一種基于智能化健身車的心肺耐力間接測試方法
【專利摘要】本發明提供一種基于智能化健身車的心肺耐力間接測試方法，在智能化健身車恒功率輸出平臺上實施遞增負荷試驗方案并實測運動心率，根據最后兩級負荷的測試結果建立運動強度與運動心率的預測評估模型，再通過模型計算受試者最大心率下對應的最大運動強度，以此作為受試者心肺耐力的評價指標。本發明中各級負荷試驗均在固定踩踏頻率以及固定功率條件下進行，評估模型更為可靠、測試結果更為精確；操作過程簡單、易行，受試者無需達到運動極限，可作為評定心肺耐力狀況、制定運動處方、動員受試者參與運動的科學指導依據。
【專利說明】
一種基于智能化健身車的心肺耐力間接測試方法
技術領域
[0001]本發明涉及心肺耐力測試方法技術領域，具體涉及一種基于智能化健身車的心肺耐力間接測試方法。
【背景技術】
[0002]心肺耐力素質是健康體適能各要素中最重要的一項，也被稱為“全身耐力”。從機能上講，心肺耐力素質主要與人體的心血管系統、呼吸系統的機能有關。在相對安靜狀態下，絕大多數人的心肺功能都能夠適應安靜狀態時對機體的需要，但在體力負荷增加的情況下，心肺耐力的個體差異就可能明顯地表現出來。心肺耐力素質測定主要是采用運動負荷試驗的方法，觀察完成定量負荷所需要的時間、負荷后心肺功能的反應;或觀察固定時間內，能完成的運動負荷量的大小。根據試驗結果，可以對心肺耐力進行評價。
[0003]心肺耐力測量法主要分類為直接測量法和間接測量法。間接測量法是受試者進行特定的亞極量運動測試，根據運動測試中的一些測量指標，建立運動強度和運動心率之間的數學模型去預測最大心率下受試者所能完成的最大運動強度。在現有研究的亞極量功率車方案中，YMCA次級量測試方案、Fox測試方案、PWC170方案都能通過測試心率、功率推算最大運動強度。但是，這些測試方案負荷較大，多適用于運動員或運動能力較好的年輕人，不適于推廣到大眾人群中。因此，我們需要探尋一種操作過程簡單、易行，受試者無需達到運動極限即可評定心肺耐力狀況的測試方案。
【發明內容】
[0004]本發明提供一種基于智能化健身車的心肺耐力間接測試方法，該方法可實現人體心肺耐力的間接測量，與傳統測試方法相比，簡單易行，測試結果更為精確。
[0005]為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案:
[0006]—種基于智能化健身車的心肺耐力間接測試方法，包括如下步驟:
[0007]I)受試者在測試平臺輸入基本信息，根據基本信息估算受試者的最大心率以及目標心率；
[0008]2)在測試平臺的引導下開始遞增負荷實驗，記錄各級負荷的運動心率；
[0009]3)在測試平臺提示實驗終止后，根據最后兩級的運動強度和運動心率，建立運動強度和運動心率的預測評估模型；
[0010]4)將估算的最大心率代入評估模型計算對應的最大運動強度，以此作為受試者心肺耐力的評價指標。
[0011]進一步地，步驟2)中，所述遞增負荷實驗具體包括如下步驟:
[0012]21)根據受試者基本信息設立第一級負荷；
[0013]22)受試者進行第一級運動強度測試，記錄運動心率HRl;
[0014]23)判斷最后兩分鐘心率差異是否大于設定值，若大于設定值，則延長第一級負荷的運動時間，并返回執行步驟22)，若小于等于設定值，則執行步驟24);
[0015]24)判斷HRl是否滿足測試終止條件，若滿足則執行步驟3)，若不滿足則執行步驟
25);
[0016]25)根據第一級負荷結束時的心率選擇第二級負荷，記錄運動心率HR2，以相同條件判斷是否需要延長測試時間以及是否需要繼續進行遞增負荷測試，直至滿足測試終止條件為止，執行步驟3)。
[0017]優選地，步驟24)中，所述測試終止條件具體為:運動心率是否達到最大心率的75%-85%。
[0018]進一步地，步驟3)中，最后兩級的運動負荷強度為P" ,P27，運動心率為HRf、HR27，建立運動強度和運動心率的預測評估模型:
[0019]Pmax = P27 + [b X (HRmax-HR2/ )]
[0020]b = (P27 -Pl7 )/(ER2f -HRl7 )
[0021]其中HRmax為受試者的最大心率，Pmax為最大心率下所能完成的最大運動強度。
[0022]優選地，最大心率HRmax的估算公式為HRmax = 220-0.7 X年齡。
[0023]優選地，運動強度由踏頻和功率共同引導，對于每一級負荷試驗，均在事先設定好的固定踏頻、固定功率條件下進行。
[0024]優選地，各級負荷強度的設定根據受試者的性別、體質狀況以及第一級負荷結束時的心率而定。
[0025]優選地，受試者的性別、體質狀況具體分為:體質較差的男性、一般女性、一般男性以及強壯女性。
[0026]優選地，受試者采用間歇式遞增負荷運動方式完成各級運動強度測試，每級運動強度持續一定時間后，受試者休息一段時間，再開始下一級運動強度的測試。
[0027]優選地，所述基本信息包括姓名、性別、年齡、身高和體重
[0028]由以上技術方案可知，本發明與現有技術相比的優點在于:
[0029](I)本發明是在智能化健身車恒功率輸出平臺保證下進行的，對于每一級負荷，固定踩踏頻率，輸出功率也隨之固定，實現了真正意義上的頻率、功率共同引導運動強度測試，建立的運動強度與運動心率模型更為準確，保證了受試者心肺耐力測試的可靠性。
[0030](2)本發明的運動負荷等級針對不同人群劃分更為細化，受試者無需達到運動極限，即可通過估算最大運動強度對自身心肺耐力狀況進行較為客觀的評價，為制定個性化的運動訓練處方提供了科學依據。
【附圖說明】
[0031 ]圖1為本發明心肺耐力間接測試方法的方法流程圖；
[0032]圖2為本發明針對不同人群負荷強度的設定方法參考圖；
[0033]圖3為本發明建立運動強度和運動心率評估模型示意圖；
[0034]圖4為本發明使用的智能化健身車測試平臺結構示意圖。
【具體實施方式】
[0035]下面結合附圖對本發明的一種優選實施方式作詳細的說明。
[0036]如圖4所示，本發明使用的智能化健身車測試平臺包括健身車本體100、測試分析平臺101以及佩戴在受試者手腕上的心率手環102，受試者通過佩戴心率手環將心率數據上傳到測試平臺，并在測試平臺軟件中實時顯示心率值和心率曲線。
[0037]如圖1所示，本發明的心肺耐力間接測試方法，具體包括如下步驟:
[0038]201:受試者在智能化健身車測試平臺101下注冊基本信息，包括姓名、性別、年齡、身高、體重；
[0039]202:測試平臺101根據受試者的基本信息以及體質狀況設立第一級負荷；
[0040]203:受試者佩戴上心率手環102，以第一級運動強度對應的目標踩踏頻率、目標功率進行3-5分鐘測試，記錄每分鐘的平均心率以及每分鐘最后15-30s內的平均心率HRl;
[0041]204:判斷第一級運動強度測試結束前最后兩分鐘的平均心率差異是否大于5bpm;
[0042]205:若204中心率差異大于5bpm，則延長第一級負荷運動時間Imin，直至心率穩定；
[0043]206:判斷203測得的平均運動心率HRl是否達到距75%-85%最大心率HRmax 10次以內，若滿足此條件，測試終止;否則，休息3分鐘后開始第二級運動強度測試；
[0044]207:根據第一級負荷結束時的心率選擇第二級負荷，以第二級運動強度對應的目標踩踏頻率、目標功率進行3-5分鐘測試，記錄每分鐘的平均心率以及每分鐘最后15-30S內的平均心率HR2，結束時以204、205、206中的相同條件判斷是否需要延長測試時間以及是否需要繼續進行遞增負荷測試；
[0045]208: —旦滿足測試終止條件，根據最后兩級的運動負荷強度P]/ 'P2,和運動心率HRl7 ,HR27，建立運動強度和運動心率的預測評估模型；
[0046]209:將估算的最大心率HRmax代入評估模型計算對應的最大運動強度Pmax，作為評定受試者心肺耐力的評價指標；
[0047]圖2示出了本發明針對不同人群負荷強度的設定方法參考圖，各級負荷強度的設定根據受試者的性別、體質狀況以及第一級負荷結束時的心率而定，具體分為:體質較差的男性和一般女性人群負荷強度的設定301以及一般男性和強壯女性人群負荷強度的設定302。其中，各級負荷強度測試均在設定好的固定踏頻、固定功率條件下引導受試者完成測試。
[0048]圖3示出了本發明建立運動強度和運動心率評估模型示意圖，其中，401表示倒數第二級負荷測試下運動強度對應的運動心率HRV ; 402表示最后一級負荷測試下運動強度P2,對應的運動心率HR2, ;403表示受試者最大心率HRmax下所能完成的最大運動強度P.，具體計算公式為:
[0049]Pmax = P2, + [b X (HRmax-HR2/ )]
[0050]b = (P27 -Pl7 )/(ER2f -HRl7 )
[0051]通過HRmax代入評估模型計算得到的最大運動強度Pmax可作為受試者心肺耐力的評價指標。其中，最大心率HRmax的估算公式為HRmax = 220-0.7 X年齡。
[0052]本發明未詳細公開的部分屬于本領域的公知技術。
[0053]以上所述實施方式僅僅是對本發明的優選實施方式進行描述，并非對本發明的范圍進行限定，在不脫離本發明設計精神的前提下，本領域普通技術人員對本發明的技術方案作出的各種變形和改進，均落入本發明的權利要求書確定的保護范圍內。
【主權項】
1.一種基于智能化健身車的心肺耐力間接測試方法，其特征在于，包括如下步驟: 1)受試者在測試平臺輸入基本信息，根據基本信息估算受試者的最大心率以及目標心率； 2)在測試平臺的引導下開始遞增負荷實驗，記錄各級負荷的運動心率； 3)在測試平臺提示實驗終止后，根據最后兩級的運動強度和運動心率，建立運動強度和運動心率的預測評估模型； 4)將估算的最大心率代入評估模型計算對應的最大運動強度，以此作為受試者心肺耐力的評價指標。2.根據權利要求1所述的心肺耐力間接測試方法，其特征在于，步驟2)中，所述遞增負荷實驗具體包括如下步驟: 21)根據受試者基本信息設立第一級負荷； 22)受試者進行第一級運動強度測試，記錄運動心率HRl; 23)判斷最后兩分鐘心率差異是否大于設定值，若大于設定值，則延長第一級負荷的運動時間，并返回執行步驟22)，若小于等于設定值，則執行步驟24); 24)判斷HRl是否滿足測試終止條件，若滿足則執行步驟3)，若不滿足則執行步驟25); 25)根據第一級負荷結束時的心率選擇第二級負荷，記錄運動心率HR2，以相同條件判斷是否需要延長測試時間以及是否需要繼續進行遞增負荷測試，直至滿足測試終止條件為止，執行步驟3)。3.根據權利要求2所述的心肺耐力間接測試方法，其特征在于，步驟24)中，所述測試終止條件具體為:運動心率是否達到最大心率的75%-85 %。4.根據權利要求1所述的心肺耐力間接測試方法，其特征在于，步驟3)中，最后兩級的運動負荷強度為'P2,，運動心率為HRf ,HR27，建立運動強度和運動心率的預測評估模型:Pmax = P27 +[b X (HRmax-HR2/ )] b=(P2/-Pl/ )/(ΗΚ27-HRl7 ) 其中HRmax為受試者的最大心率，Pmax為最大心率下所能完成的最大運動強度。5.根據權利要求4所述的心肺耐力間接測試方法，其特征在于，最大心率HRmax的估算公式為 HRmx = 220-0.7 X 年齡。6.根據權利要求1所述的心肺耐力間接測試方法，其特征在于，運動強度由踏頻和功率共同引導，對于每一級負荷試驗，均在事先設定好的固定踏頻、固定功率條件下進行。7.根據權利要求6所述的心肺耐力間接測試方法，其特征在于，各級負荷強度的設定根據受試者的性別、體質狀況以及第一級負荷結束時的心率而定。8.根據權利要求7述的心肺耐力間接測試方法，其特征在于，受試者的性別、體質狀況具體分為:體質較差的男性、一般女性、一般男性以及強壯女性。9.根據權利要求1所述的心肺耐力間接測試方法，其特征在于，受試者采用間歇式遞增負荷運動方式完成各級運動強度測試，每級運動強度持續一定時間后，受試者休息一段時間，再開始下一級運動強度的測試。10.根據權利要求1所述的心肺耐力間接測試方法，其特征在于，所述基本信息包括姓名、性別、年齡、身高和體重。
【文檔編號】A61B5/024GK106037703SQ201610339480
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年5月19日
【發明人】張茹斌, 占禮葵, 邵東升, 孫少明, 孫大鵬, 劉駿富, 彭偉, 孫怡寧
【申請人】中科院合肥技術創新工程院