用于生成关于对象的肌肉骨骼恢复的信息的设备、系统和方法与流程

1.本发明涉及用于生成关于对象的肌肉骨骼恢复的信息的设备、系统和方法。


背景技术：

2.运动员的主要关注点是提高其表现。这是顶级精英运动员以及娱乐运动员所共有的感觉。为了做到这一点，他们都需要定期锻炼(即进行活动)。每次锻炼训练都会扰乱其生理学并诱导适应，这使得肌肉、肺、关节和循环适合于执行给定的任务。然而，过度锻炼和/或恢复不足可能具有导致过度训练和/或损伤的相反效果，这可能导致表现的降低。
3.为了防止训练不足或过度训练，运动设备一直在给出关于人应当从训练中恢复多长时间的建议。首先，这种建议纯粹基于训练本身，特别是基于心率区间和心率区间中的持续时间。最近，已经出现了在这些训练之外还考虑认知应激和睡眠质量的技术方案，因为认知应激和睡眠质量影响人恢复的速度。这些技术方案基于心率和心率变异性特征并且因此心血管系统的恢复。用于恢复的技术方案的示例是基于firstbeat算法(在us7192401中描述)的garmin body battery和polar recovery pro。
4.us2016/220866a1公开了一种帮助用户基于前一个阶段的训练刺激的强度来规划用于设置下一个训练阶段的适当定时的设备。当自上一个训练阶段以来将有足够的恢复时间以建议用于开始下一个训练阶段的最佳时间时，向用户示出。定时建议基于超补偿时间曲线，该超补偿时间曲线取决于至少包括上一个训练阶段的训练负荷的用户相关因素，并且优选地还取决于用户的训练状态。其他参数(如年龄和性别)和变量(如影响恢复的行为，例如缺乏睡眠导致的疲劳，饮水不足导致的脱水，不足的卡路里、蛋白质、矿物质或维生素摄入，酒精和其他药物的摄入)可以另外用于影响恢复时间计算。
5.us2019/0183412a1公开了用于辅助对象的锻炼的系统、对应的方法和计算机程序。所述系统包括：锻炼状态提供单元、疲劳水平确定单元、疲劳水平阈值确定单元和评估单元，所述锻炼状态提供单元用于针对锻炼阶段或在锻炼阶段期间提供对象的锻炼状态，所述疲劳水平确定单元用于基于对象的锻炼状态来确定对象的疲劳水平，所述疲劳水平阈值确定单元用于确定针对锻炼阶段的对象的疲劳水平阈值，所述评估单元用于评估与疲劳水平阈值相比较的疲劳水平。它提供了一种用于辅助对象锻炼的更通用的系统，并且还为对象提供了改进的锻炼辅助。
6.可以在us2019/184232a1、us2019/328284a1和us2016/58378a中找到其他现有技术。
7.现有的方法未能考虑在训练和比赛期间经常发生的机械性微创伤。已知这些微创伤会导致过度疲劳、损伤和过度使用骨折。


技术实现要素：

8.本发明的目的是提供用于生成关于对象恢复的附加信息以更好地避免过度疲劳、
伤害和过度使用骨折的设备、系统和方法。
9.在本发明的第一方面中，提出了一种用于生成关于对象的肌肉骨骼恢复的信息的设备，所述设备包括：
[0010]-传感器输入部，其被配置为接收与进行活动的所述对象的运动有关的运动参数和/或运动信号；
[0011]-处理器，所述处理器被配置为：
[0012]
根据所述运动参数和/或运动信号确定冲击负荷的度量，所述冲击负荷的度量指示进行活动的所述对象的运动对所述对象的肌肉骨骼系统的负荷，
[0013]
根据冲击负荷的度量确定肌肉骨骼受损的度量，所述肌肉骨骼受损的度量指示对象的肌肉骨骼系统由于对象进行的活动受损的程度，并且
[0014]
根据冲击负荷的度量确定关于肌肉骨骼恢复的信息，所述关于肌肉骨骼恢复的信息指示肌肉骨骼受损随时间恢复的程度；以及
[0015]-输出部，其被配置为输出所确定的关于肌肉骨骼恢复的信息。
[0016]
在本发明的另一方面中，提出了一种用于生成关于对象的肌肉骨骼恢复的信息的系统，所述系统包括：
[0017]-传感器，其被配置为测量与所述对象的运动有关的运动参数和/或运动信号；
[0018]-如本文公开的设备，其被配置为根据所述运动参数和/或运动信号生成关于所述对象的肌肉骨骼恢复的信息；以及
[0019]-用户接口，其发出所生成的关于肌肉骨骼恢复的信息。
[0020]
在本发明的又一方面中，提供了对应的方法、计算机程序以及非瞬态计算机可读记录介质，所述计算机程序包括程序代码模块，当所述计算机程序在计算机上执行时，所述程序代码模块用于令计算机执行本文公开的方法的步骤，所述非瞬态计算机可读记录介质在其中存储有计算机程序产品，所述计算机程序产品当由处理器执行时，令本文公开的方法被执行。
[0021]
在从属权利要求中限定了本发明的优选实施例。应当理解，所要求保护的方法、系统、计算机程序和介质具有与所要求保护的设备(特别是如在从属权利要求中限定的和如在本文中公开的)相似和/或相同的优选实施例。
[0022]
本发明基于如下构思：也需要从训练中恢复的肌肉、关节和肌腱的恢复时间通常不同于心血管恢复时间。因此，测量肌肉、关节和肌腱(即对象的肌肉骨骼系统)由于训练受损了多少，然后使用该信息来估计它们需要恢复多长时间。因此，考虑在训练和比赛期间定期发生并可能导致过度疲劳、损伤和过度使用骨折的机械性微创伤，以向对象(或用户，诸如对象的教练)提供关于肌肉骨骼恢复的信息(诸如恢复时间)。
[0023]
已知的技术方案通常考虑心肺疲劳，其不考虑由重复冲击引起的机械创伤，诸如在双肢无支撑浮动之后每次脚跟撞击时由脚-地面接触确定的机械创伤。在锻炼期间肌肉骨骼系统上的负担与心血管系统上的负担不成比例，并且因此其恢复是不同的，例如具有不同的时间常数。所提出的技术方案根据冲击负荷的度量来确定生物力学负担并估计肌肉骨骼系统的所需恢复(特别是生物力学恢复时间)，以便防止长期不利事件，诸如损伤或应力骨折。换句话说，本发明清楚地区分了心血管负荷和肌肉骨骼负荷，并且根据对象的肌肉骨骼负荷单独提供关于恢复的信息。
[0024]
通常有许多方法来确定冲击负荷的度量，这取决于例如应用的种类、传感器的种类等。在实施例中，所述处理器被配置为根据以下中的一项或多项来确定冲击负荷的度量：步伐的最大力乘以步数、步伐的最大力乘以节奏乘以在该节奏下的持续时间、速度乘以速度的持续时间、加速度的平均幅度乘以其持续时间、加速度的峰值幅度乘以其持续时间、肌电描记术(emg)信号随时间的积分、每次重复的最大扭矩或力乘以重复次数、垂直振荡乘以步数、以及步长乘以步数。
[0025]
在另一实施例中，所述处理器被配置为基于与所确定的冲击负荷的度量的预定关系、特别是线性关系来确定肌肉骨骼受损的度量。通常，如何确定肌肉骨骼受损的度量取决于哪个度量用于冲击负荷的度量，例如，有多少肌肉细胞受损并且需要由身体修复。肌肉骨骼受损被定义为肌肉(纤维)、结缔组织、骨骼组织细胞的超微结构受损，其导致关键的兴奋-收缩以及所有这些细胞及其组成部分的弹性和柔性功能的部分或全部丧失，这导致低效的肌肉收缩和机械冲击阻尼能力。跑步引起的肌肉骨骼受损可以通过垂直地面反作用力grfv＝mb g(tc ta/tc)的形态来确定，其中，mb是体重，g是重力加速度，tc是(脚与地面的)接触时间，并且ta是空中时间(脚不与地面接触)。推导出身体节段加速度(与跑步速度相关)和人的重量决定了该节段(例如，通常为脚、踝、膝、腿)的冲击实体，并且这进而决定了物理创伤(机械疲劳)、受损
∝
grfv gr(地面反应或冲量)的数量。
[0026]
在另一实施例中，所述处理器被配置为通过使用在已知时刻的肌肉骨骼状况损失和肌肉骨骼恢复的时间常数，根据冲击负荷信息的度量来确定关于肌肉骨骼恢复的信息。一个示例性实施例将肌肉骨骼恢复程度(％)确定为100％
–
c2*exp(-t/tau2)，其中，c2是在训练结束时候(t＝0)的肌肉骨骼状况损失，等于50％，并且tau2是肌肉骨骼恢复的时间常数，例如等于2.5天。所公开的技术方案的一个优点是分开计算肌肉骨骼恢复，特别是与心血管恢复分开。grfv的实体(从运动传感器导出)和数量(从也来自运动传感器的步数导出)可以确定要恢复的受损量。因此，一个可能的假设是σ(grfv)(其中，所导出的加速度不需要是实际力)将确定机械疲劳c2的起始水平。如果σ(grfv)大，则c2大，并且反之亦然。grfv的形态也决定了tau2的大小，因为对于长时间跑步(例如60分钟 )，在grfv曲线下方的面积的总和将大于更高速度但更短跑步的情况。因此，对于长跑，tau2将更大。
[0027]
在实施例中，所述处理器可以被配置为基于默认公式、具有个性化参数的公式、取决于所述对象的运动的公式或具有波动行为的公式中的一个公式来确定关于肌肉骨骼恢复的信息。通常，选择哪个特定实施方式是设备和方法的简单性相对于所确定的肌肉骨骼恢复水平的准确性的问题。使用默认常数值导致相当简单的实施方式，而使用个性化公式(取决于运动和/或波动)增加了准确性，但是可能导致实施方式的更高复杂性和对附加信息(诸如睡眠阶段、应激和/或跑步方式)的更大需求。该附加信息可以例如从用户的手动输入获得，需要用户的努力，这可能不总是期望的。
[0028]
关于肌肉骨骼恢复的信息可以包括各种信息。在实施例中，所述处理器可以被配置为确定关于肌肉骨骼恢复的信息，所述关于肌肉骨骼恢复的信息包括以下中的一项或多项：指示在新活动应当开始之前所述对象需要等待的最佳时间的恢复时间、当没有新活动时随时间减少的受损数量、以及当没有新活动时随时间增加的恢复数量。
[0029]
所述处理器还可以被配置为除了确定关于肌肉骨骼恢复的信息之外，还确定关于心血管恢复和/或关于另一恢复相关方面的附加信息，并且其中，所述输出部可以被配置为
将所确定的附加信息与所述关于肌肉骨骼恢复的信息分开输出，或作为关于恢复的组合信息输出，所述关于恢复的组合信息是根据所述关于肌肉骨骼恢复的信息和所述附加信息确定的，其中，所述另一恢复相关方面是营养、体液水平、精神能量、心血管耐力、疾病、症状和药物中的一项或多项。这为对象提供了进一步的信息以改善恢复并避免过度疲劳、损伤和过度使用骨折。
[0030]
所述处理器可以被配置为根据所述对象的最新活动的冲击负荷的度量并且任选地另外根据所述对象的一个或多个更早活动来确定肌肉骨骼受损的度量。这增加了关于恢复的信息的准确性和可靠性，并且从而进一步支持对象的有效恢复。
[0031]
所述处理器还可以被配置为在确定冲击负荷的度量时考虑所述对象在其上进行所述活动的表面的硬度和/或脚撞击模式。这也进一步改善了关于恢复的信息的准确性和可靠性，并且从而进一步支持对象的有效恢复。例如，所述处理器可以被配置为根据运动参数或运动信号的不规律性和/或根据进行活动的对象的步伐的声音来确定表面是否被阻尼，和/或可以被配置为通过使用节奏来区分前足着地与脚跟着地。
[0032]
所述处理器还可以被配置为针对一个或多个不同的身体部位单独地确定关于肌肉骨骼恢复的信息。这实现了那些身体部位的单独恢复和单独训练。
[0033]
所公开的系统包括传感器、如上所述的设备和用户接口。所述传感器可以包括可穿戴加速度计、可穿戴力传感器、可穿戴压力传感器、可穿戴肌电图传感器、可穿戴全球定位系统传感器、远程相机、雷达、速度测量传感器和扭矩测量传感器中的一项或多项，并且/或者，其中，所述传感器是臂戴式传感器或腕戴式传感器。所述用户接口可以被配置为允许输入对象相关和/或环境相关的信息，特别是以下中的一项或多项：表面的类型、所述对象的鞋子的类型、所述对象的身高、所述对象的体重、所述对象的年龄、以及所述对象的现有和/或先前损伤。
附图说明
[0034]
本发明的这些和其他方面将参考下文描述的(一个或多个)实施例变得显而易见并将参考下文描述的(一个或多个)实施例得以阐述。在以下附图中，
[0035]
图1示出了根据本发明的系统和设备的实施例的示意图；
[0036]
图2a示出了跑步期间的步态周期阶段的示意图；
[0037]
图2b示出了图示在跑步期间放置在身体上的不同位置上的加速度计的加速度计信号的示意图；
[0038]
图3示出了图示心血管恢复、从机械冲击恢复和组合恢复的示例的示意图；
[0039]
图4示出了图示向对象给出反馈的实施例的示意图；
[0040]
图5示出了图示向对象给出反馈的另一实施例的示意图；
[0041]
图6示出了图示心血管系统和肌肉骨骼系统在24小时内的恢复程度的示意图；
[0042]
图7a示出了刚好在训练之后的对象身体的图，其图示了哪些身体部位受训练影响以及受影响到哪种程度；
[0043]
图7b示出了训练后12小时的对象身体的图，其图示了哪些身体部位已经从训练恢复并且恢复到哪种程度；并且
[0044]
图8示出了图示根据本发明的方法的实施例的流程图。
具体实施方式
[0045]
图1示出了根据本发明的用于生成关于对象的肌肉骨骼恢复的信息的系统1和设备10的实施例的示意图。系统1包括设备10，设备10被配置为根据对象的运动参数和/或运动信号生成关于对象的肌肉骨骼恢复的信息。系统1还包括传感器20和用户接口30，传感器20被配置为测量与对象的运动相关的运动参数和/或运动信号，用户接口30例如向进行训练的对象或另一用户(诸如教练或教师)发出所生成的关于肌肉骨骼恢复的信息。
[0046]
可以在系统1中使用不同种类的传感器。通常，一个传感器可能就足够了，但是也可以使用多个传感器。传感器20可以例如包括可穿戴加速度计、可穿戴力传感器、可穿戴压力传感器、可穿戴肌电图传感器、可穿戴全球定位系统传感器、远程相机、雷达、速度测量传感器和扭矩测量传感器中的一项或多项，并且/或者，其中，传感器(20)是臂戴式传感器或腕戴式传感器。此外，可以使用健身器材中的传感器，诸如测量跑步机的速度或测量坐式曲腿机上的扭矩的传感器。
[0047]
可以在系统1中使用不同种类的用户接口30。通常，一个用户接口可能就足够了，但是也可以使用多个传感器。用户接口30可以被配置为允许输入与对象相关和/或与环境相关的信息，特别是表面的类型、对象鞋子的类型、对象的身高、对象的体重、对象的年龄以及对象的现有和/或先前损伤中的一项或多项。
[0048]
设备10通常包括传感器输入部11、处理器12和输出部11。传感器输入部11被配置为接收与进行活动的对象的运动相关的运动参数和/或运动信号。它可以例如是数据接收元件，例如蓝牙接口或电缆连接，以从传感器20接收数据。处理器12被配置为根据运动参数和/或运动信号确定冲击负荷的度量，根据冲击负荷的度量确定肌肉骨骼受损的度量，并且根据冲击负荷的度量确定关于肌肉骨骼恢复的信息，该信息指示肌肉骨骼受损随时间恢复到哪种程度。下面将解释该处理以及各种实施例的细节。输出部13被配置为输出所确定的关于肌肉骨骼恢复的信息。输出部13例如可以是数据传输元件，例如蓝牙接口或电缆连接，以向用户接口30提供数据。
[0049]
设备10可以例如通过编程的处理器或计算机以软件和/或硬件的方式来实施。设备10、传感器20和用户接口30可以被集成为共同设备，例如，由对象穿戴的可穿戴设备。备选地，它们可以被实施为单独的实体，例如，被实施为由对象穿戴的可穿戴传感器20，其优选地以无线方式(例如，经由蓝牙)将测量的运动参数和/或运动信号传输到设备10，在设备10中评估测量的运动参数和/或运动信号，其结果被提供给用户接口30以用于通知对象或另一个人(诸如对象的教练)。
[0050]
在第一实施例中，本发明使用体戴式加速计作为传感器20。加速计在跑步期间穿戴非常常见。它们可以存在于手表、胸带、食品袋和电话(通常穿戴在上臂上)等中。代替穿戴加速计的这些常见位置，本发明也与另一个位置上(例如耳机或短裤中)的加速计一起工作。如何处理加速计信号以获得冲击负荷的度量的确切方式可以取决于位置。
[0051]
图2a示出了跑步期间的步态周期阶段的示意图，并且图2b示出了在跑步期间放置在身体上的不同位置上的加速度计的加速度计信号(获取自kwakkel等人的“gnss aided in situ human lower limb kinematics during running”ion gnss 2008)。这里特别是对于骨盆、后脚和前脚，可以看到每次撞击中的不同步态周期阶段(推离40、摆动41、脚跟撞击42、站立43)。对于这些加速度计中的每一个，每次撞击的最大加速度可以用作每次撞击
的冲击负荷的度量。为了获得训练的总冲击负荷，这些应当针对每次撞击进行求和(并且乘以二以获得每步的总冲击负荷，假设对称跑步)。由于力由加速度乘以质量给出，因此还可以包括对象的质量以获得对冲击负荷的更好的估计(例如，通过将最大加速度乘以质量和步数)。代替试图根据真实力计算冲击负荷，还可以使用替代的度量，诸如每步的加速度的标准偏差。
[0052]
对于腕戴式加速度计，身体已经阻尼了来自对地面冲击的震动的一部分，更难以(与脚戴式或臀戴式加速度计相比)直接从加速度计信号导出来自冲击的力。然而，已知速度和节奏可以从腕戴式加速度计信号导出。将速度除以节奏给出平均步长。每步的冲击负荷与步长相关(更大的步长导致更高的冲击负荷)。因此，腕戴式加速度计也可以用于本发明。
[0053]
代替加速计，可以使用鞋垫中的压力传感器。这些压力传感器给出了对于每步的冲击负荷的直接度量，其应当在训练期间对所有步再次进行求和以得到训练的总冲击负荷。
[0054]
对于冲击负荷的所有种类的其他(替代)测量通常是可能的。例如，冲击负荷可以被估计为与利用对象腿部上的电极测量的emg信号成比例。此外，冲击负荷可以利用非可穿戴传感器(例如利用跑步机上的压力传感器(在带下方，不随着带移动)来估计，或从相机图像(例如利用在跑步机上跑步时指向腿部的相机或利用沿着运动轨道的相机)估计。
[0055]
上述实施例优选地对于跑步的测量是有用的。然而，本发明也可以用于其他运动，诸如健身。然后可以利用健身器械测量冲击负荷。例如，坐式曲腿机可以测量每次重复的扭矩和重复的次数。将两个测量结果相乘给出对于冲击负荷的度量。当然，在健身中测量冲击负荷也可以利用可穿戴传感器完成，而非利用器械。以下描述将主要集中在跑步者和由跑步训练产生的机械冲击负荷。
[0056]
图3示出了对于在t＝0结束的训练，心血管恢复50、从机械冲击的恢复51和两个组合恢复52、53(通过不同的测量获得，特别是平均值52和最小值53)的示例。在该示例中，心血管系统在训练期间受到相当大的挑战，从而导致完全恢复状况的仅30％的心血管状况。训练的机械冲击负荷导致完全恢复状况的50％的肌肉骨骼状况。
[0057]
在这种情况下，心血管系统根据下式恢复：
[0058]
心血管恢复程度(％)＝100％
–
c1*exp(-t/tau1)，
[0059]
其中，t是时间，c1是在训练结束时候(t＝0)的心血管状况损失，其例如等于70％，并且tau1是心血管恢复的时间常数，其例如等于1.25天。
[0060]
此外，在这种情况下，肌肉骨骼恢复由下式给出：
[0061]
肌肉骨骼恢复程度(％)＝100％
–
c2*exp(-t/tau2),
[0062]
其中，c2是训练结束时候(t＝0)的肌肉骨骼状况损失，其例如等于50％，并且tau2是肌肉骨骼恢复的时间常数，其例如等于2.5天。
[0063]
由于在这种情况下，心血管系统比肌肉骨骼系统恢复得更快，因此在2.5天后，心血管系统已经是完全恢复的90.5％，而肌肉骨骼系统仅是完全恢复的81.6(意味着最佳情况包括超代偿)。
[0064]
可以以不同的形式给出对用户的反馈。在图4中图示了一个实施例，根据该实施例，心血管系统60和肌肉骨骼系统61的恢复值随时间单独视觉地指示。特别地，可以在训练
后立即、在1天后和在2.5天后给出反馈。
[0065]
代替示出条形，反馈也可以仅以数字的方式给出，例如百分比或0到10之间的数字等。代替随时间增加，可以示出相反的情况；值朝向零减小，其中，零意味着完全恢复(即，从训练中留下的受损为零)。另一个选项是给出最佳时间或时间窗口来开始新的训练。
[0066]
代替单独示出心血管系统和肌肉骨骼系统的恢复或除了单独示出心血管系统和肌肉骨骼系统的恢复之外，可以将两种恢复组合成一个恢复指示。上面已经参考图3图示了这样做的两种方法。第一种方法取心血管和肌肉骨骼恢复的平均值(图3中的曲线52)，而第二种方法取最小值(图3中的曲线53)。组合两者的其他数学运算也是可能的，例如给予两者中的一个比另一个更多的权重。
[0067]
原则上，可以示出和/或组合更多的对人的状况和/或恢复有贡献的条柱。总和可以被视为人的可训练性，如图5中示例性地示出的，其示出了心血管70、肌肉骨骼71、压力72和营养73的条柱，并且都组合到给出人的可训练性的一个条柱74中。在所示出的心血管、肌肉骨骼、压力和营养条柱旁，还可以添加与疾病/症状/药物相关或与体液水平相关的一个或多个条柱。
[0068]
在上面关于图3图示的示例中，心血管和肌肉骨骼状况的开始值(在t＝0时)分别根据训练的trimp(训练冲量，其是基于心率区间或感观施力速率及其持续时间的训练的工作负荷的度量)和冲击负荷而确定(并且如果在人完全恢复之前开始最后一次训练，则可能另外从更早的(一次或多次)训练留下)。换句话说：对于上面图示的方程，trimp确定c1，并且冲击负荷确定c2。tau1和tau2是常数。它们可以是默认值，其对于任何对象都取相同的值(其中，tau1不同于tau2)。
[0069]
在本发明的更先进的实施例中，tau1和tau2可以是个性化的：对于处于非常好的状况并且饮食健康的人，tau1和tau2小于具有仅食用垃圾食品的不良状况的人。
[0070]
在本发明的一个更先进的实施例中，tau2可以取决于测量的运动或冲击负荷。例如，如果冲击负荷测量值指示脚跟着地，tau2可以被取为大于当测量值揭示前足着地时的情况，因为受冲击的关节恢复更慢。除了影响恢复速度(tau2)之外，跑步的方式(例如脚跟着地与中足着地与前足着地)也可以在t＝0时的肌肉骨骼状况的计算中考虑在内(因此影响该示例的方程的c2)。
[0071]
代替如上所述那些的指数方程，可以使用其他方程，如恢复的程度(％)＝100(％)
–
c/(a*t b)，其中，a、b和c是常数。
[0072]
代替使用从训练结束直到下一次训练开始持续有效的简单方程，可以使用更复杂的关系，这取决于用户正在经历的状况，如应激、睡眠质量、体液水平等。例如，具有应激或低体液水平的时段可能减慢恢复，并且当应激已经消失并且体液水平已经恢复时，可以再次获得正常恢复速率。应激可能对心血管恢复的速度具有更大的影响，而体液水平可能对肌肉骨骼恢复的速度具有更大的影响。按摩或热(例如利用皮肤温度传感器测量)将加快肌肉骨骼恢复，而对心血管恢复具有很小的影响。而且睡眠可能与肌肉骨骼恢复的速度不同地影响心血管恢复的速度；rem(快速眼动)睡眠对于精神恢复是重要的(其进而对于心血管恢复是重要的)，而深度睡眠对于肌肉骨骼恢复是重要的。体戴式(例如腕戴式)设备可以测量睡眠阶段并且因此rem睡眠的量和深度睡眠的量。根据这些信息，可以分别确定对心血管和肌肉骨骼恢复的影响。在图6中给出了要使用的这种复杂关系的示例。
[0073]
因此，恢复速度可以遵循默认公式(例如使用在时间上恒定并且独立于用户的参数，但是替代地，对于系统的所有用户使用公式)，遵循具有个性化参数的公式，遵循取决于训练期间引起受损的运动的公式，或具有更波动的行为，这也考虑了如深度睡眠量或总睡眠时间、按摩或皮肤温度的情况。
[0074]
图6示出了在24小时内心血管系统80的恢复程度和肌肉骨骼系统81的恢复程度的示意图。第一夜具有相对深的睡眠(和相对少的rem睡眠)，导致肌肉骨骼系统的快速恢复(和心血管系统的较慢恢复)，而第二夜具有相对多的rem睡眠(和相对少的深度睡眠)，导致心血管系统的快速恢复(和肌肉骨骼系统的较慢恢复)。早晨的液体消耗减慢了肌肉骨骼的恢复，而它对心血管的恢复几乎没有影响。另一方面，刚好在中午之后的应激减慢了心血管的恢复，而它对肌肉骨骼的恢复几乎没有影响。
[0075]
应当注意，在许多图表和解释中，都示出了肌肉骨骼系统和心血管系统的恢复。然而，本发明是单独的并且独立于心血管恢复，但是主要涉及可以单独且独立确定的肌肉骨骼恢复；根据本发明，确定心血管恢复是任选的。
[0076]
心血管恢复主要被示为与确定和输出心血管恢复的公知系统的比较。肌肉骨骼恢复可以与心血管恢复不同(并且大部分时间是不同的)，两者都关于恢复速度、以及由于训练直接在训练结束时状况的损失最初到哪种程度(考虑例如运动员进行由15
×
100m短跑组成的训练，其间有许多休息；其心率不会达到高区域(并且因此trimp低并且心血管系统不会有太多受损)，而其肌肉、关节和肌腱受到训练的受损很大)。
[0077]
可以针对跑步事件确定肌肉骨骼受损；冲击负荷源自脚-地面冲击(根据牛顿第三定律：当第一主体在第二主体上施加力时，第二主体同时在第一主体上施加大小相等且方向相反的力)。
[0078]
已知的是，在阻尼表面上(如在树林中的沙子上)跑步比在例如沥青上跑步对肌肉骨骼系统给出更少的负担。一些上述实施例直接结合，因为其每步测量的峰值力更低(例如，利用鞋中的压力鞋垫或利用附接到脚或臀部的加速度计)。然而，确定冲击负荷的其他实施例，如当使用emg时(并且在一定程度上也用于腕戴式加速度计)，可能需要考虑此作为附加因素。这些实施例可以从用户输入或从来自其他传感器的测量获得表面被阻尼的信息。此外，可以从传感器本身导出信息：在阻尼表面上的步伐更不规律(例如，如对于在树林中或在海滩上跑步的人来说容易清楚)，这将在信号(例如emg或腕戴式加速度计)中反映为步间变化。根据这种不规律性，可以检测阻尼表面。检测阻尼表面的另一种方式可以使用利用麦克风测量的步伐的声音。当已经检测到阻尼表面时，这可以在导出的冲击负荷中被考虑，例如通过将值乘以诸如0.8的因子。
[0079]
类似地，当人以其前脚着地时，每步的总冲击比他以其脚跟着地时更小。当例如从臀部上的加速度计测量冲击负荷时，这可以在冲击负荷的确定中直接考虑。然而，(例如，利用手腕上的加速度计)确定冲击负荷的一些其他实施例可能不直接测量该冲击负荷。然后可以用一个因子来缩放冲击负荷的测得的度量，以考虑前足着地(例如，乘以0.8)与脚跟着地(例如，乘以1.2)。
[0080]
关于人是以其脚后跟还是以其前脚着地的信息可以从其他传感器(如鞋中的鞋垫上的压力传感器)、从用户输入或从节奏(即步速)获取。后者背后的原因是当节奏高时，以前脚着地更自然；例如，对于180或更高的节奏，可以假设该人正在以其前脚着地。节奏是易
于测量的参数；用于导出冲击负荷的传感器可以同时用于测量节奏。恢复速度(在上述公式中反映为tau2)对于前足撞击与脚跟撞击也可能不同，特别是因为不同的身体部位被不同程度地受损。
[0081]
在上述内容中，肌肉骨骼系统被整体处置。然而，可以区分不同的身体部位。例如，对于前脚着地，脚和小腿受损最大，而对于脚跟撞击，膝盖受到更大的冲击。此外，并非所有的身体部位都将以相同的速度恢复，因为一些身体部位比其他身体部位灌注更少。这可以在向用户示出的图片中描绘。例如，可以向用户描绘如图7a和7b所示的图片。
[0082]
图7a和7b图示了一种图，其示出了哪些身体部位受影响并且受影响到哪种程度。图7a示出了刚好在具有前足撞击的跑步之后的主要状态：脚和小腿受损最大，并且膝盖和臀部受损更小的程度；腿的其余部分受损甚至更小。图7b示出了大约12小时后的状态：在训练后，腿大部分已经恢复，并且只有小腿仍然有一些受损，但是受损小于脚的受损，因为脚的灌注更少，并且因此恢复更慢。
[0083]
图8示出了图示根据本发明的用于生成关于对象的肌肉骨骼恢复的信息的方法的实施例的流程图。在初始步骤s10中，接收与对象的运动相关的运动参数和/或运动信号。在步骤s12中，根据运动参数和/或运动信号来确定冲击负荷的度量。在s14中，根据冲击负荷的度量来确定肌肉骨骼受损的度量。之后，在步骤s16中，根据冲击负荷的度量确定表示肌肉骨骼受损随时间恢复到哪种程度的关于肌肉骨骼恢复的信息。最后，在步骤s18中，输出所确定的关于肌肉骨骼恢复的信息。
[0084]
本发明可以支持跑步者，但也可以支持进行另一种运动或运动的组合的其他运动者。此外，它对于各种患者(诸如术前和术后的患者)可以是有价值的。
[0085]
尽管已经在附图和前面的描述中详细图示和描述了本发明，但是这样的图示和描述应当被认为是图示性或示范性的，而非限制性的；本发明不限于所公开的实施例。本领域技术人员通过研究附图、公开内容以及权利要求，在实践请求保护的发明时能够理解并实现对所公开的实施例的其他变型。
[0086]
在权利要求中，“包括”一词不排除其他元件或步骤，并且词语“一”或“一个”不排除多个。单个元件或其他单元可以实现在权利要求中记载的若干项的功能。尽管某些措施被记载在互不相同的从属权利要求中，但是这并不指示不能有利地使用这些措施的组合。
[0087]
计算机程序可以被存储/分布在合适的非瞬态介质上，例如与其他硬件一起或作为其他硬件的部分供应的光学存储介质或固态介质，但是也可以被以其他形式分布，例如经由互联网或其他有线或无线的电信系统。
[0088]
权利要求中的任何附图标记都不应被解释为对范围的限制。
[0089]
根据另外的方面，本发明提出了一种设备和方法：
[0090]
a)一种用于生成关于对象的肌肉骨骼恢复的信息的设备，所述设备包括
[0091]-传感器输入部(11)，其被配置为接收与进行活动的所述对象的运动有关的运动参数和/或运动信号；
[0092]-处理器(12)，其被配置为：
[0093]
根据所述运动参数和/或运动信号确定冲击负荷的度量，
[0094]
根据冲击负荷的度量确定肌肉骨骼受损的度量，并且
[0095]
根据冲击负荷的度量确定关于肌肉骨骼恢复的信息，所述关于肌肉骨骼恢复的信
息指示肌肉骨骼受损随时间恢复的程度；以及
[0096]-输出部(13)，其被配置为输出所确定的关于肌肉骨骼恢复的信息。
[0097]
b)一种用于生成关于对象的肌肉骨骼恢复的信息的方法，所述方法包括：
[0098]-接收与所述对象的运动相关的运动参数和/或运动信号；
[0099]-根据所述运动参数和/或运动信号确定冲击负荷的度量；
[0100]-根据冲击负荷的度量确定肌肉骨骼受损的度量；
[0101]-根据冲击负荷的度量确定关于肌肉骨骼恢复的信息，所述关于肌肉骨骼恢复的信息指示肌肉骨骼受损随时间恢复的程度；以及
[0102]-输出所确定的关于肌肉骨骼恢复的信息。