Введение

Сегодня данные о состоянии здоровья используются гораздо чаще при анализе результатов тренировок для поддержки планов тренировок и мониторинга состояния здоровья. Приложения для здоровья и данные, которые они собирают, особенно ориентированы на измерение частоты сердечных сокращений. Их можно использовать в качестве индикаторов уровня физической подготовки или предупреждений о вреде для здоровья.

В этой статье более подробно рассматриваются данные о частоте сердечных сокращений и выделяются переменные, влияющие на точность прогнозирования показателей частоты сердечных сокращений на основе высоты. Для решения этой проблемы мы поставили следующие вопросы:

  1. Какова стабильность измерений сердечного ритма с устройства Apple Watch?
  • При использовании приложения для тренировок, сколько обычно измеряется частота сердечных сокращений за тренировку?
  • В среднем, сколько времени требуется, чтобы зарегистрировать первое измерение пульса выше 130 ударов в минуту?

2. Насколько высота влияет на показатели сердечного ритма во время бега?

3. Можно ли использовать эту информацию для прогнозирования частоты сердечных сокращений во время бега?

Стабильность измерений

Производители умных часов каждый год улучшают и выпускают новые продукты. Клиенты ожидают, что измерение частоты сердечных сокращений станет стандартной функцией этих устройств, но насколько они стабильны на самом деле?

На приведенных ниже диаграммах показаны измерения частоты сердечных сокращений, полученные во время тренировок, записанных на Apple Watch Series 3. В среднем мы можем видеть, что между несколькими тренировками существуют значительные различия с точки зрения количества измерений частоты сердечных сокращений на каждое беговое занятие. За 39 тренировок диапазон измерений пульса варьировался от 50 до 350 за пробежку и в среднем составил 181.

Кроме того, время между запуском приложения для тренировки и первым измерением частоты сердечных сокращений выше 130 ударов в минуту колеблется от 20 секунд до 15 минут и составляет в среднем чуть более 3 минут.

Высота над уровнем моря и частота сердечных сокращений

Обычно мы ожидаем, что при обычном беге частота сердечных сокращений будет увеличиваться по мере увеличения высоты и расслабляться при беге вниз по склону. Из графиков ниже видно, что в некоторых случаях происходит прямо противоположное.

Несмотря на то, что график высоты для каждого маршрута одинаков, эти три тренировки показывают корреляцию с высотой, но очень разные по сравнению друг с другом.

Насколько точно мы можем предсказать частоту сердечных сокращений по сравнению с высотой?

Результаты этого исследования показывают, что когда мы используем ИИ для прогнозирования частоты сердечных сокращений по высоте с точностью 19%. Несмотря на то, что частота сердечных сокращений классифицируется в небольших диапазонах 5 ударов в минуту для прогнозирования, а не точного значения, это говорит о том, что мы должны учитывать другие возникающие вариации.

Дополнительными соображениями могут быть:

  • Время суток
  • Погода
  • Потребляемая энергия (время последнего приема пищи)
  • Количество тренировок за последние дни/недели.
  • Скорость

Заключение

1. Результаты измерения сердечного ритма не всегда стабильны со смарт-часов.

2. Высота над уровнем моря и частота сердечных сокращений коррелируют, но не всегда так, как ожидалось.

3. Прогнозы моделей ИИ могут быть очень неточными, если они не оптимизированы для учета нескольких типов переменных.