Langattoman sykemittarin historiaa

27.12.2016

Polar Electron kehittämä sykemittari on kestävyysurheilijoille ja kuntoilijoille niin arkinen laite, että sen mielenkiintoinen historia jää helposti vähemmälle huomiolle. Kestävyysurheilun maailma olisi kuitenkin hyvin erilainen ilman suomalaiskeksintöä, sillä vuonna 1979 patentoitu langaton sykemittari mullisti harjoittelun rasituksenaikaisen seurannan.

 

Sykkeen mittaaminen oli tunnettu sydänterveyden, rasituksen ja siitä palautumisen seurantakeino jo kauan ennen sykemittarin keksintöä. Lisäksi 1970-luvun loppuun mennessä oli kehitetty useita muitakin erilaisia kaupallisia menetelmiä ja laitteita, joiden käyttö oli kuitenkin hankalaa urheiluvalmennuksessa.

 

Sairaaloissa käytettiin sykkeen mittauksessa EKG-elektrodeilla ja –johdoilla toimivia laitteita, jotka soveltuivat huonosti urheilukäyttöön johtimien vuoksi. Lisäksi käytettiin EKG-telemetrejä, joissa signaali lähetettiin radioteitse tavallisesti rinnalle sijoitetusta lähettimestä vastaanottimeen, joka tulosti EKG-käyrän ja sykkeen.Käytössä oli tuohon aikaan myös valoanturisia optisia pulssimittareita, joilla mitattiin valtimopaineen vaihtelun ansiosta hiussuonissa tapahtuvia veren määrän muutoksia. Optiset pulssimittarit olivat alttiita tärinälle, eivätkä myöskään paljon tehoa vaativina soveltuneet urheiluvalmennukseen. Lisäksi ne olivat epäluotettavia, kun mitattiin korkeita sykearvoja.

 

Langattoman sykemittarin idea syntyi hiihtoladulla Kempeleen Köykkyrissä keväällä 1975. Oulun yliopiston elektroniikan professori Seppo Säynäjäkangas oli innokas hiihtomies ja nuoruudessaan hän kokeili lahjojaan kilpailumielessäkin. Kerran Säynäjäkangas lenkkeili Köykkyrin maastossa, ja seuraksi lyöttäytyi paikallisen urheiluseuran Kirin hiihtovalmentaja Pertti Sankilampi.

 

Miesten keskustelu sivusi hiihtovalmennusta, ja valmentaja esitti Säynäjäkankaalle toiveen valmennusta palvelevasta laitteesta, koska tiesi hänet elektroniikan huippuasiantuntijaksi. 

 

Sankilammen mukaan kilpahiihtäjät ja valmentajat kaipasivat rannekellomaista laitetta, jolla pystyttäisiin mittaamaan rasituksenaikaista sydämen syketiheyttä. Hiihtovalmentajan kanssa käydyn keskustelun jälkeen Säynäjäkangas ryhtyi tuumasta toimeen. Professori sai Olympiakomitealta sykemittarin kehittämiseen 16 000 markan apurahan, ja Oulun yliopiston elektroniikan laitoksessa aloitettiin pitkäjänteinen tutkimushanke, joka tuotti varsin nopeasti käytännön tuloksia.Kun urheilualan yritykset eivät kiinnostuneet sykemittarista kaupallisena tuotteena, päätti professori alkaa itse yrittäjäksi. Loppu onkin suomalaista elektroniikkateollisuuden historiaa.

 

Säynäjäkankaan perustama Polar Electro aloitti toimintansa vuonna 1977 Oulussa Heinäpään kaupunginosassa kahden huoneen tiloissa parin työntekijän voimin.Polar Electron ensimmäinen sykemittari saatettiin markkinoille vuonna 1978 ja se mittasi EKG-signaalia käsistä, joten se ei ollut kovin käytännöllinen rasituksenaikaisen sykkeen seurantaan.

 

Vielä 1970-luvun lopulla sykemittausta käyttivät hyväkseen lähinnä kansainvälisen tason huippu-urheilijat, joiden valmennukseen oli uhrattavissa tavallista enemmän rahaa.

 

Kun nelinkertainen olympiavoittaja Lasse Viren valmistautui vuoden 1980 Moskovan olympiakisoihin, hän juoksi Myrskylässä pitkän testin, jonka vaiheet on ikuistettu Mauno Saaren hienoon kirjaan ”Juoksemisen salaisuudet” (Otava 1979).

 

Ennen harjoitusta Virenin rintaan kiinnitettiin elektrodit, joiden lisäksi hän kantoi mukanaan pientä lähetintä. Sykkeen tasoa seurattiin kookkaasta kardioskoopista, joka kulki testin aikana juoksijan vierellä ajaneessa henkilöautossa. Saaren kirjan kuvateksti kertoo:

 

Modernia juoksua: tutkijaryhmä ajaa vieressä ja näyttää Lasse Virenille kardioskoopilla, miten elimistö toimii tässä ylämäessä. Sydän jytisee 164 lyöntiä minuutissa.

 

Testin kuluessa olympiavoittajan rintaan kiinnitetyt johdot katkesivat, ja tutkijat yrittivät remonttia tien varressa. Juoksijan harmiksi tutkijat joutuivat hakemaan uudet johdot ennen kuin testi saattoi jatkua.

 

Sanomattakin on selvää, että tällainen sykkeenmittaus oli enemmän pioneerien kokeilua kuin kestävyysurheilijan arkea. Sen aikaiseen sykemittaukseen liittyi hupaisiakin piirteitä. Kun Viren testasi kuntoaan keväällä 1979 Palma-viestissä, alkoi kisapaikalla kiertää villi huhu:

 

Siihen pantiin sähköjohtoja…

 

Tavallisella kansallisen tason urheilijalla ei tietenkään ollut mitään mahdollisuuksia edellä kuvattuun testausmenetelmään, joka edusti silloista alan kansainvälistä huippuosaamista. Yleensä sykettä testattiin kellon ja peukalon avulla ranteesta, mikä oli kovan rasituksen päälle vaivalloista ja epätarkkaa.

 

Polar Electron ensimmäisen sykemittarin tuotekehityksen aikana syntyi kokonaan uusi toteutusidea, jonka lähtökohtana oli telemetrisellä periaatteella toimiva laite. Kyseessä oli sähköstaattinen lähetin, jonka vastaanotin aisti sähkökenttää. Idea oli vallankumouksellinen ja Polar Electron menestyksen perusta. Keksintösäätiön tuella keksinnölle haettiin vuonna 1979 patentti- ja mallisuojaus. Uudelle menetelmälle oli oleellista, miten signaali siirrettiin lähettimestä vastaanottimeen.

 

Menetelmä muistuttaa radiolähetystä, jossa keho toimii maadoituspisteenä. Lähetys on luonteeltaan kapasitiivinen ja tapahtuu 15 kHz taajuudella, mikä mahdollistaa käytännöllisen laitetoteutuksen. Tällä menetelmällä signaali siirtyy jatkuvasti ranteessa olevaan mittariosaan ja on luettavissa heti.

 

Vuonna 1982 markkinoille saatettu Sport Tester PE-2000 oli ensimmäinen sykemittari, joka vastasi seitsemän vuotta aiemmin hiihtolenkillä syntynyttä alkuperäisideaa. Sykettä pystyttiin mittaamaan ensimmäistä kertaa vaivattomasti rasituksen aikana.

 

Kyseessä oli ensimmäinen urheilijan mikrotietokone, joka oli toteutettu käyttäen mahdollisimman korkeata puolijohdepiirien integrointiastetta sekä itse suunniteltuja mikropiirejä ja hybridipiirejä. Sähkökenttään perustuva lähetin ja vastaanotin muutettiin vuonna 1983 magneettikenttään perustuvaksi (mallit PE-2500 ja PE-3000). Ongelmia sähkökentässä tuottivat paidan kastuminen ja maadoittuminen. Magneettikenttä puolestaan etenee vedessäkin.

 

Pitkäjänteisen markkinointityön jälkeen langaton sykemittari teki kansainvälisen läpimurron 1990-luvun alussa, ja jo vuonna 1996 Polar Electro valmisti miljoona mittaria. Sykemittarin menestystarina on saanut ansaitsemaansa huomiota sekä Suomessa että maailmalla. Esimerkiksi vuonna 2000 Keksintösäätiö julkaisi listauksen menneen vuosituhannen tärkeimmistä suomalaiskeksinnöistä. Listalla on 15 keksintöä, joiden joukossa loistaa sykemittari.

 

Kuva on Mika Kuljun kirjoittamasta teoksesta Oulun ihmeen tekijät (Ajatus Kirjat 2002).

Jaa!
Please reload

Lue lisää:

Please reload