本發(fā)明屬于體育器械研究技術(shù)領(lǐng)域，具體來講是一種智能測定心臟功能的運動負荷系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

運動負荷試驗是指通過踏車、平板等運動工具運動負荷后進行的心臟功能或血流灌注顯像，用于評價心臟運動負荷后的儲備功能。常見的運動負荷試驗方案為采用活動平板、自行車功量計或二階梯運動試驗。

運動負荷量分為極量與次極量兩檔。極量是指心率達到自己的生理極限的負荷量。這種極限運動量一般多采用統(tǒng)計所得的各年齡組的預計最大心率為指標。最大心率粗略計算法為(220-年齡數(shù))；次極量是指心率達到85％～90％最大心率的負荷量，在臨床上大多采用次極量運動試驗。在生理情況下，由于運動時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。當冠狀動脈存在一定程度的狹窄時，患者在靜息狀態(tài)下可以不發(fā)生心肌缺血，但當運動負荷增加伴隨心肌耗氧量增加時，冠狀動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。

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

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供了一種設(shè)計合理、結(jié)構(gòu)簡單，運動模式選擇多樣化，分析效果準確的智能測定心臟功能的運動負荷系統(tǒng)。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種智能測定心臟功能的運動負荷系統(tǒng)，所述的系統(tǒng)主要包括：運動模式設(shè)置模塊、心臟功能監(jiān)測模塊、控制模塊、智能化分析模塊、報告輸出模塊；所述的運動模式設(shè)置模塊包括不同級別的運動監(jiān)測項目，主要是指平板分級運動，在類似跑步機的平板上走動，根據(jù)所選擇的不同級別的運動方案，儀器自動調(diào)整平板的速度及坡度以調(diào)節(jié)運動負荷量，直到使用者心率達到次極量負荷水平；與所述的心臟功能監(jiān)測模塊的不同級別的監(jiān)測數(shù)據(jù)相對應(yīng)，通過脈搏傳感器將得到數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)存儲后無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，將分析報告通過報告輸出模塊輸出；所述的控制模塊通過導線連接，以旋鈕調(diào)節(jié)、液晶屏顯示等控制不同模塊的功能。

進一步的，所述的心臟功能監(jiān)測模塊是指通過脈搏傳感器對心率進行實時測量，測量使用者安靜時的心率、運動后的心率和1分鐘后心率，得到三組數(shù)據(jù)，然后根據(jù)安靜時心率確定個人目標心率，根據(jù)此時運動心率和1分鐘后心率計算檢驗運動后心臟恢復率，將上述數(shù)值作為監(jiān)測數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)中；通過脈搏傳感器采集用戶實時運動中的心率，在任意一個持續(xù)運動結(jié)束后立刻儲存運動心率和1分鐘后心率，所有運動結(jié)束后，再次通過脈搏傳感器并將本次運動的總時間、平均心率和實際運動后心臟恢復率作為實際數(shù)值存儲在數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)，由計算機控制多通道同步A/D轉(zhuǎn)換模塊同步采集脈搏信號并進行同步轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后信號送至智能化分析模塊進行數(shù)據(jù)分析處理。

進一步的，所述的智能化分析模塊是指將不同運動模式下得到的實際數(shù)值與預先存儲的常規(guī)值和檢驗數(shù)值進行比較：若平均心率超出個人目標心率的上限或者實際運動后心臟恢復率超出設(shè)定范圍時提醒使用者修定個人目標心率；若平均心率在最大心率的90％以上，說明使用者的運動負荷過大，有安全隱患；若平均心率在最大心率的60％以下，說明用戶的運動負荷沒有達到運動效果；若平均心率保持在靶心率范圍內(nèi)，則說明用戶的運動負荷達到運動效果且處于安全有效的心率范圍內(nèi)；根據(jù)對比得出的數(shù)據(jù)來檢測生理參數(shù)的值隨著時間的推移的變化，所述生理參數(shù)的值在預定次數(shù)的先前心跳期間的移動平均以及將每次心跳時的參數(shù)值與移動平均值或者所述參數(shù)的基線值相比較。

進一步的，所述的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)是通過信息處理接收裝置的存儲器接口和通過網(wǎng)絡(luò)進行通信的通信部件的存儲器的數(shù)據(jù)存儲在外接的存儲裝置中。

進一步的，所述的無線傳輸是指通過zigbee無線傳輸技術(shù)通信相連接，簡單，使用方便，工作可靠。

進一步的，所述的PC終端是通過無線信號接收器接收到監(jiān)測數(shù)值后通過串行接口傳送到PC終端，經(jīng)過數(shù)字濾波處理后，PC終端將監(jiān)測數(shù)值信號以曲線的形式顯示出來。

進一步的，所述的脈搏傳感器由外殼、引線、導電電極和填充在電極之間的高分子壓電材料組成，心臟的振動信號經(jīng)過人體組織的傳導會在人體體表各部位引起不同程度的振動，脈搏傳感器感測到振動后使得高分子壓電材料發(fā)生振動，高分子壓電材料將這種振動轉(zhuǎn)變?yōu)殡姾尚盘?，由無線輸出信號數(shù)據(jù)，所述的高分子壓電材料包括聚偏氟乙烯(PVDF)，通過擠塑高分子量級的PVDF得到，強度較好，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，必須嚴格控制溫度不能使溫度長期超過其熔融溫度，PVDF具有優(yōu)良的耐化學腐蝕性、優(yōu)良的耐高溫色變性和耐氧化性、抗?jié)q強度和耐沖擊性強度，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度。

進一步的，所述的報告輸出模塊是指通過從PC終端連接的打印設(shè)備，將心臟功能報告以文本形式輸出，報告內(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：運動模式設(shè)置模塊包括不同級別的運動監(jiān)測項目，與心臟功能監(jiān)測模塊的不同級別的監(jiān)測數(shù)據(jù)相對應(yīng)，通過脈搏傳感器將得到數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)存儲后無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，將分析報告通過報告輸出模塊輸出；控制模塊通過導線連接，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)將運動模式選擇多樣化和智能化的心臟功能監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)合，對運動負荷監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理實時、準確，從而更加科學的反應(yīng)被檢測者的心臟功能情況。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的一種智能測定心臟功能的運動負荷系統(tǒng)流程示意圖。

具體實施方式

現(xiàn)結(jié)合系統(tǒng)的流程圖，對本發(fā)明進一步具體說明。

如圖1所示，一種智能測定心臟功能的運動負荷系統(tǒng)，所述的系統(tǒng)主要包括：運動模式設(shè)置模塊、心臟功能監(jiān)測模塊、控制模塊、智能化分析模塊、報告輸出模塊；所述的運動模式設(shè)置模塊包括不同級別的運動監(jiān)測項目，主要是指平板分級運動，在類似跑步機的平板上走動，根據(jù)所選擇的不同級別的運動方案，儀器自動調(diào)整平板的速度及坡度以調(diào)節(jié)運動負荷量，直到使用者心率達到次極量負荷水平；與所述的心臟功能監(jiān)測模塊的不同級別的監(jiān)測數(shù)據(jù)相對應(yīng)，通過脈搏傳感器將得到數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)存儲后無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，將分析報告通過報告輸出模塊輸出；所述的控制模塊通過導線連接，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)合具體的實施例對本發(fā)明的智能測定心臟功能的運動負荷系統(tǒng)的使用過程進行描述，某體育大學的學生作為測試對象，其測試過程主要包括以下步驟：

(1)打開控制模塊的電源開關(guān)，選擇運動模式，平板運動速度選擇為10km/h；

(2)運動開始前將脈搏傳感器分別夾持在左手和右手的中指上，然后開始運動，直到使用者心率達到次極量負荷水平，運動完成；

(3)通過PC終端監(jiān)測數(shù)據(jù)，并選擇輸出的報告中需要包含所有的學生信息、心臟功能對照圖表、心率數(shù)據(jù)、運動及提高的建議，然后打印報告。

其中，所述的心臟功能監(jiān)測模塊是指通過脈搏傳感器對心率進行實時測量，測量使用者安靜時的心率、運動后的心率和1分鐘后心率，得到三組數(shù)據(jù)，然后根據(jù)安靜時心率確定個人目標心率，根據(jù)此時運動心率和1分鐘后心率計算檢驗運動后心臟恢復率，將上述數(shù)值作為監(jiān)測數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)中；通過脈搏傳感器采集用戶實時運動中的心率，在任意一個持續(xù)運動結(jié)束后立刻儲存運動心率和1分鐘后心率，所有運動結(jié)束后，再次通過脈搏傳感器并將本次運動的總時間、平均心率和實際運動后心臟恢復率作為實際數(shù)值存儲在數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)，由計算機控制多通道同步A/D轉(zhuǎn)換模塊同步采集脈搏信號并進行同步轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后信號送至智能化分析模塊進行數(shù)據(jù)分析處理。所述的智能化分析模塊是指將不同運動模式下得到的實際數(shù)值與預先存儲的常規(guī)值和檢驗數(shù)值進行比較：若平均心率超出個人目標心率的上限或者實際運動后心臟恢復率超出設(shè)定范圍時提醒使用者修定個人目標心率；若平均心率在最大心率的90％以上，說明使用者的運動負荷過大，有安全隱患；若平均心率在最大心率的60％以下，說明用戶的運動負荷沒有達到運動效果；若平均心率保持在靶心率范圍內(nèi)，則說明用戶的運動負荷達到運動效果且處于安全有效的心率范圍內(nèi)；根據(jù)對比得出的數(shù)據(jù)來檢測生理參數(shù)的值隨著時間的推移的變化，所述生理參數(shù)的值在預定次數(shù)的先前心跳期間的移動平均以及將每次心跳時的參數(shù)值與移動平均值或者所述參數(shù)的基線值相比較。所述的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)是通過信息處理接收裝置的存儲器接口和通過網(wǎng)絡(luò)進行通信的通信部件的存儲器的數(shù)據(jù)存儲在外接的存儲裝置中。所述的無線傳輸是指通過zigbee無線傳輸技術(shù)通信相連接，簡單，使用方便，工作可靠。所述的PC終端是通過無線信號接收器接收到監(jiān)測數(shù)值后通過串行接口傳送到PC終端，經(jīng)過數(shù)字濾波處理后，PC終端將監(jiān)測數(shù)值信號以曲線的形式顯示出來。所述的脈搏傳感器由外殼、引線、導電電極和填充在電極之間的高分子壓電材料組成，心臟的振動信號經(jīng)過人體組織的傳導會在人體體表各部位引起不同程度的振動，脈搏傳感器感測到振動后使得高分子壓電材料發(fā)生振動，高分子壓電材料將這種振動轉(zhuǎn)變?yōu)殡姾尚盘枺蔁o線輸出信號數(shù)據(jù)，所述的高分子壓電材料包括聚偏氟乙烯(PVDF)，通過擠塑高分子量級的PVDF得到，強度較好，溫度控制在240攝氏度，成型溫度控制在200攝氏度，必須嚴格控制溫度不能使溫度長期超過其熔融溫度，PVDF具有優(yōu)良的耐化學腐蝕性、優(yōu)良的耐高溫色變性和耐氧化性、抗?jié)q強度和耐沖擊性強度，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度。

最后應(yīng)說明的是：以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解：其依然可以對前述實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換；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)明實施例技術(shù)方案的精神和范圍。