一种运动测试设备

技术领域

本申请涉及运动测试技术领域，特别是涉及一种运动测试设备。

背景技术

马拉松爱好者由于高强度运动，在心肺适能方面与普通人群存在显著差异，因此，对马拉松爱好者的心肺适能评估必然不同于普通人群。

目前针对马拉松爱好者主要使用常规体位进行心肺运动试验从而评估马拉松爱好者的心肺功能，但是使用常规体位测试方法对于马拉松爱好者存在以下缺陷：上诉运动体位是针对普通人群的体质状况制定的，马拉松爱好者，由于高强度训练心泵功能储备较正常人高，但常规体位容易引起下肢乏力，马拉松爱好者常因下肢乏力而终止运动，不能真实反映马拉松爱好者心肺功能，同时因为未能达到心肺储备能力的极限，在测试过程不良事件发生率偏低，难以对运动过程不良事件提供预警作用；同时马拉松爱好者需要评估运动训练前后是否有助成绩改善，要求心肺运动实验中相关指标与运动成绩有显著相关性。

发明内容

本申请主要解决的技术问题是提供一种运动测试设备，能够对用户进行多种运动方案的测试，便于得到多种不同的测试数据，提升数据的多样性。

为了解决上述问题，本申请采用的一种技术方案是提供一种运动测试设备，该运动测试设备包括：运动装置，运动装置用于提供至少三种运动方案；数据采集装置，用于在用户使用运动装置按照任一种运动方案运动后采集用户的生理数据；终端设备，与数据采集装置和运动装置通信连接，用于接收生理数据和生理数据对应的运动方案；其中，终端设备在接收到所有运动方案对应的生理数据时，基于生理数据和运动方案得到用户在每一运动方案下的测试数据。

其中，运动装置在提供每一种运动方案之前，数据采集装置被配置为获取用户在静息状态下的生理数据；运动装置还用于配合用户按照运动方案运动第一预设时间；数据采集装置被配置为获取用户在第一预设时间后的生理数据；运动装置还用于配合用户按照运动方案运动第二预设时间；数据采集装置被配置为获取用户在第二预设时间内的生理数据。

其中，生理数据包括心电图、血压、心率、呼吸以及心脏血流动力中至少一种。

其中，终端设备还用于获取用户的历史运动数据，基于历史运动数据和测试数据生成新的运动方案。

其中，历史运动数据为用户不同跑步距离的最好成绩，其中，跑步距离为10千米、21千米或42千米。

其中，终端设备还用于接收运动装置发送的运动终止指令，基于运动终止指令，接收数据采集装置采集的运动终止前采集的生理数据，并基于运动终止前采集的生理数据评估运动终止原因。

其中，运动装置为踏车设备；运动方案包括常规体位运动、自行车体位运动和甩手体位运动；终端设备还用于分析常规体位运动、自行车体位运动或甩手体位运动下终止运动的原因，进而比较常规体位运动、自行车体位运动或甩手体位运动下因用户下肢乏力终止运动的发生率。

其中，终端设备还用于获取用户运动中的最大氧耗量、代谢当量、最大负荷功率，以及历史运动数据，进行相关性分析，进而评估常规体位运动、自行车体位运动或甩手体位运动下每搏输出量的增量情况，以及比较常规体位运动、自行车体位运动和甩手体位运动下，最大摄氧量、呼吸交换率、二氧化通气当量斜率、心输出量、心指数、每搏出量的比值；基于比值生成新的运动方案。

其中，终端设备还用于基于数据采集装置采集的生理数据和用户的基本信息，为用户建立健康档案。

其中，数据采集装置包括心电采集设备、血氧饱和度检测仪、无创心输出量测量系统和血压计。

本申请的有益效果是：区别于现有技术的情况，本申请提供的一种运动测试设备，该运动测试设备包括：运动装置，运动装置用于提供至少三种运动方案；数据采集装置，用于在用户使用运动装置按照任一种运动方案运动后采集用户的生理数据；终端设备，与数据采集装置和运动装置通信连接，用于接收生理数据和生理数据对应的运动方案；其中，终端设备在接收到所有运动方案对应的生理数据时，基于生理数据和运动方案得到用户在每一运动方案下的测试数据。通过上述方式，能够对用户进行多种运动方案的测试，便于得到多种不同的测试数据，提升数据的多样性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中：

图1是本申请提供的运动测试设备一实施例的结构示意图；

图2是本申请提供的脚踏车运动设备一实施例的结构示意图；

图3是本申请提供的承重部另一实施例的结构示意图；

图4是本申请提供的调节件一实施例的结构示意图；

图5是本申请提供的把持部另一实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部结构。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

参阅图1，图1是本申请提供的运动测试设备一实施例的结构示意图。该运动测试设备10包括：运动装置11、数据采集装置12和终端设备13。

其中，运动装置11用于提供至少三种运动方案。其中，运动装置11可以是踏车运动装置，也可以是跑台运动装置。踏车运动装置可以提供三种不同体位的运动方案。如常规体位、自行车赛车位和甩手跑步位。

数据采集装置12用于在用户使用运动装置按照任一种运动方案运动后采集用户的生理数据。具体地，可以分别在运动前、运动中、运动后进行生理数据的采集。生理数据可以包括心电图、血压、心率、呼吸以及心脏血流动力中至少一种。具体地使用相应的数据采集装置12进行采集，如使用心电图机采集心电图、使用血压计采集血压。

终端设备13与数据采集装置12和运动装置11通信连接，用于接收生理数据和生理数据对应的运动方案；其中，终端设备在接收到所有运动方案对应的生理数据时，基于生理数据和运动方案得到用户在每一运动方案下的测试数据。

如，终端设备13可以和数据采集装置12以及运动装置11通过蓝牙连接。也可以通过无线通信连接。

不同的运动方案也对应不同的生理数据。可以根据这些生理数据分析出该用户的心肺耐力情况。

通过上述方式，能够对用户进行多种运动方案的测试，便于得到多种不同的测试数据，提升数据的多样性。

具体地，运动装置11在提供每一种运动方案之前，数据采集装置12被配置为获取用户在静息状态下的生理数据；运动装置11还用于配合用户按照运动方案运动第一预设时间；数据采集装置12被配置为获取用户在第一预设时间后的生理数据；运动装置11还用于配合用户按照运动方案运动第二预设时间；数据采集装置12被配置为获取用户在第二预设时间内的生理数据。

其中，生理数据包括心电图、血压、心率、呼吸以及心脏血流动力中至少一种。

其中，终端设备13还用于获取用户的历史运动数据，基于历史运动数据和测试数据生成新的运动方案。其中，历史运动数据为用户不同跑步距离的最好成绩，其中，跑步距离为10千米、21千米或42千米。

其中，终端设备13还用于接收运动装置发送的运动终止指令，基于运动终止指令，接收数据采集装置12采集的运动终止前采集的生理数据，并基于运动终止前采集的生理数据评估运动终止原因。

在一应用场景中，运动装置11为踏车运动设备；运动方案包括常规体位运动、自行车赛车体位运动和甩手跑步体位运动；终端设备13还用于分析常规体位运动、自行车体位运动或甩手体位运动下终止运动的原因，进而比较常规体位运动、自行车体位运动或甩手体位运动下因用户下肢乏力终止运动的发生率。

其中，终端设备13还用于获取用户运动中的最大氧耗量、代谢当量、最大负荷功率，以及历史运动数据，进行相关性分析，进而评估常规体位运动、自行车体位运动或甩手体位运动下每搏输出量的增量情况，以及比较常规体位运动、自行车体位运动和甩手体位运动下，最大摄氧量、呼吸交换率、二氧化通气当量斜率、心输出量、心指数、每搏出量的比值；基于比值生成新的运动方案。

其中，终端设备13还用于基于数据采集装置采集的生理数据和用户的基本信息，为用户建立健康档案。

其中，数据采集装置12包括心电采集设备、血氧饱和度检测仪、无创心输出量测量系统和血压计。

在一实施例中，用户为马拉松爱好者，在对该用户进行运动测试前，需要对用户进行编号，询问用户的基本信息。如：姓名、性别、文化程度、职业、婚姻状况以及联系方式。将这些信息存储于终端设备13。

利用终端设备13建立用户的健康档案，其中，健康档案可以具体包括：血压测量数据、心电图检测数据、身高、体重、腰围测量。

收集用户的心血管风险评估的文献因素，如吸烟、饮酒等生活方式，糖尿病、高血压、心血管病史等疾病史、用药史、家族史等。将这些信息存储于终端设备13。

在一个星期内连续三天同一个时间段，用户分别利用踏车设备以常规体位、自行车赛车位、甩手跑步位，在踏车分级递增运动方案下进行心肺、心电、无创心排的动态检测。具体地，在运动前、运动中、运动后进行Borg(柏格)评分，收集氧耗量、代谢当量、二氧化碳通气当量斜率、无氧代谢阈值、心输出量、心指数、每搏输出量、外周阻力等心肺功能指标。

利用终端设备13分析常规体位、自行车赛车位、甩手跑步位下获得的心肺功能指标，同时与用户10km、半马、全马的最好成绩进行相关分析，制定合理的运动处方。分析常规体位、自行车赛车位、甩手跑步位不同体位下终止试验的原因的概率，比较不同体位下因下肢乏力终止试验的发生率；使用心肺运动试验中最大氧耗量、代谢当量、最大负荷功率与马拉松爱好者在半年在10km、半马、全马的最好成绩进行相关性分析；评估不同体位下每搏输出量(Stroke volum，SV)增量情况，这里每搏输出量定义为(SVmax-SVrest)/SVrest；比较不同体位下，最大摄氧量、呼吸交换率、二氧化通气当量斜率、心输出量、心指数、每搏出量等比值。

其中，若用户的健康档案中出现以下情况，终端设备13将进行提示禁止利用运动装置11进行心肺运动试验：

(1)急性心肌梗死(2天内)；

(2)未控制的不稳定性心绞痛；

(3)未控制的心律失常，引发血液动力学不稳定；

(4)急性心内膜炎；

(5)有症状的严重主动脉缩窄；

(6)失代偿的心力衰竭；

(7)急性肺栓塞、肺梗死或深静脉血栓形成；

(8)急性主动脉夹层；

(9)残疾人有安全隐患或不能全力完成运动试验。

相应的数据采集装置12可以是运动心肺测试系统或运动心电测试系统、无创心输出量测量系统、笔记本电脑、蓝牙、计时器或秒表、专用FS-50电极、棉签、酒精、磨砂膏、圈数计数器、放在剪贴板上的工作表、血氧饱和度检测仪、氧气、血压计、急救药物、除颤器、Borg呼吸困难及疲劳评分表。

在测试前的准备工作：

利用终端设备13提醒用户进行运动前的准备，如：服装宽松舒适，鞋子合适；继续患者平时的治疗方案；试验前饮食清淡；试验前2小时内避免过度运动；测试前不做任何热身运动；在开始运动测试之前，患者应该休息至少10分钟。

还可以配置相应的医护准备：抢救车放在就近合适位置，操作者熟悉心肺复苏，并在测试中快速对紧急事件做出反应；用户有胸痛、不耐受憋喘、步态不稳、面色苍白、大汗淋漓等，操作者要及时停止运动测试。

通过运动装置记录用户的折返圈数；为减少误差，不同运动体位的测试在每天的同一时间点进行。如，第一天进行常规体位测试，第二天进行自行车赛车体位测试，第三天进行甩手跑步体位测试。

具体地，可以在同一个星期连续三天，同一时间段，对同一受试者分别进行常规体位、自行车赛车、甩手跑步位的心肺运动试验，运动实施方案为踏车运动方案中分级递增运动方案包括以下几方面：

静息数据(3分钟)：获得静息心电图、血压、心率、呼吸以及心脏血流动力学参数等。

无负荷热身运动(3分钟)：踏车速度保持在60rpm，在结束时纪录心电图、血压、心率、呼吸以及心脏血流动力学参数等。

功率负荷期(8-12分钟)：

功率递增幅度的选择：每个用户输入资料，如身高、体重、年龄、性别，终端设备上的系统会自动计算出预计值和建议的功率递增幅度，考虑到受试人群经常运动锻炼，本申请提出选择在建议值基础上+10W/min递增。

数据采集装置12实时采集生理数据，可以密切观察用户在运动过程的症状、血压、心率、心电图变化，以此纪录运动过程中是否出现下肢乏力、胸闷胸痛/心绞痛/劳累气促、达预测心率、血压超过>250/115mmHg、运动负荷增加而收缩压下降>10mmHg、室速等严重心律失常、共济失调/眩晕/晕厥前兆、周围循环灌注不足表现，如面色青紫/苍白/皮温升高、除V1和aVR导联外的ST段抬高≥1.0mv。若发生情况，可终止试验。

恢复(6分钟)：利用终端设备13提醒用户保持无负荷踏车缓慢踏车3分钟，在踏车静止休息3分钟，终止试验后若症状或异常情况持续超过15分钟，建议进一步观察甚至治疗。

采集的生理数据可以如下表1、表2和表3所示。

如下表1：

表1为不同体位下进行心肺运动试验下运动心肺相关指标对比表，其中，AT workrate表示无氧功率，Peak work rate表示峰值功率，AT METs表示无氧代谢当量，Peak METs表示峰值代谢当量，Borg atpeak exercise表示运动峰值Borg评分，Peak RER表示峰值呼吸交换率，VE/VCO2 slope表示二氧化通气当量斜率，AT VO2表示无氧阈摄氧量，Peak VO2表示峰值摄氧量，AT VO2/kg表示无氧阈公斤摄氧量，Peak VO2/kg表示峰值公斤摄氧量，ATO2 pulse表示无氧阈氧脉，Peak O2 pulse表示峰值氧脉，Peak O2 pulse表示峰值氧脉百分比，AT VE/VO2表示无氧阈氧通气当量，Peak VE/VO2表示峰值氧通气当量，AT VE/VCO2表示无氧阈二氧化碳通气当量，Peak VE/VCO2表示峰值二氧化碳通气当量。

如下表2：

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表2为不同体位进行心肺运动试验下运动心排相关指标的对比。

其中*代表与常规体位相比，相关指标有显著差异，P值＜0.05。

心率储备定义为静息心率与峰值心率的差值。

泵功能储备定义为静息心指数与峰值心指数的差值。

其中，表2中的Resting SV表示静息每搏输出量；Peak SV表示峰值每搏输出量；SVchange表示峰值每搏输出量与静息每搏输出量的差值/静息每搏输出量；Resting CO表示静息心输出量；Peak CO表示峰值心输出量；Resting CI表示静息心指数；Peak CI表示峰值心指数；Resting LCWi表示静息左心做功指数；Resting SVRi表示静息外周血管阻力指数；Resting DBP表示静息舒张压；Peak DBP表示峰值舒张压；Resting SBP表示静息收缩压；Peak SBP表示峰值收缩压；Resting HR：静息心率；AT HR表示无氧阈心率；Peak HR表示峰值心率；HR recovery at 1min表示1分钟心率恢复。

如表3：

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表3为最大摄氧量(Peak VO

如上表3所示，3种体位在摄氧量、呼吸交换率、二氧化通气当量斜率、心输出量、心指数、每搏输出量、外周血管阻力、血压、心率等均无显著差异；同时计算了SV增量＝(SVmax-SVrest)/SVmax，自行车赛车体位、甩手跑步体位SV增量平均值分别为47.8、48.1，常规体位为40.7，与常规体位相比有显著差异；在相关性分析中，通过自行车赛车体位进行心肺运动试验所得相关指标，如最大摄氧量、峰值代谢当量、最大负荷功率与受试者最近半年内10公里、半程，拉松、全程马拉松最好成绩均有显著相关性。

综上所述，本申请的基于不同运动体位对马拉松爱好者心肺耐力评估，自行车赛车体位可以更好的反应马拉松爱好者心泵功能储备能力，能更好的反应马拉松爱好者的成绩，为评估运动方案的有效性提供了新的方法，能够发现在测试过程不良事件，提出有效、科学的运动处方，减少运动中不良事件。

通过上述方式，使不同体位的相关指标与运动成绩显著性相关，便于为用户调整训练计划。

参阅图2，该脚踏车运动设备20包括：主体21、踏板22和承重部23。其中，踏板22设置于主体上，承重部23设置于主体上，用于承受用户的重量；其中，承重部23可调节，以使用户基于承重部23调节后的状态，在脚踏车运动设备进行运动测试。通过调节承重部23，提高用户舒适性，使用户能够在不同体下进行运动，增加用户运动的多样性，便于测试出用户的最佳运动体位。

具体地，参阅图3，承重部23包括：伸缩件231和座垫232。其中，伸缩件231设置主体上；座垫232设置于伸缩件远离主体一端；其中，伸缩件231可调节座垫232与主体21之间的距离。

具体地，座垫232与主体21之间的距离可以根据用户的实际腿长设置。座垫232靠近伸缩件一侧还设置有减震件。

其中，承重部23还包括调节件233，调节件233连接伸缩件231和座垫232，调节件233能够调节座垫232和伸缩件231之间的夹角。以使座垫232满足不同体位的运动需求。

参阅图4，调节件233包括第一调节件2331、第二调节件2332和固定件2333。第一调节件2331连接座垫232，第二调节件2332连接伸缩件231。固定件2333设置于第二调节件2332上。

其中，第一调节件2331能够沿第二调节件2332的轴向移动，固定件2333用于在第一调节件2331移动至预设位置时，将第一调节件2331和第二调节件2332固定。

其中，继续参阅图2，脚踏车运动设备20还包括把持部24。把持部24设置于主体21前端。把持部24可以调节高度，以适配不同的用户身高。

其中，参阅图5，把持部24包括第一把持件241和第二把持件242，第一把持件241与第二把持件242平行设置。第一把持件241用于与承重部配合，使用户保持在第一体位进行运动；第二把持件242用于与承重部配合，使用户保持在第二体位进行运动。

其中，第一把持件241上设置有第一数据采集装置，第一数据采集装置用于采集用户在第一体位进行运动时的生理数据；第二把持件242上设置有第二数据采集装置，第二数据采集装置用于采集用户在第二体位进行运动时的生理数据。

其中，继续参阅图2，脚踏车运动设备20包括控制设备25，控制设备25连接第一数据采集装置、第二数据采集装置和踏板22；控制设备用于在第一数据采集装置或第二数据采集装置采集的生理数据异常时，控制踏板22卡死。

其中，脚踏车运动设备20还包括扬声器(图未示)，扬声器与控制设备连接，用于进行声音提示。

其中，伸缩件231能够伸缩，使座垫232与主体21的距离为第一距离，使用户保持在第三体位进行运动。

其中，第一体位为常规体位，第二体位为自行车赛车体位，第三体位为甩手跑步体位。

继续参阅图2，把持部24上设置有承重轨道27。承重轨道27可以沿把持部24的轴向移动，通过轴向移动，可以使承重轨道27与用户肩部对齐。在进行相应体位运动时，用户可以将手臂置于承重轨道27，以避免用户使用手紧握把手，减少腕部的酸痛感，以此减少用户的体力消耗。

具体地，承重轨道27可以呈圆弧形凹槽，以此与用户手臂对应，承重轨道27上可以设置弹性接触层，以提高用户手腕或小臂的舒适性。

在一应用场景中，自行车运动员能平稳地骑行前进，是依靠车把两端和车座三个支撑点形成一个平面，来维持平衡的。在这三个点中，车座是主要支撑点，它承受着大部份身体的重量。为了充分发挥踏蹬技术，受试者的座骨结节需要支在座垫232上，所以，必须根据个人骨盆解剖构造来选用适合的车座。尤其对于女性而言，应选择较宽而柔软的车座。同时坐垫的角度绝对不能是固定不变的，根据骑乘姿势和受试者习惯，可以把座垫232的鼻端稍稍向下调整一点，这样可以减轻胯下部位的压力，降低运动过程中的不舒适度。

把持部24的调整对调整骑行姿势很有意义。首先调整把持部24的宽度，应与受试者的肩宽大体相同；其次是把持部24的高度，应根据受试者上体尺寸和臂长来决定，通常是上体角度(即通过髋关节的水平线和髋关节中心至颈椎中心连线)保持在35度～45度之间。此外，承重轨道27避免了运动过程中紧握把手，减少腕部的酸痛感。

综上，通过对脚踏车运动设备20设置可调节高度及角度的承重部，可调节宽度及角度的把持部24，让用户在采用骑乘姿势测试时，在最大程度体现测试强度并避免摔倒等意外，降低运动过程的不舒适感。

在本申请所提供的几个实施方式中，应该理解到，所揭露的方法以及设备，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的设备实施方式仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施方式方案的目的。

另外，在本申请各个实施方式中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

上述其他实施方式中的集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本申请各个实施方式所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccess Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。