Полезный софт 

Оптический пульсометр принцип работы. Модели смарт-часов с функцией измерения ад

Становятся простыми и наиболее эффективными. Это небольшое устройство, похожее на наручные часы, при помощи датчика определяет частоту сердечных сокращений (пульс), что особенно актуально для спортсменов во время тренировок. Устройства для велосипедистов крепятся на руль. Постоянно носить пульсометр рекомендуется людям страдающим заболеваниями сердца и сосудистой системы, что позволяет контролировать нарушения в сердечном ритме. Устройство поможет избежать переутомления. В настоящей статье рассказывает о видах пульсометров, о том на что необходимо обратить внимание при выборе пульсометра, а также о том, какой пульсометр лучше выбрать и купить в магазине.

История появления пульсометра

Создание первого в мире пульсометра пришло в голову профессору и будущему основателю компании Polar Сеппо Сайнаякангас в 1975 году. Прогуливаясь на лыжах недалеко от своего дома в городе Кемпеле в Финляндии, он встретил своего друга, работающего тренером. Между ними завязался разговор о методах самого точного измерения пульса у спортсменов во время проведения тренировки. С тех пор профессор решил изменить тренировочный процесс. В 1979 году был оформлен первый патент на устройство, а в 1982 году запущено серийное производство первого пульсометра модели The Sport Tester PE2000.

Принцип работы пульсометра

Работает пульсометр по принципу аппарата ЭКГ. Действие устройства происходит следующим образом: электронные сигналы работы сердца, возникающие в результате его сокращений, передаются от датчика к принимающему устройству, которое, в свою очередь, их обрабатывает и показывает на дисплее. Эти данные можно сохранять и воспроизводить после тренировок.

Виды пульсометров

Большинство пульсометров представляют собой комплект из браслета и датчика. По конструкции датчика пульсометры делятся на 3 вида:

- Со встроенным в браслет датчиком . Такой вариант встречается в наручных устройствах, он наиболее неточный в измерениях.

- Устройство с нагрудным датчиком дает наиболее точные измерения. Специальным ремнем датчик крепится на груди и не сползает во время тренировок, а также не стесняет движений.

- С датчиком на пальце или мочке уха. Такое устройство не самое точное в измерениях, а датчик может сползти или упасть во время тренировки.

По конструкции устройства пульсометры бывают проводные и беспроводные.

В проводном устройстве датчик соединяется с браслетом гибким проводом. У такой не очень удобной конструкции есть некоторые преимущества. Так, во время тренировки будут фиксироваться только показатели владельца пульсометра, а не соединится с сигналами приборов людей находящихся рядом. Сигнал у проводного устройства точный и устойчивый, поэтому такая модель рекомендуется людям с нарушениями сердечного ритма и давления.

В беспроводных пульсометрах сигнал передается по беспроводной связи, что не сковывает движений человека. Такое устройство наиболее подойдет для занятий спортом, требующих частой смены положения тела. Стоит отметить, что если рядом будут находиться люди с таким же видом пульсометра, то сигнал будет искажаться и появятся неточности в измерениях. Для исключения такого неудобства можно приобрести модель устройства с кодированным сигналом только для определенного браслета, что увеличит точность измерений, но такой пульсометр стоит гораздо дороже обычного беспроводного.

Как выбрать пульсометр правильно

Выбирая пульсометр, необходимо обращать внимание на его производителя. Лучше отдать предпочтение наиболее известной фирме пусть даже и по более высокой цене. Низкая стоимость устройства указывает на его нестабильную работу и ненадежность.

Еще одним важным фактором является вид элемента питания прибора. Лучше всего выбрать пульсометр со стандартным элементом питания, который можно заменить самостоятельно, а не с таким, который нужно будет менять только в специализированной мастерской.

Стоит обратить внимание и на удобство использования устройства. Монитор должен быть легко читаемым с большими цифрами, благодаря чему удобно следить за показателями во время тренировки.

Какие функции необходимы при выборе пульсометра

Из дополнительных функций пульсометра полезными будут встроенный секундомер, достаточный объем памяти для хранения прошлых показателей, возможность программирования режима тренировки. Можно выбрать устройство, которое работает как часы. Альпинисты могут приобрести пульсометр с компасом и высотомером.

Хорошим дополнением будет сигнал о превышении допустимого числа сердечных сокращений. Сигнал может быть звуковым или в виде вибрации браслета.

Многие современные модели выпускаются со встроенным wi-fi или bluetooth, которые позволяют передавать данные с пульсометра на мобильное устройство или компьютер. Для этого на них устанавливается специальное приложение, сохраняющее данные о последних тренировках. В некоторых видах приложений можно даже проанализировать свои достижения.

Для желающих сбросить лишний вес можно приобрести пульсометр с подсчетом калорий.

Где покупать

Купить пульсометр можно в любом магазине, реализующим товары для спорта или заказать в онлайн-магазине не выходя из дома. Перед покупкой необходимо определиться какой набор функций необходим, что позволит сэкономить. При покупке стоит обратить внимание на наличие инструкции по пользованию.

Основные производители

Кроме создателя первого в мире пульсометра компании Polar, на рынке также зарекомендовали себя качественные устройства таких производителей, как Sigma, Beurer, Oregon, Garmin, Suunto.

Примерные цены

Цена пульсометра зависит от производителя и от выполняемых функций. Самые простые и недорогие модели с узким набором функций можно приобрести по цене от 600 рублей. Средний ценовой сегмент более качественных и удобных в использовании пульсометров с большим количеством функций начинается от 3 000 рублей. Дорогие модели устройств с кодированным сигналом и несколькими встроенными языками можно приобрести по цене от 19 000 рублей.

Пульсометр - это незаменимая вещь для людей, активно следящих за своим физическим состоянием и здоровьем.

Интернет-издание " "


Запястные пульсометры на первый взгляд многим кажутся оптимальным вариантом портативного монитора частоты сердечных сокращений - они компактны и просты в использовании.

При этом такой прибор, как обещают производители, позволит точно измерять пульс. А это, в свою очередь, поможет контролировать работу сердца, сохранить и укрепить его здоровье.

Рассмотрим устройство этого типа монитора ЧСС, его преимущества и недостатки и основные правила выбора.

Пульсометр позволяет следить за частотой сердечных сокращений. Это нужно для того, чтобы удерживать пульс в определенном коридоре значений - к примеру, от 130 до 160 ударов в минуту. Также эти устройства можно использовать и в чисто диагностических целях - в том случае, если нужно следить за сердечным ритмом в течение дня.

Пульсометры используют:

  • спортсмены;
  • люди, которые желают похудеть;
  • люди с заболеваниями сердца.

Спортсмены держат пульс в определенном коридоре значений, чтобы заниматься максимально эффективно : если он ниже определенного минимума, это значит, что нагрузка недостаточно велика, и ее нужно увеличить, чтобы организм получил хорошую тренировку. Если частота сокращений сердца перевалила за максимум - спортсмен работает слишком интенсивно.

Все, кто занимается тем или иным видом спорта, чтобы сбросить лишние килограммы , во время занятий также должны придерживаться определенных значений пульса (коридор значений для каждого занимающегося рассчитывается индивидуально по специальной формуле, при этом во внимание принимаются возраст и вес).

Если частота сокращений сердца слишком низкая, организм не получает достаточной нагрузки, чтобы сжечь значительное количество жира, если же она поднимается слишком высоко, организм переходит с жира на другие источники энергии.

Также медицинский пульсометр на запястье - необходимая вещь для людей с болезнями сердца , которые по рекомендации врача занимаются легкими тренировками, той или иной физической активностью.

Если при этом контролировать ЧСС, не позволяя ей превышать определенную границу, нагрузки принесут только пользу для здоровья , позволят приостановить прогрессирование заболевания или даже улучшить состояние сердечной мышцы.

Конструкция

Любой монитор частоты сердечных сокращений состоит из датчика, определяющего пульс, и приемника, на экране которого выводится результат измерений.

У стандартного нагрудного пульсометра датчик крепится на груди на мягкой эластичной ленте, а приемник в виде часов располагается на руке. У пульсометра на руку датчик и приемник совмещены в одном корпусе в виде часов, расположенном на запястье, без нагрудного ремня и датчика намного удобнее заниматься.

Есть два основных типа запястных пульсометров:

  • классические : для того, чтобы измерить пульс, нужно коснуться электродов прибора, закрепленного на руке, другой рукой;
  • пульсометры с электронно-оптическим сенсором : после того, как прибор надет на руку, он считывает пульс постоянно, касаться его второй рукой не нужно.

Пульсометры первого типа уже устарели и практически не используются. На сегодняшний день большое распространение получили так называемые фитнес-браслеты, или спортивные браслеты.

Такое устройство, снабженное электронно-оптическим сенсором, не только определяет частоту сердечных сокращений - оно также отслеживает состояние своего владельца в течение всего дня , определяя общий уровень его активности, количество пройденных шагов и потраченных калорий и многое другое.

Достоинства и недостатки

Основные преимущества фитнес-браслетов - их компактность и удобство в носке . Маленький и легкий прибор почти не ощущается на руке, нет стесняющего движения нагрудного датчика, который нужно надевать, смачивая его контакты водой или смазывая гелем. Нет и датчиков на палец или на мочку уха, которые обязательны для приборов, определяющих ЧСС по пульсации крови.

Но есть у таких браслетов и серьезные недостатки:

  • Их функциональность ниже, чем у классических моделей с нагрудным датчиком.
  • Они определяют частоту сердечных сокращений неточно - даже самым современным моделям далеко до пульсометров с нагрудными датчиками.
  • Кроме того, ассортимент спортивных браслетов пока невелик - хотя будущее, скорее всего, за ними, на сегодняшний день в силу указанных выше недостатков такие мониторы ЧСС не слишком распространены.

Как выбрать устройство для себя

Чтобы не ошибиться с покупкой, при выборе обратите внимание на три основных момента :

  • функциональность : современные приборы могут не только считывать пульс, они обладают и множеством дополнительных функций (подробнее о них - в следующем разделе);
  • Возможность синхронизации с внешними устройствами : синхронизация, к примеру, со смартфоном значительно расширит ваши возможности;
  • Водонепроницаемость : существуют пульсометры на руку, которые можно использовать для плавания, так как они защищены от воды, а также исключительно «сухопутные» - с ними плавать нельзя, они дешевле и больше подходят для бега;

Также при покупке стоит уточнить, идут ли в комплекте элементы питания, если нет - сразу их приобрести.

Ну и, конечно, для того чтобы сделать правильный выбор, можно обратиться к обзорам устройств и советам экспертов, а также отзывам спортсменов и других покупателей, уже успевших оценить те или иные модели в действии.

Дополнительные функции

Все современные пульсометры имеют множество дополнительных функций помимо измерения частоты сердечных сокращений и отображения этой информации на экране. Важнейшая из них - возможность вручную установить нужный пульсовой коридор . В случае выхода из него устройство будет оповещать вас звуковым сигналом.

Кроме того, к стандартным дополнительным функциям относятся :

  • часы;
  • секундомер и таймер;
  • шагомер, определение скорости бега, подсчет количества кругов и пройденного расстояния
  • калькулятор индекса массы тела, расхода калорий и сожженного жира;
  • определение среднего пульса во время тренировки и максимального пульса;
  • ведение статистики, сохранение в памяти данных о тренировках, чтобы в будущем можно было провести их анализ.

Узнайте о том, какое устройство больше всего подходит для бега, из видео:

Популярные запястные модели

Mio Alpha 2

Вторая версия спортивного браслета Alpha сохранила возможности, которые были в первой модели, и приобрела дополнительные функции.

Это устройство непрерывно отслеживает сердечный ритм , подает звуковой сигнал при выходе за пределы установленного пульсового коридора и синхронизируется со смартфоном.

Стоит отметить, что из-за широко силиконового браслета устройство выглядит довольно громоздким, это особенно заметно на женской руке.

Fitbit Charge HR

Этот спортивный браслет проводит круглосуточный мониторинг состояния своего владельца.

Помимо функции пульсометра здесь есть шагомер, оценка пройденного расстояния, определение уровня активности в течение дня, подсчет калорий, «тихий» будильник (Charge HR будит владельца при помощи звонка) и многое другое.

Mio Fuse

Согласно заявлению производителя, этот спортивный браслет определяет частоту сердечных сокращений с особенно высокой точностью благодаря оптическому сенсору и упрощенному алгоритму мониторинга сердечного ритма.

Обладает полным функционалом современных пульсометров на руку - шагомер, подсчет сожженных калорий, синхронизация со смартфоном и так далее. Есть два режима работы - повседневный и тренировочный.

Как пользоваться монитором ЧСС

Рассмотрим использование фитнес-браслета на примере Mio Alpha 2:

  • на смартфон с ОС Android или iOS нужно поставить специальное приложение Mio Go и синхронизировать телефон с браслетом;
  • затем необходимо произвести настройку девайса, выставить пульсовые зоны, дату и время, ввести свои данные (рост, вес и так далее);
  • пульсометр запускается длинным нажатием на кнопку справа;
  • при выходе за границу установленного пульсового коридора прибор издает звуковой сигнал.

Часто задаваемые вопросы о спортивных браслетах

Современный запястный пульсометр - это многофункциональное устройство, которое может оказаться очень полезным.

Его главным недостатком, пожалуй, является низкая по сравнению с нагрудными пульсометрами точность измерений , однако она выше, чем у . Однако фитнес-браслеты хорошо подойдут для любительских занятий спортом, а также для того, чтобы отслеживать сердечный ритм и общий уровень активности в течение дня.

Время на чтение: 21 минута

Пульсометр – это измерительный прибор, который определяют частоту сердечных сокращений. Его еще называют монитором сердечного ритма (heart rate monitor) .

Пульсометр используют для контроля работы сердца, анализа нагрузок, определения зон пульса и выхода за рамки этих зон. На рынке спортивной атрибутики продается большое количество разнообразных моделей для мониторинга сердечного ритма. Давайте разберемся, для чего нужен пульсометр, в чем его преимущества и польза, как его выбрать, а также рассмотрим самые популярные модели пульсометров на рынке.

Пульсометр: для чего нужен и какие преимущества

Если вам нужна информация о работе вашего сердца во время тренировки, то такой прибор как пульсометр вам просто необходим. Во время тренировок монитор сердечного ритма помогает поддерживать нужное значение пульса, измеряет количество сожженных калорий и контролирует работу сердца и нагрузку. Чаще всего пульсометр используется во время интервальных и кардио-тренировок, но и во время силовых нагрузок он будет совсем не лишним. Кроме того, пульсометр можно использовать во время дневной активности для контроля работы сердца.

Кому может понадобиться пульсометр?

  • Тем, кто занимается кардио-тренировками для похудения или развития выносливости.
  • Тем, кто занимается высокоинтенсивными интервальными тренировками (ВИИТ).
  • Тем, кто имеет проблемы с сердцем и должен контролировать частоту сердечных сокращений.
  • Тем, кто хочет контролировать количество сожженных калорий во время тренировки.
  • А также тем, кто хочет регулярно улучшать свои результаты без вреда для здоровья.

Зачем вообще необходимо замерять пульс во время тренировки? В зависимости от пульса или частоты сердечных сокращений (сокращенно ЧСС) ваш организм будет использовать разные источники энергии. Исходя из этого, есть несколько зон нагрузки, которые определяют эффективность вашей тренировки:

Указанный процент берется от значения максимальной частоты сердечных сокращений. Для ее расчета воспользуемся формулой: Максимальная ЧСС = 220 – возраст.

Соответственно, чтобы организм в качестве источника использовал жирные кислоты, достаточно держать пульс в зоне 60-70% от максимальной ЧСС. Например, если ваш возраст 30 лет, то для расчетов возможного диапазона вашего пульса применим следующие расчеты:

  • Нижний порог = (220-30)*0,6=114
  • Верхний порог = (220-30)*0,7=133

При таком пульсе (114-133 удара в минуту) вы можете заниматься длительное время, поддерживая беспрерывный темп. В этом случае нагрузка будет аэробная, то есть с использованием кислорода. Такие кардио-тренировки помогают сжигать жир и тренировать сердце.

Если вы занимаетесь высокоинтенсивными интервальными тренировками (например, тренировки по протоколу Табата), то в моменты пика ваш ЧСС должен находиться в анаэробной зоне, т.е. 80-90% от максимальной ЧСС:

  • Нижний порог = (220-30)*0,8=152
  • Верхний порог = (220-30)*0,9=171

Пульсометр помогает следить за своим пульсом и поддерживать его в той зоне, которая отвечает вашим требованиям. Если модель пульсометра позволяет, то можно выставить интересующие вас зоны пульса, и вы будете оповещены, когда ваш пульс будет выходить из заданной зоны.

Преимущества пульсометра:

  • Монитор сердечного ритма защищает сердце от перегрузки во время тренировки, поскольку вы контролируете значение пульса.
  • Вы будете заниматься в нужной вам зоне пульса – для жиросжигания или выносливости в зависимости от ваших целей, а значит тренироваться более эффективно.
  • С пульсометром легко отслеживать свой прогресс, анализировать уровень нагрузки и ее восприятие организмом.
  • Вы будете точно знать, сколько калорий потрачено во время тренировки.
  • Вы можете использовать пульсометр во время обычной дневной активности для оценки работы организма или контроля нагрузок.
  • Пульсометр незаменим во время бега или быстрой ходьбы на улице, когда отсутствуют другие источники для определения уровня нагрузки.

На многих кардио-тренажерах уже установлен встроенный монитор сердечного ритма. Но во-первых, такие пульсометры показывают неточные данные, на которые лучше не ориентироваться. Во-вторых, для фиксации данных необходимо держаться за ручки во время бега или ходьбы, что не всегда удобно. Поэтому если вы хотите получать максимально точные данные по пульсу и калориям, то лучше приобрести монитор сердечного ритма.

Можно также использовать ручной мониторинг пульса. Для этого вам нужно остановиться и посчитать удары, зафиксировав полученные значения. Однако дополнительные манипуляции во время тренировки не всегда удобны, да и полученные значения будут иметь сильную погрешность. Кроме того, постоянные остановки снижают ваш пульс, что нарушает ритм занятия. Именно поэтому пульсометр незаменим: он будет фиксировать данные мгновенно на протяжении всей тренировки.

Основные функции пульсометра:

  • Мониторинг частоты сердечных сокращений (ЧСС)
  • Настройка зоны пульса
  • Уведомление о смене зоны пульса звуком или вибрацией
  • Расчет средней и максимальной ЧСС
  • Счетчик потраченных калорий
  • Отображение времени и даты
  • Секундомер, таймер

Некоторые пульсометры имеют дополнительные функции: GPS-навигация, будильник, шагомер, история тренировок, автоматический подсчет тренировочных зон, фитнес-тест, расчет ЧСС для отдельного круга (полезно для бегунов), синхронизация с приложениями и компьютером . Чем большими функциями оснащен прибор, тем он дороже по стоимости.

Виды пульсометров

Пульсометры можно разделить на 2 большие группы: нагрудные (с использованием нагрудного датчика) и запястные . Пульсометр с нагрудным ремнем пользуется бо льшей популярностью среди занимающихся, но благодаря новым технологиям появились модели, которые позволяют точно замерить пульс и без нагрудного датчика.

Нагрудный пульсометр представляет собой датчик с электродами, который одевается под грудью и передает данные на часы-приемник или мобильное приложение. Есть два типа моделей нагрудных пульсометров, которые отличаются по комплектации:

  • Пульсометр без часов-приемника. В этом случае данные передаются на смартфон посредством технологии Bluetooth Smart. Датчик синхронизируются со специальными приложениями в смартфоне, где в автоматическом режиме сохраняется вся необходимая информация о ЧСС и сожженных калориях. Это удобно для анализа тренировок, поскольку приложение хранит всю историю данных. Чаще всего пульсометры синхронизируются с приложениями на операционных системах Android и iOs.
  • Пульсометр с часами-приемником. В этом случае датчик отправляет данные на часы-приемник, где они обрабатываются, и вы можете видеть их на экране. Такие модели более дорогие, но и более удобные. Вам не нужно дополнительно использовать смартфон, вся информация будет высвечиваться на часах. Например, на улице такие пульсометры использовать удобнее.

Если вы приобретаете пульсометр с часами-примеником, то обратите внимание также на тип передачи данных. Есть два типа передачи данных с нагрудного датчика на часы:

  • Аналоговый (некодированный) тип передачи данных. Может быть подвержен радиопомехам. Считается менее точным, однако если погрешность и есть, то она совсем небольшая. Аналоговый пульсометр может синхронизироваться с кардио-тренажерами, подхватывая данные о сердечном ритме с вашего ремня. Но если в непосредственной близости от вас (в пределах метра) кто-то использует пульсометр с тем же типом передачи данных, например, на групповой тренировке, то могут возникать помехи.
  • Цифровой (кодированный) тип передачи данных. Более дорогой и точный тип передачи данных, не подвержен помехам. Однако пульсометр с цифровой передачей данных нельзя синхронизировать с тренажерами.

И аналоговые, и цифровые пульсометры достаточно точны, поэтому тип передачи данных не играет ключевой роли при выборе пульсометра. Дополнительно переплачивать за цифровой тип передачи данных не имеет смысла.

Запястные пульсометры

Удобство запястных пульсометров состоит в том, что вам не нужно надевать нагрудный ремень с датчиком. Для измерения данных вам понадобятся только часы, которые надеваются на запястье. Однако и такой вариант пульсометров имеет ряд особенностей и минусов, поэтому несмотря на кажущиеся удобства, запястные пульсометры пока пользуются меньшей популярностью.

Есть два типа запястных пульсометров, которые отличаются принципом мониторинга ЧСС:

  • Пульс замеряется при контакте пальцев и сенсора на лицевой стороне прибора. Вы просто надеваете пульсометр на запястье, касаетесь его, и прибор выдает вам значения пульса. Минус такого мониторинга заключается в том, что вы будете мерить пульс не в течение определенного периода времени, а по требованию, только после контакта пальцев и электродов на корпусе. Такой пульсометр больше подходит для туризма, альпинизма или для тех, кто из-за ограничений по здоровью вынужден периодически контролировать зону пульса.
  • Пульс замеряется с помощью слежения за кровеносными сосудами. Принцип работы таких пульсометров следующий: вы надеваете браслет на руку, светодиоды просвечивают кожу, оптический сенсор замеряет сужение сосудов и датчик выводит полученные значения на экран часов. Но и минусы таких приборов также очевидны. Для точности данных ремень должен быть жестко затянут на запястье, что не всегда удобно во время тренировки. Кроме того, сильное потоотделение или дождливая погода могут нарушить работу датчика.

Конечно, часы являются более привычным оборудованием, чем нагрудный ремень. Поэтому если вам дискомфортно ношение ремня под грудью, то рекомендуем приобрести второй вариант запястного пульсометра. Но дискомфорт и неудобство – едва ли не единственный аргумент в пользу запястного пульсометра. Большинство тренирующихся все же останавливают свой выбор на пульсометре с нагрудным датчиком из-за удобства и точности данных.

Цены на пульсометр определяются следующими параметрами:

  • Компания-производитель
  • Тип пульсометра: нагрудный или запястный
  • Комплектация: есть ли часы-приемник, сменные ремешки, чехлы и т.д.
  • Тип передачи данных: аналоговый или цифровой
  • Влагозащита
  • Ремень, его ширина, качество, удобство крепления
  • Качество корпуса часов-приемника
  • Наличие дополнительных функций

Пульсометры: подборка лучших моделей

Предлагаем вам подборку моделей пульсометров с кратким описанием, ценами и картинками. Исходя из этого обзора, вы сможете подобрать для себя подходящий монитор сердечного ритма. Цены указаны по данным Яндекс-маркета на сентябрь 2017 и могут отличаться от стоимости пульсометра в вашем магазине.

Пульсометры Sigma

Популярные модели пульсометров Sigma разрабатывает тайваньский производитель. Среди пульсометров Sigma считается одним из лидеров рынка, их модели практически идеальны по соотношению цены и качества. В основном они предлагают модели пульсометров с нагрудным ремнем и часами:

  • Sigma PC 3.11 : самая примитивная модель с базовой функцией подсчета частоты сердечных сокращений. Подсчет калорий не ведется.
  • Sigma PC 10.11 : оптимальная модель со всеми необходимыми основными функциями, в том числе подсчет средней и максимальной ЧСС, счетчик калорий, звуковой сигнал при нарушении целевой зоны ЧСС.
  • Sigma PC 15.11 : эта модель подойдет для любителей бега, поскольку здесь добавляются такие функции как счетчик кругов, средняя и максимальная ЧСС за круг, количество сожженных калорий за круг, время на круг.
  • Sigma PC 22.13 : в этом пульсометр используется цифровая передача данных, поэтому цена его немного дороже. Модель предлагается в нескольких цветовых вариантах корпуса. Функции стандартные: подсчет средней и максимальной ЧСС, счетчик калорий, индикатор зон, звуковой сигнал при нарушении целевой зоны ЧСС.
  • Sigma PC 26.14 : модель аналогичная предыдущей, но с добавлением новых функций. Например, в этом приборе есть счетчик кругов, автоматизированная функция для расчета целевой зоны, память для 7 учебных занятий, итоговые значения в неделю.

Пульсометры Polar

Polar – один из самых известных брендов на рынке пульсометров. Polar производит качественные приборы, но и цена их значительно выше. Вы можете приобрести нагрудный ремень с датчиком, который будет передавать данные на смартфон, или комплект из ремня и часов-приемника для более удобного отслеживания данных.

Нагрудные ремни с датчиком:

  • Polar H1 : интерфейс связи GymLink, поддежка Android и iOs, влагозащита.
  • Polar H7 : интерфейсы связи GymLink и Blutooth Smart, поддежка Android и iOs, влагозащита.
  • Polar H10 : новое поколения датчиков пульса, пришедшее на замену H7, один из поплярных моделей пульсометра.

Нагрудный пульсометр с часами в комплекте:

  • Polar A300 : помимо стандартных функций в данном приборе также есть много дополнительных «фишек»: шагомер, мониторинг сна, функция напоминания, установка целей, акселерометр. Также есть возможность соединения со смартфоном по Bluetooth.
  • Polar FT60 : в эту модель включена функция счетчика калорий, а также ряд вспомогательных, но очень удобных и полезных функций, таких как: будильник, второй часовой пояс, индикатор низкого уровня заряда батареи, блокировка кнопок от случайного нажатия.
  • Polar M430 : еще один очень многофункциональный гаджет, влагозащищенный, с GPS-навигацией и подсветкой. Добавлена функция уведомления о входящих звонках, полученных сообщениях и уведомлениях из приложений для социальных сетей GPS.

Пульсометры Beurer

В этом бренде представлены модели пульсометров с нагрудным ремнем и модели, в которых для измерения данных нужно дотронуться до сенсора прибора. Для тренировок мы рекомендуем выбирать пульсометры с нагрудным ремнем, это удобнее и практичнее.

  • Beurer PM25 : простая и удобная модель, есть все важные функции, например, встроенный календарь, часы, будильник, секундомер, счетчик калорий, оповещение при выходе за пределы зоны тренировки.
  • Beurer PM45 : набор функций похож с моделями PM25, но добавляются сменные ремешки, крепление на велосипед, футляр для хранения.
  • Beurer PM15 : это запястный пульсометр с касанием сенсора, прибор контролирует частоты сердцебиения, оповещает при выходе за пределы зоны тренировки, но калории не считает. Цена: 3200 рублей.

Пульсометры Suunto

Еще одна известная компания на рынке спортивного снаряжения, которая выпускает серию спортивных часов с возможностью измерения пульса. Suunto предлагает нагрудные датчики и нагрудные датчики в комплекте с часами:

  • Suunto Comfort Belt : нагрудный датчик, который подходит для всех моделей часов спортивной T-серии и для компьютеров, которые можно использовать как пульс-монитор.
  • Suunto Smart Belt : нагрудный датчик с технологией Bluetooth Smart. Совместим с приложением Movescount от Suunto.
  • Suunto M2 : нагрудный датчик с часами, который имеет все основные функции, в том числе контроль ЧСС, подсчет калорий, автоматический выбор нужной зоны ЧСС.
  • Suunto M5 : этот пульсометр оснащен дополнительным функциями, которые помогут вам определить оптимальный режим тренировок с учетом ваших индивидуальных показателей, а также получить достоверную информацию о скорости и расстоянии во время беговых тренировок.

Пульсометры Sanitas

У компании Sanitas не так много моделей, но они отличаются невысокой ценой, поэтому мы также их упоминаем.

  • Sanitas SPM22 и SPM25 : пульсометр с нагрудным ремнем, который включает в себя все основные функции и отлично подойдет для регулярного использования.
  • Sanitas SPM10 : для измерения пульса с этой моделью вам не потребуется нагрудный ремень. Вы просто надеваете прибор на запястье и касаетесь пальцем сенсора на лицевой стороне прибора. Такой прибор подходит для людей, которые не хотят носить нагрудный пояс или, например, для туризма.

Другие модели

  • Nexx HRM-02. Бюджетный вариант нагрудного ремня с датчиком, который подойдет тем, кто не готов серьезно тратиться на фитнес-гаджеты. Прибор имеет встроенный Bluetooth Smart и совместим практически со всеми мобильными приложениями, поддерживающими функцию передачи данных от беспроводного пульсометра. Считает пульс и сожженные калории.
  • Torneo H103 . Нагрудный датчик с часами-приемником. Наделен всеми основными функциями: расчет ЧСС, счетчик калорий, установка зон пульса, измерение времени в целевой зоне, секундомер, календарь и будильник, водонепроницаемость.
  • Wahoo TICKR . Еще один вариант нагрудного пульсометра, который передает информацию через Bluetooth на смартфон. Помимо пульса ведется учет таких характеристик, как пройденные шаги и сожженные калории.

Какой же пульсометр выбрать:

  • Если вы хотите приобрести пульсометр с оптимальным соотношением цены и качество, то покупайте модели Sigma или Beurer.
  • Если вы хотите приобрести максимально надежный и точный прибор, то покупайте модели Polar или Suunto.
  • Если вы хотите приобрести самый простой и недорогой вариант монитора сердечного ритма, стоит обратить внимание на модели, которые предлагаются на сайте Aliexpress (обзор ниже).

Пульсометры: подборка лучших моделей на Aliexpress

Предлагаем вам подборку мониторов сердечного ритма, которые можно приобрести на Aliexpress по доступной цене. Все пульсометры имеют схожие функции и находятся примерно в одном ценовом диапазоне, поэтому предлагаем вам ориентироваться на отзывы покупателей, среднюю оценку товара и общее количество заказов данного товара.

Нагрудный датчик без часов

Если вы приобретаете нагрудный датчик без часов, то данные о сердечном ритме будут отправляться на приложение в смартфоне. Нагрудные датчики совместимы со всеми устройствами с системой Bluetooth Smart (4.0) и ANT. Представленные датчики достаточно точные в измерениях пульса.

Предлагаем вам обратить внимание на следующие нагрудные датчики:

Если вы занимаетесь спортом, желаете похудеть или просто тщательно следите за состоянием своего здоровья, то тема пульсометров должна быть вам интересна. Первые подобные гаджеты для бытового использования начали выпускаться еще в 80-х годах. С тех пор они активно эксплуатируются спортсменами, которые хотят следить за работой собственного сердца, ведь это важно и с точки зрения здоровья, и для достижения максимальной эффективности тренировок. Сегодня попробуем разобраться, как выбрать пульсометр, на что обратить внимание, а также выясним, какие лучшие пульсометры представлены на рынке.

Зачем нужен пульсометр?

Название этого прибора подсказывает нам одну очевидную вещь. Пульсометр необходим, чтобы мерить пульс, т.е. следить за частотой сокращения сердца в режиме реального времени, фиксировать пиковые нагрузки и определенным образом на них реагировать. Для каждого вида физической активности существует оптимальный сердечный ритм, и если вы хотите, чтобы тренировки приносили пользу, не вредили здоровью и приводили к достижению поставленных целей, то надо, чтобы пульс не выходил за пределы определенных значений. Диапазон этих значений принято называть целевой зоной.

Целевые зоны и максимально допустимый пульс рассчитываются по методу Мартти Карвонена, финского медика. Согласно его методике, максимальная частота сердечных сокращений (МЧСС) = (220 – возраст). Если вам 20 лет, то МЧСС будет 200 сокращений/мин, если вам 40 – 180 сокращений/мин и т.д.

Различают такие целевые зоны:

  • 50-60% от МЧСС – это зона легких нагрузок, которые помогают улучшить физическую форму и восстановиться после тренировок;
  • 60-70% от МЧСС – это «терапевтическая зона», легкие нагрузки для малоподготовленных спортсменов. При таком пульсе проходит утренняя разминка или прогулка в быстром темпе. Нагрузки с таким пульсом позволяют улучшить выносливость и сжечь жир;
  • 70-80% от МЧСС – зона «фитнес». Такой пульс характерен для пробежек трусцой, подъема по ступеням. Тренировки в этой целевой зоне способствую сжиганию жира и похудению;
  • 80-90% от МЧСС – «аэробная зона». При таком пульсе сжигаются не только жиры, но и углеводы, достигаются максимальные результаты. Такой пульс характерен для занятий спортивными танцами;
  • 90-95% от МЧСС – «анаэробная зона», расходуются углеводы и тренируется выносливость. В этой целевой зоне проходят велосипедные поездки, катание на коньках и лыжах, прочие активные занятия спортом;
  • выше 95% от МЧСС – зона максимальной нагрузки, предназначена только для профессиональных спортсменов. Для обычных людей – это слишком высокие и очень опасные нагрузки.

Пульсометры обычно считают пульс в режиме реального времени, сообщают о переходе из одной зоны в другую, показывают максимальные значения пульса.

Виды пульсометров

Все представленные на рынке пульсометры, а их немало, можно поделить на два вида:

  • с выносным или внешним датчиком;
  • с встроенным датчиком.

В первую группу относятся пульсометры, которые собирают информацию о ЧСС и передают ее для обработки на другое устройство (смартфон, фитнес-браслет, компьютер). Сюда относятся такие типы пульсометров:

Внешний датчик может передавать сигнал аналогового типа , благодаря которому данные могут считываться тренажером или смартфоном. Но при групповой тренировке считывающее устройство может поймать сигнал от чужого пульсометра, а возле ЛЭП пульсометр может и вовсе глючить. Датчик цифрового типа не сможет передавать данные на тренажер, зато не боится помех и передает более точные данные.

Большинство датчиков сегодня используют технологию передачи данных Bluetooth . В более дорогих устройствах может встречаться технология ANT+ , благодаря которой обеспечивается совместимость с широким спектром устройств, да и по экономичности эта технология выигрывает.

Есть гаджеты со встроенным пульсометром . Они сами измеряют пульс и обрабатывают полученные данные. Для постоянных тренировок такой вариант не очень подходит – скорее для разовых измерений, но есть и исключения. К данной группе устройств относятся фитнес-браслет и кольцо-пульсометр.

Дополнительные функции пульсометров

Кроме измерения пульса, пульсометры в зависимости от модели могут обладать еще и набором дополнительных функций, среди которых можно выделить следующие:

  • подсчет скорости и преодоленной дистанции;
  • подсчет калорий. Осуществляется на основе данных о пульсе, т.е. с большой долей условности, но все равно интересно;
  • ведение истории тренировок;
  • круги, время круга и средний пульс. Функция будет интересна тем, кто за тренировку проезжает или пробегает одно и то же расстояние и хочет мониторить результаты;
  • целевые зоны. Самая простая модель посчитает три целевые зоны на основе вашего возраста и пола, модели подороже – 5-6 зон;
  • звуковой сигнал или вибрация при переходе из одной зоны в другую. Функция необходима тем, кто не хочет выходить за переделы определенных значений пульса;
  • фитнес-тест. Интересная функция для тех, кто только встал на тропу тренировок. Это что-то наподобие вступительного тестирования фитнес-тренером и определения вашей формы;
  • режим восстановления. Позволяет засечь время, в течение которого пульс возвращается в норму после занятий спортом. Интересно тем, кто занимается интервальными тренировками и спринтом;
  • функция отображения времени, текущего пульса, а также будильник, таймер и секундомер есть во всех пульсометрах с экраном;
  • синхронизация со смартфоном, фитнес-браслетом и компьютером есть у большинства моделей. Некоторые умеют даже синхронизироваться с экшн-камерами;
  • встроенный модуль GPS позволит точно определять пройденное расстояние, скорость, уклоны, подъемы и спуски.

Отдельно отметим водонепроницаемые модели, которые будут полезны для тренировок в бассейнах. Как правило, пульсометры питаются от собственных аккумуляторов, но есть модели на одноразовых батарейках. Менять их придется реже, чем перезаряжать аккумулятор.

Лучшие пульсометры

POLAR H10

Компания POLAR – пионер в сфере бытовых пульсометров . С момента выпуска первого
подобного гаджета прошло более 30 лет, и сегодня производитель может похвастаться внушительным ассортиментом и рядом собственных разработок. Среди новинок можно выделить нагрудный пульсометр POLAR H10. Он пришел на смену POLAR H7, который пользовался большим успехом.

Датчик крепится к эластичной ленте, выполненной их полиамида, полиуретана, эластана и полиэстера. Силиконовые точки на ней предотвращают сползание, удобная застежка позволяет надежно зафиксировать гаджет, а встроенные в пояс дополнительные электроды позволяют снизить погрешность измерения благодаря предотвращению помех. Сам датчик весит 21 г, ремень – еще 39 г. Всего 60 г , что на 20 г меньше, чем у POLAR H7. При этом компании удалось встроить в датчик в два раза более емкую батарею. Теперь ее хватит на 400 часов тренировок . Датчик работает в диапазоне температур от -10 до +50 0 С, позволяет погружаться на глубину до 30 метров .

Модель не получила собственный экран – она передает все данные на смартфон (в специальное приложение) или фитнес-браслет при помощи Bluetooth, на частоте 5 кГц. Более того, она получила возможность передавать данные о ЧСС на камеры GoPro . Теперь на видео экшн-сцен можно накладывать данные о пульсе – получится еще более эффектно и зрелищно. Еще одна фишка модели – встроенная память на одну тренировку. Если с собой нет смартфона или нет возможности взять его с собой на тренировку, то датчик все запишет в собственную память. Купить гаджет за 6390 рублей можно в магазине Inspector Gadgets по ссылке .

POLAR OH1

Еще один интересный гаджет от именитой компании. Устройство предназначено для крепления на предплечье, руке или запястье , оснащено 6-диодным оптическим датчиком, собственного экрана не имеет – все данные передаются в смартфон в специальное приложение через Bluetooth. В ношении пульсометр очень удобен, движения не стесняет, регулировка ремня осуществляется плавно.

В небольшом датчике уместилась память на 200 часов тренировок , время работы без подзарядки – 12 часов. Модель можно смело рекомендовать тем, кто занимается плаванием, поскольку водонепроницаемость сохраняется на глубине до 30 метров. Стоит модель около 5600 рублей.

Garmin Hrm Tri

Очень качественный пульсометр от компании, которая знает толк в фитнес-гаджетах. Трекер крепится на груди с помощью удобного ремня, передает данные на сопряженные часы при помощи ANT+ . Поддерживается синхронизация с большинством моделей часов Garmin . Так как в воде передача данных по ANT+ невозможна, датчик хранит все данные в собственной памяти, а потом, когда тренировка в бассейне закончена, передает на часы. Памяти хватает на 20 часов записи.

Кроме ЧСС, датчик измеряет частоту шагов, вертикальное колебание тела и время контакта с землей. Возможности стандартного приложения довольно обширны. Это не только сбор собственных результатов и планирование тренировок, но и возможность делиться достижениями с другими пользователями. Стоит около 7500 рублей.

Sigma PC 15.11

Один из самых популярных аналоговых пульсометров. Комплект состоит из часов, которые отличаются водонепроницаемым корпусом, и нагрудного датчика с ремнем, который снимает данные о ЧСС и аналоговым способом передает информацию на часы.

Гаджет измеряет средний, нормальный и максимальный пульс, сразу же выводит данные на экран, а в случае чего, подает звуковые или световые предупреждающие сигналы. Пульсометр умеет считать целевые зоны, время тренировок, круги и калории. Бонусом идет функция обычных часов, секундомера и даты. Чтобы информацию можно было рассмотреть в темноте, используется подсветка. Стоит модель около 4000 и вызывает у спортсменов только положительные эмоции.

Wahoo Fitness TICKR X

Новая серия пульсометров от Wahoo Fitness получилась отлично сбалансированной по всем параметрам. Датчик в TICKR X на нагрудном ремешке, позволяет анализировать ЧСС и особенности движения, делая выводы не только об интенсивности тренировки, но и о ее правильности. Данные можно передавать как посредством Bluetooth, так и с помощью ANT +.

Гаджет фиксирует ЧСС, считает количество потраченных калорий, определяет продолжительность тренировок , а также ряд других важных для спортсменов показателей, среди которых частота педалирования в велоспорте, вертикальное колебание и время контакта с землей для бега и т.д. Датчик имеет встроенную память, но может синхронизироваться со смартфоном и отправлять данные в популярные фитнес-приложения. Есть и собственное приложение, которое помогает правильно выбрать тренировку для достижения поставленных целей. Еще одно преимущество – водонепроницаемость, правда, на глубине всего 1,5 м, поэтому это не вариант для пловцов. Стоит этот функциональный пульсометр около 4700 рублей.

Nexx HRM-02

Одно из самых выгодных предложений на рынке. Модель отлично подойдет тем, кто только начинает заниматься спортом. Слишком обширный функционал пульсометра будет только мешать, а в данном гаджете возможностей минимум. Датчик крепится на груди на эластичном ремешке и передает данные в смартфон. Гаджет совместим с большинством популярных фитнес-приложений. Минус модели заключается в том, что она не работает с устройствами Samsung на основе Android 5.1, но даже это не делает эту рабочую лошадку менее привлекательной, особенно если учесть цену в 1500 рублей.

Ozaki O!Fitness Fatburn

Еще один недорогой нагрудный пульсометр. Производится в Китае, передает данные по Bluetooth, умеет считать потраченные калории и шаги. Кроме того, модель умеет уведомлять пользователя, когда ЧСС становится высокой. Интересная особенность модели – наличие голосового фитнес-инструктора. Для гаджета разработано собственное приложение, с помощью которого можно составить индивидуальный план тренировок. Минус модели – великоватый вес (140 г), если сравнивать с аналогами, зато цена не кусается – около 1050 рублей.

Всем привет!

Совсем немного осталось до начала нашей краундфандинговой компании часов для измерения уровня стресса EMVIO . Появилась небольшая передышка и пальцы попросились к клавиатуре.

Немного о нашем сердце

Как известно, сердце – это автономный мышечный орган, который выполняет насосную функцию, обеспечивая непрерывный ток крови в кровеносных сосудах путем ритмичных сокращений. В сердце имеется участок, в котором генерируются импульсы, ответственные за сокращение мышечных волокон, так называемый водитель ритма (pacemaker). В нормальном состоянии, при отсутствии патологий, этот участок полностью определяет частоту сердечных сокращений. В результате образуется сердечный цикл – последовательность сокращений (систола) и расслаблений (диастола) сердечных мышц, начиная от предсердий и заканчивая желудочками. В общем случае под пульсом понимают частоту, с которой повторяется сердечный цикл. Однако есть нюансы, каким способом мы регистрируем эту частоту.

Что мы считаем пульсом

В те времена, когда медицина не имела технических средств диагностики, пульс измеряли всем известным способом – пальпацией, т.е. прикладывали палец к определенной области тела и слушали свои тактильные ощущения, и считали количество толчков стенки артерии через кожу за некоторое время - обычно 30 секунд или одну минуту. Отсюда и появилось латинское название этого эффекта - pulsus, т.е. удар, соответственно единица измерений: ударов в минуту, beatsperminute (bpm). Есть много методик пальпации, самые известные это прощупывание пульса на запястье и на шее, в области сонной артерии, который так популярен в кино.
В электрокардиографии пульс вычисляется по сигналу электрической активности сердца - электрокардиосигналу (ЭКС) путем замеров длительности интервала (в секундах) между соседними R зубцами ЭКС с последующим пересчетом в удары в минуту по простой формуле: BPM = 60/(RR-интервал) . Соответственно нужно помнить, что это желудочковый пульс, т.к. период сокращения предсердий (PP интервал) может немного отличаться.

Attention!!! Cразу хотим отметить важный момент, который вносит в путаницу в терминологию и часто встречается в комментах к статьям про гаджеты с измерением пульса. Фактически пульс, который измеряется по сокращениям стенок кровеносных сосудов, и пульс, который измеряется по электрической активности сердца, имеют разную физиологическую природу, разную форму временной кривой, различный фазовый сдвиг и соответственно требует различные методы регистрации и алгоритмы обработки. Поэтому не может быть никаких RR-интервалов при измерении пульса по модуляции объемов кровенаполнения артерий и капилляров и механических колебаний их стенок. И обратно, нельзя говорить, что если у вас нет RR-интервалов, то вы не можете измерить аналогичные по физиологической значимости интервалы по пульсовой волне.

Как гаджеты измеряют пульс?

Итак, вот наш вариант обзора самых распространённых способов измерения пульса и примеры гаждетов, которые их реализуют.

1. Измерение пульса по электрокардиосигналу

После обнаружения в конце 19 века электрической активности сердца появилась техническая возможность ее зарегистрировать.Первым, по настоящему, это сделал Виллем Эйнтховен (Willem Einthoven) в 1902 году, с помощью своего мегадевайса – струнного гальванометра (string galvanometer). Кстати он осуществил передачу ЭКГ по телефонному кабелю из больницы в лабораторию и, по сути, реализовал идею удаленного доступа к медицинским данным!


Три банки с “рассолом” и электрокардиограф весом 270 кг! Вот так рождался метод, который сегодня помогает миллионам людей во всем мире.

За свои труды в 1924 году он стал лауреатом Нобелевской премии. Именно Эйнтховен в первые получил реальную электрокардиограмму (название он придумал сам), разработал систему отведений – треугольник Эйнтховена и ввел названия сегментов ЭКС. Самым известным является комплекс QRS - момент электрического возбуждения желудочков и, как наиболее выраженный по своим временным и частотным свойствам элемент этого комплекса, зубец R.


До боли знакомый сигнал и RR-интервал!

В современной клинической практике для регистрации ЭКС используют различные системы отведений: отведения с конечностей, грудные отведения в различных конфигурациях, ортогональные отведения (по Франку) и т.п. С точки зрения измерения пульса можно использовать любые отведения, т.к. в нормальном ЭКС R зубец в том или ином виде присутствует на всех отведениях.

Спортивные нагрудные датчики пульса
При проектировании носимых гаджетов и различных спортивных тренажеров система отведений была упрощена до двух точек-электродов. Самым известным вариантом реализации такого подхода являются спортивные нагрудные мониторы в виде ремешка-кардиомонитора – HRM strap или HRM band. Думаем у читателей, ведущих спортивный образ жизни, такие устройства уже имеются.


Пример конструкции ремешка и Мистер-гаджет 80 lvl. Sensor pad – это два ЭКГ электрода с разных сторон груди.

На рынке популярностью пользуются HRM ремешки фирм Garmin и Polar, также имеется множество китайских клонов. В таких ремешках электроды выполнены в виде двух полосок из проводящего материала. Ремешок может быть частью всего устройства или пристегиваться к нему застежками-клипсами. Значения пульса, как правило, передаются по Bluetooth по протоколу ANT+ или Smart на спортивные часы или смартфон. Вполне удобно для спортивных занятий, но постоянное ношение вызывает дискомфорт.

Мы экспериментировали с такими ремешками в плане возможности оценки вариабельности пульса, считая их за эталон, но поступающие с них данные, оказались сильно сглаженными. Участник нашей команды Kvanto25 публиковал пост , как он разбирался с протоколом ремешка Polar и подключал его к компьютеру через среду Labview.

С двух рук
Следующим вариантом реализации двух электродной системы является разнесение электродов на две руки, но без постоянного подключения одной из них. В таких устройствах один электрод закрепляется на запястье в виде задней стенки часов или браслета, а другой выносится на лицевую часть устройства. Чтобы измерить пульс, нужно свободной рукой коснуться лицевого электрода и подождать несколько секунд.


Пример пульсометра с фронтальным электродом (Пульсометр Beurer)

Интересным устройством, использующим такую технологию, является браслет Phyode W/Me, разработчики которого провели успешную кампанию на Кикстартере, и их продукт имеется в продаже. На хабре про него был пост .


Электродная система PhyodeW/Me

Верхний электрод совмещен с кнопкой, поэтому многие люди, рассматривая прибор по фоткам и читая отзывы, думали, что измерение происходит просто по нажатию кнопки. Теперь вы знаете, что на подобных браслетах непрерывная регистрация со свободными руками в принципе не возможна.

Плюс этого устройства в том, что измерение пульса не является главой целью. Браслет позиционируется как средство проведения и контроля дыхательных методик, типа индивидуального тренера. Мы приобрели Phyode и проигрались с ним. Все работает, как обещано, регистрируется реальная ЭКГ, соответствующая классическому первому отведению ЭКГ. Однако прибор очень чувствителен к движениям пальца на фронтальном электроде, чуть сдвинулся и сигнал поплыл. С учетом того, что для набора статистики нужно около трех минут процесс регистрации выглядит напряжно.

Вот еще вариант использования принципа двух рук в проекте FlyShark Smartwatch, который выложен на Кикстартере .


Регистрация пульса в проекте FlyShark Smartwatch. Будьте добры подержать пальчик.

Что еще нового есть в этой области? Обязательно нужно упомянуть об интересной реализации ЭКГ электрода – емкостного датчика электрического поля EPIC Ultra High Impedance ECG Sensor производства фирмы Plessey Semiconductors.


Емкостной датчик EPIC для бесконтактной регистрации ЭКГ.

Внутри датчика установлен первичный усилитель, поэтому его можно считать активным. Датчик достаточно компактный (10х10 мм), не требует прямого электрического контакта, соответственно не имеет эффектов поляризации и их не надо смачивать. Нам кажется это решение весьма перспективным для гаджетов с регистрацией ЭКС. Готовых устройств на этих датчиках мы пока не видели.

2. Измерение пульса на основе плетизмографии

Поистине самый распространённый способ измерения пульса в клинике и быту! Сотни разнообразных устройств от прищепок до перстней. Сам метод плетизмографии основан на регистрации изменения объемов кровенаполнения органа. Результатом такой регистрации будет пульсовая волна. Клинические возможности плетизмографии выходят далеко за рамки простого определения пульса, но в данном случае нам интересен именно он.
Определение пульса на основе плетизмографии может быть реализовано двумя основными способами: импедансным и оптическим. Есть и третий вариант – механический, но мы не будем его рассматривать.
Импедансная плетизмография
Как говорит нам Медицинский словарь, импедансная плетизмография – это метод регистрации и исследования пульсовых колебаний кровенаполнения сосудов различных органов и тканей, основанный на регистрации изменений полного (омического и емкостного) электрического сопротивления переменному току высокой частоты. В России часто используется термин реография. Этот способ регистрации ведет свое начала с исследований ученого Манна (Mann, 30 –е годы) и отечественного исследователя Кедрова А.А. (40–е годы).
В настоящее время методология способа основана на двух или четырехточечной схеме измерения объемного удельного сопротивления и состоит в следующем: через исследуемый орган с помощью двух электродов пропускается сигнал с частотой от 20 до 150 кГц (в зависимости от исследуемых тканей).


Электродная система импедансной плетизмографии. Картинка отсюда

Главное условие, предъявляемое к генератору сигнала - это постоянство тока, его значение выбирают обычно не более 10-15 мкА. При прохождении сигнала через ткань его амплитуда модулируется изменением кровенаполнения. Вторая система электродов снимает модулированный сигнал, фактически имеем схему преобразователя импеданс-напряжения. При двухточечной схеме электроды генератора и приемника объединены. Далее сигнал усиливается, из него изымается несущая частота, устраняется постоянная составляющая и остается нужная нам дельта.
Если прибор откалибровать (для клиники это обязательное условие), то по оси Y можно откладывать значения в Омах. В итоге получается вот такой сигнал.



Примеры временных кривых ЭКГ, импедансной плетизмограммы (реограмме) и ее производной при синхронной регистрации. (отсюда)

Очень показательная картинка. Обратите внимание, где находится RR-интервал на ЭКС, а где расстояние между вершинами, соответствующее длительности сердечного цикла на реограмме. Также обратите внимание на резкий фронт R зубца и пологий фронт систолической фазы реограммы.

Из пульсовой кривой можно получить довольно много информации по состоянию кровообращения исследуемого органа, особенно синхронно с ЭКГ, но нам нужен только пульс. Определить его не сложно - нужно найди два локальных максимума, соответствующих максимальной амплитуде систолической волны, вычислить дельту в секундах ∆T и далее BMP = 60/∆T .

Примеров гаджетов, которые используют данный способ, мы пока не нашли. Зато есть пример концепта имплантируемого датчика для контроля кровообращения артерии. Вот про него. Активный датчик сажается прямо на артерию, с хост-девайсом общается по индуктивной связи. Мы считаем, что это очень интересное и перспективный подход. Принцип работы понятен из картинки. Спичка показана для понимания размера:) Используется 4-х точечная схема регистрации и гибкая печатная плата. Думаю, при желании, можно допилить идею для носимого микро-гаджета. Плюс этого решения в том, что потребление такого датчика исчезающее мало.


Имплантируемый сенсор кровотока и пульса. Похож на аксессуар Джонни-Мнемоника.

В завершении этого раздела сделаем ремарку. В свое время мы считали, что таким способом измеряется пульс в известном стартапе HealBeGo, поскольку в этом устройстве базовая функциональность реализуется методом импедансной спектроскопии, что, по сути, и есть реография, только с изменяемой частотой зондирующего сигнала. В общем, все уже на борту. Однако согласно описанию характеристик прибора пульс в HealBe измеряется механическим методом с помощью пьезодатчика (про этот способ во второй части обзора).

Оптическая плетизмография или фотоплетизмографияя
Оптический – это самый распространённый способ измерения пульса с точки зрения массового применения. Сужение и расширение сосуда под действием артериальной пульсации кровотока вызывают соответствующее изменение амплитуды сигнала, получаемого с выхода фотоприемника. Самые первые устройства были применены в клинике и измеряли пульс с пальца в режиме просвета или отражения. Форма пульсовой кривой повторяет реограмму.


Иллюстрация принципа работы фотоплетизмографии

Способ нашел широкое использование в клинике и вскоре технология была применена в бытовых устройствах. Например, в компактных пульсоксиметрах, регистрирующих пульс и сатурацию кислородом крови в капиллярах пальца. В мире производится сотни модификаций. Для дома, для семьи вполне пойдет, но не подходит для постоянного ношения.


Пульсоксиметр обыкновенный и клипса для уха. Тысячи их!

Существуют варианты с ушными клипсами и наушниками со встроенными датчиками. Например, такой вариант от Jabra или новый проект Glow Headphones . Функциональность аналогична HRM ремешкам, но более стильный дизайн, привычное устройство, свободный руки. Постоянно носить затычки в ушах не будешь, но для пробежек на свежем воздухе под музыку в самый раз.


Наушники Jabra Sport Pulse™ Wireless и Glow Headphones. Пульс регистрируется внутриушным (in-ear sensor) способом.

Прорыв

Самым заманчивым было измерение пульса с запястья, ведь это такое привычное и комфортное место. Первыми были часы Мио Alpha с успешной компанией на Кикстартере.

Создательница продукта Лиз Дикинсон (Liz Dickinson) пафосно провозгласила это устройство Святым Граалем измерения пульса. Модуль датчика был разработан ребятами из Philips. На сегодняшний день это самое качественное устройство для непрерывного измерения пульса с запястья методом фотоплетизмографии.


Даешь умных часов много и разных!

Сейчас можно сказать, что технология отработана и внедрена в серийное производство. Во всех подобных устройствах реализуется измерение пульса по отраженному сигналу.

Выбор длины волны излучателя

Теперь пару слов, как выбирают длину волны излучателя. Тут все зависит от решаемой задачи. Обоснование выбора хорошо иллюстрировать по графику поглощения света окси и дезоксигемоглобина с наложенными на него кривыми спектральных характеристик излучателей.


Кривая поглощения света гемоглобином и основные спектры излучения пульсовых фотоплетизмаграфических датчиков.

Выбор длины волны зависит от того, что мы хотим измерить пульс и/или сатурацию насыщения крови кислородом SO2.

Просто пульс. Для этого случая важна область, где поглощение максимально – это диапазон от 500 до 600 нм, не считая максимума в ультрафиолетовой части. Обычно выбирается значение 525 нм (зеленый цвет) или с небольшим смещением – 535 нм (применено в датчике OSRAM SFH 7050 – Photoplethysmography Sensor).


Зеленый светодиод датчика пульса – самых ходовой вариант в смарт-часах и браслетах. В датчике смартфона Samsung Galaxy S5 использован красный светодиод.

Оксиметрия. В этом режиме необходимо мерить пульс и оценивать сатурацию крови кислородом. Способ основан на разнице в поглощении связанного (окси) и не связанного с (дезоки) кислородом гемоглобина. Максимум поглощения деоксигенированного гемоглобина (Hb) находится в “красном” (660 нм) диапазоне, максимум поглощения оксигенированного (Hb02) гемоглобина в инфракасном (940 нм). Для вычисления пульса используется канал с длиной волны 660 нм.

Желтый для EMVIO. Для нашего прибора EMVIO мы выбирали из двух диапазонов: 525 nm и 590 нм (желтый цвет). При этом мы учитывали максимум спектральной чувствительности нашего оптического датчика. Эксперименты показали, что разницы между ними практически нет (в рамках нашей конструкции и выбранного датчика). Любую разницу перебивают артефакты движения, индивидуальные свойства кожи, толщина подкожного слоя запястья и степень прижатия датчика к коже. Мы захотели как-то выделиться из общего “зеленого” списка и пока остановились на желтом цвете.

Конечно, измерения можно проводить не только с запястья. Есть на рынке нестандартные варианты выбора точки регистрации пульса. Например, со лба. Такой подход использован в проекте умного шлема для велосипедистов Life beam Smart helmet разработаного Израильской компанией Lifebeam. В предложениях этой фирмы есть еще бейсболки и солнцезащитные козырьки для девушек. Если постоянно носите бейсболку, то это ваш вариант.


Велосипедист доволен, что не нужно одевать HRM ремешок.

В целом выбор точек регистрации достаточно велик: запястье, палец, мочка уха, лоб, бицпес руки, лодыжка и стопа ноги для малышей. Полное раздолье для разработчиков.

Большим плюсом оптического способа является простота реализации на современных смартфонах, где в качестве датчика используется штатная видеокамера, а в качестве излучателя – светодиод вспышки. В новом смартфоне Samsung Galaxy S5 на задней стенке корпуса, для удобства пользователя, уже имеется штатный модуль датчика пульса, возможно и другие производители будут внедрять аналогичные решения. Это может стать решающими для устройств, в которых нет непрерывной регистрации, смартфоны вберут в себя их функционал.

Новые горизонты фотоплетизмографии

Дальнейшее развитие этого способа связано с переосмыслением функционала оптического датчика и технологическими возможностями современных носимых устройств в плане обработки видеоизображений в реальном времени. В итоге имеем идею измерения пульса по видеоизображению лица. Подсветкой является естественное освещение.

Оригинальное решение, с учетом того, что видеокамера является стандартным атрибутом любого ноутбука, смартфона и даже умных часов. Идея метода раскрыта в этой работе .


Субъект N3 явно напряжен – пульс под 100 уд/мин, наверно сдает работу своему руководителю Субъекту N2. Субъект N1 просто мимо проходил.

Сначала на кадрах выделяется фрагмента лица, потом изображение раскладывается на три цветовых канала и разворачивается по временной шкале (RGB trace). Выделение пульсовой волны основано на разложение изображения методом анализа независимых компонент (ICA) и выделения частотной составляющей, связанной с модуляцией яркости пикселей под действием пульсации крови.

Лаборатория Philips Innovation реализовала аналогичный подход в виде программы Vital Signs Camera для IPhone. Весьма интересная штука. Усреднение значений конечно большое, но принципиально метод работает. Аналогичный проект развивает .


Виды экранов Vital Signs Camera.

Так что в будущем системы видеонаблюдения смогут дистанционно измерять ваш пульс. Контора АНБ возрадуется.

Окончание обзора в следующем посте “Как умные часы, спортивные трекеры и прочие гаджеты измеряют пульс? Часть 2 ”. В той части мы расскажем об более экзотических способах регистрации пульса, которые используются в современных гаджетах.

Удачи! И еще раз пригашаем вас на сайт нашего проекта EMVIO .

Теги: Добавить метки