WO2021211009A1 - Способ организации тренировочного процесса и система для его осуществления - Google Patents

Способ организации тренировочного процесса и система для его осуществления Download PDF

Info

Publication number
WO2021211009A1
WO2021211009A1 PCT/RU2020/000791 RU2020000791W WO2021211009A1 WO 2021211009 A1 WO2021211009 A1 WO 2021211009A1 RU 2020000791 W RU2020000791 W RU 2020000791W WO 2021211009 A1 WO2021211009 A1 WO 2021211009A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
user
training
wearable device
measuring
dynamic
Prior art date
Application number
PCT/RU2020/000791
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Павел Николаевич ПОЛОВНИКОВ
Сергей Анатольевич ШАШМУРИН
Original Assignee
Павел Николаевич ПОЛОВНИКОВ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Павел Николаевич ПОЛОВНИКОВ filed Critical Павел Николаевич ПОЛОВНИКОВ
Publication of WO2021211009A1 publication Critical patent/WO2021211009A1/ru

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B24/00—Electric or electronic controls for exercising apparatus of preceding groups; Controlling or monitoring of exercises, sportive games, training or athletic performances

Definitions

  • the group of inventions relates to sports equipment, namely to sports medical complexes with the ability to monitor the functional state of a person during the training process.
  • the claimed inventions can be used to solve problems to ensure control, the choice of tactics and training algorithm based on the physical capabilities and physiological parameters of the user, as well as for effective and safe building of the training process for any categories of users.
  • a system for automatic regulation of sports loads is known from the prior art, which includes a sensor that captures quantitative indicators of the athlete's muscle fluctuations, a muscle fatigue detection unit and at least one exercise machine equipped with an electronic load control device associated with the muscle fatigue detection unit. Measurement information is transmitted wired or wirelessly to the information processing and storage unit.
  • the block for processing and storing information uses the correlation between the parameters of natural oscillations of the muscle and the state of its performance and has the ability to automatically generate and transmit a control command to the actuator for regulating the load of the simulator [Patent for utility model N ° RU118869, publication date 10.08.2012].
  • an interactive simulator with a monitoring system containing a bicycle ergometer, a personal computer, which includes an operator's monitor and a system unit equipped with a program. Also, the interactive simulator is equipped with a user monitor and a program that can analyze user data and issue an opinion with an individual health improvement program, recommendations for the training process and physiotherapy.
  • the body of the bicycle ergometer is made in the form of a figured frame with a seat mounted on top, the lower part of the frame it is indirectly connected to the bioimpedance plate for the legs and the base on which the loading mechanism of the bicycle ergometer is fixed, and on both its sides by fixed connecting rods, each of the latter is connected to one of the pedals.
  • a stand is fixed in the upper part of the case for attaching the user's monitor, while the simulator is equipped with a bioimpedance, pulse oximeter, tonometer, hypoxic generator equipped with a helmet or mask in which a hypoxic environment is created, a spirometer, a dynamometer connected indirectly to the system unit [Patent for invention N2RU 2624874, publication date 10.08.2012].
  • the disadvantage of this invention is the lack of design capabilities of this system for the implementation of the complete training process.
  • the closest analogue of the claimed invention is a method and device for interactive monitoring of exercise, sports or fitness using a wearable device such as a watch, glasses or smart clothes.
  • the device is equipped with or connected to a digital camera.
  • Sensors built into or connected wirelessly to a wireless wearable Internet device record the user's physiological data during exercise and the amount of exercise performed.
  • the data and visual images from the camera are transmitted to one or more Internet servers and can be transmitted to other mobile Internet devices.
  • the system for monitoring exercise data from the patient includes a wireless exercise monitoring device that includes an HMD connected to the server and the user device WID and encompassing not only devices with physiological data and exercise data, but also devices with keyboard, mouse , touch screen, pointer, pressure sensor, or other such inputs that the user can use to enter data or desired parameters.
  • HMD can be a heart rate or blood pressure meter, an outpatient ECG recorder, a respiration meter, a temperature meter, and so on [Invention application N2US 2018207482, publication date 07/26/2018].
  • the disadvantage of the closest analogue is the lack of the possibility of building and adjusting the complete training process without the participation of a specialist, such as a trainer or a medical worker.
  • the technical problem to be solved by the claimed group of inventions is the inability to automate the organization of the training process depending on specific training goals, training algorithm tasks and dynamic parameters of the user without the participation of a specialist such as a trainer or a medical worker.
  • the technical result consists in increasing the efficiency and safety of the training process.
  • the method of organizing the training process includes user identification, preliminary measurement of the user's static physiological parameters using a measuring stand, collection and processing of the obtained data, automatic compilation of a training algorithm based on the results of processing the obtained data, periodic measurement of the user's dynamic physiological parameters during the execution of the training algorithm with using at least one wearable device.
  • the user selects the training goal, during the execution of the training algorithm by the wearable device, the user's dynamic indicators are periodically analyzed and, based on the analysis, the user is prompted to return to the measuring stand, or proceed to the next task of the training algorithm.
  • a training algorithm means a set of exercises and tasks with a certain sequence. Additionally, in order to maximize the effectiveness of the training process, the method may include compiling a complete training process, which is a continuous training program, that is, a set of training algorithms aimed at achieving certain sports goals. After completing the execution of the training algorithm without forced automatic stop of the equipment, the user may be offered to undergo a study on the measuring stand.
  • the complete training process is automatically corrected.
  • the interaction of system units, user identification, transmission and processing of information can be controlled by a control unit capable of collecting, storing, processing and transmitting data from at least one wearable device, measuring stand and training equipment. Synchronization of system units and collection, transmission and processing of data can be carried out using the mobile Internet, or an Internet connection via a WiFi access point, or a local network connection.
  • User identification can be carried out by any method known from the prior art, for example, by creating a user cabinet and subsequent authorization in it through the software of the measuring stand and training equipment.
  • Authorization can be carried out by entering user data or through a wearable device with a wireless connection, for example, NFC, or through a smartphone with a wireless connection, for example, bluetooth, while data about the user and his training algorithm or complete information is transmitted to the measuring stand or training equipment. the training process.
  • the measuring stand can measure the following static physiological parameters of the user, namely: three-lead ECG, calculation of cardiography using the heart rate variability method, volume and composition of inhaled and exhaled air, heart rate, blood pressure, biomechanical indicators of symmetry of the musculoskeletal system, condition joints, assessment of the mobility of the main large joints, the level of general metabolism of the user, assessment of the activity of the body's regulatory systems at the MC-7 point, measurement of water-fat balance, body weight and height, analysis of the musculoskeletal system using machine vision technology, etc. in the database of the system control module and displayed in the user cabinet.
  • the process of measuring static physiological parameters on the measuring stand may additionally include passing a questionnaire by the user to clarify the characteristics of the health status, gender, age of the user.
  • Automatic compilation of the training algorithm can be carried out using any mathematical and algorithmic methods known from the prior art, for example, methods created on the basis of biostatistics of physiological indicators and their correlation with the training process using an artificial neural network for differentiated diagnostics of states in the form of comparison with patterns ( patterns) of states and their changes.
  • the permissible limits of dynamic physiological parameters for each user are also determined, based on which the implementation of the training algorithm is monitored, in addition, the recovery limits of the intervals for each user after loads can be determined.
  • Measurement of dynamic physiological indicators during the entire training process can be carried out using a wearable device with pulse oximetry and heart rate sensor functions. Additionally, during the training process, the state of the cardio system can be analyzed using a wearable cardio sensor.
  • the goal of the training algorithm or the complete training process is set in the following areas: building muscle mass, fat burning, functional and rehabilitation regimens, or special-purpose regimes such as regimes for various diseases, for example, diabetes or other diseases of the metabolism and endocrine system, or regimes training of professional athletes.
  • the automatic stop of the training equipment can be carried out by means of a command coming from the wearable device when the threshold values of the indicators are exceeded, with the prior notification of the user about this.
  • the user can be notified by any method known in the art, for example, by means of a sound or vibration signal or a pop-up notification on a wearable device.
  • the system for organizing the training process contains a measuring stand with diagnostic modules for measuring static physiological indicators of the user, a system control module with the ability to store and process information, at least one wearable device containing a module for measuring dynamic physiological indicators of the user, and training equipment.
  • the training equipment is equipped with data synchronization and user identification modules, while the wearable device contains modules for analyzing periodically measured dynamic parameters of the user, synchronizing with the system control module, training equipment and measuring bench, controlling training equipment and notifying the user about the need to return to the measuring bench, or go to the next task of the training algorithm, including on the next simulator, or stop the training algorithm, while the training equipment is a cardio and / or strength training machine.
  • the system control module with the ability to store and process information provides data collection from a wearable device, training equipment and their processing for drawing up a training algorithm, as well as adjusting the training algorithm based on the results of the analysis of dynamic physiological parameters of the user, measured by means of a wearable device.
  • the system control module contains software that integrates all the elements into a single system, as well as a database that contains information about the user. Access to user information in the database is provided through a measuring stand, wearable device, application on a mobile device, or training equipment.
  • the database can be placed on a server in the local network or in cloud storage.
  • the measuring stand is a single integrated engineering analytical platform.
  • An integrated analytical engineering platform means software that allows various platforms and applications to be interconnected through a single interface, in particular, various diagnostic modules with independent software.
  • the measuring stand can include the following diagnostic modules: capnography module, pulse oximeter, non-invasive glucometer, spirometer, one-lead ECG module (heart rate variability method); a module for assessing the activity of the body's regulatory systems at the MS-7 point, a module for analyzing data on the biochemical composition of blood, a module for measuring water-fat balance, body weight and growth, a module for analyzing the musculoskeletal system using machine vision technology and any other diagnostic modules that provide an opportunity an objective assessment of the user's condition for drawing up a training algorithm or a complete training process.
  • a wearable device can be any known accessory or several accessories located on the user's body and providing data exchange with the Internet and other devices, for example, a smart watch, a fitness bracelet or a body sensor.
  • the module for measuring the dynamic parameters of the user of the wearable device may contain any sensors known from the prior art, for example, a heart rate and pulse oximetry sensor.
  • the analysis module allows the wearable device to automatically collect, store and process measurement data of dynamic physiological parameters of the user.
  • the synchronization module makes it possible to identify the user on the training equipment and the measuring bench using any known from the prior art wireless technology, for example, bluetooth or NFC, and also provides data transmission and reception from the database of the system control module via a local or mobile network.
  • the training equipment control module provides the ability to transmit a command to the training equipment to stop it when the threshold values of dynamic physiological indicators are exceeded.
  • the user notification module makes it possible to automatically generate, based on the analysis of the performed measurements, the dynamic parameters of the physiological user and transmit to the user recommendations about the need to stop the training algorithm and return the user to the measuring stand for additional measurements, or proceed to the next stage of the training algorithm, including the next simulator. Notifications can be implemented in any manner known in the art, such as beeps or toast notifications.
  • the synchronization module of the wearable device can provide synchronization with a mobile application for connecting additional capabilities, for example, measuring and analyzing sleep indicators, generating dietary recommendations and monitoring their compliance, monitoring daily activity, etc.
  • the training equipment can be represented by a single simulator or a set of simulators, compiled depending on the complexity and purpose of the training algorithm, and it can be any cardio and / or strength training simulators known from the prior art, combined to perform a specific training algorithm.
  • the data synchronization module provides transmission and reception of user data from the database of the system control module via a local or mobile network.
  • the training equipment user identification module can be executed by any method known from the prior art, for example, in the form a digital display for entering user data or an NFC module for automatic synchronization via a wireless connection to a wearable device.
  • the simulators can have automatic settings for the anatomical features of the user, taking into account ergonomic norms and biomechanics, automatic settings of the load level, and automatic shutdown. Additionally, the training equipment can have a module for automatically notifying the user about the subsequent interruption of the training algorithm. Additionally, the training equipment can be represented by any non-automated sports equipment, in this case the process of user identification on the simulator is excluded.
  • the set of simulators can be configured to be combined into a local network, which provides the ability to centrally monitor the training process of users, as well as effectively redistribute users in accordance with their programs in case of increased load when using the system in a sports institution.
  • the system may include a mobile application synchronized with user data in the database of the system management module for connecting additional capabilities, for example, measuring and analyzing sleep indicators, forming and monitoring compliance with dietary recommendations, monitoring daily activity, etc.
  • the mobile application can be accessed via a tablet or smartphone.
  • the claimed method and system are characterized by new, previously unknown from available sources of information, essential features.
  • the use of the above-described technical solutions provides an increase in the efficiency of control of the training process in real time, that is, in accordance with the change in the user's functional characteristics during the entire training process, which in turn provides the most reliable predicted result for the user.
  • the claimed inventions provide an increase in the safety of the training process due to the automation of several functions of the system simultaneously for the implementation of the proposed method, while increasing the user's involvement in the training process, which also has a positive effect on the result.
  • the claimed invention can be made by known methods from known materials, which ensures its compliance with the criterion of patentability "industrial applicability".
  • the claimed method and system meet the requirement of "unity of invention", since it is precisely such an implementation of the system that ensures the implementation of this method.
  • the stated technical solutions are aimed at achieving the same technical result to improve the efficiency and safety of the training process.
  • Rice. 1 is a functional diagram.
  • the system for organizing the training process contains a measuring stand 1 with diagnostic modules for measuring the user's static physiological indicators, a system control module 2 with a database 3, a smart watch 4 containing a module for measuring the user's dynamic physiological indicators, a wearable cardio sensor 5, a smartphone with a mobile application 6 , as well as cardio and strength training equipment 7, united in a local network.
  • Each of the simulators 7 is equipped with an NFC module for user identification (not shown in the drawings) and a module for notifying the user about the interruption of the training algorithm, while the art clock 4 contains modules for analyzing periodically measured dynamic parameters of the user, synchronizing with the system control module 2 with the database 3, cardio and strength simulators 7 and measuring stand 1, control simulators 7 and notify the user about the need to return to measuring stand 1, or proceed to the next task of the training algorithm, including on the next simulator 7, or terminate the training algorithm.
  • NFC for user identification
  • the art clock 4 contains modules for analyzing periodically measured dynamic parameters of the user, synchronizing with the system control module 2 with the database 3, cardio and strength simulators 7 and measuring stand 1, control simulators 7 and notify the user about the need to return to measuring stand 1, or proceed to the next task of the training algorithm, including on the next simulator 7, or terminate the training algorithm.
  • the user creates an office 8 by means of a smartphone with a mobile application 6, after which he is identified at the measuring stand 1 by entering data.
  • the user undergoes a study at the measuring stand 1 and a survey to clarify the characteristics of health, the measuring stand 1 transmits the obtained data about the user to the database 3 of the system control module 2, which processes the information and stores the user data.
  • the user selects the training goal, after which the system control module 2 forms a complete training process program in the user office and transfers it to the database 3, from where the information is transmitted to the simulators 7 and displayed on the smartphone with the mobile application 6.
  • Smart watch 4 and wearable cardio sensor 5 is connected to smartphone 6 for data synchronization.
  • the user is authenticated on the simulator 7 by means of a smart watch 4 and a user identification module on the simulator 7 (not shown in the drawings), the control signal via the NFC module starts the necessary program and the user for the simulator 7 and starts exercising within the program or resumes the workout according to previously created program.
  • the user receives, if necessary, information on the smart watch 4 about the completed task and the need to perform the next, directing him to the next simulator 7, or to the measuring stand 1.
  • the wearable cardio sensor 5 and smart watch 4 monitor the activity of the heart, In the event of a significant excess of the threshold values of cardio indicators, smart watch 4 sends a command to stop work on the simulator 7.
  • the simulator 7 first performs a sound signal to attract the attention of both the user and the person responsible for safety in the gym, after the signal occurs disabling the work of the simulator 7.
  • the data on the state of the physiological dynamic parameters of the user are transferred to the database 3 of the control module of the system 2, the user is tested on the measuring stand 1, after which, if necessary, the complete training process is adjusted based on the physiological parameters of the user.

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physical Education & Sports Medicine (AREA)
  • Measuring And Recording Apparatus For Diagnosis (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Abstract

Группа изобретений относится к спортивному оборудованию, а именно к спортивно- медицинским комплексам с возможностью мониторинга функционального состояния человека во время тренировочного процесса. Способ организации тренировочного процесса включает в себя идентификацию пользователя, предварительное измерение статических физиологических показателей пользователя с помощью измерительного стенда, сбор и обработку полученных данных, автоматическое составление тренировочного алгоритма на основе результатов обработки полученных данных, периодическое измерение динамических физиологических показателей пользователя во время выполнения тренировочного алгоритма с помощью по меньшей мере одного носимого устройства. В процессе выполнения пользователем тренировочного алгоритма посредством носимого устройства периодически производится анализ динамических показателей пользователя и на основе анализа предлагается пользователю вернуться к измерительному стенду, в случае превышения пороговых значений динамических физиологических показателей пользователя и уведомления пользователя об этом; по результатам проведенных носимым устройством измерений и анализа динамических физиологических показателей тренировочный алгоритм автоматически корректируется. Предлагается также система организации тренировочного процесса. Технический результат заключается в повышении эффективности и безопасности тренировочного процесса.

Description

Описание изобретения
Способ организации тренировочного процесса и система для его осуществления
Группа изобретений относится к спортивному оборудованию, а именно к спортивно-медицинским комплексам с возможностью мониторинга функционального состояния человека во время тренировочного процесса. Заявляемые изобретения могут быть использованы для решения задач по обеспечению контроля, выбора тактики и алгоритма тренировок на основе физических возможностей и физиологических параметров пользователя, а также для эффективного и безопасного выстраивания тренировочного процесса для любых категорий пользователей.
Из уровня техники известна система автоматического регулирования спортивных нагрузок, которая включает датчик, снимающий количественные показатели колебания мышцы спортсмена, блок определения усталости мышцы и, по меньшей мере, один тренажер, снабженный устройством электронного управления нагрузкой, связанным с блоком определения усталости мышцы. Измерительная информация передается проводным или беспроводным образом в блок обработки и хранения информации. Блок обработки и хранения информации использует корреляционную зависимость между параметрами собственных колебаний мышцы и состоянием ее работоспособности и имеет возможность автоматического вырабатывания и передачи управляющей команды на исполнительный механизм регулирования нагрузки тренажера [Патент на полезную модель N° RU118869, дата публикации 10.08.2012].
Также из уровня техники известен интерактивный тренажер с системой мониторинга, содержащий велоэргометр, персональный компьютер, в состав которого входят монитор оператора и системный блок, оснащенный программой. Также интерактивный тренажер оснащен монитором пользователя и программой, имеющей возможность анализа данных пользователя и выдачи заключения с индивидуальной оздоровительной программой, рекомендаций по процессу тренировок и физиотерапии. Корпус велоэргометра выполнен в виде рамы фигурной формы с установленным сверху сиденьем, нижняя часть рамы опосредованно соединена с пластиной биоимпеданса для ног и основанием, на котором закреплен нагрузочный механизм велоэргометра, и с обеих его сторон закрепленными шатунами, каждый из последних соединен с одной из педалей. Кроме того, в верхней части корпуса закреплена стойка для крепления монитора пользователя, при этом тренажер оснащен биоимпедансом, пульсоксиметром, тонометром, гипоксическим генератором, оснащенным шлемом или маской, в которых создана гипоксическая среда, спирометром, динамометром, подключенными опосредованно к системному блоку [Патент на изобретение N2RU 2624874, дата публикации 10.08.2012].
Недостатком данного изобретения является отсутствие конструктивных возможностей данной системы для осуществления полного тренировочного процесса.
Ближайшим аналогом заявляемого изобретения является способ и устройство для интерактивного мониторинга упражнений, спорта или фитнеса с использованием носимого устройства, такого как часы, очки или смарт одежда. Устройство оснащено или подключено к цифровой камере. Датчиками, встроенными в беспроводное носимое интернет-устройство или подключенными к нему по беспроводной связи, записываются физиологические данные пользователя во время упражнений и данные об объеме выполненных упражнений. Данные и визуальные изображения с камеры передаются на один или несколько интернет- серверов и могут передаваться другим мобильным интернет-устройствам. Система для мониторинга данных упражнений от пациента включает в себя беспроводное устройство мониторинга тренировок, которое включает в себя HMD, связанное с сервером и пользовательским устройством WID и охватывающее не только устройства с датчиками физиологических данных и данных о физической нагрузке, но также устройства с клавиатурой, мышью, сенсорным экраном, указателем, датчиком давления или другими такими входами, которые пользователь может использовать для ввода данных или желаемых параметров. Для получения физиологических данных HMD может быть измерителем сердечного ритма или артериального давления, амбулаторным регистратором ЭКГ, измерителем дыхания, температуры и так далее [Заявка на изобретение N2US 2018207482, дата публикации 26.07.2018]. Недостатком ближайшего аналога является отсутствие возможности построения и корректировки полного тренировочного процесса без участия специалиста, такого как тренер или медицинский работник.
Технической проблемой, на разрешение которой направлено заявляемая группа изобретений, является отсутствие возможности автоматизации организации тренировочного процесса в зависимости от определенных целей тренировки, задач тренировочного алгоритма и динамических показателей пользователя без участия специалиста, такого как тренер или медицинский работник.
Технический результат заключается в повышении эффективности и безопасности тренировочного процесса.
Сущность заявляемого способа организации тренировочного процесса.
Способ организации тренировочного процесса включает в себя идентификацию пользователя, предварительное измерение статических физиологических показателей пользователя с помощью измерительного стенда, сбор и обработку полученных данных, автоматическое составление тренировочного алгоритма на основе результатов обработки полученных данных, периодическое измерение динамических физиологических показателей пользователя во время выполнения тренировочного алгоритма с помощью, по меньшей мере, одного носимого устройства. В отличие от ближайшего аналога, перед автоматическим составлением тренировочного алгоритма пользователь выбирает цель тренировки, в процессе выполнения пользователем тренировочного алгоритма посредством носимого устройства периодически производится анализ динамических показателей пользователя и на основе анализа предлагается пользователю вернуться к измерительному стенду, или перейти к выполнению следующей задачи тренировочного алгоритма, в том числе на следующем тренажере, или остановить выполнение тренировочного алгоритма, в том числе ввиду автоматической остановки работы тренажера в случае превышения пороговых значений динамических физиологических показателей пользователя и уведомления пользователя об этом. По результатам проведенных измерений и анализа динамических физиологических показателей тренировочный алгоритм автоматически корректируется. Под тренировочным алгоритмом подразумевается комплекс упражнений и задач с определенной последовательностью. Дополнительно с целью обеспечения максимальной эффективности тренировочного процесса, способ может включать в себя составление полного тренировочного процесса, представляющего собой продолжительную программу тренировок, то есть комплекс тренировочных алгоритмов, направленный на достижение определенных спортивных целей. После завершения выполнения тренировочного алгоритма без принудительной автоматической остановки оборудования, пользователю может быть предложено пройти исследование на измерительном стенде. В этом случае по результатам выполненного тренировочного алгоритма на основании проведенных измерений на измерительном стенде и анализа динамических показателей в процессе выполнения тренировочного алгоритма, а также с учётом ретроспективы трендов и показателей предыдущих тренировочных периодов и измерений, автоматически корректируется полный тренировочный процесс.
Управление взаимодействием единиц системы, идентификацией пользователя, передачей и обработкой информации может быть осуществлено с помощью блока управления, выполненного с возможностью сбора, хранения, обработки и передачи данных, по меньшей мере, с одного носимого устройства, измерительного стенда и тренировочного оборудования. Синхронизация единиц системы и сбор, передача и обработка данных могут быть осуществлены с помощью мобильного интернета, или подключения к интернету через точку доступа WiFi, или подключения по локальной сети.
Идентификация пользователя может быть осуществлена любым известным из уровня техники способом, например, путем создания пользовательского кабинета и последующей авторизации в нем через программное обеспечение измерительного стенда и тренировочного оборудования. Авторизация может осуществляться путем ввода пользовательских данных или посредством носимого устройства с возможностью беспроводного соединения, например, NFC, или посредством смартфона с возможностью беспроводного соединения, например, bluetooth, при этом на измерительный стенд или тренировочное оборудование передаются данные о пользователе и его тренировочном алгоритме или полном тренировочном процессе. На измерительном стенде может осуществляться измерение следующих статических физиологических параметров пользователя, а именно: ЭКГ по трем отведениям, расчет кардиографии по методу вариабельности сердечного ритма, объем и состав вдыхаемого и выдыхаемого воздуха, ЧСС, артериальное давление, биомеханические показатели симметричности опорно-двигательного аппарата, состояние суставов, оценка подвижности основных крупных суставов, уровень общего метаболизма пользователя, оценка активности регуляторных систем организма по точке МС-7, измерение водно-жирового баланса, массы и роста тела, анализ опорно двигательного аппарата с использованием технологии машинного зрения и др. Результаты измерений сохраняются в базе данных модуля управления системой и отображаются в пользовательском кабинете. Процесс измерения статических физиологических параметров на измерительном стенде дополнительно может включать прохождение пользователем опросного листа для уточнения особенностей состояния здоровья, пола, возраста пользователя.
Автоматическое составление тренировочного алгоритма может быть осуществлено с помощью любых известных из уровня техники математико- алгоритмических методов, например, методов, созданных на основе биостатистики физиологических показателей и их корреляции с тренировочным процессом с использованием искусственной нейронной сети для дифференцированной диагностики состояний в виде сопоставления с паттернами (шаблонами) состояний и их изменениями. По результатам проведенных на измерительном стенде исследований также определяются допустимые границы динамических физиологических показателей для каждого пользователя, исходя из которых осуществляется контроль выполнения тренировочного алгоритма, дополнительно могут быть определены восстановительные границы интервалов для каждого пользователя после нагрузок.
Измерение динамических физиологических показателей в течение всего тренировочного процесса может быть осуществлено с помощью носимого устройства с функциями пульсоксиметрии и датчика ЧСС. Дополнительно, в течение тренировочного процесса может осуществляться анализ состояния кардио-системы с помощью нательного кардио-датчика. Цель тренировочного алгоритма или полного тренировочного процесса задается по следующим направлениям: наращивание мышечной массы тела, жиросжигание, функциональный и реабилитационный режимы, или режимы специального назначения такие, как режимы при различных заболеваниях, например, диабет или другие заболевания обмена веществ и эндокринной системы, или режимы подготовки профессиональных спортсменов.
Автоматическая остановка работы тренировочного оборудования может осуществляться посредством команды, поступающей от носимого устройства при превышении пороговых значений показателей с предварительным уведомлением пользователя об этом. Уведомление пользователя может быть осуществлено любым известным из уровня техники способом, например, с помощью звукового или вибро- сигнала или всплывающего уведомления на носимом устройстве.
Сущность системы для осуществления способа организации тренировочного процесса.
Система организации тренировочного процесса содержит измерительный стенд с диагностическими модулями измерения статических физиологических показателей пользователя, модуль управления системой с возможностью хранения и обработки информации, по меньшей мере одно носимое устройство, содержащее модуль измерения динамических физиологических показателей пользователя, а также тренировочное оборудование. В отличие от ближайшего аналога, тренировочное оборудование снабжено модулями синхронизации данных и идентификации пользователя, при этом носимое устройство содержит модули анализа периодически измеренных динамических показателей пользователя, синхронизации с модулем управления системой, тренировочным оборудованием и измерительным стендом, управления тренировочным оборудованием и уведомления пользователя о необходимости вернуться к измерительному стенду, или перейти к выполнению следующей задачи тренировочного алгоритма, в том числе на следующем тренажере, или прекратить выполнение тренировочного алгоритма, при этом тренировочное оборудование представляет собой кардио и/или силовой тренажер.
Модуль управления системой с возможностью хранения и обработки информации обеспечивает сбор данных с носимого устройства, тренировочного оборудования и их обработку для составления тренировочного алгоритма, а также корректировки тренировочного алгоритма по результатам анализа динамических физиологических показателей пользователя, измеренных посредством носимого устройства. Модуль управления системой содержит программное обеспечение, объединяющее все элементы в единую систему, а также базу данных, которая содержит информацию о пользователе. Доступ к информации о пользователе в базе данных предоставляется посредством измерительного стенда, носимого устройства, приложения на мобильном устройстве или тренировочном оборудовании. Размещение базы данных данных может осуществляться на сервере в локальной сети или в облачном хранилище.
Измерительный стенд представляет собой единую интеграционную инженерную аналитическую платформу. Под интеграционной аналитической инженерной платформой подразумевается программное обеспечение, позволяющее через единый интерфейс связывать между собой различные платформы и приложения, в частности различные диагностические модули с самостоятельным программным обеспечением. Измерительный стенд может включать в себя следующие диагностические модули: модуль капнографии, пульсоксиметр, неинвазивный глюкометр, спирометр, модуль ЭКГ по одному отведению (метод вариабельности сердечного ритма); модуль оценки активности регуляторных систем организма по точке МС-7, модуль анализа данных о биохимическом составе крови, модуль измерения водно-жирового баланса, массы и роста тела, модуль анализа опорно двигательного аппарата с использованием технологии машинного зрения и любые другие диагностические модули, обеспечивающие возможность объективной оценки состояния пользователя для составления тренировочного алгоритма или полного тренировочного процесса.
Носимое устройство может быть представлено любым известным аксессуаром или несколькими аксессуарами, располагаемыми на теле пользователя и обеспечивающим обмен данными с сетью интернет и другими устройствами, например, умные часы, фитнес-браслет или нательный датчик. Модуль измерения динамических показателей пользователя носимого устройства может содержать любые известные из уровня техники датчики, например, датчик ЧСС и пульсоксиметрии. Модуль анализа позволяет носимому устройству автоматически собирать, хранить и обрабатывать данные измерений динамических физиологических параметров пользователя. Модуль синхронизации обеспечивает возможность идентификации пользователя на тренировочном оборудовании и измерительном стенде посредством любой известной из уровня техники технологии беспроводного соединения, например, bluetooth или NFC, а также обеспечивает передачу и получение данных из базы данных модуля управления системой посредством локальной или мобильной сети. Модуль управления тренировочным оборудованием обеспечивает возможность передачи на тренировочное оборудование команды о его остановке при превышении пороговых значений динамических физиологических показателей. Модуль уведомления пользователя позволяет автоматически формировать на основе анализа проведенных измерений динамических показателей физиологических пользователя и передавать пользователю рекомендации о необходимости остановки выполнения тренировочного алгоритма и возвращения пользователя на измерительный стенд для проведения дополнительных измерений, или перехода к выполнению следующего этапа тренировочного алгоритма, в том числе на следующем тренажере. Уведомления могут быть осуществлены любым известным из уровня техники способом, например, с помощью звуковых сигналов или всплывающих уведомлений. Дополнительно, модуль синхронизации может носимого устройства может обеспечивать синхронизацию с мобильным приложением для подключения дополнительных возможностей, например, измерения и анализа показателей сна, формирования диетологических рекомендаций и контроля их соблюдения, контроля повседневной активности и т.д.
Тренировочное оборудование может быть представлено единичным тренажером или комплексом тренажеров, составленным в зависимости от сложности и цели тренировочного алгоритма, при этом это могут быть любые известные из уровня техники кардио- и/или силовые тренажеры, совокупно подобранные для выполнения определенного тренировочного алгоритма. Модуль синхронизации данных обеспечивает передачу и получение данных пользователя из базы данных модуля управления системой посредством локальной или мобильной сети. Модуль идентификации пользователя тренировочного оборудования может быть выполнен любым известным из уровня техники способом, например, в виде цифрового дисплея для ввода пользовательских данных или модуля NFC автоматической синхронизации посредством беспроводного соединения с носимым устройством. Тренажеры могут иметь автоматические настройки под анатомические особенности пользователя с учетом эргономических норм и биомеханики, автоматические настройки уровня нагрузки, автоматическое прекращение работы. Дополнительно тренировочное оборудование может иметь модуль автоматического уведомления пользователя о последующем прерывании тренировочного алгоритма. Дополнительно тренировочное оборудование может быть представлено любым неавтоматизированным спортивным оборудованием, в этом случае исключается процесс идентификации пользователя на тренажере.
Комплекс тренажеров может быть выполнен с возможностью объединения между собой в локальную сеть, что обеспечивает возможность централизованно отслеживать процесс тренировок пользователей, а также эффективно перераспределять пользователей в соответствии с их программами в случае повышенной загрузки при использовании системы в спортивном учреждении.
Дополнительно, система может включать в себя мобильное приложение, синхронизированное с данными пользователя в базе данных модуля управления системой, для подключения дополнительных возможностей, например, измерения и анализа показателей сна, формирования и контроля соблюдения диетологических рекомендаций, контроля повседневной активности и т.д. Доступ к мобильному приложению может осуществляться посредством планшета или смартфона.
Таким образом, заявляемые способ и система характеризуются новыми, ранее неизвестными из доступных источников информации существенными признаками. Использование вышеописанных технических решений обеспечивает повышение эффективности управления тренировочным процессом в режиме реального времени, то есть в соответствии с изменением функциональных характеристик пользователя в течение всего тренировочного процесса, что в свою очередь обеспечивает максимально достоверный прогнозируемый результат для пользователя. При этом заявляемые изобретения обеспечивают повышение безопасности тренировочного процесса за счет автоматизации одновременно нескольких функций системы для осуществления предложенного способа, при этом обеспечивается повышение вовлеченности пользователя в тренировочный процесс, что также положительно влияет на результат. Это позволяет решить проблему по организации тренировочного процесса без участия медицинского работника или тренера за счет выполнения носимого устройств с возможностью автоматического формирования рекомендаций для пользователя о последовательности выполнения задач тренировочного алгоритма и последующей автоматической корректировки тренировочного процесса и работы тренировочного оборудования в предложенной системе. Таким образом, пользователь получает полную информацию о тренировках и своем состоянии в статистических трендах и в режиме реального времени. Все вышеперечисленное позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения критериям патентоспособности «новизна» и «изобретательский уровень».
Заявляемое изобретение может быть выполнено известными способами из известных материалов, что обеспечивает его соответствие критерию патентоспособности «промышленная применимость».
Заявляемые способ и система отвечают требованию «единство изобретения», поскольку именно такое выполнение системы обеспечивает осуществление данного способа. Заявленные технические решения направлены на достижение одного и того же технического результата по повышению эффективности и безопасности тренировочного процесса.
Заявляемая группа изобретений поясняется следующими чертежами.
Рис. 1 - функциональная схема.
Система организации тренировочного процесса содержит измерительный стенд 1 с диагностическими модулями измерения статических физиологических показателей пользователя, модуль управления системой 2 с базой данных 3, смарт- часы 4, содержащие модуль измерения динамических физиологических показателей пользователя, нательный кардио-датчик 5, смартфон с мобильным приложением 6, а также кардио и силовые тренажеры 7, объединенные в локальную сеть. Каждый из тренажеров 7 снабжен модулем NFC для идентификации пользователя (не показано на чертежах) и модулем уведомления пользователя о прерывании тренировочного алгоритма, при этом см арт-часы 4 содержат модули анализа периодически измеренных динамических показателей пользователя, синхронизации с модулем управления системой 2 с базой данных 3, кардио и силовыми тренажерами 7 и измерительным стендом 1, управления тренажерами 7 и уведомления пользователя о необходимости вернуться к измерительному стенду 1, или перейти к выполнению следующей задачи тренировочного алгоритма, в том числе на следующем тренажере 7, или прекратить выполнение тренировочного алгоритма.
Принцип действия заявляемой группы изобретений заключается в следующем.
Пользователь создает кабинет 8 посредством смартфона с мобильным приложением 6, после чего проходит идентификацию на измерительном стенде 1 посредством ввода данных. Пользователь проходит исследование на измерительном стенде 1 и опрос для уточнения особенностей здоровья, измерительный стенд 1 передаёт полученные данные о пользователе в базу данных 3 модуля управления системой 2, который обрабатывает информацию и сохраняет данные пользователя. Пользователь выбирает цель тренинга, после чего модуль управления системой 2 формирует в пользовательском кабинете программу полного тренировочного процесса и передает ее в базу данных 3, откуда информация передается на тренажеры 7 и отображается в смартфоне с мобильным приложением 6. Смарт-часы 4 и нательный кардио-датчик 5 подключаются к смартфону 6 для синхронизации данных. Пользователь проходит идентификацию на тренажере 7 посредством смарт-часов 4 и модуля идентификации пользователя на тренажере 7 (не показано на чертежах), управляющий сигнал через NFC-модуль запускает тренажере 7 необходимую программу и пользователь и приступает к выполнению тренировки в рамках программы или возобновляет тренировку по ранее созданной программе. Пользователь получает при необходимости информацию на смарт-часы 4 о выполненном задании и необходимости выполнения следующего, направляя его к следующему тренажёру 7, либо к измерительному стенду 1. Во вовремя тренировочного процесса нательный кардио- датчик 5 и смарт-часы 4 контролируют деятельность сердца, в случае значительного превышения пороговых значений кардио-показателей смарт-часы 4 передают команду об остановке работы на тренажер 7. В этом случае тренажёр 7 сначала выполняет звуковой сигнал для привлечения внимания, как пользователя так и ответственного за безопасность в тренажёрном зале лица, после сигнала происходит отключение работы тренажера 7. После завершения тренировочного алгоритма данные о состоянии физиологических динамических показателей пользователя передаются в базу данных 3 модуля управления системой 2, пользователь проходит исследование на измерительном стенде 1, после чего в случае необходимости происходит корректировка полного тренировочного процесса исходя из физиологических показателей пользователя.

Claims

Формула изобретения
1. Способ организации тренировочного процесса, включающий в себя идентификацию пользователя, предварительное измерение статических физиологических показателей пользователя с помощью измерительного стенда, сбор и обработку полученных данных, автоматическое составление тренировочного алгоритма на основе результатов обработки полученных данных, периодическое измерение динамических физиологических показателей пользователя во время выполнения тренировочного алгоритма с помощью, по меньшей мере, одного носимого устройства, отличающийся тем, что перед автоматическим составлением тренировочного алгоритма пользователь выбирает цель тренировки, в процессе выполнения пользователем тренировочного алгоритма посредством носимого устройства периодически производится анализ динамических показателей пользователя и на основе анализа предлагается пользователю вернуться к измерительному стенду, или перейти к выполнению следующей задачи тренировочного алгоритма, в том числе на следующем тренажере, или остановить выполнение тренировочного алгоритма, в том числе ввиду автоматической остановки работы тренажера в случае превышения пороговых значений динамических физиологических показателей пользователя и уведомления пользователя об этом; по результатам проведенных носимым устройством измерений и анализа динамических физиологических показателей тренировочный алгоритм автоматически корректируется.
2. Система организации тренировочного процесса, содержащая измерительный стенд с диагностическими модулями измерения статических физиологических показателей пользователя, модуль управления системой с возможностью хранения и обработки информации, по меньшей мере одно носимое устройство, содержащее модуль измерения динамических физиологических показателей пользователя, а также тренировочное оборудование, отличающаяся тем, что тренировочное оборудование снабжено модулями синхронизации данных и идентификации пользователя, при этом носимое устройство содержит модули анализа периодически измеренных динамических показателей пользователя, синхронизации с модулем управления системой, тренировочным оборудованием и измерительным стендом, управления тренировочным оборудованием и уведомления пользователя о следующем действии в рамках тренировочного алгоритма или необходимости прекратить выполнение тренировочного алгоритма, при этом тренировочное оборудование представляет собой кардио и/или силовой тренажер.
PCT/RU2020/000791 2020-04-14 2020-12-31 Способ организации тренировочного процесса и система для его осуществления WO2021211009A1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020113461 2020-04-14
RU2020113461A RU2733870C1 (ru) 2020-04-14 2020-04-14 Способ организации тренировочного процесса и система для его осуществления

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021211009A1 true WO2021211009A1 (ru) 2021-10-21

Family

ID=72926819

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2020/000791 WO2021211009A1 (ru) 2020-04-14 2020-12-31 Способ организации тренировочного процесса и система для его осуществления

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2733870C1 (ru)
WO (1) WO2021211009A1 (ru)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2118194C1 (ru) * 1997-08-21 1998-08-27 Александр Николаевич Лазукин Динамометрический тренажер для бокса и других видов единоборств
DE102005027329A1 (de) * 2005-06-09 2006-12-21 Häckel, Birger, Dr. Verfahren und Vorrichtung zur Diagnostik und Therapie der Rumpfmuskulatur, insbesondere zur koordinativen Trainingstherapie der Muskulatur der Lendenwirbelsäule
WO2007140490A1 (de) * 2006-06-08 2007-12-13 Mft Multifunktionale Trainingsgeräte Gmbh Trainingsanordnung
RU2468845C2 (ru) * 2008-04-17 2012-12-10 Сато Спортс Плаза Ко., Лтд. Устройство для тренировки, контроллер и способ управления
RU2570478C2 (ru) * 2009-07-31 2015-12-10 Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. Способ и система для обеспечения субъекта тренировочной программой
US20180207482A1 (en) * 2004-02-06 2018-07-26 Koninklijke Philips N.V. Method and apparatus for exercise monitoring combining exercise monitoring and visual data with wireless devices
RU193289U1 (ru) * 2019-07-04 2019-10-22 Дмитрий Гурьевич Максаков Спортивный тренажер

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2118194C1 (ru) * 1997-08-21 1998-08-27 Александр Николаевич Лазукин Динамометрический тренажер для бокса и других видов единоборств
US20180207482A1 (en) * 2004-02-06 2018-07-26 Koninklijke Philips N.V. Method and apparatus for exercise monitoring combining exercise monitoring and visual data with wireless devices
DE102005027329A1 (de) * 2005-06-09 2006-12-21 Häckel, Birger, Dr. Verfahren und Vorrichtung zur Diagnostik und Therapie der Rumpfmuskulatur, insbesondere zur koordinativen Trainingstherapie der Muskulatur der Lendenwirbelsäule
WO2007140490A1 (de) * 2006-06-08 2007-12-13 Mft Multifunktionale Trainingsgeräte Gmbh Trainingsanordnung
RU2468845C2 (ru) * 2008-04-17 2012-12-10 Сато Спортс Плаза Ко., Лтд. Устройство для тренировки, контроллер и способ управления
RU2570478C2 (ru) * 2009-07-31 2015-12-10 Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. Способ и система для обеспечения субъекта тренировочной программой
RU193289U1 (ru) * 2019-07-04 2019-10-22 Дмитрий Гурьевич Максаков Спортивный тренажер

Also Published As

Publication number Publication date
RU2733870C1 (ru) 2020-10-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Patel et al. Wearable inertial sensors to measure gait and posture characteristic differences in older adult fallers and non-fallers: A scoping review
JP2022088612A (ja) バランス試験及び訓練システム並びに方法
Chu et al. Artificial intelligence of things in sports science: weight training as an example
Slade et al. Sensing leg movement enhances wearable monitoring of energy expenditure
US20070219059A1 (en) Method and system for continuous monitoring and training of exercise
US20140081661A1 (en) Method and system for physical therapy using three-dimensional sensing equipment
KR100466665B1 (ko) 게임을 이용한 자동체력평가운동방법
US20040127337A1 (en) Reducing errors in screening-test administration
KR20140054197A (ko) 환자에 의해 관리되는 물리 재활치료를 증강시키기 위한 비침습적 모션 추적 시스템, 장치, 및 방법
CN102695490B (zh) 利用辅助锻炼来改善运动功能的系统和方法
CN111883227A (zh) 执行运动处方的管理方法及其系统
US9984588B1 (en) Method for showing a visual change to a human body shape
Jagos et al. A framework for (tele-) monitoring of the rehabilitation progress in stroke patients
Zhen et al. Internet of things framework in athletics physical teaching system and health monitoring
CN116705233A (zh) 一种面向老年群体的运动处方推荐系统
Harris et al. The MyHeart project: a framework for personal health care applications
CN116416096B (zh) 一种运动协同管理方法、系统、智能终端及存储介质
TW201513032A (zh) 居家健身與復健之即時評估與輔助系統
RU2733870C1 (ru) Способ организации тренировочного процесса и система для его осуществления
TW201413630A (zh) 以步態感測為主之穿戴式居家照護系統
TW202410067A (zh) 疾病風險評估方法
Teikari et al. Precision strength training: Data-driven artificial intelligence approach to strength and conditioning
WO2024166585A1 (ja) 情報処理装置、方法、プログラム、およびシステム
JP7333537B2 (ja) プログラム、情報処理装置、および情報処理方法
JP7303595B1 (ja) プログラム、情報処理装置、および情報処理方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 20931006

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 20931006

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1