Một cuộc khảo cứu do American College of Cardiology thực hiện để xác định thiết bị đeo quanh ngực dùng tín hiệu điện tử hay quanh thiết bị đeo quanh cổ tay dùng cảm ứng quang học, cái nào hiệu quả hơn (ref 1). Năm mươi người tình nguyện cho cuộc khảo cứu này, trong đó có khoảng một nửa nam và nửa nữ. Họ được gắn hệ thống đo tim (điện tâm đồ),  Electrocardiography (ECG) trong khi đeo dây quanh ngực và dây đeo Scosche Rhythm+ quanh cánh tay. Họ cũng được đeo các thiết bị khác như Apple Watch, TomTom Spark Cardio, Garmin Forerunner 235, và Fitbit Blaze. Các tình nguyện viên sau đó tập luyện với cường độ trung bình, nhẹ, và căng thẳng.

Trong suốt quá trình thử nghiệm, các dữ liệu nhịp tim từ máy ECG, dây đeo quanh ngực, quanh cánh tay, và các đồng hồ cảm ứng quang học được ghi lại. Khi các tình nguyện viên chạy, đạp xe, và tập trên máy elliptical, các nhà nghiên cứu theo dõi khả năng luyện tập của họ qua các thiết bị này để xác định cái nào cho kết quả chính xác nhất (có nghĩa là có kết quả gần với ECG nhất).

Dây đeo ngực được chứng minh là có kết quả chính xác nhất với 99,6%. Các thiết bị đeo ở cổ tay được chứng minh là ít chính xác hơn với kết quả tốt nhất là 92%, nhưng cũng có nhiều thiết bị chỉ phần trăm chính xác thấp ở mức 67%. Lỗi sai số này tính ra nhịp tim là trật ở mức 15 đến 34 BPM tùy theo mức độ luyện tập. Đồng hồ Apple được chứng minh là chính xác nhất trong số các thiết bị đeo ở cổ tay, bất kể hình thức luyện tập. Cường độ luyện tập cao thì mức độ chính xác của các thiết bị này thấp.

Khái niệm của các thiết bị đeo tay cũng giống như dây đeo ngưc, nhưng khác biệt ở đây là chúng đo lưu lượng máu thay vì đo nhịp đập của con tim ngay từ nguồn của nó. Nếu bạn muốn tìm đến mức độ chính xác tối đa, thì dây đeo ngực sẽ không bị ảnh hưởng do mồ hôi đổ ra, vị trí cổ tay, hoặc thậm chí những điều ngớ ngẩn như màu của da.

Trong một bài viết khác (ref 2) tác giả Palladino giải thích cặn kẽ hơn về chức năng của từng thiết bị đo nhịp tim để độc giả có thể so sánh và có sự chọn lựa thích hợp. Theo tác giả thì hiện nay trên thị trường có hai thiết bị phổ thông dùng đo nhịp tim đó là cảm ứng quang học và dây đeo ngực, mặc dù cả hai dùng phương pháp tương tự để đo nhịp đập, tuy nhiên sự khác biệt về kỹ thuật cũng như chế tạo sẽ là yếu tố giúp bạn chọn cái nào để luyện tập.

DÂY ĐEO NGỰC

Dây đeo ngực có hình dáng sợi dây co giãn được đeo quanh ngực, ở giữa là một cực điện có miếng lót nằm áp sát vào da của bạn, được gắn vào đó là một bộ phận tải tín hiệu điện tử (transmitter). Thiết bị này khác với các thiết bị đeo ở cổ tay vì nó dùng điện tâm đồ để đo các luồng điện xảy ra trong tim (một phương pháp giống như ECG). Quá trình này đòi hỏi sử dụng các cực điện, đó là phần đệm phẳng và sáng bóng. Miếng đệm này cần thấm nước ẩm ướt hay mồ hôi để bắt tín hiệu điện. Khi bạn chạy và đổ mồ hôi, cực điện sẽ nhận tín hiệu từ nhịp tim, và nó gửi tín hiệu đến transmitter.

Thường thì transmitter là phần duy nhất của dây đeo ngực có thể tách rời được. Bên trong nó là một bộ vi xử lý (microprocessor) có nhiệm vụ ghi nhận và phân tích nhịp tim từ các tín hiệu điện tử, ngoài ra cũng có pin và các con chips cần thiết để kết nối Bluetooth. Tận dụng kỹ thuật Bluetooth và điện thoại thông minh, transmitter có thể liên tục gửi các dữ liệu về nhịp tim đến các thiết bị di động được coi là bộ phận nhận tín hiệu. Trước đây khi người ta chưa dùng các mobile apps để nhận tín hiệu, dây đeo gửi tín hiệu đến đồng hồ đeo tay và cho thấy các dữ liệu trên mặt đồng hồ. Ngày nay có nhiều loại dây đeo cho bạn sự chọn lựa kết nối với một thiết bị di động khác hay dùng mobile app để thâu và lưu trữ các dữ liệu nhịp tim.

THIẾT BỊ QUANG HỌC

Đo nhịp tim dùng kỹ thuật quang học rất phổ thông trong các thiết bị đeo tay ngày nay. Đa số thâu lượm dữ liệu về nhịp tim qua phương pháp photoplethysmography (PPG), đó là quá trình dùng ánh sáng để đo lưu thông máu. Các thiết bị này có một bộ phận LED nằm bên dưới và phát ra ánh sáng màu xanh lá cây và tỏa sáng lên trên da cổ tay. Các chu kỳ sóng khác biệt của ánh sáng từ những bộ phận phát quang sẽ tương tác với dòng máu chảy bên dưới cổ tay. Khi nguồn ánh sáng đó bị khúc xạ hoặc phản chiếu từ dòng máu, một bộ phận cảm ứng khác sẽ thâu nhận thông tin đó. Dữ liệu này được xử lý, bên cạnh các thông tin chuyển động được ghi nhận từ một bộ phận tính gia tốc (accelerometer), qua một phép tính đặc biệt để cho ra các thông số nhịp tim dễ hiểu.

Vì hầu hết các thiết bị loại này có dạng đồng hồ đeo tay, phần quang học đo nhịp  tim áp ngay cổ tay của bạn. Nhưng cũng có một số thiết bị mới, như Moov fitness tracker được đặt ngay thái dương, hay là thiết bị đeo tai cũng dùng kỹ thuật PPG cũng đang trở nên phổ thông. Không cần biết các thiết bị này được đặt chỗ nào, cách xử lý của PPG đều như nhau: đó là đo nhịp tim qua cách phân tích ánh sáng khúc xạ từ dòng chảy của máu.

CÂU HỎI VỀ ĐỘ CHÍNH XÁC

Lý do lớn nhất mà các VĐV thích dây đeo ngực hay quanh cổ tay đó là mức độ chính xác. Người ta muốn chỉ trích dây đeo cổ tay vì nó quá trật và vẫn còn đang trong thời kỳ thai nghén. Có nhiều lý do cụ thể tại sao dây đeo ngực chính xác hơn: quan trọng nhất, bộ phận cảm ứng được đặt ngay cạnh tim giúp nó bắt được tín hiệu mạnh nhất. Khi các bác sĩ và y tá dùng máy ECG để kiểm tra tim của bệnh nhân, họ đặt khoảng 12 cực điện khắp cơ thể của bệnh nhân, và hầu hết là trên ngực chung quanh trái tim. Dây đeo thì cũng giống như phương pháp ECG có điều là không VĐV nào muốn có cả mớ dây cảm ứng gắn khắp cơ thể khi họ chạy bộ.

Một lý do khác khiến dây đeo ngực chính xác hơn là  cổ tay là vì nó ít có chỗ để bị lỗi. Nếu bạn chọn đúng kích cỡ thì khó có thể đeo dây lỏng quá, sợi dây có thể điều chỉnh được và nó sẽ co lại cho khít, nếu lỏng quá thì nó tuột xuống thắt lưng. Bộ phận cực điện dính liền với dây đeo, cho nên nếu bạn muốn làm hỏng vị trí của nó cũng khó. Bạn khó có thể đặt sai vị trí của cực điện trừ khi bạn xoay nó vòng ra đằng sau lưng. Một điều mà nhiều người phàn nàn là đeo dây ngực làm khó chịu vì nó bám dính quá, nhưng đó cũng là lý do tại sao nó luôn chính xác.

Các thiết bị đeo ở cổ tay dùng quang học thì rất tiện lợi và thoải mái, nhưng chúng lại không hoàn toàn tin tưởng được. Các thiết bị này được cải thiện theo năm tháng, và thêm nữa là kỹ thuật PPG không có gì mới lạ, cho nên không ai có thể nghĩ phương pháp này có lỗi. So với điện tâm đồ và dây đeo ngực thì PPG và các thiết bị hiện đại cho người dùng quá nhiều cách để làm hỏng độ chính xác của nó. Các chuyển động có thể làm hỏng độ chính xác của thiết bị đo nhịp tim dùng quang học, lý do chính là vì khi bạn chạy với tốc độ cao bạn có thể đẩy phần thâu tín hiệu di chuyển quanh cổ tay. Khác với dây đeo ngực, dây đeo ở cổ tay có thể được điều chỉnh dễ dàng để thoải mái và vừa vặn. Điều này làm đồng hồ đeo tay dễ đeo, nhưng nó cũng làm cho chúng dễ xê dịch. Các thiết bị đeo tay quang học nên được đeo xa nấc xương cổ tay, hoặc cỡ chiều rộng hai ngón tay tính từ vị trí bàn tay gặp cổ tay. Nếu đeo không đúng vị trí thì rất dễ cho ra các thông số không chính xác.

Nếu bạn đeo nó đủ chặt thì không sợ nó di chuyển khi chạy. Đeo vừa vặn rất quan trọng, nhưng bạn cũng để ý đừng đeo quá chặt vì làm như vậy sẽ khiến dây đeo ngăn cản lưu thông máu – lúc đó thậm chí thiết bị thâu được tín hiệu, nó chưa chắc chính xác bởi vì máu không thể chảy qua cổ tay một cách tự nhiên. Nhưng nếu đeo quá lỏng, khoảng không cũng như không khí có thể ngăn không cho thiết bị bắt được tín hiệu của nhịp tim.

BẠN NÊN CHỌN THIẾT BỊ NÀO?

Tác giả Palladino đề nghị dây đeo ngực cho những ai muốn luyện tập theo nhịp tim. Các thiết bị này đáng tin tưởng và nhất quán trong việc đo nhịp tim một cách chính xác, bất kể bạn lang thang quanh nhà hay đang luyện tập ở cường độ cao. Nhưng sự thật là nhiều người không cảm thấy thoải mái khi đeo sợi dây quanh ngực, hoặc họ thà đeo thiết bị vòng quanh cổ tay để luyện tập đã có gắn sẵn bộ phận đo nhịp tim.

Những người tránh thiết bị đeo cổ tay là những người luyện tập nghiêm khắc và có mục tiêu cụ thể trong chương trình tập luyện của họ. Những người như VĐV ba môn phối hợp, chạy marathon, VĐV tập luyện để thi đấu ở một môn thể thao nào đó, nên đầu tư vào dây đeo bởi vì nó cho chúng ta sự linh động ngoài mức độ chính xác. Những thiết bị như Polar H7 và Garmin HRM3 hoạt động tốt với các apps thứ ba để kết nối các thiết bị khác qua Bluetooth hay ANT+, vì vậy bạn có thể luyện tập với chương trình mình muốn mà không phải lo lắng là thiết bị đo nhịp tim có tương đồng hay không.

Một mặt khác nếu bạn không chắc mình ở trình độ chạy marathon chưa, và có thể bạn không chắc là mình muốn đạt đến trình độ đó. Nhưng bạn lại quan tâm về sức khỏe của mình và bạn cũng chút ít năng động, và bạn muốn biết các thông tin về nhịp tim của mình qua quá trình hoạt động trong ngày. Thế thì bạn sẽ hợp hơn với các đồng hồ đeo tay dùng kỹ thuật quang học như Fitbit Alta hay Garmin Vivosmart, vì những thiết bị này được chế tạo để đeo suốt ngày (và đôi khi cả đêm).  Khi nói đến chuyện theo dõi nhịp tim cả ngày thì các thiết bị này rõ ràng có lợi thế bởi vì thông thường sợi dây đeo ngực sẽ được lập tức tháo ra ngay sau khi bài chạy kết thúc. Điều cốt lõi ở đây là các thiết bị đeo cổ tay có thể được xem như là một thứ phụ kiện đeo được trong mọi tình huống, giao tiếp xã hội cũng như sinh hoạt chuyên nghiệp, trong khi thâu nhập các dữ liệu về sức khỏe của bạn.

CHIA SẺ RIÊNG CỦA BRUCE VU

Tôi đã từng sử dụng đủ loại thiết bị đo nhịp tim, từ cảm biến quang học đeo ở cổ tay (Garmin Forerunner 235, Fenix 3 HR), đeo ở cánh tay (Scosche Rhythm+), đeo trong tai (Lifebeam Vi) và đeo quanh ngực (Garmin HRM, HRM-RUN, và HRM-TRI) và bên dưới là những điều tôi ghi nhận được. Chú ý là tất cả kết quả này đều liên quan đến các bài chạy interval, vì chỉ có những bài biến tốc này mới cho thí nghiệm được khả năng của các thiết bị, còn các bài chạy chậm và đều thì hầu hết tất cả các thiết bị đều có thể cho kết quả khá chính xác.

  1. Các đồng hồ đeo quanh cổ tay đôi khi cho kết quả không chính xác, cụ thể là khi mình chạy nhanh nó lại ghi nhịp tim rất thấp như đi bộ, ngược lại nhiều lúc jog nhẹ thì nhịp tim lại nhảy vọt. Sau này tôi đọc thêm nhiều thông tin cho rằng ở phần cổ tay, nhất là đối với những người ốm, nhiều xương và gân nên phần cảm ứng quang học khó nhận được dòng chảy của máu. Sự sai lệch rõ ràng nhất là khi chạy interval với cường độ chạy nhanh rồi dừng nghỉ, xảy ra liên tục trong khoảng thời gian ngắn. Nếu đồng hồ không cho ra biểu đồ dợn sóng thì có nghĩa là nó không bắt đúng được nhịp tim.Hình trên là kết quả từ Forerunner 235 với thiết bị cảm biến quang học. Đây là bài chạy 200m floaters (200m sprint, 200m jog, liên tục 14 lần). Kết quả nhịp tim rõ ràng sai.Hình trên cũng là một bài chạy 200m floaters, được ghi lại từ đồng hồ Garmin Fenix 3 HR với bộ cảm biến quang học. Kết quả có vẻ khá hơn Garmin Forerunner 235, nhưng vẫn không hợp lý.Kết quả ở trên cũng từ đồng hồ Fenix 3 HR với cảm biến quang học cho bài chạy 8x600m với 2 phút nghỉ ở giữa, kết quả có vẻ hợp lý hơn vì nhịp tim tăng lúc chạy và giảm lúc nghỉ, tuy nhiên các đoạn dợn sóng vẫn không đúng.
  2. Scosche Rhythm+ lúc đầu cho ra kết quả khá ổn định và hợp lý, nhưng chừng một tháng sau kết quả bắt đầu chập chờn, lúc hợp lý và cũng có những lúc rất vô lý. Sau này tôi chuyển đổi vị trí đeo trên bắp tay (trên cùi chỏ) thay vì ở cánh tay, kết quả rất ổn định; ngoại trừ một vài lần nó bị mất tín hiệu rất ngắn (chúng ta có thể biết được sự cố này xảy ra khi đèn chớp màu đỏ thay vì xanh hay tím) còn lại kết quả rất hợp lý, thậm chí khi chạy interval.Dây đeo trên bắp tay Scosche Rhythm+ cho kết quả bài chạy interval (1 mile khởi động, 6x800m interval, 1 mile làm nguội), chỉ có hai đoạn bị gần khúc đầu tín hiệu bị ngắt, còn lại hình dợn sóng khá hợp lý.
  3. Thiết bị gắn ở tai của Lifebeam cho kết quả khá chính xác, tuy nhiên phải đeo cái này thật khít ở tai, chỉ cần hở một tí xíu là ánh sáng lọt vào và nó sẽ tắt máy không thèm thâu nhịp tim.
  4. Dây đeo ngực lúc nào cũng cho kết quả hợp lý. Tuy nhiên có một lần sợi dây HRM-RUN của tôi đột nhiên dở chứng, cho ra kết quả rất tầm bậy. Thí dụ như chạy chậm như rùa mà nó ghi nhịp tim trên 200 bpm. Tôi tháo ra thay pin cũng không ăn thua gì, thậm chí khi không đeo, để trên bàn, nó cũng ghi nhịp tim trên 150 bpm. Sau này tôi mới biết là phần transmitter bị hở, nước vào làm hỏng mấy con chip.
    Kết quả của Garmin HRM-Run khá hợp lý cho bài chạy 200m floaters.Nhưng khi dây đeo HRM-Run bị hỏng thì sẽ cho ra kết quả rác rưởi. Bên trên là bài chạy khởi động, chạy rất chậm mà nhịp tim nhảy lên trên 200 bpm.Bên trên là kết quả từ dây đeo ngực HRM-Tri cho bài chạy tempo (1 mile khởi động, 3 x 1 mile tempo, 1 mile làm nguội). Hình biểu đồ rất hợp lý với nhịp tim theo hình dợn sóng.
    Kết quả từ dây đeo ngực HRM-Tri cho bài chạy interval (8x400m với 2 phút nghỉ). Hình biểu đồ rất hợp lý với nhịp tim theo hình dợn sóng.

    Cũng một bài chạy giống nhau (8x400m với 2 phút nghỉ) được lập ở thời điểm khác, kết quả từ dây đeo ngực HRM-Tri vẫn hợp lý với biểu đồ nhịp tim theo hình sóng.

     

    REFERENCES:

    1. Andy Peloquin, “Chest Strap vs. Wristband Heart Rate Monitors,” https://breakingmuscle.com/fitness/chest-strap-vs-wristband-heart-rate-monitors
    1. Valentina Palladino, “How wearable heat-rate monitors work, and which is best for you,” https://arstechnica.com/gadgets/2017/04/how-wearable-heart-rate-monitors-work-and-which-is-best-for-you/

BÀI VIẾT LIÊN QUANXEM THÊM

BÌNH LUẬN

Hãy nhập bình luận của bạn
Điền tên của bạn