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Cómo de exactos son los medidores de frecuencia cardiaca de los wearables
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Cómo de exactos son los medidores de frecuencia cardiaca de los wearables

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Las pulseras cuantificadoras se han convertido en dispositivos muy populares no solo entre los que practican deporte, sino entre aquellos que simplemente pretenden mejorar su actividad física mediante recordatorios y logros que les animen a tareas sencillas como levantarse y andar con más frecuencia.

Estos productos cuentan a menudo con sensores de frecuencia cardiaca, un elemento crucial para los entrenamientos de los deportistas que pueden comprobar así los límites en los que se debe mover la intensidad de sus ejercicios. El problema es que la precisión de estos sensores está en tela de juicio, y es necesario saber cómo funcionan y si realmente ofrecen información fiable antes de depositar toda nuestra confianza en ellos.

Muchos tratan de ganar esta carrera

Fitbit es actualmente la empresa de referencia en el sector de los wearables: IDC publicó un estudio hace pocas semanas en el que indicaba cómo la cuota de mercado de este fabricante es del 43,9% -sin contar a Apple y su reloj inteligente con funciones de cuantificador, de la que no logró datos-, mientras que Xiaomi, Samsung o Garmin se reparten también ese pastel con resultados similares.

Idcwear

Hay además una importante porción de este mercado que sigue estando repartida entre los demás fabricantes -el célebre 'Others' de estos estudios- en la que entrarían los dispositivos de otros fabricantes tanto conocidos -Microsoft, Jawbone, Misfit, Mio, Under Armour, Polar, Withings e incluso TomTom- como otros que tienen menores relevancias pero que también están aprovechando esa tendencia creciente del sector para ofrecer sus soluciones.

Aunque en sus comienzos estos dispositivos no ofrecían sensores de frecuencia cardiaca, las progresivas iteraciones de estos cuantificadores han hecho que muchos integren esta función tanto en el propio dispositivo como a través de sensores que se colocan en el torso.

La lista de productos con este tipo de opción ha crecido de forma notable en los últimos meses -aquí hay una bastante completa- y en ella podemos comprobar como además de esas pulseras cuantificadoras cada vez más potentes también han ido sumándose relojes inteligentes como el Apple Watch, el Samsung Gear S2, el Motorola Moto 360 Sport, el Huawei Watch o el LG G Watch Urbane.

Fitbit en el punto de mira, otras no se escapan

El problema de estos dispositivos es que puede que la precisión de sus sistemas de medición de frecuencia cardiaca no sea todo lo buena que publicitan. Eso ha hecho que por ejemplo en el caso de Fitbit se haya puesto una demanda a la empresa por publicidad engañosa y por asegurar que la precisión de sus sensores de frecuencia cardiaca era rigurosa.

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Como se indica en la demanda, la precisión de esa medición es crítica para entrenamientos físicos intensos sobre todo en el caso de los deportistas profesionales o aquellos que se toman especialmente en serio este tipo de actividades. El uso de dispositivos que ofrecen mediciones inexactas, argumentan los demandantes, podría llevar a sufrir graves consecuencias.

Según estudios llevados a cabo por atletas que probaron los dispositivos de Fitbit mientras los comparaban con otros que dependían o no de sensores en el torso, se concluyó que las lecturas de las tasas de frecuencia cardiaca podían llegar a ser entre un 20 y un 50% menos en los dispositivos de Fitbit que en los que ofrecían otros dispositivos. ¿cómo es posible?

La ¿revolución? de los sensores ópticos

En 2013 Philips publicó una patente por la cual se especificaba cómo un sensor óptico podría ofrecer mediciones de frecuencia cardiaca, pero como explican en ZitaSport estas mediciones tienen inconvenientes: el sensor tiene que estar bien aplicado sobre la piel para funcionar correctamente, aunque lógicamente es más cómodo que tener que recurrir a las tradicionales bandas pectorales.

Fitbit2

Los responsables de este blog realizaron un repaso de los tipos de sensores ópticos disponibles en el mercado actualmente y comparaban los de 1, 2 y 3 LEDs descargando tanto el primero como el último en sus análisis. Con un LED aseguraban que en sus pruebas había imprecisiones importantes durante periodos de ejercicio aunque sí fueran válidos en periodos de reposo. El de 3 LEDs era el más preciso pero planteaban que las bandas pectorales eran más recomendables por incluir estos sistemas, y por ello recomendaban el de 2 LEDs, que era el más adecuado paa entrenamientos continuos "e incluso intervalados si no se necesita una precisión muy alta".

Esa última conclusión es especialmente destacable en todo este ámbito, ya que el problema de los sensores ópticos -más allá de que les afecten cosas como la colocación en muñeca, el sudor (enemigo en esa medición) o ambiente externo- es el hecho de que su precisión no es la óptima si el ejercicio que vamos a realizar es muy intenso y con muchos picos de actividad distintos.

La fotopletismografía como base de estos sistemas

Un caso en el que el fabricante nos explica claramente cómo funciona la tecnología tras la cual está esta función es el del Apple Watch. El reloj inteligente de esta empresa aprovecha, al igual que el resto de sensores ópticos, la técnica denominada fotopletismografía (PFG), que como se explica en las páginas de soporte de Apple se basa en un principio muy sencillo:

Apple1

La sangre es de color rojo, ya que refleja la luz roja y absorbe la luz verde. El Apple Watch utiliza luces LED verdes combinados con fotodiodos sensibles a la luz para detectar la cantidad de sangre que fluye a través de su muñeca en un momento dado. Cuando el corazón late, el flujo arterial en la muñeca – y la absorción de la luz verde – es mayor. Entre latidos, es menos. Mediante el parpadeo de sus luces LED cientos de veces por segundo, el Apple Watch es capaz de calcular el número de veces que el corazón late cada minuto o lo que es lo mismo la frecuencia cardíaca.

La técnica es exactamente la misma que se usa en procedimientos médicos, ya que permite realizar mediciones volumétricas de un órgano. Seguramente a muchos de vosotros os hayan aplicado la técnica, característica por el uso de un pulsioxímetro. Este dispositivo que se utiliza sobre nuestros dedos ilumina la piel y mide los cambios en su absorción, y montarse uno casero no es especialmente complicado, como explicaba este blog en el que incluso se daban las instrucciones necesarias para conectarlo a una placa Arduino.

A este método se le suma otro que en lugar de aprovechar las luces LED combinadas con esos fotodiodos sensibles a la luz se basa en el uso de la luz infrarroja. Esta forma de medir la frecuencia cardiaca se produce en intervalos más largos en los que la actividad física es leve y no cambia de forma repentina:

El sensor de frecuencia cardíaca también puede utilizar luz infrarroja. Este modo es lo que utiliza el Apple Watch cuando se mide la frecuencia cardiaca cada 10 minutos. Sin embargo, si el sistema de infrarrojos no está proporcionando una lectura adecuada, cambiará automáticamente a los LED verdes. Además, el sensor de ritmo cardíaco está diseñado para compensar los bajos niveles de señal mediante el aumento del brillo del LED y la frecuencia de muestreo.

Los propios responsables de Apple indican que hay muchos factores que influyen en una correcta medición. Para empezar la correa debe estar bien ajustada -ni muy fuerte, ni muy suelta-, pero además está la perfusión de la piel, o lo que es lo mismo, cuánta sangre fluye por la piel. Hay factores externos que la afectan -como ejercitarse a temperaturas muy bajas o muy altas- pero incluso el tipo de actividad deportiva puede hacer que esa medición se vea afectada:

Los movimientos rítmicos, por ejemplo, correr o montar en bicicleta, pueden ofrecer mejores resultados que los movimientos irregulares, por ejemplo, jugar al tenis o practicar boxeo.

Las bandas pectorales, más precisas

Es en esos casos cuando lo más recomendable es acudir a soluciones específicas más precisas -aquí las bandas pectorales son destacadas- y donde hay que tener especial cuidado con esas mediciones puesto que como comentábamos esas cifras pueden hacer que estemos expuestos a un sobreesfuerzo (si miden menos pulsaciones de las reales) que provoque problemas más graves.

Boxing

Las bandas pectorales tienen la ventaja de que aunque efectivamente aportan mayor precisión. Es cierto que muchas soluciones de última generación también se basan en el uso de 2 o 3 LED, pero la colocación en el pecho favorece la medición puesto que son zonas en las que hay más tejido, menos huesos y menos tendones que en las muñecas en las que la medición precisa es más compleja.

Pero las bandas pectorales tradicionales han hecho uso de electrodos -en este caso es bueno mojarlos (¡incluso lamerlos!) para mejorar la conductividad-, algo que de hecho también es principio clásico de su funcionamiento en la aplicación de la electrocardiografía en medicina y que se ha visto aprovechada en entrenamientos en los que la medición de la frecuencia cardiaca era clave.

El funcionamiento de estos sistemas es sencillo: cuando el corazón late, se envía una pequeña señal eléctrica a los músculos del corazón que causa una contracción, un latido. Se puede detectar esa señal eléctrica a través de la piel mediante los electrodos, y al recibirlos el microprocesador de estas bandas monitoriza y calcula la frecuencia cardiaca.

Tu actividad física te condiciona

Algunos expertos apuntan a que los dispositivos de pulsera para este ámbito serán tarde o temprano sustituidos por dispositivos para el oído, donde la "interferencia fisiológica" es menor. En el llamado HIIT ('High-Intensity Interval Training', o 'Entrenamiento de Alta Intensidad por Intervalos') es donde este tipo de mediciones hacen que retrasos de uno o dos segundos puedan dar lugar a problemas serios.

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El Dr. Chris Eschbach explicaba cómo a la hora de comparar la precisión de estos sensores, tanto en cuantificadores de pulsera como en dispositivos para el torso, el resultado dependía de la actividad. En sus pruebas utilizaron varios tipos de dispositivos en una actividad que mezclaba caminar, correr, andar, estar de pie y correr a mayor velocidad. En las bandas pectorales encontraron que el 91% de los resultados eran prácticamente idénticos con un margen de 5 pulsaciones por encima o debajo uno del otro.

Al evaluar brazaletes -otra de las opciones- y auriculares para esta función -Jabra es conocida en este segmento- también obtenían esa igualdad del 91% en los resultados con un margen de más menos 5 pulsaciones. En las pulseras cuantificadoras la medida era algo menos precisa: un 85% de los datos coincidían con ese margen de más menos 5 pulsaciones.

Sin embargo, explicaba Eschbach, la cosa cambiaba totalmente en otras actividades. "Durante cross fit o levantamiento de peso la cabeza es un gran lugar [para medir], con buen flujo sanguíneo y estable, como es la parte superior del brazo. La muñeca puede provocar un desastre. Si estás haciendo flexiones o dominadas, puede que no se esté midiendo nada en absoluto".

Incluso una de las pioneras en la aplicación de esta tecnología, Liz Dickinson, CEO de Mio, explicaba que la tecnología óptica utilizada en las pulseras está consiguiendo resultados notables pero "aún no ha llegado a la perfección. Su utilidad depende de para qué quieras los datos. Diría que la tecnología óptica es útil para correr o hacer ciclismo e incluso para la vida diaria, pero ningún dispositivo de los que existen hoy en día están al nivel de las bandas pectorales".

Así pues, las conclusiones son claras: las pulseras cuantificadoras y sus sensores de frecuencia cardiaca son cada vez más precisos, pero eso no quiere decir que no tengan margen de error. Es posible que para la mayoría de usuarios este tipo de dispositivos y los relojes inteligentes que integran estos sensores sean suficientes, pero si entrenas en actividades con intervalos de esfuerzo muy acusados o con movimientos que implican que la medición en muñeca puede verse afectada, la banda pectoral es tu mejor aliada.

En Vitónica | Pulsómetros sin banda pectoral: los amarás

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