Measurement error 与心率数据质量详解

本文介绍 Measurement error (%) 值的含义，以及心率数据质量如何影响 Firstbeat Sports 中的生理指标：心率记录为何包含错误、Firstbeat Sports 如何校正这些错误，以及如何解读该百分比。

心率记录中出现错误的原因

Firstbeat Sports Sensor 根据心电图（electrocardiogram，ECG）记录心率，心电图即心脏的电信号。Sensor 通过找到信号中一个特定的尖峰，即 R 波峰（R-peak），来检测每一次心跳。以下因素可能会干扰检测：

• 动作和肌肉噪声：电极发生轻微移位，或附近的肌肉活动产生类似心跳的电干扰。
• 电极接触不良：汗水、皮肤干燥或 Sensor 松动会减弱信号。
• 心跳不规则：自然出现的不规则心跳可能更难被算法正确分类。

没有任何心率记录是完全干净的。一定的噪声和误读的心跳是每次记录中正常且可预期的一部分，并不表示出现了故障。

Firstbeat Sports 的错误校正方式

Firstbeat Sports 在计算任何结果之前，都会对每条记录进行伪迹校正（artifact correction）。伪迹校正算法会扫描原始数据，识别在生理上不太可能真实存在的心跳，并对其进行校正或删除。校正时会利用周围心跳的信息和正常的心脏生理特征。伪迹校正是原始数据与结果之间的质量控制环节，即使记录中含有一定噪声，也能确保心率监控的可靠性。

Measurement error (%) 的含义

Measurement error (%) 是 Firstbeat Sports 在分析过程中识别为不可靠并进行校正的心率数据所占的比例。合并多条记录时，记录之间的间隔也会计入该百分比。同一数值也可能显示为 Missing or Poor Quality Data (%)。

• Measurement error 越低，结果的可信度越高。
• Measurement error 越高，生理指标受到影响的风险越大。

Measurement error 是一项质量指标，而不是合格或不合格的评判。Measurement error 为解读生理指标提供参考，并表明您可以在多大程度上信任这些结果。

解读 Measurement error

• 良好（绿色）：低于 15%。生理指标通常可以放心信赖。
• 中等（黄色）：15–30%。大多数指标受到的影响很小，但高强度相关指标可能受到较大影响。
• 差（红色）：高于 30%。与训练负荷（training load，TL）和高强度运动相关的指标可能会受到明显影响。请根据具体情况评估结果。

静息测量

静息心率变异性（heart rate variability，HRV）分析对数据质量的要求比运动监控更严格。HRV 计算依赖于每次心跳的精确时间，因此校正后的数据无法完全替代真实的心跳。进行静息测量时，请尽可能使 Measurement error 低于 15%。

数据质量对结果的影响

Firstbeat 研究了约 140 万次足球训练课中心率数据质量对结果的影响。Measurement error 低于 15% 的记录，其生理结果差异很小；误差越大，对训练负荷和高强度运动相关指标的影响就越明显。当 Measurement error 超过 30% 时，依赖于准确捕捉高心率时段的指标受到的影响最为明显。

Measurement error 超过 30% 时受影响最大的指标（平均影响）：

• 心率区间 5 内的时间：降低约 27%
• TRIMP（training impulse，训练冲量）：降低约 20%
• 有氧和无氧训练效果（Training Effect，TE）：降低约 8–11%

对数据质量差敏感度较低的指标：

• 平均心率：降低约 3%

日常使用中的预期情况

• 轻松和中等强度的训练课通常对数据质量问题敏感度较低。
• 当 Measurement error 较高时，冲刺训练、高强度间歇训练和比赛更容易受到影响。
• 基于极高心率持续时间的指标最容易受到数据质量差的影响。
• 测量开始时，由于皮肤和衣物干燥，数据质量可能较差，尤其是在胸带未充分润湿的情况下。
• 胸带取下后，测量末尾可能会出现一段质量差的“尾部”数据。这段尾部数据会提高 Measurement error 百分比，但没有实际影响。您可以裁剪掉尾部数据，具体请参阅在 Sports Cloud 中裁剪测量。
• 如果训练课期间数据质量突然下降，可能是 Sensor 的一个触点从胸带上脱落，或者胸带滑得过低。

要点总结

• 每条心率记录都包含一些错误，Firstbeat Sports 会通过伪迹校正自动校正这些错误。
• Measurement error (%) 表示心率数据中有多少不可靠并经过了校正。合并记录之间的间隔也计入在内。
• 低于 15% 为良好，15–30% 为中等，高于 30% 为差。
• 超过 30% 时，心率区间 5 内的时间、TRIMP 和 TE 受影响最大；平均心率受影响最小。
• 进行静息 HRV 测量时，请尽量使 Measurement error 低于 15%。
• 要提高数据质量，请按照 Sensor 数据错误百分比过高中的步骤操作。