นาฬิกาหา VO2max ได้ยังไง | 10 comments:

คนที่กดเข้ามาอ่านโพสต์นี้คงมีนาฬิกาที่วัด VO2max ได้กันทุกคน ดังนั้นจะไม่เกริ่นอะไรเกี่ยวกับ VO2max อีกนะคะ มาลุยกันเนื้อๆ เน้นๆ กันเลยดีกว่า และเนื่องจากเนื้อหามันค่อนข้างฮาร์ดคอร์ ดังนั้น เอาบทสรุปผู้บริหารไปอ่านก่อนเลย ถ้าอ่านแล้วไม่เชื่อหรือไม่เข้าใจ และมีเวลา ค่อยอ่านเนื้อหาเต็ม อ่ะ เริ่มได้

บทสรุปผู้บริหาร

• นาฬิกาประเมิน VO2max จากความสามารถในการวิ่งของเรา คนที่วิ่งเร็วแต่ HR ต่ำจะมี VO2max สูง

• ค่า VO2max ที่นาฬิกาประเมินได้ มีความผิดพลาดจากค่า VO2max ที่ได้จากการวัด ไม่เกิน 3 ml/kg/min

• ควรใส่ค่า HRmax ให้ถูกต้อง เพื่อให้นาฬิกาประเมิน VO2max ได้แม่นยำยิ่งขึ้น

• สามารถทดสอบ VO2max ด้วยการวิ่งช้าหรือเร็วก็ได้ ไม่ทำให้ผลคลาดเคลื่อน

• นาฬิกาที่วัด HR ที่ข้อมือ ไม่ว่าจะเป็น FR235/FR735/FR935/Fenix3HR/Fenix5 ก็ให้ค่า VO2max ที่ยอมรับได้ แม้จะไม่แม่นเท่าการวัดแบบคาดอก แต่ก็ไม่ได้เป็นค่ามั่วๆ เหมือนเสี่ยงเซียมซีแน่นอน

• โปรแกรมจะไม่นำข้อมูลที่ผิดปกติมากๆ มาใช้ประเมิน VO2max เช่นข้อมูลที่ได้ตอนติดไฟแดง/ วิ่งลงเขา/ HR เพี้ยนมาก/ GPS เพี้ยนมาก แต่ถ้าผิดฟอร์มของเราไม่มาก เช่น วิ่งดีกว่าปกติเพราะอากาศเย็น วิ่งช้ากว่าปกติเพราะมีลมต้าน แบบนี้โปรแกรมยอมให้เอาข้อมูลมาคิด

เอาล่ะ สำหรับคนที่พร้อมอ่านเนื้อหาระดับ white paper มาต่อกันเลยค่ะ 

แนวคิดการประเมินค่า VO2max ของ Firstbeat

Firstbeat คือ บ.ที่คิดค้น algorithm ว่าจะเอาค่าทางสรีรวิทยาต่างๆ (เช่น HR , R-R interval) มาใช้ประโยชน์ได้ยังไงบ้าง algorithm เหล่านี้...แน่นอนว่าเป็นความลับ แต่มีงานวิจัยรองรับ ไม่ได้ยกเมฆ ใครเชื่อก็ซื้อ algorithm นั้นๆ ไปใช้ บ.ที่ซื้อไปใช้ก็เช่น Garmin/Suunto/TomTom ดังนั้นเมื่อไหร่ก็ตามที่อยากรู้ว่านาฬิกามันคิดค่านั้นค่านี้ยังไง ก็ต้องไปดูที่ Firstbeat 

เรื่อง VO2max ก็เช่นกัน เนื้อหาของ post นี้จะอ้างอิงจาก White paper ของ Firstbeat เป็นหลัก แล้วเสริมข้อมูลให้รอบด้านด้วยความรู้/ประสบการณ์/ความคิดเห็นที่สะสมมาจากการวิ่งหลายปีของเรา

ดัดแปลงจาก White paper “Automated Fitness Level (VO2max) Estimation with Heart Rate and Speed Data”, Firstbeat Technologies, 2017

VO2max ได้จากการนำข้อมูล “ความเร็ว vs. HR” ของการวิ่งครั้งหนึ่งๆ มาพล็อตลงบนกราฟ ที่แกนนอนเป็นความเร็ว แกนตั้งเป็น HR จากนั้นใช้วิธีทางคณิตศาสตร์ (เช่น linear regression) สร้างเส้นแนวโน้มของข้อมูลการวิ่งครั้งนั้นๆ เพื่อนำสมการของเส้นแนวโน้มมาทำนายค่าความเร็วที่คนๆ นั้นจะทำได้เมื่อหัวใจมีค่าสูงสูด (HRmax) จากนั้นจึงนำค่าความเร็วดังกล่าว (ต่อไปจะเรียกว่า Speed@HRmax) ไปคำนวณด้วยสูตรที่ไม่เปิดเผย (แต่แนวคิดคร่าวๆ ของสูตรคือ ความเร็วของการวิ่งมีความสัมพันธ์เป็นเชิงเส้นกับปริมาตรออกซิเจน (VO2) ที่ใช้ ดังนั้น ณ จุดที่เราวิ่งด้วย Speed@HRmax ก็จะเกิด VO2max ตามไปด้วย) ก็จะได้ออกมาเป็น VO2max ของคนๆ นั้น

ความแม่นยำของ VO2max ที่ประเมินด้วยนาฬิกา

Firstbeat ทดสอบกับอาสาสมัคร 79 คนที่กำลังอยู่ในช่วงฝึกซ้อมมาราธอน เป็นเวลา 6-9 เดือน โดยวัด VO2max ของแต่ละคนด้วยวิธีมาตรฐาน (ต่อไปจะเรียกค่าที่ได้นี้ว่าค่าจริง) ตลอดช่วงเวลานี้ทั้งหมด 4 ครั้ง เทียบกับ VO2max ที่ประเมินได้โดยใช้ข้อมูลจากการฝึกซ้อมวิ่งในชีวิตจริง ตามวิธีที่เล่าไปข้างบน

พบว่าความแตกต่างระหว่างค่าที่ประเมินได้กับค่าจริง (สนใจแต่ค่าความแตกต่าง ไม่สนว่าอันไหนมากกว่า – ต่อไปจะเรียกว่าความผิดพลาด) มีค่าเฉลี่ย 5% เช่นถ้าประเมินได้ 47 ml/kg/min แสดงว่าค่าจริงของเราจะอยู่ในช่วง 44.8-49.5 ml/kg/min

ถ้าคิดเลขไม่เก่ง ก็มีข้อมูลเพิ่มเติมให้ว่า อาสาสมัครส่วนใหญ่มีความผิดพลาดไม่เกิน 3 ml/kg/min ดังนั้น ถ้าเราโชคดีเป็นคนส่วนใหญ่ ก็บอกได้ง่ายๆว่า เราจะมีค่าจริงอยู่ในช่วง 44-50 ml/kg/min

อยากได้ค่าแม่นยำที่สุดต้องทำยังไง?

1) ใช้ HRM แบบคาดอก

2) ป้อนค่าหัวใจสูงสุด HRmax ให้ถูกต้อง

จากกราฟรูปแรกจะเห็นว่าค่านี้มีผลอย่างยิ่งต่อการทำนาย speed@HRmax จากการทดลองของ Firstbeat พบว่า ถ้าเราใส่ค่า HRmax ไม่ถูกต้อง จะส่งผลให้ VO2max ที่ประเมินได้มีค่าคลาดเคลื่อนมากขึ้น ดังแสดงในกราฟ

คลิกที่รูปเพื่อขยาย

ยกตัวอย่างเช่น ถ้าใส่ค่า HRmax น้อยกว่าความจริงไป 10 bpm (นั่นคือแกน x มีค่า -10) จะทำให้ VO2max ที่ประเมินได้มีค่าคลาดเคลื่อนไปประมาณ 7.25% แต่ถ้าใส่ค่าถูกต้อง VO2max จะคลาดเคลื่อนประมาณ 5.6% (ไม่ได้บอกว่าคลาดเคลื่อนแบบมากไปหรือน้อยไป)

 

ใช้ที่วัดหัวใจแบบแสง (optical HRM) ได้มั้ย?

ปัจจุบันเทคโนโลยี optical HRM ทั้งฮาร์ดแวร์และซอฟท์แวร์ ไปถึงจุดที่วัดอัตราการเต้นของหัวใจ (HR) ได้แม่นยำในระดับที่ยอมรับได้แล้ว (ปล.นิดนึงว่า แต่ต้องเป็น optical HRM ของยี่ห้อที่มีชื่อเสียงนะคะ เพราะ optical HRM ถูกๆ จะมีปัญหาวัดหัวใจผิดพลาดตอนออกกำลังกายที่ต้องเคลื่อนไหวร่างกายเยอะๆ)

ดัดแปลงจาก marcoaltini.com

รูปบนเปรียบเทียบ HR ที่วัดได้จาก optical HRM เทียบกับค่าอ้างอิงที่วัดได้จากเครื่อง EKG

รูปล่างเปรียบเทียบ HR ที่วัดได้จาก HRM แบบคาดอก เทียบกับค่าอ้างอิงที่วัดได้จากเครื่อง EKG

จะเห็นว่าแบบคาดอกติดตาม HR ได้เนี้ยบมาก ส่วนแบบ optical ติดตามการเปลี่ยนแปลง HR ได้ (คือหัวใจเพิ่มก็เพิ่มตาม ลดก็ลดตาม) แต่ยังมีความผิดพลาดอยู่เล็กน้อยระดับหลักหน่วย (เราเคยทดสอบด้วยตัวเอง พบว่าแบบ optical ต่างจากแบบคาดอกเฉลี่ยไม่เกิน 3 bpm)

การประเมิน VO2max ของนาฬิกานั้นต้องการข้อมูล HR ที่แม่นยำ ดังนั้นแน่นอนว่าใช้ HRM แบบคาดอกจะให้ VO2max ที่แม่นยำกว่า อย่างไรก็ตาม แม้จะใช้ HRM แบบแสง ก็ให้ข้อมูล VO2max ที่พอยอมรับได้ ไม่ถึงขนาดมั่วซั่วเหมือนเสี่ยงเซียมซีหรอกค่ะ เชื่อดาวเหอะ

ทำไมวิ่งเร็วทีไร ได้ VO2max สูงกว่าวิ่งช้าทุกที?

ถ้าดูกราฟแรกของโพสต์จะเห็นว่า ไม่ว่าวิ่งช้าหรือวิ่งเร็ว ก็สามารถนำมาประเมินค่า VO2max ได้ทั้งนั้น ขอให้เหนื่อยเกินกว่าระดับปานกลาง (คู่มือไม่ได้บอกเจาะจงเป็น % แต่ใช้คำว่า moderate เราขออนุมานว่า 70%HRmax ขึ้นไปแล้วกัน) และวิ่งนานกว่า 10 นาทีตามเงื่อนไขของวิธีการนี้ก็พอ แต่สาเหตุที่บางคนวิ่งช้าแล้วได้ VO2max ต่ำ นั่นก็เพราะเขาเป็นคนที่มี running economy ตอนวิ่งช้าแย่กว่าตอนวิ่งเร็ว พูดภาษาคนก็คือ ตอนวิ่งช้าหัวใจไม่ยอมต่ำตามไปด้วย...แบบ...ก็ต่ำแหละ แต่ยังถือว่าลดลงน้อยเกินไปเมื่อเทียบกับสัดส่วนความเร็วที่ลดลง

นึกภาพไม่ออกก็ดูกราฟค่ะ ตราบใดที่จุดข้อมูล “ความเร็ว-HR” ยังอยู่บนเส้นแนวโน้มเส้นเดิม (จุด A,B,C) ก็จะประเมิน VO2max ได้ค่าเดิม

แต่ถ้าวิ่งช้าแต่หัวใจสูง (จุด A1) ก็จะได้เส้นแนวโน้มเส้นใหม่ที่ชันขึ้น ทำให้ได้ Speed@HRmax ต่ำลง >> VO2max ลดลง

ในทางกลับกันถ้าวิ่งช้าแต่หัวใจต่ำ (จุด A2) ก็จะได้เส้นแนวโน้มเส้นใหม่ที่ชันน้อยลง ทำให้ได้ Speed@HRmax มากขึ้น >> VO2max มากขึ้น

ดังนั้น ถ้าพบว่าวิ่งอะไรแล้วมักจะได้ VO2max ต่ำ ก็เป็นไปได้ว่าคุณมี running economy ที่ความเร็วนั้นต่ำกว่าความเร็วอื่น อย่างของเราจุดอ่อนน่าจะเป็น Long Tempo

โกงได้มั้ย ถ้าอยากได้ VO2max สูงๆ?

อ้าว...จะโกงทำไมล่ะคะ เอา VO2max ไปแลกไข่ได้รึก็เปล่า เราควรทำทุกวิถีทางเพื่อเอื้ออำนวยให้ VO2max ที่ประเมินได้ มีค่าใกล้เคียงค่าจริงมากที่สุดสิคะ ปัดโถ่

แต่ถ้าโกงเพราะอยาก hack ดู ว่ามันฉลาดพอที่จะจับโกงได้มั้ย ก็ขอบอกว่า Firstbeat เค้าก็มีมาตรการป้องกันอยู่นะ ไม่ได้ทำเพราะกันคนโกง แต่ป้องกันไม่ให้นำข้อมูลที่ผิดปกติมาใช้ในการประเมิน โดยเค้าจะเอาข้อมูล “ความเร็ว-HR” มาหาดัชนีความน่าเชื่อถือก่อน ข้อมูลไหนได้คะแนนความน่าเชื่อถือต่ำก็ไม่เอามาใช้

ดัชนีความน่าเชื่อถือคำนวณยังไง?

ก่อนอื่นโปรแกรมจะสร้าง baseline ของแต่ละกิจกรรมที่เราทำ เช่น ของการปั่นจักรยาน เดิน หรือวิ่ง (โดยรวบรวมข้อมูล “ความเร็ว-HR” ของการวิ่งครั้งต่างๆ ในสัปดาห์แรกๆ ของการใช้นาฬิกา มาสร้างเป็นเส้นแนวโน้ม- ความเห็นของเราเอง) ในรูปแถวที่สองที่เห็นเส้นตรงอยู่บนกราฟทุกอัน นั่นแหละค่ะคือ baseline

คลิกที่รูปเพื่อขยาย

จะเห็นว่า เมื่อไหร่ก็ตาม ข้อมูลหลุดออกไปจาก baseline มากเกินไป ข้อมูลนั้นจะมีดัชนีความน่าเชื่อถือต่ำ สถานการณ์ที่ทำให้เกิดข้อมูลชนิดนี้ก็เช่น ติดไฟแดง (ความเร็วต่ำมาก แต่หัวใจยังสูงอยู่) วิ่งในที่ที่ทำให้สัญญาณ GPS เพี้ยนมากเช่นใต้สะพาน (ความเร็วสูงมากแต่หัวใจปกติ) หรือสายคาดอกหลวม (ความเร็วปกติ แต่หัวใจสูงมากหรือต่ำมาก)

Firstbeat บอกใน white paper ว่า การวิ่งบนพื้นนิ่ม วิ่งลงเขา และการวิ่งไปนานๆจนกระทั่ง HR เพิ่มขึ้นเรื่อยๆ แม้ความเร็วจะเท่าเดิม (หรือที่เรียกว่า cardiovascular drift ที่เราเคยเล่าไปแล้ว) ก็ถือเป็นสถานการณ์ที่ทำให้ดัชนีความน่าเชื่อถือต่ำเช่นกัน

งั้นทำยังไงถึงจะได้ VO2max สูงๆ?

1) วิ่งให้ดี ข่ะ! ก็กำปั้นทุบดินได้แบบนี้แหละ! นี่คือปัจจัยที่สำคัญที่สุด ถ้าคนสองคน มีอายุ เพศ น้ำหนักเท่ากัน วิ่งเร็วเท่ากัน คนที่ HR ต่ำกว่าจะได้ค่า VO2max สูงกว่า (หรือในทางกลับกัน ถ้าสองคนนี้วิ่งด้วย HR เท่ากัน คนที่วิ่งเร็วกว่าจะได้ค่า VO2max สูงกว่า)

2) ดูแลหัวใจให้ต่ำอยู่เสมอ หลักๆคือพักผ่อนให้เพียงพอ ดูแลสุขภาพให้ดี ไม่วิ่งทั้งป่วยๆ
ส่วนสิ่งที่อาจช่วยได้คือ ทำจิตใจให้ผ่องใส ไม่เครียด

3) วิ่งในสภาพแวดล้อมที่ทำให้ความสามารถในการวิ่งดีขึ้น แต่ต้องไม่ดีผิดปกติ ไม่งั้นโปรแกรมจะกรองทิ้ง สภาพดังกล่าวก็เช่น

- อุณหภูมิ (ถ้าวิ่งในอากาศเย็น แม้ความเร็วเท่าเดิมแต่หัวใจจะต่ำลง ดังนั้นจึงพบเสมอว่า วันไหนอากาศดีๆ VO2max จะขึ้น วันไหนวิ่งอากาศร้อนๆ VO2max จะตก)

- ทิศทางลม (ถ้าวิ่งตามลม VO2max จะขึ้น วิ่งสวนลม VO2max จะตก)

ข้อคิดที่อยากฝากไว้

อย่าเพิ่งรีบดีใจเวลา VO2max ขึ้น หรือเสียใจเวลา VO2max ตก เพราะนอกจากจะขึ้นกับฝีมือแล้ว ยังขึ้นกับสภาพแวดล้อมด้วย เช่น ถ้าวิ่งอากาศร้อนๆ VO2max ก็อาจตกได้ หรือวันไหนอากาศดี VO2max ก็ขึ้นได้ ให้ดูกันยาวๆ ดูแนวโน้มของมันดีกว่า

อีกอย่างคือถึงมันจะแม่นหรือไม่ จริงๆแล้วก็ไม่ใช่ปัญหา เพราะเราเอาไว้ดูพัฒนาการของตัวเอง ดังนั้น "ค่า" ไม่สำคัญ สำคัญตรงที่ฝึกๆไปแล้ว "มันเพิ่มหรือมันลด" ต่างหาก

ไม่เกี่ยวอะไรกับเนื้อหา แค่อยากอวดถ้วย
นี่คือวันแข่ง 10K ที่บอกไว้ในกราฟ VO2max ของเรา 

น่าจะตอบคำถามคาใจเพื่อนๆ นักวิ่งได้บ้างนะคะ เอาไว้จะเขียนเรื่องนี้อีก เพราะเราเพิ่งได้มีโอกาสใช้นาฬิการุ่นที่วัด VO2max ได้ แล้วพบว่ามันเป็น motivation ในการฝึกซ้อมที่ดีมากๆ อยากให้คนอื่นๆ ได้ลองใช้บ้าง และใช้อย่างเข้าใจ

ถ้าเห็นว่าโพสต์นี้มีประโยชน์ หรืออยากสนับสนุน blog ของเรา ไม่ต้อง Donate อะไรค่ะ แค่วันไหนอยากได้นาฬิกา Garmin ขึ้นมา ขอให้นึกถึงร้าน BananaRun เป็นร้านแรกก็พอ ^___^  

เพราะเราไม่ใช่แค่ร้านขายอุปกรณ์วิ่ง เราเติมเต็มความรู้เพื่อการวิ่งที่สนุกขึ้น

โพสต์ที่เกี่ยวข้อง

สนใจการวัด VO2max แบบมาตรฐาน อ่าน ประสบการณ์เมื่อข้าพเจ้าไปทดสอบ VO2max (1)
สนใจการวัด HR เทียบกันระหว่าง HRM แบบแสงกับแบบคาดอก อ่าน เปรียบเทียบความแม่นยำของ Optical HRM ในนาฬิกา GPS
สนใจ HRM สำหรับนักวิ่งแบบต่างๆ อ่าน Heart Rate Monitor สำหรับนักวิ่ง

Reference
White paper “Automated Fitness Level (VO2max) Estimation with Heart Rate and Speed Data”, Firstbeat Technologies, 2017

Tweet