ตอบทุกคำถามถึงที่มาที่ไปว่า Garmin คำนวณข้อมูลสุขภาพยังไงบ้าง

มาดูกันว่าข้อมูลการติดตามสุขภาพตลอด 24 ชั่วโมงของ Garmin คำนวณออกมาอย่างไร พร้อมข้อมูลสุดลับจากทีมนักพัฒนาชั้นนำที่อยู่เบื้องหลัง

นาฬิกาติดตามสุขภาพของ Garmin ให้ข้อมูลสุขภาพส่วนบุคคลพร้อมการวิเคราะห์กิจกรรมต่างๆ ไม่ว่าจะเป็นการสังเกตอัตราการเต้นของหัวใจเพื่อดูสถานะทางกายภาพ การตรวจสอบการนอนหลับเพื่อนำไปปรับปรุงคุณภาพการนอน หรือการเตือนตัวเองให้ผ่อนคลายลงเมื่อเครียดจนเกินไป นาฬิกาวัดอัตราการเต้นของหัวใจจาก Garmin สามารถช่วยตอบสนองความต้องการเหล่านี้ของคุณได้ แต่ข้อมูลเหล่านี้มาจากไหน เก็บข้อมูลมาจากอะไร คะแนนการนอนหลับ คำนวณอย่างไร แล้วดัชนีอัตราการเต้นของหัวใจและความเครียดล่ะ

อันดับแรกคุณต้องทราบก่อนว่าเบื้องหลังของข้อมูลด้านสุขภาพจำนวนมากบนนาฬิกาวัดอัตราการเต้นของหัวใจจาก Garmin นั้นมีทีมนักพัฒนาฐานข้อมูลขนาดใหญ่ที่มีชื่อว่า Firstbeat Analytics

Firstbeat มีต้นกำเนิดในประเทศฟินแลนด์ ซึ่งแต่เดิมเกิดจากการวิจัยร่วมกันโดยสำนักงานวิจัยการกีฬาโอลิมปิกของประเทศฟินแลนด์และมหาวิทยาลัย Jyväskylän ซึ่งในระยะเวลากว่า 20 ปีนั้น ได้ทำการสะสมการประเมินจากข้อมูลจริงมากกว่า 100,000 รายการ เช่น ปริมาณการดูดซึมออกซิเจนสูงสุดในห้องปฏิบัติการ การวัดการใช้พลังงาน และได้ทำการพัฒนาฐานข้อมูลขนาดใหญ่ระดับมืออาชีพของตัวเองทีมนักพัฒนาของ Firstbeat ได้รับการรับรองโดยผู้เชี่ยวชาญด้านสรีรวิทยาจำนวนมาก ซึ่งขอบเขตที่เชี่ยวชาญหลักๆ นั้นครอบคลุมถึงองค์ประกอบสำคัญของการฝึก ประสิทธิภาพ และการพักฟื้นที่จำเป็นสำหรับผู้เล่นมืออาชีพ ได้แก่

1. การวัดการทำงานของระบบประสาทอัตโนมัติ
2. การฝึกความแข็งแกร่ง ประสิทธิภาพ และการพักฟื้นหลังการฝึก
3. การติดตามและการคาดการณ์ทางสรีรวิทยาและจิตวิทยา เมื่อผู้เล่นฝึกหนักเกินไป
4. การติดตามความเครียดทางสรีระและจิตใจ

ข้อมูลการติดตามสุขภาพอย่างต่อเนื่องตลอด 24 ชั่วโมงจาก Garmin ที่เกิดจากการนำอัตราการเต้นของหัวใจมาใช้นั้น โดยส่วนใหญ่เกิดจากการคำนวณโดยนักพัฒนาทีมนี้ แต่จะมีข้อมูลอะไรที่น่าสนใจบ้าง แล้วฟังก์ชันที่ซับซ้อนเหล่านี้ถูกคำนวณมาอย่างไร อ่านเพิ่มเติมในพาร์ทต่อไปได้เลย

1. ความแปรปรวนของอัตราการเต้นของหัวใจและดัชนีความเครียด

ดัชนีความเครียดบนนาฬิกาวัดอัตราการเต้นของหัวใจ Garmin จะแจ้งให้เราทราบทันที หากตรวจพบว่าร่างกายของเราอยู่ในสภาวะที่ควรจะผ่อนคลาย และตัวบ่งชี้อ้างอิงที่ทำงานอยู่เบื้องหลังนี้ มีที่มาจากข้อมูลความแปรปรวนของอัตราการเต้นของหัวใจโดย Firstbeat จังหวะการเต้นของหัวใจเรานั้นสามารถให้ข้อมูลที่เป็นประโยชน์ได้มากมาย มีข้อมูลความแปรปรวนของอัตราการเต้นของหัวใจที่หมายถึงความแตกต่างของระยะห่างการเต้นของหัวใจในแต่ละครั้ง ซึ่งปัจจุบันเป็นที่เข้าใจร่วมกันว่าเกิดจากผลกระทบจากการควบคุมของระบบประสาทอัตโนมัติ และยังมีปัจจัยอื่นๆ ที่ส่งผลต่อความแปรปรวนของอัตราการเต้นของหัวใจดังต่อไปนี้ :

a. การหายใจ
b. การตอบสนองของฮอร์โมน
c. เมแทบอลิซึมและการใช้พลังงาน
d. ภาระทางการรับรู้และจิตใจ
e. ภาระทางสรีรวิทยาที่เกิดจากการฝึกทางสรีรวิทยา
f. การตอบสนองต่อความเครียด

ในช่วงที่ร่างกายกำลังผ่อนคลายและฟื้นตัว อัตราการเต้นของหัวใจจะไม่ค่อยสม่ำเสมอ ความแปรปรวนของอัตราการเต้นของหัวใจจะเพิ่มขึ้น ในทางกลับกัน ความแปรปรวนนี้จะลดลงเมื่ออยู่ภายใต้ภาวะความเครียด โดยทั่วไปอัตราการเต้นของหัวใจและความแปรปรวนของอัตราการเต้นของหัวใจจะมีความสัมพันธ์แบบผกผันกันอย่างคร่าวๆ นอกจากนี้ยังมีปัจจัยภายนอกที่ส่งผลต่อความแปรปรวนของอัตราการเต้นของหัวใจ ได้แก่ ภาระจากการฝึกและการทำงาน รวมถึงปัจจัยภายในอันได้แก่ การได้รับสารอาหารที่เพียงพอ การเจ็บป่วย การดื่มเครื่องดื่มแอลกอฮอล์ และอื่นๆ

สำหรับการวัดและการติดตามในทางวิทยาศาสตร์ นาฬิกา Garmin จะใช้การวิเคราะห์และการคำนวณของ Firstbeat เพื่อตีความการเปลี่ยนแปลงของอัตราการเต้นของหัวใจแบบเรียลไทม์ผ่านฐานข้อมูลความแปรปรวนของอัตราการเต้นของหัวใจจาก Firstbeat และข้อมูลเหล่านี้ยังถูกแปลงเพิ่มเติมให้ออกมาในรูปแบบของ “ดัชนีความเครียด” และ “อัตราการหายใจ” ที่ทำให้ผู้ใช้สามารถเข้าใจสภาพร่างกายได้อย่างง่ายดายและรวดเร็ว

การวิเคราะห์ความเครียดของ Firstbeat ได้รับการตรวจสอบและพัฒนามาเป็นเวลากว่าทศวรรษ การวิเคราะห์นี้ถูกนำมาใช้โดยผู้เชี่ยวชาญด้านสุขภาพและการออกกำลังกายในการประเมินไลฟ์สไตล์มากกว่า 200,000 รายการ

2. การติดตามการนอนหลับขั้นสูง & คะแนนการนอนหลับ

ข้อมูล “การติดตามการนอนหลับขั้นสูง” ได้มาจากการวิเคราะห์อัตราการเต้นของหัวใจ ความแปรปรวนของอัตราการเต้นของหัวใจ ออกซิเจนในเลือด อัตราการหายใจ และข้อมูลจากกิจกรรมต่างๆ ของผู้ใช้ นอกจากนี้อุปกรณ์ Garmin บางรุ่นยังมีฟังก์ชัน “คะแนนการนอนหลับ” เพิ่มเข้ามา โดยใช้เซ็นเซอร์วัดอัตราการเต้นของหัวใจรุ่นที่สี่ (ElevateTM Gen4) ที่ผ่านการวิจัยและพัฒนาโดย Garmin ควบรวมกับข้อมูลอัลกอริทึมใหม่จาก Firstbeat เพื่อวัดและคำนวณ “คะแนนการนอนหลับ” ของคุณ ซึ่งเป็นการแสดงสภาพร่างกายของผู้ใช้ออกมาในรูปแบบที่เข้าใจได้ง่ายดายสำหรับทุกคน

เซ็นเซอร์วัดอัตราการเต้นของหัวใจแบบออปติคัลใหม่ (ElevateTM Gen4) ที่เกิดจากการสะสมประสบการณ์ด้านการวิจัยและพัฒนาของ Garmin มาเกือบทศวรรษ ทำให้ได้มาซึ่งการติดตามอัตราการเต้นของหัวใจที่ระดับวินาที พร้อมให้ข้อเสนอแนะต่างๆ และนอกเหนือจากจะได้ข้อมูลการเปลี่ยนแปลงอัตราการเต้นของหัวใจที่ทันท่วงทีแล้ว ก็ยังมาพร้อมกับความแม่นยำที่มากยิ่งขึ้นอีกด้วย

3. การดูดซึมออกซิเจนสูงสุด (VO2max)

VO2max แสดงถึงปริมาณออกซิเจนสูงสุดที่ร่างกายมนุษย์สามารถนำไปใช้ได้ภายใน 1 นาที และยังเป็นตัวบ่งชี้สำคัญที่แสดงถึงประสิทธิภาพของระบบหัวใจและปอดอีกด้วย การทดสอบ VO2max แบบดั้งเดิมจำเป็นต้องดำเนินการภายในห้องปฏิบัติการเท่านั้น โดยผู้ทดสอบจะต้องทำการออกกำลังกายด้วยกำลังสูงสุด และวิเคราะห์ผ่านอุปกรณ์เฉพาะที่ใช้ในการเก็บรวบรวมข้อมูลต่างๆ ที่รวมถึงการหายใจ ซึ่งถือว่าค่อนข้างไม่สะดวกในการปฏิบัติการ และยังต้องให้ผู้ทดสอบออกกำลังกายจนเข้าใกล้ขีดจำกัดของร่างกาย ซึ่งอาจส่งผลให้เกิดความเครียดทั้งทางร่างกายและจิตใจอีกด้วย

Firstbeat VO2max แสดงถึงปริมาณออกซิเจนสูงสุดที่ร่างกายมนุษย์สามารถนำไปใช้ได้ภายใน 1 นาที และยังเป็นตัวบ่งชี้สำคัญที่แสดงถึงประสิทธิภาพของระบบหัวใจและปอดอีกด้วย การทดสอบ VO2max แบบดั้งเดิมจำเป็นต้องดำเนินการภายในห้องปฏิบัติการเท่านั้น โดยผู้ทดสอบจะต้องทำการออกกำลังกายด้วยกำลังสูงสุด และวิเคราะห์ผ่านอุปกรณ์เฉพาะที่ใช้ในการเก็บรวบรวมข้อมูลต่างๆ ที่รวมถึงการหายใจ ซึ่งถือว่าค่อนข้างไม่สะดวกในการปฏิบัติการ และยังต้องให้ผู้ทดสอบออกกำลังกายจนเข้าใกล้ขีดจำกัดของร่างกาย ซึ่งอาจส่งผลให้เกิดความเครียดทั้งทางร่างกายและจิตใจอีกด้วย

การนำ VO2max ออกมาจากห้องปฏิบัติการ ทำให้เราสามารถติดตามสมรรถภาพของร่างกายขณะวิ่ง ปั่นจักรยาน รวมถึงขณะเล่นกีฬาอื่นๆ ได้ง่ายขึ้น โดยใช้การวิเคราะห์ความสัมพันธ์แบบหลายจุดระหว่างการเต้นของหัวใจและความเร็วระหว่างการออกกำลังกายด้วยอัลกอริทึมเฉพาะที่ทำให้เราได้ข้อมูล VO2max ณ ช่วงขณะนั้นๆ แม้ว่าข้อมูลที่ได้นี้ยังไม่สามารถพูดได้ว่ามีความแม่นยำเท่ากับผลจากห้องปฏิบัติการ แต่ก็ถือว่ามีประโยชน์มากสำหรับการติดตามความก้าวหน้าทางสมรรถภาพทางกายในระยะยาว

ค่า VO2max ช่วยให้ผู้ใช้ทราบถึงการพัฒนาของสมรรถภาพของร่างกายได้อย่างสม่ำเสมอ ในผู้ใช้ระดับเริ่มต้น ดัชนี VO2max จะเพิ่มขึ้นอย่างมีประสิทธิภาพที่ 10 – 20% ตลอด 4 – 10 สัปดาห์ของการฝึกที่เหมาะสม แต่อย่างไรก็ตาม หากเป็นผู้ใช้ในระดับสูง ความชัดเจนของอัตราความก้าวหน้าในการฝึกจะเห็นได้น้อยลงหรือมีความผันผวนที่มากขึ้น

4. อายุทางกายภาพ

อายุทางกายภาพเป็นการสะท้อนข้อมูล VO2max โดยประมาณ ให้ออกมาในรูปแบบที่เข้าใจได้ง่ายขึ้น ซึ่งจะคำนวณโดยการนำ VO2max ในปัจจุบันของคุณมาเปรียบเทียบกับค่าปกติสำหรับเพศและกลุ่มอายุเดียวกัน

5. Lactate Threshold

เมื่อคุณออกกำลังกายด้วยความเร็วที่ทำให้ร่างกายของคุณถึงจุด Lactate Threshold  อัตราการเผาผลาญและอัตราการผลิตกรดแลคเตทจะใกล้เคียงกัน ทั้งยังแสดงความสมดุลที่คงที่ โดยจะมีความเข้มข้นของกรดแลคเตทอยู่ที่ประมาณ  4 มิลลิโมล/ลิตรในเลือดของคนทั่วไป ในปัจจุบันการทำแลคเตทเทสส่วนใหญ่จะดำเนินการโดยการเพิ่มความเร็วของการออกกำลังกายทีละน้อยพร้อมกับการเก็บตัวอย่างเลือดจากนิ้วมือหรือติ่งหูอย่างต่อเนื่อง เพื่อติดตามความเข้มข้นของแลคเตทในทุกระยะ ซึ่งวิธีการนี้ถือว่าค่อนข้างยุ่งยากสำหรับคนทั่วไป

ด้วยเทคโนโลยี Firstbeat นาฬิกา Garmin สามารถตรวจจับการเต้นของหัวใจและจังหวะของการก้าวเมื่อร่างกายถึงจุด Lactate Threshold ระหว่างออกกำลังกายโดยอัตโนมัติ (ต้องใช้สายรัดวัดอัตราการเต้นของหัวใจ) นาฬิกาจะใช้ข้อมูลอัตราการเต้นของหัวใจ จังหวะของการก้าว และความแปรปรวนของอัตราการเต้นของหัวใจเป็นเกณฑ์สำหรับคำนวณหาความเปลี่ยนแปลงของอัตราการหายใจ

เมื่อร่างกายอยู่ในสภาวะที่เกิน Lactate Threshold ไปแล้ว ปริมาณออกซิเจนที่ร่างกายต้องการและความเข้มข้นของกรดแลคติกจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ซึ่งจะแสดงออกมาผ่านอัตราการเต้นของหัวใจและอัตราการหายใจที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ตัวนาฬิกาจะใช้ข้อมูลในจุดที่มีการเปลี่ยนแปลงนี้เกิดขึ้น เพื่อคำนวณการเต้นของหัวใจและจังหวะของการก้าวเมื่อร่างกายถึงจุด Lactate Threshold

6. ภาวะการนำออกซิเจนไปใช้มากเกินไป หลังการออกกำลังกาย (Excess Post-Exercise Oxygen Consumption, EPOC) และผลกระทบจากการฝึก (Training Effect)

EPOC เป็นดัชนีทางสรีรวิทยาของการฝึก โดยมีหน่วยวัดเป็น mL/kg สามารถสะท้อนความผันผวนของสภาพร่างกายหลังการออกกำลังกาย และใช้เป็นข้อมูลอ้างอิงสำหรับ Training Load และการฟื้นตัวหลังการออกกำลังกาย ซึ่งโดยทั่วไปแล้ว การหา EPOC จะต้องดำเนินการในห้องปฏิบัติการผ่านเครื่องมือเฉพาะที่ทำการรวบรวมข้อมูลการหายใจเพื่อนำมาวิเคราะห์เช่นเดียวกับการวัดการดูดซึมออกซิเจน  แต่สำหรับ Firstbeat นั้น จะทำการตรวจจับการเต้นของหัวใจและดัชนีสมรรถภาพทางกายภาพในขณะการฝึก และใช้อัลกอริทึมเพื่อประเมิน EPOC ออกมาอย่างแม่นยำ และแสดงออกมาเป็น Training Load บนนาฬิกา Garmin

นอกจากนี้ หลังจากทราบค่า Training Load EPOC แล้ว Firstbeat จะทำการคำนวณผลกระทบจากการฝึกในแต่ละครั้ง (Training Effect) โดยมีค่าเริ่มต้นตั้งแต่ 0 ไปจนถึง 5 ซึ่งหมายถึงการฝึกที่เบาที่สุดไปยังการฝึกที่หนักเกินไปตามลำดับ และในช่วงไม่กี่ปีมานี้ ยังได้มีการแบ่งย่อยเพิ่มเติมมากขึ้นเป็นแอโรบิกและแอนแอโรบิก เพื่อช่วยให้ผู้ใช้ทราบข้อมูลประสิทธิภาพของการฝึกในแต่ละครั้งได้ดียิ่งขึ้นอีกด้วย

เมื่อทีมนักพัฒนาอัลกอริทึมชั้นนำทำงานร่วมกับนาฬิกาวัดอัตราการเต้นหัวใจของ Garmin ที่มาพร้อมกับคุณสมบัติแบตเตอรี่ที่สามารถใช้งานได้อย่างยาวนาน กันน้ำ จึงสามารถมอบข้อมูลการติดตามสุขภาพอย่างต่อเนื่อง เพื่อให้ผู้ใช้มีความเข้าใจและสามารถควบคุมสภาวะของร่างกายได้อย่างเหมาะสมและพร้อมเริ่มต้นชีวิตที่มีสุขภาพร่างกายแข็งแรงยิ่งขึ้น

*Firstbeat Analytics เป็นแบรนด์ชั้นนำระดับโลกในอุตสาหกรรมการวิเคราะห์ข้อมูลทางสรีรวิทยา ในอดีตมีการรองรับการคำนวณประสิทธิภาพบนอุปกรณ์สวมใส่ที่หลากหลาย เดิมทีเป็นบริษัทในเครือของ Firstbeat Technologies และเข้าร่วมกับ Garmin อย่างเป็นทางการในปี 2020

* อุปกรณ์สวมใส่อัจฉริยะและอุปกรณ์เสริม Garmin ไม่ใช่ผลิตภัณฑ์ทางการแพทย์ มีไว้สำหรับใช้เป็นข้อมูลประกอบการพิจารณาเท่านั้น และไม่ได้มีวัตถุประสงค์เพื่อการวินิจฉัย รักษา บรรเทาหรือป้องกันโรคหรืออาการใดๆ ควรประเมินสุขภาพส่วนบุคคลและขอคำแนะนำจากแพทย์ก่อนใช้งาน