Jak działa Pulsoksymetr w zegarkach Garmin i Polar?

Wszystkie modele z funkcją pulsoksymetru można obejrzeć tutaj: zegarek z pulsoksymetrem

Nowoczesne smartwatche dla sportowców oferują zróżnicowane funkcje, które nie tylko wspierają trening użytkownika, pozwalając mu przeanalizować efektywność wysiłku fizycznego, ale dbają także o jego zdrowie. W zegarkach sportowych
produkowanych przez takie firmy jak Garmin lub Polar na porządku dziennym są już pulsoksymetry, monitoring jakości i długości snu, poziomu regeneracji układu nerwowego czy częstotliwości oddechów.

Stosunkowo nowym rozwiązaniem jest pulsoksymetr. To rozwiązanie służy do pomiaru stopnia wysycenia krwi tlenem, inaczej zwane jest saturacją krwi. Jakie zastosowanie ma pulsoksymetr w budowaniu formy sportowej oraz gdzie jeszcze może być przydatny?

Czym jest i jak jest mierzona saturacja krwi?

W naukach medycznych poprzez saturację krwi rozumie się stosunek całkowitej hemoglobiny w organizmie do tej, która związała się z tlenem cząsteczkowym. Jest to jeden z bardziej obiektywnych i wartościowych pomiarów definiujących funkcje życiowe obok pulsu, ciśnienia krwi czy częstotliwości oddechów. Powszechnie mówi się, że pulsoksymetria służy do oszacowania stopnia w jakim krew ludzka została wysycona przez tlen. Można przyjąć że im wyższa będzie to wartość, tym lepiej. U osób zdrowych z wydolnym układem krążeniowo – oddechowym wskaźnik saturacji krwi powinien wynosić około 98%, przy czym wynik poniżej 95% może już wskazywać na problemy ze zdrowiem. Z kolei po 70. roku życia wartość saturacji nie
powinna spadać poniżej 94%.

Tlen do organizmu dostarczany jest wraz z wdechem, który wtłacza powietrze do płuc. Stamtąd poprzez pęcherzyki płucne dostaje się do krwi i jest rozprowadzany po komórkach ciała dzięki ciągłej pracy serca. Jest on niezbędny, aby organy mogły pełnić swoje fizjologiczne funkcje. Bez odpowiedniej podaży tlenu, już po trzech minutach w tkankach pojawiają się pierwsze uszkodzenia.

Zegarki które zostały wyposażone w pulsoksymetr mierzą zawartość krwinek czerwonych związanych z tlenem w naczyniach włosowatych wykorzystując do tego widmo światła czerwonego oraz podczerwonego opierając się na zasadzie, zgodnie z którą erytrocyt przenoszący tlen ma inny stopień pochłaniania fal niż ten, który nie przenosi tlenu. Wynik przeliczany jest przez urządzenie, a informacja zwrotna SpO2 podawana jest jako wartość procentowa.

Pulsoksymetr mierzy saturację krwi emitując dwa rodzaje sygnału – stały i zmienny. Ten pierwszy pełni rolę kontrolną, która tworzy punkt odniesienia. Sygnał zmienny sprawdza absorbancję tlenu przez krew tętniczą, która silnie pulsuje. Pulsoksymetry
wyposażone w monitoring SpO2 wykorzystują do pomiaru saturacji diody wmontowane w spodnią część koperty (tworzące zespół razem z diodami mierzącymi puls oraz z przetwornikiem optycznym, którego zadaniem jest analiza sygnału i przedstawienie go w formie czytelnej dla użytkownika).

Korzystając z zegarka sportowego, który obsługuje tę technologię, nie potrzebujemy dodatkowego sprzętu. Jest to całkowicie bezinwazyjna metoda pomiaru, która daje błyskawiczny wynik

Działanie pulsoksymetru w zegarkach Garmin

Amerykański producent prezentując nowe modele zegarków dla sportowców opracował dla nich nową wersję czujnika tętna Elevate 3.0. W stosunku do poprzedniej edycji nowe rozwiązanie wyróżnia się wyższą częstotliwością próbkowania sygnału, możliwością mierzenia tętna pod wodą oraz właśnie wbudowanym pulsoksymetrem. Czujnik Garmin Elevate 3.0 znajdziemy w pulsometrach:

• Garmin Fenix 6 (również w modelach X i S), Garmin Fenix 6 Pro, Fenix 6 Solar oraz Garmin Fenix 6 Sapphire,
  
• zegarkach z serii Garmin Forerunner – 745 oraz 945,
  
• Garmin Venu i Venu Sq (w wersji zwykłe i Music Edition),
  
• Garmin Vivoactive 4 (4S),
  
• zegarku Garmin Quatix 6, Quatix 6 Titanium oraz Quatix 6X Solar,
  
• Garmin Tactix Delta Solar, Delta Sapphire oraz w wersji z funkcjami balistycznymi,
  
• Garmin Fenix 5X Plus.

Wszystkie modele z funkcją pulsoksymetru można obejrzeć tutaj: zegarek z pulsoksymetrem

Zegarki biegowe firmy Garmin wyposażone w pulsoksymetr mogą pomóc określić, w jakim stopniu organizm sportowca zdążył zaaklimatyzować się do wysiłku na znacznej wysokości. Ma to znaczenie zwłaszcza dla biegaczy górskich i kolarzy, którzy często trenują z nastawieniem na przewyższenia. Funkcję pulsoksymetru można włączyć poprzez aktywację widżetu oraz jako odczyt całodzienny. Pomiar może odbywać się na dwa sposoby – jednorazowo (tzw. pomiar On-Spot) oraz za każdym razem kiedy urządzenie wykryje bezruch użytkownika (z rozróżnieniem trybu całodziennego oraz nocnego). Pomiar uwzględnia wysokość na jakiej aktualnie znajduje się użytkownik korygując pomiar. Dzięki temu możliwa jest ocena poszczególnych etapów przygotowań do zawodów przez pryzmat parametru SpO2, który ulega zmienia kiedy zwiększa się wysokość na jakiej odbywają się treningi.

Pomiar saturacji wyświetla się na ekranie urządzenia jako wartość procentowa oraz jako barwny wykres (zielony, pomarańczowy lub czerwony) odzwierciedlający to, na ile dobrze organizm przyswaja tlen. Korzystając z platformy Garmin Connect można eksportować dane dotyczące natlenienia krwi do historii treningów, a także porównać ze sobą wyniki i trendy w wybranym okresie. Informacje graficzne wyświetlane przez urządzenie obejmują także profil wysokości, która pozwala oszacować zmiany natlenienia krwi w zależności od zmiany wysokości i jego zmiany w okresie ostatniej doby oraz wykres średniego nasycenia krwi z ostatnich dwudziestu czterech godzin.

Jak włączyć widżet pulsoksymetru?

• W celu włączenia widżetu należy posłużyć się przyciskami „Up” oraz „Down” tak długo, aż zostanie wyświetlony stosowny wykres,
  
• Naciśnięcie przycisku przypisanego dla symbolu strzałki skierowanej grotem do góry spowoduje uruchomienie pomiaru oraz wyświetlenie dodatkowych, poszerzonych informacji,
  
• Skorzystanie z pulsoksymetru wymaga pozostawania w bezruchu przez co najmniej trzydzieści sekund. Jeżeli w tym czasie zarówno zegarek męski jak i damski - wykryje aktywność pomiar nie zostanie dokonany, a zamiast niego na wyświetlaczu pojawi się stosowny komunikat,
• Dla zachowania możliwie najwyższej jakości pomiarów, ramię z zegarkiem powinno być trzymane w czasie pomiaru na wysokości serca. Ważne jest, aby urządzenie mogło ustalić na jakiej wysokości w czasie pomiaru znajduje się użytkownik. W tym celu po pierwszym uruchomieniu widżetu należy wyjść na otwartą przestrzeń, aby zegarek mógł bez przeszkód nawiązać kontakt z sygnałem z satelitów,
• Kolejne przyciśnięcie klawisz „Down” wywoła wyniki pomiarów z ostatnichsiedmiu dni.

Włączanie całodziennego pomiaru saturacji krwi

Aby włączyć całodzienny tryb pulsoksymetru należy wykonać następujące kroki:

• Mając otwarty widżet pomiaru tętna należy wcisnąć przycisk „Menu”,
  
• Z panelu „Opcje” wybieramy zakładkę „Tryb pulsoksymetru”, a następnie „Cały dzień”,
  
• Pomiar będzie wykonywany automatycznie za każdym razem kiedy urządzenie wykryje bezczynność użytkownika,
  
• Należy pamiętać o tym, że włączenie całodziennego pomiaru saturacji skraca czas baterii.

Monitorowanie natlenienia krwi podczas snu

Zegarki serii Fenix umożliwiają także śledzenie saturacji wyłącznie podczas snu. Pozwala to na wydłużenie czasu działania baterii. W tym celu należy:

• Z poziomu widżetu pomiaru tętna wybrać „Menu”,
  
• Z panelu „Opcje” wybieramy zakładkę „Tryb pulsoksymetru” i ustawiamy go na „Podczas snu”,
  
• Po włączeniu tej opcji urządzenie będzie monitorowało natlenienie krwi w trybie ciągłym za każdym razem, kiedy wykryje sen użytkownika. Nietypowe ułożenia ciała podczas snu, które wpływa na ilość pobieranego powietrza (np. spanie na brzuchu) może zaniżyć końcowy wynik.

Pomiar wydolności oddechowej w zegarkach Polar

Smartwatche Polar nie posiadają wprawdzie wbudowanego pulsoksymetru, ale na podstawie korelacji innych dostępnych danych, zwłaszcza częstotliwości oddechów oraz zmienności rytmu zatokowego serca (HRV) są w stanie wykryć nieprawidłowości w pracy układu krążeniowo-oddechowego oraz ocenić jakość jego pracy. Służą do tego funkcje Nightly Recharge oraz Recovery Pro, których zadaniem jest monitorowanie stopnia wypoczęcia organizmu użytkownika poprzez śledzenie zmienności właśnie takich parametrów jak puls czy oddech.

Możliwość Nightly Recharge oferują zegarki:

• Polar Ignite,
  
• Polar Vantage M, V oraz V2,
  
• Polar Grit X.
  

Funkcję Recovery Pro odnajdziemy w serii Polar Vantage.

Jak radzić sobie z niedokładnymi wynikami pulsoksymetru?

Jak każde urządzenie bazujące na wykorzystaniu technologii optycznych do pomiaru parametrów fizjologicznych, także pulsoksymetr niekiedy pokazuje wyniki odbiegające od normy. Wynika to ze znaczącej roli jaka odgrywają różnego rodzaju czynniki zmienne osobniczo. Jeżeli otrzymujemy informacje zwrotne, które znacząco odbiegają od średnich wyników możemy sprawdzić kilka rzeczy zanim zaczniemy się niepokoić.

Po pierwsze pulsoksymetria daje precyzyjne wyniki jedynie podczas bezczynności. Jeżeli podczas pomiaru intensywnie się poruszamy, biegniemy lub spacerujemy, wyniki mogą być nieprawidłowe. Zegarek triathlonowy powinien być także założony powyżej kości nadgarstka. Wynika to z budowy i układu naczyń krwionośnych w kończynach. Podczas pomiaru ręka, na której nosimy smartwatch damski jak i męski, powinna znajdować się na wysokości serca, a pasek powinien być zapięty tak, aby urządzenie nie przesuwało się (ale jednocześnie na tyle luźno aby nie upośledzało przepływu krwi). Najwyższą dokładność uzyskuje się po około jednej minucie pomiaru.

Ważne jest, aby podczas sprawdzania SpO2 używać silikonowego paska do smartwatcha, a także zakładać urządzenie na suchą skórę. Dlatego tak istotne jest, aby przed pomiarem nie używać kremów, samoopalaczy i preparatów odstraszających komary i insekty. Na stabilność pomiaru mogą mieć wpływ takie czynniki, jak owłosienie na ręku i tonacja skóry.

Użytkownik powinien także dbać o czystość zegarka, a zwłaszcza czujnika optycznego, który znajduje się z tyłu koperty. Po każdym treningu powinien być on płukany czystą wodą w celu usunięcia pyłu, piasku i innych zabrudzeń. Jakość pomiarów bardzo mocno zaburzają także wszelkiego rodzaju rysy, zmatowienia i odbarwienia czujnika.

Trening w warunkach hipoksji, a poprawa zdolności wysiłkowych organizmu

Rozwiązanie pozwalające na pomiar saturacji krwi jest przydatne przede wszystkim dla sportowców uprawiających dyscypliny górskie, jak biegi ultra, kolarstwo górskie lub górski trekking. Pozwala na śledzenie adaptacji organizmu do wysiłku fizycznego
wykonywanego w warunkach niedoboru tlenu i utrudnionej dostępności do O2, czyli w tak zwanych warunkach hipoksji. Na czym polega to zjawisko?

Wzrost wysokości nad poziomem morza, na której aktualnie się znajdujemy, wpływa na spadek ciśnienia atmosferycznego. To z kolei przekłada się na spadek ciśnienia parcjalnego tlenu w tkankach organizmu i rozrzedzenie cząsteczek tlenu. Wywołana w ten sposób hipoksja powoduje (często drastyczny) spadek możliwości wysiłkowych i uczucie palenia w płucach podczas próby intensyfikacji wysiłku. Korzystając z pulsoksymetru w górach z pewnością zauważymy, że wartość SpO2 znacząco spada w stosunku do tej, którą urządzenie pokazuje w terenie nizinnym.

Organizm ludzki jest tak skonstruowany, że usiłuje walczyć z niedoborami tlenu i obniżonym SpO2 przez zwiększone wydzielanie erytropoetyny. Jest to hormon, którego zadaniem jest wspieranie procesu namnażania i różnicowania czerwonych
krwinek. W praktyce te mechanizmy przekładają się na wzrost pojemności tlenowej krwi, która jest w stanie lepiej i efektywniej przenosić tlen. Przyjmuje się, że stężenie erytropoetyny na wysokości 2200-2500 m n.p.m. wzrasta o około 120-130% w stosunku do wartości wyjściowej. Regularny trening na dużej wysokości prowadzi do wzrostu SpO2, a także poprawy zdolności wysiłkowych w warunkach normalnego ciśnienia.

Aby uniknąć przetrenowania, o które w warunkach hipoksji wyjątkowo łatwo, należy pamiętać o tym, że trening w warunkach wysokościowych należy stosować umiejętnie i dostosować do możliwości wysiłkowych danego zawodnika – objętości i intensywności jego treningów, rozkładu akcentów treningowych oraz ilości interwałów. Próba rzucenia się na głęboką wodę niemal na pewno skończy się przetrenowaniem organizmu i spadkiem formy.

Aklimatyzację do warunków hipoksji widać już po około tygodniu. Przez pierwsze siedem dni pomiary powinny pokazać spadek SpO2, a następnie wzrastać do osiągnięcia standardowego poziomu chyba że zostanie zwiększona wysokość na jakiej będą odbywały się treningi. Za dobrą wysokość na początku adaptacji przyjmuje się 2300-2500 m n.p.m. Jeżeli sportowiec dobrze znosi bodźce treningowe, a codzienny poranny pomiar saturacji pokazuje stopniowy powrót tego parametru do normy, oznacza to, że bez ryzyka dla zdrowia można przesuwać się o około 100 metrów w górę na każdy dzień treningu. Intensywność treningu powinna być stopniowana tak, by docelową objętość i nasilenie bodźców osiągnąć po około 3-4 tygodniach. Jest to na ogół optymalny okres, aby organizm sportowca przyzwyczaił się do innych warunków treningu i „przeniósł” fizjologiczne korzyści na trening w zwykłych warunkach. Stosowanie krótszych lub dłuższych okresów może po prostu nie przynieść oczekiwanego efektu.

Oczywiście trening w warunkach hipoksji, oprócz spadku SpO2 i związanych z tym przejściowo ograniczonych możliwości wysiłkowych, niesie ze sobą także inne skutki uboczne. Do najczęściej występujących należy zaliczyć problemy ze snem, ryzyko odwodnienia, nasiloną diurezę, osłabiony system odpornościowy. Dlatego tak ważne jest, aby podczas aklimatyzacji nie zdawać się wyłącznie na samopoczucie, ale posługiwać się smartwatchem sportowym wyposażonym w pulsoksymetr, który pokaże w sposób obiektywny czy organizm nie zmierza raźnym krokiem w stronę przetrenowania.

Pulsoksymetr, a zdrowie organizmu

Poza zastosowaniem w sporcie, pulsoksymetr służy także do wykrywania z wyprzedzeniem problemów związanych z układem krążeniowo-oddechowym. Pomiar SpO2 pozwala na ocenę tego, na ile sprawnie działają płuca i system rozprowadzania tlenu po organizmie. Mając na względzie to, że ogromna ilość ludzi na co dzień wykonuje pracę siedzącą, która nie sprzyja poprawie kondycji, a także biorąc pod uwagę towarzyszącą nam od dłuższego czasu epidemię wirusa SARS-CoV-2 wyposażenie się w takie urządzenie może mieć sens.

Oczywiście trzeba zdawać sobie sprawę z tego, że pulsoksymetry jakie odnajdziemy w zegarkach Garmin nie zastąpią profesjonalnego sprzętu diagnostycznego, który znajduje się w szpitalach. Jeżeli jednak wykonujemy pracę, w której dużo obcujemy z ludźmi lub obserwujemy u siebie typowe i nawracające objawy, które mogą świadczyć o zakażeniu się wirusem, warto rozważyć zakup pulsoksymetru. Pozwala to śledzić we własnym zakresie reakcje swojego organizmu i móc w odpowiednim momencie podjąć bardziej zdecydowane działania.

Pulsoksymetr to nadal nowe rozwiązanie w smartwatchach Garmin oraz Poalr. Świadome korzystanie z tej funkcji wymaga wiedzy na temat tego, w jaki sposób wysiłek fizyczny na wysokości oddziałuje na ciało, a także świadomości własnych możliwości i ograniczeń. Jeżeli jednak trenujemy w górach lub planujemy przenieść na większą wysokość przynajmniej część naszych jednostek treningowych warto rozważyć zakup pulsoksymetru wyposażonego w pomiar SpO2. Okazuje się także, że ta metoda sprawdza się przy wczesnym wykrywaniu nieprawidłowości w funkcjonowaniu układu oddechowego i może wpłynąć na podjęcie decyzji, która w obecnych czasach uratuje nasze zdrowie lub życie.