JP2001104288A - 筋疲労モニタ - Google Patents
筋疲労モニタInfo
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- JP2001104288A JP2001104288A JP28975499A JP28975499A JP2001104288A JP 2001104288 A JP2001104288 A JP 2001104288A JP 28975499 A JP28975499 A JP 28975499A JP 28975499 A JP28975499 A JP 28975499A JP 2001104288 A JP2001104288 A JP 2001104288A
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- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 光技術を用いた非侵襲で簡易な装置での被験
者の筋疲労度をモニタする筋疲労モニタを提供する。 【解決手段】 本発明は、被験者に所定の運動負荷を与
える負荷印加装置１と、被験者が運動負荷を与えられて
いる状態で、運動負荷が与えられている筋肉に光を照射
する光照射手段と、光照射手段からの戻り光を受光する
受光手段とを有し、戻り光に基づいて血中の酸素飽和度
を測定する酸素飽和度測定器２と、測定中の酸素飽和度
の最小値を検出する最小値検出部５と、被験者の酸素飽
和度と発揮筋力との相関関係を示す相関テーブルをあら
かじめ記録し、相関テーブルから測定された酸素飽和度
に対応する発揮筋力を算出する変換テーブル３と、測定
中の酸素飽和度と前記最小値検出部５で検出された最小
酸素飽和度との差分を演算する差分演算部８と、演算さ
れた差分から筋疲労度を判断する筋疲労波形判断部９と
を備えることを特徴とする。
者の筋疲労度をモニタする筋疲労モニタを提供する。 【解決手段】 本発明は、被験者に所定の運動負荷を与
える負荷印加装置１と、被験者が運動負荷を与えられて
いる状態で、運動負荷が与えられている筋肉に光を照射
する光照射手段と、光照射手段からの戻り光を受光する
受光手段とを有し、戻り光に基づいて血中の酸素飽和度
を測定する酸素飽和度測定器２と、測定中の酸素飽和度
の最小値を検出する最小値検出部５と、被験者の酸素飽
和度と発揮筋力との相関関係を示す相関テーブルをあら
かじめ記録し、相関テーブルから測定された酸素飽和度
に対応する発揮筋力を算出する変換テーブル３と、測定
中の酸素飽和度と前記最小値検出部５で検出された最小
酸素飽和度との差分を演算する差分演算部８と、演算さ
れた差分から筋疲労度を判断する筋疲労波形判断部９と
を備えることを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、各生体毎の筋肉の
疲労度を評価するために用いられる筋疲労モニタに関す
る。
疲労度を評価するために用いられる筋疲労モニタに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、筋肉の疲労度を把握するために
は、筋組織を取り出す方法、カテーテルを挿入する血液
分析方法、指に針を刺して採取した少量の血液から乳酸
の量を測定する方法など、いわゆる侵襲的な方法が用い
られてきた。一方で、近年、光技術を用いて筋肉血中内
の酸素濃度を計測する装置により、非侵襲な方法で、筋
肉中の酸素濃度をリアルタイムで計測し、その時間変化
から被験者の最大負荷量や最大酸素摂取量を推測するこ
とが可能となっている（特開平６−１４２０８６号公
報）。
は、筋組織を取り出す方法、カテーテルを挿入する血液
分析方法、指に針を刺して採取した少量の血液から乳酸
の量を測定する方法など、いわゆる侵襲的な方法が用い
られてきた。一方で、近年、光技術を用いて筋肉血中内
の酸素濃度を計測する装置により、非侵襲な方法で、筋
肉中の酸素濃度をリアルタイムで計測し、その時間変化
から被験者の最大負荷量や最大酸素摂取量を推測するこ
とが可能となっている（特開平６−１４２０８６号公
報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、光技術を用い
て筋肉の疲労度を計測する装置は未だ存在しない。筋肉
が疲労している状態と疲労していない状態とでは、一定
の負荷に対して発揮できる筋力が異なってくる。このた
め、筋肉の発揮筋力を測定したとき、一定の負荷に対し
て被験者の発揮筋力が弱いのか、疲労により発揮筋力が
低下しているのかを判断することが難しかった。そのた
め、筋疲労度をモニタしながら、非侵襲な手法で科学的
にトレーニングすることが可能な光技術応用型装置の開
発要求が高まっている。
て筋肉の疲労度を計測する装置は未だ存在しない。筋肉
が疲労している状態と疲労していない状態とでは、一定
の負荷に対して発揮できる筋力が異なってくる。このた
め、筋肉の発揮筋力を測定したとき、一定の負荷に対し
て被験者の発揮筋力が弱いのか、疲労により発揮筋力が
低下しているのかを判断することが難しかった。そのた
め、筋疲労度をモニタしながら、非侵襲な手法で科学的
にトレーニングすることが可能な光技術応用型装置の開
発要求が高まっている。
【０００４】そこで本発明は、光技術を用いた非侵襲な
手法により、科学的に筋疲労をモニタできる装置を提供
することを目的とする。
手法により、科学的に筋疲労をモニタできる装置を提供
することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明に係る筋疲労モニタは、被験者に所定の運動
負荷を与える負荷供給手段と、被験者が運動負荷を与え
られている状態で、運動負荷が与えられている筋肉に光
を照射する光照射手段と、光照射手段からの戻り光を受
光する受光手段とを有し、戻り光に基づいて血中の酸素
濃度を測定する酸素濃度測定手段と、測定中の酸素濃度
の最小値を検出する最小値検出手段と、測定中の酸素濃
度と最小値検出手段で検出された最小酸素濃度との差分
を演算する演算手段と、演算された差分から筋疲労度を
判断する判断手段とを備えることを特徴とする。
に、本発明に係る筋疲労モニタは、被験者に所定の運動
負荷を与える負荷供給手段と、被験者が運動負荷を与え
られている状態で、運動負荷が与えられている筋肉に光
を照射する光照射手段と、光照射手段からの戻り光を受
光する受光手段とを有し、戻り光に基づいて血中の酸素
濃度を測定する酸素濃度測定手段と、測定中の酸素濃度
の最小値を検出する最小値検出手段と、測定中の酸素濃
度と最小値検出手段で検出された最小酸素濃度との差分
を演算する演算手段と、演算された差分から筋疲労度を
判断する判断手段とを備えることを特徴とする。
【０００６】これにより、被験者に所定の負荷を与えな
がら光技術を用いて筋肉血中の酸素濃度の時間的変化を
測定し、測定された酸素濃度の最小値とある時点での酸
素濃度の差分を演算することにより、その時点での筋肉
の疲労度を推定およびモニタすることができる。
がら光技術を用いて筋肉血中の酸素濃度の時間的変化を
測定し、測定された酸素濃度の最小値とある時点での酸
素濃度の差分を演算することにより、その時点での筋肉
の疲労度を推定およびモニタすることができる。
【０００７】また、本発明に係る筋疲労モニタは、測定
する酸素濃度が酸素飽和度であることを特徴としてもよ
い。負荷を印加した状態で測定された酸素飽和度は、筋
肉の運動強度に関係なく発揮筋力と相関関係を有してい
るため、酸素飽和度の時間的変化を測定し、その時測定
された酸素飽和度の最小値とある時点での酸素飽和度の
差分を直接演算することにより、その時点での筋肉の疲
労度を推定およびモニタすることができる。
する酸素濃度が酸素飽和度であることを特徴としてもよ
い。負荷を印加した状態で測定された酸素飽和度は、筋
肉の運動強度に関係なく発揮筋力と相関関係を有してい
るため、酸素飽和度の時間的変化を測定し、その時測定
された酸素飽和度の最小値とある時点での酸素飽和度の
差分を直接演算することにより、その時点での筋肉の疲
労度を推定およびモニタすることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】実施形態の説明に先立ち、本発明
を完成するに至った経緯を説明する。本発明は、血中の
酸素濃度により筋肉の疲労度を推定する筋疲労モニタに
関するものであるが、本発明者は、いわゆる発揮筋力と
血中の酸素濃度との相関関係に着目した。すなわち、筋
肉が筋力を発揮すると酸素が消費されるため、血中の酸
素濃度が減少する。したがって、血中の酸素濃度を検出
することにより、筋肉が発揮している筋力が推定でき
る、と本発明者は考えた。
を完成するに至った経緯を説明する。本発明は、血中の
酸素濃度により筋肉の疲労度を推定する筋疲労モニタに
関するものであるが、本発明者は、いわゆる発揮筋力と
血中の酸素濃度との相関関係に着目した。すなわち、筋
肉が筋力を発揮すると酸素が消費されるため、血中の酸
素濃度が減少する。したがって、血中の酸素濃度を検出
することにより、筋肉が発揮している筋力が推定でき
る、と本発明者は考えた。
【０００９】一方、発揮筋力と筋肉の疲労度合との相関
関係に着目すると、筋肉に対して一定の負荷を印加した
場合には、その負荷に対応した筋力が発揮されるが、筋
肉が疲労してくると負荷に応じた筋力が発揮できなくな
ると考えられる。したがって、上記した二通りの相関関
係を考慮すれば、酸素濃度の変化を測定することによ
り、筋肉の疲労度を推定できる、と本発明者は考えた。
関係に着目すると、筋肉に対して一定の負荷を印加した
場合には、その負荷に対応した筋力が発揮されるが、筋
肉が疲労してくると負荷に応じた筋力が発揮できなくな
ると考えられる。したがって、上記した二通りの相関関
係を考慮すれば、酸素濃度の変化を測定することによ
り、筋肉の疲労度を推定できる、と本発明者は考えた。
【００１０】ここで、血中の酸素濃度を示す要素にはＨ
ｂＯ２，Ｈｂ，ｔ−Ｈｂ，ＳＯ２等が知られているが、
本発明においてはＳＯ２（酸素飽和度）を用いるのが最
も望ましい。なぜなら、酸素飽和度は運動強度の変化に
影響されず、筋肉の運動量に対応して変化するため、酸
素飽和度を測定することにより正確に発揮筋力を推定で
き、したがって正確な筋疲労を推定できるからであり、
しかも、酸素飽和度は簡便かつ非侵襲な光学的手法によ
り、正確に測定することが可能だからである。
ｂＯ２，Ｈｂ，ｔ−Ｈｂ，ＳＯ２等が知られているが、
本発明においてはＳＯ２（酸素飽和度）を用いるのが最
も望ましい。なぜなら、酸素飽和度は運動強度の変化に
影響されず、筋肉の運動量に対応して変化するため、酸
素飽和度を測定することにより正確に発揮筋力を推定で
き、したがって正確な筋疲労を推定できるからであり、
しかも、酸素飽和度は簡便かつ非侵襲な光学的手法によ
り、正確に測定することが可能だからである。
【００１１】これに対し、他の要素であるＨｂＯ２，Ｈ
ｂ，ｔ−Ｈｂ等については、例えばｔ−Ｈｂは運動強度
により変化し、ｔ−Ｈｂが変化するとＨｂＯ２，Ｈｂも
影響を受けるため、酸素飽和度を用いた推定手法に比べ
て劣る。しかし、後述のように測定値を補正処理するこ
とにより、酸素飽和度を用いた手法と同程度の正確な筋
疲労をモニタできる。
ｂ，ｔ−Ｈｂ等については、例えばｔ−Ｈｂは運動強度
により変化し、ｔ−Ｈｂが変化するとＨｂＯ２，Ｈｂも
影響を受けるため、酸素飽和度を用いた推定手法に比べ
て劣る。しかし、後述のように測定値を補正処理するこ
とにより、酸素飽和度を用いた手法と同程度の正確な筋
疲労をモニタできる。
【００１２】以下、添付図面を参照して本発明の実施形
態について説明する。なお、同一の要素には同一の符号
を付し、重複する説明は省略する。
態について説明する。なお、同一の要素には同一の符号
を付し、重複する説明は省略する。
【００１３】図１に、本実施形態にかかる筋疲労モニタ
の概略図を示す。本実施形態の筋疲労モニタは、負荷印
加装置１と、酸素飽和度測定器２と、発揮筋力推定部と
筋疲労測定部とから構成されている。
の概略図を示す。本実施形態の筋疲労モニタは、負荷印
加装置１と、酸素飽和度測定器２と、発揮筋力推定部と
筋疲労測定部とから構成されている。
【００１４】発揮筋力測定部は、後述する被験者の酸素
飽和度と発揮筋力の関係である相関テーブルを記憶し、
相関テーブルをもとに酸素飽和度測定器２で測定された
酸素飽和度を発揮筋力に変換する変換テーブル３と、推
定した発揮筋力を表示する発揮筋力推定値表示部４とを
備えている。
飽和度と発揮筋力の関係である相関テーブルを記憶し、
相関テーブルをもとに酸素飽和度測定器２で測定された
酸素飽和度を発揮筋力に変換する変換テーブル３と、推
定した発揮筋力を表示する発揮筋力推定値表示部４とを
備えている。
【００１５】筋疲労測定部は、酸素飽和度測定器２で測
定された酸素飽和度の最小値を検出する最小値検出部５
と、最小値検出部５で検出された酸素飽和度の最小値を
記録すると共に、被験者の性別、体格などの個人データ
が記憶されている個人ＩＤ６の情報を記録する記録部７
とを備えている。更に、酸素飽和度測定器２で測定され
た酸素飽和度と最小値検出器５で検出された最小酸素飽
和度との差分を演算する差分演算器８と、差分演算器８
で演算した差分により筋疲労度を判断する筋疲労波形判
断部９と、筋疲労波形判断部９で筋肉に疲労が生じてい
ると判断した場合にセットされる疲労状態ゲート１０
と、後述するように差分演算部８で演算した差分を疲労
度として疲労度レベルを表示する疲労度レベル表示部１
１とを備えている。
定された酸素飽和度の最小値を検出する最小値検出部５
と、最小値検出部５で検出された酸素飽和度の最小値を
記録すると共に、被験者の性別、体格などの個人データ
が記憶されている個人ＩＤ６の情報を記録する記録部７
とを備えている。更に、酸素飽和度測定器２で測定され
た酸素飽和度と最小値検出器５で検出された最小酸素飽
和度との差分を演算する差分演算器８と、差分演算器８
で演算した差分により筋疲労度を判断する筋疲労波形判
断部９と、筋疲労波形判断部９で筋肉に疲労が生じてい
ると判断した場合にセットされる疲労状態ゲート１０
と、後述するように差分演算部８で演算した差分を疲労
度として疲労度レベルを表示する疲労度レベル表示部１
１とを備えている。
【００１６】次に、図１に示す筋疲労モニタの作用を説
明する。あらかじめ、相関テーブルは変換テーブル８に
入力され、また、個人ＩＤ６に記憶されている情報は記
録部７に記録されているとする。まず、負荷印加装置１
が被験者の筋肉に所定の負荷を印加するように設定す
る。次に、近赤外線による酸素飽和度測定器２の光源お
よび検出器のプローブ（図示せず）を、計測の対象であ
る筋肉（本実施形態では上腕二頭筋）に光が伝播する適
当な距離（本実施形態では３ｃｍ）で装着する。その
後、酸素飽和度測定器２を動作させ、最小値検出器５の
スタートスイッチ５ａをＯＮにする。
明する。あらかじめ、相関テーブルは変換テーブル８に
入力され、また、個人ＩＤ６に記憶されている情報は記
録部７に記録されているとする。まず、負荷印加装置１
が被験者の筋肉に所定の負荷を印加するように設定す
る。次に、近赤外線による酸素飽和度測定器２の光源お
よび検出器のプローブ（図示せず）を、計測の対象であ
る筋肉（本実施形態では上腕二頭筋）に光が伝播する適
当な距離（本実施形態では３ｃｍ）で装着する。その
後、酸素飽和度測定器２を動作させ、最小値検出器５の
スタートスイッチ５ａをＯＮにする。
【００１７】次に、負荷印加装置１によりアイソメトリ
ック（等尺性）の所定の負荷を被験者の上腕二等筋に印
加する。具体的には固定して動かない棒を中心として手
前に引くように上腕二頭筋に力を発揮させる。そして、
その状態で酸素飽和度測定器２により測定された酸素飽
和度は、変換テーブル３、最小値検出器５および差分演
算部８に送られる。
ック（等尺性）の所定の負荷を被験者の上腕二等筋に印
加する。具体的には固定して動かない棒を中心として手
前に引くように上腕二頭筋に力を発揮させる。そして、
その状態で酸素飽和度測定器２により測定された酸素飽
和度は、変換テーブル３、最小値検出器５および差分演
算部８に送られる。
【００１８】図１に示すように、変換テーブル３では、
あらかじめ入力されていた被験者の相関テーブルによ
り、測定された酸素飽和度に対応した発揮筋力を推定す
る。推定した発揮筋力は発揮筋力推定値表示部４に送ら
れ、表示される。
あらかじめ入力されていた被験者の相関テーブルによ
り、測定された酸素飽和度に対応した発揮筋力を推定す
る。推定した発揮筋力は発揮筋力推定値表示部４に送ら
れ、表示される。
【００１９】ここで、相関テーブルから発揮筋力を推定
する方法を説明する。前述したように、筋肉がある一定
の負荷を与えられ、それに対応した筋力を発揮すると、
筋肉血中の酸素が消費されるために筋肉血中の酸素飽和
度がその筋肉の発揮筋力に対応して減少する。つまり、
筋力を発揮していないときの酸素飽和度に対して、発揮
筋力が大きければ酸素飽和度は大きく減少し、発揮筋力
が小さければ酸素飽和度の減少率も小さい。この様に、
発揮筋力と酸素飽和度は、ある一定の相関関係を示して
おり、その関係をグラフにすると図２のようになる。
する方法を説明する。前述したように、筋肉がある一定
の負荷を与えられ、それに対応した筋力を発揮すると、
筋肉血中の酸素が消費されるために筋肉血中の酸素飽和
度がその筋肉の発揮筋力に対応して減少する。つまり、
筋力を発揮していないときの酸素飽和度に対して、発揮
筋力が大きければ酸素飽和度は大きく減少し、発揮筋力
が小さければ酸素飽和度の減少率も小さい。この様に、
発揮筋力と酸素飽和度は、ある一定の相関関係を示して
おり、その関係をグラフにすると図２のようになる。
【００２０】図２に示されるように、発揮筋力が増大す
ると、酸素飽和度が減少する。このグラフを酸素飽和度
と発揮筋力の相関テーブルと呼ぶことにする。酸素飽和
度と発揮筋力の関係は、各被験者の持っている運動能力
によって異なるため、各被験者毎に対応する相関テーブ
ルが作成される。この相関テーブルを利用すれば、被験
者から測定した酸素飽和度から対応する発揮筋力を推定
することができ、この方法を利用して、図１における変
換テーブル３では、発揮筋力を推定している。
ると、酸素飽和度が減少する。このグラフを酸素飽和度
と発揮筋力の相関テーブルと呼ぶことにする。酸素飽和
度と発揮筋力の関係は、各被験者の持っている運動能力
によって異なるため、各被験者毎に対応する相関テーブ
ルが作成される。この相関テーブルを利用すれば、被験
者から測定した酸素飽和度から対応する発揮筋力を推定
することができ、この方法を利用して、図１における変
換テーブル３では、発揮筋力を推定している。
【００２１】図１に示すように、筋疲労測定部の最小値
検出部５では、酸素飽和度測定器２で測定された時間経
過によって変化する酸素飽和度の最小値を検出する。検
出された最小値は記録部７において記憶されるが、更な
る最小値が検出された場合、その値は書き直されて新た
な最小値が記録される。記録された最小値は差分演算器
８に送られ、酸素飽和度測定器２より測定された酸素飽
和度との差分を演算する。
検出部５では、酸素飽和度測定器２で測定された時間経
過によって変化する酸素飽和度の最小値を検出する。検
出された最小値は記録部７において記憶されるが、更な
る最小値が検出された場合、その値は書き直されて新た
な最小値が記録される。記録された最小値は差分演算器
８に送られ、酸素飽和度測定器２より測定された酸素飽
和度との差分を演算する。
【００２２】演算された差分は筋疲労波形判断部９に送
られ、測定された酸素飽和度が記録されている最小値よ
り小さければ疲労は生じておらず、大きければ疲労が生
じていると判断する。疲労が生じていないと判断された
場合は、そのまま酸素飽和度の測定を継続する。疲労が
生じていると判断された場合は、疲労状態ゲート１０を
セットし、差分演算器８で演算された差分を筋疲労度と
して疲労度レベル表示部１１で表示する。
られ、測定された酸素飽和度が記録されている最小値よ
り小さければ疲労は生じておらず、大きければ疲労が生
じていると判断する。疲労が生じていないと判断された
場合は、そのまま酸素飽和度の測定を継続する。疲労が
生じていると判断された場合は、疲労状態ゲート１０を
セットし、差分演算器８で演算された差分を筋疲労度と
して疲労度レベル表示部１１で表示する。
【００２３】所定時間経過後、被験者に加えていた負荷
を取り除く。その後、酸素飽和度測定器２の測定を終了
し、最小検出器５のストップスイッチ５ｂにより検出を
ストップする。このとき、疲労状態ゲート１０はリセッ
トされる。
を取り除く。その後、酸素飽和度測定器２の測定を終了
し、最小検出器５のストップスイッチ５ｂにより検出を
ストップする。このとき、疲労状態ゲート１０はリセッ
トされる。
【００２４】ここで、酸素飽和度の最小値と疲労時の酸
素飽和度との差分から疲労度を推定する方法について説
明する。前述したように、一定の負荷を筋肉に与える
と、それに対応した筋力が発揮され、一定の酸素飽和度
が測定される。ところが、負荷を与えた状態が継続する
と、筋肉に疲労が生じてくる。その様子を図３に示す。
素飽和度との差分から疲労度を推定する方法について説
明する。前述したように、一定の負荷を筋肉に与える
と、それに対応した筋力が発揮され、一定の酸素飽和度
が測定される。ところが、負荷を与えた状態が継続する
と、筋肉に疲労が生じてくる。その様子を図３に示す。
【００２５】図３（ａ）に示すように、負荷を印加した
状態が継続すると筋肉が疲労し、筋肉疲労時に発生する
乳酸の量が増加していく。これに伴い、酸素飽和度も増
加しており（図３（ｂ））、これに対応して発揮筋力が
減少している（図３（ｃ））。この図より、本来与えら
れている負荷に対応した筋力が発揮できていれば、酸素
飽和度は最小値を示すが、筋肉が疲労して本来の筋力が
発揮できなくなると、それに対応して酸素飽和度が増加
することが分かる。つまり、負荷印加状態で酸素飽和度
を測定し、測定された最小酸素飽和度よりもある時点で
の酸素飽和度が大きければ、筋肉に疲労が生じていると
判断でき、最小酸素飽和度と疲労状態における酸素飽和
度の差分により、筋肉の疲労度を推定することができ
る。
状態が継続すると筋肉が疲労し、筋肉疲労時に発生する
乳酸の量が増加していく。これに伴い、酸素飽和度も増
加しており（図３（ｂ））、これに対応して発揮筋力が
減少している（図３（ｃ））。この図より、本来与えら
れている負荷に対応した筋力が発揮できていれば、酸素
飽和度は最小値を示すが、筋肉が疲労して本来の筋力が
発揮できなくなると、それに対応して酸素飽和度が増加
することが分かる。つまり、負荷印加状態で酸素飽和度
を測定し、測定された最小酸素飽和度よりもある時点で
の酸素飽和度が大きければ、筋肉に疲労が生じていると
判断でき、最小酸素飽和度と疲労状態における酸素飽和
度の差分により、筋肉の疲労度を推定することができ
る。
【００２６】図１に、発揮筋力推定値表示部４および疲
労度レベル表示部１１で表示された発揮筋力および疲労
度の時間変化を図１（ａ）および（ｂ）に示す。負荷印
加時間が経過するに連れて筋力が疲労し、発揮筋力が減
少するのと同時に疲労度が大きくなっていく様子がわか
る。
労度レベル表示部１１で表示された発揮筋力および疲労
度の時間変化を図１（ａ）および（ｂ）に示す。負荷印
加時間が経過するに連れて筋力が疲労し、発揮筋力が減
少するのと同時に疲労度が大きくなっていく様子がわか
る。
【００２７】以上のように、本実施形態の筋疲労モニタ
では、光技術を用いた非侵襲な方法で被験者に負荷を印
加した状態での発揮筋力および疲労度を測定することが
できる。但し、発揮筋力測定において、被験者の運動能
力が変化することによって相関テーブルも変化するの
で、より正確に発揮筋力を推定するには随時相関テーブ
ルを測定し直す必要がある。
では、光技術を用いた非侵襲な方法で被験者に負荷を印
加した状態での発揮筋力および疲労度を測定することが
できる。但し、発揮筋力測定において、被験者の運動能
力が変化することによって相関テーブルも変化するの
で、より正確に発揮筋力を推定するには随時相関テーブ
ルを測定し直す必要がある。
【００２８】なお、本実施形態はこれに限られるもので
はない。例えば、図１の筋疲労モニタにおいて、発揮筋
力推定部は設けなくてもよい。また、疲労度の表示方法
において、負荷をかけていない状態での酸素飽和度と、
最小酸素飽和度との差分を１００％とし、疲労の時間経
過をパーセント表示してもよい。また、本実施形態では
上腕二頭筋についての筋疲労をモニタしたが、その他の
筋肉に本実施形態の筋疲労モニタを応用することはもち
ろん可能である。
はない。例えば、図１の筋疲労モニタにおいて、発揮筋
力推定部は設けなくてもよい。また、疲労度の表示方法
において、負荷をかけていない状態での酸素飽和度と、
最小酸素飽和度との差分を１００％とし、疲労の時間経
過をパーセント表示してもよい。また、本実施形態では
上腕二頭筋についての筋疲労をモニタしたが、その他の
筋肉に本実施形態の筋疲労モニタを応用することはもち
ろん可能である。
【００２９】また、血中酸素濃度の要素であるｔ−Ｈ
ｂ，ＨｂＯ２およびＨｂは、運動強度によりｔ−Ｈｂが
変動する影響を受けるためにｔ−Ｈｂ，ＨｂＯ２および
Ｈｂの測定値からは正確に発揮筋力を推定できないと前
述した。しかし、ｔ−Ｈｂの変動分を補正処理し、それ
に応じてＨｂＯ２およびＨｂの測定値を補正することに
より、その補正値と発揮筋力との正確な相関関係、つま
り相関テーブルを得ることができる。そのため、本実施
形態では測定対象を酸素飽和度としたが、ｔ−Ｈｂ，Ｈ
ｂＯ２およびＨｂの値を測定し、補正することによって
も、被験者の発揮筋力や疲労度を求めることも可能であ
る。
ｂ，ＨｂＯ２およびＨｂは、運動強度によりｔ−Ｈｂが
変動する影響を受けるためにｔ−Ｈｂ，ＨｂＯ２および
Ｈｂの測定値からは正確に発揮筋力を推定できないと前
述した。しかし、ｔ−Ｈｂの変動分を補正処理し、それ
に応じてＨｂＯ２およびＨｂの測定値を補正することに
より、その補正値と発揮筋力との正確な相関関係、つま
り相関テーブルを得ることができる。そのため、本実施
形態では測定対象を酸素飽和度としたが、ｔ−Ｈｂ，Ｈ
ｂＯ２およびＨｂの値を測定し、補正することによって
も、被験者の発揮筋力や疲労度を求めることも可能であ
る。
【００３０】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明の
筋疲労モニタは、所定の負荷を印加した状態で、光技術
を用いて血中の酸素飽和度を測定し、負荷印加時の最小
酸素飽和度と時間経過にともない変化する酸素飽和度の
差分を演算することにより、筋疲労度をリアルタイムに
推定することが可能である。これを利用すれば、時間経
過による疲労度レベルの変化や被験者の積極的な疲労回
復の効果をチェックすることもでき、科学的な運動トレ
ーニングを非侵襲な方法で且つ簡易な装置によって実現
することができる。
筋疲労モニタは、所定の負荷を印加した状態で、光技術
を用いて血中の酸素飽和度を測定し、負荷印加時の最小
酸素飽和度と時間経過にともない変化する酸素飽和度の
差分を演算することにより、筋疲労度をリアルタイムに
推定することが可能である。これを利用すれば、時間経
過による疲労度レベルの変化や被験者の積極的な疲労回
復の効果をチェックすることもでき、科学的な運動トレ
ーニングを非侵襲な方法で且つ簡易な装置によって実現
することができる。
【図１】本実施形態の概略図を示す図である。 （ａ）発揮筋力の時間経過による変化を示す図である。 （ｂ）疲労度の時間経過による変化を示す図である。
【図２】酸素飽和度と発揮筋力の相関テーブルを示す図
である。
である。
【図３】筋肉に疲労が生じるまで負荷を印加したときの
（ａ）乳酸、（ｂ）酸素飽和度，（ｃ）発揮筋力の時間
変化を示すグラフである。
（ａ）乳酸、（ｂ）酸素飽和度，（ｃ）発揮筋力の時間
変化を示すグラフである。
１…負荷印加装置、２…酸素飽和度推定装置、３…変換
テーブル、４…発揮筋力推定値表示部、５…最小値検出
部、６…個人ＩＤ、７…記録部、８…差分演算部、９…
筋疲労波形判断部、１０…疲労状態ゲート、１１…疲労
度レベル表示部
テーブル、４…発揮筋力推定値表示部、５…最小値検出
部、６…個人ＩＤ、７…記録部、８…差分演算部、９…
筋疲労波形判断部、１０…疲労状態ゲート、１１…疲労
度レベル表示部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 隆仁 静岡県浜松市市野町1126番地の１ 浜松ホ トニクス株式会社内 Ｆターム(参考） 4C017 AA12 AC28 BC11 4C038 KK01 KL07 KX02
Claims (2)
- 【請求項１】 被験者に所定の運動負荷を与える負荷供
給手段と、 前記被験者が前記運動負荷を与えられている状態で、前
記運動負荷が与えられている筋肉に光を照射する光照射
手段と、前記光照射手段からの戻り光を受光する受光手
段とを有し、前記戻り光に基づいて血中の酸素濃度を測
定する酸素濃度測定手段と、 測定中の前記酸素濃度の最小値を検出する最小値検出手
段と、 測定中の前記酸素濃度と前記最小値検出手段で検出され
た最小酸素濃度との差分を演算する演算手段と、 演算された前記差分から筋疲労度を判断する判断手段と
を備えることを特徴とする筋疲労モニタ。 - 【請求項２】 前記酸素濃度が酸素飽和度であることを
特徴とする請求項１記載の筋疲労モニタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28975499A JP4316745B2 (ja) | 1999-10-12 | 1999-10-12 | 筋疲労モニタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28975499A JP4316745B2 (ja) | 1999-10-12 | 1999-10-12 | 筋疲労モニタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001104288A true JP2001104288A (ja) | 2001-04-17 |
| JP4316745B2 JP4316745B2 (ja) | 2009-08-19 |
Family
ID=17747334
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28975499A Expired - Fee Related JP4316745B2 (ja) | 1999-10-12 | 1999-10-12 | 筋疲労モニタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4316745B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014045513A1 (ja) * | 2012-09-20 | 2014-03-27 | パナソニック 株式会社 | 筋力推定装置 |
| KR20180068103A (ko) * | 2016-12-13 | 2018-06-21 | 현대자동차주식회사 | 피로도 측정 시스템 |
| EP3302730A4 (en) * | 2015-05-29 | 2019-04-03 | Nike Innovate C.V. | ACTIVITY MONITORING DEVICE ASSESSING TRAINING INTENSITY |
| US10765319B2 (en) | 2015-04-15 | 2020-09-08 | Nike, Inc. | Activity monitoring device with assessment of exercise intensity |
-
1999
- 1999-10-12 JP JP28975499A patent/JP4316745B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014045513A1 (ja) * | 2012-09-20 | 2014-03-27 | パナソニック 株式会社 | 筋力推定装置 |
| US10765319B2 (en) | 2015-04-15 | 2020-09-08 | Nike, Inc. | Activity monitoring device with assessment of exercise intensity |
| US11574708B2 (en) | 2015-04-15 | 2023-02-07 | Nike, Inc. | Activity monitoring device with assessment of exercise intensity |
| US11694772B2 (en) | 2015-04-15 | 2023-07-04 | Nike, Inc. | Activity monitoring device with assessment of exercise intensity |
| EP3302730A4 (en) * | 2015-05-29 | 2019-04-03 | Nike Innovate C.V. | ACTIVITY MONITORING DEVICE ASSESSING TRAINING INTENSITY |
| US10524728B2 (en) | 2015-05-29 | 2020-01-07 | Nike, Inc. | Activity monitoring device with assessment of exercise intensity |
| US11134890B2 (en) | 2015-05-29 | 2021-10-05 | Nike, Inc. | Activity monitoring device with assessment of exercise intensity |
| US11690565B2 (en) | 2015-05-29 | 2023-07-04 | Nike, Inc. | Activity monitoring device with assessment of exercise intensity |
| KR20180068103A (ko) * | 2016-12-13 | 2018-06-21 | 현대자동차주식회사 | 피로도 측정 시스템 |
| KR101886108B1 (ko) * | 2016-12-13 | 2018-08-07 | 현대자동차 주식회사 | 피로도 측정 시스템 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4316745B2 (ja) | 2009-08-19 |
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