Нан Джиа

1 Училището за данни и компютърни науки, Университет Сун Ятсен, Гуанджоу 510006, Китай

метод

Сяохуй Чен

1 Училището за данни и компютърни науки, Университет Сун Ятсен, Гуанджоу 510006, Китай

Лянг Ю

1 Училището за данни и компютърни науки, Университет Сун Ятсен, Гуанджоу 510006, Китай

Руомей Уанг

1 Училището за данни и компютърни науки, Университет Сун Ятсен, Гуанджоу 510006, Китай

Kaixing Yang

1 Училището за данни и компютърни науки, Университет Сун Ятсен, Гуанджоу 510006, Китай

Сяонан Луо

2 Училище за компютърна и информационна сигурност, Университет по електронни технологии Гуилин, Гуилин 541004, Китай

Резюме

1. Въведение

Има доказателства, че здравословното упражнение може да сведе до минимум физиологичните ефекти от иначе заседналия начин на живот и да увеличи продължителността на активния живот, като ограничи развитието и прогресирането на хроничните заболявания и увреждащите състояния [1]. Изследванията върху здравословните упражнения са важни и върху тях се фокусира през последните няколко години.

По време на упражненията човешкото тяло обменя енергия със системите за облекло и условията на околната среда при различни форми на топлообмен; свързана система за терморегулаторен механизъм се определя въз основа на човешкото облекло-среда (HCE) [2, 3]. По-специално, терморегулаторните реакции на тялото и сензорните реакции на кожните нервни окончания следват законите на физиологията [4]. Активните човешки тъкани произвеждат допълнителна метаболитна топлина, която трябва да бъде компенсирана сложно от топлинни загуби за околната среда [2, 4]. Температурата на сърцевината се повишава и няколко физиологични реакции във вътрешната система за регулиране на температурата се активират автоматично за ускоряване на разсейването на телесната топлина, включително изпотяване чрез стимулиране на потната жлеза и автоматично регулиране на сърдечно-съдовата система [5]. По време на сърдечно-съдовата корекция кръвта се преразпределя от основните органи до кожата, за да улесни разсейването на топлината, а активните мускули се нуждаят от кръвоснабдяване, за да доставят кислород за поддържане на дейностите. Пулсът се увеличава съответно, за да поддържа сърдечния дебит и кръвоснабдяването на работещите мускули и кожата [6].

С динамичните промени на физиологичните показатели по време на тренировка могат да се появят много здравословни явления като жажда, дихателни нарушения и световъртеж. Без да се приемат навреме ефективни превантивни мерки, могат да се случат здравни злополуки (дехидратация, топлинен удар при натоварване, синкоп и дори внезапна смърт) [4]. На Стандартния чартърен маратон в Хонг Конг 2013 г. се съобщава, че 55 бегачи са изпаднали в безсъзнание, припаднали в кома и са страдали от колапс поради топлинен удар; повече от 100 спортисти са починали от прекомерен топлинен стрес поради топлинен удар при натоварване по време на състезания през последните 20 години [6]. Ако тези здравни злополуки могат да бъдат анализирани или прогнозирани преди да са се случили, ще бъде от полза да се облекчат или избегнат болестите и смъртността [7]. Следователно, изследването на физиологичните показатели на упражненията е важно за мониторинга на здравето, анализа и предпазването от злополуки.

От прегледа на литературата, извършен по-горе, установихме, че са установени основните познания за човешките механизми за терморегулация. Няколко физиологични индекса могат да бъдат изчислени числено чрез математическия модел. Съществуващите модели обаче се фокусират върху различни точки на акцент; термичните характеристики и физиологичните характеристики на човека се симулират индивидуално. Връзката между тези изпълнения не е установена в съществуващата творба. Освен това някои проблеми като например какъв метод може да се използва за прогнозиране на здравословното състояние на упражненията и как да се облекчат или избегнат инциденти с упражнения, преди да се случат, са нерешени. Поради това е важно да се разработи цялостен симулационен модел, включващ различни механизми за регулиране на човека, за да се получат човешките топлинни характеристики и физиологичните характеристики по време на тренировка. Освен това, въз основа на тези резултати от симулация на упражнения, се провеждат някои изследвания за здравословни упражнения.

2. Метод

Фигура 1 показва диаграмата на метода за симулация на здравето на упражненията, в която се въвеждат различните параметри в лявата страна и се извежда списъкът с прогнозираното здравословно състояние. От Фигура 1 можем да видим, че важните въпроси са термофизиологичното моделиране на упражненията и прогнозата за здравето на упражненията. При термофизиологичното моделиране на упражненията трябва да се вземат предвид два важни симулационни модела, които са модел за терморегулация на човека и модел за регулиране на сърдечната честота. Използвайки симулираните резултати, се разработва модел за прогнозиране на здравето при упражнения. Това може да се използва в трениращия за постигане на здравословни ефекти от упражненията.