JP2010536449A - 加速度計及び加速度計を制御する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
加速度計を用いてユーザの筋肉の生理学的数値データを得る方法であって、この方法は、以下の：
実施されるべきテストの種類をユーザによって選択し、
このテスト中に一連の加速度データを測定し、
このテストの終了時に音響信号を発し、このテストの終了は、選択されたテストの種類に応じて条件を変更することによって決定され、
当該連続する加速度の測定に基づき且つ選択されたテストの種類に応じて計算された数値データを表示する、操作から成る。

Description

本発明は、ミニテストに基づいて筋肉の生理学的パラメータを測定するために使用される加速度計に関する。

スポーツの成績を測定するための加速度計を記載している文献がある。従来の多くの加速度計は、より長い期間持続する運動に対して、例えばジョギング活動又は自転車旅行中の移動した距離又はカロリー消費の値を求めるために設計されている。例えばジャイロスコープに接続された別の加速度計は、例えばゴルフのスウィング又はテニスのバックハンドの練習に対して人が希望する軌跡を測定する装置にリンクされている。さらに、格闘技中の衝撃を測定するために使用される加速度計がある。高齢者が転倒すること、高齢者が座るのに費やす時間、立つこと、横になること等を検出するための極めて似ている装置がある。

これらの何れの装置も、筋群の強さ、速さ及び力のような筋肉の生理学的な基本パラメータの入手を可能にしない。

米国特許第５７８８６５５号明細書（オムロン）は、身体に固定するために設計され且つ加速度計及び液晶ディスプレイを備えた装置を記す。この装置は、着用者の動作を連続に測定して、ユーザの毎日のカロリー摂取量のような新陳代謝に応じてその着用者の身体活動のレベル及びその他の値を測定する。この種類の装置は、患者の非活動レベルをより客観的に測定するために有用である。しかしながら、当該装置は、筋力トレーニング及び短期間の活動の測定には適応されず、例えば運動選手の筋群の最大力の測定を可能にしない。

国際特許第２００５０７４７９５号明細書（ノキア）は、加速度計を備え且つ運動選手の身体に固定された測定端末機を記す。実施された活動の強さを示す値を提供するため、測定データが評価される。同様に、当該目的は、長期間、例えば一日又は一週間にわたる活動レベルを測定することである。

国際特許第０３／０３２８２６号明細書（フィリップス）は、患者の身体活動レベルを測定するための３軸加速度計を備えた類似のシステムを記す。提唱された装置が、一日の新陳代謝率、一日のエネルギー代謝量又は運動によって生じるエネルギー代謝量のような値を表示する。したがって、この装置は、数時間又は数日にわたる加速度を測定するために有用である。

米国特許第５４７４０８３号明細書は、患者が負荷を持ち上げる動作を監視するシステムを記す。このシステムは、負荷移動検出器と同様に動作中の患者の活動を測定するための電極を使用する。不適切な動作の場合に、警報が発せられる。このシステムは、正しくない負荷の持ち上げによって引き起こされる事故を防ぐため又は怪我をすることなしに人に負荷を持ち上げる練習をさせるために有用である。しかしながら、このシステムは、運動選手の筋肉動作を測定するためには適さない。さらに、電極の使用は、このシステムを使用することを不便にする。

米国特許第６１４８２８０号明細書（仮想化技術）は、運動選手の全身に設置された複数の加速度計及び複数のジャイロスコープを備えた装置を記す。幾つかのセンサによって提供されたデータが、ＰＣに送信される。このＰＣは、動作の軌跡及びその他の特徴の分析を可能にする。このシステムは、高価で且つ比較的壊れやすい幾何構造を含む幾つかのセンサを使用することになるので、このシステムは複雑である。当該センサを互いに接続し且つ外部コンピュータに接続することは、装置のコストを増大させ、装置を設定することを困難にする。この装置は、正確な動作、例えばゴルフのスウィングを訓練するために適合されているものの、当該動作中の運動選手によって生み出された筋力の直接の測定を可能にしない。

ドイツ連邦共和国特許第４４６３０２号明細書は、格闘技中に打撃面の加速度を測定するために使用される加速度計を記す。当該装置は、持ち運びできず且つボクシング、空手等のような格闘技に対してだけ適合する。外部コンピュータが、測定結果を評価し表示するために使用される必要がある。この装置は、プログラムで制御できず且つ一種類の運動に対してしか使用できない。

米国特許第２００６１９１３３５号明細書は、特に脚の筋力を測定するために意図された持ち運びのできる加速度計を記す。１つのボタンが、異なった３つのモードによる操作を装置に付与可能にする。持久力モードでは、装置が、断続的に一続きのビープ音を放つ；最速歩行速度に達するまで、被験者は、各ビープ音に対してより速く歩く必要がある。その結果、この装置は、テスト中に測定された加速度データに基づいてその他のパラメータと同様にその被験者の持久力を測定する。

トレーニングモードでは、米国特許第２００６１９１３３５号明細書の装置は、被験者を様々な速さで歩かせることによる筋肉トレーニングの訓練を提案する。このトレーニングモードでは、筋肉の生理学的数値データが測定されない。

最後の脚力モードでは、米国特許第２００６１９１３３５号明細書の装置は、被験者の歩行運動による脚力の算出を可能にする。ユーザは、この運動をＳＴＡＲＴ／ＳＴＯＰボタンを押すことによって開始し、この運動を同じボタンを押すことによって中断する。したがって、このテストの終了は、そのユーザによって決定され、当該装置によっては知らされない。

本出願人の欧州特許出願第１８３４５８３号明細書は、選択された種類のテストの実施を可能にする持ち運びできる加速度計を記す。較正フェーズが、垂直位置の較正を可能にした後に、音響ビープ音が放たれて、ユーザをテストの実施に誘導する。音響信号は、選択されたテストに依存し、さらにメッセージが、装置のディスプレイ上に表示される。次いで、加速度データの取得が、開始し、装置のメモリがいっぱいである時か又はユーザが装置のボタンを押した時に所定の期間後に終了する。例えば、運動選手がジャンプ後に再び地面に触れたことを、装置が測定した時に、測定データに応じてデータ取得を自動的に中断することも可能である。しかしながら、運動選手は、テストが終了したかどうか及び動作が停止したかどうかを知るために装置のスクリーンをチェックする必要がある。実施された当該テストに起因して、このような視覚検査は、不可能であり且ついずれにしても不便である。

国際特許第２００７０３６６１１号明細書は、負荷を持ち上げる時の筋力を測定する加速度計を備えたブレスレットを記す。この装置は、テスト中にユーザを助けるための任意の音響信号を放つことなしに実施されるべきシングルタイプのテストを可能にする。

筋肉パラメータを測定するために使用されるその他の加速度計は、英国特許第２４２２７９０号明細書及び国際特許第２０００５０５８１５号明細書に記載されている。

米国特許第５７８８６５５号明細書 国際特許第２００５０７４７９５号明細書 国際特許第０３／０３２８２６号明細書 米国特許第５４７４０８３号明細書 米国特許第６１４８２８０号明細書 ドイツ連邦共和国特許第４４６３０２号明細書 米国特許出願公開第２００６１９１３３５号明細書 欧州特許出願第１８３４５８３号明細書 国際特許第２００７０３６６１１号明細書 英国特許第２４２２７９０号明細書 国際特許第２０００５０５８１５号明細書

本発明の課題は、本発明の課題は、様々なテスト及び様々な数値データの計算に適する多目的に使用できる加速度計及びこの加速度計に適合された制御方法を提供することにある。

また、本発明の課題は、簡単で短いテストで非常に容易に測定される強さ、力、速さ等のような筋肉の生理学的数値データを入手可能にする改良した加速度計を提供することにある。

本明細書では、ミニテストは、一般に数分続くテスト、例えば１回又は数回のジャンプ又は負荷の持ち上げを含むテストを意味する。このテストの全体の期間は、好ましくは長くて数分続く。本発明の加速度計は、装置によって決定され且つテストの種類によるテストプログラムに応じて、例えば一連のジャンプ、持ち上げ等の幾つかの運動を含むテストからの特に筋肉の生理学的パラメータを測定するために適する必要がある。

特に本発明は、何の手続きが様々に選択可能なテストに対して実施されるのかほとんどのユーザが正確に知らないこと、どの時点でそれらのユーザが新しい運動（例えば、跳躍）を実施する必要があるがあるか若しくは実施できるか又は何時運動が終了するかをそれらのユーザが例えば気づかないことの観察に基づく。したがって、テストが正確に実施されること及び無駄な追加の運動が回避されることを保証するため、運動中及び運動の終了時にユーザを補助することが必要である。

本発明によれば、これらの課題は、特に加速度計を用いてユーザの筋肉の生理学的数値データを得る方法によって解決される。この場合、この方法は、以下の操作から成る：
−実施されるべきテストの種類のユーザによる選択；
−このテスト中の一連の加速度データの測定；
−このテストの終了時の音響信号の放出、このテストの終了は、選択されたテストの種類に応じて条件を変更することによって決定される；
−当該連続する加速度の測定に基づき且つ選択されたテストの種類に応じて計算された数値データの表示。

この方法は、特に多様性に富むテストによって幾つかの数値データを決定するためにプログラムで制御できる単一の加速度計を使用することの利点を有する。さらに、テストの終了が、選択されたテストに依存する基準を使用して自動的に決定される。したがって、 データの取得が中断される必要があること及び測定又は計算された値が表示されなければならないことを、加速度計に信号で伝えるための操作を実施することをユーザに強制するという装置の制約を回避することが可能である。テストの終了は、例えばテストの種類に応じて要求される生理学的数値データを計算して表示するために、加速度計が選択されたテストの種類に応じた十分な加速度データを入手した時に対応する。

当該装置は、好ましくは少なくとも２種類の異なったテストを実行可能にする。各種のテストの終了が、音響信号によって合図され、テストの種類に応じて条件を変更することによって確定される。

ミニテストによって筋力の値を求める加速度計を示す。 図１の加速度計の主電子部品のブロック図である。 運動選手が動かした負荷に応じて発生させた強さ、速さ及び力を示す。 本発明の加速度計によって実行されたプログラムの初期ステップのフローチャートである。 選択されたテストに応じて本発明の加速度計によって実行されたプログラムのフローチャートである。

本発明の加速度計１の例が、図１中に示されている。装置１は、ケース１０、例えば（中身を含めて）１００グラム未満の重さのプラスチック又は酸化アルミニウムのケースから構成される。運動選手が、実施されるテストに応じてこのケース１０を固定手段、例えばフック、ループテープ、ストラップ等によって又はこのケース１０をポケット若しくはポーチ内に滑り落とすことによってその運動選手の身体又は持ち上げる負荷に固定できる。このケースは、好ましくは防水性であって戸外の使用及び運動選手の汗に耐える。フレキシブルな保護部１０Ａが、このケースの全周囲を耐衝撃性にする。

この装置は、ディスプレイ１１、例えばマトリックスＬＣＤをさらに有する。このディスプレイ１１は、テストの前、テスト中又はテスト後に英数字のようなメニュー位置５１〜５４、メモリ状態５５及びバッテリ状態５６の表示を可能にする。制御要素１３は、表示されたメニューへナビゲートすること、オプションを選択すること、データを入力すること及び表示された結果を選択することを可能にする。図示された好適な実施の形態では、制御要素は、４つのナビゲーション・ボタン１３Ａ（上−下−左−右）及び実施された選択を承認するためのボタン１３を有する。

図２は、装置１の主な電子構成要素を示すブロック図である。図１に関連して既に示された外部の構成要素に加えて、このブロック図は、加速度センサ、好ましくは３軸センサ１４を有する。３つの軸に沿った一連の加速度測定値を提供するため、このセンサは、ＭＥＭＳ構成要素として構成され、アナログ・デジタル変換器２１に接続されるか又はこのような変換器に直接組み込まれる。センサ１４は、その他の軸よりも良い測定精度又は分解能を提供する１つ又は幾つかの優先された軸を有する。当該装置が、その正常な使用位置にある時は、この優先された軸は、垂直方向に沿った測定精度を上げるため、例えばほぼ垂直に整列される。しかしながら、３軸加速度計を使用すると、測定軸を優先された加速度方向に正確に合わせる必要をなくすことを可能にする。

各軸に沿ったオフセット及びその他のシステムエラーをチェックし、対応する補正係数を加速度計に及び／又は加速度計のデータを処理するソフトウェアに入力するため、この加速度計は、好ましくはその生産中にも較正される。

ジャイロスコープのコスト、ジャイロスコープのエネルギー消費及び生成されたデータを低減するため、当該装置には、好ましくはジャイロスコープがない；しかしながら、例えば回転を含む３次元空間内の運動に起因して、１軸ジャイロスコープ又は３軸ジャイロスコープは、特定の種類の筋力テストに対して使用され得る。

例えばＵＳＢポート１９を通じて又は再充電可能なバッテリをそのケースから取り外すことによって、装置１は、例えば好ましくは当該再充電可能なバッテリ１５によって電気的に独立して給電される。バッテリ１５は、特にＲＡＭ及び／又はＥＥＰＲＯＭメモリ２３を備えたマイクロプロセッサ１６又はマイクロコントローラに給電する。当該マイクロプロセッサは、好ましくはＥＥＰＲＯＭ内に転送されたプログラム（ファームウェア）を実行する。このプログラムは、加速度計１４によって供給された測定データを分析するためにインターフェース１９を通じて又は記憶媒体のリーダを通じて交換され得る。そしてこのプログラムは、ディスプレイ１１を制御して、希望した数値データを表示する。したがって、当該加速度計は、マイクロプロセッサ１６によって実行されるプログラムを用いてプログラム制御できる。

さらに装置１は、リアルタイムクロック（ＲＴＣ）２０を構成する。このリアルタイムクロック２０は、特に時間間隔Δｔを測定可能にする。ジャンプを動的な方法でジャンプするため、サンプリング周期及びこの時間間隔は、十分短い必要がある。一般に、５ミリ秒の間隔が、比較的遅い負荷テストに対しては十分である一方で、最大で１〜２ミリ秒の間隔は、好ましくは非常に大きい活動力を呈するジャンプのテストに対して好ましい。

装置１は、制御信号、エラー信号又はその他の音を生成する音響変換器１７（ブザー１７又は拡声器）も有する。画面を見ない時でも、音響変換器１７は、運動選手に通信されるべき指令を可能にする；放たれた信号は、短い信号（ビー、ビー・ビー、ビーー等）、多声の信号又は音声シンセサイザーによって予め記録された若しくは生成された音声信号でもよい。当該音響信号は、無線インターフェースによってヘッドフォン又はミュージックプレーヤーに対して送信され得る。

例えば、ファームウェアを再プログラミングするか又は測定結果若しくはユーザ・パラメータをＰＣ、携帯電話又はその他の外部データ処理装置に送信するため、入出力モジュール（ＵＡＲＴ、汎用非同期受信機／送信機）２２は、マイクロプロセッサ１６が外部装置のデータと交換することを可能にする。当該モジュール２２は、新しい種類のパラメータをいつでも入力すること又は存在するテストを再プログラムすることを可能にする。

モジュール２２は、インターフェース１９、例えばＵＳＢポート、ブルートゥース又はその他の種類の無線インターフェース等に接続されている。

加速度計１は、３軸に沿った加速度、特に負荷の変位の所定の方向の加速度の数値データを測定することを可能にする。

テスト中に得られた一連の加速度データが、その他の数値データを容易に算定することを可能にする。特に：
●力Ｆ＝ｍ・（ｇ＋ａ）、ｇは、重力に起因した加速度であり、ａは、運動選手によって加えられた加速度である。
●速度ｖ＝∫ａ・ｄｔ。
●力Ｐ＝ｄＥ／ｄｔ＝Ｆ・ｖ＝ｍ・ａ・ｖ、例えば脈動力、推進力／跳躍力、制動力等。
●距離、例えば速度を積分することによるジャンプの高さ。
●テストの特定の段階の期間、例えば接触時間、飛行時間等。
●反応性の指数。
●剛性の指数。
●その他の例は、明細書のその他の部分に記載されているか又は当業者によって想定され得る。

上述した式は、例えば完全に垂直な変位中の加速度及び速度が平行である場合に有効である。非平行なベクトルの場合、当該計算は、ベクトル式に又は好ましくは変位軸に沿った、例えば垂直軸に沿った加速度の投影だけを考慮したスカラ積を実施することによって実施される必要がある。

さらに、テスト中、運動中又は各運動の段階中の最大又は平均の強さ、速さ及び力を計算することも可能である。したがって、加速度測定の簡単なシーケンスから、連続する生理学的パラメータの全体を推測すること、これらの生理学的パラメータを適切な時間内に比較すること、及びこれらの生理学的パラメータを異なる運動選手間で比較することが可能である。

当該計算は、好ましくはテスト中の加速度データ取得段階の直後に実施される。１つの実施の形態では、当該計算のうちの少なくとも幾つかの計算が、テスト中及び／又は２つの運動の間の休止中に、例えば計算時間を低減するためにテストの終了時に実施される。好適な実施の形態では、エラー条件又はテスト中に放たれた音響信号若しくは視覚信号を決定するために必要な計算が、当該テストの終了を待つことなしに実施される一方で、筋肉のその他の生理学的な数値データの計算は、各テストの終了後に又は幾つかの運動を構成する１つのテスト中の各運動の終了後に実施される。

１つの実施の形態では、ユーザが、負荷を間違った方向に移動させるか又は期待される運動を実施しない時に、エラー信号に応答するため、瞬間の速度が、例えばテストにわたって計算される。テスト中の計算も、１つのテストの異なる運動及び／又は１つの運動の異なる段階を識別することを可能にする。一般に、得られた数値データが、テストに応じたパターンに一致しない場合（例えば、速度が、負の代わりに正である場合、加速度計が作動しない場合等）に、加速度計は、ユーザを助けるため及び／又はエラー信号を生成するためテストにしたがって測定された又は計算された数値データの以前の知識を使用できる。

テスト中に速度又はその他の数値データを概算し、このテストの終了時又は２つの運動の間にこれらの数値データをさらに正確に再計算することも可能である。

図３は、異なる質量ｍの様々な負荷を持ち上げる運動選手によって消費される強さＦ、速度Ｖ及び力Ｐの起こりうる変化を図式で示す。使用される負荷にかかる重力（ｍ×ｇ）は、その負荷の質量と共に線形に増加する。その一方で、持ち上げ速度Ｖは、持ち上げられる質量が増加するときに減少する；運動選手は、軽い質量をより速く持ち上げる。

したがって、当該労力中の力Ｐが、持ち上げられた質量ｍの与えられた数値データに対して１つの最適条件を通過する。関係Ｐ＝ｆ（ｍ）は、例えば図示された測定結果６０から得られた曲線Ｐを与える可変な負荷で実施された連続するテスト（プロット）からの補間計算又は補外計算によって得られる。

加速度計によって計算され得る又は考慮され得るこの力曲線は、特に運動選手が異なる種類の結果を負荷によって得るために訓練する必要がある当該負荷を決定するために有益である。最大の力が、Ｐｍａｘに対応する質量の数値で訓練することによって取得され得る。速さを向上させることを望む運動選手は、特に訓練区域Ｖ内で、つまり最大力の１０％未満で持ち上げられる軽い質量で訓練する。区域ＰＶ（力及び速さ）は、最適質量より軽い質量に対応し、最大力の少なくとも９０％を必要とする。また、ＰＦ（力 強さ）は、最大力の９０と１００％との間を必要とするものの、より重い質量で訓練される。ボディービルの愛好家に対する筋肉の肥大は、重い負荷をゆっくり持ち上げることによって達成される。発達した力は、最大力の９０％（数値データ区域Ｈｙｐ）である。

したがって、異なる質量を持ち上げるために発達した力を測定することは、運動選手に最適な訓練条件を決定することを可能にすることが分かる。

したがって、当該ソフトウェアのアーキテクチャは、ユーザがすぐに実施し且つ運動選手又はコーチに訓練方法を向上させることを可能にする生理学的な情報を提供する幾つかの簡単なテスト間で選択することを可能にする。このソフトウェアは、運動選手が訓練するスポーツの種類にかかわらず簡単なテストから得られた数値データを計算して表示することを可能にする。

図４は、加速度計が起動された後のプログラムされた装置１６によって実行された初期ステップを示すフローチャートである。この装置１６は、スタートアップルーチンを実行する。このスタートアップルーチンは、図１中に示されたメニューを表示させる。行動を起こすため、ユーザは、後続するステップ１０２〜１０８間でメニュー位置５１〜５４のうちの１つを選択できる。図中に示されたメニュー位置は、対応するアイコンに取り替えられ得る。

ユーザは、ステップ１０２中にメニュー位置５１を選択することによってテストを選択し、次いでこのテストを実施することに誘導される。対応するルーチン１１０を図５に関連してより詳しく説明する。

メニュー位置５２（ステップ１０４）の選択は、以前に蓄積された測定結果を詳しく調べることを可能にする。したがって、ユーザは、当該システム内に記録されたそのユーザの以前の成績又はその他のユーザの成績を照合できる。

（ステップ１０６中に選択された）メニュー位置５３は、加速度計の一般パラメータ、例えばメニューの言語、日付、時間、単位（メートル又はオンス／ポンド）の選択等を入力又は変更することを可能にする。当該変更は、好ましくは構成要素１３Ａ，１３Ｂを用いてリストから１つの選択を入力することによって実施される。

メニュー位置５４（ステップ１０８）は、ユーザに固有のパラメータを入力し変更することを可能にする。

当該システムは、好ましくは個々のユーザを関連したパラメータと共に記録することを可能にする；これらのユーザは、各使用の前に身元確認され、それらの測定結果が、関係付けられ、各ユーザに関連させて蓄積される。ユーザは、ステップ１０８中に：
●ユーザの名前、筆名又は番号
●性別
●体重
●身長
●区分（アマチュア、初心者、職業選手等）
●可能なその他の選択（バーベルの重さ等）
のような、各ユーザに固有のパラメータを入力できる。

これらのパラメータは、好ましくはテストに依存せず、メモリ位置、例えばフラッシュメモリ内に記憶され、次いで異なる種類のテストに関する計算に対して使用され得る。

ユーザが、テストを実施するためにメニュー位置５１を選択すると、そのユーザは、ステップ１１０中に、リストから且つ構成要素１３Ａ，１３Ｂを用いて、そのユーザが実施することを希望するテストの種類を選択することに誘導される。図５は、メニュー位置５１を選択した後にユーザが実施することを誘導されるテストに対する手続きをより詳しく示す。

ユーザが、一般訓練テストを選択した時に、ステップ１２０が開始される。センサが、実際に実施されるテストに応じて運動選手又は移動する負荷に接続される。このメニュー位置は、テストからの決して特殊でない個々の生理学的パラメータを特に測定しようとするものであり、特殊なメニューを対象としない。

重力によって与えられる垂直軸に対する表示が正確になされるまで、ディスプレイ１１上のメッセージが、ステップ１２１中にユーザを待機させる。次いで、テストが、ボタン１３Ｂを押すことによって開始する（ステップ１２３）。加速度計が、少なくとも３秒間垂直位置方向に静止して保持される時だけ、このテストは、このボタンを押した後に開始する。垂直方向を決定するため、この垂直位置は、当該加速度計を空間内に正確に指向させるために使用される。反対の場合では、運動選手が、少なくとも３秒間じっとしていない時に、エラー信号が発せられる。

測定の開始が、音響信号、例えば長いビープ音によってユーザに合図される。この音響信号は、そのユーザに適切なテストを開始させる。音響信号を使用することは、運動中に画面を見ることを不要にすることを可能にする。

このテストでは、垂直方向に沿った加速度データが、２００又は５００ヘルツの速度で得られる（ステップ１２５）。この速度は、一般パラメータでは場合によっては変更可能であるか又は入手可能なメモリに適合される。測定の終了が、音響信号、例えば繰り返されるビープ音によって合図される。このテストでは、ユーザが、ボタン１３Ｂを再び押した時に、又は、遅くとも決定された期間後に、例えば（そのユーザによって選択されたパラメータにしたがって）５００ヘルツのサンプリング期間中の３０秒後若しくは２００ヘルツのサンプリング期間中の６０秒後に、加速度計は、テストが終了したことを確定する。加速度計が、起こりそうもない加速度を検出した場合も、このテストは、エラー信号によって中断される。

測定中及び／又は測定の終了時に計算された数値データが、当該測定の終了時（ステップ１２６）にディスプレイ１１上に表示される。コンセントリック力、運度運の速さ及びテスト中にユーザによって消費された力を計算し、これらの３つの数値データの最大値を表示するため、このテストは、身元確認されたユーザの体重又は持ち上げられた質量を使用できる。最後に蓄積されたテスト以降の最大限に達成された進歩に関する目安が、運動選手の成績に関する評点又は評価（良いレベル、ベテラン等）に加えて表示され得る。

その他のテストに関して、次いで当該プログラムは、ユーザが測定結果をセーブすること（ステップ２２１）を希望するかどうかをステップ２２０中に質問する。好適な実施の形態では、記憶空間を節約するため、計算結果だけがセーブされる。しかしながら、テスト中に得られた一連の加速度データの全体及び／又は中間の計算結果をセーブすることも可能である。全ての加速度値を記憶することは、例えば当該データを外部コンピュータに対して転送し、新しい計算若しくはより複雑な処理を実行し又は一連の加速度データ若しくは得られたその他の数値データをグラフで表示することを可能にする。

ステップ１３０〜１３６は、ベンチプレステストの選択に相当する。このテストでは、ユーザが背中をつけて寝て、おもりを１回又は数回持ち上げる。加速度計は、好ましくはバーベルのバーに固定される。

テスト１３０の選択後に、加速度計を正確に位置決めし、持ち上げられるおもりの質量を入力することにユーザを誘導するため（ステップ１３２）、指示が、ステップ１３１中に表示される。当該質量は、好ましくはボタン１３Ａ，１３Ｂによって予め設定されたマルチプルチョイスリストから選択される。別の実施の形態では、ユーザが、提案した質量の値をボタン１３Ａで増大又は減少でき、次いでボタン１３Ｂによって選択された値を確認できる。

次いで、ユーザが、ボタン１３Ｂを押すと、このテストが、ステップ１３３中に開始する。次いで、３秒の持続する静止後に、（そのユーザが、バーベルを掴むと、）加速度計が、運動を検出する。

データ取得の開始が、バーを掴み、次いで静止を維持することをユーザに求める指示のメッセージを表示することによってユーザに表示される。加速度計が、連続して少なくとも３秒間静止を維持しなかった時に、エラーメッセージが、５秒後に発せられる。これと反対の場合では、音響信号、例えば長いビープ音が、発せられて、提案されたテストを開始し、連続して５回おもりを持ち上げて次いで降ろすことを運動選手に求める。適切な指示が示される。

垂直に対する加速度計の方位が、３秒の静止中に決定される。

ユーザが、バーを１秒間降ろすと同時に、次の運動を実施するための招待として、音響信号が、好ましくは各運動の間に発せられる。

このテストでは、垂直方向に沿った加速度データが、好ましくは２００ヘルツの速度で得られる。最後の運動が、音響信号、例えば繰り返されるビープ音によって完了した後に、測定の終了が示される。ユーザが、２つの運動の間の５秒間より長く静止しておもりから離れる時に、又は、（例えば、テストが、低い位置から開始しなかったことに起因して）変位が、期待された方向に向いていない時に、又は、サイクル数が、５回未満である時に、又は、変位が、５秒より長く起こる時にも、テストが、このテストの終了の前にエラー信号によって中断される。

当該測定が完了すると（ステップ１３６）、測定中及び／又は測定後に計算された値が、ディスプレイ１１上に表示される。このテストは、このテスト中に運動選手によって消費された脈動力、運動の平均速さ及び平均集中力を計算して表示するために、バーベルのおもりを利用する。好適な実施の形態では、これらの平均は、一連の５つの運動のうちの３つの最良の運動、つまり最大の脈動力が消費された３つの運動にわたって計算される。以前のテストの記録結果と比較したときの進歩を示すため、傾向が、例えば矢印によって表示され得る。ユーザは、これらの結果を記憶できる。

ステップ１４０〜１４６は、ハーフスクワットの選択に相当する。これらのステップは、脚及び骨盤の筋群をテストすることを可能にする。運動選手は、直立して５回その運動選手の膝を曲げ再び上げる必要がある；加速度計は、胴又は運動選手によって持ち上げられるバーベルに対して固定される。このテストは、図５の要素１３０〜１３６に関連して示されたベンチプレスのテストに似た方法で実施される。同様の結果が、運動選手の体重及びその運動選手によって持ち上げられた任意の追加のおもりを考慮してステップ１４６中に計算され、次いで表示される。

ステップ１５０〜１５６、１６０〜１６６及び１６０′〜１６６′は、３つのジャンプテストを示す。ステップ１５０〜１５６は、運動選手の瞬発力及び弾性力の能力を測定するためのプライオメトリック（反応性）テストの選択に相当する。ユーザは、例えば膝を曲げることなしに直立している位置から垂直跳を実施する必要がある。

他方で、ステップ１６０〜１６６は、垂直跳の選択に相当する：ユーザは、そのユーザを垂直に推進させる伸張前に膝を曲げることを許される。

これに対して、ステップ１６０′〜１６６′は、ユーザのプライオメトリックでない垂直跳を測定するために使用される。このテストを開始するユーザは、膝を９０°曲げ、次いで最大の推進で上へ向かう。腕を使用することを阻止するため、両手が、腰に置かれる。このテストは、「スクワットジャンプ」と呼ばれる。

その他の種類の跳躍が提供され得る。

全ての跳躍テストでは、取得の周波数が、好ましくは高く、例えば５００ヘルツである。選択された跳躍の種類が、ステップ１５１、１６１又は１６１′中に表示される。ユーザの以前に記録されたおもりが、ステップ１５２（又は１６２；１６２′）中に表示される；そのユーザは、ボタン１３Ａ、１３Ｂで当該おもりを増大又は低減する可能性を与えられる。次いで、ユーザは、テストを開始するためボタンを押すことを求められる（ステップ１５３／１６３／１６３′）。次いで、このテストは、３秒の静止期間が検出された直後に音響信号と共に開始する。

次いで、ユーザは、各テスト（１５５／１６５／１６５′）に対応する条件で垂直跳を５回することを求められる。跳躍の回数が、５回未満である時に、又は、加速度計が、２回の跳躍の間に数秒間静止したままである時に、又は、跳躍と跳躍との期間が長すぎる時に、テストは、エラーメッセージと共に中断される。さらに、垂直跳テストでは、ユーザが、各運動の開始時に推進力を得ようとする時に、下へ向かう垂直でない移動が検出された場合にも、エラーメッセージが発せられる。これに対して、スクワットジャンプでは、垂直に下へ向かう移動が跳躍前に検出された時に、エラーメッセージが発せられる。プライオメトリックテストでは、接地時間が、０．２５秒より長い時に、別のエラーメッセージが生成される。さらに、音響信号が、各移動の間に発せられ得る。

テストの結果が、ステップ１５６、１６６又は１６６′中に計算されて表示される。加速度計が、計算し、場合によっては以下のパラメータを表示する：
●実施された運動（跳躍）の回数；説明したように、運動選手が、与えられた予め設定された期間に要求された回数の跳躍を実施しなかった時に、エラー信号が発せられる。

加速度計は、プライオメトリックテストに対しては以下の数値データを計算し、好ましくは表示もする：
●各跳躍間の跳び時間／平均跳び時間／最大跳び時間。
●各跳躍間の接地期間。
●５回の跳躍にわたる高さを平均している達成された高さ。
●以下で定義される筋スティフネスＳの３回から５回の運動にわたる平均値：
Ｓ＝下へ向かう運動の距離によって除算された（速度零時の力）。
●Ｒ＝（跳び時間）^２／接地期間として定義された反応性の指数Ｒの３回から５回の運動にわたる平均値。

推進力による垂直の跳躍の場合では、以下の数値データが、計算され、好ましくは表示される。
●最大の速さ及び跳躍の高さ並びに全ての跳躍又は３つだけの最高の跳躍にわたるこれらの数値データの平均値。
●各跳躍に対するブレーキング力ＢＰ及び全ての跳躍又は３回だけの最高の跳躍にわたるブレーキング力の平均値。
●各跳躍に対する上へ向かうポンピング力ＰＰ及び全ての跳躍又は３回だけの最高の跳躍にわたるポンピング力の平均値。
●出力比ＰＲ＝ＰＰ／ＢＰ。

平均値又は最大の速さ、傾向等を含むその他の数値データが、各種類の跳躍に対して表示され得る。平均値及び最大値が、より良好な跳躍、全ての跳躍又は最初及び／若しくは最後の跳躍以外の全ての跳躍に基づいて計算され得る。

垂直スクワットジャンプの場合では、以下の数値データが、なるべく計算される：
●最大の速さ及び跳躍の高さ並びに全ての跳躍又は３つだけの最高の跳躍にわたるこれらの数値データの平均値。
●各跳躍に対する脈動力ＩＰ及び全ての跳躍又は３回だけの最高の跳躍にわたる脈動力の平均値。
●各跳躍に対する上へ向かうポンピング力ＰＰ及び全ての跳躍又は３回だけの最高の跳躍にわたるポンピング力の平均値。
●出力比ＰＲ＝ＰＰ／ＢＰ。

平均値又は最大の速さ、傾向等を含むその他の数値データが、各種類の跳躍に対して表示され得る。平均値及び最大値が、より良好な跳躍、全ての跳躍又は最初及び／若しくは最後の跳躍以外の全ての跳躍に基づいて計算され得る。

腕につなげられた筋群に関する生理学的数値データを測定するため、ステップ１７０〜１７６は、ベンチプレス・プロファイルを得るために実施されるより複雑なテストを示す。このテストでは、ユーザは、テスト１３０〜１３６のように若干（例えば、８回）のウェイトトレーニング運動を実施するものの、可変なおもりを各運動間で使用する。最初のおもり及び各運動間のおもりの変更は、（例えば先のテストによって決定された）ユーザのレベル、性別及び場合によってはそのユーザの体重又はその他のパラメータに依存する。

ステップ１７０〜１７４はそれぞれ、普通のベンチプレステストのステップ１２０〜１２４に相当する。ステップ１７１中に表示される指示だけが異なる。ユーザは、ステップ１７５中にテスト１２５で要求される５回の代わりに１回だけおもりを持ち上げる必要がある。ステップ１７５でおもりを数回持ち上げることも可能である。

運動１７５の終了時に、結果を即座に表示する代わりに、ユーザは、おもりを変更し（１７２′）、入れ替え値をボタン１３Ｂで確認し（１７３′）、音響信号１７４′後に運動を再び実施することを要求される。完全なプロセスが、各回で異なるおもりで数回、例えば８回繰り返される。次いで、完結したテストの結果が、ステップ１７６中に計算されて表示される。

当該計算され及び／又は表示される結果は、例えば：
●実施される運動の回数。
●例えば各運動の平均値又は最大出力値を補間することによって得られる最大出力ＰＭａｘ。
●図３中に示された曲線にしたがって出力ＰＭａｘを向上させるため、運動選手がトレーニングすべき最適なおもり。
●運動選手が与えられた最小の速さ、例えば１０ｃｍ／ｓで持ち上げることができる最大のおもり。
●最大抵抗。
●図３中の範囲Ｖ，ＰＶ，ＰＦ，Ｈｙｐの境界線。
●等。

ステップ１８０〜１８６は、脚につなげられた筋群に関する生理学的数値データを測定するための「ハーフスクワット・プロフィール」の選択に相当する。このテストは、ステップ１７０〜１７６に関連して記されたテストに似た方法で実施されるものの、ユーザは、一連のベンチプレスの代わりに、可変なおもりを持ち上げることによって数回のハーフスクワット運動を実施することを要求される。計算され、次いで表示された結果は、例えばベンチプレス・プロファイルに対する結果と同じである。

ステップ２００〜２１６は、ユーザによって決定され且つ例えばインターフェースを通じて外部コンピュータからロードされたテストの実施に相当する。新しいテストが、ＰＣ上の適切なプログラム及び／又はインターネットからダウンロードされた適切なプログラムを用いてユーザによってプログラミングされ得る。テストの定義は、発せられた視覚メッセージ、音響メッセージ、計算されて表示された数値データ等を示すために適した、例えばＸＭＬファイル又は別のデータ構造によって決定される。１つの実施の形態では、複数のテストが、加速度計１から創作及び変更もされ得る。

選択２００を実施した後に、ユーザは、先にインストールされた複数のテストからどのプログラムされたテストを実施するために選択するかを求められる。この例では、当該選択は、ステップ２０２及び２１２で開始する２つの追加のテスト間で実施される。後続するステップは、プログラミングに依存するものの、通常はステップ２０６又は２１６中に表示される結果と共に終了する。同時に、計算されて表示される数値データも、外部コンピュータからダウンロードされたファイルによって決定される。

上記の例では、テストの終了及び結果の計算と表示との切り替えが、そのテストに応じた多数の運動（例えば、ウェイトリフト又は跳躍）の実施後に自動的に決定される。１つの運動の完結した実施が、加速度計によって得られたデータから（例えば、加速度計が不動であることを検出することによって）又はそのテストにも依存し得る所定の経時後に確定され得る。所定の期間のテスト、例えば与えられた期間内に最大数の跳躍、リフト又はコア筋肉を強くする運度を実施することから成るテストを提供することが可能である。

ここで上述した例によって記された多くのテストは、先行し且つ間隔によって分離された幾つかの運動から構成される。加速度計は、これらの間隔中は不動である。加速度計が不動でない時に、エラー信号が発せられ得る。加速度及びその他の数値データを完全に垂直方向に又はおもりの変位方向に計算するため、加速度計の垂直位置を補正するためにこれらの段階を使用することも可能である。好適な実施の形態では、積分に起因したエラーの蓄積を阻止するため、これらの不活動の段階は、加速度計の速さ及び／又は位置を再初期化するためにも使用される。

ユーザが実施することを希望するテストの種類の最初の選択は、例えば以下のパラメータを決定する：
●加速度データ及び使用されるビット数の取得レート。
●テストの開始時及び／又はテスト中及び／又は異なる運動間にユーザに表示される最初の指示。
●ユーザによって入力され及び／又はメモリ領域から読み取られる必要のあるパラメータ。
●テストの開始時及び／又はテスト中及び／又は異なる運動間に再生される音響信号。
●取得を開始するための条件。
●テスト中にエラーを生成し及び／又は中断する条件。
●１つのテストの終了及び／又は幾つかの運動から成るテストの１つの運動の終了を決定する条件。
●テスト中に測定又は計算された値のプロファイル。このプロファイルは、例えば取得したデータが期待に沿わない場合にエラーを生成するために使用できる。
●テスト中及び／又は１つのテストの２つの運動間及び／又は１つのテストの終了時に計算された値。
●テスト中及び／又はテストの終了時に表示される値。
●メモリ内に記憶された値。
●等。

これらのパラメータのうちのどれもが必要不可欠でない。したがって、任意の種類のパラメータのサブコンビネーションが選択されたテストに依存する手続きを実行することが可能である。

１ 加速度計
１０ ケース
１１ ディスプレイ
１３Ａ 制御要素：ナビゲーション・ボタン
１３Ｂ 制御要素：対話ボタン
１４ 加速度センサ、加速度計
１５ バッテリ又は蓄電池
１６ プログラム装置、例えばマイクロプロセッサ
１７ 音響変換器、ブザー、拡声器
１９ ＵＳＢポート、インターフェース
２０ クロック（ＲＴＣ）
２１ アナログ・デジタル変換器
２２ 入出力モジュール
２３ メモリ
５１ テスト・オプション選択用のメニュー位置
５２ 結果視覚化用のメニュー位置
５３ 一般パラメータ選択用のメニュー位置
５４ ユーザ・パラメータ選択用のメニュー位置
５５ バッテリ状態ディスプレイ
５６ メモリ状態ディスプレイ
６０ プロフィール・テストの測定結果

Claims (18)

1. 加速度計を用いてユーザの筋肉の生理学的数値データを得る方法であって、この方法は、以下の：
   実施されるべきテストの種類をユーザによって選択（１１０）し、
   このテスト（１２５，１３５，１４５，１５５，１６５，１７５，１８５，…）中に一連の加速度データを測定し、
   このテストの終了時に音響信号を発し、このテストの終了は、選択されたテストの種類に応じて条件を変更することによって決定され、
   当該連続する加速度の測定に基づき且つ選択されたテストの種類に応じて計算された数値データを表示（１２６，１３６，１４６，１５６，１６６，１７６，１８６）する、操作から成る方法。
2. 前記加速度計は、プログラムで制御できる請求項１に記載の方法。
3. テストの終了は、特定のテストに対しては決定された期間の経時に依存し、
   その他のテストに対する終了は、決定された回数の運動の実施に依存し、
   さらにその他のテストに対する終了は、可変なロードによって決定された回数の運動の実施に依存する請求項１又は２に記載の方法。
4. 少なくとも特定のテストに対するそのテストの終了は、選択されたテストに依存する期間の経時に依存する請求項１又は２に記載の方法。
5. 少なくとも特定のテストに対するそのテストの終了は、実施された運動の回数に依存し、各運動を実施することをユーザに求めるため、信号が、各運動間に発せられる請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
6. 加速度の取得の周波数は、選択されたテストの種類に依存する請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
7. 測定された一連の加速度値から得られた値が、次に選択された種類に依存するパターンに一致しない時に、エラー信号が発せられる請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
8. 選択されたテストの種類に依存する計算が、前記加速度データから実施され、
   選択されたテストの種類に依存する値が、テスト中又はテストの終了時に表示される請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
9. 当該方法は、１つのステップを有し、このステップ中に、選択されたテストの種類に依存した少なくとも１つのパラメータが、ユーザから要求されるか又は１つのメモリ位置から読み取られる請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
10. 一連の速さデータが、テスト中に前記一連の加速度データを積分することによって算定され、
    速さが零であることを前記加速度計が確定した時に、当該速さが、このテスト中に少なくとも１回再初期化される請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法。
11. 前記テストは、停止の段階によって分離された幾つかの運動を有し、前記速さが、前記少なくとも１回の停止段階中に再初期化される請求項１０に記載の方法。
12. 当該方法は、ユーザが入力した質量パラメータによって乗算された前記加速度データから最大強さ又は平均強さを算定するステップを有する請求項１〜１１のいずれか１項に記載の方法。
13. 当該方法は、強さ及び速さから最大力又は平均力を算定するステップを有する請求項１２に記載の方法。
14. 当該方法は、前記一連の加速度データから跳躍の高さ及び／又は跳躍期間を算定するステップを有する請求項１〜１３のいずれか１項に記載の方法。
15. 当該方法は、前記一連の加速度データから筋肉の瞬発力を算定するステップを有する請求項１〜１４のいずれか１項に記載の方法。
16. 生理学的３軸数値データを測定する持ち運びのできる加速度計であって、この加速度計は：
    加速度センサ（１４）；
    ディスプレイ（１１）；
    電池（１５）；
    パラメータ及び／又は命令を手動で入力することを可能にする要素（１３，１３Ａ，１３Ｂ）；
    予め決定されたテストの中から１つのテストの種類を前記要素を用いて選択することをユーザに求め、選択されたテストの種類にしたがって決定されたテストの終了時に信号を発し、そのテスト中に得られた一連の加速度データから計算を実施するプログラム装置（１６）を有する加速度計。
17. 前記加速度計が、前記計算に対して使用されるために不動にある時に、前記加速度センサ（１４）は、幾つかの軸線の中で決定された１つの優先した方向に沿った加速度を測定可能にする請求項１６に記載の加速度計。
18. 新しいテストをロードするため、当該加速度計は、インターフェース（１９，２２）を外部コンピュータに接続するためのこのインターフェース（１９，２２）を有する請求項１６又は１７に記載の加速度計。

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