JP2004267535A - Calorie consumption measuring meter - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、正味の消費カロリーを正確且つ簡単に測定するための消費カロリー測定計に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、個人レベルでの健康管理に対する関心が強く、自己の健康管理のため、摂取した食物のカロリーを計算したり、自己の運動量を測定するための商品が種々提供されている。
従来、自己の運動量を測定するための装置として、例えばサイクルマシンや歩数測定器が知られている。
また、自転車によるトレーニング中の心臓の負担度合および運動量を把握するのに適した装置として、被験者の心拍あるいは脈拍を検出する拍動センサーを備え、運動中の被験者の心拍出量を表示する表示装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
また、体動検出部、脈波検出部及び体温検出部を備え、被験者の拍数を、選択された回帰式に適用して、当該拍数に対応する消費カロリーを算出する、消費カロリー測定装置が提案されている(例えば、特許文献2参照。)。
また、加速度センサと脈波センサとを備え、生体から測定した脈拍数と該生体の体動の弁別結果に基づいて、生体の消費カロリーを算出する測定装置が提案されている(例えば、特許文献3参照。)。
【0003】
【特許文献1】
特開2002−165769号公報
【特許文献2】
国際公開第WO97/47239号パンフレット
【特許文献3】
特開平9−294727号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来技術には、次のような問題があった。
サイクルマシンは測定場所が固定されており、被験者がそこを離れて歩行又は走行する消費カロリーは測定できない。
歩数測定器では、同じ1000歩のカウントであっても、被験者が走っている場合と歩いている場合とでは消費カロリーが異なり、この運動の質を計測することができない。
また、特許文献1に記載された装置は、被験者の心拍出量を表示するものであるが、緊張して心拍数が増加した場合と運動した場合との判別がつかない。
さらに、特許文献2,3に記載された加速度センサを用いる装置では、加速が生じる原因が乗り物による移動の加速と、本人の運動による加速による場合の区別ができず、消費カロリーとして実質的に運動していない自動車、電車、バスでの移動の加速も含まれてしまうため、正味の消費カロリーを測定できない問題があった。
【0005】
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、運動の質を推定し、より正確に消費カロリーを測定できる消費カロリー測定計の提供を目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明は、被験者の心拍数を検出する心拍数計と、被験者の血圧を検出する血圧計と、被験者の動きを検出する加速度センサと、これらの測定結果を演算する演算部を含む制御部と、測定結果および演算結果を表示する表示部とを含む消費カロリー測定計であって、測定結果を演算して被験者の消費カロリーを求めるとともに、加速度と心拍と血圧との各測定値の大小の組合せから運動の質を推定し、被験者の正味の消費カロリーを測定し表示することを特徴とする消費カロリー測定計を提供する。
本発明の消費カロリー測定計において、心拍数計と血圧計を被験者の腕部に装着し、加速度センサを患者の腰又は腹部に装着する構成とするのが好ましい。
また、前記制御部は、前記運動の質を、
(1)加速度が大、心拍数が安静時より高、血圧が安静時より高い時、被験者の運動が大である;
(2)加速度が大、心拍数が安静時レベル、血圧が安静時レベルである時、乗り物による移動である;
(3)加速度が小、心拍数が安静時より高、血圧が安静時よりやや高い時、被験者の緊張による;
に分類し、少なくとも(1)の消費カロリーを測定し表示する制御を行うことが好ましい。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図1は本発明の消費カロリー測定計の一実施形態を示す図である。この消費カロリー測定計は、被験者の心拍数を検出する心拍数計1と、被験者の血圧を検出する血圧計2と、被験者の動きを検出する加速度センサ3と、これらの測定結果を演算する演算部5を含む制御部6と、測定結果および演算結果を表示する表示部10とを主要な構成要素として備えている。
【0008】
上記心拍数計1は、例えば心電図波形に基づいて心拍数を計測できる機器を用いることができる。本発明の好ましい実施形態において、心拍数計1は、被験者の腕、特にリスト部に嵌めて用いるリストバンドを有する腕時計タイプのものが好ましい。なお、被験者の腰又は腹部に加速度センサ3、入力部4、制御部6及び表示部10を含む測定計本体部を取り付ける場合、リスト部に取り付ける心拍数計1は、測定計本体部とは別個の電源(電池)で作動し、測定データを測定計本体部に無線又は有線で送信できるように構成することが望ましい。
【0009】
上記血圧計2は、オシロメトリック法、半導体圧力センサを用いる微小圧センシングなどの方法で被験者の血圧を測定する機器を用いることができる。本発明の好ましい実施形態において、この血圧計2は被験者の腕、特にリスト部で血圧を簡単に測定できる微小圧センシングによる血圧計が好ましい。リスト部で血圧を測定する場合、その血圧計2は上記心拍数計1と同じリストバンドに取り付け、また同じ電源で作動させ、さらに同じ方法で測定計本体部に測定データを送信できるように構成することが好ましい。
【0010】
上記加速度センサ3は、被験者が動いたレベル(運動強度)を加速度センサが感知し、加速度の強度を複数の段階で、例えば5段階又は10段階で検出し、その累積によって被験者の運動量、歩数、消費カロリーを把握できる機器を用いることが好ましい。この加速度センサ3のセンサ部は従来周知の小型加速度センサ(例えば静電容量型加速度センサなど)を用いることができる。本発明の好ましい実施形態において、この加速度センサ3は、被験者の腰又は腹部、特にベルトに装着できるタイプのものが好ましい。この加速度センサ3は、入力部4、制御部6、表示部10及び電源11とからなる測定計本体部と一体に設けることができる他、被験者の体から離して設けられる測定計本体部と無線又は有線で送信できるように構成することもできる。
【0011】
上記入力部4は、被験者の個人情報(パラメータ)を入力し、制御部6のRAM8に記憶させ、必要に応じて該個人情報を変更・修正するための複数の入力キーを備えて構成されている。被験者の個人情報としては、例えば性別、年齢、体重、身長、被験者の日常運動量などである。入力キーの構成は特に限定されず、ROM7に記憶させておいた質問事項に応える形式でキー入力したり、或いはタッチパネル方式により入力できるように構成してもよい。
【0012】
上記制御部6は、演算部5と、ROM7と、RAM8と、信号処理部9とを備えている。また、この制御部6内には、時刻を表示するための時計機能が含まれている。この制御部6には、測定計本体部を作動させるための電源11が接続されていると共に、表示部10が接続されている。この制御部6は、電源11のオン状態のもとで、入力部4から入力された上述の個人情報を信号処理部6を通じてRAM8に記憶させ、心拍数計1、血圧計2及び加速度センサ3からそれぞれ入力され信号処理部6を通じて取り込んだ信号と上記個人情報とから、ROM7に記憶されたプログラムに基づいて演算部5において必要な表示信号に演算するようになっている。演算部5で演算された信号は、表示部に出力され、各種情報が表示される。
【0013】
上記電源11は、乾電池、ボタン型電池、二次電池、太陽電池などの各種電池が好適に用いられ、好ましくは長寿命の乾電池、リチウム電池(ボタン型)などが用いられる。
【0014】
上記表示部10は、低電力で表示が可能な薄型平面ディスプレイパネルが用いられ、例えば液晶ディスプレイパネル、ELディスプレイパネルなどが好適に用いられる。また、上述したように表示部10をタッチパネルとし、入力部4の機能を持たせることもできる。
【0015】
このように構成された消費カロリー測定計を使用するには、加速度センサ3、入力部4、制御部6、表示部10及び電源11とからなる測定計本体部の電源11をオンとし、使用開始にあたっては、必要に応じて被験者の個人情報(パラメータ)を入力部4から入力する。これらの個人情報は、性別、年齢、身長、体重などであり、RAM8に記憶される。
【0016】
個人情報を入力した測定計本体部は被験者の腹部のベルトに装着する。また被験者のリスト部に、心拍数計1と血圧計2を有するリストバンドを取り付ける。該リストバンドの心拍数計1と血圧計2からは、無線又は有線によって測定計本体部の信号処理部9に各測定データが送られる。このように被験者は、ベルトに測定計本体を取り付けると共に、リスト部に心拍数計1と血圧計2を有するリストバンドを取り付け、運動を含め日常生活をおくる。被験者の運動は加速度センサ3により加速度レベルとして感知され、この加速度レベルは信号は信号処理部9を通じて演算部5におくられる。
【0017】
被験者の総消費カロリーは、加速度センサ3の感知した時間当たりの加速度レベルを累積し、消費カロリー(運動量)に換算し、以下の式から算出される。
総消費カロリー=基礎代謝量+運動量
ここで、基礎代謝量は、身長、体重などの個人情報を基に、ROM7に記憶されたプログラムに従って算出され、RAM8に記憶される。
【0018】
しかし、このように算出される総消費カロリーは、運動の質を考慮しておらず、例えば被験者が乗り物で移動した場合、被験者自身が運動していなくても、加速度センサ3が加速度を感知し、この加速度を運動量に積算してしまうため、正味の消費カロリーとは言えない。
この欠点を克服するため、本発明では、上記加速度レベルの測定と同時に、被験者の心拍数と血圧とを測定し、これらの測定データから運動の質を推定し、正味の消費カロリーを測定できるようにした。
【0019】
被験者の正味の消費カロリーは、基礎代謝量と、被験者が実際に運動して消費されたカロリー(正味の運動消費カロリー)との合計量に相当する。
本発明では、被験者の運動の質を推定するため、制御部6において加速度センサ3、心拍数計1及び血圧計2によって測定された、加速度、心拍数及び血圧のデータに基づいて、以下の(1)〜(3)の推定を実行し、分類する。
(1)加速度が大、心拍数が安静時より高、血圧が安静時より高い時、被験者の運動が大である;
(2)加速度が大、心拍数が安静時レベル、血圧が安静時レベルである時、乗り物による移動である;
(3)加速度が小、心拍数が安静時より高、血圧が安静時よりやや高い時、被験者の緊張による。
【0020】
上記(1)〜(3)において、被験者が実際に運動しているのは(1)のパターンのみであり、(2)及び(3)は被験者が消費したカロリーのうち、基礎代謝量より増加する分は少ないものと推定される。従って、正味の運動消費カロリーは、(1)で表される分に近いと言える。従って、本発明では、被験者の基礎代謝量と、(1)の消費カロリーとの合計量を正味の消費カロリーと判断し、表示部10に表示できるようになっている。なお、総消費カロリー、上記正味の消費カロリーを表示する以外に、上記(2)および/または(3)の分のカロリーを表示することもできる。
【0021】
表示部10には、上記消費カロリーの他、心拍数、血圧、加速度レベル、歩数、時刻、累積運動量、累積消費カロリーなどの種々のデータを表示可能である。
また、表示部にスピーカーなどの音声出力を設け、表示部10にデータを表示するとともに、音声でデータを出力し、さらにROM7に記憶させておいたアドバイス、警告、時刻等を音声出力させることもできる。
さらに、病院等において、制御部6の蓄積データを無線(赤外線通信、携帯電話を含む)または有線でパソコン等に送信し、複数の被験者のデータを集中監視することもできる。
【0022】
【発明の効果】
本発明の消費カロリー測定計は、測定結果を演算して被験者の消費カロリーを求めるとともに、加速度と心拍と血圧の各測定値の大小の組合せから運動の質を推定し、被験者の正味の消費カロリーを測定し表示する構成としたので、より正確に消費カロリーを測定できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の消費カロリー測定計の一実施形態を示す概略ブロック構成図である。
【符号の説明】
1…心拍数計、2…血圧計、3…加速度センサ、4…入力部、5…演算部、6…制御部、7…ROM、8…RAM、9…信号処理部、10…表示部、11…電源。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a calorie consumption meter for accurately and easily measuring net calorie consumption.
[0002]
[Prior art]
In recent years, there has been a strong interest in health management at the individual level, and various products have been provided for calculating the calories of ingested food and measuring the amount of exercise of one's own exercise in order to manage one's own health.
2. Description of the Related Art Conventionally, as a device for measuring the amount of exercise of one's own, for example, a cycle machine and a step counter are known.
In addition, as a device suitable for grasping the degree of workload and the amount of exercise of the heart during training by bicycle, a pulsation sensor that detects the heart rate or pulse of the subject is displayed, and a display that displays the cardiac output of the subject during exercise An apparatus has been proposed (for example, see Patent Document 1).
A calorie consumption measuring device comprising a body motion detecting unit, a pulse wave detecting unit, and a body temperature detecting unit, wherein the calorie consumption measuring device calculates the calorie consumption corresponding to the beat by applying the subject's pulse rate to the selected regression equation. Has been proposed (for example, see Patent Document 2).
Further, there has been proposed a measuring device that includes an acceleration sensor and a pulse wave sensor and calculates calorie consumption of a living body based on a pulse rate measured from the living body and a discrimination result of body movement of the living body (for example, Patent Documents) 3).
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-165770 [Patent Document 2]
International Publication No. WO97 / 47239 pamphlet [Patent Document 3]
JP-A-9-294727
[Problems to be solved by the invention]
However, the above-described related art has the following problems.
The cycle machine has a fixed measurement location, and cannot measure calorie expenditure when a subject walks or runs away from it.
Even with the same step count of 1000 steps, the step-counter consumes different calories depending on whether the subject is running or walking, and cannot measure the quality of the exercise.
Further, the device described in Patent Literature 1 displays the cardiac output of the subject, but cannot distinguish between a case where the heart rate increases due to tension and a case where the user exercises.
Further, in the devices using the acceleration sensors described in
[0005]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a calorie consumption meter that can estimate the quality of exercise and measure calorie consumption more accurately.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a heart rate monitor for detecting a heart rate of a subject, a sphygmomanometer for detecting a blood pressure of the subject, an acceleration sensor for detecting a movement of the subject, and calculating these measurement results. A calorie consumption meter including a control unit including a calculation unit for performing the measurement, and a display unit for displaying the measurement result and the calculation result, wherein the measurement result is calculated to obtain the calorie consumption of the subject, and the acceleration, heart rate, blood pressure, and the like are obtained. The present invention provides a calorie consumption measuring instrument characterized by estimating the quality of exercise from a combination of magnitudes of the respective measured values, and measuring and displaying a net calorie consumption of the subject.
In the calorie consumption meter of the present invention, it is preferable that the heart rate monitor and the blood pressure monitor are mounted on the arm of the subject, and the acceleration sensor is mounted on the waist or abdomen of the patient.
In addition, the control unit controls the quality of the exercise,
(1) When the acceleration is high, the heart rate is higher than at rest, and the blood pressure is higher than at rest, the subject exercises more;
(2) movement by a vehicle when acceleration is high, heart rate is at rest level, and blood pressure is at rest level;
(3) When the acceleration is low, the heart rate is higher than at rest, and the blood pressure is slightly higher than at rest, depending on the subject's tension;
It is preferable to perform control for measuring and displaying at least the calorie consumption (1).
[0007]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing one embodiment of a calorie consumption meter of the present invention. The calorie consumption meter includes a heart rate meter 1 for detecting the heart rate of the subject, a
[0008]
As the heart rate meter 1, for example, a device that can measure a heart rate based on an electrocardiogram waveform can be used. In a preferred embodiment of the present invention, the heart rate meter 1 is preferably a wristwatch type having a wristband to be used by being worn on the wrist of the subject, especially the wrist. When the main body of the measurement meter including the acceleration sensor 3, the input unit 4, the control unit 6, and the
[0009]
The
[0010]
In the acceleration sensor 3, the acceleration sensor senses the level (exercise intensity) at which the subject moves, detects the intensity of acceleration in a plurality of stages, for example, in five or ten stages, and accumulates the results to calculate the amount of exercise, the number of steps, It is preferable to use a device that can determine the calorie consumption. As the sensor section of the acceleration sensor 3, a conventionally known small acceleration sensor (for example, a capacitance type acceleration sensor or the like) can be used. In a preferred embodiment of the present invention, the acceleration sensor 3 is preferably of a type that can be worn on the waist or abdomen of a subject, particularly on a belt. The acceleration sensor 3 can be provided integrally with a main body of the measuring meter including the input unit 4, the control unit 6, the
[0011]
The input unit 4 is provided with a plurality of input keys for inputting personal information (parameters) of the subject, storing the personal information in the
[0012]
The control unit 6 includes a
[0013]
As the
[0014]
As the
[0015]
To use the calorie consumption meter configured as described above, the
[0016]
The main body of the measuring instrument to which the personal information has been input is worn on a belt on the abdomen of the subject. A wristband having a heart rate meter 1 and a
[0017]
The total calorie consumption of the subject is calculated from the following equation by accumulating the acceleration level per time sensed by the acceleration sensor 3 and converting it into calorie consumption (amount of exercise).
Total calorie consumption = basal metabolism + exercise Here, the basal metabolism is calculated according to a program stored in the ROM 7 based on personal information such as height and weight, and stored in the
[0018]
However, the total calorie consumption calculated in this manner does not consider the quality of exercise. For example, when the subject moves on a vehicle, the acceleration sensor 3 detects the acceleration even if the subject does not exercise. However, since this acceleration is added to the amount of exercise, it cannot be said to be a net calorie consumption.
In order to overcome this drawback, the present invention measures the heart rate and blood pressure of the subject simultaneously with the measurement of the acceleration level, estimates the quality of exercise from these measurement data, and measures the net calorie consumption. I made it.
[0019]
The subject's net calorie consumption corresponds to the total amount of the basal metabolic rate and the calories consumed by the subject's actual exercise (net exercise calories consumed).
In the present invention, in order to estimate the quality of the exercise of the subject, based on the acceleration, heart rate, and blood pressure data measured by the acceleration sensor 3, the heart rate meter 1, and the
(1) When the acceleration is high, the heart rate is higher than at rest, and the blood pressure is higher than at rest, the subject exercises more;
(2) movement by a vehicle when acceleration is high, heart rate is at rest level, and blood pressure is at rest level;
(3) When the acceleration is low, the heart rate is higher than at rest, and the blood pressure is slightly higher than at rest, this is due to the tension of the subject.
[0020]
In the above (1) to (3), the subject actually exercises only in the pattern (1), and (2) and (3) show that the calories consumed by the subject increase from the basal metabolic rate. It is estimated that there is little to do. Therefore, it can be said that the net exercise calorie consumption is close to the amount represented by (1). Therefore, in the present invention, the total amount of the subject's basal metabolism and the calorie consumption in (1) is determined to be the net calorie consumption and can be displayed on the
[0021]
The
It is also possible to provide an audio output such as a speaker on the display unit, display the data on the
Further, in a hospital or the like, the data stored in the control unit 6 can be transmitted to a personal computer or the like wirelessly (including infrared communication and a mobile phone) or by wire to collectively monitor data of a plurality of subjects.
[0022]
【The invention's effect】
The calorie consumption meter of the present invention calculates the measurement result to obtain the calorie consumption of the subject, estimates the quality of exercise from a combination of the measured values of acceleration, heart rate, and blood pressure, and calculates the net calorie consumption of the subject. Is measured and displayed, so that calorie consumption can be measured more accurately.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic block diagram showing an embodiment of a calorie consumption meter according to the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Heart rate meter, 2 ... Sphygmomanometer, 3 ... Acceleration sensor, 4 ... Input part, 5 ... Calculation part, 6 ... Control part, 7 ... ROM, 8 ... RAM, 9 ... Signal processing part, 10 ... Display part, 11 Power supply.
Claims (3)
(1)加速度が大、心拍数が安静時より高、血圧が安静時より高い時、被験者の運動が大である;
(2)加速度が大、心拍数が安静時レベル、血圧が安静時レベルである時、乗り物による移動である;
(3)加速度が小、心拍数が安静時より高、血圧が安静時よりやや高い時、被験者の緊張による;
に分類し、少なくとも(1)の消費カロリーを測定し表示する制御を行う請求項1又は2に記載の消費カロリー測定計。The control unit controls the quality of the exercise,
(1) When the acceleration is high, the heart rate is higher than at rest, and the blood pressure is higher than at rest, the subject exercises more;
(2) movement by a vehicle when acceleration is high, heart rate is at rest level, and blood pressure is at rest level;
(3) When the acceleration is low, the heart rate is higher than at rest, and the blood pressure is slightly higher than at rest, depending on the subject's tension;
The calorie consumption meter according to claim 1 or 2, wherein the calorie consumption meter is controlled to measure and display at least (1) calorie consumption.
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