Как-то во время очередной дискуссии с Титановым Аркадием (arky_titan) он высказал предположение, что мой Гармин мне недодает потраченных калорий. Это заставило меня задуматься и провести что-то вроде исследования того как Гармин калории считает. Далее под катом нудное повествование о том что и как я проверял с кучей графиков и таблиц.
Сначала я подумал “Ну и хорошо! Если недодает, а я езжу столько чтобы по этим заниженным показаниям похудательный коридор калорий выдерживался, значит на самом деле я трачу больше и худеть буду активнее.” Но все же сомнения закрались и не давали покоя. Конечно, ожидать 100% точности от подобного рода устройств не стоит. Однако все же хочется что бы их показания были хотя бы отчасти похожи на правду. С другой стороны, на самом деле не важно сколько они показывают в абсолютном выражении. Главное, чтобы показания были одинаковы при одинаковых условиях и это позволит просто отслеживать и управлять тенденцией потери (или набора или стабилизации) веса.
То же самое касается, кстати, и калькуляторов потребленных калорий из продуктов. Если взять один и тот же продукт и посмотреть его калораж на этикетке и по разным онлайн базам данных, то разброс может быть в десятки калорий на 100г. Но опять же, если пользоваться одной и тоже базой для подсчета потребленных калорий, то это так же позволит управлять тенденцией потери, набора или стабилизации веса.
Например, потребляем мы по справочникам 2500 калорий и тратим 500 в день по данным кардиомонитора. А вес не падает. Значит либо мы недооцениваем наш рацион и потребляем калорий больше, чем думаем или тратим меньше чем насчитывает нам кардиомонитор. Второй вариант очень часто наблюдается на кардио-тренажерах в жимах. Если нет кардио-датчика и не ввел как минимум свой вес, кросстрeйнер, тредмил или велоэргометр могут насчитать очень так оптимистично до 1000 кал за час. При том, что выкладываться в зале на таких тренажерах получается не у всех. Вот и выходит, что ходят-ходят люди в жим, бегают по дорожке час, радуются потраченным калориям, а вес с места не двигается и даже растет. А потом если еще недооценили свой рацион, если вообще как-то оценили, а не пошли на радостях съесть кусочек “шоколадной грязи” (chocolate mud cake 100g – 500 kcal) с мокачиной (mocha tall cup – 230 kcal) и ведь просят еще кофе делать с обезжиренным молоком 
Отсюда появляются мифы о том, что кардио не помогает похудеть.
На самом деле, чтобы потратить 1000 калорий выкладываться надо на полную катушку и не меньше чем часа полтора.
Но вернемся к моему кардиомонитору. Я сравнил показания Гармина с кучей онлайн калькуляторов, с другим моим кардиомонитором Polar FT60, который появился у меня пару лет назад, с теоретическими данными, которые мне любезно предоставил Аркадий.
Показания кардиомонитора очень сильно зависят от параметров, введенных в них в качестве исходных: пол, рост, вес, уровень активности, пульсовые зоны.
Гармин использует только один параметр активности, который так и называется Activity class. У Полара есть еще так называемый “собственный индекс” (own index), который разработчики Полара приравнивают к VO2max, максимальная индивидуальная способность человеческого тела переносить и использовать кислород во время упражнений и характеризует индивидуальный фитнес уровень.
В Поларе я давно, года полтора назад поставил уровень активности “Top 5+ hours per week”, но Own Index я измерял Поларом же еще в 2010 году и с тех пор заново не тестировал. Он у меня в 2010 году получился 28 и по таблице, приведенной в документации на Полар, соответствовал низкому (Low) фитнес уровню для мужчин моего возраста, что в общем-то тогда соответствовало истине. Потом я еще раз его перемерял, через пару месяцев, и получил 30, что еле-еле сместило меня на следующий уровень “туда-сюда” (Fair). С тех пор я этот индекс не перемерял.
Всего у Гармина 10 классов активности и я сначала (сразу после покупки в мае 2012 года) по скромному поставил класс 7 “тренировки регулярно, 3-5 раз в неделю, от 3 до 7 часов в неделю”. С моим тогдашним весом Гармин мне давал 550-600 ккал за 50 минут езды на работу и это меня устраивало. Но вес падал, я его обновлял в Гармине, рос мой фитнес уровень и я ехал уже по той же дороге на работу и с работы с меньшим пульсом и в итоге уменьшалось количество насчитанных калорий по Гармину. Когда по дороге домой (она в основном под горку идет) я получил цифру 315 ккал при среднем пульса 116, я понял что надо что-то делать и увеличил этот Activity Class и стал ездить больше После нескольких итераций я поставил в конце концов максимальный класс 10 “ежедневные тренировки более 15 часов в неделю” и стал ездить на работу и с работы кружными путями от 20 до 35км, что вернуло позволило получать 1000-1200 потраченных калорий в день и оставаться в нужном мне калоражном диапазоне похудения. Но это не отвечало на вопрос “На сколько показания Гармина верные?”.
Когда же купил Гармин, я несколько раз поездил с двумя кардио-датчиками, получил примерно одинаковое количество потраченных калорий (разница не более 5%) и успокоился. Но после той дискуссии с Аркадием решил их опять протестировать вместе и стал ездить на работу, на тренировки по субботам и даже на одну гонку.
Как оказалось, после поднятия Active Class в Гармине, он стал насчитывать заметно больше калорий, чем Полар и эта разница доходила до 100 и больше ккал на 45-50 минут, мое время перемещения на работу и с работы, а к 2м часам езды Полар догонял Гармин и даже обгонял его. На пятичасовой тренировке Гармин первые два часа опережал Полар с максимумом в 140 ккал, а затем Полар стал догонять, к 3м часам сравнял показания и по окончании покатушки опередил Гармин на почти 400 ккал.
Это все было с Own Index в Поларе равным 30. Я просто забыл про этот параметр и сравнял только вес, рост и пульсовые зоны у обоих приборов. А когда вспомнил и перемерил этот индекс после года очень активных занятий велосипедом, Полар от щедрот дал мне аж 48. В таблице Полара для моего возраста 48 – верхняя граница “очень хорошо” (Very good) и дальше уже идет “элита” (Elite). Что-то я себя не ощущаю особенно элитой, но да ладно. Поездил с недельку с таким показанием индекса у Полара.
Теперь все поменялось. Счетчик сожжённых калорий у Полара закрутился как пропеллер Даже на коротких, 40 минутных поездках на работу Полар давал мне на 150-160 ккал больше, чем Гармин, а на 50 минутах эта разница уходила за 200. И апофеозом была трех с половиной часовая гонка SRAM, где Полар дал мне на 1200 больше калорий чем Гармин: 3747 против 2536! Нереально большая разница! И самое главное: почему при длительных заездах Гармин начинает менять свои показания?
Возник вопрос: это Полар такой щедрый или все же Гармин недодает? Я все же решил, что индекс Полара равный 48, и означающий, что у меня VO2max тоже 48, многовато для меня. Я сначала попробовал найти в Окленде лабораторию, чтобы измерить эту величину опытным путем, на беговой дорожке. Но в Оклендском Университете заломили 150 дол за этот тест и я решил, что за такие деньги оно мне не надо. И стал просто снижать этот параметр в Поларе, что бы показания Гармина и Полара на дистанциях до 1 часа практически совпадали. Это случилось при Own Index = 35.
Кстати, пока я это писал, между делом нашел калькулятор VO2max и ввел результат моего забега по набережной Round the Bays. И что интересно, по встроенному калькулятору у меня этот параметр получился 33, а по тесту Купера, описанному там же чуть ниже, тоже по данным с забега – 35. Очень интересное совпадение…
Таким образом я решил, что верю Гармину, а Полар как бы прокалибровал по Гармину. Но все же вопрос почему Гармин при длительных заездах начинает недодавать калории меня все еще мучил.
Разобраться с этим помогла способность Гармина записывать основные показатели (средняя и максимальная скорость, средний и максимальный пульс, потраченные калории, расстояние, время) для отрезков или кругов (laps). Можно выставить по расстоянию или по координатам точки прохождения, если ездишь действительно кругами. Я поставил отбивку отрезков по 5 км. Правда сейчас думаю, что возможно по 1 или 2 километра было бы лучше. Но уже что есть, то есть.
Я взял несколько гонок, где я участвовал и выкладывался в общем-то по своему если и не максимуму, то близко к нему и тренировок и долго думал как же все-таки все это сравнить. В итоге вот что у меня получилось. Все графики нормализованы, т.е. значения точек пересчитаны так, чтобы все графики легли на одно примерно место. Реальные данные даны в таблицах ниже, под графиками.
Зеленая линия – разница между набором и сбросом высоты на отрезке. Если у кривой градиент отрицательный, то на трассе был преимущественно спуск, если положительный – то подъемы преобладали. Реальные значения примерно в диапазоне –130…+130м.
Фиолетовая линия – расчетная величина калории в минуту, полученные из калорий потраченных на отрезке и времени его прохождения. Реальные значения: 9..15 ккал/мин.
Голубая линия – средняя скорость на отрезке по данным Гармина. Реальные значения: 20…45 км/ч.
Красная линия – средний пульс на отрезке по данным Гармина. Реальные значения: 151…164 /мин.
Рис.1. Гонка Tour de Ranges SRAM
На этой гонке до отметки 70 км я ехал в группе и скорость местами доходила до 45-47 км/ч, что и видно по голубой линии. Потом на горке я отстал и 20 км ехал один и с отметки 90км примерно меня догнала еще одна группа с которой я и приехал.
В начале дистанции были горки, что очень хорошо отражается кривой пульса. Потом ехали почти по ровному плоскогорью и с 25 км начался спуск и опять почти ровно, но с небольшим положительным градиентом. Пульс резко упал на спуске, что и понятно: педали почти и не крутишь на спуске. 40-50км подъем, 50-60 спуск и ровно: пульс сначала поднялся, а потом упал. До 70 км ехали по побережью по абсолютно плоскому ландшафту и с 70км начались горки до 85 км, а затем спуск. Интересно, что с 75го км, все еще корячась в гору пульс резко упал. Я могу это оценить только тем, что все, пружинка кончилась. Но при этом следует помнить, что пульс не опускался ниже 151 удара в минуту.
Ну и удельный расход калорий практически повторяет траекторию среднего пульса. Это в общем-то не странно и как мне кажется ,так и должно быть. И сначала я думал, что вот это как раз и ответ на вопрос, почему Гармин после 2х часов считает калорий меньше. На самом деле так же должен себя вести и Полар, ведь он тоже калории от пульса считает.
Рис.2. Гонка REV 100
Другая гонка, а удельный расход все так же жестко привязан к пульсу.
Здесь трасса была похожа на срамовскую: горка вначале, спуск, почти ровно и еще горки в конце. Я отстал от своей группы где-то на 75м километре и на 85м меня догнала другая группа с которой я и доехал до финиша.
Рис.3. Тренировка на 50 км
Гонки гонками, там выкладываться приходится хочешь или не хочешь, иначе отстанешь. Но вот результаты тренировки в одиночестве. Я ехал по относительно ровной дороге с перепадами 10-30м и не градиентами не больше 4-5%. Удельный расход все так же привязан к пульсу. Пульс же со временем, не смотря на то что средняя скорость практически не меняется, понемногу опускается. Не помню что было на 40км, потому как я не отметил день, когда я ехал эту тренировку.
Факт постепенного уменьшения среднего пульса на отрезке 10-35км мне не понятен. Пока у меня есть только одно объяснение: происходит адаптация организма к постоянной и равномерной нагрузке, и при том же самом приложении силы, расход внутренних ресурсов уменьшается. 
Итак, что можно сказать, посмотрев на эти графики?
Удельный расход зависит от пульса. Пульс, конечно же зависит от рельефа и скорости. Во время гонок уменьшения удельного расхода калорий практически не наблюдается. Вкручивая с группой тратишь много, чтобы удержаться там. Во время тренировок наблюдается уменьшение удельного расхода начиная со второго часа.
Мне непонятно только одно: так как Полар считает калории тоже с привязкой к пульсу, почему у него удельный расход не изменяется так же, как у Гармина? Как я уже сказал выше, я вижу только один ответ: учитывается адаптация тела к нагрузке. И единственным косвенным доказательством этой мысли я нашел фразу в документе “An Energy Expenditure Estimation Method Based on Heart Rate Measurement”, написанном в Firstbeat Technologies Ltd. Исследования этой лаборатории реализованы в счетчике калорий Гармина. Там, в конце введения, в списке ограничений стандартных методов расчета расхода калорий, основанных на пульсе, сказано: “Changes in body’s metabolism that occur during prolonged physical activity or recovery are not taken into account.” (“Стандартные методы не учитывают изменения в метаболизме тела, который наблюдается во время длительной физической активности или восстановление тела не принято в расчет”). Я пытался найти подтверждение этой мысли в интернете, но лыжи в этом направлении похоже у меня не поехали и я ничего не нашел.
В общем, перед написанием этой статьи я думал, что нашел отгадку. Но сейчас, когда все мысли облек в слова, я уже так не думаю.
Однако как бы там ни было, после ранних размышлений и написания статьи, я убедился, что вело-компьютер Гармин Еджь 500 считает калории достаточно достоверно, с привязкой к вело-специфике: едешь в гору, хотя скорость маленькая, но пульс высокий и расход высокий; едешь под гору, хотя скорость высокая, пульс понижается от отсутствия нагрузки и расход падает; едешь по прямой, расход опять же завязан на пульс, а не скорость – быстрее, пульс выше, расход выше и наоборот.
Вчера у меня почти случилась неприятность. Мне показалось что я потерял свой кардио-датчик. Я приехал на работу с датчиком на груди, переоделся как обычно и куда я его положил – абсолютно забыл. По идее должен был положить в карман брюк, но там его не оказалось. Я обыскал на работе все что можно. Датчика не было нигде. И в расстроенных чувствах я поехал домой, а Гармин стал считать калории похоже по методу МЕТ.
МЕТ – метаболический эквивалент. 1 МЕТ = 1 ккал/(кг*ч) (1 килокалория на 1 кг массы тела в 1 час). По данным, представленным Аркадием (он их взял из справочников программы Traning Peak) предлагаются такие значения МЕТ в зависимости от скорости езды на велосипеде:
Велосипед, расход энергии (примерные значения):
16 км/ч до 4 МЕТ
19 км/ч — 6 МЕТ
23 км/ч — 8 МЕТ
26 км/ч — 10 МЕТ
30 км/ч — 12 МЕТ
32 км/ч и больше порядка 16 МЕТ и больше (там расход сильно нарастает из-за того, что сопротивление воздуха растёт квадратично по скорости и выше 30 км/ч сопротивление жутко сильно увеличивается с увеличением скорости) и всё ещё сильно зависит от аэродинамики (велосипеда, посадки). Это по гладкому и без встречного/попутного ветра.
В итоге на обычной дистанции, где я трачу около 600 калорий по данным Гармина, оснащенного кардио-датчиком, Гармин без пульса мне насчитал 1111 калорий! И как видно из нижнего графика, кривая удельного расхода абсолютно точно повторяет кривую скорости. Если посчитать МЕТ по данным таблицы 4, то значения будут так соотноситься со скоростью:
21.6 км/ч – 8 МЕТ; 32.1 км/ч – 13 МЕТ; еще раз 32.1 км/ч – 15 МЕТ. В грубом приближении эти МЕТы практически совпадают с МЕТами, приведенными Аркадием.
НО! 1100 кал за 1 час – это невероятно много и просто не может быть. Потому что я не ехал разделку на пределе своих возможностей, а катился домой, стараясь не поднимать пульс высоко. Какой он бы, я сказать не могу, потому что датчика то не было, но по ощущениям он был преимущественно в 2ерхней половине 2й зоны и в 3й зоне: т.е. примерно 130-145. А это не тот пульс, что бы сжечь 1100 кал за час. Онлайн калькуляторы в зависимости от скорости езды на велосипеде дают примерно такой же порядок величины потраченных калорий. Но как мне теперь кажется – этот способ дает ооочень большую ошибку и не учитывает пульс и рельеф вообще.
Рис.4. Поездка с работы домой 
Дальше я привел таблицы с исходными данными для графиков. Так что туда можно и не заглядывать – сплошные цифры. Ну и статейка эта ни на что не претендует, просто это моя попытка разобраться с тем, что же все-таки мне показывает мой Гармин.
Если вы дочитали до этого места (спасибо, что осилили это занудство!), значит вас предмет заинтересовал.
Давайте обсуждать!
* * *
Таблица 1. Гонка Tour de Ranges SRAM 
Таблица 2. Гонка REV 100 
Таблица 3. Тренировка на 50 км 
Таблица 4. Поездка с работы домой 
* * *