锻练方案的管理系统及方法与流程

本发明是相关于一种运动锻练的管理系统及方法，尤其是一种以健康规划为目标的运动管理系统及方法。

背景技术：

※保持健康是对个人和家庭的责任

健康建立在三根支柱上：医疗、运动、和健康的生活型态。台湾民众平均寿命79岁(2012年)，健康余命69岁(2012年)，表示有十年需要庞大的医疗照顾支出，也是未来健保支持不下去的危机。台湾医疗体系只对用药给付，对于如何以有效、系统化的运动方案来促进健康则是采完全消极的态度。因此，导致医生不停的开药，让民众变成依赖慢性处方签的病人，造成「死不了人，但活得不健康」的窘境，这似乎不是正确的方向。

※拉起「健检红字」与「健康目标」的断链

目前绝大多数的台湾民众仍不知道如何有效运动来降三高、代谢及抗老化，也不知道如何注意健康的生活管理。而在欧美日医学学会，早已推行个人化运动方案来治疗上述健检红字，但还没有落实到台湾来。

每个人的休息心率(心跳)(HR,Heart Rate)不同，根据医学专家提供的数据，人类一生平均心脏跳动总次数约为10的8次方，这表示一个成人的休息心率越快，寿命可能越短。而有效运动可以减慢休息心跳。

每个人休息心率和最大心率皆不同，这会影响到他运动时的运动强度。身体好的人运动若要达到高强度，心率每分钟可能要跳到150下，但是身体差的人可能只要每分钟130下就可以到高强度运动，因此，不可用心率绝对值来导引运动。

※运动不足

卫福部国民健康署公布最新调查的台湾运动地图，指出7成6国人运动不足。运动量不足是指每周未达1.150分钟、中等费力身体活动量；2.每次活动至少持续30分钟；及3.运动时「会流汗也会喘」。由此可知，国人虽有运动的意识，但却缺乏『周运动量及强度』的概念，以及良好管理有效运动的系统及方法。

※运动过度

近来路跑风气盛行，有不少人开始挑战三铁与马拉松，却不知道此等极限运动在没有 经过适当的训练下，其实对身体有害。特别应该要注意运动强度骤增对身体造成的伤害，并且应该要将运动平均分散，不能只有假日才做训练。

※运动元素和心率强度(心跳强度)

伯格量表(Borg Measures)

运动自觉强度，指将费力程度数值化，并且作为运动强度指标的方法。任何运动都可以使用运动自觉强度来衡量运动强度是否适中，许多职业运动员更以运动自觉强度替代心率计算。在美国疾病管制局的官网上，也推荐使用伯格量表作为衡量运动强度的方法。

运动自觉量表有两种计算方法，较通用于体育界的量表为伯格量表，其为瑞典生理学家Gunnar Borg所发明的量表；伯格量表的计算方法从6级开始，6级约莫等于每分钟心率60下，7级约莫等于每分钟70下，以此类推至20级。

美国运动医学学会(ACSM,American College of Sports and Medicine)曾提出有效运动的五个元素(称为MrFit)：modality(运动模式)、rate of progression(运动进展速率)、frequency运动频率、intensity(运动强度)、time(运动持续时间)。MrFit的设计目的可从三方面去考虑：一、有效提升体适能；二、降低慢性病的危险性以促进健康；三、确保运动时的安全性。

例如，权威机构美国心脏科学会(AHA,American Heart Association)于2015年提出的「American Heart Association Recommendations for Physical Activity in Adults」，其建议就包括该元素：对于维持心血管健康目标，每周不少于150分钟的中等强度有氧运动，每周运动五天，以及两次的中、高强度肌力阻力训练(Resistance strength training)。若要更进一步降低血压和胆固醇，则要每周不少于120分钟的中、高强度运动。

依据每个人的个别兴趣、健康需求及临床状况，运动教练会视其对象特定的需求及状况，给予个人化的运动建议。然而，其给予建议的专业性受限于自己的知识经验，而且也没有适当的方法及工具可以监督管理其对象，并促进其对象的健康。

在各种运动元素之中，心率强度(intensity)占有极为关键的地位。心率强度在心率储备(HRR,Heart rate reserve)系统是将「休息心率到最大心率」切割成一百等份的心率强度百分比。人体心脏一天需要至少几分钟在高强度，每天坐着心率一直维持在低强度对心肺功能并不好，就像车子引擎，长期在一般道路慢跑对引擎不好，偶尔要开到高速公路，引擎才更强壮。因此，心率强度是改善心血管、代谢能力、肌耐力最重要的指标。

※现今的穿戴式装置和运动管理应用程序(APP)

现在有部分运动精英为求运动表现而使用可以量测心率，记录运动时的步数、路径、距离、速度、时间、卡路里的穿戴式装置，并将数据上传到云端服务器做长期趋势的分析。但此产品只能做被动的纪录，无法在运动前针对特定健康目标(如减重、降血压等)做评估，并衡量用户运动前生理数据及状况(身体质量指数(Body Mass Index,BMI)、血压、是否疲倦 等)，以给予适当的运动量、强度、运动持续时间、频率、运动模式建议，也无法在运动后分析运动数据，待下次运动时再给予运动建议。只能由使者自主管理运动。然而，自主管理运动时会有运动不足或是过量并造成身体伤害的风险。

也有部分人使用模仿影片动作的方式来做运动，但其实同一动作对不同人来说运动强度是不同的，而且不同疾病或是慢性病的人有不同的运动时须注意事项(例如高血压者应尽量避免憋气)。因此，一昧的模仿有可能造成运动伤害。

台湾专利案201328660公开了一种实时运动指导系统，在所述实时运动指导系统的基础上，可将整个运动过程再分为4个基本组成部分：冲刺(无氧或加速)、有氧耐力(平衡的有氧耐力)、补偿(补偿氧债)及动态恢复。此实时运动指导系统让用户能够了解其当前生理状态及体适能状况的改变，且接着所述用户可进一步决定接着将采取哪一动作(冲刺、有氧耐力及动态恢复)。所述系统即刻且连续地提供鉴于运动情形及环境状况评估用户在运动期间的当前生理状态的信息。

台湾专利案201521832则公开了一种引导式间歇有氧运动系统及方法，以提供一种导引用户进行间歇性中或高强度区间有氧运动的系统及方法。

然而，台湾专利案201328660或台湾专利案201521832皆未订定量身个人化运动方案，并藉由健康目标课程，设定智能管理目标运动持续时间、运动量、运动模式、及运动强度，导引形成每次优化运动方案，从而提升运动方案的效能。

职是之故，申请人鉴于习知技术中所产生的缺失，经过悉心试验与研究，并一本锲而不舍的精神，终构思出本案，能够克服上述缺点，以下为本案的简要说明。

技术实现要素：

请参阅第1图，本发明可针对用户的特定健康目标(如减重、降血压等)，用户运动前的生理数据和健康数据(年龄、性别、BMI、血压、病史、家族病史、抽烟习惯、是否疲倦等)及运动习惯至少之一，规划特定期间(例如一周、双周、一月、一季……等)的运动方案(或训练计划)，给予适当的运动量、强度、运动持续时间、频率、运动模式建议(如步骤S101)，在运动时侦测及记录相关运动数据(如步骤S102)，并在运动后分析运动数据，待下次运动时再给予运动建议与导引，或督促、提醒用户努力完成运动方案(或训练计划)(如步骤S103)。换句话说，本发明可依用户健康需求，为用户量身订做个人化的运动方案(或训练计划)，并主动管理用户的运动行为，以帮助用户以更有效率及安全的方式达到健康目标。

根据本发明的第一构想，提供一种运动管理系统，包括：感测单元，被配置以侦测用户的运动强度、运动量及其组合所组成的群组中的至少一个；接收单元，被配置以接收所述用户的健康目标；以及控制单元，被配置以依据所述健康目标产生在特定期间内的训练 计划，并管理所述用户的所述运动量、所述运动强度及其组合所组成的群组中的至少一个，以达成所述训练计划。

根据本发明的另一构想，提供一种运动管理方法，包括：(a)提供接收单元以接收用户的健康目标；(b)提供控制单元以依据所述健康目标产生训练计划；(c)提供感测单元以侦测所述用户的运动强度、运动量及其组合所组成的群组中的至少一个；以及(d)管理所述用户的所述运动量、所述运动强度及其组合所组成的群组中的至少一个，以使所述用户达成所述训练计划。

根据本发明的另一构想，提供一种运动管理方法，包括：(a)产生用户的健康目标；(b)因应所述健康目标产生在特定期间内的训练计划；以及(c)管理所述用户在所述特定期间内的运动行为，以使所述用户达成所述训练计划。

根据本发明的另一构想，提供一种锻练方案的管理系统，包括：感测单元，侦测用户的时间间隔之内的运动强度；接收单元，接收所述用户在第一时间间隔之内的第一锻练方案(Exercise Solution,ES)；以及控制单元，依据所述用户的所述第一锻练方案，以及所述运动强度、用户本体感觉、用户睡眠质量、用户精神生理状况、用户休息心率的组合的至少其中之一，来产生第二时间间隔之内的第二锻练方案。

根据本发明的另一构想，提供一种运动管理系统，包括：感测单元，侦测用户于时间间隔中的运动强度；接收单元，接收所述用户的第一时间间隔中的第一运动强度目标区间；与控制单元，依据所述第一运动强度目标区间，以及所述运动强度、本体感觉、睡眠质量、精神生理状况、休息心率的组合的至少其中之一来产生第二运动强度目标区间，以使所述用户据以决定其一第二时间间隔中的运动行为，其中所述运动强度包含：心率、心率强度、速度、伯格量表(Borg Scale)、代谢当量(MET)、最大摄氧量(VO_2max)、功率、呼吸频率所组成的群组中的至少一个。

根据本发明的另一构想，提供一种管理锻练方案的方法，包括下列步骤：(a)侦测用户的运动强度；(b)接收在上时间间隔之内的第一锻练方案；以及(c)依据所述用户的所述运动强度和所述第一锻练方案来产生在下一时间间隔之内的第二锻练方案。

附图说明

图1是根据本发明之一实施例的运动管理方法的步骤；

图2是根据本发明之一实施例的运动管理的方块图；

图3是根据本发明之一实施例的运动管理方法的步骤；

图4是根据本发明之一实施例的初始运动强度等级的示意图；

图5是根据本发明之一实施例的运动方程式的示意图；

图6是根据本发明之一实施例的运动方案的管理系统；

图7是根据本发明之一实施例的运动管理的方块图；

图8是根据本发明之一实施例的运动管理方法的步骤；

图9是根据本发明之一实施例的运动方案建议的更新；

图10是参与本发明之运动管理课程的学员的运动强度记录表；

图11是参与本发明之运动管理课程的学员的运动强度呈现阶梯式提升的示意图；

图12是根据本发明的运动方案健康促进物联网的循环图。

符号说明

S101-S103：运动管理方法的步骤

200︰用户

201︰生理资料

202：健康目标

203：健康资料

204：接收单元

205：控制单元

206：导引单元

207：感测单元

600：利用装置提示运动方案的管理系统

601：运动管理APP

602：用户提供的参数

603：用户的心跳

604：云端服务器

605：比较器

700-704：运动管理的方块

S801-S803：运动管理方法的步骤

12a-12g：运动方案健康促进物联网

具体实施方式

本发明利用穿戴式装置或云端系统规划，依据用户生理数据、身体状况、家族病史、病史、健康目标、运动习惯等至少一种，产生包含运动强度、运动持续时间、运动量、运动频率、运动模式等至少一参数的训练计划。本发明可以导引用户少量多餐、强度循序渐 增地运动，安全又有效率达到健康目标。

此外，本发明可比对所述次运动时实际的运动强度和系统建议的运动强度，以及所述用户运动完后的本体感觉、生理精神状况等，分析出用户是否适应于所述建议的运动强度，再给予下一次的运动强度建议。

本案将可由以下的实施例说明而得到充分了解，使得熟习本技艺的人士可以据以完成之，然本案的实施并非可由下列实施案例而被限制其实施型态。其中相同的标号始终代表相同的组件。

第1实施例

请参阅图2，本发明的运动管理系统将用户200所提供的下列数据：生理数据201、健康目标202及健康数据203，经由接收单元204上传至控制单元205，控制单元205将依上述数据规划用户的训练计划，并经由导引单元206以导引用户完成所述训练计划以达到健康目标，其中感测单元207可在用户运动时侦测及记录相关运动数据以提供给控制单元205来管理及分析用户的运动状态，且接收单元204亦可接收用户于某次运动后所提供的运动强度等数据(例如：伯格量表(Borg Scale)、代谢当量(MET)、最大摄氧量(VO_2max))供控制单元205来管理及分析用户的运动状态。请参阅图3，简而言之，本发明的运动管理系统包含下列四步骤：步骤S301：提供接收单元以接收用户的健康目标；步骤S302：提供控制单元以依据所述健康目标产生训练计划；步骤S303：提供感测单元以侦测用户的运动强度、运动量及其组合所组成的群组中的至少一个；以及步骤S304：管理用户的运动量、运动强度及其组合所组成的群组中的至少一个，以使用户达成所述训练计划。

在一开始运动之前，本发明的运动管理系统尚未有用户任何的运动纪录，因此，用户必须先完成3个事项：1.输入生理数据；2.输入健康数据；以及3.输入健康目标。

关于上述第1及2项，用户先将个人基本生理数据(例如：性别、BMI、年龄、体重、身高、体脂、血压、腰围、休息心率等)输入或装置自动输入至计算机(或应用程序(APP)或智能型手表或其他接收装置)(如图2的接收单元204)，并填写健康数据以让系统了解用户的健康状态(病史、家族病史、抽烟、运动习惯等等)，其中所述健康资料部分参考美国运动医学学会(American College of Sports and Medicine，ACSM)所建议的身体活动自我评估问卷(Physical Activity Readiness Questionnaire,PAR-Q)。

为了降低参与体力活动时的风险，ACSM建议所有准备开始体力活动计划的人士，应先采用如身体活动自我评估问卷(PAR-Q)的评量工具，自行申报病历及健康风险，以作为参与前的健康审查。其实，运动训练前健康检查的目的，就是识别所有知道与不知道自己存在着心血管风险的参与者，使他们有机会在开始运动训练前接受进一步的医学评估(medical evaluation)，并从而决定他们能否参与运动或只可做甚么程度的运动训练。

接下来控制单元205依据用户输入的生理数据及健康数据产生目标区间(target zone)。请参阅图4，本发明的运动管理系统区分3种体适能等级(分为低、中、高三种体适能等级)及12种不同强度的目标区间。其中低、中、高3种体适能等级分别代表低风险(Low risk)、中风险(Mid risk)及高风险(High risk)，再将其分为8种等级L1、L2、M1、M2、M3、M4、H1以及H2(其中L1、L2即Low risk；M1、M2、M3、M4即Mid risk；H1、H2即High risk)，分别对应7种目标区间(target zone)。在生理数据输入并填写完健康数据后，上述信息将上传至云端服务器(如图2的控制单元205)，云端服务器将根据用户填写的结果评估其体适能等级，并给予初始的目标区间(target zone)及运动持续时间(例如针对平常有运动习惯且无其他病史的用户，系统评估的结果可能为：体适能等级为低风险、目标区间10及运动持续时间5分钟)，再透过穿戴装置(或APP或其他显示设备或手持装置)(如图2的导引单元206)以导引用户初始的运动强度及运动量，且云端服务器依据用户生理数据、健康数据、初始的运动强度及运动量所组成的群组中的至少一个经由穿戴装置提供用户训练前的注意事项，以导引用户达成所述目标区间。其中，图2的接收单元204与导引单元206亦可为同一装置，同时具有接收与导引(或显示)的功能(例如APP或手机或其他手持装置)。

一般而言，本发明所述及的实施例可由流动应用程序(APP)或计算机软件(Software)所实现，或者藉由硬件，或藉由软件及硬件的组合实现也可以是韧体实现。所述硬件可包括，但不限于下列：具有通信能力的桌面计算机、移动电话(手机)、具有无线通信能力的个人数字助理(PDAs)、具有无线通信能力的便携计算机、具有无线通信能力的游戏设备、允许无线因特网存取及浏览的因特网设备，以及包含此等功能的组合的便携设备或终端机。

其中，目标区间(target zone)可定义为运动时目标运动强度所座落的区间，运动强度单位可为卡路里/分钟、卡路里/小时、卡路里/天、代谢当量(metabolic equivalent of task,MET)、瓦特(Watt)(或焦耳/秒、焦耳/分钟、焦耳/小时、焦耳/天)、公里/分钟、公里/小时、公里/天、英里/分钟、英里/小时、英里/天、公尺/秒、公尺/分钟、公尺/小时、公尺/天、英尺/秒、英尺/分钟、英尺/小时、英尺/天、心率强度、心率、速度、最大摄氧量(maximal oxygen uptake，VO_2max)、呼吸频率及伯格量表....等等或其他可表示运动强度的单位。

若运动强度以心率强度为例，在心率储备率(Heart rate reserve,HRR)心跳强度计算系统中，假设目标心率强度为80％，则目标区间可定为70％-90％，当用户的运动强度落在70％-90％之间，则控制单元205视为有达到目标。一般来说，高强度目标区间的心率强度介于60％-80％之间，中等强度目标区间的心率强度介于40％-60％之间。心率强度的算法如下(1)及(2)式：

心率强度＝[(当下心率-休息心率)/(最大心率-休息心率)]×100％ (1)

最大心率＝220–体适能年龄 (2)

其中，心率强度≠心率绝对值≠速度，且心率值的侦测可透过心率带或其他感测装置以取得。

心率强度有各种不同算法，本发明的心率强度概括所有的心率强度算法。描述心跳强度的不同可转换单位有％HRmax、％HR Reserve、％VO2max、％VO2 Reserve等。(参考文献:“Relationship between％HRmax、％HRR、％VO2max、％VO2Reserve in elite cyclists.”；网址:http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17277600)

在另外其他算法(％HRmax)中，

心率强度＝(当下心率)/(最大心率)×100％ (1)

最大心率＝220–体适能年龄 (2)

心率带是一个发射器，心率带上有两个导电橡胶的电极用来侦测心电信号，信号通过心率带内部的放大和滤波电路，由单片机读取。每当心电信号大于一个阀值时，单片机会推动一个工作频段在5.3khz的信号产生器，发射出一个脉冲。记录两个脉冲之间的时间间隔(通常为数个毫秒)，经过运算就得到了心率。另外也有透过光学测量脉搏频率，在多数情况下常被视为『心率』同等信息。

由下表1的例子可知，因志明和春娇的体适能年龄、休息心率、最大心率皆不同，即使当下心率皆为150，对志明而言的运动强度为82％，但对春娇而言的运动强度则为74％。

表1

因此，本发明的运动管理系统可针对不同的用户量身订做合适运动强度的目标区间(即属于自己的运动方程式)，帮助用户以更有效率及安全的方式运动。请参阅图5的运动方程式，系统对用户在19分钟的运动中，心率强度变化的建议，让用户以循序渐进的方式开始运动，由心率强度40％提升至60％，再提升至80％，之后再降回40％，其中目标运动强度为图中最高的80％，目标区间则可订为70％-90％。

云端服务器除了计算用户初始的目标区间之外，亦依据用户的健康目标及健康生理数据产生特定期间(例如一周、双周、一月、一季……等等)内的训练计划。在用户输入健康目标(降血压、降血脂、降血糖、降体脂、瘦腰围、减重、改善骨质疏松丶改善不孕症、改善巴金氐症、抗忧郁或改善身体健康指标等等)后，本发明的运动管理系统的云端服务器将根据不同的健康目标，规划及管理特定期间内的以下训练计划：总运动量卡路里、日运动量卡路里、日运动强度及运动持续时间、总中、高强度运动持续时间、日饮食卡路里、运动 模式(有氧运动、间歇运动、肌力训练(Resistance Strength Training,RST)(例如肌力阻力训练)或是柔软度运动(Flexibility))及运动频率等任一项目，并提供用户训练的注意事项。用户在运动的过程中，其运动强度及运动量(或运动持续时间)等运动数据可透过传感器(如图2的感测单元207)传送给云端服务器(如图2的控制单元205)，并经由云端服务器管理用户的运动强度、运动量及运动模式。此外，经由计算机(或应用程序(APP)或智能型手表或其他接收装置)(如图2的接收单元204)亦可接收用户于某次运动后所提供的运动强度等数据(例如：伯格量表(Borg scale)或代谢当量(MET)或最大摄氧量(VO_2max))供云端服务器来管理及分析用户的运动状态。此外，云端服务器亦可产生与健康目标(或运动强度或运动器材)相关的影音信息，并透过穿戴装置(或APP或其他显示设备或手持装置)(如图2的导引单元206)以导引用户执行训练计划。其中云端服务器依据所述训练计划产生多组参数设定范围，有关于运动量、运动强度、运动时间的参数可依以下单位设定所述阀值或目标范围：心率、心率强度、速度、伯格量表、MET、VO_2max、分钟及心率强度、小时及心率强度、天及心率强度、周及心率强度、分钟及速度、小时及速度、天及速度、周及速度、分钟及Borg scale(伯格量表)、小时及Borg scale、分钟及MET、小时及MET、秒及VO_2max、分钟及VO_2max、小时及VO_2max、天及VO_2max、Watt及秒、Watt及分钟丶Watt及小时、Watt及天、卡路里及心率强度、卡路里/分钟、卡路里/小时、卡路里/天、卡路里/周、秒、分钟、小时、天、周、卡路里、公里、英里、公尺、英尺(或其他可表示运动量、运动强度、运动时间的参数)…等等。之后云端服务器便开始累计不同时间由接收装置、穿戴装置等传入的数值并计算，若计算结果未达到阀值或目标范围，将针对不足的时间、强度、运动量等，经由穿戴装置(或APP或其他显示设备或手持装置)(如图2的导引单元206)提醒用户需要对不足的地方提高执行力道，或是对过高的地方降低执行力道，或是继续保持训练，以督促关怀用户达到训练计划。

特定期间的运动量可以以下单位表示：卡路里/每天、卡路里/每周、焦耳/每天、焦耳/每周、公里/每天、公里/每周、英里/每天、英里/每周、公尺/每天、公尺/每周、英尺/每天、英尺/每周、心率(强度)×分钟/每天(或是每天在某心率(强度)以上维持多少分钟)、心率(强度)×小时/每天(或是每天在某心率(强度)以上维持多少小时)、心率(强度)×分钟/每周(或是每周在某心率(强度)以上维持多少分钟)、心率(强度)×小时/每周(或是每周在某心率(强度)以上维持多少小时)、VO_2max×分钟/每天、VO_2max×小时/每天、VO_2max×分钟/每周、VO_2max×小时/每周、Watt×秒、Watt×分钟及Watt×小时...等等或其他可表示运动量的单位。

以下为本发明的运动管理系统实际的例子。

例如，以降血压为健康目标，会产生下列的建议及提醒：

●ACSM及美国心脏科医学会(AHA)建议有氧间歇运练(Aerobic Interval Training, AIT)可为非药物预防或治疗高血压。

●运动方式以有氧运动为主，例如快走丶慢跑丶健身车等。可搭配肌力阻力训练(RST)，训练大肌肉群尤其是下肢为主。

●建议周运动量：1000卡、建议周中、高强度运动时间：150分钟。

●建议的初始AIT运动强度目标区间：10％～20％。

●建议的初始RST运动强度目标区间：10％～20％(可用蹲站丶沙袋抬腿丶坐站，约每周2-3次；每次执行后休息3天再执行RST)。

承上警语:

●高血压患者可能潜在心血管疾病，因此运动中注意疼痛或不适，若不适请停止运动。

●服用乙型拮抗剂一类的降血压药物可能会降低心率反应，因此运动方案建议不高于中度强度40-60％HRR，若使用高强度方案前请咨询医师。

●运动前收缩压>200mmHg或舒张压>115mmHg请勿运动。

●忌讳上半身重量训练或憋气行为，可能会血压爆升。

●针对一定年龄以上或体重过重以上用户建议使用护膝。

例如，以降血脂为健康目标，会产生下列的建议及提醒：

●ACSM建议以有氧间歇运动(AIT)为主，辅以肌力阻力训练(RST)交叉训练。肌力阻力训练(RST)训练以大肌肉群尤其是下肢为主。

●建议的初始AIT运动强度目标区间：40％～60％HRR。

●建议的初始RST运动强度目标区间：25％～45％HRR(可用蹲站丶沙袋抬腿丶坐站，约每周2-3次；每次执行后休息3天再执行RST)

●建议周运动量：1500卡、建议周中、高强度运动时间：150分钟。

承上警语：

●高血脂患者可能潜在心血管疾病，因此运动中注意疼痛或不适，若不适请停止运动。

●服用降血脂药物可能引起肌炎，运动中若肌肉无力、异常疼痛请就医。

●BMI<18者周运动量请咨询医护人员。

●针对一定年龄以上或体重过重以上用户建议使用护膝。

除了有效的运动强度及运动持续时间的管理，运动模式(Modality)及运动场所的选择也很重要。关于运动模式的选择，运动模式对健康目标十分重要，例如运动者欲追求心血管健康以改善高血压时，医师或训练师会建议「以有氧运动为主」并且着重「下肢体大肌肉群」的训练，并建议使用都会区跑步机、健身车、有氧操场所、跑道等来运动；因为上肢 体或过多的重量训练(无氧运动)反而会造成运动者血压突然上升，带来健康风险。同理，如果是中高龄运动者想预防「少肌症」及「第二型糖尿病」，建议以训练肌肉成长为健康目标，则运动模式必须着重肌耐力训练，而非以有氧训练为主。

关于运动场所的选择，运动场所的方便性(convenience)及可利用性(availability)常造成没有时间的现代人无法有效健康运动，然而大街小巷除了专业健身房及戸外运动场外，其实有更多个人工作室、私人健身器材、有意愿的健康运动分享者。因此，基于上述理由，个人健康目标丶相关运动量需求丶相关运动强度需求丶相关运动时间需求丶相关运动模式需求丶运动场所需求丶可运动时间丶相对合理费用等等都应该在一平台媒合。

因此完整的健康运动管理，除了有效的运动强度及运动持续时间，应该包括运动模式的适当选择及推荐，例如个人位置(如居所，工作场所，外出地点)及附近可提供「健康目标」运动模式需求的设备(如都会区跑步机，健身车，有氧操场所，跑道等)及可能的训练师。

本发明的运动管理系统亦可透过物联网(Internet of Things)及卫星定位完成以下程序：

a.用户输入个人生理数据、健康数据、健康目标及方便运动时间(或计划运动时间)。(如图2的接收单元204来接收)

b.经由物联网将数据上传至云端服务器，云端服务器先演算得到优化运动模式丶运动持续时间丶运动量及运动强度，并传送至个人手持装置(例如智能型手机)(如图2的导引单元206提供信息给用户)，再透过个人手持装置搜寻所述地点附近符合以上条件的运动场所或训练师并完成媒合。

c.经由个人手持装置辅助记录(例如智能型手机的APP)以准确完成运动过程并经由物联网将相关运动数据上传至云端服务器以累计健康运动量丶运动强度及运动持续时间，并且提供下次运动建议给用户。

d.个人使用手持装置经由物联网上社群网站分享运动过程及结果以增强运动动机。其中，图2的接收单元204与导引单元206亦可为同一装置，同时具有接收与导引(或显示)的功能(例如APP或手机或其他手持装置)。

如系统可推荐一位欲改善高血压的用户，至其住家附近的健身房进行偏重下肢大肌肉群训练。

第2实施例

本发明的运动管理系统根据上一次运动后产生的实际强度(强度单位可为心率、心率强度、速度、最大摄氧量、伯格量表、代谢当量、呼吸频率……等等)，与上一次建议的锻练方案做比较，计算其遵循度、恢复能力，与用户在运动后对此次运动的本体感觉如何，和下次运动前用户当下的精神生理状况(包含休息心率、睡眠质量、身体疲倦度、精神生理状况)等，产生建议的下一次锻练方案。

前述的本体感觉为本发明的发明，类似疼痛指数，由用户运动后的自身感觉来为整体运动评分，可分为轻松、有点喘、很喘。若是轻松，代表用户的运动能力高于所述运动所要求的能力，系统建议的第二锻练方案的运动强度可能增强；若是有点喘，代表用户的运动能力约莫等同于所述运动所要求的能力，系统建议的第二锻练方案的运动强度可能不变；反之，若是很喘，系统建议的第二锻练方案的运动强度可能下降。

请参阅图6，其是根据本发明的实施例的运动方案(Exercise Solution,ES)的管理系统600，包括运动管理流动应用程序(APP)601、用户提供的参数602、某一用户的心率603、云端服务器604和比较器605。在某些情况下，管理系统600亦可以被整合成一套设备，而不限于分布式的系统。

运动管理APP 601接收来自上述用户的第一锻练方案(ES1)以及运动记录(Exercise Record,ER)(包含：上一次运动时的心率603，以及用户提供的参数602(比如上一次运动后的本体感觉))。随后，运动管理APP 601将上述数据透过无线网络或其他的媒介上传至云端服务器604。在下一次运动前，所述用户提供的参数602如休息心率、前一晚睡眠质量、疲倦度、精神生里状况等，传到运动管理APP601再上传到ER，云端服务器604之中的比较器605将根据上一次锻练方案(ES1)以及ER所接收的所有信息而进一步规划上述用户下一次锻练方案(ES2)。运动管理APP 601可实时获取下一次锻练方案(ES2)的信息，并透过一装置导引上述用户的运动行为，从而调整其运动量、运动强度及组合所组成的群组之一。在某些情况下，运动管理APP601亦可执行所述装置的导引工作；然而所述装置与运动管理APP601亦可互不隶属。然而，在某些范例之中，除以软件之外，组件601可以利用硬件的方式实施，比如穿戴式装置、计算机、运动设施健身器材、跑步机、滑步机、飞轮等等。

在其他的范例中，只要运动管理APP 601收到上述用户的运动量、运动强度及组合所组成的群组之一，即使比较器605并未为上述用户规划运动方案的情况下，管理系统600仍能累计周运动量、强度及组合所组成的群组之一，并进行管理。

请参阅图7，其是根据本发明之一实施例而进行的每周运动管理的方块图。在方块700之中，用户输入健康目标，比如降血压、降血脂、降血糖、降体脂、瘦腰围、减重、改善不孕症、改善巴金氏症、改善骨质疏松、抗忧郁或改善身体健康指标等等的需求。

在其他的范例中，在方块700之中，用户也可自行输入或是由装置自动输入生理数据及健康数据，其中所述生理数据及健康数据的内容包含所述用户的基本生理数据、性别、年龄、休息心率、体重、身高、BMI、腰围、血压、血糖、血脂、体脂、病史、家族病史、吸烟、健康数据及运动习惯所组成的群组中的至少一个。

在方块701之中，第1控制单元为用户进行每周的运动量、运动强度及组合所组成的 群组之一的规划、管理并产生本次运动方案(ES1)，在其他的情况下，第1控制单元亦可针对其他特定时间而进行运动管理，时间单位可以是每日、每月、每季、每半年或用户所指定的任何特定时段；

在方块702之中，导引用户执行每次运动量及运动强度。

在方块703之中，根据方块702的运动记录，使得第2控制单元产生下一次锻练方案(ES2)，并回馈方块701和方块704。并也会回馈用户实际执行的运动量及运动强度给方块701。

在方块704之中，用户可根据下一次锻练方案(ES2)之中有关于目标区间的信息而决定下一步的运动行为，比如加大、维持或减缓其运动强度。

请参阅图8，其是根据本发明之一实施例的运动管理方法的步骤流程图，其中步骤S801侦测用户于时间间隔中的运动强度，比如心率、心率强度、最大摄氧量(maximal oxygen uptake，VO_2max)、呼吸频率、瓦特(Watt)和运动速度等等，时间单位可以是毫秒、秒、分钟，或视应用而变化。

步骤S802接收所述用户的第一目标区间。

步骤S803依据所述用户的所述运动强度、所述第一时间间格中的第一目标区间来产生第二目标区间，以使所述用户据以决定其一第二时间间隔中的运动行为。此目标区间为强度区间。

请参阅图9，其是根据本发明之一实施例的运动方案建议，所述锻炼方案建议更新稍后的锻练方案，其强度区间可能提升、持平或是下降。请同时参阅图6。对于非初次使用运动管理APP 601的用户而言，比较器605将根据上一次锻练方案(ES1)、最终的运动纪录(ER)而决定ES的更新。比如，若用户前一次的达标率较好，而且其睡眠质量与疲倦度较好的情况下，比较器605将判定下一次锻练方案(ES2)可以升一级，比如加强其强度区间5％的幅度。

反之，若用户前一次的达标率较差，而且其睡眠质量与疲倦度亦欠佳、其休息心率增加的条件下，比较器605将判定下一次锻练方案(ES2)可以降一级，比如减少其强度区间。

若用户自我感觉其睡眠质量与疲倦度很差的话，比较器605将判定下一次锻练方案(ES2)应予降二级以避免风险。

在其他情况下，比较器605将维持同样的下一次锻练方案(ES2)，即ES2＝ES1。

在本范例之中，可采用单一次运动目标区间(target zone)达标率。所述单一次运动目标区间达标率为y/x*100％，x是相应于所述上一次锻练方案(ES1)之中，不低于目标区间的运动时间，而y是相应于所述感测单元所测得的所述用户的所述运动强度不低于所述目标区间的实际运动时间。

在其他的范例中，亦可采用中、高强度区间达标率(HRR≥40％～60％)，其计算方式如下：

■锻炼方案建议的不低于40％～60％的HRR的时间x

■实际跑出不低于40％～60％的HRR的时间y

■中、高强度区间达标率＝y/x*100％

锻炼方案执行的结果亦可利用多种方式进行评估，诸如单一运动恢复率、单一锻炼方案完成后的本体感觉或是休息心率等。

单一运动恢复率，其定义为达成单一次运动目标区间后，所述感测单元所测得的运动强度恢复(Recovery)效率，可用以下算式表示：

●运动结束前最后20秒的平均心率强度Ia

√若单一次运动目标区间(target zone)达标率>＝25％

Ia>＝建议的最后区间强度+10％

＝>对此运动恢复率不佳

√若单一次运动目标区间(target zone)达标率>＝25％

建议的最后区间强度+10％>Ia>＝建议的最后区间强度

＝>对此运动恢复率一般

√若单一次运动目标区间(target zone)达标率>＝25％

建议的最后区间强度>Ia

＝>对此运动建恢复率较佳

在本发明其他的范例之中，下一次锻炼方案(ES2)可由单一次运动目标区间(target zone)达标率、中、高强度区间达标率、单一运动恢复率、运动后的本体感觉、下一次进行运动之前的睡眠质量、疲倦度、精神生理身体状况等共同决定ES2的建议强度要升还是要降。

由本发明产生的运动方案，其建议的运动强度目标区间将阶梯似的上下移动；长远来看，因用户的体适能力终将慢慢进步，其建议的运动强度目标区间将呈现上扬趋势。

本发明的运动管理系统将纪录与管理用户每次的运动量、运动时间、强度、运动模式(有氧运动、间歇运动、肌力训练或是柔软度运动及及所组成的群组之一)，并参考用户一开始所选择的健康目标及生理健康数据，适时给予用户运动督促与关怀，以提醒用户完成运动建议；其中，督促关怀用户的方式可包含恭喜、警示、提醒或督促用户，可提供用户运动、饮食、生活型态建议。本发明就是以系统化、科学化的方式帮助用户达成一段时间内的运动量、运动强度及运动模式。

本发明的运动管理系统的后端照护管理模块，可以让用户或是个管师自己设定许多不同参数及其各自阀值范围，并设定智能引擎，当某参数符合(等于、大于或小于)某种阀值范围，就送出信息给用户。参数可以包含：建议周运动量、本周实际运动量、上周实际 运动量、上周实际运动量排名、本周中、高强度达标率、本周运动量达标率、本周运动量达标率排名、收缩压、舒张压、体重、体脂、休息心率、腰围、单次运动卡路里、单次运动最高强度、建议运动方案最高强度、单一运动方案目标区间达标率、单一运动方案中、高强度达标率、单一运动方案运动恢复率、单一运动方案完成后的本体感觉、血型动态平衡(乳酸动态平衡)、心率、心率强度、速度等。

请同时参阅图10、图11和表2。图10是参与本发明的运动管理课程的学员的运动强度记录表；图11是参与本发明的运动管理课程的学员的运动强度呈现阶梯式提升的示意图；表2为参与本发明的运动管理系统的14位学员，其运动方案规划课程的实际功效。

在表2之中，参加运动管理课程的人数共计14人，中途退出2人，不遵循规范而在计算样本时删除：1人。有效样本数：11人。运动管理课程维持6周，其中并无营养师介入，只以口头告知学员不要大吃大喝。可以发现参与运动管理课程的学员的目标区间运动强度确实皆呈现阶梯式提升的现象。且经本发明的运动管理课程，学员的脂质套组(Lipid Profile)获得显著的改善，证实本发明的运动管理系统确实可以促进健康。

表2

请参阅图11，可看出本发明尤其适合各种不同体适能者，其目标区间运动强度皆可按阶级式提升，更多的左证如下。

精确运动量丶强度丶模式的运动锻练已经临床验证有效于多种慢性疾病如心血管，心脏，脑血管，颈动脉硬化，降血脂，改善糖尿病的胰岛素感受性。

生理研究发现经高于特定强度，如60-80％HRR，或相同强度的最大心率、速度、VO_2max最大摄氧量、代谢当量、伯格量表的运动锻练，参加课堂的学员，其课后的粒腺体功能、氧合能力、血管内皮细胞(endothelial cells)可得到改善，且明显优于传统性运动。而且经 由原始体能及生理状况评估先从一般学员可接受较低锻练区间开始，渐进提升锻练区间再辅以实际身体反应能力评估例如：

A：心率、呼吸、本体感觉、提升达标率；B：学员达到锻练强度后身体快速恢复能力，如锻练区间由60-80％HRR快速(如数秒钟或分钟)降低至40％HRR以下，或达到锻练区间后马上停止锻练然后观察学员心率或强度恢复正常的速度；C：结束锻练区间后本体感觉，最理想是有点喘，若呈现太喘则表示锻练区间设定太高，相反轻松可能表示锻练区间太低；D：锻练当天的休息心率也是微调锻练区间的重要依据，当学员当天的休息心率比昨日高8-30次/每分钟，表示身体尚未恢复，因此今日当下无法以同样锻练区间，而要降低锻练区间或停止锻练；E：锻练当天的体能状态或呼吸频率，基础体温，前天睡眠质量也都可能影响今日课程锻练区间，有必要时可以作调整。

目前临床研究亦发现精密控制某运动量丶强度丶模式的运动锻练区间可以产生再塑造效果及新适应能力，提升学员某些生理指标，改善例如血压丶血糖丶血脂等。

分子医学研究发现精密控制某运动量丶强度丶模式的运动锻练区间可以有效提升学员骨骼肌、心肌，其他平滑肌的生理代谢适应力，主要是透过粒腺体功能增进peroxisome-proliferator activated receptorγcoactivator(PGC)-1α的活性。PGC-1α被视为肌肉粒腺体主管者，而粒腺体代表肌肉活力及表现。证证据显示精密控制某运动量丶强度丶模式的运动锻练区间可以活化人类肌肉PGC-1α，可以运动锻练区间后血清中PGC-1αmRNA表现突出证明之。

另外，精密控制某运动量丶强度丶模式的运动锻练区间研究发现可以活化5'-AMP-activated protein kinase(AMPK)及p38mitogen-activated protein kinase(MAPK)。这二种生理信息被证实可以活化PGC-1α。而后者又可以辅活化(co-activate)transcription factors(TF)来增加粒腺体基因转录，进而增加制造更多的粒腺体。这些现象目前认为可能来自精密控制某运动量丶强度丶模式的运动锻练区间造成肌肉细胞内上游信息ATP:ADP/AMP比例及同时活化5'-adenosine monophosphate-activated protein kinase(AMPK)。

另外发现活化p38mitogen-activated protein kinase(MAPK)及提高活性氧化物(ROS)浓度也有关系。

实验证明精密控制某运动量丶强度丶模式的运动锻练区间甚至可提高PGC-1达100％，另外肌肉细胞吸收葡萄糖能力、抗氧化能力、抗肌肉萎缩能力、抗氧化力也呈同步增强。

请同时参阅图6和图12；是根据本发明的运动方案健康促进物联网的循环图，其中在步骤12a之中，先执行输入或装置自动上传生理健康数据；在步骤12b之中，执行用户的体适能评估，并分成高、中和低体适能等级；在步骤12c之中，执行运动方案(训练、锻 练计划)建议产生；在步骤12d之中，引导用户运动；在步骤12e之中，则根据前次的运动而进行成果分析回馈；在步骤12f之中，运动管理系统进行运动督促关怀；最后在步骤12g之中，运动管理系统将适时地给予用户生活形态分析及建议。综上所述，根据本发明的运动管理系统可使得用户的健康与运动管理相互关连正向循环，并且透过关怀与追踪达到实质效益。

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实施例

1.一种运动管理系统，包括：感测单元，被配置以侦测用户的运动强度、运动量及其 组合所组成的群组中的至少一个；接收单元，被配置以接收所述用户的健康目标；以及控制单元，被配置以依据所述健康目标产生在特定期间内的训练计划，并管理所述用户的所述运动量、所述运动强度及其组合所组成的群组中的至少一个，以达成所述训练计划。

2.如实施例1所述的运动管理系统，其中所述运动强度为心率、心率强度、速度、呼吸频率、伯格量表(Borg Scale)、最大摄氧量(VO_2max)、功率及代谢当量(MET)所组成的群组中的至少一个。

3.如实施例1～2所述的运动管理系统，其中所述控制单元进一步被配置以依据所述健康目标管理所述用户的运动模式，且所述运动模式为有氧运动、间歇运动、肌力训练及柔软度运动所组成的群组中的至少一个。

4.如实施例1～3所述的运动管理系统，其中所述健康目标为降血压、降血脂、降体脂、降血糖、瘦腰围、减重、改善骨质疏松丶改善不孕症、改善巴金氐症、抗忧郁及改善身体健康指标所组成的群组中的至少一个。

5.如实施例1～4所述的运动管理系统，还包括导引单元，被配置以接收所述控制单元的提醒信息以导引所述用户达成所述训练计划。

6.如实施例1～5所述的运动管理系统，其中所述控制单元进一步被配置以依据所述训练计划产生至少一组参数的目标范围，所述至少一组参数为时间、心率、心率强度、速度、伯格量表(Borg scale)、代谢当量(MET)、最大摄氧量(VO_2max)、功率、呼吸频率、热量/时间、功/时间、时间及心率、时间及心率强度、时间及速度、时间及伯格量表、时间及代谢当量、时间及最大摄氧量、时间及功率、时间及呼吸频率、热量、距离、功所组成的群组中的至少一个。

7.如实施例1～6所述的运动管理系统，其中所述控制单元进一步被配置以依据所述目标范围传送所述提醒信息至所述导引单元，以导引所述用户达成所述目标范围。

8.如实施例1～7所述的运动管理系统，其中所述接收单元进一步被配置以接收所述用户的生理数据及健康数据，其中所述生理数据及所述健康数据的内容包含所述用户的基本生理数据、性别、年龄、休息心率、体重、身高、BMI、腰围、血压、血糖、血脂、体脂、病史、家族病史、吸烟及运动习惯所组成的群组中的至少一个。

9.如实施例1～8所述的运动管理系统，其中所述控制单元进一步被配置以依据所述生理数据、所述健康数据及其组合所组成的群组中的至少一个产生目标区间。

10.如实施例1～9所述的运动管理系统，其中所述目标区间为包含目标运动强度的区间。

11.如实施例1～10所述的运动管理系统，其中所述控制单元进一步被配置以依据所述目标区间传送所述提醒信息至所述导引单元，以导引所述用户达成所述目标区间。

12.如实施例1～11所述的运动管理系统，其中所述控制单元进一步被配置以依据所述生理数据、所述健康数据、所述运动强度及所述运动量所组成的群组中的至少一个传送所述提醒信息至所述导引单元，以提醒所述用户注意事项。

13.如实施例1～12所述的运动管理系统，其中所述接收单元进一步被配置以接收所述用户的计划运动时间，且所述控制单元依据所述健康目标、所述生理数据、所述健康数据及所述计划运动时间所组成的群组中的至少一个，产生建议运动模式、建议运动持续时间、建议运动强度及建议运动量所组成的群组中的至少一个，并搜寻合适的运动场所、训练师及其组合所组成的群组中的至少一个信息，且经由所述导引单元将所述信息传送给所述用户。

14.一种运动管理方法，包括：(a)提供接收单元以接收用户的健康目标；(b)提供控制单元以依据所述健康目标产生训练计划；(c)提供感测单元以侦测所述用户的运动强度、运动量及其组合所组成的群组中的至少一个；以及(d)管理所述用户的所述运动量、所述运动强度及其组合所组成的群组中的至少一个，以使所述用户达成所述训练计划。

15.一种运动管理方法，包括：(a)产生用户的健康目标；(b)因应所述健康目标产生在特定期间内的训练计划；以及(c)管理所述用户在所述特定期间内的运动行为，以使所述用户达成所述训练计划。

16.如实施例15所述的运动管理方法，其中所述运动行为是运动量、运动强度及运动模式所组成的群组中的至少一个。

17.一种锻练方案的管理系统，包括：感测单元，侦测用户的时间间隔之内的运动强度；接收单元，接收所述用户在第一时间间隔之内的第一锻练方案(Exercise Solution,ES)；以及控制单元，依据所述用户的所述第一锻练方案，以及所述运动强度、用户本体感觉、用户睡眠质量、用户精神生理状况、用户休息心率的组合的至少其中之一，来产生第二时间间隔之内的第二锻练方案。

18.如实施例17所述的管理系统，其中所述第一锻练方案为包含目标区间、运动量及运动模式所组成的群组中的至少一个。

19.如实施例17所述的管理系统，其中所述第二锻练方案为包含目标区间、运动量及运动模式所组成的群组中的至少一个。

20.如实施例17所述的管理系统，其中所述控制单元依所述运动强度及所述第一锻练方案，运算出单次运动目标区间达标率、中、高强度区间达标率、单一运动恢复率，其组合的至少其中之与第二锻练方案有关。

21.如实施例20所述的管理系统，其中所述单一次运动目标区间达标率为b/a*100％，a是相应于所述第一锻练方案之中，不低于目标区间的运动时间，而b是相应于所述感测 单元所测得的所述用户的所述运动强度不低于所述目标区间的实际运动时间。

22.如实施例20所述的管理系统，其中所述单一运动恢复率是达成目标区间后，所述感测单元所测得的运动强度恢复(Recovery)效率。

23.如实施例22所述的管理系统，其中所述感测单元所测得的运动强度是心跳强度，所述运动强度恢复效率是指心跳强度恢复(Recovery)效率。

24.如实施例19所述的管理系统，其中所述控制单元依据与所述第二锻练方案相关的目标区间来传送信息至所述用户，以导引所述用户遵循以达到所述目标区间、提醒所述用户注意事项，及其组合所组成的群组中的至少一个。

25.如实施例19所述的管理系统，其中所述控制单元进一步产生相较于所述第一锻练方案，所述目标区间阶梯似(graded)移动的所述第二锻练方案。

26.如实施例17所述的管理系统，其中所述运动强度是心率、心率强度、速度、伯格量表(Borg scale)、代谢当量(MET)、最大摄氧量(VO_2max)、功率、呼吸频率所组成的群组中的至少一个。

27.如实施例17所述的管理系统，进一步包括与所述控制单元电性连接的云端单元，用以累计所述运动量、所述运动强度及所述运动模式所组成的群组中的至少一个。

28.一种运动管理系统，包括：感测单元，侦测用户于时间间隔中的运动强度；接收单元，接收所述用户的第一时间间隔中的第一运动强度目标区间；与控制单元，依据所述第一运动强度目标区间，以及所述运动强度、本体感觉、睡眠质量、精神生理状况、休息心率的组合的至少其中之一来产生第二运动强度目标区间，以使所述用户据以决定其一第二时间间隔中的运动行为，其中所述运动强度包含：心率、心率强度、速度、伯格量表(Borg scale)、代谢当量(MET)、最大摄氧量(VO_2max)、功率、呼吸频率所组成的群组中的至少一个。

29.一种管理锻练方案的方法，包括下列步骤：(a)侦测用户的运动强度；(b)接收在上一时间间隔之内的第一锻练方案；以及(c)依据所述用户的所述运动强度和所述第一锻练方案来产生在下一时间间隔之内的第二锻练方案。

30.如实施例29所述的方法，进一步包括经由装置提供指示信号来引导所述用户调整所述运动强度，以遵循所述第二锻练方案。

总结而言，本案实为一难得一见，值得珍惜的难得发明，惟以上所述者，仅为本发明的最佳实施例而已，当不能以之限定本发明所实施的范围。即大凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应仍属于本发明专利涵盖的范围内，谨请贵审查委员明鉴，并祈惠准，是所至祷。