Chương 1: Giới thiệu: Trong chương này, nhóm thực hiện trình bày về tính cấp thiết của đề tài, ý nghĩa và mục tiêu của đề tài, các phương pháp nghiên cứu để thực hiện đề tài và các nghiên cứu có sẵn trong và ngoài nước. Chương 2: Cơ sở lý thuyết: Chương này nêu ra các lý thuyết liên quan và được sử dụng trong đề tài. Chương 3: Thiết kế bộ cảm biến và xây dựng sản phẩm: Chương này nêu các phương pháp thiết kế sản phẩm và xây dựng bộ cảm biến để lấy dữ liệu. Chương 4: Phương pháp phân tích và xử lý dữ liệu: Chương này nêu ra cách xử lý và tính toán các dữ liệu từ cảm biến trả về.
Chương 5: Thực nghiệm và đánh giá đề tài: Chương này trình bày kết quả thực nghiệm thực tế ở sân bóng và đánh giá các kết quả đạt được. Chương 6: Kết luận: Tổng kết lại đề tài và hướng phát triển sản phẩm. 4 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2. Lý thuyết về thiết bị: Hiện nay nhiều đội bóng lớn trên thế giới đã và đang sử dụng thiết bị hỗ trợ và theo dõi cầu thủ trên sân bóng, thiết bị này ở nước ngoài có rất nhiều hãng cung cấp như Catapult Sports, Stat Sports, … Thiết bị được đặt trong một túi nhỏ gắn sau gáy và bên trong thiết bị chứa cảm biến định vị GPS, gia tốc kế và cảm biến đo nhịp tim.
Thiết bị có nhiệm vụ theo dõi nhịp tim của các cầu thủ và tổng quan quãng đường và tốc độ di chuyển của họ trên sân bóng. Sau đó, thông tin được truyền đến một thiết bị theo dõi bên ngoài sân bóng để thống kê lại. Các huấn luyện viên có thể sử dụng các chỉ số này để xác định tình trạng sức khỏe của các cầu thủ và lập kế hoạch tập luyện và thi đấu phù hợp hơn cho từng cầu thủ. Lý thuyết cơ bản về tín hiệu nhịp tim 2.
Tín hiệu nhịp tim Nhịp tim (Heart Rate – HR) là số nhịp đập của tim trong một khoảng thời gian nhất định, thường được tính bằng nhịp/phút. Đơn vị đo nhịp tim được sử dụng thường xuyên là bpm, hoặc lần đập tim một phút. Nhịp tim có thể thay đổi theo nhu cầu của cơ thể đối với việc hấp thụ Oxy và bài tiết CO2, chẳng hạn như khi cơ thể tập luyện hoặc ngủ. Nhịp tim là một chỉ số quan trọng để đánh giá tình trạng của cơ thể và hoạt động của tim.
Resting Heart Rate (RHR), được đo chính xác nhất vào thời điểm vừa ngủ dậy hoặc sáng sớm, được tạo ra khi cơ thể không cần phải hoạt động nhiều để đưa máu đi khắp cơ thể. Việc đo RHR là một phương pháp phổ biến để đánh giá tình trạng sức khỏe tim mạch và thể lực chung. Thông thường, RHR thấp được coi là một dấu hiệu của hệ tim mạnh và cơ thể có thể hiệu quả cung cấp oxy. Mức RHR bình thường cho người trưởng thành thường dao động từ 60 – 100 BPM.
Tuy nhiên, các yếu tố bên ngoài cũng gây ảnh hưởng đến HR: - Môi trường: trong thời tiết nắng nóng, nhịp tim có thể tăng lên để làm mát cơ thể hoặc khi đến một khoảng độ cao nhất định trở lên thì nhịp tim có thể tăng lên do sự thiếu oxy trong không khí. - Cảm xúc và stress: khi có các cảm xúc như lo lắng, sợ hãi, phấn khích hoặc căng thẳng có thể làm tăng nhịp tim. Do đó nếu khi người đang mắc bệnh tim mà gặp phải các cảm xúc như trên thì sẽ dễ gây ảnh hưởng xấu đến tình trạng sức khỏe. - Thuốc lá, caffein và chất kích thích cũng là 1 trong các yếu tố có thể gây ảnh hưởng đến nhịp tim.
- Dược phẩm: một số loại thuốc như thuốc giảm đau, thuốc chống lo âu hoặc thuốc trị bệnh tim có thể gây ảnh hưởng xấu đến nhịp tim. 5 - Thức ăn và nước uống: một khẩu phần ăn nhiều hoặc uống nhiều bia rượu có thể làm tăng nhịp tim tạm thời. - Hoạt động vận động: các hoạt động vận động mạnh như chạy, bơi, leo núi hoặc tập thể dục, thi đấu cường độ cao có thể làm tăng nhịp tim tối đa. Cơ thể cần cung cấp nhiều oxy và dưỡng chất hơn để đáp ứng cho các nhu cầu vận động này.
Nhịp tim khi nghỉ ngơi (đối với nam giới) Độ tuổi Nhịp/phút Vận Lý tưởng Tốt Trên Trung Dưới Không động mức bình mức tốt lắm viên trung trung bình bình 18-25 49-55 56-61 62-65 66-69 70-73 74-81 82+ 26-35 49-54 55-61 62-65 66-70 71-74 75-81 82+ 36-45 50-56 57-62 63-66 67-70 71-75 76-82 83+ 46-55 50-57 58-63 64-67 68-71 72-76 77-83 84+ 56-65 51-56 57-61 62-67 68-71 72-75 76-81 82+ 65+ 50-55 56-61 62-65 66-69 70-73 74-79 80+ Nhịp tim khi nghỉ ngơi (đối với nữ giới) Độ tuổi Nhịp/phút Vận Lý tưởng Tốt Trên Trung Dưới Không động mức bình mức tốt lắm viên trung trung bình bình 18-25 54-60 61-65 66-69 70-73 74-78 79-84 85+ 26-35 54-59 60-64 65-68 69-72 73-76 77-82 83+ 36-45 54-59 60-64 65-69 70-73 74-78 79-84 85+ 46-55 54-60 61-65 66-69 70-73 74-77 78-83 84+ 56-65 54-59 60-64 65-68 69-73 74-77 78-83 84+ 65+ 54-59 60-64 65-68 69-72 73-76 77-84 84+ Bảng 2.1: Chỉ số RHR phụ thuộc vào giới tính và độ tuổi (trích: healthplus.vn) Target Heart Rate (THR) là chỉ số nhịp tim khi cơ thể hoạt động, chẳng hạn như làm việc, tập thể dục hoặc vận động cơ thể, lúc này nhịp tim tăng lên để cung cấp đủ lượng máu và oxy cho cơ bắp hoạt động. Chỉ số THR để đảm bảo rằng người tập đang tập luyện ở mức độ cường độ phù hợp và an toàn cho sức khỏe. THR được tính dựa trên nhịp tim tối đa và mức độ tập luyện mong muốn đạt được. Một phương pháp phổ biến để tính THR là sử dụng các phần trăm tương đối của nhịp tim tối đa.
Công thức thông thường được sử dụng là công thức Karvonen: THR = Phần trăm Target x (Nhịp tim tối đa – RHR) + RHR Trong đó: 6 • Phần trăm target: phần trăm tương đối của nhịp tim tối đa muốn duy trì (thường từ 50% đến 85%). • Nhịp tim tối đa: Nhịp tim tối đa ước tính, thường được tính bằng công thức 220 trừ đi độ tuổi. • RHR: Nhịp tim khi ở trạng thái nghỉ hoàn toàn. Độ tuổi Nhịp tim đích Nhịp tim tối đa 20 tuổi 100-170 nhịp/phút (bpm) 200 bpm 30 tuổi 95-162 bpm 190 bpm 35 tuổi 93-157 bpm 185 bpm 40 tuổi 90-153 bpm 180 bpm 45 tuổi 88-149 bpm 175 bpm 50 tuổi 85-145 bpm 170 bpm 55 tuổi 83-140 bpm 165 bpm 60 tuổi 80-136 bpm 160 bpm 65 tuổi 78-132 bpm 155 bpm 70 tuổi 75-128 bpm 150 bpm Age Beginner Intermediate Advanced 60%-70% 70%-80% 80%-90% Beats/min Beats/10 sec Beats/min Beats/10 sec Beats/min Beats/10 sec To 19 121-141 20-24 141-161 24-27 161-181 27-30 20-24 119-139 20-23 139-158 23-26 158-178 26-30 25-29 116-135 19-23 135-154 23-26 154-174 26-29 30-34 113-132 19-22 132-150 22-25 150-169 25-28 35-39 110-128 18-21 128-146 21-24 146-165 24-28 40-44 107-125 18-21 125-142 21-24 142-160 24-27 45-49 104-121 17-20 121-138 20-23 138-156 23-26 50-54 101-118 17-20 118-134 20-22 134-151 22-25 55-59 98-114 16-19 114-130 19-22 130-147 22-25 60-64 95-111 16-19 111-126 19-21 126-142 21-24 65-69 92-107 15-18 107-122 18-20 122-138 20-23 70-74 89-104 15-17 104-118 17-20 118-133 20-22 75-79 86-100 14-17 100-114 17-19 114-129 19-22 80-84 83-97 14-16 97-110 16-18 110-124 18-21 85+ 81-95 14-16 95-108 16-18 108-122 18-20 Bảng 2.2: Chỉ số THR đối với trạng thái hoạt động cơ thể Bằng cách xác định THR phù hợp, mà người vận động có thể tập luyện ở mức độ phù hợp để đạt được mục tiêu tập luyện của mình và tối ưu hóa hiệu quả tập luyện.
Khác biệt giữa nhịp tim cầu thủ bóng đá và người bình thường Có sự khác biệt về nhịp tim giữa người bình thường và cầu thủ bóng đá là do hoạt động vận động mạnh, tập trung và căng thẳng trong quá trình thi đấu. Dưới đây là một số khác biệt: 7 - Cầu thủ trong khi chơi bóng đá có thể đạt được nhịp tim tối đa cao hơn so với người bình thường. Điều này xảy ra khi cầu thủ đạt đến cường độ cao, chẳng hạn như trong các tình huống chạy nhanh, tranh bóng, hay thực hiện những pha cản phá mạnh. - Khi cầu thủ không hoạt động hoặc nghỉ, nhịp tim có thể giảm xuống so với người bình thường.
Điều này có thể xảy ra khi cầu thủ có thể trạng tốt, với hệ tim mạch tốt. Khi không vận động, tim có thể đáp ứng hiệu quả nên ít cần phải hoạt động mạnh. - Cầu thủ thường có khả năng phục hồi nhanh hơn so với người bình thường sau khi vận động mạnh. Do thể lực rèn luyện tốt, hệ tim mạnh mẽ và sự thích nghi tốt hơn với cường độ cao, cầu thủ có khả năng phục hồi tim nhanh chóng sau những pha chạy nhanh và công sức lớn trên sân.
Sự hình thành các dạng sóng của tim Sự hình thành các dạng sóng trong tim được liên quan đến các quá trình điện học và hành trình dẫn điện trong tim. Các quá trình điện học của tim là những quá trình điện tử xảy ra trong tim để tạo ra và điều chỉnh nhịp tim. Dưới đây là các quá trình điện học quan trọng trong tim: - Sinh nhịp tự phát: tim có khả năng tự tạo ra điện trị và điều chỉnh nhịp tim một cách tự phát. Nút xoang – sinh trị (sinoatrial node – SA node) được coi là “nút điều khiển” của tim, nơi sinh ra tín hiệu điện tử khởi đầu nhịp tim.
SA node nằm gần giao của tử cung và thượng tận, và nó gửi tín hiệu điện tử xuống khắp tim. - Dẫn điện tim: tín hiệu điện từ SA node lan ra khắp các tế bào cơ tim, khiến chúng co bóp và nới lỏng một cách đồng bộ. Tín hiệu này được dẫn đi qua mạch điện tim gồm các đường dẫn điện học như nút nhĩ thất (atrioventricular node – AV node) và các sợi dẫn điện Purkinje, để tạo ra nhịp tim điều độ và hiệu quả. - Điện thế đỉnh T: điện thế đỉnh T (T wave) là một sóng điện học trong đồ điện tim biểu diễn quá trình tái cân bằng điện tử của tim sau khi nó co bóp.
Nó thể hiện quá trình tái cân bằng điện tử trong các tế bào tim và chuẩn bị cho chu kỳ nhịp tim tiếp theo. - Đồ điện tim: đồ điện tim (ECG hoặc EKG) là một công cụ quan trọng để ghi lại và phân tích các quá trình điện học của tim. Nó ghi lại các thay đổi điện tử trong tim thông qua các điện cực được đặt trên da, cho phép nhìn thấy các sóng và dấu hiệu điện từ sóng P, QRS và T wave. Đồ điện tim cung cấp thông tin quan trọng về nhịp tim, nhịp xoang và bất thường điện học trong tim.