CN106730766A - 一种基于心率数据的成人运动负荷的评价方法 - Google Patents

一种基于心率数据的成人运动负荷的评价方法 Download PDF

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Abstract

一种基于心率数据的成人运动负荷的评价方法，包括运动心率、运动时间采集、传输、分析及体育锻炼运动负荷评价；运动心率和时间利用腕带式心率表采集，数据传输至手机，通过手机端App分析和展示体育锻炼的时间、心率，并利用无线连接上传至互联网，在网站平台上进行储存，网站设定不同层级的权限，管理者、用户都能够在网站上查看运动锻炼的时间、心率、运动负荷分值，监控运动。

Description

一种基于心率数据的成人运动负荷的评价方法
技术领域
本发明涉及一种基于心率数据的成人运动负荷的评价方法。
背景技术
近年来，随着生活水平的提高，静坐少动人群增加，各种“富贵病”应运而生。多数人为了预防或治疗疾病，会选择运动的方式，科学合理的运动有助于提高人们的生活质量。选择的运动强度较低时，不足以使身体产生变化，浪费时间；选择的运动强度过大时，增加运动受伤的风险。
目前，计步器、加速计和心率表是运动负荷的监控主要工具。计步器是一个简单的机械运动传感器，它通过记录人体在垂直轴向上移动的加速和减速测量步行或跑步时的步数，是一种简单易用、价格低廉的体力活动客观测量方法，近年来，计步器(或带有计步功能的加速度计)已被应用于美国、加拿大等国的全国性体力活动调查。计步器数据易于理解，且佩戴者可直观看到计步器所记录的步数，计步器的主要不足之处是它只是简单地记录步数而不能测量体力活动的强度、运动持续时间或频率，如不能用于测量举重、游泳、自行车等体力活动，由于缺乏准确的预测方程，即使能够准确记录步数，也无法准确计算能量消耗。此外，适用于正常步态的健康人群，极度肥胖、腹部肥胖和步态异常的人群不适用。
加速度计是另一种在测量体力活动的流行病学研究中常用的硬件。佩戴加速度计可以将佩戴者的运动情况量化，并通过转换公式计算出能量消耗与运动强度(低、中、高强度运动)。加速度计小巧便携，长时间佩戴不会感觉不适，人体运动的加速度与运动的强度和能量消耗有关，加速度计可探测人体在不同轴向(单轴加速度计为垂直轴，三轴加速度计为垂直轴、矢状轴、冠状轴)上运动的加速度并记录为加速度计数，佩戴加速度计可以将佩戴者的运动情况量化，并通过转换公式计算出能量消耗与运动强度(低、中、高强度运动)。加速计的不足之处是其价格昂贵，仅能满足小样本量的研究需求，在国内大部分中小学校中推广的可行性不高。另外，加速度计数据需要专门的软件进行下载和处理，且其数据处理相对复杂；其次，加速度计的使用(如采样间隔、有效数据筛选、界值的选择等)尚缺乏统一的标准，妨碍了不同研究间结果的可比性；加速度计对一些体力活动不敏感，如骑自行车、爬楼梯运动和上肢运动等，从而可能低估真实的体力活动水平，另外利用加速度计获得的不同体力活动耗能计算公式不能通用。
用心率来评定运动强度是最简便易行的方法。目前用心率这个指标来评定运动强度这一方法在国内外均被广泛使用。而心率表是使用最为广泛的运动负荷监控工具。Suunto、Polar等是目前最常用的胸带式心率监测设备，工作原理是通过佩戴在胸口的胸带上的传感器检测心动电流并无线传递给手表。由于直接放置在胸口上，其检测的准确性比较高也可以实时测量心率，是被广泛运用的一种类型的心率表，不足之处是佩戴不便。
为克服心率胸带不方便佩戴的缺陷和提高佩戴时的舒适性，众多的研究机构着手利用腕带式心率表监测心率，市场上已出现多种工作原理不同的心率腕带，但各种不同测量原理的心率腕带心率监测之间存在着较大的误差率。
心率是反映运动强度与能量消耗的重要指标之一，可以通过心率表收集运动心率和时间，并推算能量消耗水平。因此，监测成人在运动过程中的心率变化状况是反映运动负荷有效果的手段之一。
美国运动医学学会和美国心脏学会建议：所有18-65岁的健康成年人至少需要进行每周5天，每天30min中等强度有氧体力活动，或每周3天，每天20分钟较大强度的体力活动；建议中等强度和较大强度想结合的运动；30min中等强度有氧活动可分次进行，但每次至少持续10min或以上；每个成年人每周至少进行2天维持或增加肌肉力量和耐力的运动。
发明内容
基于目前没有一套完整的基于心率数据的成人运动负荷的评价方法，本发明设计与研发了运动负荷的评价方法。
本发明的技术方案如下：
一种基于心率数据的成人运动负荷的评价方法，包括运动心率、运动时间采集、传输、分析及体育锻炼运动负荷评价；运动心率和时间利用腕带式心率表采集，数据传输至手机，通过手机端App分析和展示体育锻炼的时间、心率，并利用无线连接上传至互联网，在网站平台上进行储存，网站设定不同层级的权限，管理者、用户都能够在网站上查看体育锻炼的时间、心率、运动负荷分值，监控运动。
所述的体育锻炼时间、心率反映了体育锻炼的运动负荷情况，体育锻炼的运动强度按照心率储备的百分比进行划分为低强度、中等强度、高强度和极高强度：低强度为0～40％心率储备，中等强度40～60％心率储备，高强度运动为60～85％心率储备，极高强度运动为大于85％心率储备各参数的计算方法为：
1)最大心率：HRmax＝208－0.7×年龄；
2)安静心率：在清醒、不活动的安静状态下的心率；
3)靶心率＝安静心率+(最大心率-安静心率)×心率储备百分比；
4)低强度、中等强度、高强度和极高强度对应的强度系数分别为1、2、3、4，将低强度、中等强度、高强度和极高强度体育锻炼的时间(分钟)乘以各自的强度系数，得出每种强度运动负荷，运动负荷的计算不计入低强度和极高强度的运动负荷，只计算中等强度和高强度运动负荷，运动负荷的计算公式为：
运动负荷＝2*×T中+3*×T高
运动负荷中高为中高强度运动负荷，T中和T高分别为中等强度和高强度体育锻炼的累加时间(分钟)
5)每日中等强度和高强度体育锻炼各30分钟时的运动负荷值为150，对应为100分，每日中等强度和高强度体育锻炼各0分钟时的运动负荷值为0，对应为0分，将运动负荷值转换为百分制的数值，公式为：
运动负荷百分制分值＝0.67*运动负荷
本发明的优点：
1)基于互联网技术和可移动式穿戴设备，实现了运动心率的收集、储存、分析，为监控体育锻炼的效果提供了工具；
2)实现对成人长时间的体育锻炼运动负荷准确的、个体化的监控，进而准确掌握一定周期内完成的锻炼活动的质量。
3)设定运动强度，科学合理的进行运动。
附图说明
图1为基于心率数据的成人运动负荷的评价方法工作示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。
一种基于心率数据的成人运动负荷的评价方法，利用腕带式心率表采集运动心率、时间，将运动心率和时间传输至手机，通过手机App分析储存、分析、展示，并利用无线连接传输运动心率、时间至互联网，在网站储存和管理数据，基于运动心率、时间计算出的中等强度、高强度的运动负荷，转换为百分制分值，政府管理部门、学校、家长以及学生自己能够了解、对比体育锻炼的效果。

Claims (5)

1.一种基于心率数据的锻炼运动负荷的评价方法，包括运动心率、运动时间采集、传输、分析及锻炼运动负荷评价；运动心率和时间利用心率带采集，数据传输至手机，通过手机端App(迈动健康)分析和展示锻炼的时间、心率，并利用无线连接上传至互联网，在网站平台上进行储存，然后专业人员(运动干预师)通过这些数据生成运动处方，并通过APP即时反馈给使用者。
所述的锻炼时间、心率反映了锻炼的运动负荷情况，锻炼的运动强度按照心率储备的百分比进行划分为低强度、中等强度、高强度和极高强度：低强度为0～40％心率储备，中等强度40～60％心率储备，高强度运动为60～85％心率储备，极高强度运动为大于85％心率储备各参数的计算方法为：
1)最大心率：HRmax＝208－0.7×年龄；
2)安静心率：在清醒、不活动的安静状态下的心率；
3)靶心率＝安静心率+(最大心率-安静心率)×心率储备百分比；
4)低强度、中等强度、高强度和极高强度对应的强度系数分别为1、2、3、4，将低强度、中等强度、高强度和极高强度锻炼的时间(分钟)乘以各自的强度系数，得出每种强度运动负荷，运动负荷的计算不计入低强度和极高强度的运动负荷，只计算中等强度和高强度运动负荷，运动负荷的计算公式为：
运动负荷＝2*×T中+3*×T高
运动负荷中高为中高强度运动负荷，T中和T高分别为中等强度和高强度锻炼的累加时间(分钟)
5)每日中等强度和高强度锻炼各30分钟时的运动负荷值为150，对应为100分，每日中等强度和高强度锻炼各0分钟时的运动负荷值为0，对应为0分，将运动负荷值转换为百分制的数值，公式为：
运动负荷百分制分值＝0.67*运动负荷。
2.根据权利要求1所述的一种基于心率数据的锻炼运动负荷的评价方法，其特征在于，所述心率采集设备包括但不限于心率带。
3.根据权利要求1所述的一种基于心率数据的锻炼运动负荷的评价方法，其特征在于，所述的方法传输运动心率和时间至手机，通过手机App分析储存、分析、展示运动心率、时间。
4.根据权利要求1所述的一种基于心率数据的锻炼运动负荷的评价方法，其特征在于，所述方法利用无线连接传输运动心率、时间至互联网，在网站储存和管理数据。
5.根据权利要求1所述的一种基于心率数据的锻炼运动负荷的评价方法，其特征在于，所述的运动负荷为基于运动心率、时间计算的中等强度、高强度运动负荷，运动负荷的分值为中等强度、高强度运动负荷的百分制分值。
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