心肺测试方法及系统.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201711319295.9 (22)申请日 2017.12.12 (71)申请人 北京动亮健康科技有限公司 地址 100086 北京市海淀区成府路45号中 关村智造大街F栋六层602 (72)发明人 杨剑 叶骏 郭桥 高向阳 (74)专利代理机构 北京万思博知识产权代理有 限公司 11694 代理人 柴国伟 (51)Int.Cl. A61B 5/024(2006.01) A61B 5/0402(2006.01) (54)发明名称 心肺测试方法及系统 (57)摘要 本发明提供了一。

2、种运动心肺测试方法及系 统， 该方法包括以下几个步骤： 监测用户在进行 第一级别运动心肺耐力测试时的身体数据， 身体 数据包括测试过程中的实时心率； 根据测得的实 时心率， 判断是否满足运动测试终止条件， 若是， 则结束测试， 将获取的表征用户身体素质的真实 梅脱值作为用户运动心肺耐力测试的代谢当量； 若否， 则完成第一级别的运动心肺耐力测试， 进 入第二级别的运动心肺耐力测试； 重复上述过 程； 若用户通过了所有级别测试， 通过如下方式 确定用户的真实梅脱值； 将估算的用户最大心率 作为自变量， 带入线性方程yax+b中获取y的 值， y值作为用户的真实梅脱值。 根据本发明的一 种心肺测试方。

3、法及系统， 为提升全民体能素质提 供了良好的平台和科学化的指导， 有助于健身理 念在大众人群中普及开来。 权利要求书2页 说明书6页 附图3页 CN 107997755 A 2018.05.08 CN 107997755 A 1.一种运动心肺测试方法， 其特征在于， 包括以下几个步骤： S110， 监测用户在进行第一级别运动心肺耐力测试时的身体数据， 所述身体数据包括 测试过程中的实时心率； S120， 根据测得的实时心率， 判断是否满足运动测试终止条件， 若是， 则结束测试， 将获 取的表征用户身体素质的真实梅脱值作为用户运动心肺耐力测试的代谢当量； 若否， 则完 成第一级别的运动心肺耐力测。

4、试， 进入第二级别的运动心肺耐力测试； 重复上述过程； 若用 户通过了所有级别测试， 通过如下方式确定用户的真实梅脱值： 1)确定测试过程中每一级别获得的实时心率、 与该级别测试对应的代谢当量， 该代谢 当量为预先设置； 2)通过最小二乘法， 拟合上述每一级别的实时心率和预先设置的代谢当量， 获得线性 方程yax+b， 其中， a， b为常数； 3)将估算的用户最大心率作为自变量， 带入所述线性方程yax+b中获取y的值， 所述y 值作为所述用户的真实梅脱值； S130， 依据步骤S120中获取的用户的真实代谢当量值， 评价用于的心肺耐力。 2.根据权利要求1所述的心肺测试方法， 其特征在于，。

5、 所述步骤S120中， 运动测试的终 止条件为： 实时心率大于估算的用户最大心率的0.8倍； 或 用户感觉无法坚持时； 或 在运动测试过程中， 若ST端水平压低超过J点6080ms， 或ST端呈下歇型或水平型下移0.1mv， 或， ST端持 续压低超过2min或ST端抬高0.1mv。 3.根据权利要求2所述的运动心肺测试方法， 其特征在于， 所述预先设置的代谢当量根据如下信息确定： 用户的姓名、 出生年月、 静息心率、 年龄 以及性别。 4.根据权利要求3所述的运动心肺测试方法， 其特征在于， 所述方法包括三个级别的运动心肺能力测试。 5.一种运动心肺测试系统， 其特征在于， 包括： 监测模块。

6、： 用于监测用户在进行第一级别运动心肺耐力测试时的身体数据， 所述身体 数据包括测试过程中的实时心率； 梅脱值确定模块： 根据测得的实时心率， 判断是否满足运动测试终止条件， 若是， 则结 束测试， 将获取的表征用户身体素质的真实梅脱值作为用户运动心肺耐力测试的代谢当 量； 若否， 则完成第一级别的运动心肺耐力测试， 进入第二级别的运动心肺耐力测试； 重复 上述过程； 若用户通过了所有级别测试， 通过如下方式确定用户的真实梅脱值： 1)确定测试过程中每一级别获得的实时心率、 与该级别测试对应的代谢当量， 该代谢 当量为预先设置； 2)通过最小二乘法， 拟合上述每一级别的实时心率和预先设置的代谢。

7、当量， 获得线性 方程yax+b， 其中， a， b为常熟； 3)将估算的用户最大心率作为自变量， 带入所述线性方程yax+b中获取y的值， 所述y 值作为所述用户的真实梅脱值； 权 利 要 求 书 1/2 页 2 CN 107997755 A 2 心肺耐力确定模块， 依据步骤S2中获取的用户的真实代谢当量值， 评价用于的心肺耐 力。 6.根据权利要求5所述的运动心肺测试系统， 其特征在于， 所述梅脱值确定模块中， 运 动测试的终止条件为： 实时心率大于估算的用户最大心率的0.8倍； 或 用户感觉无法坚持时； 或 在运动测试过程中， 若ST端水平压低超过J点6080ms， 或ST端呈下歇型或水。

8、平型下移0.1mv， 或， ST端持 续压低超过2min或ST端抬高0.1mv。 7.根据权利要求6所述的心肺测试系统， 其特征在于， 所述预先设置的代谢当量根据如下信息确定： 用户的姓名、 出生年月、 静息心率、 年龄 以及性别。 8.根据权利要求7所述的心肺测试系统， 其特征在于， 所述系统包括三个级别的心肺能力测试。 9.一种心肺测试系统， 其特征在于， 包括： 存储器； 处理器； 存储在存储器中的程序， 所述程序被所述处理器执行时， 能够实现如权利要求1至4中 任一项所述的方法的步骤。 10.一种计算机存储介质， 其特征在于， 其上存储有计算机程序， 其特征在于， 该指令被 执行时实现。

9、1至4中任一项所述的方法的步骤。 权 利 要 求 书 2/2 页 3 CN 107997755 A 3 心肺测试方法及系统 技术领域 0001 本发明涉及科学运动及健身技术领域， 尤其涉及一种心肺测试方法及系统。 背景技术 0002 现如今随着经济水平的飞速发展， 越来越多的人过上了快节奏的生活， 来自于工 作以及生活方面的压力使得越来越多的人忽视了自身的身体健康状况。 根据目前已有的研 究表明， 因身体活动不足而导致的亚健康状态会诱发包括肥胖、 糖尿病、 高血压等一系列疾 病， 其所导致的死亡人数已经仅次于吸烟问题成为了人类第二大非正常死亡原因。 因此， 人 们需要加强身体活动， 增强体质，。

10、 但仅凭个人主观意愿盲目的提高身体活动量和运动强度， 却难以达到预计的运动效果， 甚至会导致一定的运动风险。 故测试出人们的身体素质便成 为当务之急， 然后才能在后续提供科学的运动与健身方法。 0003 由于心肺耐力可以表征人体持续身体活动的能力， 体现出人体在一定运动强度下 的心肺功能状况， 故被认为是健康体适能评价指标体系中重要指标之一。 除此之外， 心肺耐 力还可以反映多种影响因素的综合效应， 是一个客观且可重复测量的指标。 然而， 目前已有 的心肺耐力测试系统测试方法复杂， 并且对于慢性疾病如糖尿病、 高血脂患者而言测试过 程还有着一定的风险性， 其心肺耐力测量方法还有待进一步优化， 。

11、如在一种运动心肺评测 装置专利中所采用的心肺耐力测试方法所用装置复杂， 且其未考虑到运动风险评估需求。 市场中没有一种安全、 操作简便和准确有效的心肺耐力测试系统适用于大众健康领域。 此 外， 除去参与竞技体育的运动员或运动学研究专家， 人们对心肺耐力的了解甚微， 对基于心 肺耐力的训练方法更是知之甚少。 若能针对此种现状， 采用一种简易的测试运动步骤， 便能 准确地获取心肺耐力评估值， 则就可为受试者制定针对性的健身方案以及评估锻炼健身效 果提供科学参考依据， 同时也可更有效地发挥运动器材的使用价值。 0004 故由上述种种原因， 需要设计和实现一种操作简便， 测试结果准确， 安全风险低， 。

12、同时价格可以被大众人群接受的心肺耐力测试系统。 一方面， 可为大众人群提供简单便捷 的心肺耐力测试， 有助于健身理念在大众人群中普及开来； 另一方面， 为提升全民体能素质 提供了良好的平台和科学化的指导。 发明内容 0005 本申请的目的在于克服上述问题或者至少部分地解决或缓减解决上述问题。 0006 鉴于上述技术问题， 本发明的旨在提出一种心肺测试方法及系统， 基于本发明， 为 提升全民体能素质提供了良好的平台和科学化的指导， 有助于健身理念在大众人群中普及 开来。 0007 第一方面， 本发明提供了一种心肺测试方法， 包括以下几个步骤： 0008 S110： 监测用户在进行第一级别运动心肺。

13、耐力测试时的身体数据， 所述身体数据 包括测试过程中的实时心率； 0009 S120： 根据测得的实时心率， 判断是否满足运动测试终止条件， 若是， 则结束测试， 说 明 书 1/6 页 4 CN 107997755 A 4 将获取的表征用户身体素质的真实梅脱值作为用户运动心肺耐力测试的代谢当量； 若否， 则完成第一级别的运动心肺耐力测试， 进入第二级别的运动心肺耐力测试； 重复上述过程； 若用户通过了所有级别测试， 通过如下方式确定用户的真实梅脱值： 0010 1)确定测试过程中每一级别获得的实时心率、 与该级别测试对应的代谢当量， 该 代谢当量为预先设置； 0011 2)通过最小二乘法， 。

14、拟合上述每一级别的实时心率和预先设置的代谢当量， 获得 线性方程yax+b， 其中， a， b为常熟； 0012 3)将估算的用户最大心率作为自变量， 带入所述线性方程yax+b中获取y的值， 所述y值作为所述用户的真实梅脱值； 0013 S130， 依据步骤S120中获取的用户的真实代谢当量值， 评价用于的心肺耐力。 0014 进一步地， 所述步骤S120中， 运动测试的终止条件为： 实时心率大于估算的用户最 大心率的0.8倍； 或用户感觉无法坚持时； 或在运动测试过程中， 若ST端水平压低超过J点60 80ms， 或ST端呈下歇型或水平型下移0.1mv， 或， ST端持续压低超过2min或。

15、ST端抬高 0.1mv。 0015 可以理解的是， ST端的含义： QRS波群(正常心电图中幅度最大的波群， 反映心室除 极的全过程)J点至T波开始之间， 是心室复极的初始阶段。 测试的物理量都是对运动中心肌 缺血的反映， 其原因是运动增加了心脏负荷从而诱发心肌缺血， 从而出现缺血性心电图改 变。 反映在心电图上的现象即为： 1、 ST端水平压低超过J点60-80ms； 2、 ST端呈下歇型或水平 型下移0.1mv； 3、 ST端持续压低超过2min； 4、 ST端抬高0.1mv。 0016 进一步地， 所述预先设置的代谢当量根据如下信息确定： 用户的姓名、 出生年月、 静息心率、 年龄以及性。

16、别。 0017 进一步地， 所述方法包括三个级别的心肺能力测试。 0018 第二方面， 本发明还提供了一种心肺测试系统， 包括： 监测模块： 用于监测用户在 进行第一级别运动心肺耐力测试时的身体数据， 所述身体数据包括测试过程中的实时心 率； 梅脱值确定模块： 根据测得的实时心率， 判断是否满足运动测试终止条件， 若是， 则结束 测试， 将获取的表征用户身体素质的真实梅脱值作为用户运动心肺耐力测试的代谢当量； 若否， 则完成第一级别的运动心肺耐力测试， 进入第二级别的运动心肺耐力测试； 重复上述 过程； 若用户通过了所有级别测试， 通过如下方式确定用户的真实梅脱值： 1)确定测试过程 中每一级。

17、别获得的实时心率、 与该级别测试对应的代谢当量， 该代谢当量为预先设置； 2)通 过最小二乘法， 拟合上述每一级别的实时心率和预先设置的代谢当量， 获得线性方程yax +b， 其中， a， b为常数； 3)将估算的用户最大心率作为自变量， 带入所述线性方程yax+b中 获取y的值， 所述y值作为所述用户的真实梅脱值； 心肺耐力确定模块， 依据上一步骤中获取 的用户的真实代谢当量值， 评价用于的心肺耐力。 0019 进一步地， 所述梅脱值确定模块中， 运动测试的终止条件为： 实时心率大于估算的 用户最大心率的0.8倍； 或用户感觉无法坚持时； 或在运动测试过程中， 若ST端水平压低超 过J点60。

18、80ms， 或ST端呈下歇型或水平型下移0.1mv， 或， ST端持续压低超过2min或ST端 抬高0.1mv。 0020 进一步地， 所述预先设置的代谢当量根据如下信息确定： 用户的姓名、 出生年月、 静息心率、 年龄以及性别。 说 明 书 2/6 页 5 CN 107997755 A 5 0021 进一步地， 所述系统包括三个级别的心肺能力测试。 0022 本发明提供的一种心肺测试方法以及系统， 该方法以及系统侧重于利用ECG信号 监测来实现运动风险规避， 通过多级运动强度下实测心电ECG曲线， 利用最小二乘法拟合出 用户运动心率与真实梅脱值的评估模型， 计算出最大心率所对应的真实梅脱值，。

19、 有助于受 试者实时准确地了解自身心肺耐力状况， 同时可作为制定个性化训练方案和评估训练健身 效果的科学参考依据。 能够满足在最大程度上保障测试者的运动安全， 也为后续开运动处 方提供了指导。 其过程简单、 方便和安全， 适合于各年龄阶层的大众运动健身领域。 0023 第三方面， 本发明还提供了一种心肺测试系统， 包括： 存储器； 处理器； 存储在存储 器中的程序， 所述程序被所述处理器执行时， 能够实现如权利要求1至4中任一项所述的方 法的步骤。 0024 进一步地， 其上存储有计算机程序， 该指令被执行时实现1至4中任一项所述的方 法的步骤。 附图说明 0025 构成本发明的一部分的附图用。

20、来提供对本发明的进一步理解， 本发明的示意性实 施例及其说明用于解释本发明， 并不构成对本发明的不当限定。 在附图中： 0026 图1为本发明一种心肺测试方法的流程示意图； 0027 图2为本发明一种心肺测试方法的具体实施例步骤流程图； 0028 图3为本发明一种心肺测试系统的结构示意图； 0029 图4为本发明一种心肺测试系统的具体实施例的结构示意图。 具体实施方式 0030 需要说明的是， 在不冲突的情况下， 本发明中的实施例及实施例中的特征可以相 互组合。 下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。 0031 图1为本发明一种心肺测试方法的流程示意图。 参照图1， 本实施例基于一种心肺。

21、 测试方法， 包括以下几个步骤： 0032 S110： 监测用户在进行第一级别运动心肺耐力测试时的身体数据， 身体数据包括 测试过程中的实时心率； 0033 S120： 根据测得的实时心率， 判断是否满足运动测试终止条件， 若是， 则结束测试， 将获取的表征用户身体素质的真实梅脱值作为用户运动心肺耐力测试的代谢当量； 若否， 则完成第一级别的运动心肺耐力测试， 进入第二级别的运动心肺耐力测试； 重复上述过程； 若用户通过了所有级别测试， 通过如下方式确定用户的真实梅脱值： 0034 1)确定测试过程中每一级别获得的实时心率、 与该级别测试对应的代谢当量， 该 代谢当量为预先设置； 0035 2。

22、)通过最小二乘法， 拟合上述每一级别的实时心率和预先设置的代谢当量， 获得 线性方程yax+b， 其中， a， b为常熟； 0036 3)将估算的用户最大心率作为自变量， 带入线性方程yax+b中获取y的值， y值作 为用户的真实梅脱值； 0037 S130， 依据步骤S120中获取的用户的真实代谢当量值， 评价用于的心肺耐力。 说 明 书 3/6 页 6 CN 107997755 A 6 0038 进一步地， 步骤S120中， 运动测试的终止条件为： 实时心率大于估算的用户最大心 率的0.8倍； 或用户感觉无法坚持时； 或在运动测试过程中， 若ST端水平压低超过J点60 80ms， 或ST端。

23、呈下歇型或水平型下移0.1mv， 或， ST端持续压低超过2min或ST端抬高 0.1mv。 0039 进一步地， 预先设置的代谢当量根据如下信息确定： 用户的姓名、 出生年月、 静息 心率、 年龄以及性别。 0040 进一步地， 方法包括三个级别的心肺能力测试。 0041 本发明提供的一种心肺测试方法， 该方法侧重于利用ECG信号监测来实现运动风 险规避， 通过多级运动强度下实测心电ECG曲线， 利用最小二乘法拟合出用户运动心率与真 实梅脱值的评估模型， 计算出最大心率所对应的真实梅脱值， 有助于受试者实时准确地了 解自身心肺耐力状况， 同时可作为制定个性化训练方案和评估训练健身效果的科学参。

24、考依 据。 能够满足在最大程度上保障测试者的运动安全， 也为后续开运动处方提供了指导。 其过 程简单、 方便和安全， 适合于各年龄阶层的大众运动健身领域。 0042 下面， 通过图2所示一种心肺测试方法的具体实施例步骤流程图， 对本发明心肺测 试方法做进一步地说明。 0043 一种心肺测试方法包括以下步骤： 0044 估算测试用户的最大心率值HRmax。 0045 根据用户的基本信息设置用户次极量测试中三级的代谢当量Met1， Met2， Met3。 0046 用户进行第一级心肺耐力测试， 在第一级测试过程中， 获取用户测试过程中的实 时心率Heart_level1， 如果在测试过程中出现至少。

25、一个终止条件或实时心率Heart_level1 HRmax*0.8或主观感觉无法坚持时， 则立即结束检测， 用户的真实梅脱值即等于Met1。 否 则， 完成该阶段测试， 并进入下一级测试。 0047 用户进行第二级心肺耐力测试， 在第二级测试过程中， 获取用户测试过程中的实 时心率Heart_level2， 如果在测试过程中出现至少一个终止条件或实时心率Heart_level2 HRmax*0.8或主观感觉无法坚持时， 则立即结束检测， 用户的真实梅脱值即等于Met2。 否 则， 完成该阶段测试， 并进入下一级测试。 0048 用户进行第三级心肺耐力测试， 在第三级测试过程中， 获取用户测试过。

26、程中的实 时心率Heart_level3， 如果在测试过程中出现至少一个终止条件或实时心率Heart_level3 HR*0.8或主观感觉无法坚持时， 则立即结束检测， 用户的真实梅脱值即等于Met3。 否则， 完成该阶段测试。 0049 当用户在测试过程中没有出现终止条件或实时心率HRmax*0.8的情况时或主观 感觉无法坚持时， 通过(Heart_level1， Met1)， (Heart_level2， Met2)， (Heart_level3， Met3)进行最小二乘法拟合， 获得线性方程yax+b。 0050 将HRmax作为自变量代入到线性方程yax+b,获得的y值即为用户的真实梅。

27、脱值。 0051 基于统一发明构思， 还提供了一种心肺测试方法， 由于此方法解决问题的原理与 前述一种心肺测试系统相似， 因此， 该方法的实施可以按照前述系统的具体步骤时限， 重复 之处不再赘述。 0052 图3为本发明的一种心肺测试系统。 参考图3， 一种心肺测试系统包括监测模块30、 梅脱值确定模块32和心肺耐力确定模块34。 说 明 书 4/6 页 7 CN 107997755 A 7 0053 具体而言， 监测模块30： 用于监测用户在进行第一级别运动心肺耐力测试时的身 体数据， 身体数据包括测试过程中的实时心率； 梅脱值确定模块32： 根据测得的实时心率， 判断是否满足运动测试终止条。

28、件， 若是， 则结束测试， 将获取的表征用户身体素质的真实梅 脱值作为用户运动心肺耐力测试的代谢当量； 若否， 则完成第一级别的运动心肺耐力测试， 进入第二级别的运动心肺耐力测试； 重复上述过程； 若用户通过了所有级别测试， 通过如下 方式确定用户的真实梅脱值： 1)确定测试过程中每一级别获得的实时心率、 与该级别测试 对应的代谢当量， 该代谢当量为预先设置； 2)通过最小二乘法， 拟合上述每一级别的实时心 率和预先设置的代谢当量， 获得线性方程yax+b， 其中， a， b为常数； 3)将估算的用户最大 心率作为自变量， 带入线性方程yax+b中获取y的值， y值作为用户的真实梅脱值； 心肺。

29、耐 力确定模块34， 依据上一步骤中获取的用户的真实代谢当量值， 评价用于的心肺耐力。 0054 进一步地， 梅脱值确定模块32中， 运动测试的终止条件为： 实时心率大于估算的用 户最大心率的0.8倍； 或用户感觉无法坚持时； 或在运动测试过程中， 若ST端水平压低超过J 点6080ms， 或ST端呈下歇型或水平型下移0.1mv， 或， ST端持续压低超过2min或ST端抬 高0.1mv。 0055 进一步地， 预先设置的代谢当量根据如下信息确定： 用户的姓名、 出生年月、 静息 心率、 年龄以及性别。 0056 进一步地， 系统包括三个级别的心肺能力测试。 0057 在其中一个实施例中， 一。

30、种心肺测试系统包括： 存储器； 处理器； 存储在存储器中 的程序程序被处理器执行时， 能够实现如权利要求1至4中任一项的方法的步骤。 0058 进一步地， 其上存储有计算机程序， 该指令被执行时实现1至4中任一项的方法的 步骤。 0059 本发明提供的一种运动心肺测试系统， 该系统侧重于利用ECG信号监测来实现运 动风险规避， 有助于受试者实时准确地了解自身心肺耐力状况， 同时可作为制定个性化训 练方案和评估训练健身效果的科学参考依据。 能够满足在最大程度上保障测试者的运动安 全， 也为后续开运动处方提供了指导。 其过程简单、 方便和安全， 适合于各年龄阶层的大众 运动健身领域。 0060 图。

31、4为本发明的一种心肺测试系统的具体实施例， 参照图4， 一种心肺测试系统包 括次级量测试模块1， 用户基本信息模块2， 数据分析模块3， 心电监测模块4， 数据传输模块 5， 显示器6， 数据存储模块7以及用户终端8。 0061 具体而言， 用户基本信息模块2， 用于存储用户的基本信息， 如姓名、 出生年月、 静 息心率、 年龄、 性别信息。 0062 次级量测试模块1， 根据用户基本信息设置用户三级运动测试时的代谢当量值 Met1、 Met2、 Met3。 0063 数据分析模块3可用于在运动测试过程中根据相应条件来判断用户的运动测试是 否安全， 并根据用户所完成的测试情况计算出相应用户的真。

32、实梅脱值， 并将测试结果反馈 给用户。 0064 数据分析模块3， 用于在运动测试过程中利用数据存储模块7中的用户实时ECG信 号进行分析， 根据预设的终止条件来判断用户运动测试是否安全， 并根据用户所能完成的 测试级别计算出相应用户的真实梅脱值， 最终将用户的真实心肺耐力情况发送至用户终端 说 明 书 5/6 页 8 CN 107997755 A 8 8， 以便于用户随时查看。 0065 心电监测模块4， 用于在运动测试过程中实时监测用户的心电ECG曲线， 获取在每 级测试过程中用户的实时心率Heart_level。 0066 数据传输模块5， 用于对实时监测用户的的心电ECG曲线， 获取在。

33、每级测试过程中 用户的实时心率Heart_level， 并将检测结果进行传输。 0067 显示器6， 用于对实时监测用户的的心电ECG曲线， 获取在每级测试过程中用户的 实时心率Heart_level进行显示。 0068 数据存储模块7， 用于能够自动地记录用户在每级测试过程中的实时心率Heart_ level， 并能够针对每一位用户建立一个私人档案， 便于数据管理， 同时也有助于进行阶段 性的比较。 0069 以上仅为本发明的较佳实施例而已， 并不用以限制本发明， 凡在本发明的精神和 原则之内， 所作的任何修改、 等同替换、 改进等， 均应包含在本发明的保护范围之内。 说 明 书 6/6 页 9 CN 107997755 A 9 图1 说 明 书 附 图 1/3 页 10 CN 107997755 A 10 图2 说 明 书 附 图 2/3 页 11 CN 107997755 A 11 图3 图4 说 明 书 附 图 3/3 页 12 CN 107997755 A 12 。