie prędkości czujnika po włączeniu w ten sposób. Kondensatory C29 i C36 umożliwiają usunięcie składowej stałej sygnału, która jest spowodowana obcym światłem. Po pierwszym stopniu wzmocnienia RF montowany jest dzielnik rezystancyjny sterowany mikrokontrolerem (na cyfrowym potencjometrze MCP41010 sterowanym poprzez interfejs SPI).
Ponieważ zasilacz MCP41010 jest jednobiegunowy (+4 V), przesuwamy sygnał RF o połowę mocy zasilacza (R35-R37). Po wytłumieniu sygnału przez dzielnik (z poziomem tłumienia ustawionym przez sterownik ATMega), usuwamy stałe polaryzację za pomocą kondensatora C31 i podajemy sygnał RF na wejście wzmacniacza RF z obwodami selektywnymi częstotliwościowo w sprzężeniu zwrotnym (z maksymalne wzmocnienie przy 5 kHz), a następnie do detektora amplitudy VD7-R28 -C28 w celu wydobycia pożądanego sygnału PPG (demodulacja).

Poziom tłumienia sygnału przez dzielnik rezystancyjny w torze RF dobierany jest na podstawie wartości składowej stałej mierzonej przez przetwornik ADC kontrolera na wyjściu detektora ADC_AMP.

Po wykryciu amplitudy użyteczny sygnał jest wysyłany do wzmacniacza wzmacniacza operacyjnego, który służy do dopasowania rezystancji, oraz wzmacniacza niskiej częstotliwości za pomocą tranzystora kompozytowego VT1-VT2. Obwód Darlingtona pozwala uzyskać minimalny poziom szumu o niskiej częstotliwości przy dużym wzmocnieniu sygnału o niskiej częstotliwości. Po stopniu wzmocnienia niskiej częstotliwości sygnał podawany jest na potencjometr cyfrowy MCP41010 i ostatni stopień wzmocnienia DA2:A. Poziom tłumienia sygnału za pomocą potencjometru dobiera się na podstawie wahań sygnału mierzonych na wejściu ADC regulatora ADC_IN.

Część cyfrowa fotopletyzmografu zbudowana jest w oparciu o mikrokontroler z rodziny AVR ATMega48. Sterownik automatycznie reguluje wzmocnienie stopni wysokiej i niskiej częstotliwości, mierzy sygnały na kanałach ADC (składnik stały PPG po demodulacji ADC_AMP i wzmocniony sygnał pulsogramu ADC_IN).

W rezultacie obwód fotopletyzmografu nie jest trywialny. Nie ma w nim zbędnych części ani połączeń elektrycznych. Jeśli zamierzasz używać naszego oprogramowania do monitorowania tętna i naszego programu na PC, nie zmieniaj niczego w obwodzie. Jeśli potrzebujesz tylko pomysłów, ale planujesz wdrożyć własne urządzenie z własnym oprogramowaniem, śmiało eksperymentuj dla swojego zdrowia!

Programowanie mikrokontrolerów

Sterownik programuje się poprzez złącze do programowania w obwodzie X3 poprzez interfejs SPI przy użyciu programatora STK-500, ucGoZillla, USBtiny lub innego. Do flashowania sterownika potrzebne będzie również środowisko Atmel AVR Studio, które można pobrać ze strony oficjalna strona internetowa Microchip.

Programując mikrokontroler należy dokonać ustawień według poniższych zrzutów ekranu (zwróć uwagę na ten punkt, aby nie zamienić sterownika w „cegiełkę”).

Co jest możliwe

• Wykorzystaj diagram (lub jego części) w dowolnym swoim projekcie (również komercyjnym).
• Zbuduj komputerowy fotopletyzmograf dla siebie i swoich bliskich, do eksperymentów naukowych i innych dobrych celów.
• Piszcie w komentarzach na stronie o problemach lub sukcesach w montażu urządzenia.
• Zgłaszajcie w komentarzach wszelkie niejasności, niedokładności lub niekompletność materiałów do montażu fotopletyzmografu.
• Zgłaszajcie się w komentarzach na stronie nt możliwe błędy w materiałach dotyczących montażu pulsografu.
• Zaproponuj w komentarzach rozsądniejsze rozwiązania techniczne problemów rejestracji fali tętna.
• Udostępniaj informacje o montażu urządzenia na blogach tematycznych i forach z linkiem do oryginalnego źródła.
• Jako podziękowanie dla autorów projektu zostaw link do naszej strony internetowej.

Czego nie robić

• Zapytaj o kody źródłowe oprogramowania sprzętowego i programów na PC :)
• Wymagaj od nas napisania dodatkowych materiałów o dowolnej treści na temat fotopletyzmografu komputerowego (dane techniczne, biznes plan, dyplom, paszport produktu itp.).
• Poproś o opublikowanie otwartych materiałów na zgromadzeniu Ostatnia wersja komputerowy fotopletyzmograf „Pulse Lite”.
• Zmień obwód pulsografu według własnego uznania, a następnie zbesztaj programistów za niedziałający wynik.
• Krytykuj rozwiązania obwodów bez ważkich argumentów i rozsądnych propozycji.

W internecie bez problemu można znaleźć prostsze i tańsze układy czujników tętna. Nasze urządzenie nie jest dla tych, którzy chcą po prostu „spędzić wieczór z lutownicą i pobawić się tętnem”. Tutaj opublikowaliśmy schemat naszej ósemki prototyp fotopletyzmograf, zatem możemy śmiało powiedzieć, że to urządzenie pozwoli u zdecydowanej większości ludzi zarejestrować falę tętna przy minimalnym poziomie szumu. Nie musisz kręcić pokrętłami trymera, żeby zobaczyć puls na ekranie. Na podstawie kształtu fali tętna możesz obliczyć współczynniki sztywności i odbicia, a nie tylko chwilowe tętno (zwłaszcza, że ​​program zrobi wszystko za Ciebie). To urządzenie nie jest chińską zabawką z niedokończonym oprogramowaniem i wadliwym oprogramowaniem, ani nie jest dziełem rzemieślniczym naścienny ze „Starego Raju”. To pełnoprawny fotopletyzmograf komputerowy, który może stać się niezawodnym pomocnikiem w kwestiach obiektywnego monitorowania stanu zdrowia.

Dziękujemy za uwagę i życzymy powodzenia w montażu domowego pulsografu!

schemat monitora tętna schemat fotopletyzmografu pulsoksymetr zrób to sam pulsometr zrób to sam schemat fotopletyzmografu kup fotopletyzmograf kup schemat vedapulse czujnik tętna Eldar sam schemat czujnika tętna

Czas czytania: 21 minut

Pulsometr to urządzenie pomiarowe, które mierzy tętno. Nazywa się go także monitorem tętna.

Używany jest czujnik tętna do monitorowania pracy serca, analizowania obciążeń, określania stref tętna i wychodzenia poza te strefy. Na rynku akcesoriów sportowych sprzedawanych jest wiele różnych modeli monitorowania tętna. Zastanówmy się, do czego służy pulsometr, jakie są jego zalety i zalety, jak go wybrać, a także przyjrzyjmy się najpopularniejszym na rynku modelom pulsometrów.

Monitor tętna: do czego służy i jakie są zalety

Jeśli potrzebujesz informacji o tym, jak pracuje Twoje serce podczas ćwiczeń, koniecznie musisz mieć urządzenie takie jak czujnik tętna. Podczas treningu pulsometr pomaga utrzymać pożądane tętno, mierzy liczbę spalonych kalorii oraz monitoruje pracę serca i obciążenie pracą. Najczęściej pulsometr wykorzystuje się podczas treningu interwałowego i cardio, ale przyda się także podczas treningu siłowego. Ponadto czujnika tętna można używać podczas zajęć w ciągu dnia do monitorowania pracy serca.

Kto może potrzebować czujnika tętna?

• Dla tych, którzy trenują cardio, aby schudnąć lub rozwinąć wytrzymałość.
• Dla osób trenujących interwałowo o wysokiej intensywności (HIIT).
• Dla tych, którzy mają problemy z sercem i muszą kontrolować swoje tętno.
• Dla tych, którzy chcą kontrolować liczbę kalorii spalanych podczas treningu.
• A także dla tych, którzy chcą regularnie poprawiać swoje wyniki bez szkody dla zdrowia.

Dlaczego w ogóle konieczne jest mierzenie tętna podczas ćwiczeń? W zależności od tętna lub tętna (w skrócie HR), organizm będzie korzystał z różnych źródeł energii. Na tej podstawie istnieje kilka stref obciążenia, które określają efektywność Twojego treningu:

Wskazany procent jest pobierany z maksymalnej wartości tętna. Aby to obliczyć, używamy wzoru: Maksymalne tętno = 220 – wiek.

Odpowiednio, aby organizm mógł wykorzystać kwasy tłuszczowe jako źródło, wystarczy utrzymać tętno w strefie 60-70% maksymalnego tętna. Na przykład, jeśli masz 30 lat, poniższe obliczenia zostaną wykorzystane do obliczenia możliwego zakresu Twojego tętna:

• Dolny próg = (220-30)*0,6=114
• Górny próg = (220-30)*0,7=133

Z takim pulsem (114-133 uderzeń na minutę) możesz się uczyć długi czas, utrzymując ciągłe tempo. W tym przypadku ćwiczenie będzie miało charakter aerobowy, czyli z wykorzystaniem tlenu. Takie treningi cardio pomagają spalać tłuszcz i trenować serce.

Jeśli wykonujesz treningi interwałowe o dużej intensywności (np. trenujesz według protokołu Tabata), to w momentach szczytowych tętno powinno znajdować się w strefie beztlenowej, tj. 80-90% maksymalnego tętna:

• Dolny próg = (220-30)*0,8=152
• Górny próg = (220-30)*0,9=171

Czujnik tętna pomaga monitorować tętno i utrzymywać je w strefie odpowiadającej Twoim wymaganiom. Jeśli Twój model czujnika tętna na to pozwala, możesz ustawić interesujące Cię strefy tętna, a otrzymasz powiadomienie, gdy tętno opuści określoną strefę.

Zalety czujnika tętna:

• Czujnik tętna chroni serce przed przeciążeniem podczas ćwiczeń, ponieważ monitorujesz tętno.
• Będziesz ćwiczyć w takiej strefie tętna, jakiej potrzebujesz – w zależności od Twoich celów – do spalania tłuszczu lub wytrzymałości, dzięki czemu będziesz trenować efektywniej.
• Dzięki pulsometrowi z łatwością możesz śledzić swoje postępy, analizować poziom obciążenia i jego odbiór przez organizm.
• Będziesz dokładnie wiedział, ile kalorii spaliłeś podczas treningu.
• Czujnika tętna można używać podczas codziennych czynności, aby ocenić wydolność organizmu lub monitorować poziom stresu.
• Pulsometr jest niezastąpiony podczas szybkiego biegania lub chodzenia po ulicy, gdy nie ma innych źródeł pozwalających określić poziom wysiłku.

Wiele urządzeń cardio ma już wbudowany czujnik tętna. Ale po pierwsze, takie monitory tętna pokazują niedokładne dane, na których lepiej nie polegać. Po drugie, aby rejestrować dane, trzeba podczas biegu lub chodzenia trzymać uchwyty, co nie zawsze jest wygodne. Dlatego jeśli chcesz otrzymywać najdokładniejsze dane dotyczące tętna i kalorii, lepiej kupić czujnik tętna.

Można także skorzystać z ręcznego monitorowania tętna. Aby to zrobić, musisz zatrzymać się i policzyć uderzenia, rejestrując uzyskane wartości. Jednak dodatkowe manipulacje podczas treningu nie zawsze są wygodne, a uzyskane wartości będą obarczone dużym błędem. Dodatkowo ciągłe zatrzymywanie się powoduje obniżenie tętna, co zaburza rytm aktywności. Dlatego niezbędny jest pulsometr: będzie on rejestrował dane natychmiastowo podczas całego treningu.

Główne funkcje czujnika tętna:

• Monitorowanie tętna (HR).
• Ustawianie strefy tętna
• Powiadomienie o zmianie strefy tętna za pomocą dźwięku lub wibracji
• Obliczanie średniego i maksymalnego tętna
• Licznik kalorii
• Wyświetlanie godziny i daty
• Stoper, minutnik

Niektóre czujniki tętna mają dodatkowe funkcje: Nawigacja GPS, budzik, krokomierz, historia treningów, automatyczne obliczanie stref treningowych, test wydolnościowy, obliczanie tętna dla pojedynczego okrążenia (przydatne dla biegaczy), synchronizacja z aplikacjami i komputerem. Im więcej funkcji posiada urządzenie, tym jest droższe.

Rodzaje czujników tętna

Monitory tętna można podzielić na 2 duże grupy: napierśniki(za pomocą pasa piersiowego) i nadgarstki. Używany pulsometr z paskiem na klatkę piersiową O bardziej popularne wśród praktyków, ale dzięki nowym technologiom pojawiły się modele, które pozwalają dokładnie zmierzyć puls bez czujnika na klatkę piersiową.

Piersiowy czujnik tętna to czujnik z elektrodami, noszony pod klatką piersiową i przesyłający dane do zegarka-odbiornika lub aplikacji mobilnej. Istnieją dwa typy modeli piersiowych monitorów tętna, które różnią się konfiguracją:

• Monitor pracy serca bez odbiornika zegarka. W tym przypadku dane przesyłane są do smartfona za pośrednictwem technologii Bluetooth Smart. Sensor synchronizuje się ze specjalnymi aplikacjami na smartfonie, gdzie automatycznie zapisywane są wszystkie niezbędne informacje o tętnie i spalonych kaloriach. Jest to wygodne przy analizie treningów, gdyż aplikacja przechowuje całą historię danych. Najczęściej pulsometry synchronizowane są z aplikacjami na systemy operacyjne Android i iOS.
• Monitor pracy serca z odbiornikiem zegarka. W tym przypadku czujnik wysyła dane do zegarka odbiornika, gdzie są one przetwarzane i można je zobaczyć na ekranie. Takie modele są droższe, ale i wygodniejsze. Nie musisz dodatkowo korzystać ze smartfona, wszystkie informacje zostaną wyświetlone na zegarku. Na przykład wygodniej jest używać takich czujników tętna na zewnątrz.

Jeśli kupujesz pulsometr z zegarkiem, zwróć także uwagę na rodzaj transmisji danych. Istnieją dwa rodzaje przesyłania danych z paska na klatkę piersiową do zegarka:

• Analogowy (niekodowany) rodzaj transmisji danych. Może podlegać zakłóceniom radiowym. Uważa się, że jest mniej dokładny, ale jeśli wystąpi błąd, jest on bardzo mały. Analogowy czujnik tętna można synchronizować ze sprzętem kardio, zbierając dane o tętnie z paska. Jeśli jednak ktoś w Twoim bezpośrednim sąsiedztwie (w promieniu metra) korzysta z czujnika tętna z tym samym rodzajem transmisji danych, na przykład podczas grupowego treningu, mogą wystąpić zakłócenia.
• Cyfrowy (kodowany) rodzaj transmisji danych. Droższy i dokładniejszy rodzaj transmisji danych, niepodlegający zakłóceniom. Jednakże cyfrowego czujnika tętna nie można zsynchronizować ze sprzętem do ćwiczeń.

Zarówno analogowe, jak i cyfrowe monitory tętna są dość dokładne, więc Rodzaj transferu danych nie odgrywa kluczowej roli przy wyborze pulsometru. Nie ma sensu przepłacać dodatkowo za cyfrową transmisję danych.

Nadgarstkowe czujniki tętna

Wygodą nadgarstkowych czujników tętna jest to, że nie trzeba nosić paska na klatkę piersiową z czujnikiem. Do pomiaru danych wystarczy zegarek noszony na nadgarstku. Jednak ta wersja pulsometrów ma również szereg cech i wad, dlatego pomimo pozornej wygody nadgarstkowe pulsometry są wciąż mniej popularne.

Istnieją dwa rodzaje nadgarstkowych czujników tętna, które różnią się zasadą monitorowania tętna:

• Puls jest mierzony po kontakcie palców z czujnikiem z przodu urządzenia. Wystarczy umieścić czujnik tętna na nadgarstku, dotknąć go, a urządzenie wyświetli odczyty tętna. Wadą takiego monitorowania jest to, że nie będziesz mierzyć pulsu przez określony czas, ale na żądanie, dopiero po kontakcie palców i elektrod z ciałem. Ten czujnik tętna jest bardziej odpowiedni dla turystyki, wspinaczki górskiej lub dla tych, którzy ze względu na ograniczenia zdrowotne zmuszeni są okresowo monitorować swoją strefę tętna.
• Puls jest mierzony poprzez śledzenie za naczyniami krwionośnymi. Zasada działania takich pulsometrów jest następująca: zakładasz bransoletkę na rękę, diody LED przeświecają przez skórę, czujnik optyczny mierzy zwężenie naczyń krwionośnych, a czujnik wyświetla uzyskane wartości na ekranie zegarka . Ale wady takich urządzeń są również oczywiste. Aby dane były dokładne, pasek musi być mocno zaciśnięty na nadgarstku, co nie zawsze jest wygodne podczas treningu. Ponadto intensywne pocenie się lub deszczowa pogoda mogą zakłócać działanie czujnika.

Oczywiście zegarek jest bardziej powszechnym elementem wyposażenia niż pasek na klatkę piersiową. Dlatego jeśli czujesz się niekomfortowo nosząc pas pod klatką piersiową, polecamy zakup drugiej wersji nadgarstkowego czujnika tętna. Jednak dyskomfort i niedogodności to chyba jedyny argument przemawiający za nadgarstkowym czujnikiem tętna. Większość trenujących nadal wybiera czujnik tętna z paskiem na klatkę piersiową ze względu na wygodę i dokładność danych.

Ceny czujnika tętna ustalane są na podstawie następujących parametrów:

• Firma produkcyjna
• Typ czujnika tętna: klatka piersiowa lub nadgarstek
• Zawartość: czy w zestawie znajduje się odbiornik do zegarka, wymienne paski, etui itp.
• Rodzaj transmisji danych: analogowy lub cyfrowy
• Ochrona przed wilgocią
• Pasek, jego szerokość, jakość, łatwość zapinania
• Jakość obudowy odbiornika zegarka
• Dostępność dodatkowych funkcji

Monitory tętna: wybór najlepszych modeli

Oferujemy wybór modeli czujników tętna z krótki opis, ceny i zdjęcia. Na podstawie tej recenzji możesz wybrać odpowiedni dla siebie czujnik tętna. Ceny podane są według danych Yandex Market z września 2017 r. i mogą różnić się od ceny czujnika tętna w Twoim sklepie.

Monitory tętna Sigma

Popularne modele pulsometrów Sigma są opracowywane przez tajwańskiego producenta. Wśród pulsometrów Sigma uznawana jest za jednego z liderów rynku, ich modele są wręcz idealne pod względem stosunku ceny do jakości. W ofercie znajdują się głównie modele pulsometrów z paskiem na klatkę piersiową i zegarkiem:

• Sigma na PC 3.11: najbardziej prymitywny model z podstawowa funkcja liczenie tętna. Nie ma liczenia kalorii.
• Sigma na komputerze 10.11: optymalny model ze wszystkimi niezbędnymi podstawowymi funkcjami, m.in. obliczaniem tętna średniego i maksymalnego, licznikiem kalorii, sygnałem dźwiękowym w przypadku przekroczenia docelowej strefy tętna.
• Sigma PC 15.11: Ten model jest odpowiedni dla entuzjastów biegania, ponieważ posiada dodatkowe funkcje, takie jak licznik okrążeń, średnie i maksymalne tętno na okrążenie, liczba kalorii spalonych na okrążeniu oraz czas okrążenia.
• Sigma PC 22.13: Ten czujnik tętna wykorzystuje cyfrową transmisję danych, więc cena jest nieco wyższa. Model oferowany jest w kilku wersjach kolorystycznych nadwozia. Funkcje standardowe: obliczanie tętna średniego i maksymalnego, licznik kalorii, wskaźnik strefy, sygnał dźwiękowy w przypadku przekroczenia docelowej strefy tętna.
• Sigma PC 26.14: model podobny do poprzedniego, ale z dodatkiem nowych funkcji. Na przykład to urządzenie ma licznik okrążeń, automatyczną funkcję obliczania strefy docelowej, pamięć na 7 sesji treningowych, sumy tygodniowe.

Monitory tętna Polar

Polar jest jednym z najbardziej znane marki na rynku czujników tętna. Polar produkuje urządzenia wysokiej jakości, jednak ich ceny są znacznie wyższe. Możesz kupić pasek na klatkę piersiową z czujnikiem, który będzie przesyłał dane do Twojego smartfona, lub zestaw paska i odbiornika zegarka dla łatwiejszego śledzenia danych.

Pasy piersiowe z czujnikiem:

• Polarny H1: Interfejs komunikacyjny GymLink, obsługa Androida i iOS, ochrona przed wilgocią.
• Polarny H7: Interfejsy komunikacyjne GymLink i Blutooth Smart, obsługa Androida i iOS, ochrona przed wilgocią.
• Polarny H10: nowa generacja czujników tętna, zastępująca H7, jeden z popularnych modeli czujników tętna.

W zestawie czujnik tętna na klatkę piersiową z zegarkiem:

• Polar A300: oprócz standardowych funkcji, urządzenie to posiada także wiele dodatkowych funkcji: krokomierz, monitorowanie snu, funkcja przypominania, wyznaczanie celów, akcelerometr. Możliwe jest także połączenie ze smartfonem poprzez Bluetooth.
• Polar FT60: model ten posiada funkcję liczenia kalorii, a także szereg funkcji pomocniczych, ale bardzo wygodnych i przydatnych, takich jak: budzik, druga strefa czasowa, wskaźnik niski poziomładowanie akumulatora, blokada przycisków przed przypadkowym naciśnięciem.
• Polarny M430: Kolejny bardzo wielofunkcyjny gadżet, wodoodporny, z nawigacją GPS i podświetleniem. Dodano funkcję powiadamiania o połączeniach przychodzących, odebranych wiadomościach i powiadomieniach z aplikacji społecznościowych GPS.

Monitory tętna firmy Beurer

Marka ta oferuje modele pulsometrów z paskiem na klatkę piersiową oraz modele, w których trzeba dotknąć czujnika urządzenia, aby zmierzyć dane. Do treningu zalecamy wybór pulsometrów z paskiem na klatkę piersiową; jest to wygodniejsze i praktyczne.

• Beurera PM25: prosty i wygodny model, posiada wszystkie ważne funkcje, np. wbudowany kalendarz, zegar, budzik, stoper, licznik kalorii, alarm przy wyjściu ze strefy treningowej.
• Beurera PM45: Zestaw funkcji jest podobny do modeli PM25, ale zawiera wymienne paski, uchwyt rowerowy i futerał do przechowywania.
• Beurera PM15: Jest to nadgarstkowy czujnik tętna z czujnikiem dotykowym, urządzenie monitoruje tętno, ostrzega o wyjściu poza strefę treningową, ale nie liczy kalorii. Cena: 3200 rubli.

Monitory tętna Suunto

Kolejna znana firma na rynku Wyposażenie sportowe, która produkuje serię zegarki sportowe z możliwością pomiaru pulsu. Suunto oferuje paski na klatkę piersiową oraz paski na klatkę piersiową dołączone do zegarka:

• Pasek Suunto Comfort: Pasek na klatkę piersiową odpowiedni do wszystkich zegarków sportowych serii T i komputerów, które mogą być używane jako czujnik tętna.
• Inteligentny pas Suunto: Pas piersiowy z technologią Bluetooth Smart. Kompatybilny z aplikacją Movescount firmy Suunto.
• Suunto M2: pasek na klatkę piersiową z zegarkiem, który posiada wszystkie podstawowe funkcje, m.in. kontrolę tętna, liczenie kalorii, automatyczny wybór żądanej strefy tętna.
• Suunto M5: Ten czujnik tętna jest wyposażony w dodatkowe funkcje, które pomogą Ci określić optymalny plan treningowy na podstawie indywidualnych wyników, a także uzyskać wiarygodne informacje o prędkości i dystansie podczas treningów biegowych.

Monitory tętna Sanitas

Sanitas nie ma wielu modeli, ale wyróżniają się niskimi cenami, dlatego też o nich wspominamy.

• Sanitas SPM22 i SPM25: Czujnik tętna z paskiem na klatkę piersiową, który zawiera wszystkie podstawowe funkcje i jest idealny do regularnego użytku.
• Sanit SPM10: W tym modelu nie potrzebujesz paska na klatkę piersiową, aby zmierzyć tętno. Wystarczy umieścić urządzenie na nadgarstku i dotknąć palcem czujnika z przodu urządzenia. Urządzenie to jest odpowiednie dla osób, które nie chcą nosić pasa piersiowego lub np. w celach turystycznych.

Inne modele

• Nexx HRM-02. Opcja budżetowa pas piersiowy z czujnikiem, który jest odpowiedni dla tych, którzy nie są gotowi poważnie wydawać pieniędzy na gadżety fitness. Urządzenie posiada wbudowany moduł Bluetooth Smart i jest kompatybilne z niemal wszystkimi urządzeniami aplikacje mobilne, obsługujący funkcję przesyłania danych z bezprzewodowego czujnika tętna. Liczy tętno i spalone kalorie.
• Torneo H103. Pasek na klatkę piersiową z odbiornikiem zegarka. Wyposażony we wszystkie podstawowe funkcje: obliczanie tętna, licznik kalorii, ustawianie stref tętna, pomiar czasu w strefie docelowej, stoper, kalendarz i budzik, wodoodporność.
• Wahoo TICKR. Kolejna opcja na klatkę piersiową z czujnikiem tętna, który przesyła informacje przez Bluetooth do smartfona. Oprócz tętna rejestrowane są takie parametry, jak wykonane kroki i spalone kalorie.

Jaki pulsometr wybrać:

• Jeśli chcesz kupić pulsometr o optymalnym stosunku ceny do jakości, to kup modele Sigma lub Beurer.
• Jeśli chcesz kupić najbardziej niezawodne i dokładne urządzenie, kup modele Polar lub Suunto.
• Jeśli chcesz kupić najprostszą i najtańszą opcję na pulsometr, warto zwrócić uwagę na modele oferowane na stronie Aliexpress (recenzja poniżej).

Monitory tętna: wybór najlepszych modeli na Aliexpress

Oferujemy Państwu wybór pulsometrów, które można kupić na Aliexpress w przystępnej cenie. Wszystkie pulsometry mają podobne funkcje i są w przybliżeniu w tym samym przedziale cenowym, dlatego sugerujemy skupić się na opiniach klientów, średnich ocenach produktów i całkowity zamówienia na ten produkt.

Pasek na klatkę piersiową bez zegarka

Jeśli kupisz pas piersiowy bez zegarka, dane dotyczące tętna zostaną przesłane do aplikacji na Twoim smartfonie. Paski piersiowe są kompatybilne ze wszystkimi urządzeniami obsługującymi technologię Bluetooth Smart (4.0) i ANT. Prezentowane czujniki dość dokładnie mierzą tętno.

Sugerujemy zwrócenie uwagi na następujące czujniki klatki piersiowej:

Aby monitorować tętno, cały sprzęt cardio jest wyposażony w czujniki tętna. Wszystkie bieżnie standardowo wyposażone są w czujniki przewodowe, które charakteryzują się prostą konstrukcją, lecz dużym błędem pomiaru.

Najbardziej popularne są czujniki bezprzewodowe instrumenty precyzyjne pomiary tętna, których błąd nie przekracza +/- 1 uderzenia.

Puls to liczba rozszerzeń tętnicy w momencie wyrzutu krwi przez serce w jednostce czasu. Należy zaznaczyć, że tętno i tętno (HR) to nie to samo, chociaż dla osoby zdrowej fizycznie ich wartości rzeczywiście będą takie same. Tętno charakteryzuje pracę dolnych partii serca (komor) na jednostkę czasu (minutę) i może znacznie różnić się od częstości tętna. Zjawisko to można zaobserwować, gdy rytm serca jest zaburzony (arytmia).

Normy wartości tętna

Każda osoba jest inna, a wartości tętna mogą się znacznie różnić w zależności od osoby. Czynnikiem wpływającym na tętno jest sprawność fizyczna, stopień wydolności serca i organizmu jako całości. Organizm to złożony układ, w którym serce rozwiązuje problem transportu tlenu do wszystkich tkanek i narządów.

Z reguły serce wytrenowanych sportowców w spoczynku kurczy się znacznie rzadziej niż serce przeciętnego człowieka.

Za normę dla zdrowego człowieka uważa się zakres 60-90 uderzeń na minutę. Przy wartościach tętna poniżej 60 uderzeń na minutę pojawia się bradykardia, przy szybkich wartościach powyżej 90 uderzeń pojawia się tachykardia. Musisz wiedzieć, że u noworodka zwiększone tętno do 140 uderzeń na minutę uważa się za normalne, a puls kobiety jest o 5-10 uderzeń wyższy niż u mężczyzny.

Wartości tętna szybko rosną podczas aktywności fizycznej, podczas wybuchów emocji (złość, strach, podekscytowanie), zależą od statystycznej pozycji ciała (stojąca, siedząca), wzrasta po jedzeniu lub po zażyciu niektórych leków.

Tabela 1 – Średnie wartości tętna u osoby zdrowej.

Wiek	Tętno na minutę
Nowo narodzony	135-140
6 miesięcy	130-135
1 rok	120-125
2 lata	110-115
3 lata	105-110
4 lata	100-105
5 lat	93-100
7 lat	90-95
8 lat	80-85
9 lat	80-85
10 lat	78-85
11 lat	78-84
12 lat	75-82
13 lat	72-80
14 lat	72-78
15 lat	70-76
16 lat	68-72

Dlaczego konieczne jest monitorowanie tętna na bieżni?

Aby treningi były jak najbardziej efektywne, należy monitorować tętno. Strefa efektywności wyliczana jest na podstawie wartości tętna maksymalnego (MHR). Dla mężczyzn MHR = 220 – wiek, dla kobiet wartość ta wynosi MHR = 226 – wiek.

Tradycyjnie strefy docelowe można podzielić na cztery zakresy:

1. Strefa ogólnego obciążenia zdrowotnego (tryb delikatny): 50-60% MHR. Strefa ta polecana jest początkującym użytkownikom oraz osobom prowadzącym siedzący tryb życia.
2. Strefa umiarkowanego obciążenia ( tryb ogólny): 60-70% MHR. Nadaje się do większości treningów skupiających się na efektywne spalanie tłuszcz
3. Strefa wysokiego obciążenia (tryb zaawansowany): 70-80% MHR. Polecana doświadczonym osobom o wytrenowanym sercu, strefa docelowa ma za zadanie wzmacniać układ sercowo-naczyniowy.
4. Strefa obciążenia beztlenowego (krótkoterminowy tryb ekstremalny): 80-90% MHR. Polecany dla sportowców pracujących nad indywidualnymi programami w obecności trenera.

Rodzaje czujników tętna do bieżni

Przewodowe czujniki tętna

Pierwsze próby elektrycznego pomiaru pulsu pojawiły się na początku XX wieku. W 1902 roku Willem Einthoven uzyskał pierwszy elektryczny sygnał serca za pomocą galwanometru strunowego. Jego waga przyrząd pomiarowy wynosiła 270 kg, ale zasada pomiaru osiągnęła nasze czasy. Pomiary tętna opierają się na układzie elektrod (trójkąt Einthovena), który rejestruje moment pobudzenia elektrycznego komór.

Galwanometr używany do pomiaru tętna w 1902 roku

Nowoczesne bieżnie wyposażone są w przewodowe czujniki tętna. Zasada działania takich czujników jest prosta: dwie elektrody umieszczone na poręczach mierzą różnicę potencjałów, a informacja przekazywana jest przewodami do przetwornika analogowo-cyfrowego (ADC) konsoli. Tam informacje są przetwarzane i wyświetlane na ekranie.

Wadą takiego układu jest duży błąd pomiaru (20-30%), niedogodność obsługi i szybkość wyświetlania wartości rzeczywistych.

Często okazuje się, że dopiero po 30-40 sekundach trzymania czujników można ocenić rzeczywiste wartości tętna.

Na poręczach konsoli znajdują się przewodowe czujniki tętna

Bezprzewodowe czujniki tętna

Bezprzewodowe czujniki tętna charakteryzują się prostą konstrukcją i szeregiem zalet w porównaniu do urządzeń przewodowych:

1. Najdokładniejsze pomiary tętna. Dokładność czujników bezprzewodowych +/- 1 uderzenie na minutę
2. Łatwość użycia. Czujnik tętna mocuje się w okolicy serca za pomocą specjalnego paska. Za pomocą dwóch elektrod rejestruje się różnicę potencjałów. Dla dobrego kontaktu zaleca się zwilżenie elektrod wodą. Następnie analogowy lub sygnał cyfrowy, który jest odbierany przez odbiornik konsoli i wyświetlany na ekranie.
3. Możliwość korzystania z programów zależnych od kardio.

Bezprzewodowe czujniki tętna umożliwiają dokładniejsze pomiary tętna. Dokładność czujników bezprzewodowych +/- 1 uderzenie na minutę

Wady tej metody są nieznaczne:

1. Konieczność zastosowania baterii w czujniku. Przy codziennym szkoleniu ładowanie wystarczy na 1 rok.
2. Niedogodność stosowania pasa cardio podczas długotrwałego treningu.

Najpopularniejsze bezprzewodowe czujniki tętna

Do pomiaru tętna wykorzystywane są czujniki bezprzewodowe pracujące w zakresie częstotliwości 5 kHz. Czujniki mogą być kodowane (stosowane w salach fitness) lub niekodowane (przeznaczone do użytku domowego).

Wiodącym liderem na rynku pulsometrów jest firma Polarny. Wraz z nim w sprzedaży znajdziesz pulsometry marki Sigma, Beurer, Oregon, Garmin, Suunto. Większość modeli budżetowych ma niewielki zestaw funkcji i zaczyna się od 500 rubli. W średnim przedziale cenowym 3000 rubli można znaleźć wysokiej jakości i wygodne monitory tętna. Drogie modele przeznaczone do intensywnego i profesjonalnego użytku często mają kodowany sygnał i kosztują około 20 000 rubli.

Wiele modeli bieżni jest wyposażonych w bezprzewodowy pas cardio, głównie firmy Polar, działający na częstotliwości 5,4 kHz.

Jak mogę się dowiedzieć, czy mogę używać bezprzewodowego czujnika tętna na moim urządzeniu do ćwiczeń?

Przed zakupem bieżni warto sprawdzić, czy model ten posiada telemetryczny odbiornik pomiaru tętna. lubię to Specyfikacja można uzyskać na oficjalnej stronie sprzedawcy lub w instrukcji obsługi symulatora.

Podłączanie czujnika tętna

Jeśli czujnik tętna zostanie włączony po raz pierwszy, należy zainstalować baterię, która również znajduje się w zestawie. Następnie powierzchnię czujnika kardiologicznego stykającą się z ciałem zwilża się wodą i mocuje pas kardiologiczny na klatce piersiowej. Po włączeniu symulatora następuje automatyczne dopasowanie urządzeń.