# Czujniki i nauka o pomiarach · Triathlon, Poziom 8: Ekspert

Triathlon · Poziom 8: Ekspert · Insporta Book (https://book.insporta.app/pl/triathlon/level-8/sensors-and-measurement-science/)

Czujniki i nauka o pomiarach: 100 faktów, 10 testów.

Jak zaufać liczbom: trafność, rzetelność i błąd, moc biegowa, temperatura głęboka ciała, ciągłe monitory glukozy, czujniki tlenu w mięśniach, testy potu, pomiar mleczanu, tętno z urządzeń noszonych, czujniki satelitarne i prędkości oraz czytanie dowodów z nauk o sporcie.

## Test 1: Trafność, rzetelność i błąd

- Trafność to zgodność z kryterium lub pomiarem wzorcowym. (Źródło: Atkinson & Nevill, Sports Med 1998)
- Rzetelne urządzenie daje podobne wyniki, gdy prawdziwa wartość się nie zmieniła. (Źródło: Hopkins, Sports Med 2000)
- Urządzenie ze stałym przesunięciem daje odczyty powtarzalne, ale obciążone błędem systematycznym. (Źródło: Atkinson & Nevill, Sports Med 1998)
- Błąd systematyczny przesuwa wszystkie odczyty w górę lub w dół; błąd losowy rozrzuca je wokół prawdziwej wartości. (Źródło: Atkinson & Nevill, Sports Med 1998)
- Wykres przedstawia różnicę między dwiema metodami względem ich średniej, pokazując błąd systematyczny i 95% granice zgodności. (Źródło: Bland & Altman, Lancet 1986)
- Typowy błąd to odchylenie standardowe wewnątrz osoby w powtarzanych próbach. (Źródło: Hopkins, Sports Med 2000)
- Korelacja mierzy związek, a nie zgodność; jedno urządzenie mogłoby przez cały czas wskazywać o 20% więcej. (Źródło: Bland & Altman, Lancet 1986)
- Wyrażenie błędu w procentach pozwala porównywać rzetelność różnych pomiarów. (Źródło: Hopkins, Sports Med 2000)
- Jeśli typowy błąd przewyższa oczekiwaną poprawę, test nie jest w stanie jej rzetelnie wykryć. (Źródło: Hopkins, Sports Med 2000)
- Dobra rzetelność pozwala monitorować trendy; błąd systematyczny wyklucza bezpośrednie porównanie z laboratorium. (Źródło: Atkinson & Nevill, Sports Med 1998)

## Test 2: Mierniki mocy biegowej

- Czujniki montowane na bucie i zegarki szacują moc na podstawie akcelerometrów, prędkości i masy ciała, zamiast mierzyć siłę. (Źródło: Cerezuela-Espejo et al., PLoS One 2020)
- Marki modelują moc biegową inaczej, więc ich liczb nie można stosować zamiennie. (Źródło: Cerezuela-Espejo et al., PLoS One 2020)
- Czujnik na bucie Stryd wykazał najlepszą powtarzalność, natomiast zgodność między technologiami była słaba. (Źródło: Cerezuela-Espejo et al., Eur J Sport Sci 2021 (pięć technologii pomiaru mocy biegowej))
- Moc reaguje na nachylenie szybciej niż tętno, co pomaga kontrolować tempo na podbiegach według wysiłku. (Źródło: Cerezuela-Espejo et al., PLoS One 2020)
- Odbicie sprężyste ścięgien i zmiany techniki biegu sprawiają, że oszacowania mechaniczne luźno wiążą się ze zużytą energią. (Źródło: Cerezuela-Espejo et al., PLoS One 2020)
- Tylko niektóre systemy uwzględniają oszacowanie oporu powietrza, więc wysiłek pod wiatr może być zaniżany. (Źródło: Cerezuela-Espejo et al., PLoS One 2020)
- Waty w biegu i w kolarstwie nie są równoważne, więc każda dyscyplina wymaga osobnego testu. (Źródło: Cerezuela-Espejo et al., PLoS One 2020)
- Spójność w obrębie jednego urządzenia jest ważniejsza niż wartości bezwzględne. (Źródło: Cerezuela-Espejo et al., PLoS One 2020)
- Moc mechaniczna w biegu zależy od masy, która jest unoszona i przyspieszana. (Źródło: Cerezuela-Espejo et al., PLoS One 2020)
- Zmiany algorytmu mogą przesuwać liczby, więc trendy obejmujące aktualizacje wymagają ostrożności. (Źródło: Cerezuela-Espejo et al., PLoS One 2020)

## Test 3: Pomiar temperatury głębokiej ciała

- Casa uznał pomiary w odbytnicy (i w przewodzie pokarmowym) za trafne; doustne, w uchu, pod pachą i na skroni – nie. (Źródło: Casa et al., J Athl Train 2007)
- Oddychanie przez usta, płyny i chłodzenie przewodu słuchowego powodują duże błędy względem temperatury w odbytnicy. (Źródło: Casa et al., J Athl Train 2007)
- Kapsułka mierzy temperaturę w przewodzie pokarmowym i przesyła ją bezprzewodowo, gdy przez niego przechodzi. (Źródło: Byrne & Lim, Br J Sports Med 2007)
- Przyjęta kilka godzin wcześniej kapsułka dociera do jelita i w mniejszym stopniu podlega wpływowi zimnych płynów. (Źródło: Byrne & Lim, Br J Sports Med 2007)
- Temperatura skóry reaguje na powietrze, pot i przepływ krwi i nie odzwierciedla wiarygodnie temperatury głębokiej. (Źródło: Casa et al., J Athl Train 2007)
- Urządzenia nieinwazyjne wnioskują o temperaturze głębokiej na podstawie temperatury skóry i przepływu ciepła, z błędem oszacowania. (Źródło: Byrne & Lim, Br J Sports Med 2007)
- Odczyty z ust lub ucha mogą wyglądać normalnie u przegrzanego zawodnika, opóźniając schładzanie. (Źródło: Casa et al., J Athl Train 2007)
- Monitorowanie temperatury głębokiej pomaga bezpiecznie i spójnie dawkować sesje adaptacji do upału. (Źródło: Byrne & Lim, Br J Sports Med 2007)
- Każda tabletka jest użyta tylko raz i na jej działanie mogą wpływać jedzenie, picie i czas pasażu. (Źródło: Byrne & Lim, Br J Sports Med 2007)
- Oszacowania mogą być błędne; gdy możliwa jest choroba z przegrzania, pierwszeństwo mają objawy kliniczne i pomiar w odbytnicy. (Źródło: Casa et al., J Athl Train 2007)

## Test 4: Ciągłe monitory glukozy

- CGM mierzą glukozę w płynie śródmiąższowym, a nie we krwi ani w glikogenie mięśniowym. (Źródło: Flockhart & Larsen, Sports Med 2024)
- Glukoza w płynie śródmiąższowym pozostaje w tyle za glukozą we krwi, zwłaszcza gdy jej poziom szybko się zmienia, jak podczas wysiłku. (Źródło: Flockhart & Larsen, Sports Med 2024)
- Opracowano je, aby pomagać osobom z cukrzycą unikać niebezpiecznie wysokich i niskich wartości. (Źródło: Flockhart & Larsen, Sports Med 2024)
- Wątroba broni poziomu glukozy we krwi, więc odczyty mogą pozostawać prawidłowe, gdy zapasy w mięśniach się wyczerpują. (Źródło: Flockhart & Larsen, Sports Med 2024)
- Przeglądy wskazują na niewiele dowodów, że odżywianie kierowane przez CGM poprawia wyniki u zawodników bez cukrzycy. (Źródło: Flockhart & Larsen, Sports Med 2024)
- Szybko zmieniająca się glukoza, zmieniony przepływ krwi i pot mogą obniżać dokładność czujnika. (Źródło: Flockhart & Larsen, Sports Med 2024)
- Leżenie na czujniku i ograniczenia kalibracji mogą dawać mylące niskie odczyty u zdrowych osób. (Źródło: Flockhart & Larsen, Sports Med 2024)
- Normalne wahania glukozy można nadinterpretować, co prowadzi do niepotrzebnego jedzenia lub niepokoju. (Źródło: Flockhart & Larsen, Sports Med 2024)
- Hormony stresu pobudzają wątrobę do uwalniania glukozy, które na początku intensywnego wysiłku może wyprzedzać jej zużycie. (Źródło: Flockhart & Larsen, Sports Med 2024)
- Pojedynczy odczyt nie pokazuje stanu glikogenu; wskazówką pozostają objawy i zaplanowana podaż. (Źródło: Flockhart & Larsen, Sports Med 2024)

## Test 5: Czujniki tlenu w mięśniach (NIRS)

- NIRS wykorzystuje pochłanianie światła do oszacowania utlenowania tkanek, często podawanego jako SmO2. (Źródło: Perrey & Ferrari, Sports Med 2018)
- Oba barwniki pochłaniają światło bliskiej podczerwieni podobnie, więc sygnały się sumują. (Źródło: Perrey & Ferrari, Sports Med 2018)
- Światło musi przejść przez skórę i tkankę tłuszczową; grubsza warstwa zmniejsza udział mięśnia. (Źródło: Perrey & Ferrari, Sports Med 2018)
- Głębokość penetracji wynosi około połowy odległości między źródłem światła a detektorem. (Źródło: Perrey & Ferrari, Sports Med 2018)
- Różne mięśnie, a nawet różne części jednego mięśnia zachowują się podczas wysiłku odmiennie. (Źródło: Perrey & Ferrari, Sports Med 2018)
- Spadająca saturacja tlenem sugeruje, że zapotrzebowanie mięśnia przewyższa lokalną podaż. (Źródło: Perrey & Ferrari, Sports Med 2018)
- Punkty załamania NIRS mogą średnio pokrywać się z innymi progami, ale zgodność u poszczególnych osób bywa różna. (Źródło: Perrey & Ferrari, Sports Med 2018)
- Inne umiejscowienie czujnika bada inną tkankę, przez co porównania są niewiarygodne. (Źródło: Perrey & Ferrari, Sports Med 2018)
- W badaniach NIRS służy do nieinwazyjnej oceny utlenowania, przepływu krwi i zdolności mitochondriów. (Źródło: Perrey & Ferrari, Sports Med 2018)
- Progi wyznaczone metodą NIRS zależą od umiejscowienia czujnika i tkanki, więc należy je sprawdzać z innymi wskaźnikami. (Źródło: Perrey & Ferrari, Sports Med 2018)

## Test 6: Testy potu

- Utrata 1 kg masy ciała to około 1 litr potu, po uwzględnieniu przyjętych i wydalonych płynów. (Źródło: Baker, Sports Med 2017)
- Stężenie sodu w pocie różni się między osobami kilkukrotnie, więc średnie populacyjne wprowadzają w błąd. (Źródło: Baker, Sports Med 2017)
- Pot z miejsca lokalnego ma często więcej sodu niż pot z całego ciała; stosuje się równania korekcyjne. (Źródło: Baker, Sports Med 2017)
- Zawodnicy zaaklimatyzowani wchłaniają zwrotnie więcej sodu w gruczołach potowych, co obniża stężenie. (Źródło: Baker, Sports Med 2017)
- Warunki środowiskowe i wysiłek mogą zmieniać tempo pocenia się od poniżej 0,5 do ponad 2 l na godzinę. (Źródło: Baker, Sports Med 2017)
- Test chlorków w pocie w kierunku mukowiscydozy odzwierciedla bardzo słony pot wynikający z zaburzonego wchłaniania zwrotnego. (Źródło: Baker, Sports Med 2017)
- Wyniki z testów w chłodzie i przy niskiej intensywności mogą nie dotyczyć gorącego, ciężkiego wyścigu. (Źródło: Baker, Sports Med 2017)
- Widoczna sól sugeruje dużą utratę sodu lub dużą ilość potu, ale ilościowo określa to dopiero test. (Źródło: Baker, Sports Med 2017)
- Nowsze plastry noszone na ciele z algorytmami korekcyjnymi wykazują w badaniach rozsądną zgodność, ale wciąż się rozwijają. (Źródło: Baker, Sports Med 2017)
- Utrata potu = 1,8 + 0,6 = 2,4 l w ciągu 1,5 godz., około 1,6 l na godzinę. (Źródło: Baker, Sports Med 2017)

## Test 7: Pomiar mleczanu we krwi

- Próbka krwi włośniczkowej z palca lub płatka ucha jest analizowana na pasku testowym. (Źródło: Tanner, Fuller & Ross, Eur J Appl Physiol 2010)
- Urządzenia zgadzały się umiarkowanie z analizatorami laboratoryjnymi, ale różniły się między sobą, więc należy konsekwentnie używać jednego urządzenia. (Źródło: Tanner, Fuller & Ross, Eur J Appl Physiol 2010)
- Pot zawiera dużo mleczanu, co może fałszywie zawyżać odczyty. (Źródło: Tanner, Fuller & Ross, Eur J Appl Physiol 2010)
- Różnice w krążeniu i sposobie pobierania próbek mogą powodować systematyczne rozbieżności między miejscami pobrania. (Źródło: Tanner, Fuller & Ross, Eur J Appl Physiol 2010)
- Próbki pobrane zbyt wcześnie w trakcie etapu mogą nie odzwierciedlać reakcji w stanie stacjonarnym. (Źródło: Tanner, Fuller & Ross, Eur J Appl Physiol 2010)
- Wyciskanie palca wpycha płyn śródmiąższowy do kropli, obniżając i zniekształcając odczyt. (Źródło: Tanner, Fuller & Ross, Eur J Appl Physiol 2010)
- Tylko spójny sprzęt i procedury sprawiają, że zmiany między testami mają znaczenie. (Źródło: Tanner, Fuller & Ross, Eur J Appl Physiol 2010)
- Niski poziom glikogenu, wcześniejszy wysiłek i długość etapu zmieniają stężenie mleczanu przy danej intensywności. (Źródło: Tanner, Fuller & Ross, Eur J Appl Physiol 2010)
- Początek akumulacji mleczanu we krwi przy 4 mmol/l jest wygodnym punktem odniesienia, którego znaczenie bywa różne u różnych zawodników. (Źródło: Tanner, Fuller & Ross, Eur J Appl Physiol 2010)
- Stan glikogenu zmienia produkcję mleczanu, więc dieta przed testem powinna być ujednolicona. (Źródło: Tanner, Fuller & Ross, Eur J Appl Physiol 2010)

## Test 8: Noszone czujniki tętna

- Pasy piersiowe wykrywają sygnał EKG za pomocą elektrod na skórze. (Źródło: Gillinov et al., Med Sci Sports Exerc 2017)
- Fotopletyzmografia wykorzystuje pochłanianie światła do wykrywania pulsacyjnego przepływu krwi. (Źródło: Gillinov et al., Med Sci Sports Exerc 2017)
- Pas piersiowy najlepiej zgadzał się z EKG; urządzenia nadgarstkowe wypadały różnie, zwłaszcza na orbitreku i przy aktywnościach z udziałem ramion. (Źródło: Gillinov et al., Med Sci Sports Exerc 2017)
- Rytmiczny ruch może zostać wzięty za puls, więc czujnik pokazuje kadencję. (Źródło: Gillinov et al., Med Sci Sports Exerc 2017)
- Skurcz naczyń na zimnie zmniejsza obwodowy przepływ krwi w nadgarstku. (Źródło: Gillinov et al., Med Sci Sports Exerc 2017)
- Ruch i woda między czujnikiem a skórą obniżają dokładność na basenie. (Źródło: Gillinov et al., Med Sci Sports Exerc 2017)
- Mniejszy ruch i lepszy kontakt na ramieniu zmniejszają artefakty ruchowe. (Źródło: Gillinov et al., Med Sci Sports Exerc 2017)
- Tusz w skórze pochłania światło i może zakłócać sygnał optyczny. (Źródło: Gillinov et al., Med Sci Sports Exerc 2017)
- Suche elektrody i ładunki statyczne z ubrania mogą na początku dawać fałszywe odczyty. (Źródło: Gillinov et al., Med Sci Sports Exerc 2017)
- Odczyty zbliżone do liczby kroków na minutę podczas spokojnego biegu to klasyczny objaw zablokowania odczytu na kadencji. (Źródło: Gillinov et al., Med Sci Sports Exerc 2017)

## Test 9: Czujniki satelitarne i prędkości

- Zapisywanie punktów w odstępach i wygładzanie śladu ścina zakręty, skracając zmierzony dystans. (Źródło: Ranacher et al., Int J Geogr Inf Sci 2016 (błąd pomiaru dystansu GPS))
- Odbiór dwuczęstotliwościowy (wielopasmowy) pomaga odrzucać sygnały odbite w trudnych warunkach. (Źródło: Bowditch, American Practical Navigator (2019))
- Odbicia wielodrogowe wydłużają pozorną drogę sygnału, powodując błędy pozycji. (Źródło: Bowditch, American Practical Navigator (2019))
- Liczba obrotów razy obwód koła daje dystans bez błędów satelitarnych, jeśli obwód jest ustawiony prawidłowo. (Źródło: Bowditch, American Practical Navigator (2019))
- Dokładność pionowa GPS jest gorsza od poziomej; czujniki ciśnienia dobrze śledzą wysokość względną, ale dryfują wraz z pogodą. (Źródło: Bowditch, American Practical Navigator (2019))
- Przechodzący front atmosferyczny zmienia ciśnienie i pojawia się jako zmiana wysokości, jeśli nie nastąpi rekalibracja. (Źródło: Bowditch, American Practical Navigator (2019))
- Czujniki inercyjne szacują długość kroku i prędkość; kalibracja na znanym dystansie poprawia dokładność. (Źródło: Cerezuela-Espejo et al., PLoS One 2020)
- Czujniki inercyjne działają tam, gdzie GPS nie sięga. (Źródło: Cerezuela-Espejo et al., PLoS One 2020)
- Błąd obwodu o 1% daje błąd o 1% we wszystkich danych o prędkości i dystansie. (Źródło: Bowditch, American Practical Navigator (2019))
- Certyfikowane trasy mierzy się po najkrótszej linii; błąd zegarka i bieg szerokim łukiem dodają dystansu. (Źródło: Bowditch, American Practical Navigator (2019))

## Test 10: Czytanie dowodów z nauk o sporcie

- Po wyjątkowo słabym teście prawdopodobnie przyjdzie lepszy już samym przypadkiem, co może udawać efekt zastosowanej interwencji. (Źródło: Barnett et al., Int J Epidemiol 2005)
- Wiedza o tym, jaką interwencję się otrzymuje, może wywoływać efekty placebo lub nocebo. (Źródło: Hopkins et al., Med Sci Sports Exerc 2009)
- Uczestnicy są własną grupą kontrolną, co zwiększa czułość przy małych próbach. (Źródło: Hopkins et al., Med Sci Sports Exerc 2009)
- Bez okresu wymywania efekt przeniesienia z pierwszej interwencji może zniekształcić drugą. (Źródło: Hopkins et al., Med Sci Sports Exerc 2009)
- Wielokrotne losowanie warunków u jednej osoby sprawdza, co działa u tej konkretnej osoby. (Źródło: Hopkins et al., Med Sci Sports Exerc 2009)
- Drobny efekt może być istotny statystycznie w dużej próbie, a mimo to nieistotny dla zawodników. (Źródło: Hopkins et al., Med Sci Sports Exerc 2009)
- Badania wykazujące efekty częściej trafiają do druku, co zawyża postrzegane korzyści. (Źródło: Hopkins et al., Med Sci Sports Exerc 2009)
- Wielokrotne porównania zwiększają szansę na wyniki fałszywie dodatnie, jeśli nie zastosuje się korekty. (Źródło: Hopkins et al., Med Sci Sports Exerc 2009)
- Po złym wyścigu często i tak następuje lepszy, a wiara może poprawić wyniki. (Źródło: Barnett et al., Int J Epidemiol 2005)
- Wyniki zależą od badanej populacji, dyscypliny i warunków. (Źródło: Hopkins et al., Med Sci Sports Exerc 2009)

Źródła: Recenzowana literatura z inżynierii sportowej i fizjologii oraz opublikowane dane testowe i normy dla faktów ustalonych

Rozwiąż testy: https://insporta.app/try?utm_source=book&utm_medium=referral