Die ungenauesten Indikatoren, die von Smartwatches gemessen werden, sind tatsächlich diese ...

Von Herzfrequenz, Blutdruck, Schlaf bis hin zu Energieverbrauch, Müdigkeitsstatus und maximaler Sauerstoffaufnahme zeigen Smartwatches und -armbänder immer mehr Indikatoren an, aber Sie haben das Gefühl, dass einige Werte nicht genau gemessen werden?

Ihr Gefühl ist richtig. Die Genauigkeit verschiedener Indikatoren variiert stark. Einige sind so genau, dass Ärzte sie als Referenz verwenden, während andere nur für die gelegentliche Betrachtung geeignet sind.

Die folgende Tabelle fasst die Genauigkeit einiger gängiger Indikatoren zusammen, wobei die höchste Genauigkeit 5 Sterne und die niedrigste 1 Stern beträgt.

Diese Tabelle verwendet ein umfassendes Bewertungssystem, das auf allen Bedingungen basiert. Die von verschiedenen Herstellern verwendeten Algorithmen können unterschiedlich sein und die Bewertungen sind etwas subjektiv. 5 Sterne bedeuten eine sehr gute Genauigkeit (gemessen am Goldstandard), 4 Sterne bedeuten eine gute, 3 Sterne bedeuten eine mittelmäßige, 2 Sterne bedeuten eine schlechte und 1 Stern bedeutet eine sehr schlechte Genauigkeit

Kein Indikator erreicht hier 5 Sterne, das heißt, keine Daten sind absolut genau. Warum ist die Messung unsicher? Es kann mit der Messmethode, dem Sensor, dem Algorithmus, der Trageweise und der Interpretationsmethode zusammenhängen.

Als Nächstes tragen wir detailliertere Informationen in die Tabelle ein: warum es genau oder ungenau ist, wie genau es ist und wie man genauer messen kann. Am Ende des Artikels erhalten Sie eine Tabelle mit der doppelten Menge an Informationen sowie die Möglichkeit zu beurteilen, wie Sie verschiedene Indikatoren verwenden.

Ob es genau ist oder nicht, hängt vom Indikator ab.

Geschätzt oder neu erstellt

Heutzutage kann eine Smartwatch mit einem Gewicht von mehreren Dutzend Gramm fast zehn Sensoren integrieren, darunter fotoelektrische Sensoren zur Messung der Herzfrequenz, GPS-Sensoren zur Messung von Längen- und Breitengraden sowie Sensoren für Luftdruck, Temperatur, Beschleunigung usw.

Tragbare Geräte (Smartwatches, Armbänder, Ringe usw.) messen direkt über Sensoren und zeigen uns eine begrenzte Anzahl grundlegender Indikatoren an (die Rohdaten müssen außerdem von Algorithmen verarbeitet werden, daher wird hier der Einfachheit halber von direkter Messung gesprochen). Dieser Satz von Indikatoren wird integriert und berechnet und erzeugt dann kontinuierlich unbegrenzt neue Indikatoren. Mit anderen Worten: Solange Physiologie und Trainingsphysiologie als Grundlage verwendet werden, können durch die Kombination mehrerer Basisindikatoren eine Reihe von Indikatoren ermittelt werden.

Es gibt immer mehr Indikatoren, aber sind sie alle zuverlässig? Solange gemessen wird, sind Fehler unvermeidlich, aber für die meisten Indikatoren gibt es eine Messmethode, bei der der Fehler bekanntermaßen am geringsten ist. Diese Methode wird allgemein als „Goldstandard“ bezeichnet. Der Goldstandard zur Messung der Herzfrequenz ist beispielsweise das Elektrokardiogramm, zur Messung der Schlafdauer und -phasen die Polysomnographie und zur Messung des Energieverbrauchs die Methode mit doppelt markiertem Wasser.

Der Goldstandard wird im Allgemeinen unter Laborbedingungen gemessen. Die meisten Geräte sind teuer, die Messschritte sind kompliziert und es ist die Unterstützung erfahrener Bediener erforderlich. Keiner der Indikatoren, die derzeit von Smartwatches, Armbändern oder Ringen bereitgestellt werden, wurde anhand des Goldstandards gemessen. Daher kann in der Tabelle am Anfang des Artikels kein Indikator 5 Sterne erhalten. Auf Kosten der Datengenauigkeit bieten tragbare Geräte eine bequemere und kostengünstigere Messmethode.

Der Goldstandard zur Messung der Herzfrequenz ist das Elektrokardiogramm. Smartwatches können die Herzfrequenz kontinuierlich messen, was zwar einfach, aber weniger genau ist. Medpick/Sina Public Test

Bei den Goldstandardindikatoren werden einige Daten direkt gemessen oder durch einfache Berechnungen ermittelt, wie etwa die Messung der Herzfrequenz durch fotoelektrische Sensoren und die Berechnung des Tempos anhand der Trainingsdistanz und -zeit.

Einige Daten werden durch Algorithmen geschätzt, die auf direkt gemessenen Daten basieren, wie beispielsweise die Schätzung des Energieverbrauchs durch Herzfrequenz- und Beschleunigungsmesserdaten. Die Algorithmen verschiedener Hersteller können unterschiedlich sein und die Algorithmen desselben Herstellers können kontinuierlich verbessert werden, sodass die erzielten Ergebnisse stark variieren können. In den meisten Fällen sind geschätzte Daten weniger genau als direkte Messungen.

Was andere Indikatoren ohne Goldstandard betrifft, kann man sagen, dass die meisten von ihnen nicht sehr genau sind. Viele dieser Indikatoren existieren nur in den Konzepten der Sportwissenschaft (wie Belastung, Ermüdung und Erholung) und können nicht genau gemessen werden. Manchmal werden subjektive Gefühle als Maßstab verwendet. Es gibt sogar einige Indikatoren, für die es keine wissenschaftliche Definition gibt und die im Rahmen eines „Wettrüstens“ der Hersteller erstellt werden.

Wie groß ist die Lücke?

Vergleichen Sie es einfach mit dem Goldstandard.

Wenn Sie wissen möchten, wie genau der Indikator ist, können Sie ihn mit einem tragbaren Gerät und dem Goldstandard messen und dann die Ergebnisse vergleichen.

Tatsächlich machen die meisten Hersteller dasselbe, geben aber im Allgemeinen nicht an, wie groß der Unterschied ist. Durch die Analyse der Datenerhebung und die Betrachtung der von den Forschern veröffentlichten Artikel können wir uns jedoch dennoch ein allgemeines Bild von der Genauigkeit der Daten machen.

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Die Herzfrequenz ist einer der genauesten Indikatoren

Die Herzfrequenz steht in Zusammenhang mit zahlreichen gesundheits- und sportbezogenen Indikatoren. Uhren und Armbänder können die Herzfrequenz direkt anzeigen und außerdem viele Indikatoren basierend auf der Herzfrequenzschätzung bereitstellen. Daher bestimmt die Genauigkeit der Herzfrequenzmessung die Genauigkeit vieler anderer Indikatoren.

Der Goldstandard zur Messung der Herzfrequenz ist das Elektrokardiogramm, das die elektrische Aktivität des Herzens erkennt und die Herzfrequenz mithilfe von Elektroden misst, die an Brust und Gliedmaßen angebracht sind.

Wenn ein tragbares Gerät die Herzfrequenz kontinuierlich anzeigt, erfolgt die Messung normalerweise mittels Photoplethysmographie (PPG). Diese Messmethode wird von vielen Faktoren beeinflusst, wie z. B. Trainingsintensität, Trainingsart, Handgelenksbewegung, Handgelenksspannung, Hautpigmentierung und Oberflächenverschmutzung, Herzrhythmusstörungen usw.

Umfassenden Tests aus 18 Studien zufolge ist die Herzfrequenzmessung genauer, wenn die Herzfrequenz im Ruhezustand oder bei körperlicher Betätigung mit geringer Intensität gemessen wird. Mit zunehmender Trainingsintensität nimmt die Wahrscheinlichkeit der Datenerfassung und die Zuverlässigkeit der Daten erheblich ab. Bei einer Analyse von 249 Studien betrug der durchschnittliche Fehler bei der Herzfrequenzmessung ±3 %.

Daher sind die Herzfrequenzdaten im Ruhezustand, wenn das tragbare Gerät stabile Werte anzeigt, relativ zuverlässig und können zur Beurteilung des Gesundheits- und Trainingszustands verwendet werden. Bei körperlicher Anstrengung nimmt die Datengenauigkeit ab. Wenn Sie genauere Daten erhalten möchten, können Sie einen Brustgurt zur Herzfrequenzmessung tragen.

Brustgurt zur Herzfrequenzmessung. Copyright-Bilder in der Galerie. Der Nachdruck und die Verwendung können zu Urheberrechtsstreitigkeiten führen.

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Schlaf, Gesamtzeit etwas besser als Phasen und Qualität

Manche Menschen überprüfen gleich nach dem Aufwachen die Schlafindikatoren der letzten Nacht. Sie haben vielleicht das Gefühl, gut geschlafen zu haben, aber wenn sie einen niedrigeren Gesamtwert sehen, fühlen sie sich plötzlich müde. Eigentlich besteht kein Grund zur Sorge.

Der Goldstandard zur Messung des Schlafs ist die Polysomnographie. Unter „Polysomnographie“ versteht man die gleichzeitige Messung mehrerer Signale, darunter Elektroenzephalogramm, Elektrokardiogramm, Okulokulogramm und Elektromyogramm. Nachdem die Rohdaten vorliegen, kombinieren Schlafexperten die Ergebnisse, um die Schlafzeit zu bestimmen und diese manuell auszuwerten, um die Schlafphasen zu analysieren.

Polysomnographie-Diagramm | sehr gut

Tragbare Geräte bewerten den Schlaf, indem sie die Herzfrequenz und die Handgelenksaktivität (Beschleunigungsmesser) messen , Indikatoren wie die Herzfrequenzvariabilität und die Atemfrequenz berechnen und diese dann auf der Grundlage eines neuronalen Netzwerkmodells mit Hintergrundinformationen wie Alter, Größe, Gewicht und Geschlecht kombinieren, um schließlich Schlafenszeit und Aufwachzeit, Schlafbeginn- und -endzeit, Gesamtschlafdauer und Schlaflatenz, Wachdauer, Dauer und Anteil jeder Schlafphase sowie einen auf diesen Informationen basierenden Gesamtschlafwert zu ermitteln.

Tragbare Geräte werten Schlafmuster aus | Foto vom Autor zur Verfügung gestellt

Aus Sicht der Messmethode kann es passieren, dass Sie, wenn Sie vor dem Einschlafen längere Zeit bewegungslos verharren, fälschlicherweise als Einschlafen gewertet werden , wodurch die Gesamtschlafzeit überschätzt werden kann.

Die spezifischen Algorithmen verschiedener Marken sind inkonsistent, was zu unterschiedlichen Fehlern führt. In einem Übersichtsartikel über die Anwendung tragbarer Technologie im Schlaf wurde erwähnt, dass Uhren im Vergleich zur Polysomnographie bei der Schätzung der gesamten Schlafzeit relativ gut abschnitten und eine Gesamtgenauigkeit von etwa 70 bis 90 % aufwiesen. Ihre Leistung bei der Messung der Schlafphasen war schlecht , mit einer Genauigkeit von etwa 50 % bis 90 % bei der Beurteilung von leichtem Schlaf und etwa 30 % bis 80 % bei Tiefschlaf und REM-Schlaf.

Für den Gesamtschlafwert gibt es in der Medizin keinen entsprechenden Wert. Wenn Ärzte die Schlafqualität beurteilen und eine Behandlung einleiten, analysieren sie zahlreiche Indikatoren, darunter Einschlafzeit, Schlafdauer, Leistungsfähigkeit, abnormale Zustände, Schlafmittel, Tages- und Arbeitsleben usw.

Bei geschätzten Indikatoren wie dem Schlaf können die genaueren Werte als Referenz verwendet werden, beispielsweise die Gesamtschlafzeit, während die anderen Indikatoren keinen Anlass zur Sorge geben sollten. Wenn Ihr Allgemeinzustand gut ist, besteht kein Grund zur Sorge wegen des niedrigen Gesamtschlafwerts . Wenn Sie ständig das Gefühl haben, nicht gut schlafen zu können, können Sie zur Polysomnographie ins Krankenhaus gehen, um Probleme rechtzeitig zu erkennen.

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Erholung, einer der am wenigsten genauen Indikatoren

Die oben genannten Indikatoren haben alle Goldstandards, während einige Indikatoren nicht über Goldstandards verfügen und auf der Grundlage einer bestimmten Theorie erstellt werden, beispielsweise des Erholungsstatus.

Um beim Training Fortschritte zu erzielen, müssen Sie die Trainingsbelastung kontinuierlich steigern, ohne die Grenze zum Übertraining zu überschreiten. Daher ist es sehr wichtig, die Erholung zu messen und zu überwachen. Allerdings ist die Erholung ein sehr umfassender und komplexer Indikator , der von trainingsbezogenen (Trainingsumfang, -art, -intensität usw.), nicht trainingsbezogenen (Arbeit, zwischenmenschliche Beziehungen, Krankheit, Medikamente usw.) und erholungsbezogenen (Schlaf, Ernährung, Erholungszeit, Erholungsmethoden usw.) Faktoren beeinflusst wird.

Die Erholung wird von vielen Faktoren beeinflusst, darunter Training, Schlaf, Ernährung usw. Copyright-Bilder in der Galerie. Der Nachdruck und die Verwendung können zu Urheberrechtsstreitigkeiten führen.

Die Aktivität des autonomen Nervensystems ist ein wichtiger Indikator dafür, wie gut der Körper Stress verträgt und sich erholt. Wenn der Körper gestresst ist, äußert sich dies physiologisch normalerweise in einer erhöhten Aktivität des sympathischen Nervensystems und einer verringerten Aktivität des parasympathischen Nervensystems, während während der Erholung das Gegenteil der Fall ist. Studien haben gezeigt, dass die Herzfrequenzvariabilität ein wirkungsvolles Instrument bei der Analyse der Interaktion zwischen dem sympathischen und parasympathischen Nervensystem ist.

Da es keinen Goldstandard gibt, verwenden einige Hersteller tragbarer Geräte gewichtete Modelle zur Schätzung der Erholung. Die spezifische Methode besteht darin, eine Reihe von Indikatoren zu erfassen, die die Erholung beeinflussen können, wie etwa Herzfrequenz, Schlaf und Trainingsbedingungen, Daten wie Herzfrequenzvariabilität, Atemfrequenz, Sauerstoffverbrauch zu berechnen und dann die verschiedenen Indikatoren entsprechend den Prinzipien der Sportwissenschaft zu summieren. Der resultierende Wert stellt den Wiederherstellungsstatus dar.

Der Nachteil dieses Ansatzes besteht darin, dass nicht alle Einflussfaktoren berücksichtigt werden können . Beispielsweise können der physiologische Zyklus und zwischenmenschliche Beziehungen die Erholung beeinflussen, werden jedoch möglicherweise nicht vom Modell berechnet, was zu Abweichungen zwischen den angezeigten Daten und dem tatsächlichen Status sowie zu unzureichendem oder übermäßigem Training führt, wenn die Daten als Richtlinie verwendet werden.

Für Hersteller ist es jedoch sinnvoll, solche Indikatoren einzuführen, da nicht jeder über ausreichende Kenntnisse verfügt, um die oben genannten Rohdaten zur Erholung einzeln zu analysieren und zu interpretieren. Wenn man etwas Genauigkeit einbüßt und einige einfache Annahmen trifft (wie etwa, dass weniger Schlaf und mehr Aktivität eine schlechtere Erholung bedeutet), ist eine Erinnerung an den Erholungswert möglicherweise viel besser, als die Leute zu bitten, sich komplexe physiologische Daten anzusehen.

Wie sollten diese Indikatoren verwendet werden?

Gemäß der Klassifizierungsmethode am Anfang des Artikels können alle Indikatoren in drei Kategorien unterteilt werden: Messung, Schätzung und Erstellung.

Die gemessenen Indikatoren weisen normalerweise relativ kleine Fehler auf, beispielsweise Herzfrequenz, Distanz, Herzfrequenzvariabilität und Tempo. Diese Indikatoren sind relativ zuverlässig und können als Referenz für die Beobachtung des Gesundheitszustands und die Anpassung von Lebensstilen und Trainingsplänen verwendet werden. Wenn meine Herzfrequenz beispielsweise heute Morgen beim Aufwachen höher als gewöhnlich ist, liegt das daran, dass ich letzte Nacht nicht gut geschlafen habe? Oder haben Sie in letzter Zeit zu viel Sport getrieben? Soll ich die Dosis reduzieren oder einen Tag Pause machen?

Geschätzte Indikatoren werden durch Algorithmen abgeleitet, die auf gemessenen Indikatoren wie Schlaf, Energieverbrauch und Sauerstoffaufnahme basieren. Zu diesem Zeitpunkt kann der dem Algorithmusfehler überlagerte Messfehler die Genauigkeit der geschätzten Indikatoren verringern. Wir müssen bei der Interpretation solcher Indikatoren vorsichtiger sein. Beispielsweise stimmen die Gesamtschlafwerte manchmal mit dem Schläfrigkeitsgrad überein und unterscheiden sich manchmal. Tragbare Geräte können den Energieverbrauch beim Gehen möglicherweise genau schätzen, der Energieverbrauch beim Widerstandstraining (Krafttraining) kann jedoch unterschätzt werden.

Die beiden oben genannten Indikatoren sind Goldstandardindikatoren. Auch wenn die aktuellen Messungen nicht sehr genau sind, können wir davon ausgehen, dass sich die Messtechnologie oder der Algorithmus verbessern werden, sodass die Daten dem genauen Wert immer näher kommen.

Bei erstellten Indikatoren handelt es sich um Indikatoren, für deren Messung es keinen Goldstandard gibt. Sie werden durch Algorithmen erstellt, die auf den ersten beiden Kategorien von Indikatoren gemäß bestimmten Definitionen oder Vorstellungen basieren, wie etwa Erholungsstatus, Trainingseffekt usw. Da es keinen Goldstandard für den Vergleich von Messungen gibt, die Sensorhardware und die Algorithmen verschiedener Hersteller inkonsistent sind und die Algorithmen der Indikatoren nicht öffentlich sind, ist es schwierig, die Genauigkeit der Daten zu überprüfen.

Daher müssen wir uns bei diesen erstellten Indikatoren nicht allzu viele Gedanken über die absoluten Werte der Zahlen machen. Wir können die Reaktion des Körpers auf das tägliche Leben und Training proaktiver verstehen, indem wir die sich ändernden Trends der Indikatoren verstehen und sie mit unseren eigenen subjektiven Gefühlen kombinieren.

Darüber hinaus veröffentlichen Gerätehersteller regelmäßig Software-Updates. Durch rechtzeitiges Prüfen und Installieren dieser Updates kann sichergestellt werden, dass das Gerät immer die neuesten Algorithmen verwendet, was die Genauigkeit der Anzeigen bis zu einem gewissen Grad verbessern kann.

Die letzte Tabelle fasst die wichtigsten Punkte des gesamten Artikels zusammen. Wenn Sie es zur Interpretation der von tragbaren Geräten bereitgestellten Daten heranziehen, können Sie möglicherweise Verwirrung vermeiden und die Kontrolle über Ihre Gesundheit und Ihr Training verbessern.

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Planung und Produktion

Quelle: Guokr (ID: Guokr42)

Autor: ZIYI

Herausgeber: Yang Yaping

Korrekturgelesen von Xu Lai und Lin Lin

Das Titelbild und die Bilder in diesem Artikel stammen aus der Copyright-Bibliothek

Nachdruck kann zu Urheberrechtsstreitigkeiten führen