CN115274111A - 一种潜水作业阶段性运动模拟测试模型的建立方法 - Google Patents
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Abstract
一种潜水作业阶段性运动模拟测试模型的建立方法：受试者利用功率自行车递增负荷运动，力竭运动停止，其后检测VO2并记录相应时间直至受试者的VO2恢复至运动初始摄氧量；将目标潜水距离等分为n个、每个距离m，以每距离m潜泳为阶段潜水任务，每距离m阶段潜水任务完成后，记录完成时间和受试者RPE，返回水面卸下潜水呼吸器并记录从停止潜泳卸下潜水呼吸器至测出稳定VO2的时间；利用每个从卸下潜水呼吸器至测出稳定VO2的时间对应稳定VO2除以相应时间内VO2下降率算出对应阶段潜水完成时VO2，进而计算功率自行车功率负荷G，通过G以对应潜泳的完成时间为阶段测试时间，对受试者进行运动模拟测试模型测试并记录VO2等。
Description
技术领域
本发明涉及模型建立技术领域，特别是涉及一种潜水作业阶段性运动模拟测试模型的建立方法。
背景技术
早期采用经典道格拉斯气袋法检测呼吸气体代谢指标，但该检测方法非实时测量、且测试过程较为繁琐。德国Cortex公司研发运动心肺功能测试仪，如Metamax II，采用混合室气体测试法或每次呼吸测试法，对运动过程中气体代谢指标进行检测。意大利Cosmed公司研发便携的呼吸气体代谢分析仪，如Cosmed K5。目前，便携式呼吸气体代谢装置主要与功率自行车或平板运动进行结合，其广泛用于检测陆上运动过程中呼吸气体代谢情况。而对于游泳运动过程中气体代谢指标的检测手段尚未成熟，目前主要采用自行车、跑步、游泳等工具间接测定游泳运动员的气体代谢指标，通过游泳水槽实验室，也能对游泳运动员进行递增负荷测试，用来评估其心肺功能。另外，利用游泳运动水下采样管等专用配件，结合Cosmed或Cortex公司的运动心肺功能测试仪，尽管在实施操作过程中相对繁琐和复杂，但是也能够完成游泳等运动过程中受试者的实时呼吸能量代谢测试。
然而，由于潜水作业要求潜水员长时间处下相对较大深度的水下环境中，测试所必需的气体分析传感器受湿度与气压等因素影响，无法保持可接受的准确性，限制了呼吸代谢监测设备在潜水运动监控中的应用。另外，潜水员水下作业时，会根据不同任务需要而采用不同的潜水呼吸装具，如自携式呼吸器、开式呼吸器、闭式/半闭式呼吸器等。潜水员所使用的呼吸气体成份、供/排气方式以及呼吸器呼吸阻力等因素都不相同。若采用经典的气袋法对潜水作业时的呼吸能量代谢进行测试，气体的收集与分析、呼吸阻力与管路死腔等问题将是影响测试的重要难题；而采用游泳水槽和水下配件等方式进行测试时，又无法对潜水任务以及潜水装具给潜水员带来的影响进行很好的模拟与评价。因此，目前尚无针对潜水过程中呼吸能量代谢的测试方法。
发明内容
本发明针对现有技术存在的问题和不足，提供一种潜水作业阶段性运动模拟测试模型的建立方法。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：
本发明提供一种潜水作业阶段性运动模拟测试模型的建立方法，其特点在于，其包括以下步骤：
步骤一、受试者利用功率自行车进行递增负荷运动，功率自行车以60W为起始负荷，每分钟递增15W，过程中利用便携式呼吸代谢监测系统实时检测摄氧量VO2、心率HR，基于摄氧量VO2和心率HR判断摄氧量VO2中的最大摄氧量是否出现平台期、心率HR是否大于设定心率值，在最大摄氧量出现平台期或心率HR大于设定心率值时判定出受试者力竭，则发出指示受试者停止运动的信息，在受试者运动停止后，持续实时检测摄氧量VO2并记录相应时间，直至受试者的摄氧量VO2恢复至运动初始摄氧量VO2；
步骤二、受试者着潜水装具，入水前戴上测试呼吸面罩，利用便携式呼吸代谢监测系统检测2-5分钟静息状态摄氧量VO2，脱下测试呼吸面罩后，迅速佩戴潜水呼吸器入水，将目标潜水距离等分为n个、每个距离m，以每距离m潜泳为阶段潜水作业任务，针对前n-1个：每距离m阶段潜水作业任务完成后，记录完成此距离m潜泳的完成时间、此距离m位置处受试者自我运动强度感觉量表RPE，返回水面迅速卸下潜水呼吸器并利用便携式呼吸代谢监测系统测试记录从停止潜泳卸下潜水呼吸器至测出稳定摄氧量VO2的时间并继续记录1分钟内的摄氧量VO2，针对第n个：完成最后一个距离m潜泳后，记录完成此距离m潜泳的完成时间，返回水面迅速卸下潜水呼吸器并利用便携式呼吸代谢监测系统测试记录从停止潜泳卸下潜水呼吸器至测出稳定摄氧量VO2的时间并继续记录5分钟或至静息状态时内的摄氧量VO2；
步骤三、基于每个从卸下潜水呼吸器至测出稳定摄氧量VO2的时间计算步骤一停止运动后相应时间内的VO2下降率，利用每个从卸下潜水呼吸器至测出稳定摄氧量VO2的时间对应的稳定摄氧量VO2除以相应时间内的VO2下降率推算出对应阶段潜水作业任务完成时的摄氧量VO2，根据推算出的对应潜水阶段摄氧量VO2和代谢公式VO2/kg＝3.5+3.5+(1.8×G)/体重计算出功率自行车的功率负荷G，通过设置功率自行车功率负荷G，以对应潜泳的完成时间为阶段测试时间，对受试者进行运动模拟测试模型测试，并记录摄氧量VO2、心率HR和RPE指标，其中VO2下降率＝停止运动后相应时间内的VO2/受试者运动停止后初始摄氧量。
较佳地，自我运动强度感觉量表RPE的主观感受划分为：根本不费力、极其轻松、很轻松、轻松、有点吃力、吃力、非常吃力、极其吃力和精疲力竭。
本发明的积极进步效果在于：
本方法采用间歇性呼吸能量代谢测试的方式对不减压潜水过程中的呼吸代谢和运动负荷进行阶段性评价，并建立个性化的运动模拟测试模型，便于在陆上使用简便易行的测试方法，评估潜水作业能力与运动能力。
附图说明
图1为本发明较佳实施例的潜水作业阶段性运动模拟测试模型的建立方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本实施例提供一种潜水作业阶段性运动模拟测试模型的建立方法，其包括以下步骤：
步骤一、受试者戴上K5便携式呼吸代谢监测系统(COSMED，意大利)的测试呼吸面罩，利用功率自行车进行递增负荷运动，功率自行车以60W为起始负荷，每分钟递增15W，过程中利用K5便携式呼吸代谢监测系统实时检测摄氧量VO2、心率HR(Heart Rate)，基于摄氧量VO2和心率HR判断摄氧量VO2中的最大摄氧量(VO2max)是否出现平台期、心率HR是否大于设定心率值(如180次/min)，在最大摄氧量出现平台期或心率HR大于设定心率值时判定出受试者力竭，则发出指示受试者停止运动的信息，受试者在知悉可以停止运动时则停止运动，在受试者运动停止后，K5便携式呼吸代谢监测系统持续实时检测摄氧量VO2并记录相应时间，直至受试者的摄氧量VO2恢复至运动初始摄氧量VO2。
步骤二、受试者着潜水装具，入水前戴上测试呼吸面罩，利用K5便携式呼吸代谢监测系统检测2-5分钟静息状态摄氧量VO2，脱下测试呼吸面罩后，迅速佩戴潜水呼吸器入水，将目标潜水距离500m等分为5个、每个距离100m，以每100m潜泳为阶段潜水作业任务，针对前4个：每100m阶段潜水作业任务完成后，记录完成此100m潜泳的完成时间、此100m位置处受试者自我运动强度感觉量表RPE，返回水面迅速卸下潜水呼吸器并利用K5便携式呼吸代谢监测系统测试记录从停止潜泳卸下潜水呼吸器至测出稳定摄氧量VO2的时间并继续记录1分钟内的摄氧量VO2，针对第5个：完成最后一个100m潜泳后，记录完成此100m潜泳的完成时间，返回水面迅速卸下潜水呼吸器并利用K5便携式呼吸代谢监测系统测试记录从停止潜泳卸下潜水呼吸器至测出稳定摄氧量VO2的时间并继续记录5分钟内或至静息状态时的摄氧量VO2。
其中，自我运动强度感觉量表RPE的主观感受划分为：根本不费力、极其轻松、很轻松、轻松、有点吃力、吃力、非常吃力、极其吃力和精疲力竭。
例如：第一个100m阶段(即1-100m)潜水作业任务完成后，记录完成此100m潜泳的完成时间5分钟、此100m位置处受试者自我运动强度感觉量表RPE，返回水面迅速卸下潜水呼吸器并利用K5便携式呼吸代谢监测系统测试记录从停止潜泳卸下潜水呼吸器至测出稳定摄氧量VO2的时间为1分钟并继续记录1分钟内的摄氧量VO2。
第二个100m阶段(即101-200m)潜水作业任务完成后，记录完成此100m潜泳的完成时间6分钟、此100m位置处受试者自我运动强度感觉量表RPE，返回水面迅速卸下潜水呼吸器并利用K5便携式呼吸代谢监测系统测试记录从停止潜泳卸下潜水呼吸器至测出稳定摄氧量VO2的时间为1.5分钟并继续记录1分钟内的摄氧量VO2。
第三个100m阶段(即201-300m)潜水作业任务完成后，记录完成此100m潜泳的完成时间7.5分钟、此100m位置处受试者自我运动强度感觉量表RPE，返回水面迅速卸下潜水呼吸器并利用K5便携式呼吸代谢监测系统测试记录从停止潜泳卸下潜水呼吸器至测出稳定摄氧量VO2的时间为2分钟并继续记录1分钟内的摄氧量VO2。第四个100m阶段和第五个100m阶段也是如此。
步骤三、基于每个从卸下潜水呼吸器至测出稳定摄氧量VO2的时间计算步骤一停止运动后相应时间内的VO2下降率，利用每个从卸下潜水呼吸器至测出稳定摄氧量VO2的时间对应的稳定摄氧量VO2除以相应时间内的VO2下降率推算出对应阶段潜水作业任务完成时的摄氧量VO2，根据推算出的对应潜水阶段摄氧量VO2和代谢公式VO2/kg＝3.5+3.5+(1.8×G)/体重计算出功率自行车的功率负荷G，通过设置功率自行车功率负荷G，以对应潜泳的完成时间为阶段测试时间，对受试者进行运动模拟测试模型测试，并记录摄氧量VO2、心率HR和RPE指标，其中VO2下降率＝停止运动后相应时间内的VO2/受试者运动停止后初始摄氧量。
例如：基于第一个从卸下潜水呼吸器至测出稳定摄氧量VO2的时间1分钟，计算步骤一停止运动后1分钟内的VO2下降率，VO2下降率＝停止运动后1分钟内的VO2/受试者运动停止后初始摄氧量＝50％，利用第一个从卸下潜水呼吸器至测出稳定摄氧量VO2的时间(1分钟)对应的稳定摄氧量VO2(40ml/分钟)除以1分钟内的VO2下降率(50％)推算出对应阶段潜水作业任务完成时的摄氧量VO2＝40/50％＝80ml/分钟。根据推算出的对应潜水阶段摄氧量VO2(80ml/分钟)和代谢公式VO2/kg＝3.5+3.5+(1.8×G)/体重计算出功率自行车的功率负荷G1，通过设置功率自行车功率负荷G1，以对应潜泳的完成时间(5分钟)为阶段测试时间，对受试者进行运动模拟测试模型测试，即，受试者利用功率负荷G1的功率自行车进行负荷运动，运动时间为5分钟，在此过程中记录摄氧量VO2、心率HR和RPE指标。
基于第二个从卸下潜水呼吸器至测出稳定摄氧量VO2的时间1.5分钟，计算步骤一停止运动后1.5分钟内的VO2下降率，VO2下降率＝停止运动后1.5分钟内的VO2/受试者运动停止后初始摄氧量＝40％，利用第二个从卸下潜水呼吸器至测出稳定摄氧量VO2的时间(1.5分钟)对应的稳定摄氧量VO2(50ml/分钟)除以1.5分钟内的VO2下降率(40％)推算出对应阶段潜水作业任务完成时的摄氧量VO2＝50/40％＝125ml/分钟。根据推算出的对应潜水阶段摄氧量VO2(125ml/分钟)和代谢公式VO2/kg＝3.5+3.5+(1.8×G)/体重计算出功率自行车的功率负荷G2，通过设置功率自行车功率负荷G2，以对应潜泳的完成时间(6分钟)为阶段测试时间，对受试者进行运动模拟测试模型测试，即，受试者利用功率负荷G2的功率自行车进行负荷运动，运动时间为6分钟，在此过程中记录摄氧量VO2、心率HR和RPE指标。
基于第三个从卸下潜水呼吸器至测出稳定摄氧量VO2的时间2分钟，计算步骤一停止运动后2分钟内的VO2下降率，VO2下降率＝停止运动后2分钟内的VO2/受试者运动停止后初始摄氧量＝35％，利用第三个从卸下潜水呼吸器至测出稳定摄氧量VO2的时间(2分钟)对应的稳定摄氧量VO2(60ml/分钟)除以2分钟内的VO2下降率(35％)推算出对应阶段潜水作业任务完成时的摄氧量VO2＝60/35％＝171ml/分钟。根据推算出的对应潜水阶段摄氧量VO2(171ml/分钟)和代谢公式VO2/kg＝3.5+3.5+(1.8×G)/体重计算出功率自行车的功率负荷G3，通过设置功率自行车功率负荷G3，以对应潜泳的完成时间(7.5分钟)为阶段测试时间，对受试者进行运动模拟测试模型测试，即，受试者利用功率负荷G3的功率自行车进行负荷运动，运动时间为7.5分钟，在此过程中记录摄氧量VO2、心率HR和RPE指标。
第四个100m阶段和第五个100m阶段也是如此。
本方法通过计算出的功率自行车功率负荷G，以对应潜泳的完成时间为阶段测试时间，对受试者进行运动模拟测试模型测试，并记录摄氧量VO2、心率HR和RPE指标，即受试者逐一利用功率负荷G的功率自行车进行负荷运动，运动时间为对应潜泳的完成时间，在此过程中记录摄氧量VO2、心率HR和RPE指标。
本发明采用间歇性呼吸能量代谢测试的方式对不减压潜水过程中的呼吸代谢和运动负荷进行阶段性评价，并建立个性化的运动模拟测试模型，便于在陆上使用简便易行的测试方法，评估潜水作业能力与运动能力。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种潜水作业阶段性运动模拟测试模型的建立方法，其特征在于，其包括以下步骤：
步骤一、受试者利用功率自行车进行递增负荷运动，功率自行车以60W为起始负荷，每分钟递增15W，过程中利用便携式呼吸代谢监测系统实时检测摄氧量VO2、心率HR，基于摄氧量VO2和心率HR判断摄氧量VO2中的最大摄氧量是否出现平台期、心率HR是否大于设定心率值，在最大摄氧量出现平台期或心率HR大于设定心率值时判定出受试者力竭，则发出指示受试者停止运动的信息，在受试者运动停止后，持续实时检测摄氧量VO2并记录相应时间，直至受试者的摄氧量VO2恢复至运动初始摄氧量VO2；
步骤二、受试者着潜水装具，入水前戴上测试呼吸面罩，利用便携式呼吸代谢监测系统检测2-5分钟静息状态摄氧量VO2，脱下测试呼吸面罩后，迅速佩戴潜水呼吸器入水，将目标潜水距离等分为n个、每个距离m，以每距离m潜泳为阶段潜水作业任务，针对前n-1个：每距离m阶段潜水作业任务完成后，记录完成此距离m潜泳的完成时间、此距离m位置处受试者自我运动强度感觉量表RPE，返回水面迅速卸下潜水呼吸器并利用便携式呼吸代谢监测系统测试记录从停止潜泳卸下潜水呼吸器至测出稳定摄氧量VO2的时间并继续记录1分钟内的摄氧量VO2，针对第n个：完成最后一个距离m潜泳后，记录完成此距离m潜泳的完成时间，返回水面迅速卸下潜水呼吸器并利用便携式呼吸代谢监测系统测试记录从停止潜泳卸下潜水呼吸器至测出稳定摄氧量VO2的时间并继续记录5分钟或至静息状态时内的摄氧量VO2；
步骤三、基于每个从卸下潜水呼吸器至测出稳定摄氧量VO2的时间计算步骤一停止运动后相应时间内的VO2下降率，利用每个从卸下潜水呼吸器至测出稳定摄氧量VO2的时间对应的稳定摄氧量VO2除以相应时间内的VO2下降率推算出对应阶段潜水作业任务完成时的摄氧量VO2，根据推算出的对应潜水阶段摄氧量VO2和代谢公式VO2/kg＝3.5+3.5+(1.8×G)/体重计算出功率自行车的功率负荷G，通过设置功率自行车功率负荷G，以对应潜泳的完成时间为阶段测试时间，对受试者进行运动模拟测试模型测试，并记录摄氧量VO2、心率HR和RPE指标，其中VO2下降率＝停止运动后相应时间内的VO2/受试者运动停止后初始摄氧量。
2.如权利要求1所述的潜水作业阶段性运动模拟测试模型的建立方法，其特征在于，自我运动强度感觉量表RPE的主观感受划分为：根本不费力、极其轻松、很轻松、轻松、有点吃力、吃力、非常吃力、极其吃力和精疲力竭。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20221101 |