Nositeľné senzory približujú tréning bez pichania do prsta

Športová veda sa posúva k meraniu záťaže bez opakovaného odberu krvi. Štúdia v časopise Scientific Reports ukazuje, že kombinácia tepu, jadrovej telesnej teploty a údajov z potu vie v laboratóriu pomerne presne odhadovať krvný laktát počas stupňovaného behu. Pre trénerov a vytrvalcov je to sľubná technológia, no zatiaľ nie plná náhrada klasického laktátového testu.

Laktát patrí medzi najpoužívanejšie ukazovatele pri riadení vytrvalostného tréningu. Trénerom pomáha určiť, pri akej intenzite športovec ešte pracuje udržateľne a kedy sa už dostáva do pásma, v ktorom sa únava hromadí rýchlejšie. Prehľad v časopise International Journal of Sports Medicine rozlišuje podľa krvného laktátu tri intenzitné domény: pod prahom, okolo prahu až po maximálny laktátový steady state a nad touto úrovňou.

V praxi to dnes často znamená stupňovaný test na páse, bicyklovom ergometri alebo v teréne, pri ktorom sa športovcovi opakovane odoberá kvapka krvi z prsta alebo ucha. Výsledkom sú tréningové zóny, ktoré sa dajú použiť pri behu, cyklistike, triatlone či plávaní. Nevýhodou je cena, potreba odborného vykonania a to, že test zachytí stav športovca v konkrétny deň, nie priebežne počas bežného tréningu.

Nová štúdia v časopise Scientific Reports, ktorú pripravili Jaesung Lee, spoluautor štúdie, Jihye Moon, spoluautorka štúdie, a Jonghoon Park, senior autor štúdie, sledovala 31 zdravých dospelých mužov pri stupňovanom bežeckom teste. Výskumníci neodhadovali laktát iba z jedného signálu. Do modelu spojili srdcovú frekvenciu, jadrovú telesnú teplotu a ukazovatele z potu.

Najlepší model v tejto práci využil tep, jadrovú teplotu a laktátovú exkréciu z čela. Autori uvádzajú, že dosiahol R² = 0.939 a chybu RMSE 0.229 v log jednotkách. Zároveň zistili, že údaje z čela fungovali lepšie než merania z hrudníka a chrbta, čo je pre prax dôležité: pri wearables nerozhoduje len samotný senzor, ale aj miesto, kde ho športovec nosí.

Pre bežného športovca je podstatné, že nejde o jednoduché „meranie laktátu hodinkami“. Model počíta odhad z viacerých dátových zdrojov a porovnáva ich s laboratórne meraným krvným laktátom. Takýto prístup môže byť užitočný, no jeho presnosť závisí od toho, či sa zariadenie a algoritmus správali rovnako aj mimo kontrolovaných podmienok.

Práve tu sa začína rozdiel medzi vedeckým výsledkom a produktom, ktorý si kúpi klub alebo hobby bežec. Laboratórium vie kontrolovať teplotu, protokol záťaže, umiestnenie senzorov aj kvalitu odberu. Vonkajší tréning prináša vietor, horúčavu, dážď, potenie rôznej intenzity, zmeny tempa, oblečenie a pohyb senzora po koži.

Na opatrnosť upozorňuje aj perspektívny článok v časopise ACS Sensors. Časopis uvádza, že vedecké dôkazy o vzťahu medzi laktátom v pote a laktátom v krvi sú zatiaľ rozporné. Otvorenou otázkou zostáva aj pôvod laktátu v pote a to, do akej miery jeho hodnota na koži spoľahlivo kopíruje metabolický stav v krvi.

To neznamená, že meranie z potu je slepá ulička. Prehľad vo Frontiers in Physiology, ktorého spoluautormi sú Geonwoo Yang, Junggi Hong a Seung-Bo Park, vybral 34 relevantných produktov alebo prístupov z 246 článkov. Autori píšu, že kontinuálne monitorovanie laktátu v pote má potenciál pre dlhodobé neinvazívne sledovanie v rozsahu 0 až 100 mM, zároveň však dodávajú, že výskum sweat laktátu je stále menej rozvinutý než výskum krvného laktátu.

Zaujímavý signál prinieslo aj plávanie. Štúdia v European Journal of Sport Science, ktorej hlavným autorom je Hiroki Okawara, hlavný autor štúdie o sweat lactate threshold pri plávaní, porovnala prah odvodený z potu s klasickým krvným laktátovým prahom. Rýchlosť pri sweat lactate threshold silno korelovala s rýchlosťou pri blood lactate threshold, pričom korelácia dosiahla r = 0.824 a priemerný rozdiel v Bland-Altman analýze bol 0.08 ± 0.1 metra za sekundu.

Aj tento výsledok treba čítať ako validačný krok, nie ako dôkaz, že každý senzor na trhu funguje vo všetkých športoch. Plávanie, beh a cyklistika majú odlišné prostredie, pohyb tela aj podmienky potenia. Zariadenie, ktoré dáva použiteľné údaje v jednom protokole, nemusí automaticky fungovať pri intervaloch na ceste alebo v letnom kopci.

Druhou časťou skladačky je telesná teplota. Jadrová telesná teplota je dôležitá najmä pri dlhšej záťaži, horúčave a riziku prehriatia, no jej presné meranie je v teréne náročné. Systematický prehľad o wearables na odhad jadrovej telesnej teploty uviedol pri jednozariadeniových algoritmoch priemernú chybu RMSE 0.29 ± 0.15 stupňa Celzia a pri viac-zariadeniových algoritmoch 0.29 ± 0.12 stupňa Celzia. Viac senzorov teda automaticky neznamená lepší odhad.

Pre slovenský šport má téma praktický rozmer. Beh, cyklistika, triatlon a dátový tréning sa rozšírili aj mimo vrcholového športu, no veľa ľudí sa rozhoduje podľa marketingu výrobcov, nie podľa nezávislej validácie. Špeciálny Eurobarometer 525 pracoval pri Slovensku so vzorkou 1 011 respondentov a ukazuje, že pri športovaní zostáva dôležitou bariérou nedostatok času. Technológia má preto zmysel najmä vtedy, ak meranie zjednoduší a neskomplikuje tréning ďalšími nejasnými číslami.

Najväčší prínos môžu mať takéto senzory najskôr vo vrcholovom športe a vo väčších kluboch, ktoré už pracujú s trénermi, fyziológmi a pravidelným testovaním. Tam môže neinvazívny odhad laktátu doplniť laboratórny test, sledovať trend medzi testami a upozorniť na dni, keď športovec reaguje na rovnaké tempo inak než zvyčajne. Pri mládeži môže byť výhodou menšia invazívnosť, no práve tam treba ešte opatrnejšie overiť presnosť pre vek, pohlavie a úroveň trénovanosti.

Pre hobby vytrvalcov je dnes rozumnejší konzervatívny prístup. Hodinky, hrudný pás a dobre nastavené tréningové zóny podľa tepu alebo výkonu často prinesú viac než drahý senzor s nejasnou validáciou. Ak výrobca tvrdí, že odhaduje laktát alebo jadrovú teplotu, rozhodujúce je, či má nezávislé dáta z podobného športu a podobnej populácie, nie iba peknú aplikáciu.

Nositeľné senzory tak smerujú k tréningu, ktorý bude menej invazívny a viac priebežný. Medzi laboratórnym modelom a bežnou slovenskou praxou však zostáva otázka, ako presne budú tieto zariadenia fungovať pri ženách, mladých športovcoch, rekreačných bežcoch, horúčave a tréningu mimo kontrolovaného prostredia.