心肺运动评估和运动训练一体化系统技术方案

本发明专利技术提供了一种心肺运动评估和运动训练一体化系统，包括案例大数据智能管理系统、以及与案例大数据智能管理系统进行数据交互的心肺运动功能评估和个性化运动处方制定系统、借助运动器械的康复训练和处方优化系统、步行和其它自由运动的指导和监测系统、客户端。本发明专利技术以案例大数据智能管理系统为核心，使用数字心肺步行试验对病人进行心肺运动功能评估和危险分层，并开具运动处方；根据病人的案例数据和运动处方，控制和监测病人在运动器械上的运动训练，借助康复助手提醒和监测病人5大处方的实施；系统的医生客户端、家属客户端和专业服务客户端随时提供个性化、专业化的康复服务，提供智能化、规范化、标准化、个性化的医疗和康复服务。

An Integrated System of Cardiopulmonary Motion Assessment and Training

The invention provides an integrated system of cardiopulmonary exercise evaluation and training, which includes a case large data intelligent management system, a cardiopulmonary exercise function evaluation and personalized exercise prescription formulation system for data interaction with the case large data intelligent management system, a rehabilitation training and Prescription Optimization System with the aid of sports equipment, and a guidance and monitoring system for walking and other free exercise. Unit, client. The invention takes the case big data intelligent management system as the core, uses the digital cardiopulmonary walking test to evaluate the cardiopulmonary motor function and stratify the danger of patients, and provides exercise prescriptions; controls and monitors the exercise training of patients on sports instruments according to the case data and exercise prescriptions of patients, and reminds and monitors the implementation of five prescriptions of patients with the help of rehabilitation assistants; Household, family client and professional service client provide personalized and professional rehabilitation services at any time, providing intelligent, standardized, standardized and personalized medical and rehabilitation services.

【技术实现步骤摘要】
心肺运动评估和运动训练一体化系统
本申请属于医学检测、预防和康复
，涉及智能穿戴设备，特别是涉及一种穿戴式数字心肺功能运动试验、预防和康复训练和监测系统。
技术介绍
心血管病是人类第一大杀手。欧美有20％的人群患有心血管病，中国有2.9亿心血管病患者。心血管病的预防、诊断和康复都离不开心血管系统功能的评估、危险分层、运动处方设计、运动训练监测和异常管控。目前，评估和训练通常都由医生或护士手工完成，效率低下、管理不连续、处方的科学性不能保证。心肺系统运动功能评估和运动训练所面临的挑战在于：一、评估的定量性、易操作性、易推广性和测量指标的应用。例如：心肺运动试验(CPX)通过监测机体在运动状态下的摄氧量(VO2)、二氧化碳排出量(VCO2)、心率(HR)、分钟通气量(VE)等来评价心肺等脏器对运动的反应。它具有无创、定量的特点，对于心肺疾病的诊断和预后具有重要价值。另一方面，CPX测量原理和设备使用、维护和数据判读复杂，不容易被临床医生和护士理解和准确使用；CPX要求被测者达到运动极限，很多病人往往达不到运动极限，使得测量结果失去其应有的功效。这些大大限制了CPX的推广和应用。中国专利技术专利《测试心脏运动功能的设备、系统和方法》，申请号201510217071.1，讲述了用于测量心应变能力系列指标的心脏运动功能试验设备。该设备智能、使用方便，测量的心应变能力系列指标临床意义清晰。该专利公开的测试心脏运动功能的设备、系统和方法是本专利技术的一个部分。该专利并没有涉及使用测量指标进行被测者的心血管病危险分层和运动康复处方的制定，更没有涉及在保健和康复中进一步使用测量指标。二、运动训练的智能管理和监测。科学的运动训练必须是个性化的，根据科学开出的运动处方来设定训练器械的运动模式、运动时长和运动强度，指导运动训练，并实时监测身体状况，保证最佳运动训练效果和运动安全。申请号为201710969834.7的中国专利公开了一种个性化运动靶心率设计系统及其使用方法，采集用户的个人生理指标、生化指标、运动水平、病史情况等数据，按照医学防治指南进行科学分析评估，根据各数据指标标准进行分类，将用户组合分类不同的人群。该专利没有专业的运动试验，没有危险分层，用常规分类来代替运动处方的个性化处方设计，是不可取的，实用价值不高。中国专利《一种调节跑步机速度的方法和装置、及智能设备和跑步机》申请号CN201610908260.8公开一种调节跑步机速度的方法和装置，它通过智能穿戴设备获取穿戴者的心率信息，发送至服务器，服务器采用预设算法计算速度参数，用于调整跑步机的速度。但这种方法并不可行：第一，一个人运动训练中的运动强度是根据其多种身体参数综合考虑来设定的，不仅仅是心率，仅用心率进行设定，精确度较低，可能导致多种问题；第二，如果跑步机速度随心率变化而改变，由于人的心率是不断变化的，整个控制过程会很不稳定。另一个中国专利《运动康复治疗系统跑步机控制方法》，申请号CN201410125927.8公开了一种运动康复治疗系统跑步机控制方法，跑步机根据医生的运动治疗处方对速度、坡度以及治疗时间进行控制。即如果速度和坡度不在范围内，随即调整；心率不在范围内，也即调整速度和坡度。同时通过生理参数检测设备和运动设备自带的参数检测电路可以实时掌握患者身体状况，一旦出现异常，即可停止治疗。该专利提出了基于运动处方的调控方法，但仍然采用不断调节的方法，也采用了发现异常就停止训练的处理方法。三、基于案例大数据的运动处方管理、实时运动监测和智能控制。中国专利《一种医疗案例大数据智能管理系统》，申请号2017106087286，公开了一种医疗案例大数据智能管理系统，其名称为BigCase。一方面，用案例推理方法以经典案例来指导目前病例的诊断、治疗和康复。另一方面，提出了以人工智能中框架系统知识表示方法来定义案例模板，发展了基于案例框架系统、医疗指南和流程标准规则的综合推理方法，为本专利技术的实现建立了基础。
技术实现思路
为解决上述问题，并适应医疗大数据时代的需求，满足人们越来越强烈的终身健康服务需求，满足医学专家和医务工作者有效使用大数据的需求，本专利技术公开了一种心肺运动评估和运动训练一体化系统，以案例大数据智能管理系统(BigCase)为核心，使用数字心肺步行试验(DCW)对病人进行心肺运动功能评估和危险分层，并开具运动处方；根据病人的案例数据和运动处方，控制和监测病人在运动器械上的运动训练，借助康复助手提醒和监测病人5大处方的实施；系统的医生客户端、家属客户端和专业服务客户端随时提供个性化、专业化的康复服务。本专利技术根据个人运动处方，和当时的人体生理参数，设定运动训练计划，包括目标运动强度和靶心率，准备运动时长和方式，恢复运动时长和方式。对于跑步机或其它运动器械，也就是选择训练模式和参数；异常时，根据异常的不同，采取不同的处理方法。对于步行，由于运动强度是由人为改变步频和步长而产生的，因此，采用监测步频和步长的方法监测运动强度，以监测心率的方法来提醒运动者保持运动强度。为了达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：心肺运动评估和运动训练一体化系统，包括案例大数据智能管理系统、以及与案例大数据智能管理系统进行数据交互的心肺运动功能评估和个性化运动处方制定系统、借助运动器械的康复训练和处方优化系统、步行和其它自由运动的指导和监测系统、客户端；案例大数据智能管理系统用于存储和管理患者的案例档案；心肺运动功能评估和个性化运动处方制定系统用于采集生理信号进行评估，从案例大数据智能管理系统处获得患者信息，将评估结果上传到案例大数据智能管理系统，并根据评估结果和患者的其它检测信息，进行危险分层和运动处方设计；借助运动器械的康复训练和处方优化系统从案例大数据智能管理系统获得患者的运动处方和相关病情信息，制定训练计划，指导和监测训练，根据运动康复训练计划，提醒和管理病人计划实施，并监测康复训练时的身体状态，采集生理数据后进行实时处理和分析，生成训练报告，上传数据和报告；步行和其它自由运动的指导和监测系统从案例大数据智能管理系统获得患者的处方和相关病情信息，生成训练计划，提醒和指导患者按时按量进行运动训练，并上传训练结果，定制和推送家属报告；客户端用于与用户进行数据交互。进一步的，心肺运动功能评估和个性化运动处方制定系统使用心应变能力系列指标作为评估心肺运动功能的数字指标，心应变能力系列指标包括：静息心率、心应变率、心应变极限、运动心率恢复。进一步的，心肺运动功能评估和个性化运动处方制定系统根据“冠心病康复与二级预防中国专家共识”中冠心病患者的危险分层表，结合6分钟步行距离和心应变能力系列指标进行危险分层。进一步的，心肺运动功能评估和个性化运动处方制定系统根据危险分层确定运动强度范围，使用静止心率、心应变率结合运动强度计算个性化靶心率，选择运动时长和运动频次。进一步的，心肺运动功能评估和个性化运动处方制定系统包括：穿戴式生理信号采集模块、与穿戴式生理信号采集模块连接的智能手机APP步行试验模块、以及与智能手机APP步行试验模块连接的步行试验工作站。进一步的，借助运动器械的康复训练和处方优化系统制定的训练计划包括了运动器械种类、准备活动时间，器械运动时长和速度，运动康复训练时的监本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.心肺运动评估和运动训练一体化系统，其特征在于：包括案例大数据智能管理系统、以及与案例大数据智能管理系统进行数据交互的心肺运动功能评估和个性化运动处方制定系统、借助运动器械的康复训练和处方优化系统、步行和其它自由运动的指导和监测系统、客户端；案例大数据智能管理系统用于存储和管理患者的案例档案；心肺运动功能评估和个性化运动处方制定系统用于采集生理信号、基于数字心肺步行试验进行评估，从案例大数据智能管理系统处获得患者信息，将评估结果上传到案例大数据智能管理系统，并根据评估结果和患者的其它检测信息，进行危险分层和运动处方设计；借助运动器械的康复训练和处方优化系统从案例大数据智能管理系统获得患者的运动处方和相关病情信息，制定训练计划，指导和监测训练，根据运动康复训练计划，提醒和管理病人计划实施，并监测康复训练时的身体状态，采集生理数据后进行实时处理和分析，生成训练报告，上传数据和报告；步行和其它自由运动的指导和监测系统从案例大数据智能管理系统获得患者的处方和相关病情信息，生成训练计划，提醒和指导患者按时按量进行运动训练，并上传训练结果，定制和推送家属报告；客户端用于与用户进行数据交互。

【技术特征摘要】
1.心肺运动评估和运动训练一体化系统，其特征在于：包括案例大数据智能管理系统、以及与案例大数据智能管理系统进行数据交互的心肺运动功能评估和个性化运动处方制定系统、借助运动器械的康复训练和处方优化系统、步行和其它自由运动的指导和监测系统、客户端；案例大数据智能管理系统用于存储和管理患者的案例档案；心肺运动功能评估和个性化运动处方制定系统用于采集生理信号、基于数字心肺步行试验进行评估，从案例大数据智能管理系统处获得患者信息，将评估结果上传到案例大数据智能管理系统，并根据评估结果和患者的其它检测信息，进行危险分层和运动处方设计；借助运动器械的康复训练和处方优化系统从案例大数据智能管理系统获得患者的运动处方和相关病情信息，制定训练计划，指导和监测训练，根据运动康复训练计划，提醒和管理病人计划实施，并监测康复训练时的身体状态，采集生理数据后进行实时处理和分析，生成训练报告，上传数据和报告；步行和其它自由运动的指导和监测系统从案例大数据智能管理系统获得患者的处方和相关病情信息，生成训练计划，提醒和指导患者按时按量进行运动训练，并上传训练结果，定制和推送家属报告；客户端用于与用户进行数据交互。2.根据权利要求1所述的心肺运动评估和运动训练一体化系统，其特征在于：心肺运动功能评估和个性化运动处方制定系统使用心应变能力系列指标作为评估心肺运动功能的数字指标，心应变能力系列指标包括：静息心率、心应变率、心应变极限、运动心率恢复。3.根据权利要求1所述的心肺运动评估和运动训练一体化系统，其特征在于：心肺运动功能评估和个性化运动处方制定系统根据“冠心病康复与二级预防中国专家共识”中冠心病患者的危险分层表，结合6分钟步行距离和心应变能力系列指标进行危险分层。4.根据权利要求1所述的心肺运动评...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴健康，王红亮，
申请(专利权)人：南京宁康中科医疗技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32