Smartwatch và chest strap đo nhịp tim khác nhau thế nào?

Điểm khác biệt cốt lõi nằm ở tín hiệu mà cảm biến thu nhận.

Smartwatch thông thường sử dụng cảm biến quang học PPG (photoplethysmography). Cảm biến chiếu ánh sáng vào da cổ tay rồi phân tích sự thay đổi lượng ánh sáng phản xạ theo biến thiên của dòng máu. Mỗi chu kỳ tăng giảm của tín hiệu này được dùng để ước tính nhịp tim.

Chest strap, hay dây đeo ngực đo nhịp tim, đặt cảm biến gần vùng tim và ghi nhận tín hiệu điện phát sinh khi tim co bóp. Đây là lý do chest strap thường được xem là thiết bị đo theo nguyên lý ECG hơn là đo gián tiếp qua biến thiên dòng máu ở ngoại vi.

Vì vậy, hai thiết bị đều cho ra đơn vị BPM nhưng không thực sự "nhìn thấy" cùng một tín hiệu:

·         Smartwatch: ánh sáng → biến thiên lưu lượng máu ở cổ tay → ước tính nhịp tim

·         Chest strap: tín hiệu điện của tim → xác định nhịp tim

Một số smartwatch còn có điện cực để thực hiện phép đo ECG riêng, nhưng đó là một chế độ khác với cảm biến quang học được sử dụng để theo dõi nhịp tim trong lúc tập luyện.

Vì sao smartwatch có thể lệch nhịp tim khi tập?

PPG ở cổ tay không chỉ phụ thuộc vào nhịp tim mà còn phụ thuộc vào chất lượng tín hiệu quang học tại vị trí đeo.

Khi chạy hoặc tập ổn định, đồng hồ có thể theo dõi biến thiên dòng máu tương đối tốt. Nhưng khi cổ tay chuyển động mạnh, dây đeo quá lỏng hoặc nhịp tim thay đổi nhanh, tín hiệu có thể bị ảnh hưởng bởi chuyển động và nhiễu cơ học. Nghiên cứu trên thiết bị PPG ở cổ tay cho thấy độ chặt của dây, chuyển động cánh tay và giai đoạn chuyển tiếp của bài tập đều ảnh hưởng đến độ chính xác.

Một nghiên cứu khác so sánh nhiều vị trí đeo PPG với chest strap cho thấy độ chính xác nhìn chung giảm khi cường độ vận động tăng, đặc biệt trong các bài vận động toàn thân cường độ cao; vị trí đeo cũng tạo ra khác biệt đáng kể.

Điều này giải thích hiện tượng đồng hồ có thể cho số BPM "đuổi theo" nhịp tim thực tế khi bạn vừa tăng tốc, thực hiện interval hoặc đổi cường độ đột ngột. Trong trạng thái ổn định, sai khác có thể nhỏ hơn; trong giai đoạn chuyển tiếp nhanh, sai khác dễ nhận thấy hơn. Một nghiên cứu với Polar M600 cũng ghi nhận độ trễ của cảm biến quang học khi cường độ vận động thay đổi.

Chest strap có lợi thế gì khi cần theo dõi nhịp tim lúc tập?

Lợi thế chính của chest strap là vị trí và loại tín hiệu.

Cảm biến nằm trên ngực, gần tim, nên không phải suy ra nhịp tim từ biến thiên lưu lượng máu ở cổ tay. Với các bài tập có nhiều chuyển động của tay, đây là khác biệt quan trọng. Garmin cũng mô tả chest strap là lựa chọn có thể cung cấp dữ liệu đáng tin cậy trong hoạt động cường độ cao, trong khi smartwatch đo quang học tại cổ tay phù hợp hơn cho việc theo dõi thường xuyên.

Các nghiên cứu đối chiếu với ECG cũng thường cho thấy chest strap có độ phù hợp cao hơn trong những tình huống vận động khác nhau. Một nghiên cứu trên nhiều loại thiết bị đeo kết luận rằng chest strap có điện cực là lựa chọn nên ưu tiên khi độ chính xác của nhịp tim là yếu tố quan trọng. Một nghiên cứu khác trên người bệnh tim trong chương trình phục hồi chức năng cũng ghi nhận chest strap có độ phù hợp với ECG tốt hơn các thiết bị quang học ở cổ tay được thử nghiệm.

Tuy nhiên, chest strap không có nghĩa là luôn cần thiết. Đổi lại độ ổn định khi tập, người dùng phải đeo thêm một thiết bị quanh ngực và thường cần ghép nó với đồng hồ hoặc ứng dụng tương thích.

So sánh smartwatch và chest strap khi tập luyện

Điểm quan trọng là độ chính xác không chỉ phụ thuộc vào bản thân thiết bị mà còn phụ thuộc vào hoạt động và cách đeo. Smartwatch có thể cho kết quả khá sát trong nhiều hoạt động ổn định, nhưng hiệu suất của cảm biến PPG thay đổi theo loại vận động, mức độ chuyển động và vị trí cảm biến.

Khi nào nên dùng smartwatch, khi nào nên dùng chest strap?

Nếu mục tiêu chính là theo dõi sức khỏe hằng ngày, nhịp tim nghỉ, đi bộ, chạy nhẹ hoặc xem xu hướng nhịp tim, smartwatch thường là lựa chọn thực tế hơn. Bạn không phải đeo thêm cảm biến và dữ liệu được tích hợp trực tiếp với các chỉ số khác trên đồng hồ. Apple Watch chẳng hạn sử dụng PPG cho theo dõi nhịp tim nền và trong lúc tập luyện.

Nếu mục tiêu là tập theo vùng nhịp tim với yêu cầu dữ liệu ổn định hơn, đặc biệt khi chạy interval, đạp xe, tập cường độ cao hoặc thực hiện các bài có thay đổi nhịp tim nhanh, chest strap có lợi thế rõ hơn.

Có thể áp dụng cách kết hợp hai thiết bị:

·         Smartwatch: dùng để hiển thị bài tập, GPS, thời gian, pace và các chỉ số tổng hợp

·         Chest strap: cung cấp dữ liệu nhịp tim cho đồng hồ hoặc ứng dụng

·         Cả hai cùng hoạt động: smartwatch đảm nhiệm vai trò giao diện, còn chest strap làm nguồn dữ liệu nhịp tim

Cách này đặc biệt hữu ích khi bạn đã có smartwatch nhưng muốn nâng độ ổn định của dữ liệu nhịp tim mà không cần thay cả thiết bị.

Điều gì quyết định smartwatch đo nhịp tim tốt hay không?

Không nên chỉ nhìn vào tên công nghệ PPG mà bỏ qua cách cảm biến được sử dụng trong thực tế.

Ba yếu tố đáng chú ý là:

Độ vừa của dây đeo: Đồng hồ quá lỏng làm cảm biến khó duy trì tiếp xúc ổn định với da. Nghiên cứu về PPG ở cổ tay cho thấy độ chặt của dây ảnh hưởng rõ đến độ chính xác.

Chuyển động: Các bài tập có nhiều chuyển động tay hoặc chuyển động toàn thân mạnh tạo ra nhiễu cơ học, khiến PPG khó tách tín hiệu mạch khỏi chuyển động.

Tốc độ thay đổi nhịp tim: Khi chuyển từ nghỉ sang vận động mạnh hoặc ngược lại, cảm biến quang học có thể có độ trễ nhất định trước khi số đo ổn định theo trạng thái mới.

Vì vậy, một smartwatch có thể hoạt động rất tốt trong chạy đều nhưng lại cho kết quả kém ổn định hơn trong interval hoặc các bài tập có chuyển động tay mạnh. Đây không nhất thiết là lỗi riêng của một mẫu đồng hồ; đó là giới hạn cần xem xét khi dùng PPG ở cổ tay.

Nên chọn smartwatch hay chest strap?

Nếu ưu tiên sự tiện lợi và theo dõi tổng thể, smartwatch là lựa chọn hợp lý. Nó đủ phù hợp cho phần lớn nhu cầu theo dõi nhịp tim hằng ngày và nhiều buổi tập thông thường.

Nếu ưu tiên độ ổn định của dữ liệu nhịp tim trong quá trình tập, đặc biệt khi tập theo vùng nhịp tim hoặc thay đổi cường độ nhanh, chest strap là lựa chọn phù hợp hơn. Các nghiên cứu so sánh với ECG cho thấy thiết bị đo ở ngực có lợi thế về độ phù hợp trong nhiều điều kiện vận động.

Cách lựa chọn thực tế nhất là:

1.    Theo dõi sức khỏe và tập luyện thông thường: dùng smartwatch

2.    Chạy, đạp xe hoặc tập cardio có kiểm soát vùng nhịp tim: smartwatch có thể đủ nếu độ chính xác tuyệt đối không phải ưu tiên

3.    Interval, HIIT hoặc vận động cường độ cao: ưu tiên chest strap nếu cần dữ liệu nhịp tim ổn định

4.    Đã có smartwatch nhưng muốn cải thiện dữ liệu nhịp tim: ghép thêm chest strap thay vì thay đồng hồ

5.    Cần dữ liệu có giá trị y khoa: không nên xem smartwatch hoặc chest strap thể thao là thiết bị thay thế cho đánh giá ECG lâm sàng

Tóm lại, smartwatch đo nhịp tim chủ yếu bằng cách quan sát biến thiên lưu lượng máu qua PPG ở cổ tay, còn chest strap đo tín hiệu điện của tim ở vùng ngực. Smartwatch thắng về tiện dụng và theo dõi hằng ngày; chest strap có lợi thế khi cần dữ liệu nhịp tim ổn định hơn trong các buổi tập có cường độ hoặc chuyển động cao.