ウェアラブル: 高度なテクノロジーか、それとも高度なマーケティングか?

ツールボックス:ウェアラブルバイオセンサーの進歩のおかげで、現代のサイクリストは、走行中および走行後に得られる膨大なデータの中では F1 カーのように見えることがあります。 ここでは、ウェアラブル センサー技術の現状と、健康、トレーニング、レースに何が役立つかを決定する際の考慮事項を詳しく説明します。

今日は、ウェアラブル バイオセンサーの評価に関するいくつかの主要な概念について説明します。 この記事は個々のセンサーのレビューではありません。

また、新興のウェアラブル技術とスポーツ科学におけるその可能性をさらに詳しく知りたい場合は、参考文献セクションに掲載した 2 つの記事を強くお勧めします (Ye et al. 2020; Shei et al. 2022)。

正確かつ/または信頼性がありますか?

体重計であれ、ウェアラブル センサーであれ、センサーについて理解すべき最大の概念の 1 つは次のとおりです。正確性/有効性そして信頼性・精度 。 これらの用語は、しばしば誤って同じ意味で使用されたり、誤って定義されたりするため、エベレスト山の頂上 (8,848 m) の真の標高を測定するための高度計が必要な例でこの問題を明確にしましょう。

精度/有効性:センサーは測定しようとしている真の値を提供しますか? エベレストの例では、実際に頂上の標高 8,848 m が得られるのでしょうか、それとも 8,200 m が得られるのでしょうか?

信頼性/精度:同じセンサーで複数の測定値を取得した場合、同じ値が得られますか? エベレストの例では、毎回 8,200 m の高度を示すセンサーは正確/有効ではありませんが、信頼性/正確です。

実際にセンサーに何を求めますか? もちろん、理想は正確かつ信頼性の高いものであることです。 ただし、状況によっては、目標または最適値が異なる場合があります。 たとえば、心拍数モニターの場合、心拍数自体は日によって大きく変化する可能性があり (ストレス、睡眠、カフェインなど)、実際に自分の心臓の状態を知りたいため、おそらく精度を重視するでしょう。やってる。

逆に、私が体重計やパワーメーターを見ているとしたら、おそらく信頼性を重視するでしょう。 そのような場合、私は自分自身と比較しているだけであり、時間の経過に伴う変化を追跡することに興味があります。 そのため、私は体重が 65 kg であることを気にするよりも、1 か月でどれだけ体重が増えたか (たとえば 3 kg) を気にしています。 同様に、パワーを使ってトレーニングしている場合、実際の正確な値 250 W よりも、たとえ 220 W と表示されていたとしても、トレーニング サイクル中に閾値パワーが 20 W 増加したことを気にすることがあります。

私は以前、CORE 体温モニターに関するビデオ記事で精度と信頼性の問題を強調しました。

直接的な価値と派生した価値?

バイオメトリクスについて理解する必要があるもう 1 つの重要な概念は、センサーが値を直接測定しているのか、それとも直接測定された値を取得して複雑なアルゴリズムを経て値を取得しているのかということです。

最も一般的な例はおそらく心拍数です。 胸部ストラップを介して測定される心拍数は非常に正確で信頼性が高いことはわかっていますが、これは心拍数の一例です。直接測定。 つまり、サイクルコンピューターで心拍数を見ると、まさにその通りです。

ただし、多くの新しいバイオセンサーの課題の 1 つは、独自の測定を行った後、ソフトウェアを使用して多くのことを数学的に予測しようとすることです。 開始指標として心拍数を使用すると、これには心拍数の変動、酸素飽和度、回復、VO2max などが含まれます。

なぜこれが問題になるのでしょうか? 元の測定値から遠ざかるほど、アルゴリズムと仮定に依存することが多くなります。

仮定はまさにその通りで、反応としてあなたが集団の一般的な真ん中に位置することを前提としていますが、個人の反応は大きく異なる可能性があることを私たちは知っています。 たとえば、最大心拍数を表す 220 – 年齢の方程式を見たことがあるでしょう。 この方程式には科学的根拠がないという事実に加えて、このことがジムのチャートで運動ゾーンを示唆することにつながります。 ただし、私が直接測定した最大心拍数は、この方程式で予測される値よりも常に 20 ～ 30 bpm はるかに低かったため、この仮定に基づいた私の予測は大きく間違っています。

アルゴリズムに関するもう 1 つの問題は、アルゴリズムが概してブラック ボックスであることです。 各センサーや企業は独自のアルゴリズムを持っているため、方程式そのものはおろか、値を導き出すためにどのような尺度を使用しているのかさえわかりません。 そのため、私の意見では、回復スコアや VO2max などの生体認証値を信頼することが困難になります。

対象者は誰ですか?

仮定とアルゴリズムに関連する最後の問題は、誰があなたはその大規模なデータベースで比較されています。 ウェアラブル バイオセンサー開発のほとんどは、スポーツの観点からではなく、ヘルスケアと臨床上の要請に基づいて推進されていることに留意してください。 これは、センサーが最初は比較的受動的で座りがちな人々向けに開発され、その後スポーツ用途に横方向から「靴べら」されるケースにつながる可能性があります。

この場合の課題は、センサーが比較的座りがちな使用や軽度の運動では非常に正確で信頼性が高い可能性がありますが、激しい運動、動き、発汗ではセンサーの精度や信頼性が必ずしも直接推定されるわけではないことです。

もう 1 つの潜在的な課題は、比較に使用されている大規模な人口データベースが、潜在的に臨床上の問題を抱えている主に座りがちな集団と、より健康で活動性の高い集団からのものであることです。 つまり、リンゴとオレンジを比較するような場合かもしれません。

まとめ

繰り返しになりますが、スポーツ科学者として、ウェアラブル技術には大きな可能性があり、この記事はこの分野全体または特定の部門を軽視することを意図したものではありません。 代わりに私が提供したのは、市場に出回っている多くの新しいウェアラブル バイオセンサーの 1 つを購入/採用するかどうかを決定する際に考慮すべき 3 つの重要な考慮事項です。それぞれのセンサーは、トレーニングをどのように進めるかについて大胆な主張をしています。 。

楽しんで速く走ってください！

参考文献

Shei RJ、Holder IG、Oumsang AS、他 (2022) ウェアラブル活動追跡装置 – 高度なテクノロジーか、それとも高度なマーケティングか? Eur J Appl Physiol 122:1975–1990。 https://doi.org/10.1007/s00421-022-04951-1

Ye S、Feng S、Huang L、Bian S (2020) ウェアラブル バイオセンサーの最近の進歩: ヘルスケア モニタリングからスポーツ分析まで。 バイオセンサー 10:205。 https://doi.org/10.3390/bios10120205