人體核心溫度監(jiān)測(cè)方法、運(yùn)動(dòng)預(yù)警方法及運(yùn)動(dòng)預(yù)警系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種人體核心溫度監(jiān)測(cè)方法、一種采用該監(jiān)測(cè)方法的高溫高濕環(huán)境運(yùn)動(dòng)預(yù)警方法以及一種采用該運(yùn)動(dòng)預(yù)警方法的高溫高濕環(huán)境運(yùn)動(dòng)預(yù)警系統(tǒng)，主要用于普通人高溫高濕環(huán)境下運(yùn)動(dòng)時(shí)的危險(xiǎn)預(yù)警，避免意外猝死與熱疾病的發(fā)生。
【背景技術(shù)】
[0002]運(yùn)動(dòng)性中暑(Exert1nal heatstroke)是青少年運(yùn)動(dòng)中可預(yù)防類(lèi)死亡的首要原因，特別是在濕熱環(huán)境中進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)動(dòng)，會(huì)大大增加罹患此類(lèi)熱疾病(Heat illness)的風(fēng)險(xiǎn)。
[0003]高溫高濕環(huán)境是指空氣溫度高于36° C、濕度大于60%的一般環(huán)境或者空氣溫度高于32° C、濕度大于60%的運(yùn)動(dòng)環(huán)境，在高溫高濕環(huán)境運(yùn)動(dòng)罹患熱疾病甚至猝死的主要原因是熱量在體內(nèi)的蓄積和機(jī)體的散熱途徑被抑制。大量研究表明，熱疾病的發(fā)生與機(jī)體核心溫度(core body temperature)過(guò)高顯著相關(guān)，為此美國(guó)兒科學(xué)會(huì)(American Academyof Pediatrics)建議所有的青少年運(yùn)動(dòng)員在熱環(huán)境中必須受到監(jiān)測(cè)，當(dāng)出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)性中暑的早期癥狀時(shí)應(yīng)立即停止運(yùn)動(dòng)，并及時(shí)采取相應(yīng)的措施。
[0004]與一般性的疾病和損傷不同的是，出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)性中暑早期癥狀時(shí)，只要及時(shí)的降溫與補(bǔ)水便可以有效地阻止核心溫度的繼續(xù)升高，直接制止此類(lèi)疾病或猝死的發(fā)生，因此，精確的監(jiān)測(cè)機(jī)體在此環(huán)境中運(yùn)動(dòng)時(shí)的核心溫度并及時(shí)進(jìn)行降溫處理是遏制熱疾病發(fā)生的關(guān)鍵步驟。
[0005]目前，運(yùn)動(dòng)中常用的核心溫度監(jiān)測(cè)的方法有肛溫(Rectal temperature)監(jiān)測(cè)、食道溫(Esophagus temperature)監(jiān)測(cè)以及腸溫(Intestinal temperature)監(jiān)測(cè)等，其中肛溫與食道溫的監(jiān)測(cè)都是以有線(xiàn)的形式侵入式的進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，這類(lèi)方法雖然精度較高，但是卻限制了受測(cè)人員的運(yùn)動(dòng)，并且會(huì)造成極大的不適感。另一方面，腸溫的監(jiān)測(cè)是采用吞服無(wú)線(xiàn)膠囊的方式，避免了上述的問(wèn)題，但其造價(jià)卻過(guò)于昂貴，并不適合于大眾健身領(lǐng)域進(jìn)行廣泛的運(yùn)用。因此，有必要開(kāi)發(fā)一種用于運(yùn)動(dòng)中核心溫度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的簡(jiǎn)便、有效的方法，為保障高溫高濕環(huán)境下的運(yùn)動(dòng)健康提供條件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供了一種人體核心溫度監(jiān)測(cè)方法，以便捷、有效、低成本地實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下人體核心溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
[0007]本發(fā)明的目的還在于提供一種高溫高濕環(huán)境運(yùn)動(dòng)預(yù)警方法，以上述人體核心溫度監(jiān)測(cè)方法為基礎(chǔ)，便捷、有效、低成本地實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下人體核心溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，在核心溫度超過(guò)一定限值時(shí)報(bào)警。
[0008]本發(fā)明的目的還在于提供一種高溫高濕環(huán)境運(yùn)動(dòng)預(yù)警系統(tǒng)，采用上述高溫高濕環(huán)境運(yùn)動(dòng)預(yù)警方法，便捷、有效、低成本地實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下人體核心溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，在核心溫度超過(guò)一定限值時(shí)報(bào)警，同時(shí)造價(jià)低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，且不妨礙使用者運(yùn)動(dòng)。
[0009]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
一種人體核心溫度監(jiān)測(cè)方法，在高溫高濕環(huán)境下，通過(guò)心率傳感器采集受試者的心率信號(hào)，依據(jù)心率信號(hào)生成心率數(shù)據(jù)，在心率為100-200次/分(含端值)的情況下，依據(jù)下列公式計(jì)算獲得受試者的核心溫度:
Tc =0.02HR+34.66，
其中
Tc為以攝氏度(°C)為單位的核心溫度(core body temperature)數(shù)值，
HR為以次/分(beats / min)為單位的心率(heart rate)數(shù)值。
[0010]一種高溫高濕環(huán)境運(yùn)動(dòng)預(yù)警方法，在高溫高濕環(huán)境下，依據(jù)本發(fā)明提供的任意一種人體核心溫度監(jiān)測(cè)方法監(jiān)測(cè)運(yùn)動(dòng)者的核心溫度，在運(yùn)動(dòng)者核心溫度超過(guò)設(shè)定限值時(shí)進(jìn)行報(bào)警。
[0011 ] 一種高溫高濕環(huán)境運(yùn)動(dòng)預(yù)警系統(tǒng)，包括可穿戴的胸帶；
心率傳感器，設(shè)置在所述胸帶上，用于實(shí)時(shí)采集使用者的心率；
智能移動(dòng)終端，與所述心率傳感器通信連接，接收來(lái)自所述心率傳感器的心率數(shù)據(jù)，在高溫高濕環(huán)境下，在心率為100-200次/分(含端值)的情況下，根據(jù)心率計(jì)算出核心溫度，在核心溫度超過(guò)限值時(shí)，生成并發(fā)出報(bào)警信號(hào)，用于根據(jù)心率計(jì)算核心溫度的公式為:
Tc =0.02HR+34.66，
其中
Tc為以攝氏度(°C)為單位的核心溫度(core body temperature)數(shù)值，
HR為以次/分(beats / min)為單位的心率(heart rate)數(shù)值。
[0012]本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明的核心溫度監(jiān)測(cè)方法和運(yùn)動(dòng)預(yù)警方法，以簡(jiǎn)便易行的實(shí)時(shí)心率檢測(cè)替代現(xiàn)有技術(shù)下的核心溫度監(jiān)測(cè)，極大地方便了使用，避免常規(guī)核心溫度監(jiān)測(cè)方法所帶來(lái)的諸多不便及高昂的費(fèi)用，由此使運(yùn)動(dòng)過(guò)程中核心溫度監(jiān)測(cè)的大眾化成為可能，并可以在核心溫度超過(guò)限值時(shí)進(jìn)行報(bào)警，有利于保證普通人的運(yùn)動(dòng)安全，促進(jìn)全民健身。
[0013]本發(fā)明的運(yùn)動(dòng)預(yù)警系統(tǒng)，不僅通過(guò)采用本發(fā)明的核心溫度監(jiān)測(cè)方法和運(yùn)動(dòng)預(yù)警方法，實(shí)現(xiàn)了監(jiān)測(cè)和預(yù)警的便利和低費(fèi)用，而且通過(guò)將心率傳感器設(shè)置在胸帶上，有效地避免了現(xiàn)有核心溫度監(jiān)測(cè)技術(shù)中存在的妨礙受試者運(yùn)動(dòng)、受試者具有強(qiáng)烈的不適感以及檢測(cè)成本很高的問(wèn)題，并可以采用任意適宜的現(xiàn)有心率傳感器獲得心率數(shù)據(jù)，由于胸帶穿在身上后基本固定不動(dòng)，而人體胸部或上身軀干也不會(huì)像手指那樣動(dòng)作，由此保證了心率傳感器相對(duì)于人體被檢測(cè)部位的位置固定不變，另外作為被檢測(cè)部位的胸部(包括背部等上身軀干的任意適宜部位)的血液脈沖信號(hào)也基本上不受人運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的影響，信號(hào)強(qiáng)度高，外部干擾小，由此保證了心率監(jiān)測(cè)的有效性、準(zhǔn)確性和可靠性，同時(shí)也減小或避免了因監(jiān)測(cè)對(duì)人體活動(dòng)的妨礙及所帶來(lái)的不適感，通過(guò)智能移動(dòng)終端對(duì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)到的心率信號(hào)或心率數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，在超過(guò)設(shè)定范圍后進(jìn)行報(bào)警，提示運(yùn)動(dòng)者或其他相關(guān)人員，避免了因運(yùn)動(dòng)過(guò)度給人帶來(lái)傷害，同時(shí)智能移動(dòng)終端還可以根據(jù)需要保存和輸送相關(guān)數(shù)據(jù)，并可以獲得、處理和傳送運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)及其他相關(guān)數(shù)據(jù)，將心率與例如跑步速度等運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)相結(jié)合，可以針對(duì)使用者給出適宜于該使用者的具體運(yùn)動(dòng)量和/或運(yùn)動(dòng)方式。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是本發(fā)明運(yùn)動(dòng)預(yù)警系統(tǒng)在使用狀態(tài)下的示意圖；
圖2是本發(fā)明運(yùn)動(dòng)預(yù)警系統(tǒng)的電路構(gòu)造示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]本發(fā)明提供的人體核心溫度監(jiān)測(cè)方法可用于高溫高濕環(huán)境，特別是運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的高溫高濕環(huán)境，所述高溫高濕環(huán)境是指空氣溫度高于36° C、濕度大于60%的一般環(huán)境或者空氣溫度高于32° C、濕度大于60%的運(yùn)動(dòng)環(huán)境(運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的高溫高濕環(huán)境)，所述運(yùn)動(dòng)是指通常所說(shuō)的體育運(yùn)動(dòng)和鍛煉等，不包括日常生活中的活動(dòng)，通過(guò)心率傳感器采集受試者的心率信號(hào)，依據(jù)心率信號(hào)生成心率數(shù)據(jù)，在心率為100-200次/分(含端值)的情況下，依據(jù)下列公式計(jì)算獲得受試者的核心溫度:
Tc =0.02HR+34.66，
其中
Tc為以攝氏度(°C)為單位的核心溫度(core body temperature)數(shù)值，
HR為以次/分(beats / min)為單位的心率(heart rate)數(shù)值。
[0016]申請(qǐng)人通過(guò)558人共計(jì)1953人次的實(shí)驗(yàn)對(duì)上述公式進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)驗(yàn)證，相關(guān)系數(shù)r2=0.977，顯著性水平p=0.0006。實(shí)驗(yàn)以腸溫檢測(cè)方法獲得受試者的核心溫度，以設(shè)置在本發(fā)明胸帶上的紅外心率傳感器獲得受試者的心率，受試者為年齡在13-59歲的普通健康人，男女?dāng)?shù)量相仿，年齡段分布大致相同，15-25歲區(qū)間內(nèi)的年齡分布密度(單位年齡段內(nèi)的受試者人數(shù))略多于其他年齡區(qū)間的年齡分布密度，受試者職業(yè)范圍涵蓋學(xué)生、體力勞動(dòng)和腦力勞動(dòng)及無(wú)業(yè)，運(yùn)動(dòng)方式包括跑步和器械運(yùn)動(dòng)等多種形式，驗(yàn)證采用了心率范圍在100-200次/分的所有有效數(shù)據(jù)。另外，實(shí)驗(yàn)未發(fā)現(xiàn)不同年齡、性別、職業(yè)、居住地、飲食和生活習(xí)慣等的人群之間存在值得關(guān)注的差異。
[0017]所述計(jì)算獲得受試者的核心溫度采用下列任意一種方式:
(1)由心率傳感器的數(shù)據(jù)處理器進(jìn)行計(jì)算；
(2)由心率傳感器將心率信號(hào)傳送給與其通信連接的智能移動(dòng)終端，由智能移動(dòng)終端根據(jù)心率信號(hào)計(jì)算心率數(shù)據(jù)，根據(jù)心率數(shù)據(jù)計(jì)算核心溫度；
(3)由心率傳感器將心率數(shù)據(jù)傳送給與其通信連接的智能移動(dòng)終端，由智能移動(dòng)終端根據(jù)心率數(shù)據(jù)計(jì)算核心溫度。
[0018]本發(fā)明提供的高溫高濕環(huán)境運(yùn)動(dòng)預(yù)警方法為，在高溫高濕環(huán)境下，依據(jù)本發(fā)明提供的任意一種人體核心溫度監(jiān)測(cè)方法監(jiān)測(cè)運(yùn)動(dòng)者的核心溫度，在運(yùn)動(dòng)者核心溫度超過(guò)設(shè)定限值時(shí)進(jìn)行報(bào)警。
[0019]所述核心溫度的計(jì)算和報(bào)警信號(hào)生成可以采用下列任意一種方式:
(1)由心率傳感器的數(shù)據(jù)處理器進(jìn)行核心溫度的計(jì)算，并在核心溫度超過(guò)限值使生成報(bào)警信號(hào)；
(2)由心率傳感器將心率信號(hào)傳送給與其通信連接的智能移動(dòng)終端，由智能移動(dòng)終端根據(jù)心率信號(hào)計(jì)算心率數(shù)據(jù)，根據(jù)心率數(shù)據(jù)計(jì)算核心溫度，并在核心溫度超過(guò)限值使生成報(bào)警信號(hào)； (3)由心率傳感器將心率數(shù)據(jù)傳送給與其通信連接的智能移動(dòng)終端，由智能移動(dòng)終端根據(jù)心率數(shù)據(jù)計(jì)算核心溫度，并在核心溫度超過(guò)限值使生成報(bào)警信號(hào)。
[0020]用于根據(jù)報(bào)警信號(hào)報(bào)警的報(bào)警器件為下列任意一種或多種:
(1)設(shè)置在心率傳感器上的報(bào)警器件；
(2)設(shè)置在智能終端上的報(bào)警器件；
(3 )設(shè)置在心率傳感器和報(bào)警智能終端之外的報(bào)警器件。
[0021]參見(jiàn)圖1和圖2，本發(fā)明提供的高溫高濕環(huán)境運(yùn)動(dòng)預(yù)警系統(tǒng)采用本發(fā)明提供的任意一種人體核心溫度監(jiān)測(cè)方法監(jiān)測(cè)運(yùn)動(dòng)者的核心溫度，采用本發(fā)明提供的任意一種高溫高濕環(huán)境運(yùn)動(dòng)預(yù)警方法進(jìn)行預(yù)警。
[0022]該系統(tǒng)包括:
可穿戴的胸帶30 ；
心率傳感器10，設(shè)置在