การศึกษาเปรียบเทียบอุปกรณ์ตรวจวัดอัตราการเต้นหัวใจ 3 ประเภท
DOI:
https://doi.org/10.14456/jsst.2022.18คำสำคัญ:
อัตราการเต้นหัวใจ, เซนเซอร์ติดตามอัตราการเต้นหัวใจแบบสายรัดหน้าอก, นาฬิกาออกกำลังกายราคาถูก, แอพพลิเคชั่น Heart Rate Plus บนโทรศัพท์มือถือบทคัดย่อ
อัตราการเต้นหัวใจ เป็นตัวแปรที่ได้รับการยอมรับอย่างแพร่หลายสำหรับการตรวจประเมินติดตามการฝึกซ้อม การทดสอบสมรรถภาพร่างกายของนักกีฬาเพื่อเตรียมความพร้อมก่อนเข้าร่วมการแข่งขันกีฬา การประเมินความเสี่ยงสำหรับกลุ่มผู้มีความเสี่ยงสูง ในปัจจุบัน การตรวจประเมินอัตราการเต้นหัวใจได้รับความนิยมเพิ่มขึ้นในรูปแบบของอุปกรณ์ที่สวมใส่ติดกับร่างกาย โดยใช้เทคโนโลยีเซนเซอร์แบบไม่รุกล้ำเข้าสู่ร่างกาย ซึ่งอุปกรณ์เหล่านี้ในบางรุ่นยังมีการประเมินที่คลาดเคลื่อนในการบันทึกเพื่อวิเคราะห์การฝึกซ้อมกีฬา และการตรวจรักษาเพื่อประเมินความเสี่ยงที่จะเกิดโรค การศึกษานี้มีวัตถุประสงค์เพื่อประเมินความแม่นยำและถูกต้องการติดตามอัตราการเต้นหัวใจขณะพัก ระหว่างออกกำลังกาย และหลังออกกำลังกาย ระหว่างอุปกรณ์ 3 ชนิด (เซนเซอร์ติดตามอัตราการเต้นหัวใจแบบสายรัดหน้าอก, นาฬิกาออกกำลังกายราคาถูกและแอพพลิเคชั่น Heart Rate Plus บนโทรศัพท์มือถือ) อัตราการเต้นหัวใจจะถูกบันทึก 1 นาที ระหว่างการทำกิจกรรมดังนี้ (1) ขณะพักก่อนออกกำลัง (2) หลังกระโดดตบ 15 ครั้ง (3) หลังจากพักกระโดดตบไป 2 นาที (4) หลังกระโดดตบ (เซตที่ 2) 15 ครั้ง (5) หลังจากพักกระโดดตบเซท 2 ไป 2 นาที โดยบันทึก 3 ค่า (ค่าเฉลี่ย ค่าสูงสุด และค่าต่ำสุด) ค่าอัตราการเต้นหัวใจที่ได้จากทั้ง 3 อุปกรณ์ ถูกทดสอบด้วยสถิติ Friedman พบว่ามีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติทุกกิจกรรม และเมื่อจับคู่ทดสอบด้วยสถิติ Durbin-Conover พบว่า อัตราการเต้นหัวใจที่ได้จากเซนเซอร์ติดตามอัตราการเต้นหัวใจแบบสายรัดหน้าอก และนาฬิกาออกกำลังกายราคาถูกมีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติทุกกิจกรรม นอกจากนี้ Bland Altman plot แสดงให้เห็นถึงการยอมรับการเปรียบเทียบค่าอัตราการเต้นหัวใจระหว่างเซนเซอร์ติดตามอัตราการเต้นหัวใจแบบสายรัดหน้าอก กับนาฬิกาออกกำลังกายราคาถูก และเซนเซอร์ติดตามอัตราการเต้นหัวใจแบบสายรัดหน้าอก กับแอพพลิเคชั่น Heart Rate Plus บนโทรศัพท์มือถือ อย่างไรก็ตาม ค่าความแตกต่างระหว่างเซนเซอร์ติดตามอัตราการเต้นหัวใจแบบสายรัดหน้าอก กับนาฬิกาออกกำลังกายราคาถูกมีกระจายตัวออกนอกบริเวณพื้นที่เส้นผลต่างค่าเฉลี่ย และค่าความแตกต่างระหว่างเซนเซอร์ติดตามอัตราการเต้นหัวใจแบบสายรัดหน้าอก กับแอพพลิเคชั่น Heart Rate Plus บนโทรศัพท์มือถือมีกระจายตัวอยู่ในบริเวณพื้นที่เส้นผลต่างค่าเฉลี่ย นอกจากนี้ เปอร์เซ็นต์ผลต่างเมื่อเทียบกับค่าอัตราการเต้นหัวใจที่ได้จากเซนเซอร์ติดตามอัตราการเต้นหัวใจแบบสายรัดหน้าอกจะแสดงให้เห็นในรูปแบบเปอร์เซ็นต์การเปลี่ยนแปลง ดังนั้น การศึกษานี้สามารถให้ข้อมูลเกี่ยวกับการตัดสินใจเลือกใช้อุปกรณ์ติดตามอัตราการเต้นหัวใจในระหว่างการออกกำลังกาย ซึ่งนาฬิกาออกกำลังกายราคาถูกอาจไม่แม่นยำและไม่น่าเชื่อถือ ส่วนแอพพลิเคชั่น Heart Rate Plus บนโทรศัพท์มือถือมีความแม่นยำและน่าเชื่อถือ แต่ไม่สะดวกในการพกพาและการใช้งานสำหรับการออกกำลังกาย
เอกสารอ้างอิง
Seiler S. What is Best Practice for Training Intensity and Duration Distribution in Endurance Athletes? Int Sports Physiol Perform 2010;5:276-91.
Swain DP, Abernathy KS, Smith CS, Lee SJ, Bunn SA. Target heart rates for the development of cardiorespiratory fitness. Med Sci Sports Exerc 1994;26:112-6.
Duking P, Hotho A, Holmberg H, Fuss FK, Sperlich B. Comparison of Non-Invasive Individual Monitoring of the Training and Health of Athletes with Commercially Available Wearable Technologies. Front Physiol 2016;7:71.
International Data Corporation (IDC). Wrist-Worn Wearables Maintain a Strong Growth Trajectory in Q2 2019 [Internet]. 2019 [cited 2021 Dec 16]. Available from: https://www.businesswire.com/news/home/20190912005263/en/Wrist-Worn-Wearables-Maintain-a-Strong-Growth-Trajectory-in-Q2-2019-According-to-IDC
Allen J. Photoplethysmography and its application in clinical physiological measurement. Physiol Meas 2007;28:R1-R39.
Maeda Y, Sekine M, Tamura T. Relationship Between Measurement Site and Motion Artifacts in Wearable Reflected Photoplethysmography. J Med Syst 2011;35:969-76.
Duking P, Giessing L, Frenkel MO, Koehler K, Holmberg H, Sperlich B. Wrist-Worn Wearables for Monitoring Heart Rate and Energy Expenditure While Sitting or Performing Light-to-Vigorous Physical Activity: Validation Study. JMIR Mhealth Uhealth 2020;8:e16716.
Boudreaux BD, Hebert EP, Hollander DB, Williams BM, Cormier CL, Naquin MR, et al. Validity of Wearable Activity Monitoring during Cycling and Resistance Exercise. Med Sci Sports Exerc 2018;50:624-33.
Speer KE, Semple S, Naumovski N, McKune AJ. Measuring Heart Rate Variability Using Commercially Available Devices in Healthy Children: A Validity and Reliability Study. Eur J Investig Health Psychol Educ 2020;10:390-404.
Hopkins W. Spreadsheets for analysis of validity and reliability. Sportscience 2017;21.
Gilgen-Ammann R, Schweizer T, Wyss T. RR interval signal quality of a heart rate monitor and an ECG Holter at rest and during exercise. Eur J Appl Physiol 2019;119:1525-32.
Allen J. Photoplethysmography and its application in clinical physiological measurement. Physiol Meas 2007;28:R1-39.
El-Hajj C, Kyriacou PA. A review of machine learning techniques in photoplethysmography for the non-invasive cuff-less measurement of blood pressure. Biomed Sig Process Control 2020;58:101870.
Lacome M, Peeters A, Mathieu B, Marrier B, Carling C, Piscione J. Can we use GPS for assessing sprinting performance in rugby sevens? A concurrent validity and between-device reliability study. Biol Sport 2019;36:25-9.
Bland JM, Altman DG. Statistical methods for assessing agreement between two methods of clinical measurement. Int J Nurs Stud 2010;47:931-6.
Sandberg A, Cider A, Jivegard L, Nordanstig J, Wittboldt S, Back M. Test-retest reliability, agreement, and minimal detectable change in the 6-minute walk test in patients with intermittent claudication. J Vasc Surg 2019;71:197-203.
Giavarina D. Understanding Bland Altman analysis. Biochem Med 2015;25:141-51.
Balsalobre-Fernandez C, Glaister M, Lockey RA. The validity and reliability of an iPhone app for measuring vertical jump performance. J Sports Sci 2015;33:1574-9.
Faigenbaum AD, Bagley J, Boise S, Farrell A, Bates N, Myer GD. Dynamic Balance in Children: Performance Comparison Between Two Testing Devices. Athl Train Sports Health Care 2015;7:160-4.
Bent B, Goldstein BA, Kibbe WA, Dunn JP. Investigating sources of inaccuracy in wearable optical heart rate sensors. NPJ Digit Med 2020;3:18.
Georgiou K, Larentzakis AV, Khamis NN, Alsuhaibani GI, Alaska YA, Giallafos EJ. Can Wearable Devices Accurately Measure Heart Rate Variability? A Systematic Review. Folia Medica 2018;60:7-20.
Allen J, Murray A. Variability of photoplethysmography peripheral pulse measurements at the ears, thumbs and toes. IEEE Proc Sci Measu Technol 2000;147:403-7.
Kamal AR, Harness JB, Irving G, Mearns AJ. Skin photoplethysmography-a review. Comp Meth Programs Biomed 1989;28:257-69.
Boudreaux BD, Hebert EP, Hollander DB, Williams BM, Cormier CL, Naquin MR, et al. Validity of Wearable Activity Monitors during Cycling and Resistance Exercise. Med Sci Sport Exer 2018;50:624-33.
Dooley EE, Golaszewski NM, Bartholomew JB. Estimating Accuracy at Exercise Intensities: A Comparative Study of Self-Monitoring Heart Rate and Physical Activity Wearable Devices. JMIR Mhealth Uhealth 2017;5:e34.
Thomson EA, Nuss K, Comstock A, Reinwald S, Blake S, Pimentel RE, et al. Heart rate measures from the Apple Watch, Fitbit Charge HR2, and electrocardiogram across different exercise intensities. J Sports Sci 2019;37:1411-9.
Kim MK, Tanaka K, Kim MJ, Matuso T, Endo T, Tomita T, et al. Comparison of epicardial, abdominal and regional fat compartments in response to weight loss. Nutr Metab Cardiovasc Dis 2009;19:760-6.
Austevoll IM, Gjestad R, Grotle M, Solberg T, Brox JI, Hermansen E, et al. Follow-up score, change score or percentage change score for determining clinical important outcome following surgery? An observational study from the Norwegian registry for Spine surgery evaluating patient reported outcome measures in lumbar spinal stenosis and lumbar degenerative spondylolisthesis. BMC Musculoskel Dis 2019;20:31.
