申请/专利权人：中国科学院合肥物质科学研究院

申请日：2020-10-14

公开（公告）日：2024-04-09

公开（公告）号：CN112205973B

主分类号：A61B5/0205

分类号：A61B5/0205;A61B5/11;A61B5/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.09#授权;2021.01.29#实质审查的生效;2021.01.12#公开

摘要：本发明提出一种基于智能穿戴设备的心肺耐力测量方法及系统，该方法利用智能穿戴设备试验前采集用户静息心率；试验过程采集实时心率和行走速度，根据PCI指数公式计算得到量化指标，测量和评估心肺耐力。基于上述测量方法的系统包括：传感器数据采集模块，用于采集试验中用户的实时心率和行走速度；智能穿戴设备系统控制模块，用于数据处理、定时提醒以及进行通信数据解析；无线通信模块；用户终端处理模块，用于计算评估心肺耐力和数据显示。本发明指标无需严格的实验协议，设备自动检测用户运动状态，确保数据真实有效，可减少在上述心肺耐力试验项目中人工引导和测量的成本，进一步扩展智能穿戴设备的功能，提高其实用性。

主权项：1.一种基于智能穿戴设备的心肺耐力测量方法，包括如下步骤：步骤1、用户APP登录；步骤2、在APP中选择试验项目类型，所述项目类型包括台阶试验和6分钟步行试验；步骤3、正式开始试验前，用户保持静息状态，智能穿戴设备自动开始采集用户静息心率；步骤4、在准备完毕后点击开始运动选项正式开始试验，智能穿戴设备和APP按照项目类型的要求对用户动作提出指示，同时监测用户是否按照要求及时完成动作；步骤5、试验过程中采集用户的运动心率和步行速度数据；步骤6、根据PCI指数公式计算得到量化指标，并与参考标准进行比对实现对心肺耐力进行测量和评估；所述步骤4中，监测用户是否按照要求及时完成动作，具体包括：上台阶第一阶段智能穿戴设备测得的X轴加速度数据记作手臂向后摆动在X轴产生的加速度记作ax′；设备测得的Y轴加速度数据记作手臂摆动在Y轴产生的加速度记作ay；则根据分析列出等式：上台阶第二阶段智能穿戴设备测得的X轴加速度数据记作手臂向前摆动在X轴产生的加速度记作ax，身体重心前移产生的加速度记作设备测得的Y轴加速度数据记作身体重心上升产生的加速度记作则根据分析列出等式：下台阶第一阶段智能穿戴设备测得的X轴加速度数据记作身体重心后移产生的加速度记作设备测得的Y轴加速度数据分别记作身体重心下降产生的加速度记作则根据分析列出等式：下台阶第二阶段智能穿戴设备测得的X轴加速度数据记作设备测得的Y轴加速度数据记作则根据分析列出等式：联立上述等式计算得到：上台阶身体重心前移的加速度身体重心上升的加速度下台阶身体重心后移的加速度身体重心下降的加速度对于上台阶第一阶段和下台阶第二阶段，三轴加速度传感器采集的数据能直接用于姿态解算，而上台阶第二阶段和下台阶第一阶段则需要将数据中身体重心变化产生的加速度减去后用于姿态解算；所述步骤4中，监测用户是否按照要求及时完成动作，还包括：当处于对应阶段时，系统将会首先对摆臂角度的变化过程进行解析判断，具体来讲是针对角度的变化方向、是否经过上下限阈值以及通过先后顺序对该阶段动作进行检测判断，如果不能满足该阶段对应摆臂角度的变化过程要求，则判断用户该阶段未能及时按要求完成动作；当满足手臂摆动角度条件后，针对身体重心的加速度变化也设置有相应的阈值，在对应阶段中系统也会结合身体重心加速度的变化对用户的动作作出判断，具体来说，在上台阶第二阶段，身体重心前移和上升产生的加速度应分别大于各自设定的阈值，只有满足该条件后系统才可判定为上台阶动作；在下台阶第一阶段，身体重心后移和下降产生的加速度的绝对值应分别大于各自设定的阈值，只有满足该条件后系统才可判定为下台阶动作；以四个阶段为一个动作周期，一个动作周期内有超过两个阶段被系统判定为动作不符合要求时，该动作周期将被视为不符合要求，系统发出提示，提醒用户按要求进行测试；当在连续的k个周期都被判定为不符合要求，则停止该次测试，重新开始执行步骤4，该次测试的运动数据也一并丢弃。

全文数据：

权利要求：

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