通过传感器实时跟踪你的肌肉氧气饱和度(SmO2%)。
我们的智能应用程序将这些肌肉数据转化为关键功能,以指导运动员提高成绩。
肌肉状态
对于运动生理学家来说,这些生物数据不是火箭科学,但由于不是每个运动员都有一个科学家团队支持,我们的目标是让每个人都能获得这些见解。
这是一个持续的过程。
我们的生态系统是适应性的,并不断进一步改善。
为了让这些数据对每个人都有用,我们采取的第一步是将肌肉中的数据分为5种状态。我们的智能自适应算法使用相对浓度变化和氧气的绝对百分比来确定你的肌肉是否正在恢复,是否在低强度下工作,是否在适度但可持续的努力下工作,何时主要在无氧工作,何时肌肉负荷上升。
基础知识
创造ATP最有效的途径需要氧气。
我们测量肌肉的氧气。
你身体的每一个细胞都对氧气有持续的需求。为了应对这种对氧气的持续需求,需要通过循环提供充足的氧气。
当你吸气时,氧气会与红细胞中血红蛋白的血红素成分结合。这种鲜红色物质被转移到你的组织中,以满足它们的需求。
在运动过程中,对氧气的需求变得更大。
核心技术
近红外光谱(NIRS)是如何开始的
NIRS始于Frans Jöbsis在《科学》杂志(1977)上发表的一篇论文,Jöbsis报道称,生物组织在近红外(700-1300 nm)区域对光相对透明。
因此,有可能通过器官传输足够的光子进行原位监测。在这个近红外区域,血红蛋白——包括其两个主要变体氧合血红蛋白(O2Hb)和脱氧血红蛋白(HHb)——表现出氧依赖性吸收。血红蛋白被认为是生物组织中吸收近红外区域光的主要发色团。
科学
如果吸收是已知的,比尔-朗伯定律可以用来计算发色团的吸收。朗伯-比尔定律由下式给出:
ODλ=对数(I0/I)=ελ*c*L
ODλ是一个无量纲因子,称为介质的光密度,I0是入射光,I是透射光,ελ是发色团的消光系数(单位为µM-1•cm-1),c是发色剂的浓度(单位为μM),L是光入射点和出射点之间的距离(单位为cm),λ是使用的波长(单位为nm)。
比尔-朗伯定律旨在用于透明、无散射的介质中。当它被应用于散射介质,例如生物组织时,必须加入无量纲路径长度校正因子。这个因子,有时被称为差分路径长度因子(DPF),解释了由于组织中的散射而导致的光学路径长度的增加。散射介质的修正比尔-朗伯定律由下式给出:
Δc=ΔODλ/(ελ*L*DPF)
其中ODλ表示由于组织中的散射和吸收引起的与氧无关的光学损失。假设在近红外光谱测量过程中ODλ是恒定的,我们可以将光密度的变化转换为浓度的变化。
这个方程对于一个有发色团的介质是有效的。如果涉及更多的发色团,我们需要测量至少与存在发色团一样多的波长。这就产生了一组线性方程。这一集合的解决方案导致了大多数近红外系统中使用的算法。散射介质使得可以利用彼此平行的近红外源和探测器来测量吸收。这为使用近红外设备测量较大组织(如肌肉和大脑)的氧合提供了机会。
NIRS算法
定义NIRS使用的算法需要各种发色团的光谱消光系数。两个主要发色团O2Hb和HHb的光谱。
O2Hb和HHb之和是组织中总血容量(tHb)的量度。肌肉组织含有另外两个发色团:氧和脱氧肌红蛋白(O2Mb和HMb)。为了区分肌肉组织中的血红蛋白和肌红蛋白,光谱需要有足够的差异。不幸的是,在光谱的近红外区域并非如此。这意味着,NIRS无法区分测量的氧浓度是由血红蛋白携带还是由肌红蛋白携带。能够区分Hb和Mb的波长不能足够深地穿透组织。
近红外光谱法和脉搏血氧计有什么区别?
近红外光谱所依赖的技术与脉搏血氧测定技术非常相似。
主要区别在于被采样的组织。脉搏血氧仪计算动脉血液中含氧血红蛋白的百分比。NIRS计算所研究的组织(毛细血管)中氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白的变化(以及可选的氧合血红蛋白的百分比),该组织包含动脉和静脉血液。