Show HN: Every Breath You Take - 心拍変動トレーニング

 (github.com/kbre93)
2 ポイント 投稿者 GN⁺ 2023-09-18 | 1件のコメント | WhatsAppで共有
  • Polar H10 心拍モニターで加速度と心拍データをストリーミングし、制御された呼吸が心拍変動に及ぼす反応を測定・トレーニングするアプリケーション
  • 心拍変動は拍動間の心拍のわずかな変化であり、交感神経系の闘争・逃走反応と副交感神経系の休息・消化反応のバランスを反映するストレス反応の測定値
  • ゆっくり深い呼吸によって自律神経系のバランスを回復でき、ユーザーは呼吸ペースを設定し、胸部加速度計で呼吸制御を測定しながら心拍変動の反応を確認する
  • 主な機能は、Polar H10 の自動接続、リアルタイムの呼吸制御フィードバック、調整可能な1分あたり呼吸数スライダー、呼吸・心拍振動のリアルタイム追跡、さまざまな呼吸ペースに対する心拍変動反応の探索
  • 実行条件と使い方は、Polar H10 Firmware Version 5.0.0 以上、Python 3.9・3.10・3.11・3.12 でテスト済み、python EBYT.py で実行、pyinstaller EBYT.spec によるアプリケーションのバンドル化
    • 最適な呼吸検出のため、Polar H10 を胸郭の最も広い部分に装着し、記録中は座って静止状態を保つ
    • 金色の円の拡大・収縮のリズムに合わせて呼吸し、青色の円で呼吸制御を確認し、下部グラフの緑色の心拍変動区間 > 150 ms を目標に呼吸ペースと制御を調整する

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1件のコメント

 
GN⁺ 2023-09-18
Hacker News のコメント
  • COVID感染後に健康問題を抱え、呼吸トレーニングをいろいろ試してきたが、このように生のリアルタイムHRVデータを見せてくれるツールはなかなか見つからなかった
    以前 HeartMath の製品も使ってみたが、正確に何を表示しているのか不明で、あまり役に立たなかった
    Polar H10 は Bluetooth でコンピューターに接続できるのか気になる
    • こちらも一度見る価値がある。アプローチはそれぞれ少しずつ違うが、自分に合うものがあるかもしれない: https://www.movesense.com/showcase/
    • その通り、Bluetooth で接続できる
  • H10 を持っていて技術オタクなので、すぐ試そうとしたが、インストール中に PyObjC requires macOS to build というエラーが出た
    pyobjc-core==9.2 のビルド要件を取得する段階で失敗し、メッセージを見る限り pip の問題ではなくサブプロセスのエラーのようだ
    • Linux でアプリを動かそうとして PRを2つ作ったが、今度は bleak/Bluetooth のエラーに引っかかっている
      bluez や不足しているファームウェアに関係しているのかもしれない
    • PyObjC requires macOS to build と出るので、macOS依存があるようだ
    • どのOSなのか気になる。今のところ macOS でしかテストされていない
    • Linux Mint 21.2 でも同じエラーが出る。おそらく macOS専用のようだ
      readthedocs をざっと確認したところ、Linux と Windows はなく、macOS だけをサポートしている
  • いろいろな意味ですごい。H10 から心電図のように見える信号を読み取るアプリも見たことがあるので、さらに多くの可視化もできそうだ
    それがどれほど有用かは分からないが、見た目は確かに格好いい
    このデバイスが出している情報は非常に多いのに、普通はそれが全部、心拍数ひとつに単純化されてしまうのが驚きだ
    後でデータ収集をいじれるサンプルプロジェクトというだけでも十分ありがたい
    • H10 が心拍数だけでなく加速度計データも出していると分かったことが、このプロジェクトのブレークスルーだった
      そのおかげで呼吸数を推定できたし、他のアプリでまだそうしているものは見たことがない
  • Polar の心拍モニターはかなりよく動く。多くのモデルが 5KHz出力にも対応していて、Bluetooth/ANT+ スタックを丸ごと迂回できる
    基本的には心拍ごとに、5KHzの短距離誘導パルスを出す
    簡単なデモとしては、昔ながらの電話ピックアップや適当なコイルをサウンドカードに挿して聞いてみると、拍動ごとに短いクリック音やさえずりのような音が聞こえる
    Polar 心拍計と互換性のあるジム機器の多くは、この方式で動作している
  • Polar H7 や他の生理信号モニターのような他のハードウェア互換性も調べたのか気になる
    Aidlab の生理信号モニターのHRV測定精度を Polar H7 と比較する研究を行い、データに高い相関があることを確認した
    このアプリが複数のハードウェアとペアリングされたときにどう動作するのかも興味深そうだ
    • H10 は心拍モニターの標準級の機器で、HRV実験をする人たちが最もよく使うデバイスだ
      詳細な仕様を暗記しているわけではないが、記憶では波形全体をよりよく捉える方だった
    • H10 は H7 のより新しく、より優れたバージョンだ。呼吸数は胸郭の拡張で測定するため、検証は比較的しやすい
      もちろん、動きによるアーティファクトのために推定値にノイズが入ることはある
      H10 の心拍推定は広く信頼できると見なされており、生のECGストリーミングも可能なので確認できる
  • 本当に良さそうなのでぜひ使ってみたい。Mac で実行しようとしたら Info.plist must contain an NSBluetoothAlwaysUsageDescription というエラーでクラッシュした
    Issue を作成した: https://github.com/kbre93/every-breath-you-take/issues/9
    • Settings > Privacy & Security > Bluetooth に移動して、ターミナルアプリや開発環境を Bluetooth使用を許可するアプリの一覧に追加してみるとよい
  • 本当に格好よく見えるが、実際に使ってみると README を追うのが難しい。The blue circle shows your breathing control が何を意味するのか分からない
    何を見るべきなのか、HRV はどんな目標を持つべきなのかも気になる
    • 青い円は胸郭の拡張を表し、金色の円にうまく追従できていれば、呼吸をうまくコントロールできているという意味だ
      良好なHRVは150ms以上で、下のグラフでは緑色の帯で表示される
  • 良さそうだ。HRVトレーニングで実際に効果があったのか気になる。他の胸ストラップ型心拍計でも動くだろうか？
    • 個人的には、ストレスのある状況で呼吸をコントロールする方法を身につけるのに役立った
      現時点では Polar H10 でしか動作しないが、他の胸ストラップ型モニターに加速度計があれば、それに合わせて修正できる
    • 呼吸トレーニングの効果について、文献はそれほど確信を持っていない。最近のメタ研究も、肯定的な根拠は限定的だと見ている
      一部の人には役立つ可能性があるが、メカニズムは不明だという結論で、私はそれをプラセボ効果かもしれないという意味だと読んだ
      それでもかなり安全な部類ではある。誇張が多く、存在する少数の研究も潜在的にバイアスがかかっている可能性がある
      https://www.nature.com/articles/s41598-022-27247-y
  • 心拍数の時系列からHRVをどう計算しているのか気になる。直近周期の最小値と最大値を使う方式なのか？
    • その通り。心拍数の山と谷の差を使っている
      呼吸数と一緒に描くときは、呼吸周期内の最小値と最大値を見る
  • H10 で心房細動、つまり afib をモニタリングしたことがある人がいるのか気になる
    医師と共有するデータを H10 で収集したい
    • Polar H10 で可能だと思う。H10 は生のECGを送るので、この波形を解析して afib のような異常を探せる
      ただし自分で試したことはない
    • 医師がそのデータで何をすることを期待しているのか気になる。非常にまれなイベントを捉えたいのか、それとも afib の負荷を定量化したいのか？