ES2870496T3 - Método para calcular la capacidad de trabajo anaeróbico residual y dispositivo para calcular la capacidad de trabajo anaeróbico residual - Google Patents

Método para calcular la capacidad de trabajo anaeróbico residual y dispositivo para calcular la capacidad de trabajo anaeróbico residual Download PDF

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Abstract

Un método de cálculo de la capacidad de trabajo anaeróbico residual, caracterizado porque comprende: una etapa de causar que un procesador obtenga un pulso cardiaco; y una etapa de causar que el procesador calcule una capacidad de trabajo anaeróbico residual sobre la base el pulso cardiaco obtenido y una relación entre la capacidad de trabajo anaeróbico residual y el pulso cardiaco, caracterizado porque la etapa de causar que el procesador calcule una capacidad de trabajo anaeróbico residual incluye una etapa de causar que el procesador calcule una relación de la capacidad de trabajo anaeróbico con respecto a una capacidad de trabajo anaeróbico sobre la base de una relación, en la que una relación entre la capacidad de trabajo anaeróbico residual y la potencia es normalizada por la capacidad de trabajo anaeróbico, y el pulso cardiaco obtenido.

Description

DESCRIPCIÓN
Método para calcular la capacidad de trabajo anaeróbico residual y dispositivo para calcular la capacidad de trabajo anaeróbico residual
Campo técnico
La presente invención se refiere a un método y a un aparato para calcular una capacidad de trabajo anaeróbico residual utilizando un pulso cardíaco.
Técnica anterior
En deportes tales como ciclismo, se utiliza una capacidad de trabajo anaeróbico como un índice que representa una capacidad atlética. Más específicamente, las capacidades atléticas se pueden comparar midiendo la potencia dada a la bicicleta por una persona a través de pedales utilizando un medidor de potencia fijado a la bicicleta, y estimando una capacidad de trabajo anaeróbico a partir de la potencia medida.
Por ejemplo, la bibliografía no-patente 1 describe un método de estimar la cantidad residual de una capacidad de trabajo anaeróbico (que se refiere en adelante como "una capacidad de trabajo anaeróbico residual") cuando una persona está haciendo ejercicio. Este método descrito en la bibliografía no-patente 1 puede calcular la capacidad de trabajo anaeróbico residual a partir de la potencia medida por el medidor de potencial.
Desafortunadamente, el método descrito en la bibliografía no-patente 1 tiene el problema de que el medidor de potencia, que es un dispositivo de medición muy costoso, es necesario para medir la potencia. "Post-exercise Blood Lactate Concentration and Maximal Accumulated Oxygen Deficit" por E R Castillo et al. (Journal of Strength and Condition Research, vol. 25) se refiere al asunto-objeto de acuerdo con el preámbulo de las reivindicaciones independientes.
Bibliografía de la técnica relacionada
Bibliografía no-patente
Bibliografía no-patente 1: Skiba, Philip Friere (2014). The Kinetics of the Work Capacity Above Critical Power (Tesis Doctoral), University of Exeter, páginas 101-103 y páginas 156-157. Recuperado de http://ore.exeter.ac.uk/ repository/handle/10871/15727
Descripción de la invención
Problema a resolver por la invención
Un objeto de la presente invención es calcular la capacidad de trabajo anaeróbico residual sin utilizar un medidor de potencia costoso.
Medios para solucionar el problema
Un método para el cálculo de la capacidad de trabajo anaeróbico residual de la presente invención incluye una etapa de causar que un procesador obtenga un pulso cardíaco, y una etapa de causar que el procesador calcule una capacidad de trabajo anaeróbico residual basada en el pulso cardiaco obtenido y una relación entre la capacidad de trabajo anaeróbico residual y el pulso cardiaco.
Un aparato para calcular la capacidad de trabajo anaeróbico residual de la presente invención incluye una unidad de obtención del pulso cardiaco configurada para obtener un pulso cardiaco y una unidad aritmética configurar para calcular una capacidad de trabajo anaeróbico residual basada en una relación entre la capacidad de trabajo anaeróbico residual y el pulso cardiaco y el pulso cardiaco obtenido por la unidad de obtención del pulso cardiaco. Efecto de la invención
La presente invención hace posible calcular la capacidad de trabajo anaeróbico residual sin utilizar un medidor de potencia costoso.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 es un diagrama de bloques de un aparato para calcular la capacidad de trabajo anaeróbico residual de acuerdo con la primera forma de realización de la presente invención.
La figura 2 es un diagrama de flujo que muestra el procedimiento de un proceso de cálculo de la capacidad de trabajo anaeróbico residual realizado por el aparato de cálculo de la capacidad de trabajo anaeróbico residual mostrado en la figura 1.
La figura 3 es un diagrama de flujo que muestra el procedimiento del proceso en la etapa S3 de la figura 2.
La figura 4 es un diagrama de bloques de un aparato de cálculo de la capacidad de trabajo anaeróbico residual de acuerdo con la segunda forma de realización de la presente invención.
La figura 5 es un diagrama de flujo que muestra el procedimiento de un proceso de cálculo de la capacidad de trabajo anaeróbico residual realizado por el aparato de cálculo de la capacidad de trabajo anaeróbico residual mostrado en la figura 4.
La figura 6 es un diagrama de flujo que muestra el procedimiento del proceso de la etapa S3A de la figura 5.
La figura 7 es un di8agrama de flujo de un aparato de cálculo de la capacidad de trabajo anaeróbico residual de acuerdo con la tercera forma de realización de la presente invención.
La figura 8 es un diagrama de flujo del procedimiento de un proceso de cálculo de la capacidad de trabajo anaeróbico residual realizado por el aparato de cálculo de la capacidad de trabajo anaeróbico residual mostrado en la figura 7.
La figura 9 es un diagrama de flujo que muestra el procedimiento de proceso de la etapa S3B de la figura 8; y
La figura 10 es un diagrama de bloques que muestra la configuración de hardware principal de un ordenador.
Mejor modo de realización de la invención
A continuación se explicarán formas de realización de la presente invención con referencia a los dibujos que se acompañan. Hay que indicar que en la explicación siguiente, los mismos números de referencia designan elementos constituyentes comunes a las formas de realización, y se omitirá una explicación repetitiva de los mismos.
<< Primer ejemplo (no de acuerdo con la invención >>
Un aparato de cálculo 1 de la capacidad de trabajo anaeróbico residual mostrado en la figura 1 es, por ejemplo, un aparato para estimar la capacidad de trabajo anaeróbico residual de está haciendo ejercicio a partir de su pulso cardiaco. El aparato de cálculo 1 de la capacidad de trabajo anaeróbico residual puede implementarse como una unidad funcional de un dispositivo portátil para medir la información biológica de una persona que lleva el dispositivo. El aparato de cálculo 1 de la capacidad de trabajo anaeróbico residual se fija, junto con un monitor del pulso cardiaco 2 para medir el pulso cardiaco, por ejemplo, al cuerpo de una persona que está realizando un trabajo anaeróbico tal como ciclismo, y calcula la capacidad de trabajo anaeróbico residual en tiempo real sobre la base del pulso cardiaco medido por el monitor de pulso cardiaco 2.
Como se muestra en la figura 1, el aparato de cálculo 1 de la incluye una unidad de obtención del pulso cardiaco 10, una unidad aritmética 11, y una unidad de almacenamiento 14.
La unidad de obtención del pulso cardiaco 10 es una unidad funcional para obtener secuencialmente datos del pulso cardiaco que se mide por el monitor del pulso cardiaco 2 fijado a un cuerpo humano o similar, y se emite desde el monitor de pulso cardiaco 2 en un intervalo de tiempo predeterminado (por ejemplo, un intervalo de 1 segundo). Los datos del pulso cardiaco 141 obtenidos por la unidad de obtención del pulso cardiaco 10 son almacenados secuencialmente en la unidad de almacenamiento 14. Hay que indicar que el intercambio de datos entre el aparato de cálculo 1 de la capacidad de trabajo anaeróbico residual y el monitor del pulso cardiaco 2 se puede realizar o bien por medio de comunicación por cable o por comunicación sin cable, es decir, que el método de intercambio de datos no está particularmente limitado. Hay que indicar también que los datos del pulso cardiaco 141 pueden ser introducidos directamente desde el monitor del pulso cardiaco 2 hasta el aparato de cálculo 1 de la capacidad de trabajo anaeróbico residual, como se ha descrito anteriormente, pero los datos del pulso cardiaco 141 medidos por el monitor del pulso cardiaco 2 pueden ser almacenados una vez en un dispositivo de almacenamiento interno de un terminal tal como un ordenador personal, pueden ser leídos desde el dispositivo de almacenamiento por el aparato de cálculo 1 de la capacidad de trabajo anaeróbico residual después de eso.
La unidad de almacenamiento 14 es una unidad funcional para almacenar varios parámetros que pertenecen a relaciones para calcular la capacidad de trabajo anaeróbico residual (que se describe más adelante), además de los datos del pulso cardíaco 141 descritos anteriormente.
La unidad aritmética 11 es una unidad funcional para calcular la capacidad de trabajo anaeróbico residual sobre la base de los datos del pulso cardiaco 141 obtenidos por la unidad de obtención del pulso cardiaco 10, y la relación entre la capacidad de trabajo anaeróbico residual y el pulso cardiaco. Más específicamente, la unidad aritmética 11 aritmética 11 incluye un calculador de potencia 12 y un calculador de la capacidad de trabajo anaeróbico residual 13.
El calculador de potencia 12 es una unidad funcional para calcular la potencia a partir del pulso cardiaco. La "potencia" mencionada aquí es la potencia que una persona da a un objetivo operativo. En esta forma de realización, la "potencia" se explica como potencia que una persona que pedalea en una bicicleta da a la bicicleta como un ejemplo.
La potencia y el pulso cardiaco tienen una correlación. Por ejemplo, la relación entre potencia P y un pulso cardiaco HR puede representarse por una ecuación lineal, como se indica por la ecuación (1).
P = a x HR b ... (1)
En la ecuación (1), "a" y "b" son valores que cambian de una persona a otra como un objetivo de cálculo de la capacidad de trabajo anaeróbico residual.
El método siguiente es un ejemplo del método de cálculo de la relación que representa la relación entre el pulso cardiaco y la potencia. Por ejemplo, la relación que representa la relación entre el pulso cardiaco y la potencia puede ser calculada obteniendo una curva de calibración por el Test de Conconi o similar. También es posible calcular la relación a partir de la curva de calibración obtenida midiendo la potencia y el pulso cardiaco durante el ejercicio y analizando estadísticamente los valores medidos. En este caso, es posible medir la potencia utilizando un medidor de potencia, o indirectamente obtener datos de la potencia midiendo la velocidad en un estado, en el que la relación entre la velocidad y la potencia ya se conoce, tal como un entrenador de bicicleta.
En el aparato de cálculo de la capacidad de trabajo anaeróbico residual 1 de esta forma de realización, la relación que representa la relación entre el pulso cardiaco y la potencia obtenida por el método anterior se almacena en la unidad de almacenamiento 13 con antelación. Por ejemplo, la ecuación (1) que representa la relación entre el pulso cardiaco y la potencia y los valores de los parámetros "a" y "b" se almacenan como datos de relación 142 en la unidad de almacenamiento 14 con antelación. El calculador de potencia 12 calcula la potencia en base a la ecuación (1), "a" y "b" almacenadas en la unidad de almacenamiento 14 y los datos del pulso cardiaco 141 obtenido por la unidad de obtención del pulso cardiaco 10. La potencia se calcula para cada uno de los pulsos cardiacos obtenidos secuencialmente. Los datos 143 de la potencia calculada son almacenados secuencialmente en la unidad de almacenamiento 14 y son utilizados en el procesamiento aritmético realizado por el calculador de la capacidad de trabajo anaeróbico residual 13 (que se describirá a continuación).
El calculador de la capacidad de trabajo anaeróbico residual 13 es una unidad funcional que calcula la capacidad de trabajo anaeróbico residual W'bal sobre la base de la relación entre la potencia y la capacidad de trabajo anaeróbico residual, y la potencia calculada por el calculador de la potencia 12.
Como se ha descrito en la literatura no-patente 1, la relación entre la capacidad de trabajo anaeróbico residual W'bal y la potencia P se puede representar por las ecuaciones (2) a (5).
Figure imgf000004_0001
En la ecuación (2), "W0" es una capacidad de trabajo anaeróbico, cada una de "t" y "u" es tiempo, y "x" es una constante de tiempo de acuerdo con la recuperación de la capacidad de trabajo anaeróbico W 0.
"W'EXP" es una cantidad de trabajo anaeróbico consumido. Como se indica por la ecuación (3), suponiendo que "P" es la potencia y "CP" es una potencia crítica, la cantidad de trabajo anaeróbico "W 'EXP" es "P - CP", si la potencia P en ese instante es mayor que la potencia crítica CP, y es "0" si la potencia P en ese instante es menor que la potencia crítica Cp. Hay que indicar que la potencia crítica CP es una potencia máxima que puede ser sostenida durante un tiempo largo sin fatiga.
La constante de tiempo x puede representarse por la ecuación (4). En la ecuación (4), "DCP" es la diferencia entre un valor medio Pavg de la potencia P y la potencia crítica CP cuando la potencia P es igual o menor que la potencia crítica CP, y se puede representar por la ecuación (5).
Como se indica por las ecuaciones (2) a (5) anteriores, la capacidad de trabajo anaeróbico residual W'bal se representa como una función de la potencia P. Por otra parte, la potencia P puede representarse como una función del pulso cardíaco HR como se indica por la ecuación (1). De acuerdo con ello, la capacidad de trabajo anaeróbico residual W'bal se puede calcular a partir del pulso cardiaco HR medido utilizando las ecuaciones (1) a (5).
Los datos de la capacidad de trabajo anaeróbico W0 y la potencia crítica CP contenidos en las ecuaciones (1) a (5) deben obtenerse con antelación. Se conoce generalmente que la relación entre la capacidad de trabajo anaeróbico W0 y la potencia crítica CP se representa por la ecuación (6).
p = if9- CP . . . (6)
En la ecuación 6, "tlim" es una duración máxima. Cuando una persona se mantiene pedaleando una bicicleta con la misma potencia P, la duración máxima "tlim" es inversamente proporcional a la potencia P. Por lo tanto, para una persona, como un objetivo de la medición de la capacidad de trabajo anaeróbico residual, se pueden obtener los valores de "W0" y "CP" midiendo la duración "tlim" a la potencia P en cada uno de dos puntos iguales o mayores que la potencia crítica CP, y resolviendo dos ecuaciones obtenidas sustituyendo los valores de dos conjuntos de la potencia P medida y la duración "tlim" en la ecuación (6).
Las ecuaciones (2) a (5), que representan la capacidad de trabajo anaeróbico W0 y la potencia crítica CP calculada de esta manera y la relación entre la capacidad de trabajo anaeróbico residual W'bal y la potencia P son pre­ almacenados como datos de relación 144 en la unidad de almacenamiento 14.
Sobre la base de los datos de relación 144 pre-almacenados en la unidad de almacenamiento 14 y la potencia P calculada por el calculador de potencia 12, el calculador de la capacidad de trabajo anaeróbico residual 13 calcula la capacidad de trabajo anaeróbico residual W'bal y la almacena como datos 145 de la capacidad de trabajo anaeróbico residual en la unidad de almacenamiento 14.
A continuación del proceso de cálculo de la capacidad de trabajo anaeróbico residual realizado por el aparato de cálculo 1 de la capacidad de trabajo anaeróbico residual mostrado en la figura se explicará con referencia a la figura 2.
En el aparato de cálculo 1 de la capacidad de trabajo anaeróbico residual, la unidad de obtención del pulso cardiaco 10 obtiene en primer lugar, por ejemplo, el valor medido del pulso cardiaco a partir del monitor del pulso cardiaco 2 y almacena el valor (pulso cardiaco HR) en la unidad de almacenamiento 14 (etapa S1). Entonces, el calculador de potencia 12 lee el último pulso cardiaco HR y la ecuación (1) a partir de la unidad de almacenamiento 14, calcula la potencia P sustituyendo el pulso cardiaco HR en la ecuación (1) y almacena la potencia P en la unidad de almacenamiento 14 (etapa S2).
Posteriormente, el calculador de la capacidad de trabajo anaeróbico residual 13 calcula la capacidad de trabajo anaeróbico residual W'bal sobre la base de la potencia P calculada en la etapa S2 y las ecuaciones (2) a (5) (etapa S3).
Más específicamente, como se muestra en la figura 3, el calculador de la capacidad de trabajo anaeróbico residual 13 lee en primer lugar la última potencia P, la potencia crítica CP, y la ecuación (3) a partir de la unidad de almacenamiento 14, y calcula la cantidad de trabajo anaeróbico consumido "W'exp" calculando la ecuación (3) utilizando la potencia P y la potencia crítica CP (etapa S31).
Además, el calculador de la capacidad de trabajo anaeróbico residual 13 lee, además, la potencia P obtenida en el pasado en el procedimiento pasado a partir de la unidad de almacenamiento 14, y calcula el valor medio de la potencia Pavg cuando la potencia P es igual o inferior a la potencia crítica CP utilizando la potencia pasada P o un número predeterminado de valores de la potencia pasada P en orden desde la más nueva. Entonces, el calculador de la capacidad de trabajo anaeróbico residual 13 lee la ecuación (5) a partir de la unidad de almacenamiento 14, y calcula la diferencia DCP entre el valor medio de la potencia Pavg y la potencia crítica CP en base a la ecuación (5) (etapa S32)
Posteriormente, el calculador de la capacidad de trabajo anaeróbico residual 13 lee la ecuación (4) desde la unidad de almacenamiento 14, y calcula la ecuación (4) utilizando la diferencia Dcp calculada en la etapa S32, calculando de esta manera la constante de tiempo x (etapa S33), Después de eso, el calculador de la capacidad de trabajo residual 13 lee la capacidad de trabajo anaeróbico W0 y la ecuación (2) a partir de la unidad de almacenamiento 14, calcula la capacidad de trabajo anaeróbico residual W'bal calculando la ecuación (2) utilizando la cantidad de trabajo anaeróbico W'exp calculada en la etapa S31 y la constante de tiempo x calculada en la etapa S33, y almacena la capacidad de trabajo anaeróbico residual W'bal en la unidad de almacenamiento 14 (etapa S34).
Los datos de la capacidad de trabajo anaeróbico residual 145 almacenado en la unidad de almacenamiento 14 se pueden transmitir, por ejemplo, a un dispositivo externo por comunicación por cable o sin cable, y también se puede representar en la pantalla de un dispositivo de representación (no mostrado) incluido en el aparato de cálculo de la capacidad de trabajo anaeróbico residual 1.
Como se ha descrito anteriormente, el aparato de cálculo de la capacidad de trabajo anaeróbico residual 1 mostrado en la figura 1 puede estimar la capacidad de trabajo anaeróbico residual sobre la base del pulso cardiaco medido, y los datos de la capacidad de trabajo anaeróbico W0 y la potencia crítica CP y la relación entre la capacidad de trabajo anaeróbico residual y el pulso cardiaco (ecuaciones (1) a (5) son pre-almacenadas en la unidad de almacenamiento 14. Es decir, que el aparato de cálculo de la capacidad de trabajo anaeróbico residual 1 sólo tiene que medir el pulso cardiaco cuando se calcula la capacidad de trabajo anaeróbico residual 1, y esto obvia la necesidad de medir la potencia utilizando un medidor de potencia costoso.
<< Segunda forma de realización >>
Un aparato de cálculo de la capacidad de trabajo anaeróbico residual 1A mostrado en la figura 4 difiere del aparato de cálculo de la capacidad de trabajo anaeróbico residual 1 mostrado en la figura 1 porque el aparato de cálculo de la capacidad de trabajo anaeróbico residual 1A calcula la relación de una capacidad de trabajo anaeróbico residual (referida como "una relación de la capacidad de trabajo anaeróbico residual" en adelante) y una capacidad de trabajo anaeróbico sin convertir el pulso cardiaco en la potencia. Más específicamente, el aparato de cálculo de la capacidad de trabajo anaeróbico residual 1A incluye una unidad aritmética 11A que incluye un calculador de la capacidad de trabajo anaeróbico residual 13A para calcular la relación de la capacidad de trabajo anaeróbico residual con respecto a la capacidad de trabajo anaeróbico.
Como se describe en la bibliografía no-patente descrita anteriormente, existe la ecuación (7) como otra aproximación para estimar la capacidad de trabajo anaeróbico residual.
W'(t ) = W0 - (W0 - W '(u ) ) e ^ } . .. (V
La ecuación (7) indica la relación entre la capacidad de trabajo anaeróbico residual y la potencia, y estima una capacidad de trabajo anaeróbico residual W(t) en el tiempo t a partir de la capacidad de trabajo anaeróbico residual W'(u) en el tiempo u. En la ecuación (7), "K" es una constante de acuerdo con la recuperación de una capacidad de trabajo anaeróbico W0, y K = 1 se cumple generalmente.
La ecuación (8) se deriva definiendo la ecuación (17) que indica la relación entre la capacidad de trabajo anaeróbico residual y la potencia por la capacidad de trabajo anaeróbico W0.
Figure imgf000006_0001
Suponiendo que "F" es la relación de la capacidad de trabajo anaeróbico residual W y la capacidad de trabajo anaeróbico W0, la ecuación (8) se puede representar por la ecuación (9).
K(.HRQp-HRrecovery)
Figure imgf000006_0002
F(t) = 1 -( 1 - F ( u ) > 1 . . . (9)
"HRCP" es HR cuando la potencia P es una potencia crítica. HR se explicará como un pulso cardiaco en esta memoria descriptiva, pero un valor obtenido convirtiendo un pulso cardiaco en un porcentaje se puede utilizar también como HR. "HRrecuperación" es el valor medio del pulso cardiaco HR cuando la potencia P es igual o inferior a la potencia crítica CP, es decir, que el valor medio del pulso cardiaco HR es igual o menor que HRCP. "HRn" es un pulso cardiaco cuando una persona hace ejercicio a una intensidad constante del ejercicio igual o mayor que HRCP, y "tnlim" es una duración máxima cuando una persona hace ejercicio a una intensidad constante del ejercicio igual o mayor que HRcp.
La relación entre un valor W0HR obtenido por conversión de la capacidad de trabajo anaeróbico W0 por el pulso cardiaco RH, y HRcp. HRn, y tnlim se puede representar por la ecuación (10).
H R n ^ j ^ H R cp . . . ( 10 )
t-n lím
"Wohr = (HRn - HRcp)tniim" se obtiene modificando la ecuación (10). El valor de W ohr es decir, el valor de "(HRn -HRcp) W ' se puede obtener, por ejemplo,. pedaleando una bicicleta a una intensidad de ejercicio constante durante la duración máxima tnlim.
W ohr se puede sustituir también con la ecuación (11). En este caso, la ecuación (9) puede estar representada por la ecuación (12), donde "At" es un intervalo de datos.
m-h U M
ww = 2m=/' (HRn - HRcr) . . .d i )
Figure imgf000007_0001
Hay que indicar que el valor de HRCP puede ser estimado a partir de la ecuación (10), y puede ser calculado también a partir de la ecuación (13) siguiente. En la ecuación (13), "HRmax" es un valor máximo del pulso cardiaco, y "HRmin" es un valor mínimo del pulso cardiaco.
HRCP = (HRmax - HR min) X (70% ~ 80%) HRmln .. . (13)
De los parámetros obtenidos en la ecuación (9) anterior, datos de una constante K, HRcp, y "(HRn - HRcp) tnlim" son pre-obtenidos por el método descrito anteriormente, y son almacenados como datos de relación 146 en una unidad de almacenamiento 14 junto con la ecuación (9) o (12). En la ecuación 13, "70% a 80%" es un valor general, y este valor cambia a veces para otra persona.
HRrecuperación son datos calculados sobre la base de los datos del pulso cardiaco 141 obtenidos por una unidad de obtención del pulso cardiaco 10. Por ejemplo, el calcula el valor medio del pulso cardiaco HR igual o inferior a HRcp sobre la base de los datos del pulso cardiaco 141 obtenidos secuencialmente, y almacena el valor como datos HRrecuperación 147 en la unidad de almacenamiento 14.
El calculador de la capacidad de trabajo anaeróbico residual 13A calcula una relación (relación de la capacidad de trabajo anaeróbico residual). La relación F(t) de la capacidad de trabajo anaeróbico residual W'(t) con respecto a la capacidad de trabajo anaeróbico W0 se obtiene calculando la ecuación (9) sobre la base de los datos de relación 146 almacenados en la unidad de almacenamiento 14 y el valor calculado de HRrecuperación, y se almacena la relación F(t) como datos de la relación de la capacidad de trabajo anaeróbico residual 148 en la unidad de almacenamiento 14.
El procedimiento del proceso de cálculo de la capacidad de trabajo anaeróbico residual realizado por el aparato de cálculo de la capacidad de trabajo anaeróbico residual 1A mostrado en la figura 4 se explicará a continuación con referencia a la figura 5.
En el aparato de cálculo de la capacidad de trabajo anaeróbico residual 1A, lo mismo que el aparato de cálculo de la capacidad de trabajo anaeróbico residual 1 mostrado en la figura 1, la unidad de obtención del pulso cardiaco 10 obtiene en primer lugar, por ejemplo, un valor medido del pulso cardiaco a partir de un monitor del pulso cardiaco 2, y almacena el valor (pulso cardiaco HR) en la unidad de almacenamiento 14 (etapa S1).
Luego el calculador de la capacidad de trabajo anaeróbico residual 13A calcula la relación F(t) de la capacidad de trabajo anaeróbico residual W'(t) con respecto a la capacidad de trabajo anaeróbico Wo sobre la base del puso cardiaco HR obtenido en la etapa S1 (etapa S3A). Más específicamente, como se muestra en la figura 6, el calculador de la capacidad de trabajo anaeróbico residual 13A lee en primer lugar un pulso cardiaco HR pasado obtenido en el procesamiento pasado, el último pulso cardiaco HR obtenido en la etapa S1, y HRcp desde la unidad de almacenamiento 14, y calcula el valor medio HRrecuperación de los pulsos cardiacos iguales o inferiores a HPCP (etapa S31A). En esta etapa, es posible utilizar todos los pulsos cardiacos HR pasados o usar un número predeterminado de pulsos cardiacos HR pasados en orden desde el más nuevo. Posteriormente, el calculador de la capacidad de trabajo anaeróbico residual 13A lee los valores de K, HRcp, y "(HRn - HRcp) tnlim", y la ecuación (9) o (12) desde la unidad de almacenamiento 14, calcula la relación de la capacidad de trabajo anaeróbico residual F(t) calculando la ecuación (9) o (12) utilizando el valor de HRrecuperación calculado en la etapa S31A, y almacena la relación de la capacidad de trabajo anaeróbico residual F(t) en la unidad de almacenamiento 14 (etapa S32A).
Los datos de la relación de la capacidad de trabajo anaeróbico residual 148 almacenados en la unidad de almacenamiento 14 pueden ser transmitidos, por ejemplo, a un dispositivo externo por comunicación sin cable o por cable, y pueden ser representados también en la pantalla de un dispositivo de representación (no mostrado) incluido en el aparato de cálculo de la capacidad de trabajo anaeróbico residual 1A.
Lo mismo que el aparato de cálculo de la capacidad de trabajo anaeróbico residual 1 mostrado en la figura 1, el aparato de cálculo de la capacidad de trabajo anaeróbico residual 1A mostrado en la figura 4 puede estimar la capacidad de trabajo anaeróbico residual sobre la base del pulso cardiaco medido.
También el aparato de cálculo de la capacidad de trabajo anaeróbico residual 1A calcula la relación de la capacidad de trabajo anaeróbico residual F(t) utilizando una fórmula numérica (ecuación (9) o (12)) normalizada por la capacidad de trabajo anaeróbico W0. De acuerdo con ello, la capacidad de trabajo anaeróbico residual se puede estimar sin convertir el pulso cardiaco en la potencia.
Además, los valores de varios parámetros, tales como K, HRcp, y "(HRn - HRcp) W ' , que deben almacenarse en la unidad de almacenamiento 14 con antelación, se pueden obtener midiendo el pulso cardiaco sin utilizar un medidor de potencia. Esto hace posible calcular la capacidad de trabajo anaeróbico residual con un coste más bajo.
<< Tercera forma de realización >>
Un aparato de cálculo de la capacidad de trabajo anaeróbico residual 1B mostrado en la figura 7 difiere del aparato de cálculo de la capacidad de trabajo anaeróbico residual 1A mostrado en la figura 4 en que el aparato de cálculo de la capacidad de trabajo anaeróbico residual 1B calcula una relación de la capacidad de trabajo anaeróbico residual sobre la base de una ecuación diferencial. Más específicamente, el aparato de cálculo de la capacidad de trabajo anaeróbico residual 1B incluye una unidad aritmética 11B que incluye un calculador de la capacidad de trabajo anaeróbico residual 13B para calcular la relación de la capacidad de trabajo anaeróbico residual 13B para calcular la relación de la capacidad de trabajo anaeróbico residual sobre la base de una ecuación diferencial.
Existen ecuaciones (14) y (15) como otras aproximaciones para estimar la capacidad de trabajo anaeróbico residual. La ecuación (14) es una aproximación cuando P > CP, y la ecuación (15) es una aproximación cuando CP > P.
Figure imgf000008_0001
. ( 14 )
Las ecuaciones (14) y (15) representan la relación entre la capacidad de trabajo anaeróbico residual y la potencia. El primer término en el lado derecho de la ecuación (14) representa una cantidad de trabajo anaeróbico usado, y el segundo término representa la cantidad de recuperación de una capacidad de trabajo anaeróbico W0.
Las ecuaciones (16) y (17) se pueden obtener normalizando las ecuaciones (14) y (15) que representan la relación entre la capacidad de trabajo anaeróbico residual W0. La ecuación (16) es una ecuación cuando P > CP, y la ecuación (17) es una ecuación cuando CP > P.
Figure imgf000008_0002
Suponiendo que F es la relación (la relación de la capacidad de trabajo anaeróbico residual) de una capacidad de trabajo anaeróbico residual W con respecto a la capacidad de trabajo anaeróbico W0, las ecuaciones (16) y (17) se pueden representar por las ecuaciones (18) y (19), respectivamente. La ecuación (18) es una ecuación cuando P > CP, y la ecuación (19) es una ecuación cuando CP > P.
Figure imgf000009_0001
Además, las ecuaciones (20) y (21) se obtienen representando las ecuaciones (18) y (19) por ecuaciones diferenciales. La ecuación (20) es una ecuación cuando P > CP, y la ecuación (21) es una ecuación cuando CP > P.
Figure imgf000009_0002
En las ecuaciones (20) y (21), se obtienen con anterioridad datos de una constante K, HRcp, y "(HRn - HRcp) Un", y se almacenan como datos de relación 149 en una unidad de almacenamiento 14 junto con las ecuaciones (20) y (21) de la misma manera que en la segunda forma de realización.
Además, cuando se utiliza la ecuación (11), la ecuación (18) se puede representar por las ecuaciones (22) y (23), de la misma manera que en la segunda forma de realización. La ecuación (2) es una ecuación P > CP, y la ecuación (23) es una ecuación cuando CP > P. Además, "At" es un intervalo de datos. En lugar de las ecuaciones (20) y (21), se pueden pre-almacenar las ecuaciones (22) y (23) como los datos de la relación 149 en la unidad de almacenamiento 14.
Figure imgf000009_0003
De la misma manera que el aparato de cálculo de la capacidad de trabajo anaeróbico residual 1A mostrado en la figura 4, el calculador de la capacidad de trabajo anaeróbico residual 13B obtiene datos 147 de HRrecuperación calculando el valor medio de pulsos cardiacos HR iguales o inferiores a HRcp.
El calculador de la capacidad de trabajo anaeróbico residual 13B calcula una relación de la capacidad de trabajo anaeróbico residual Fn calculando la ecuación (17) o (18) utilizando los valores K, HRcp, y "(HRn - HRcp) tnlim" almacenados en la unidad de almacenamiento 14 y el valor calculado de HRrecuperación y almacena la relación de la capacidad de trabajo anaeróbico residual Fn como datos 150 de la relación de la capacidad de trabajo anaeróbico residual en la unidad de almacenamiento 14.
El procedimiento del proceso de cálculo de la capacidad de trabajo anaeróbico residual realizado por el aparato de cálculo de la capacidad de trabajo anaeróbico residual 1B mostrado en la figura 7 se explicará a continuación con referencia a la figura 8.
En el aparato de cálculo de la capacidad de trabajo anaeróbico residual 1B, lo mismo que en el aparato de cálculo de la capacidad de trabajo anaeróbico residual 1 mostrado en la figura 1, una unidad de obtención del pulso cardiaco 10 obtiene en primer lugar el valor medido del pulso cardiaco, por ejemplo, desde un monitor del pulso cardiaco 2 y almacena el valor (pulso cardiaco HR) en la unidad de almacenamiento 14 (etapa S1). Luego, el calculador de la capacidad de trabajo anaeróbico residual 13B calcula la relación de la capacidad de trabajo anaeróbico residual Fn sobre la base del pulso cardiaco HR obtenido en la etapa S1 (etapa S3B).
Más específicamente, como se muestra en la figura 9, lo mismo que el calculador de la capacidad de trabajo anaeróbico residual 13A, el calculador de la capacidad de trabajo anaeróbico residual 13B calcula HRrecuperación sobre la base de un pulso cardiaco pasado HR, el último pulso cardiaco HR, un HRcp (etapa S31A). Luego, el calculador de la capacidad de trabajo anaeróbico residual 13B lee los valores de K, HRcp, y "(HRn - HRcp) tnlim" y una de las ecuaciones (20) a (23) desde la unidad de almacenamiento 14, calcula la relación de la capacidad de trabajo anaeróbico residual Fn calculando una de las ecuaciones (20) a (23) utilizando el valor de HRrecuperación calculado en la etapa S31A, y almacena la relación de la capacidad de trabajo anaeróbico residual Fn en la unidad de almacenamiento 14 (etapa S32B).
Los datos 150 de la relación de la capacidad de trabajo anaeróbico residual Fn almacenada en la unidad de almacenamiento 14 pueden ser transmitidos, por ejemplo, a un dispositivo externo por comunicación sin cable o por cable, y pueden ser representados también en la pantalla de un dispositivo de representación (no mostrado) incluido en el aparato de cálculo de la capacidad de trabajo anaeróbico residual 1B.
Como se ha descrito anteriormente, lo mismo que el aparato de cálculo de la capacidad de trabajo anaeróbico residual 1A mostrado en la figura 4, el aparato de cálculo de la capacidad de trabajo anaeróbico residual 1B mostrado en la figura 7 calcula la relación de la capacidad de trabajo anaeróbico residual Fn utilizando la fórmula numérica (una de las ecuaciones (20) a (23)) normalizadas por la capacidad de trabajo anaeróbico W0. Por lo tanto, se pueden obtener varios parámetros que deben almacenarse en la unidad de almacenamiento 14 con antelación midiendo el pulso cardiaco sin utilizar un medidor de potencia, de manera que se puede calcular la capacidad de trabajo anaeróbica residual con un coste más bajo.
Además, el aparato de cálculo de la capacidad de trabajo anaeróbico residual 1B utiliza la ecuación diferencial (una de las ecuaciones (20) a (23)) como una fórmula numérica para calcular la capacidad de trabajo anaeróbico residual Fn. Esto facilita la instalación de un programa para calcular la capacidad de trabajo anaeróbico residual en el producto.
<< Configuración del hardware >>
Las unidades funcionales del aparato de cálculo de la capacidad de trabajo anaeróbico residual 1, 1A o 1B mostrados en las figuras 1, 4 o 7 son implementadas por la cooperación del software cargado en un ordenador y los recursos del hardware del ordenador. Como el ordenador se puede utilizar un terminal portátil,. tal como un smartphone.
La figura 10 muestra la configuración principal del hardware del ordenador. Un ordenador 3 incluye una MPU ((Micro-Processing Unit - Unidad de Micro-Procesamiento) 31, a ROM (Read Only Memory - Memoria sólo de Lectura) 32, a RAM (Random Access Memory - Memoria de Acceso Aleatorio) 33, una interfaz de entrada/salida (I/F) 34, un circuito de comunicación 35, una pantalla 36, y un dispositivo de entrada 37. Estos dispositivos están conectados a través de un bus 38.
La MPU 31 es un procesador para controlar la operación de todo el ordenador 3. Una CPU (Central Processing Unit - Unidad de Procesamiento Central) se puede utilizar también en la MPU 31.
La ROM 32 es una memoria para almacenar un sistema operativa, un programa de control a ejecutar por el ordenador 3, y varios tipos de datos. El programa de control incluye un programa de cálculo de la capacidad de trabajo anaeróbico residual para implementar las unidades funcionales del aparato de cálculo de la capacidad de trabajo anaeróbico residual 1, 1A o 1B. Cuando se implementan las unidades del aparato de cálculo de la capacidad de trabajo anaeróbico residual 1 mostrado en la figura 1, la ROM 32 almacena los datos 141 a 145. Cuando se implementan las unidades funcionales del aparato de cálculo de la capacidad de trabajo anaeróbico residual 1A, la r Om 32 almacena los datos 141 a 145. Cuando se implementan las unidades funcionales del aparato de cálculo de la capacidad de trabajo anaeróbico residual 1B mostrado en la figura 7, la ROM 32 almacena los datos 141, 147, 149 y 150.
La RAM 33 es una memoria que debe utilizarse como un área de trabajo de la MPU 31, y almacena temporalmente varios tipos de datos requeridos para ejecutar programas. Cuando se ejecuta el programa de cálculo de la capacidad de trabajo anaeróbico residual, la RAM 33 almacena temporalmente valores obtenidos durante el cálculo de la capacidad de trabajo anaeróbico residual W'bal o las relaciones de la capacidad de trabajo anaeróbico residual F(t) y Fn. Cuando se implementan las unidades funcionales del aparato de cálculo de la capacidad de trabajo anaeróbico residual 1 mostrado en la figura 1, la RAM 33 almacena el pulso cardiaco HR, la potencia P, la cantidad de trabajo anaeróbico W'exp, el valor medio Pavg de potencia, la Dcp diferencial entre el valor medio Pavg de potencia y la potencia crítica CP, la constante de tiempo t, y la capacidad de trabajo anaeróbico residual W'bai. Cuando se implementan las unidades funcionales del aparato de cálculo de la capacidad de trabajo anaeróbico residual 1A mostrado en la figura 4, la RAM 33 almacena el pulso cardiaco HR, el valor medio HRrecuperación del pulso cardiaco HR, y la relación de la capacidad de trabajo anaeróbico residual Fn.
La interfaz de entrada/salida 34 es una interfaz para conectar un dispositivo periférico al ordenador 3, y se utiliza para conectar, por ejemplo, el monitor del pulso cardiaco 2 al ordenador 3 por conexión por cable. El circuito de comunicación 35 es un dispositivo para intercambiar datos. La pantalla 36 se forma por un panel táctil o similar, y el dispositivo de entrada 37 se forma por botones operativos o similares.
La MPU 31 implementa las unidades funcionales del aparato de cálculo de la capacidad de trabajo anaeróbico residual 1, 1A o 1B leyendo el programa de cálculo de la capacidad de trabajo anaeróbico residual desde la ROM 32 y controlando cada unidad del ordenador 3 por la operación de acuerdo con el programa.
La invención realizada por los presentes inventores ha sido explicada en detalle anteriormente sobre la base de las formas de realización, pero la presente invención no está limitada a estas formas de realización, y se pueden realizar, naturalmente, varios cambios sin apartarse del alcance de la invención, que se define por las reivindicaciones.
En cada una de las formas de realización anteriores, un caso en el que el proceso de calibración de la capacidad de trabajo anaeróbico residual es implementado por el procesamiento del programa realizad por la MPU o similar ha sido explicado como un ejemplo. Sin embargo, un circuito de hardware dedicado puede implementar también una parte o todo el procesamiento anterior. Por ejemplo, también es posible configurar discretamente la unidad de obtención del pulso cardiaco 10, el calculador de potencia 12, y el calculador de la capacidad de trabajo anaeróbico residual 13, 13a o 13B utilizando controladores programables. Además, cada uno de los aparatos de cálculo de la capacidad de trabajo anaeróbico residual 1, 1A o 1B ha sido explicado como un dispositivo diferente del monitor del pulso cardiaco 2, pero el aparato de cálculo de la capacidad de trabajo anaeróbico residual puede incorporar también el monitor del pulso cardiaco 2. En este caso, el monitor del pulso cardiaco 2 configura la unidad de obtención del pulso cardiaco 10.
Aplicabilidad industrial
El método y aparato de cálculo de la capacidad de trabajo anaeróbico residual de acuerdo con la presente invención son ampliamente aplicables a técnicas para obtener y gestionar información biológica humana no sólo en ciclismo, sino también en deportes generales de realización de trabajo anaeróbico.
Explicación de los números y signos de referencia
I, 1A, 1B Aparato de cálculo de la capacidad de trabajo anaeróbico residual
2 Monitor del pulso cardiaco
10 Unidad de obtención del pulso cardiaco
I I , 11A, 11B Unidad aritmética
12 Calculador de potencia
13, 13A, 13B Calculador de la capacidad de trabajo anaeróbico residual
14 Unidad de almacenamiento
141 Datos del pulso cardiaco
142, 144, 146, 149 Datos de relación
143 Datos de potencia
145 Datos de la capacidad de trabajo anaeróbico residual
147 Datos HR recuperación
148, 150 Datos de la relación de la capacidad de trabajo anaeróbico residual

Claims (6)

REIVINDICACIONES
1. Un método de cálculo de la capacidad de trabajo anaeróbico residual, caracterizado porque comprende:
una etapa de causar que un procesador obtenga un pulso cardiaco; y
una etapa de causar que el procesador calcule una capacidad de trabajo anaeróbico residual sobre la base el pulso cardiaco obtenido y una relación entre la capacidad de trabajo anaeróbico residual y el pulso cardiaco,
caracterizado porque
la etapa de causar que el procesador calcule una capacidad de trabajo anaeróbico residual incluye una etapa de causar que el procesador calcule una relación de la capacidad de trabajo anaeróbico con respecto a una capacidad de trabajo anaeróbico sobre la base de una relación, en la que una relación entre la capacidad de trabajo anaeróbico residual y la potencia es normalizada por la capacidad de trabajo anaeróbico, y el pulso cardiaco obtenido.
2. El método de cálculo de la capacidad de trabajo anaeróbico residual de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque suponiendo que F es la relación de la capacidad de trabajo anaeróbico residual con respecto a la capacidad de trabajo anaeróbico, t y u (u < t) es el tiempo, At es un intervalo de datos,. K es un coeficiente de acuerdo con la recuperación de una capacidad de trabajo anaeróbico Wo, HRcp es el pulso cardiaco cuando la potencia es potencia crítica, HRrecuperación es un valor medio del pulso cardiaco cuando la potencia no es mayor que la potencia crítica, HRn es el pulso cardiaco cuando una persona hace ejercicio a una intensidad constante del ejercicio no menor que HRCP, y tnlim es una duración máxima cuando una persona hace ejercicio a la intensidad constante de ejercicio, la relación se representa por una de las ecuaciones (E) y (E'):
Figure imgf000012_0001
KjHRcp'-HRrecovery) ^ ^
F ( t ) = 1 - (1 - F ( u ) ) e ^ t0nUm,i\ ^ n - i t n CP) . , . ( E ' )
3. El método de cálculo de la capacidad de trabajo anaeróbico residual de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque suponiendo que F es la relación de la capacidad de trabajo anaeróbico residual con respecto a la capacidad de trabajo anaeróbico, t y u (u < t) es el tiempo, At es un intervalo de datos,. K es un coeficiente de acuerdo con la recuperación de una capacidad de trabajo anaeróbico Wo, HRcp es el pulso cardiaco cuando la potencia es potencia crítica, HRrecuperación es un valor medio del pulso cardiaco cuando la potencia no es mayor que la potencia crítica, HRn es el pulso cardiaco cuando una persona hace ejercicio de una intensidad constante del ejercicio no menor que HRcp, y tnlim es una duración máxima cuando una persona hace ejercicio a la intensidad constante de ejercicio, la relación se representa por una de las ecuaciones (F) y (G) cuando P > CP, y se representa por una de las ecuaciones (H) e (I) cuando CP > P.
Figure imgf000012_0002
.
4. Un aparato de cálculo de la capacidad de trabajo anaeróbico residual (1, 1A, 1B), que comprende:
una unidad de obtención del pulso cardiaco (10) configurada para obtener un pulso cardiaco, y un unidad aritmética (11, 11A, 11B configurada para calcular una capacidad de trabajo anaeróbico residual sobre la base de una relación entre la capacidad de trabajo anaeróbico residual y el pulso cardiaco, y el pulso cardiaco obtenido por la unidad de obtención del pulso cardiaco (10),
caracterizado porque
la unidad aritmética (11, 11A, 11B) incluye un calculador de la capacidad de trabajo anaeróbico (13, 13A, 13B) configurado para calcular una relación de la capacidad de trabajo anaeróbico residual con respecto a una capacidad de trabajo anaeróbico sobre la base de una relación, en la que la relación entre la capacidad de trabajo anaeróbico residual y la potencia es normalizada por la capacidad de trabajo anaeróbico, y el pulso cardiaco obtenido por la unidad de obtención del pulso cardiaco (10).
5. El aparato de cálculo de la capacidad de trabajo anaeróbico residual de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado porque suponiendo que F es la relación de la capacidad de trabajo anaeróbico residual con respecto a la capacidad de trabajo anaeróbico, t y u (u < t) es el tiempo, At es un intervalo de datos,. K es un coeficiente de acuerdo con la recuperación de una capacidad de trabajo anaeróbico W0, HRcp es el pulso cardiaco cuando la potencia es potencia crítica, HRrecuperación es un valor medio del pulso cardiaco cuando la potencia no es mayor que la potencia crítica, HRn es el pulso cardiaco cuando una persona hace ejercicio a una intensidad constante del ejercicio no menor que HRcp, y tnlim es una duración máxima cuando una persona hace ejercicio a la intensidad constante de ejercicio, la relación se representa por una de las ecuaciones (E) y (E'):
KjHRcp-HRrecovery)^ v
Figure imgf000013_0001
e (HRn-HRCp)tn itm ^ . (E)
KjHRcp'-HRrecovery) ^ ^
Figure imgf000013_0002
6. El aparato de cálculo de la capacidad de trabajo anaeróbico residual de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado porque suponiendo que F es la relación de la capacidad de trabajo anaeróbico residual con respecto a la capacidad de trabajo anaeróbico, t y u (u < t) es el tiempo, At es un intervalo de datos,. K es un coeficiente de acuerdo con la recuperación de una capacidad de trabajo anaeróbico W0, HRcp es el pulso cardiaco cuando la potencia es potencia crítica, HRrecuperación es un valor medio del pulso cardiaco cuando la potencia no es mayor que la potencia crítica, HRn es el pulso cardiaco cuando una persona hace ejercicio de una intensidad constante del ejercicio no menor que HRcp, y tnlim es una duración máxima cuando una persona hace ejercicio a la intensidad constante de ejercicio, la relación se representa por una de las ecuaciones (F) y (G) cuando P > CP, y se representa por una de las ecuaciones (H) e (I) cuando CP > P.
Figure imgf000013_0003
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