一种基于智能化健身车的心肺耐力间接测试方法
【专利摘要】本发明提供一种基于智能化健身车的心肺耐力间接测试方法，在智能化健身车恒功率输出平台上实施递增负荷试验方案并实测运动心率，根据最后两级负荷的测试结果建立运动强度与运动心率的预测评估模型，再通过模型计算受试者最大心率下对应的最大运动强度，以此作为受试者心肺耐力的评价指标。本发明中各级负荷试验均在固定踩踏频率以及固定功率条件下进行，评估模型更为可靠、测试结果更为精确；操作过程简单、易行，受试者无需达到运动极限，可作为评定心肺耐力状况、制定运动处方、动员受试者参与运动的科学指导依据。
【专利说明】
一种基于智能化健身车的心肺耐力间接测试方法
技术领域
[0001]本发明涉及心肺耐力测试方法技术领域，具体涉及一种基于智能化健身车的心肺耐力间接测试方法。
【背景技术】
[0002]心肺耐力素质是健康体适能各要素中最重要的一项，也被称为“全身耐力”。从机能上讲，心肺耐力素质主要与人体的心血管系统、呼吸系统的机能有关。在相对安静状态下，绝大多数人的心肺功能都能够适应安静状态时对机体的需要，但在体力负荷增加的情况下，心肺耐力的个体差异就可能明显地表现出来。心肺耐力素质测定主要是采用运动负荷试验的方法，观察完成定量负荷所需要的时间、负荷后心肺功能的反应;或观察固定时间内，能完成的运动负荷量的大小。根据试验结果，可以对心肺耐力进行评价。
[0003]心肺耐力测量法主要分类为直接测量法和间接测量法。间接测量法是受试者进行特定的亚极量运动测试，根据运动测试中的一些测量指标，建立运动强度和运动心率之间的数学模型去预测最大心率下受试者所能完成的最大运动强度。在现有研究的亚极量功率车方案中，YMCA次级量测试方案、Fox测试方案、PWC170方案都能通过测试心率、功率推算最大运动强度。但是，这些测试方案负荷较大，多适用于运动员或运动能力较好的年轻人，不适于推广到大众人群中。因此，我们需要探寻一种操作过程简单、易行，受试者无需达到运动极限即可评定心肺耐力状况的测试方案。
【发明内容】
[0004]本发明提供一种基于智能化健身车的心肺耐力间接测试方法，该方法可实现人体心肺耐力的间接测量，与传统测试方法相比，简单易行，测试结果更为精确。
[0005]为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案:
[0006]—种基于智能化健身车的心肺耐力间接测试方法，包括如下步骤:
[0007]I)受试者在测试平台输入基本信息，根据基本信息估算受试者的最大心率以及目标心率；
[0008]2)在测试平台的引导下开始递增负荷实验，记录各级负荷的运动心率；
[0009]3)在测试平台提示实验终止后，根据最后两级的运动强度和运动心率，建立运动强度和运动心率的预测评估模型；
[0010]4)将估算的最大心率代入评估模型计算对应的最大运动强度，以此作为受试者心肺耐力的评价指标。
[0011]进一步地，步骤2)中，所述递增负荷实验具体包括如下步骤:
[0012]21)根据受试者基本信息设立第一级负荷；
[0013]22)受试者进行第一级运动强度测试，记录运动心率HRl;
[0014]23)判断最后两分钟心率差异是否大于设定值，若大于设定值，则延长第一级负荷的运动时间，并返回执行步骤22)，若小于等于设定值，则执行步骤24);
[0015]24)判断HRl是否满足测试终止条件，若满足则执行步骤3)，若不满足则执行步骤
25);
[0016]25)根据第一级负荷结束时的心率选择第二级负荷，记录运动心率HR2，以相同条件判断是否需要延长测试时间以及是否需要继续进行递增负荷测试，直至满足测试终止条件为止，执行步骤3)。
[0017]优选地，步骤24)中，所述测试终止条件具体为:运动心率是否达到最大心率的75%-85%。
[0018]进一步地，步骤3)中，最后两级的运动负荷强度为P" ,P27，运动心率为HRf、HR27，建立运动强度和运动心率的预测评估模型:
[0019]Pmax = P27 + [b X (HRmax-HR2/ )]
[0020]b = (P27 -Pl7 )/(ER2f -HRl7 )
[0021]其中HRmax为受试者的最大心率，Pmax为最大心率下所能完成的最大运动强度。
[0022]优选地，最大心率HRmax的估算公式为HRmax = 220-0.7 X年龄。
[0023]优选地，运动强度由踏频和功率共同引导，对于每一级负荷试验，均在事先设定好的固定踏频、固定功率条件下进行。
[0024]优选地，各级负荷强度的设定根据受试者的性别、体质状况以及第一级负荷结束时的心率而定。
[0025]优选地，受试者的性别、体质状况具体分为:体质较差的男性、一般女性、一般男性以及强壮女性。
[0026]优选地，受试者采用间歇式递增负荷运动方式完成各级运动强度测试，每级运动强度持续一定时间后，受试者休息一段时间，再开始下一级运动强度的测试。
[0027]优选地，所述基本信息包括姓名、性别、年龄、身高和体重
[0028]由以上技术方案可知，本发明与现有技术相比的优点在于:
[0029](I)本发明是在智能化健身车恒功率输出平台保证下进行的，对于每一级负荷，固定踩踏频率，输出功率也随之固定，实现了真正意义上的频率、功率共同引导运动强度测试，建立的运动强度与运动心率模型更为准确，保证了受试者心肺耐力测试的可靠性。
[0030](2)本发明的运动负荷等级针对不同人群划分更为细化，受试者无需达到运动极限，即可通过估算最大运动强度对自身心肺耐力状况进行较为客观的评价，为制定个性化的运动训练处方提供了科学依据。
【附图说明】
[0031 ]图1为本发明心肺耐力间接测试方法的方法流程图；
[0032]图2为本发明针对不同人群负荷强度的设定方法参考图；
[0033]图3为本发明建立运动强度和运动心率评估模型示意图；
[0034]图4为本发明使用的智能化健身车测试平台结构示意图。
【具体实施方式】
[0035]下面结合附图对本发明的一种优选实施方式作详细的说明。
[0036]如图4所示，本发明使用的智能化健身车测试平台包括健身车本体100、测试分析平台101以及佩戴在受试者手腕上的心率手环102，受试者通过佩戴心率手环将心率数据上传到测试平台，并在测试平台软件中实时显示心率值和心率曲线。
[0037]如图1所示，本发明的心肺耐力间接测试方法，具体包括如下步骤:
[0038]201:受试者在智能化健身车测试平台101下注册基本信息，包括姓名、性别、年龄、身高、体重；
[0039]202:测试平台101根据受试者的基本信息以及体质状况设立第一级负荷；
[0040]203:受试者佩戴上心率手环102，以第一级运动强度对应的目标踩踏频率、目标功率进行3-5分钟测试，记录每分钟的平均心率以及每分钟最后15-30s内的平均心率HRl;
[0041]204:判断第一级运动强度测试结束前最后两分钟的平均心率差异是否大于5bpm;
[0042]205:若204中心率差异大于5bpm，则延长第一级负荷运动时间Imin，直至心率稳定；
[0043]206:判断203测得的平均运动心率HRl是否达到距75%-85%最大心率HRmax 10次以内，若满足此条件，测试终止;否则，休息3分钟后开始第二级运动强度测试；
[0044]207:根据第一级负荷结束时的心率选择第二级负荷，以第二级运动强度对应的目标踩踏频率、目标功率进行3-5分钟测试，记录每分钟的平均心率以及每分钟最后15-30S内的平均心率HR2，结束时以204、205、206中的相同条件判断是否需要延长测试时间以及是否需要继续进行递增负荷测试；
[0045]208: —旦满足测试终止条件，根据最后两级的运动负荷强度P]/ 'P2,和运动心率HRl7 ,HR27，建立运动强度和运动心率的预测评估模型；
[0046]209:将估算的最大心率HRmax代入评估模型计算对应的最大运动强度Pmax，作为评定受试者心肺耐力的评价指标；
[0047]图2示出了本发明针对不同人群负荷强度的设定方法参考图，各级负荷强度的设定根据受试者的性别、体质状况以及第一级负荷结束时的心率而定，具体分为:体质较差的男性和一般女性人群负荷强度的设定301以及一般男性和强壮女性人群负荷强度的设定302。其中，各级负荷强度测试均在设定好的固定踏频、固定功率条件下引导受试者完成测试。
[0048]图3示出了本发明建立运动强度和运动心率评估模型示意图，其中，401表示倒数第二级负荷测试下运动强度对应的运动心率HRV ; 402表示最后一级负荷测试下运动强度P2,对应的运动心率HR2, ;403表示受试者最大心率HRmax下所能完成的最大运动强度P.，具体计算公式为:
[0049]Pmax = P2, + [b X (HRmax-HR2/ )]
[0050]b = (P27 -Pl7 )/(ER2f -HRl7 )
[0051]通过HRmax代入评估模型计算得到的最大运动强度Pmax可作为受试者心肺耐力的评价指标。其中，最大心率HRmax的估算公式为HRmax = 220-0.7 X年龄。
[0052]本发明未详细公开的部分属于本领域的公知技术。
[0053]以上所述实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。
【主权项】
1.一种基于智能化健身车的心肺耐力间接测试方法，其特征在于，包括如下步骤: 1)受试者在测试平台输入基本信息，根据基本信息估算受试者的最大心率以及目标心率； 2)在测试平台的引导下开始递增负荷实验，记录各级负荷的运动心率； 3)在测试平台提示实验终止后，根据最后两级的运动强度和运动心率，建立运动强度和运动心率的预测评估模型； 4)将估算的最大心率代入评估模型计算对应的最大运动强度，以此作为受试者心肺耐力的评价指标。2.根据权利要求1所述的心肺耐力间接测试方法，其特征在于，步骤2)中，所述递增负荷实验具体包括如下步骤: 21)根据受试者基本信息设立第一级负荷； 22)受试者进行第一级运动强度测试，记录运动心率HRl; 23)判断最后两分钟心率差异是否大于设定值，若大于设定值，则延长第一级负荷的运动时间，并返回执行步骤22)，若小于等于设定值，则执行步骤24); 24)判断HRl是否满足测试终止条件，若满足则执行步骤3)，若不满足则执行步骤25); 25)根据第一级负荷结束时的心率选择第二级负荷，记录运动心率HR2，以相同条件判断是否需要延长测试时间以及是否需要继续进行递增负荷测试，直至满足测试终止条件为止，执行步骤3)。3.根据权利要求2所述的心肺耐力间接测试方法，其特征在于，步骤24)中，所述测试终止条件具体为:运动心率是否达到最大心率的75%-85 %。4.根据权利要求1所述的心肺耐力间接测试方法，其特征在于，步骤3)中，最后两级的运动负荷强度为'P2,，运动心率为HRf ,HR27，建立运动强度和运动心率的预测评估模型:Pmax = P27 +[b X (HRmax-HR2/ )] b=(P2/-Pl/ )/(ΗΚ27-HRl7 ) 其中HRmax为受试者的最大心率，Pmax为最大心率下所能完成的最大运动强度。5.根据权利要求4所述的心肺耐力间接测试方法，其特征在于，最大心率HRmax的估算公式为 HRmx = 220-0.7 X 年龄。6.根据权利要求1所述的心肺耐力间接测试方法，其特征在于，运动强度由踏频和功率共同引导，对于每一级负荷试验，均在事先设定好的固定踏频、固定功率条件下进行。7.根据权利要求6所述的心肺耐力间接测试方法，其特征在于，各级负荷强度的设定根据受试者的性别、体质状况以及第一级负荷结束时的心率而定。8.根据权利要求7述的心肺耐力间接测试方法，其特征在于，受试者的性别、体质状况具体分为:体质较差的男性、一般女性、一般男性以及强壮女性。9.根据权利要求1所述的心肺耐力间接测试方法，其特征在于，受试者采用间歇式递增负荷运动方式完成各级运动强度测试，每级运动强度持续一定时间后，受试者休息一段时间，再开始下一级运动强度的测试。10.根据权利要求1所述的心肺耐力间接测试方法，其特征在于，所述基本信息包括姓名、性别、年龄、身高和体重。
【文档编号】A61B5/024GK106037703SQ201610339480
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年5月19日
【发明人】张茹斌, 占礼葵, 邵东升, 孙少明, 孙大鹏, 刘骏富, 彭伟, 孙怡宁
【申请人】中科院合肥技术创新工程院