[發明專利]用于監測和/或改善體育鍛煉效率的裝置

有效

• 申請號: 201210394894.8
• 申請日: 2012-10-15
• 公開（公告）號: CN103048338A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發明（設計）人: 麥特瑟斯·里德爾
• 申請（專利權）人: 索尼公司
• 主分類號: G01N22/00
• 分類號: G01N22/00;A63B71/06;A61B5/145
• 代理公司: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司 11258
• 代理人: 李曉冬

技術領域

本發明涉及用于監測和/或改善人或動物體育鍛煉效率的裝置。本發明尤其涉及用于無創監測使用者身體乳酸水平并基于身體乳酸水平隨時間的發展提供鍛煉建議的裝置。此外本發明涉及用于無創監測身體乳酸水平的傳感器單元以及用于改善人或動物體育鍛煉的方法。

背景技術

乳酸是葡萄糖的無氧代謝的代謝物。在此代謝過程中，一個葡萄糖分子分解成兩個乳酸分子，由此經由三磷酸腺苷(ATP)產物獲得用于細胞的能量。因為該過程的發生不需要使用氧，所以將其稱為無氧代謝。雖然身體中乳酸的形成導致酸毒癥，并且因此在鍛煉之后導致肌肉疼痛的之前假設已經在很大程度上被反駁，但是乳酸水平，特別是乳酸閾值對于人的身體能力的評估仍然被高度關注。

與對人的性能以及鍛煉效果的評估有關，通常關注的其中一個值是乳酸閾值，有時候也稱為無氧閾值。這指定了乳酸形成比乳酸分解更快，并且因此積累在血流中的練習強度。因為如果在有氧條件下進行，則對耐力運動(例如長跑以及自行車騎行或游泳)的任何鍛煉都導致最好的結果，所以乳酸閾值是用于確定耐力運動鍛煉強度的良好標識。耐力鍛煉在競技運動中廣泛使用，但是它對多種疾病的預防和恢復也有顯著影響，包括冠心病、慢性心力衰竭、糖尿病和癌癥。

當前，在斜坡測試中通過從人體采取血樣來測量乳酸閾值，由此練習強度逐漸增加。根據這些血樣可確定廣泛用作鍛煉建議定位點的個體乳酸閾值。個體乳酸閾值也反映了所謂的最大乳酸穩定狀態(MLSS)，MLSS被限定為在延長的次極量恒定工作負荷期間，當保持穩定狀態時可識別的最高血液乳酸濃度。該技術的缺點是，首先它包括從人體采取血樣，這樣痛苦且不便。此外，血液的分析或者需要實驗室設備，因此這使得乳酸閾值的分析脫離大部分人的范圍，或者通過便攜裝置(例如葡萄糖測量裝置)進行，但這是有創的。實驗室中血樣的分析花費時間，因此該技術不適合于在正常情況特別是室外鍛煉情況下監測身體乳酸水平。在鍛煉期間有創乳酸監測的缺點在于必須為了毛細血管血液采樣而中斷練習。無創連續乳酸測量方法將是新穎的解決方案，并允許在更寬廣的社群應用乳酸監測。

US?5,757,002描述了用于在有機體中測量乳酸的方法以及設備。該文獻中所述系統基于近紅外光線的反射和/或吸收。該文獻中所述系統大且笨重，不適合作為普通的耐力運動鍛煉情況中的監測裝置。

US?2005/0192493描述了具有一定自校正能力的所謂無創血液分析測量系統。用于分析目的的輻射也是紅外輻射，特別是近紅外輻射，并將乳酸視作其中一個電勢分析物。所述裝置被設計為在耳垂上使用，對于耐力運動鍛煉情況中的使用而言，這也是不期望的，因為裝置經歷的運動將顯著消弱產生可靠測量結果的能力。此外根據申請人的經驗，迄今對于通過所述裝置是否能夠完全實現可靠的乳酸測量都是可疑的。此外，需要注意，該文獻的主要興趣是測量血糖以監測糖尿病病人。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于監測和/或改善人和/或動物體育鍛煉效率的裝置，可用于耐力運動鍛煉情況，操作簡單，職業運動員和業余運動員都負擔得起，并且可用于促進多種疾病的預防和恢復，包括冠心病、慢性心力衰竭、糖尿病和癌癥。

根據本發明的一個方案，提供一種用于監測和/或改善人或動物體育鍛煉效率的裝置，包括：

至少一個毫米波發生器，產生毫米波輻射，

至少一個毫米波天線，在預定方向上發射所述毫米波發生器產生的毫米波，

至少一個耦合元件，將所述毫米波天線耦合到所述毫米波發生器，并將所述毫米波發生器產生的所述毫米波輻射傳輸到所述毫米波天線，

至少一個參考元件，由此所述至少一個參考元件至少間歇地從所述毫米波天線接收毫米波輻射，

至少一個檢測器，檢測毫米波輻射并產生第一數據流，

處理單元，從所述至少一個檢測器接收所述第一數據流，并產生信號指示身體乳酸水平隨時間的發展，以及

輸出裝置，向使用者指示所述身體乳酸水平隨時間的發展。

根據本發明的另一個方案，提供一種用于測量人或動物身體乳酸水平隨時間的發展的傳感器單元，包括：

至少一個毫米波發生器，產生毫米波輻射，

至少一個毫米波天線，在預定方向上發射所述毫米波發生器產生的毫米波，

至少一個耦合元件，將所述毫米波天線耦合到所述毫米波發生器，并將所述毫米波發生器產生的所述毫米波輻射傳輸到所述毫米波天線，

至少一個參考元件，由此所述至少一個參考元件至少間歇地從所述毫米波天線接收毫米波輻射，