[发明专利]用于监测和/或改善体育锻炼效率的装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于监测和/或改善人或动物体育锻炼效率的装置。本发明尤其涉及用于无创监测使用者身体乳酸水平并基于身体乳酸水平随时间的发展提供锻炼建议的装置。此外本发明涉及用于无创监测身体乳酸水平的传感器单元以及用于改善人或动物体育锻炼的方法。

背景技术

乳酸是葡萄糖的无氧代谢的代谢物。在此代谢过程中，一个葡萄糖分子分解成两个乳酸分子，由此经由三磷酸腺苷(ATP)产物获得用于细胞的能量。因为该过程的发生不需要使用氧，所以将其称为无氧代谢。虽然身体中乳酸的形成导致酸毒症，并且因此在锻炼之后导致肌肉疼痛的之前假设已经在很大程度上被反驳，但是乳酸水平，特别是乳酸阈值对于人的身体能力的评估仍然被高度关注。

与对人的性能以及锻炼效果的评估有关，通常关注的其中一个值是乳酸阈值，有时候也称为无氧阈值。这指定了乳酸形成比乳酸分解更快，并且因此积累在血流中的练习强度。因为如果在有氧条件下进行，则对耐力运动(例如长跑以及自行车骑行或游泳)的任何锻炼都导致最好的结果，所以乳酸阈值是用于确定耐力运动锻炼强度的良好标识。耐力锻炼在竞技运动中广泛使用，但是它对多种疾病的预防和恢复也有显著影响，包括冠心病、慢性心力衰竭、糖尿病和癌症。

当前，在斜坡测试中通过从人体采取血样来测量乳酸阈值，由此练习强度逐渐增加。根据这些血样可确定广泛用作锻炼建议定位点的个体乳酸阈值。个体乳酸阈值也反映了所谓的最大乳酸稳定状态(MLSS)，MLSS被限定为在延长的次极量恒定工作负荷期间，当保持稳定状态时可识别的最高血液乳酸浓度。该技术的缺点是，首先它包括从人体采取血样，这样痛苦且不便。此外，血液的分析或者需要实验室设备，因此这使得乳酸阈值的分析脱离大部分人的范围，或者通过便携装置(例如葡萄糖测量装置)进行，但这是有创的。实验室中血样的分析花费时间，因此该技术不适合于在正常情况特别是室外锻炼情况下监测身体乳酸水平。在锻炼期间有创乳酸监测的缺点在于必须为了毛细血管血液采样而中断练习。无创连续乳酸测量方法将是新颖的解决方案，并允许在更宽广的社群应用乳酸监测。

US 5,757,002描述了用于在有机体中测量乳酸的方法以及设备。该文献中所述系统基于近红外光线的反射和/或吸收。该文献中所述系统大且笨重，不适合作为普通的耐力运动锻炼情况中的监测装置。

US 2005/0192493描述了具有一定自校正能力的所谓无创血液分析测量系统。用于分析目的的辐射也是红外辐射，特别是近红外辐射，并将乳酸视作其中一个电势分析物。所述装置被设计为在耳垂上使用，对于耐力运动锻炼情况中的使用而言，这也是不期望的，因为装置经历的运动将显著消弱产生可靠测量结果的能力。此外根据申请人的经验，迄今对于通过所述装置是否能够完全实现可靠的乳酸测量都是可疑的。此外，需要注意，该文献的主要兴趣是测量血糖以监测糖尿病病人。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于监测和/或改善人和/或动物体育锻炼效率的装置，可用于耐力运动锻炼情况，操作简单，职业运动员和业余运动员都负担得起，并且可用于促进多种疾病的预防和恢复，包括冠心病、慢性心力衰竭、糖尿病和癌症。

根据本发明的一个方案，提供一种用于监测和/或改善人或动物体育锻炼效率的装置，包括：

至少一个毫米波发生器，产生毫米波辐射，

至少一个毫米波天线，在预定方向上发射所述毫米波发生器产生的毫米波，

至少一个耦合元件，将所述毫米波天线耦合到所述毫米波发生器，并将所述毫米波发生器产生的所述毫米波辐射传输到所述毫米波天线，

至少一个参考元件，由此所述至少一个参考元件至少间歇地从所述毫米波天线接收毫米波辐射，

至少一个检测器，检测毫米波辐射并产生第一数据流，

处理单元，从所述至少一个检测器接收所述第一数据流，并产生信号指示身体乳酸水平随时间的发展，以及

输出装置，向使用者指示所述身体乳酸水平随时间的发展。

根据本发明的另一个方案，提供一种用于测量人或动物身体乳酸水平随时间的发展的传感器单元，包括：

至少一个毫米波发生器，产生毫米波辐射，

至少一个毫米波天线，在预定方向上发射所述毫米波发生器产生的毫米波，

至少一个耦合元件，将所述毫米波天线耦合到所述毫米波发生器，并将所述毫米波发生器产生的所述毫米波辐射传输到所述毫米波天线，

至少一个参考元件，由此所述至少一个参考元件至少间歇地从所述毫米波天线接收毫米波辐射，