DE102009018766A1

DE102009018766A1 - Verfahren zur Beeinflussung des Trainings- oder Übungsablaufes einer Person

Info

Publication number: DE102009018766A1
Application number: DE102009018766A
Authority: DE
Inventors: Wolfang Spingler
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-04-24
Filing date: 2009-04-24
Publication date: 2010-11-18
Also published as: WO2010121592A1

Abstract

Verfahren zur Beeinflussung des Trainings- oder Übungsablaufes einer Person durch an die Person übertragene Taktfrequenzsignale eines Taktfrequenzsignalgebers, dadurch gekennzeichnet, dass Intensität und/oder Frequenz des Taktfrequenzsignals durch ein über einen Herzfrequenzmesser an der Person detektierten Herzfrequenzsignal beeinflusst wird.

Description

Stand der Technik
Zur Überwachung und Steuerung der Trainingsintensität bei Sportlern wird die Pulsfrequenz beobachtet.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren, das mittels einer Taktfrequenzvorgabe die Bewegungsfrequenz und somit die Trainingsintensität bei Sportlern oder Patienten steuert. Die Taktfrequenz wird dabei interaktiv von der Herzschlagfrequenz reguliert.
Die Erfindung verknüpft dabei hauptsächlich zwei bekannte Methoden, die zur Trainingssteuerung verwendet werden.
Zum einen besteht die Erfindung aus einem Herzfrequenzmesser, der über einstellbare Pulsober und -untergrenzen verfügt.
Durch die Überwachung der Belastung von Patienten (etwa bei der Rehabilitation) oder Sportlern kann eine Überbelastung ebenso vermieden werden wie eine Unterforderung.
Dazu erfassen Pulsmesser ständig den Puls über einen Sensor, der beispielsweise in einem Brustgurt integriert getragen werden kann.
Der Pulswert wird drahtlos an ein Ausgabegerät übertragen, das z. B. am Handgelenk getragen wird, oder an ein Überwachungssystem für das medizinische Personal.
Des weiteren können Pulswerte als Ober- und Untergrenze eingestellt werden, deren Einhaltung für das geplante Training gewünscht oder für den Gesundheitszustand des Patienten angemessen sind.
Bei Unter- oder Überschreiten dieser Werte ertönt z. B. ein optisches oder akustisches Warnsignal. Daraufhin kann die Trainingsintensität angepasst werden.
Zum anderen besteht die Erfindung aus einem Taktgeber, der die Bewegungsfrequenz vorgibt.
Neue Trainingsmethoden nutzen diese Frequenzvorgabe, um gezielt für die unterschiedlichen Trainingseinheiten das gewünschte Trainingsniveau zu erreichen.
In der Rehabilitation, wie z. B. bei Schlaganfallpatienten, wird Rhythmus zur gezielten Steuerung von Bewegungen eingesetzt.
Ebenfalls zur Trainingsunterstützung wird Musik eingesetzt, die zur Motivationssteigerung beitragen kann.
Die Musikstücke werden nach den Schlägen pro Minute (bpm: beats per minute) ausgewählt und in ihrer Länge an die Länge der gewünschten Trainingseinheit angepasst.
Weiterhin bekannt sind Trainingsgeräte (Ergometer, vor allem in Fitnesscentern und in der Rehabilitation verwendet), die aktiv auf den Trainingsverlauf einwirken. Sie reagieren auf die Pulsfrequenz und erhöhen oder vermindern den Widerstand, sobald die vorgegebenen Pulsunter- oder Pulsobergrenzen erreicht werden.
Keine der Methoden aber kann beide Ansätze (Puls- und Bewegungsfrequenz) gleichzeitig berücksichtigen. Entweder regelt die Pulsfrequenz einen Alarm oder den Widerstand am Gerät. Oder die Bewegungsfrequenz wird durch vorher geplanten Takt oder Musik vorgegeben, ungeachtet der dabei erreichten Pulsfrequenz.
Die Neuerung besteht nun darin, die momentan effektivsten Trainingsmethoden (Pulsfrequenzbereiche und Bewegungsfrequenzvorgabe) zu einer sehr präzisen Trainingssteuerung zusammenzufassen, die gleichzeitig die Motivation fördert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Beeinflussung des Trainings- oder Übungsablaufes einer Person mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruches 1 derart weiterzubilden, dass die auf eine Person übermitellten Taktfrequenzsignale eine Änderung abhängig von der Anstrengungen der Person erfahren.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Verfahrens gemäß des Anspruches 1 sowie mit den Merkmalen der Vorrichtung gemäß des Anspruches 28 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen 2–27 bzw. 29 und 30.
Als Kern der Erfindung wird es angesehen, dass die Intensität und/oder die Frequenz des Taktfrequenzsignals durch ein über einen Herzfrequenzmesser an der Person detektierten Herzfrequenzsignal beeinflusst wird. Damit wird die Herzfrequenz der Person als zumindest eine Inputgröße zur Erzeugung eines Taktfrequenzsignals genutzt, wobei das Taktfrequenzsingal zur Person übermittelt wird und die Person durch die Wahrnehmung des Taktfrequenzsignals bewusst oder unbewusst in ihrer Belastung beeinflusst. Zum Beispiel steigt der Puls einer Person bei Wahrnehmung von Musik mit hohen bpm (Beats per Minute) Werten insgesamt an und/oder motiviert die Person sich eine höheren Belastung (z. B. schnelleres Laufen) abzufordern.
Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, den Rhythmus der Musik oder eines anders gearteten Taktgebers über die ausgewertete Herzfrequenz zu regulieren.
Es kann so sowohl die Herzfrequenz überwacht als auch die durch Pulsober- und Pulsuntergrenzen vorgegebene, gewünschte Trainingsintensität mit dem sich anpassenden Rhythmus gesteuert und unterstützt werden.
Sobald die Pulsfrequenz die Obergrenze erreicht, wird der Rhythmus der Musik vermindert, was zur Folge hat, dass der Benutzer die Bewegungsfrequenz (die Schrittfrequenz beim Laufen oder die Trittfrequenz beim Radfahren) verringert. Umgekehrt wird der Rhythmus der Musik schneller, wenn die Untergrenze erreicht wird.
Werden speziell für das Frequenztraining komponierte Instrumentalstücke verwendet, ist die mögliche Bandbreite der Frequenzänderung recht hoch. Bei vom Sportler frei ausgewählten Musikstücken kann jedoch die Frequenz nicht beliebig verändert werden, ohne dass die Veränderung unangenehm auffällt.
Innerhalb einer gewissen Bandbreite ist die Veränderung aber tolerabel, vor allem wenn sie nicht sprunghaft, sonder langsam und kontinuierlich vonstatten geht.
Um die Frequenzänderung der Musik möglichst unauffällig zu gestalten wird ein Verfahren verwendet, das die Tonhöhe unbeeinflusst lässt.
Außerhalb der tolerablen Bandbreite verwendet dieses Verfahren das nächstschnellere oder nächstlangsamere Musikstück.
Der Übergang von einem zum anderen Musikstück kann beispielsweise von der tolerablen Untergrenze zur tolerablen Obergrenze erfolgen (wenn ein Stück mit einer normalen Frequenz von 165 bpm einen Toleranzbereich von +/–5 Schlägen hat, kann der Übergang zum nächstlangsameren Stück bei 160 erfolgen, wo sich die tolerable Obergrenze eines Stückes mit durchschnittlich 155 bpm befindet). So kann ein Frequenzbereich von 150 bpm bis 170 bpm mit zwei Musikstücken abgedeckt werden.
Es können jedoch auch Musikstücke mit unterschiedlichen Schlägen pro Minute gespeichert werden, auf die zurückgegriffen werden kann. Die Taktvorgabefrequenz ändert sich dann in Schritten von beispielsweise 5 Schlägen pro Minute.
Des weiteren ist eine intelligente Steuerung vorgesehen, die nicht erst bei Erreichen der Pulsobergrenze die Bewegungsfrequenzvorgabe reduziert. Das Gerät erkennt hingegen, wenn die Pulsfrequenz sich tendenziell der Ober- oder Untergrenze nähert und steuert mit kleinen Änderungen bereits vorher dagegen.
Weitere Möglichkeiten ergeben sich aus der Integrierung von Trainingsplänen, die eine Trainingseinheit in unterschiedliche Etappen aufteilen kann.
Diese Etappen sind einzelne Zeitabschnitte, für die unterschiedliche Werte für Pulsunter- und Obergrenze gespeichert werden können. So können verschiedene Trainingsabschnitte in unterschiedlichen Intensitäten absolviert werden.
Des weiteren lassen sich viele Steuerungen beeinflussen und bearbeiten. Entweder direkt am Gerät oder über ein mögliches Computerprogramm.
Es können Unter- und Obergrenzen für den Rhythmus der Musik eingegeben werden, so dass der Rhythmus innerhalb dieser Grenzen bleibt. Das ist dann sinnvoll, wenn z. B. das Trainingsgelände durch starke Steigungen oder Gefälle es dem Sportler nicht ermöglicht, den Puls innerhalb der angegebenen Werte zu halten.
Weitere Steuerungsmöglichkeiten ergeben sich direkt während des Trainings. Der Benutzer kann die momentane Musikfrequenz einfrieren, so dass z. B. bei einer Steigung der Rhythmus nicht langsamer wird, was er zur Senkung des Pulses machen würde.
Der Benutzer kann die Musikfrequenz auch manuell einstellen, wenn eine andere Frequenz gewünscht ist. Das kann zur Motivationssteigerung angewendet werden.
Diese Steuerung kann per Knopfdruck erfolgen und ebenso wieder aufgehoben werden.
Die Steuerung kann aber auch auf verschiedene Weise automatisch wieder aktiviert werden. Z. B. kann nach einer bestimmten Zeitvorgabe die Steuerung wieder eingreifen.
Oder in Abhängigkeit der Pulsfrequenz, wenn der Puls des Benutzers wieder innerhalb der vorgegebenen Grenzen liegt.
Die manuelle Steuerung oder das Eingreifen in das automatische Programm kann auch über Sprachsteuerung erfolgen. Dazu werden vorgegebene Sprachbefehle in ein vorhandenes Mikrofon gesprochen.
Dieses Mikrofon kann beispielsweise in das Ausgabegerät integriert, wenn dieses am Körper, z. B. am Handgelenk, getragen wird. Es kann aber auch an der Kleidung befestigt oder in die Kleidung integriert werden.
Das Gerät kann auch ohne Pulsüberwachung verwendet werden. Hierzu werden lediglich die Musikstücke nach ihrem Rhythmus sortiert und nach Vorgabe der Dauer und der Frequenz der Reihe nach abgespielt.
Dauer und Frequenz kann beispielsweise über ein Computerprogramm auf das Trainingsprogramm ausgerichtet werden.
Während des Trainings kann der geplante Ablauf über die Steuerung auch vor- oder zurückgesetzt werden.

1: Brustgurt
2: Herzfrequenzsensor
3: Empfangseinheit
4: Taktfrequenzregler
5: akustisches Ausgabegerät für Musik
6: optisches Ausgabegerät der Taktfrequenz
7: taktiles Ausgabegerät der Taktfrequenz
8: manuelle Steuerungseinheit an der Empfangs- und Steuereinheit
9: Überwachungsbildschirm an der Empfangs- und Steuereinheit
10: manuelle Steuerungseinheit an einem Ausgabegerät
11: Computer zur Programmierung

Claims

Verfahren zur Beeinflussung des Trainings- oder Übungsablaufes einer Person durch an die Person übertragene Taktfrequenzsignale eines Taktfrequenzsignalgebers, dadurch gekennzeichnet, dass Intensität und/oder Frequenz des Taktfrequenzsignals durch ein über einen Herzfrequenzmesser an der Person detektierten Herzfrequenzsignal beeinflusst wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Taktfrequenzsignal interaktiv von der Herzfrequenz des Benutzers gesteuert und/oder geregelt wird.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass durch Erhöhung der Intensität und/oder Frequenz des Taktfrequenzsignals die Belastung des Benutzers durch den Trainings- oder Übungsablauf stärker wird.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass durch Verringerung der Intensität und/oder Frequenz des Taktfrequenzsignals die Belastung des Benutzers durch den Trainings- oder Übungsablauf geringer wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Steuerungs- und/oder Regelungsverfahren eine ständige Rückmeldung der Herzfrequenz auswertet.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung und/oder Regelung die Herzfrequenz innerhalb einer voreingestellten Herzfrequenzober- und/oder Herzfrequenzuntergrenzen hält.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Taktvorgabe über den Taktfrequenzsignalgeber akustisch, optisch und/oder haptisch erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Taktfrequenzsignale durch entsprechenden Rhythmus mittels Tönen, Tonfolgen oder ähnlichem erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Taktvorgabe durch Musik mit entsprechendem Rhythmus erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Taktfrequenzsignal-Änderung durch Änderung der Taktfrequenz des Musikstückes erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Änderung des Taktfrequenzsignals ohne Änderung der Tonhöhe erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Änderung des Taktes des Musikstückes innerhalb eines bestimmten Toleranzbereiches erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass beim Erreichen der Grenze eines Bereiches zu einem andern, an diesen Taktbereich angrenzenden Musikstück übergegangen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergang von einem zum nächsten Musikstück an dessen entgegengesetzten Toleranzgrenzen erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Änderung des Taktfrequenzsignals durch den direkten Wechsel zu einem andern Musikstück erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Veränderung/Steuerung/Regelung des Taktfrequenzsignals auch durch andere Vorgaben/Inputparameter beeinflusst wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Veränderung/Steuerung/Regelung des Taktfrequenzsignals über ein PC-Programm oder am Gerät selber vom Benutzer in einer Vielzahl von Punkten beeinflusst wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Veränderung/Steuerung/Regelung des Taktfrequenzsignals durch Vorgaben des Streckenverlaufes beeinflusst wird, indem zu erwartenden Belastungserhöhungen durch Frequenzverminderung vorgegriffen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass bei tendenzieller Änderung des Pulswertes in Richtung eines der beiden Grenzwerte, bereits vor Erreichen der Grenzwerte eine Veränderung des Taktfrequenzsignals initiiert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Veränderung/Steuerung/Regelung des Taktfrequenzsignals vorübergehend auf Konstanz geschaltet wird.
Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Konstanzschaltung mechanisch und/oder manuell wieder abgeschaltet wird.
Verfahren nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Veränderung/Steuerung/Regelung sich nach der Konstanzschaltung nach einem vorgegeben Zeitrahmen selbsttätig wieder zuschaltet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 20, 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Veränderung/Steuerung/Regelung sich nach der Konstanzschaltung selbsttätig wieder zuschaltet, wenn sich der Puls wieder innerhalb der vorgegebenen Grenzen befindet.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pulsfrequenz an die Steuerung/Regelung des Taktfrequenzgebers per Funk oder ähnliche Verfahren übertragen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das /Taktvorgabesignal/Taktfrequenzsignal über Kabel an einen Kopfhörer oder ein ähnliches Ausgabegerät geleitet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Taktvorgabesignal/Taktfrequenzsignal über Funk oder Bluetooth an einen Kopfhörer oder ein ähnliches Ausgabegerät geleitet wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das haptische Signal nach Art von Vibrationen auf die Person übertragen wird.
Vorrichtung zur Beeinflussung des Trainings- oder Übungsablaufes einer Person umfassend einen Taktfrequenzsignalgeber der Taktfrequenzsignale an die Person überträgt, dadurch gekennzeichnet, dass eine Regelungs-/Steuerungseinheit vorgesehen ist, welche die Intensität und/oder Frequenz des Taktfrequenzsignals beeinflusst und die Beeinflussung des Taktfrequenzsignals ein über einen Herzfrequenzmesser an der Person detektiertes Herzfrequenzsignal berücksichtigt.
Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass der Herzfrequenzmesser, der Taktfrequenzsignalgeber und/oder die Steuerungseinheit in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 28 oder 29, dadurch gekennzeichnet, dass der Taktfrequenzsignalgeber einen Lautsprecher, ein Vibrationselement und/oder ein Leuchtelement umfaßt.