一种通过负荷心率推算青少年日常活动摄氧量和运动强度的方法
阅读：1045发布：2020-06-02
专利汇可以提供一种通过负荷心率推算青少年日常活动摄氧量和运动强度的方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种通过负荷心率推算青少年日常活动摄 氧 量和运动强度的方法，属于健康评估领域。摄氧量被认为与多种 疾病 风 险相关，因此非常关键。摄氧量的直接测试需要非常精密的仪器，通常只能存在于实验研究，无法在大众健身领域应用。本方法采用气体代谢分析仪采集的摄氧量作为“金标准”，与其他变量如性别、年龄等建立多元回归方程；回代验证结果显示该推算方法具有很高的可靠性，可方便、有效推测出青少年日常体 力 活动中的摄氧量。此外，通过气体代谢的精确测量值作为效标，采用ROC曲线分析方法，得到不同强度范围所对应的负荷心率区间，采用负荷心率来判断运动强度的大小。，下面是一种通过负荷心率推算青少年日常活动摄氧量和运动强度的方法专利的具体信息内容。
一种通过负荷心率推算青少年日常活动摄氧量和运动强度的
方法
技术领域
[0001] 一种通过负荷心率推算青少年日常活动摄氧量和运动强度的方法，属于健康评估的领域。无论在能量消耗和运动强度的评估中，摄氧量的评估都非常关键。摄氧量既可以通过氧热价与能量消耗进行换算，也可以通过与安静状态下的摄氧量(1梅脱，MET)比值来横向比较不同运动项目的强度关系，因此具有非常重要的意义。然而，对摄氧量的直接测试，需要非常精密的仪器，例如气体代谢房(室)，气体代谢分析仪等，设备昂贵，通常只能存在于实验研究，而无法在大众健身领域应用。而本方法中，采用气体代谢分析仪采集的摄氧量作为校标“金标准”，通过对年龄、性别、身高、体重、BMI、体脂肪率、瘦体重、负荷心率等指标做多元回归，建立回归方程；同时，采用验证组对所建立的推算方法进行验证，通过回归方程结果与实测结果的配对检验，表明推算方法具有很高的可靠性，可方便、有效的推测出青少年在日常体力活动中的摄氧量，具有很大的意义。此外，通过气体代谢的精确测量，可通过梅脱值精确判断运动强度，以此为校标，采用ROC曲线分析方法，得到不同强度范围所对应的负荷心率区间，从而可采用负荷心率来判断运动强度的大小。
背景技术
[0002] 1摄氧量及最大摄氧量
[0003] 摄氧量，是指在单位时间内，机体摄取和利用的氧气量。氧气的摄取依靠呼吸系统，氧气吸入到肺后，在肺泡与肺静脉血液进行气体交换，使得血液的氧含量增加，然后随着血液循环，流到需要摄氧供能的组织器官(主要是肌肉组织)，组织利用氧气对代谢底物进行有氧氧化，产生出生命活动所需的能量，同时氧气转为二氧化碳，又随血液经肺排出体外，具体流转过程见图1。因此，摄氧量与呼吸系统、循环系统以及肌肉组织等密切相关。呼吸系统的通气能力、心脏的泵血机能、血液的运氧能力以及血流的通畅、肌肉组织利用氧气的能力等，都会对摄氧量产生影响。
[0004] 最大摄氧量，是指在呼吸系统、循环系统、肌肉组织等充分动员的情况下，单位时间内(1分钟)，身体所能摄取的最大氧气量。是在渐增负荷的运动中，当受试者已经尽了最大努力，但依然无法保持要求的运动强度时，所得到的摄氧量水平。最大摄氧量是有氧运动能力的关键指标之一，是耐力运动员选材的重要参考依据，是高水平有氧运动能力的基础。
[0005] 2最大摄氧量的常见测试方法
[0006] 最大摄氧量的测试方法，通常有直接测试法和间接推算法。直接测试法是指在选定的计功器(如跑台、功率自行车等)上，通过递增负荷的方案，采用气体代谢分析系统，直接测试受试者吸入呼出气体中的氧浓度差，来测试摄氧量的方法。该方法测试精准，是进行气体代谢分析的金标准。但该方法也有一定的不足，那就是设备昂贵，操作精确度要求很高，安全监控的专业性很强，不太适合大范围的推广。
[0007] 间接测试法是指在次大强度范围内(85％最大心率以下)，通过一定的负荷方案测试，通过心率反应，来推算最大摄氧量的水平。常用的间接测试法有SMT方案法、YMCA方案法、台阶试验、12分钟跑、6分钟步行试验、20米往返跑等。通过不同条件下的心率反应，采用相对应的推算方法，可得到最大摄氧量。
[0008] 3心率、最大心率、负荷心率
[0009] 心率，是指单位时间内(1分钟)心脏跳动的频率。最精准的心率可采用心电图记录仪来判别，判断1分钟内，有多少个心动周期，那么心率就是多少。而在日常应用中，也通常采用脉搏数来替代心率数值。因此心率采集的设备，也分为基于心电原理和基于脉搏原理2大类型。
[0010] 最大心率，是指心率的最大值。虽然不同的人最大心率有个体差异，但对绝大多数的人来说，最大心率与年龄存在线性关系，最大心率＝220-年龄。通常采用最大心率的百分比(如85％最大心率)来度量运动强度的大小。此外，最大心率与安静心率的差值等于心率储备。也常用心率储备的百分比来度量运动强度。
[0011] 负荷心率，是指身体在做某项运动时，运动量相对与身体来说，就是身体需要承受的负荷，在此强度负荷下，心率会随着强度的不同而不同，因此不同的负荷强度，会对应身体不同水平的心率。此外，由于心率的变化较快，因此此处的负荷心率，是指在一段运动时间内，心率的平均水平。用心率平均水平，可避免由于心率上下波动而造成的误差。
[0012] 4关于“日常活动”的定义
[0013] 本方法的适用范围，就是指日常活动摄氧量的推算，是一种强度范围的约束，是指运动强度在85％最大心率以下的运动。日常的活动中，心率很少出现在85％最大心率水平以上，而且，就算偶尔出现，持续的时间也不会太长。因此，特殊情况对本方法的影响很小。发明内容
[0014] 1通过负荷心率推算青少年日常活动摄氧量的方法
[0015] (1)摄氧量预测方程的建立
[0016] 试验组以气体代谢分析仪(COSMED)实测能耗值为因变量，以周岁年龄、性别、身高、体重、BMI、体脂率、瘦体重、负荷心率为自变量，通过逐步回归的方法获得方程Y(mL/min)＝15.404×负荷心率+23.514×体重(kg)-194.592×性别-1735.307；男性＝1，女性＝2。方程R2＝0.601，SEE＝398.15，F检验P＜0.001，说明自变量与因变量存在线性关系，方程的拟合程度较高；自变量回归系数和常数项t检验，P＜0.001，说明自变量回归系数和常数项有意义。
[0017] (2)摄氧量预测方程的验证
[0018] 通过验证组检验显示，预测方法所得值与实测值之间无显著性差异，存在较强的相关性(男R＝0.728，P＜0.001；女R＝0.603，P＜0.001)。
[0019]
[0020] 通过Bland-Altman法对实测值与方程预测值的一致性分析显示(详见图2，图3)，自建回归方程预测值与实测值残差均在95％的一致性界限(男性-782.507～548.3031ml/min；女性-513.472～439.6213ml/min)。
[0021] 2通过负荷心率判断运动强度的标准
[0022] 气体代谢分析可实时、精确的测量运动中的氧耗量，通过转换为梅脱值(METs)可精确判断运动强度，根据ACSM的标准，小强度体力活动为1.5≤METs＜3，中等强度体力活动为3≤METs＜6，大强度体力活动为6≤METs＜9，≥9METs为剧烈运动。基于此，以气体代谢所测METs值为校标，采用ROC曲线分析方法，得到不同强度范围所对应的负荷心率区间，结果如下：
[0023] 不同运动强度对应ROC曲线下面积和心率切点
[0024]
[0026] 图1氧气和二氧化碳在体内的代谢过程
[0027] 图2青少年男性摄氧量预计值与实测值的一致性分析
[0028] 图3青少年女性摄氧量预计值与实测值的一致性分析
[0029] 图4小强度运动心率的ROC曲线图
[0030] 图5中等强度运动心率的ROC曲线图
[0031] 图6大强度运动心率的ROC曲线图
具体实施方式
[0032] 1.受试者佩戴上可连续监测心率的心率表或心率带；
[0033] 2.记录受试者运动过程中的心率并计算平均值；
[0034] 3.通过预测方法计算运动过程中的摄氧量；
[0035] 4.通过查看第2步中的平均心率，得到整体运动所处的强度范围；也可在运动过程中观察实时心率，将运动强度控制在预定的强度范围内。
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