Зачем все это или предисловие

Банальность №1: чтобы достичь цели, ее нужно выразить в измеряемых единицах.

Банальность №2: лучше быть богатым и здоровым.

В сумме эти два перла философской мысли приводят к выводу: чтобы достичь богатства и здоровья, и то, и то другое нужно измерять.

Собственное (или чужое) богатство без особых сложностей можно измерить, выразив в числах (в деньгах). С измерением здоровья есть проблемы. Я, по крайней мере, не знаю, как численно выразить свое здоровье в целом. Но сложную, на первый взгляд нерешаемую, задачу часто  можно разбить на части и справиться с нею поэтапно. 

Мы попробовали так же поступить и с задачей «измерение здоровья«, начав с относительно легко измеряемой составляющей — кардиореспираторной, выразив ее через Максимальное Потребление Кислорода.

Что такое Максимальное Потребление Кислорода

VO2 max или максимальное потребление кислорода (МПК) - это наибольшее количество кислорода, которое человек способен потреблять в течение 1 минуты, маркер кардиореспираторной формы, оценка способности организма справляться с нагрузкой в целом. Выражается в милилитрах или милилитрах на кг.

       МПК в идеале измеряется на сложном и дорогом медицинском оборудовании, но есть несколько способов обойтись и домашними методами. Как говорит ИИ (ChatGPT и Bard by Google), эти замеры на коленке тоже позволят оценить текущий уровень МПК и следить за позитивными изменениями, если уж очень захочется (и получится) его улучшить.

       Не соврал ли ИИ - результаты простых способов совпадают между собой, т.е. достоверны - и как персональный МПК изменился через N-месяцев упорных тренировок мы, несколько разной степени фанатичности и зрелости лет фитнес-энтузиастов, решили проверить на себе. Стать подопытными кроликами (далее по тексту - ПК, не путать с “персональным компьютером”) согласились Олеся, два Сергея, Светлана и Михаил. Разбег по возрасту - от 40 до 59 лет, по весу - от 60 до 107 кг. Рост, привычки, цвет волос и прочее тоже разнятся.

Итак, ищем ответ на первый вопрос:  совпадают ли между собой результаты нескольких простых способов измерений МПК?

Собственно тесты (измерения)

Тесты были взяты из wikiHow.  Они действительно простые и не требуют сложного оборудования. Если не особо заботиться о точности, хватит любого современного смартфона. Мы же, как настоящие исследователи, оборудование все-таки применили. Итак, были задействованы:

• нагрудный датчик пульса Garmin HRM-Pro;

• смартфон Xiaomi 11 Lite 5G NE;

• смарт-часы Huawei Watch GT Runner.

Датчик подключался к приложению Strava, установленному на смартфон. Смарт-часами измеряли пульс в состоянии покоя (во время сна).

Тест без теста

Точнее, все-таки с тестом. МПК считается по формуле

 МПК = 15 х (ЧССмакс / ЧССпокоя)

Нужно знать пульс в состоянии покоя (ЧССпокоя) и максимальную частоту сердечных сокращений (ЧССмакс). Есть опция определить ЧССмакс по формуле ЧССмакс = 220 - возраст_лет, но мне кажется, что такое упрощение сводит на нет ценность определения МПК. 

Поэтому мы ЧССмакс измеряли, нагружая ПК до такой степени, что по его ощущениям - это уже предел, сил больше нет. И ЧСС (пульс) больше не увеличивался, как бы ПК не пыжился. Замеры ЧССмакс делались на разогретом тестовой ходьбой или бегом ПК, сразу же шли спринт, приседания, бег по ступенькам и т. п.

Rockport Walking: быстро шагаем

Как тестировали:

Беговая дорожка стадиона длиной 400 м, ПК и оператор (хотя и без оператора можно обойтись, а вот без ПК - никак нельзя).

1. ПК одевает смарт-часы Huawei Watch GT Runner и нагрудный датчик пульса Garmin HRM-Pro, подключенный к приложению Strava (смартфон Xiaomi 11 Lite 5G NE). GT Runner - резервный вариант: запущенного на смартфоне Strava должно хватить, там пишется трек с дистанцией, временем и пульсом.

2. ПК несколько минут разминается (ходит туда-сюда), а оператор в тенечке пьет пиво.

3. Далее ПК на Strava запускает тренировку “Walk” и максимально быстрым шагом, но не переходя на бег, делает четыре круга вокруг стадиона, т. е. 1600 м. Лучше - чуть больше, лишние метры отрежутся в дата-сете. Оператор сторожит вещи ПК, попивая пиво и отвечая на вопросы восхищенных зрителей.

4. По преодолению дистанции запущенные на гаджетах тренировки останавливаются. Данные синхронизируются с аккаунтами Strava.

5. Оператор заканчивает пить пиво.

6. Уже вне стадиона данные из аккаунта Strava выгружаются, сложнейший (шестнадцать тысяч строк кода и восемь сторонних библиотек, последней модели GPU) софт обрезает датасет до нужных 1600 м и считает МПК по формуле

МПК = 132.853 – (0.0769 x 2,205 х вес в кг) - (0.3877 x возраст) + (6.315 x пол) - (3.2649 x время ходьбы в минутах) - (0.156 x пульс). 

Параметр “пол” - 0 (женщина) или 1 (мужчина)

Brigham Young University Jog: бежим (не быстро)

Как тестировали:

Все та же беговая дорожка стадиона длиной 400 м и ПК. Бегали только три ПК и бегА случились уже через неделю от начала эксперимента. Что означает: мы набрались опыта, заматерели и оператор стал не нужен (но он все равно был: пива впрок закуплено много). Равно как не нужны и Huawei Watch GT Runner. В остальном - все, как в Rockport Walking.

Формулы для расчета:

Для женщин 

МПК = 100,5 - (0,1636 x вес в кг) - (1,438 x время бега) - (0,1928 x пульс

Для мужчин

МПК = 108,844 - (0,1636 x вес в кг) - (1,438 x время бега) - (0,1928 x пульс) 

Возраст в формуле в расчет не принимается.

Как обрабатывали результаты

Python, конечно, Python, ну кто ж его не знает?

1. Из Strava в формате FIT выгружались данные.

2. Файл с данными сохранялся с именем вида <id_кролика>_<  пол>_<возраст>_<вес>_<тест>_<дата>

3. Запускался несложный код, где в качества параметра передавалось имя файла.

4. Вуаля - есть МПК. 

* Перед передачей в функцию для расчета ряды обрезались, чтобы данные соответствовали требованиям тестов - время, потраченное на дистанцию 1600 метров, и пульс на интервале 1590-1600 метров. Дистанция бралась по данным Strava, время считалось как разность между двумя timestamp - старт (distance > =1) и финиш (distance >= старт + 1600).

Нет полной уверенности, что дистанция, а, значит, и время измерялись абсолютно точно. Вернее, есть уверенность, что замеры плавали, но цена ошибки в измерении времени - невелика: каждая минута изменяет величину МПК на 3.3 пункта для теста Rockport  и на 1.4 -  для Brigham.

Итоги

В таблице сведены итоги всех тестов

Есть ли разброс между значениями МПК, полученными из разных тестов? Да, он есть и у разных ПК и разброс - разный.

Можно ли делать выводы об уровне персонального кардиореспираторного здоровья по одному из тестов или по среднему МПК? Хотел было написать “вряд ли”, но по некоторым раздумьям решил, что все же можно. По крайней мере, периодические замеры с интервалом в 2-3 месяца, помогут оценить динамику изменений.

Послесловие 

Наш - назовем его так - эксперимент явно не тянет на титул “исследования” ни по размеру выборки, ни по его  дизайну, ни по проведению, ни по обработке результатов.  Но мы довольны так как:

• Оценили количественно, в цифрах уровень кардиореспираторным здоровья каждого из нас.

• Оценили субъективно, по ощущениям, какая нагрузка ОК, а какая - чрезмерна.

• Несколько раз потренировались мимоходом.

• Научились работать с Garmin Connect и Strava.

• Перелопатили кучу ресурсов по теме и выбрали те, которым можно доверять.

• Весело и интересно провели время, что очень важно.

• Решили двигаться дальше - учиться и тренироваться. И это главное.

P.S.

Не сочтите кликбейтом: в процессе действительно был задействован ИИ. Часть кода, например, писать помогали ChatGPT и Bard, искать и сортировать инфо - perplexity.