心拍の計測
ランニングなど習慣的に運動をされている方は多いと思うが、その際に体のデータを測定しているだろうか？
心拍は体の調子、酸素摂取量と相関関係にあるので酸素摂取量をはかるよりも簡単なのでおすすめである。
しかし、正確にはからないと意味がない！
最近では手首で心拍を測れるランニングウォッチも出てきたのそ信頼性に疑問も残る…
そこで、心拍センサーの精度を比較してみた!!
測定機器
手元にGarmin のスマートウォッチがあるのでそれらで測定していく。
使用機器は以下となる。
- FA745
- ランニング特化スマートウォッチ
- 重量 47g
- FENIX7
- ビジネスアスリート向け、フラグシップモデル
- 重量73g
- EPIX
- FENIX7とほぼ同等な機能を有する。
- 重量 70g
こられ3つで測定する
心拍の測定方法
心拍数の測定方法として2つの方法がある。
光学式心拍センサー、 ECG(電気的)である。
光学式心拍センサー
光を当て、血管に流れるヘモグロビンの量で心拍を測定するようだ。
仕組みとしては、緑の光の反射で心拍を読み取るようだ。
血液中にはヘモグロビンが存在しています。ヘモグロビンは酸素の運搬量により、光の吸収率、反射率が異なります。この特性を利用し、Garmin のウォッチは緑の光で手首を照らし、それが皮膚を通過して血液中のヘモグロビンに反射、そのデータを収集して、心拍数を計測します。動脈の血流量は心臓の収縮と拡張に合わせて規則的に変化します。収縮すれば、ヘモグロビンの密度が上がり、より多くの緑の光を吸収します。拡張すればヘモグロビンの密度が下がり、より多くの緑の光を反射します。
https://www.garmin.co.jp/minisite/garmin-technology/wearable-science/heart-rate/
ECG(電気的)
心臓から生じる電気を測定する方法。いわゆる胸で測定するやつ
心臓から生じる電気 （１～ 10 数ミリボルト〔mV〕の弱 い電位）の変化を体表面につけた 電極でとらえ，心電計で波形とし て描いたものです。
https://med.toaeiyo.co.jp/contents/ecg/pdf/ecg1-3.pdf
3つの機器それぞれはこんな感じ
- 第3世代光学式心拍センサー(garmin)
- FA745
- センサーが4つ
- 第4世代光学式心拍センサー(garmin)
- FENIX7, EPIX
- センサーが6つ
- ECG
FA745は第3世代、FENIX/EPIXは第4世代の光学式心拍センサーが搭載されている。
Garmin 光学式センサーの正確性を検証
なにがしたいかというと、第3世代、第4世代の光学式心拍センサーの精度がしりたいのです。
検証方法として、
FA745を左手首、FENIX7を右手首、EPIXをECGの心拍センサーと接続し、それぞれを比べる!
両腕に時計を装着し、さらに時計のとなり時計をつけるという前代未聞のランニングスタイルの完成である。
では、実施!!
雪の降る中、10kmほど走ってみた。
結果
結論からいうと、第4世代光学式心拍センサー(FENIX7/EPIX)の精度は良いことがわかる。
FA745は心拍は追従できているが、心拍が変動する部分では全然異なる挙動をしめしている。
検証
ガーミンの .fit データを.json へ変換し、python の matplot を利用してそれぞれ描画してみた。
python
json
全体グラフ
心拍とスピードの比較したグラフを作成。
左Y軸は心拍数(bpm)
745
FENIX7
EPIX(ECG)
右Y軸はスピード(km/h)
ざっとみてわかりますか？
詳しく見ると、心拍の変動がある部分は745がうまく追従できてない。
FENIX7はきちんと変化にも対応
こちらも745は対応できず、変化がないところでも高めにでる始末。
FENIX7は少しおかしなところはあるが、すぐに修正しきちんと測定されている。
こちらも745はずれがある…
745は全然違う….
走り終え、スピードが”0″となっても745は高いまま…
FENIX7は正確。
結論
745はやはり精度にかけるが一定の心拍だといいのかも？
FENIX7は優秀。ややおかしなところはあるがほぼほぼ追従できている。
動画はこちら
