本發(fā)明屬于體育器械研究技術(shù)領(lǐng)域，具體來(lái)講是一種智能測(cè)定心臟功能的運(yùn)動(dòng)負(fù)荷系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

運(yùn)動(dòng)負(fù)荷試驗(yàn)是指通過(guò)踏車、平板等運(yùn)動(dòng)工具運(yùn)動(dòng)負(fù)荷后進(jìn)行的心臟功能或血流灌注顯像，用于評(píng)價(jià)心臟運(yùn)動(dòng)負(fù)荷后的儲(chǔ)備功能。常見(jiàn)的運(yùn)動(dòng)負(fù)荷試驗(yàn)方案為采用活動(dòng)平板、自行車功量計(jì)或二階梯運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)。

運(yùn)動(dòng)負(fù)荷量分為極量與次極量?jī)蓹n。極量是指心率達(dá)到自己的生理極限的負(fù)荷量。這種極限運(yùn)動(dòng)量一般多采用統(tǒng)計(jì)所得的各年齡組的預(yù)計(jì)最大心率為指標(biāo)。最大心率粗略計(jì)算法為(220-年齡數(shù))；次極量是指心率達(dá)到85％～90％最大心率的負(fù)荷量，在臨床上大多采用次極量運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)。在生理情況下，由于運(yùn)動(dòng)時(shí)肌肉組織的需氧量增加，為滿足這部分增加的需求，心率相應(yīng)加快，心排出量增高，冠狀動(dòng)脈血流量增加；而心臟做功增加必然伴有心肌耗氧量的增加。當(dāng)冠狀動(dòng)脈存在一定程度的狹窄時(shí)，患者在靜息狀態(tài)下可以不發(fā)生心肌缺血，但當(dāng)運(yùn)動(dòng)負(fù)荷增加伴隨心肌耗氧量增加時(shí)，冠狀動(dòng)脈血流量不能滿足相應(yīng)需求，因而引起心肌缺氧、缺血，心電圖上可出現(xiàn)異常改變。

平板運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)是目前應(yīng)用最廣泛的運(yùn)動(dòng)負(fù)荷試驗(yàn)方法。讓患者在類似跑步機(jī)的平板上走動(dòng)，根據(jù)所選擇的運(yùn)動(dòng)方案，儀器自動(dòng)調(diào)整平板的速度及坡度以調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)負(fù)荷量，直到患者心率達(dá)到次極量負(fù)荷水平，分析運(yùn)動(dòng)前、中、后的心電圖變化以判斷結(jié)果。踏車運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)是在裝有功率計(jì)的踏車上作踏車運(yùn)動(dòng)，以蹬踏的速度和阻力調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)負(fù)荷大小。運(yùn)動(dòng)前、運(yùn)動(dòng)中及運(yùn)動(dòng)后多次進(jìn)行心電圖記錄，進(jìn)行分析作判斷。這種方法的主要優(yōu)點(diǎn)是可以根據(jù)受試者的個(gè)人情況，達(dá)到各自的次極量負(fù)荷。此外，還可用于部分不適宜進(jìn)行平板運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)的患者，如關(guān)節(jié)炎、外周血栓性疾病等的患者。Master二級(jí)梯運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)30年代由Master創(chuàng)建。按年齡、性別、體重不同，以適當(dāng)速度在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定次數(shù)的二級(jí)梯登梯運(yùn)動(dòng)。分析運(yùn)動(dòng)前后的心電圖變化以判斷結(jié)果。該方法雖簡(jiǎn)單、易行、經(jīng)濟(jì)、安全，但由于負(fù)荷量小，敏感性較差，因而假陰性率較高。目前，這一方法已基本淘汰。因此通過(guò)運(yùn)動(dòng)負(fù)荷來(lái)測(cè)定心臟功能，不近要合理化、準(zhǔn)確化，還需要更加智能化，將測(cè)量過(guò)程與人們的日常運(yùn)動(dòng)相結(jié)合，達(dá)到科學(xué)化的分析效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題是提供了一種設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)動(dòng)模式選擇多樣化，分析效果準(zhǔn)確的智能測(cè)定心臟功能的運(yùn)動(dòng)負(fù)荷系統(tǒng)。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種智能測(cè)定心臟功能的運(yùn)動(dòng)負(fù)荷系統(tǒng)，所述的系統(tǒng)主要包括：運(yùn)動(dòng)模式設(shè)置模塊、心臟功能監(jiān)測(cè)模塊、控制模塊、智能化分析模塊、報(bào)告輸出模塊；所述的運(yùn)動(dòng)模式設(shè)置模塊包括不同級(jí)別的運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，主要是指平板分級(jí)運(yùn)動(dòng)，在類似跑步機(jī)的平板上走動(dòng)，根據(jù)所選擇的不同級(jí)別的運(yùn)動(dòng)方案，儀器自動(dòng)調(diào)整平板的速度及坡度以調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)負(fù)荷量，直到使用者心率達(dá)到次極量負(fù)荷水平；與所述的心臟功能監(jiān)測(cè)模塊的不同級(jí)別的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)，通過(guò)脈搏傳感器將得到數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)存儲(chǔ)后無(wú)線傳輸給所述的智能化分析模塊，PC終端控制的心臟功能分析完成后，將分析報(bào)告通過(guò)報(bào)告輸出模塊輸出；所述的控制模塊通過(guò)導(dǎo)線連接，以旋鈕調(diào)節(jié)、液晶屏顯示等控制不同模塊的功能。

進(jìn)一步的，所述的心臟功能監(jiān)測(cè)模塊是指通過(guò)脈搏傳感器對(duì)心率進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，測(cè)量使用者安靜時(shí)的心率、運(yùn)動(dòng)后的心率和1分鐘后心率，得到三組數(shù)據(jù)，然后根據(jù)安靜時(shí)心率確定個(gè)人目標(biāo)心率，根據(jù)此時(shí)運(yùn)動(dòng)心率和1分鐘后心率計(jì)算檢驗(yàn)運(yùn)動(dòng)后心臟恢復(fù)率，將上述數(shù)值作為監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)中；通過(guò)脈搏傳感器采集用戶實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)中的心率，在任意一個(gè)持續(xù)運(yùn)動(dòng)結(jié)束后立刻儲(chǔ)存運(yùn)動(dòng)心率和1分鐘后心率，所有運(yùn)動(dòng)結(jié)束后，再次通過(guò)脈搏傳感器并將本次運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間、平均心率和實(shí)際運(yùn)動(dòng)后心臟恢復(fù)率作為實(shí)際數(shù)值存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)，由計(jì)算機(jī)控制多通道同步A/D轉(zhuǎn)換模塊同步采集脈搏信號(hào)并進(jìn)行同步轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后信號(hào)送至智能化分析模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理。

進(jìn)一步的，所述的智能化分析模塊是指將不同運(yùn)動(dòng)模式下得到的實(shí)際數(shù)值與預(yù)先存儲(chǔ)的常規(guī)值和檢驗(yàn)數(shù)值進(jìn)行比較：若平均心率超出個(gè)人目標(biāo)心率的上限或者實(shí)際運(yùn)動(dòng)后心臟恢復(fù)率超出設(shè)定范圍時(shí)提醒使用者修定個(gè)人目標(biāo)心率；若平均心率在最大心率的90％以上，說(shuō)明使用者的運(yùn)動(dòng)負(fù)荷過(guò)大，有安全隱患；若平均心率在最大心率的60％以下，說(shuō)明用戶的運(yùn)動(dòng)負(fù)荷沒(méi)有達(dá)到運(yùn)動(dòng)效果；若平均心率保持在靶心率范圍內(nèi)，則說(shuō)明用戶的運(yùn)動(dòng)負(fù)荷達(dá)到運(yùn)動(dòng)效果且處于安全有效的心率范圍內(nèi)；根據(jù)對(duì)比得出的數(shù)據(jù)來(lái)檢測(cè)生理參數(shù)的值隨著時(shí)間的推移的變化，所述生理參數(shù)的值在預(yù)定次數(shù)的先前心跳期間的移動(dòng)平均以及將每次心跳時(shí)的參數(shù)值與移動(dòng)平均值或者所述參數(shù)的基線值相比較。

進(jìn)一步的，所述的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)是通過(guò)信息處理接收裝置的存儲(chǔ)器接口和通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信的通信部件的存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在外接的存儲(chǔ)裝置中。

進(jìn)一步的，所述的無(wú)線傳輸是指通過(guò)zigbee無(wú)線傳輸技術(shù)通信相連接，簡(jiǎn)單，使用方便，工作可靠。

進(jìn)一步的，所述的PC終端是通過(guò)無(wú)線信號(hào)接收器接收到監(jiān)測(cè)數(shù)值后通過(guò)串行接口傳送到PC終端，經(jīng)過(guò)數(shù)字濾波處理后，PC終端將監(jiān)測(cè)數(shù)值信號(hào)以曲線的形式顯示出來(lái)。

進(jìn)一步的，所述的脈搏傳感器由外殼、引線、導(dǎo)電電極和填充在電極之間的高分子壓電材料組成，心臟的振動(dòng)信號(hào)經(jīng)過(guò)人體組織的傳導(dǎo)會(huì)在人體體表各部位引起不同程度的振動(dòng)，脈搏傳感器感測(cè)到振動(dòng)后使得高分子壓電材料發(fā)生振動(dòng)，高分子壓電材料將這種振動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)殡姾尚盘?hào)，由無(wú)線輸出信號(hào)數(shù)據(jù)，所述的高分子壓電材料包括聚偏氟乙烯(PVDF)，通過(guò)擠塑高分子量級(jí)的PVDF得到，強(qiáng)度較好，溫度控制在220-250攝氏度之間，成型溫度控制在180-220攝氏度之間，必須嚴(yán)格控制溫度不能使溫度長(zhǎng)期超過(guò)其熔融溫度，PVDF具有優(yōu)良的耐化學(xué)腐蝕性、優(yōu)良的耐高溫色變性和耐氧化性、抗?jié)q強(qiáng)度和耐沖擊性強(qiáng)度，還具有優(yōu)良的耐紫外線和高能輻射性，耐熱性佳并有高介電強(qiáng)度。

進(jìn)一步的，所述的報(bào)告輸出模塊是指通過(guò)從PC終端連接的打印設(shè)備，將心臟功能報(bào)告以文本形式輸出，報(bào)告內(nèi)容中包括：使用者信息、圖表、數(shù)據(jù)、建議。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：運(yùn)動(dòng)模式設(shè)置模塊包括不同級(jí)別的運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，與心臟功能監(jiān)測(cè)模塊的不同級(jí)別的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)，通過(guò)脈搏傳感器將得到數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)存儲(chǔ)后無(wú)線傳輸給智能化分析模塊，PC終端控制的心臟功能分析完成后，將分析報(bào)告通過(guò)報(bào)告輸出模塊輸出；控制模塊通過(guò)導(dǎo)線連接，以旋鈕調(diào)節(jié)、液晶屏顯示等控制不同模塊的功能。本發(fā)明的系統(tǒng)將運(yùn)動(dòng)模式選擇多樣化和智能化的心臟功能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)合，對(duì)運(yùn)動(dòng)負(fù)荷監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確，從而更加科學(xué)的反應(yīng)被檢測(cè)者的心臟功能情況。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的一種智能測(cè)定心臟功能的運(yùn)動(dòng)負(fù)荷系統(tǒng)流程示意圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)結(jié)合系統(tǒng)的流程圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步具體說(shuō)明。

如圖1所示，一種智能測(cè)定心臟功能的運(yùn)動(dòng)負(fù)荷系統(tǒng)，所述的系統(tǒng)主要包括：運(yùn)動(dòng)模式設(shè)置模塊、心臟功能監(jiān)測(cè)模塊、控制模塊、智能化分析模塊、報(bào)告輸出模塊；所述的運(yùn)動(dòng)模式設(shè)置模塊包括不同級(jí)別的運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，主要是指平板分級(jí)運(yùn)動(dòng)，在類似跑步機(jī)的平板上走動(dòng)，根據(jù)所選擇的不同級(jí)別的運(yùn)動(dòng)方案，儀器自動(dòng)調(diào)整平板的速度及坡度以調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)負(fù)荷量，直到使用者心率達(dá)到次極量負(fù)荷水平；與所述的心臟功能監(jiān)測(cè)模塊的不同級(jí)別的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)，通過(guò)脈搏傳感器將得到數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)存儲(chǔ)后無(wú)線傳輸給所述的智能化分析模塊，PC終端控制的心臟功能分析完成后，將分析報(bào)告通過(guò)報(bào)告輸出模塊輸出；所述的控制模塊通過(guò)導(dǎo)線連接，以旋鈕調(diào)節(jié)、液晶屏顯示等控制不同模塊的功能。

現(xiàn)結(jié)合具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的智能測(cè)定心臟功能的運(yùn)動(dòng)負(fù)荷系統(tǒng)的使用過(guò)程進(jìn)行描述，某體育大學(xué)的學(xué)生作為測(cè)試對(duì)象，其測(cè)試過(guò)程主要包括以下步驟：

(1)打開(kāi)控制模塊的電源開(kāi)關(guān)，選擇運(yùn)動(dòng)模式，平板運(yùn)動(dòng)速度選擇為10km/h；

(2)運(yùn)動(dòng)開(kāi)始前將脈搏傳感器分別夾持在左手和右手的中指上，然后開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，直到使用者心率達(dá)到次極量負(fù)荷水平，運(yùn)動(dòng)完成；

(3)通過(guò)PC終端監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并選擇輸出的報(bào)告中需要包含所有的學(xué)生信息、心臟功能對(duì)照?qǐng)D表、心率數(shù)據(jù)、運(yùn)動(dòng)及提高的建議，然后打印報(bào)告。

其中，所述的心臟功能監(jiān)測(cè)模塊是指通過(guò)脈搏傳感器對(duì)心率進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，測(cè)量使用者安靜時(shí)的心率、運(yùn)動(dòng)后的心率和1分鐘后心率，得到三組數(shù)據(jù)，然后根據(jù)安靜時(shí)心率確定個(gè)人目標(biāo)心率，根據(jù)此時(shí)運(yùn)動(dòng)心率和1分鐘后心率計(jì)算檢驗(yàn)運(yùn)動(dòng)后心臟恢復(fù)率，將上述數(shù)值作為監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)中；通過(guò)脈搏傳感器采集用戶實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)中的心率，在任意一個(gè)持續(xù)運(yùn)動(dòng)結(jié)束后立刻儲(chǔ)存運(yùn)動(dòng)心率和1分鐘后心率，所有運(yùn)動(dòng)結(jié)束后，再次通過(guò)脈搏傳感器并將本次運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間、平均心率和實(shí)際運(yùn)動(dòng)后心臟恢復(fù)率作為實(shí)際數(shù)值存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)，由計(jì)算機(jī)控制多通道同步A/D轉(zhuǎn)換模塊同步采集脈搏信號(hào)并進(jìn)行同步轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后信號(hào)送至智能化分析模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理。所述的智能化分析模塊是指將不同運(yùn)動(dòng)模式下得到的實(shí)際數(shù)值與預(yù)先存儲(chǔ)的常規(guī)值和檢驗(yàn)數(shù)值進(jìn)行比較：若平均心率超出個(gè)人目標(biāo)心率的上限或者實(shí)際運(yùn)動(dòng)后心臟恢復(fù)率超出設(shè)定范圍時(shí)提醒使用者修定個(gè)人目標(biāo)心率；若平均心率在最大心率的90％以上，說(shuō)明使用者的運(yùn)動(dòng)負(fù)荷過(guò)大，有安全隱患；若平均心率在最大心率的60％以下，說(shuō)明用戶的運(yùn)動(dòng)負(fù)荷沒(méi)有達(dá)到運(yùn)動(dòng)效果；若平均心率保持在靶心率范圍內(nèi)，則說(shuō)明用戶的運(yùn)動(dòng)負(fù)荷達(dá)到運(yùn)動(dòng)效果且處于安全有效的心率范圍內(nèi)；根據(jù)對(duì)比得出的數(shù)據(jù)來(lái)檢測(cè)生理參數(shù)的值隨著時(shí)間的推移的變化，所述生理參數(shù)的值在預(yù)定次數(shù)的先前心跳期間的移動(dòng)平均以及將每次心跳時(shí)的參數(shù)值與移動(dòng)平均值或者所述參數(shù)的基線值相比較。所述的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)是通過(guò)信息處理接收裝置的存儲(chǔ)器接口和通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信的通信部件的存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在外接的存儲(chǔ)裝置中。所述的無(wú)線傳輸是指通過(guò)zigbee無(wú)線傳輸技術(shù)通信相連接，簡(jiǎn)單，使用方便，工作可靠。所述的PC終端是通過(guò)無(wú)線信號(hào)接收器接收到監(jiān)測(cè)數(shù)值后通過(guò)串行接口傳送到PC終端，經(jīng)過(guò)數(shù)字濾波處理后，PC終端將監(jiān)測(cè)數(shù)值信號(hào)以曲線的形式顯示出來(lái)。所述的脈搏傳感器由外殼、引線、導(dǎo)電電極和填充在電極之間的高分子壓電材料組成，心臟的振動(dòng)信號(hào)經(jīng)過(guò)人體組織的傳導(dǎo)會(huì)在人體體表各部位引起不同程度的振動(dòng)，脈搏傳感器感測(cè)到振動(dòng)后使得高分子壓電材料發(fā)生振動(dòng)，高分子壓電材料將這種振動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)殡姾尚盘?hào)，由無(wú)線輸出信號(hào)數(shù)據(jù)，所述的高分子壓電材料包括聚偏氟乙烯(PVDF)，通過(guò)擠塑高分子量級(jí)的PVDF得到，強(qiáng)度較好，溫度控制在240攝氏度，成型溫度控制在200攝氏度，必須嚴(yán)格控制溫度不能使溫度長(zhǎng)期超過(guò)其熔融溫度，PVDF具有優(yōu)良的耐化學(xué)腐蝕性、優(yōu)良的耐高溫色變性和耐氧化性、抗?jié)q強(qiáng)度和耐沖擊性強(qiáng)度，還具有優(yōu)良的耐紫外線和高能輻射性，耐熱性佳并有高介電強(qiáng)度。

最后應(yīng)說(shuō)明的是：以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。