ECG and motion activity monitoring during the walking and running tasks

Abstract

The general purpose of this study was to present a newly developed system designed for monitoring of cardiovascular and physical activity changes. The hardware system consists of the device for registration of ECG and accelerometers signals and wireless transmission to computer. The coach software works in two modes: on-line version is used during training and offline version is designed for detailed data analysis after training. Subjects performed six different locomotors tasks: 1 – unrestrained walking; 2 – short-step walking; 3 – long-step walking; 4 – unrestrained running; 5 – short-step running; 6 – long-step running along a standardized stadium circuit; and each locomotor activity follow-up for a 180 seconds. The present investigation also confirmed the large inter-individual variation of acceleration while performing the same exercise. The data obtained during the study showed that assessments by accelerometers overestimated intensity of physical activity during short-step walking and running, and underestimated it during the same locomotion performed by long-step. The results obtained during the investigations allows to conclude that developed ECG and motion activity monitoring system with two packages of software allows to measure and asses the cardiovascular and physical activity changes during the walking and running tasks.

Šio straipsnio tikslas – pristatyti naują tiesioginio ir netiesioginio EKG ir judėjimo aktyvumo stebėsenos sistemą, kuria galės naudotis treneriai per sportininkų pratybas stebėdami ir vertindami judėjimo aktyvumo ir širdies bei kraujagyslių sistemos funkcijos kitimus. Sistemą sudaro techninė ir programinė įrangos. Techninė įranga – tai EKG ir akcelerometrinių signalų registravimo bei bevielio perdavimo į kompiuterį įrenginys. Programinė įranga – tai du program paketai: tiesioginio stebėjimo duomenų analizės per pratybas programų paketas ir netiesioginio stebėjimo duomenų, sukauptų kompiuterio atmintyje, išsamios analizės po pratybų programų paketas. Tyrimo metu sveiki suaugę vyrai stadiono takelyje po pramankštos atliko šešias judėjimo užduotis: 1 – ėjimas pasirinktu patogiu greičiu; 2 – ėjimas tuo pačiu greičiu, tačiau gerokai trumpesniu žingsniu; 3 – ėjimas ilgesniu žingsniu; 4 – bėgimas; 5 – bėgimas tuo pačiu greičiu, tačiau gerokai trumpesniu žingsniu; 6 – bėgimas ilgesniu žingsniu. Visų užduočių trukmė – 3 minutės. Iš gautų tyrimo rezultatų matyti, kad individualūs akcelerometriniai signalai gana smarkiai varijuoja. Palyginus EKG ir judėjimo aktyvumo rodiklius nustatyta, kad ėjimo ar bėgimo užduotį atliekant trumpesniu žingsniu pervertinamas, o atliekant ilgesniu žingsniu nevisiškai įvertinamas realus aktyvumo lygmuo. Šie faktai liudija, kad sukurtos sistemos panaudojimas treniruotės vyksme leistų tiksliau ir išsamiau vertinti judėjimo aktyvumo ir širdies bei kraujagyslių sistemos kaitos ypatybes atliekant trenerio skirtas užduotis.