跑步機上的數據(尤其是心率和卡路里消耗)可以作為參考,但絕對算不上非常精確或“靠譜”,尤其是在個體層面上。它們的準確性受到多種因素的限制。
下面詳細揭秘一下它們的計算原理和局限性:
一、 心率監測
原理:
- 手握式傳感器: 這是跑步機上最常見的心率監測方式。它采用的是光電容積脈搏波描記法。傳感器發出特定波長的光(通常是綠光)照射皮膚,皮膚下的血管會隨著心跳搏動,血液流動量會周期性變化。血液會吸收部分光線,反射回傳感器的光量也隨之變化。傳感器通過檢測這種反射光強度的周期性波動來計算心率。
- 胸帶式心率帶(部分高端跑步機支持或需額外購買): 通過貼在胸口皮膚上的電極片檢測心臟電活動(ECG原理)。這種方式通常比手握式更準確,因為信號源更直接、受運動干擾小。
局限性/不靠譜的原因:
- 信號干擾: 手握式傳感器對運動非常敏感。跑步時手臂擺動、手握力度不穩、出汗、皮膚干燥/油膩、紋身、膚色過深等因素都會干擾光信號的接收,導致讀數不穩定、跳躍甚至完全丟失信號。
- 滯后性: 光電式測量通常有數秒的延遲,無法實時反映心率的瞬間變化。
- 個體差異: 皮膚厚度、血管分布等個體差異會影響測量精度。
- 佩戴位置要求: 必須持續、穩定地握住傳感器,這在跑步中很難完美做到。
- 與醫療設備相比: 精度遠低于心電圖或專業醫用脈搏血氧儀。
- 胸帶更準但體驗差: 雖然胸帶更準,但很多人覺得佩戴不舒服,使用率不高。
結論(心率):
- 跑步機的心率讀數(尤其是手握式)只能提供一個大致趨勢和區間參考。對于監測運動強度(如是否在目標心率區間)有一定幫助,但不要過分依賴其絕對數值的精確性。
- 建議: 如果你需要更可靠的心率數據,建議使用獨立的胸帶式心率監測器或可靠的光電心率手環/手表(雖然它們也有誤差,但通常優于跑步機手柄),并通過藍牙/ANT+連接到跑步機(如果支持)或獨立查看。
二、 卡路里消耗
原理:
- 跑步機計算卡路里消耗的核心方法是基于 MET(代謝當量) 和用戶輸入的個人數據(體重、年齡、性別等)。
- MET: 是一個表示運動強度相對于靜息代謝率的倍數。例如,安靜坐著時MET=1,快走可能MET=4-5,跑步可能MET=8-12或更高。跑步機會根據你設定的速度和坡度,在內部數據庫中查找或計算一個對應的MET值。
- 計算公式:卡路里消耗 ≈ MET值 × 體重(公斤) × 運動時間(小時)
- 更復雜的公式可能還會考慮年齡、性別、心率(如果可用)等因素進行微調。有些跑步機可能使用其他基于機械功率或生理模型的專有算法,但核心思路類似。
局限性/不靠譜的原因:
- 個體差異巨大: 這是最大的問題!公式使用的是平均值。影響實際能量消耗的因素非常多:
- 基礎代謝率: 個體差異很大。
- 身體成分: 肌肉比脂肪消耗更多能量。公式通常只考慮體重,無法區分肌肉量和脂肪量。
- 運動效率/技巧: 跑步經濟性好的人(動作協調、能量利用效率高)消耗的能量會比同樣速度下跑步經濟性差的人少。步幅、步頻、身體姿態都有影響。
- 環境因素: 室內溫度、濕度也會影響消耗(雖然跑步機環境相對穩定)。
- 心率僅作參考(如果使用): 即使使用了心率數據調整,如前所述,跑步機的心率測量本身就不太準。
- 扶扶手: 如果在跑步機上扶著扶手,會顯著減少下肢和核心肌肉的參與度,從而大大降低實際能量消耗,但跑步機通常無法感知你是否扶了扶手,依然按不扶手的強度計算。
- MET值數據庫的準確性: MET值本身是基于大量人群實驗的平均值,并且是在特定條件下測得的。跑步機廠家使用的MET值數據庫是否準確、全面,是個黑箱。
- 輸入數據誤差: 如果你輸入了錯誤的體重、年齡等信息,計算結果自然不準。
- 忽略非運動產熱: 公式只計算運動期間的熱量消耗,沒有考慮運動后過量氧耗(EPOC/后燃效應)帶來的額外消耗(雖然這部分占比相對較小)。
- 品牌/型號差異: 不同品牌、不同型號的跑步機使用的算法和數據庫可能不同,導致在相同條件下計算出的卡路里數值有差異。
結論(卡路里消耗):
- 跑步機顯示的卡路里消耗值是一個非常粗略的估計值,誤差范圍可能高達 20%-50% 甚至更高,尤其是在個體層面上。
- 它最大的價值在于相對比較:在同一臺跑步機上,同一個人,比較不同速度、坡度、時長的運動消耗的相對高低,或者追蹤自己隨著體能提升,在相同強度下消耗是否降低(意味著效率提高)。
- 絕對數值意義不大,尤其不要把它當作精確控制飲食攝入的依據。
總結與建議
心率:- 相對性參考: 跑步機心率(尤其手握式)主要看趨勢和區間(比如是否達到或維持在某個心率區間),對絕對數值別太較真。
- 追求準確: 用胸帶心率帶或可靠的心率手表/手環。
卡路里消耗:- 高度估算: 把它當作一個非常粗略的估計,了解個大概范圍即可。
- 關注相對值: 在同一臺機器上比較不同訓練方案的消耗差異更有意義。
- 別依賴它減肥: 不要把跑步機顯示的卡路里值作為精確計算熱量缺口、指導飲食的絕對依據。減脂效果應綜合觀察體重、圍度、體脂率變化和身體感受。
- 影響因素: 記住扶扶手會嚴重虛高消耗值。
其他數據:- 速度、坡度、距離、時間: 這些基于跑步機電機和程序控制的數據通常是比較準確的(只要機器校準沒問題)。它們是最核心、最可靠的訓練指標。
- 步數: 通常不太準,不如專業計步器或手環。
最終建議
- 把跑步機當作一個提供穩定可控運動環境的工具。
- 關注速度、坡度、時間、距離這些可靠指標來設定和完成訓練計劃。
- 將心率和卡路里數據視為輔助參考信息,了解其局限性和可能存在的誤差。
- 結合自身感覺(RPE自感用力度) 來判斷運動強度。
- 對于減脂或健康管理,更應關注長期、規律的運動習慣以及整體生活方式的調整,而非糾結于單次訓練的精確卡路里數。