JP2017538462A - 軟部組織を管理する方法およびシステム - Google Patents

Abstract

筋活動および軟部組織の負荷を監視および管理するための方法を提供する。当該方法は、筋活動および軟部組織の負荷レベルを計測するための複数のセンサを被験者に提供するステップと、上記被験者に運動プログラムに着手するよう指示するステップと、運動プログラム中の筋活動および軟部組織の負荷を計測するステップと、計測された筋活動および軟部組織の負荷レベルを被験者向けに較正された筋活動および軟部組織の負荷レベルと比較するステップと、計測した筋活動および軟部組織の負荷レベルを較正された筋活動および軟部組織の負荷レベルと比較した結果において、筋活動および軟部組織の負荷の少なくともいずれかが所望のレベルを超過していたことを示したとき、被験者に警告するステップと、を含んでいる。

Description

発明の詳細な説明

〔技術分野〕
本発明は、筋活動および軟部組織の負荷を監視および管理するための方法およびシステムに関する。より具体的には、本発明は、損傷のリスクを低減するために運動中の筋活動および軟部組織の負荷を監視するための方法およびシステムに関する。
〔背景技術〕
筋肉および靭帯に対する軟部組織の損傷は、スポーツにおける損傷の中でももっとも一般的なものである。一般に、そのような損傷は、足首の捻挫または十字靭帯の断裂のような瞬間的に起こる急性の損傷に対して、慢性的な酷使と呼ばれる、長距離のジョギングのような繰り返される活動から受ける。

運動は、身体にストレスを与え、身体は、当該身体に含まれる軟部組織をより厚く、より強くすることによって当該ストレスになじむ。この結果、筋肉はより強く、より固くなり、さらに時々より大きくなり、腱および靭帯は、より強くなり、骨密度を増加させる。しかしながら、運動が想定外の運動によって与えられたストレスになじむ方法で与えられれば、過度の過負荷は炎症を導く微視的な損傷を引き起こし得る。より深刻な急性の損傷は、患者に対して訓練プログラムから長期の離脱という結果に帰する。したがって、軟部組織の損傷は、例えば、ＡＦＬ（Australia Football League）の選手のような、プロフェッショナルのスポーツ選手の場合、特に不都合である。

多くの軟部組織の損傷は予防することができる。特に、身体に対して適用される負荷の動き、負荷量、および継続期間が容易に管理されるジムのような、管理された環境では訓練における軟部組織の損傷は予防することができる。軟部組織の損傷は、当該軟部組織に対する負荷が、軟部組織が耐えられる「許容量」または負荷よりも大きいときに発生する。

適切な動きであっても、過度の軟部組織の負荷に帰するかもしれない。すなわち、慢性的な酷使による損傷の場合、例えば、不十分な動きのパターン、不十分な訓練負荷の管理（すなわち疲労）、および不十分な技術の少なくともいずれかのために、一般的に過度の軟部組織の負荷が引き起こされる。したがって、軟部組織の損傷に対するリスクをより理解し、回避するために、訓練期間中の筋肉および靭帯の活動を監視するための方法及びシステムを提供することが大いに要求されている。
〔発明の概要〕
〔課題を解決するための手段〕
本発明の一態様によれば、筋活動および軟部組織の負荷を監視および管理するための方法が提供される。上記方法は、（ａ）筋活動および軟部組織の負荷レベルを計測するために複数のセンサを被験者（subject）に提供するステップと、（ｂ）被験者へ運動プログラムに着手するよう指示するステップと、（ｃ）運動プログラム中の筋活動および軟部組織の負荷を計測するステップと、（ｄ）計測された筋活動および軟部組織の負荷レベルを、被験者向けに較正された筋活動および軟部組織の負荷レベルと比較するステップと、（ｅ）計測した筋活動および軟部組織の負荷レベルを較正された筋活動および軟部組織の負荷レベルと比較した結果において、筋活動および軟部組織の負荷の少なくとも一方が所望のレベルを超過していたことを示したとき、当該被験者に警告するステップと、を含んでいる。

ある実施形態において、筋活動および軟部組織の負荷レベルを計測するために複数のセンサを被験者に提供する上記ステップは、筋活動を計測するように構成された少なくとも２つのセンサと、当該少なくとも２つのセンサによってその活動が計測される筋肉に隣接する関節について、当該関節の角度を計測するように構成された少なくとも１つのセンサと、を被験者に提供するステップを含んでいる。軟部組織の負荷レベルは、上記隣接する関節の屈曲角度の関数として決定される。

脛骨高原に対する下肢の前十字靭帯（ＡＣＬ）の角度（θ_ＡＣＬ）は、膝の屈折角度θ_ＫＦの関数、θ_ＡＣＬ＝ｆ（θ_ＫＦ）として表現されてもよい。前十字靭帯の力（Ｆ_ＡＣＬ）は、Ｆ_ＡＣＬ＝Ｆ_{ｘ−ｎｅｔ}／ｃｏｓθ_ＡＣＬのように、前十字靭帯の角度から決定されてもよい。ここで、Ｆ_{ｘ−ｎｅｔ}は、地肌によって下肢に適用された、膝蓋靭帯、ハムストリングス、および外力の水平方向の力の成分の総和として決定された、水平合力である。

脛骨高原に対する下肢の後十字靭帯（ＰＣＬ）の角度（θ_ＰＣＬ）は、膝の屈折角度θ_ＫＦの関数、θ_ＰＣＬ＝ｆ（θ_ＫＦ）として表現されてもよい。後十字靭帯の力（Ｆ_ＰＣＬ）は、Ｆ_ＰＣＬ＝（−１）Ｆ_{ｘ−ｎｅｔ}／ｃｏｓθ_ＰＣＬのように、後十字靭帯の角度から決定されてもよい。ここで、Ｆ_{ｘ−ｎｅｔ}は、地肌によって下肢に適用された、膝蓋靭帯、ハムストリングス、および外力の水平方向の力の成分の総和として決定された、水平合力である。

別の実施形態において、作動筋および拮抗筋の同時収縮が、ＣＣ＝Ｆ_Ｑ−Ｆ_Ｈのような、筋肉の力の差分から決定される。ここで、筋肉の力は、検出した電圧信号から決定され、Ｆ_Ｑ＝四頭筋の力、およびＦ_Ｈ＝ハムストリングスの力である。

本発明において、計測された筋活動および軟部組織の負荷レベルを、較正された筋活動および軟部組織の負荷レベルと比較するステップは、リアルタイムで行われることが好ましい。さらに、計測した筋活動および軟部組織の負荷レベルを較正された筋活動および軟部組織の負荷レベルと比較した結果において、筋活動および軟部組織の負荷の少なくともいずれかが所望のレベルを超過していたことを示したとき、当該被験者に警告するステップは、リアルタイムで発生することが好ましい。

特定の実施形態において、較正された筋活動および軟部組織の靭帯の負荷レベルの決定は、被験者のための基礎プロフィールを構築するために、連続した動きを実行するよう被験者に指示するステップと、各動きに対する当該被験者の筋活動および軟部組織の負荷レベルを計測するステップと、を含んでいる。運動プログラム中に計測された筋活動および軟部組織の負荷レベルは、較正された筋活動および軟部組織の靭帯の負荷レベルと比較される。

被験者向けに筋活動および軟部組織の負荷レベルを較正するステップは、少なくとも３つの膝の屈曲角度にそれぞれ対応する、四頭筋およびハムストリングスの最大随意収縮を計測するステップを含んでいる。

上記被験者に警告する上記ステップは、計測した筋活動および軟部組織の負荷レベルを較正された筋活動および軟部組織の負荷レベルと比較した結果において、筋活動および軟部組織の負荷の少なくともいずれかが所望のレベルを超過していたことを示したとき、被験者に対して聴覚、視覚、または触覚に対する警告を提供するステップを含んでもよい。

特定の実施形態において、筋活動および軟部組織の負荷レベルを計測するために複数のセンサを被験者に提供する上記ステップは、センサが組み込まれた衣服を被験者に提供するステップを含んでいる。

本発明の別の態様によれば、筋活動および軟部組織の負荷を監視および管理するためのシステムが提供される。上記システムは、（ａ）筋活動および軟部組織の負荷レベルを示す電気信号を計測するための複数のセンサと、（ｂ）上記電気信号を受信し、筋活動および軟部組織の負荷の値に変換するように構成されたプロセッサであって、上記筋活動および軟部組織の負荷の値を、被験者向けに較正された筋活動および軟部組織の負荷レベルと比較するように構成されたプロセッサと、（ｃ）計測した筋活動および軟部組織の負荷レベルを較正された筋活動および軟部組織の負荷レベルと比較した結果において、筋活動および軟部組織の負荷の少なくともいずれかが所望のレベルを超過していたことを示したとき、当該被験者に警告する警告モジュールと、を含んでいる。

筋活動および軟部組織の負荷レベルを示す電気信号を計測するための複数のセンサは、少なくとも３つのセンサを含んでもよい。

上記少なくとも３つのセンサは、被験者に対して以下に示す位置に配置されてもよい。すなわち、（ａ）被験者の胴体部の前側、内側、または後ろ側の肌表面に接触する第１位置と、（ｂ）被験者の胴体部の残る前側、内側、または後ろ側の肌表面に接触する第２位置と、（ｃ）被験者の胴体部に隣接する関節の前側、後ろ側、内側、または外側の肌表面に接触する第３位置、に配置されてもよい。第１位置および第２位置に配置された上記センサは、胴体部の筋活動を計測するように構成されてもよい。さらに、第３位置に配置された上記センサは、上記胴体部に隣接する上記関節の角度を計測するように構成されてもよい。

複数の上記センサは、圧力センサと電気角度計センサの組み合わせを含んでもよい。

ある実施形態において、筋活動および軟部組織の負荷レベルを示す電気信号を計測するための複数の上記センサは、被験者が着る衣服に組み込まれている。上記衣服は、圧迫帯であってもよい。

本発明のさらに別の態様によれば、筋活動および軟部組織の負荷を監視および管理するための訓練補助具が提供される。上記訓練補助具は、（ａ）筋活動および軟部組織の負荷レベルを示す電気信号を計測するための複数のセンサが組み込まれた衣服と、（ｂ）電気信号を受信し、筋活動および軟部組織の負荷の値に変換するように構成されたプロセッサであって、上記筋活動および軟部組織の負荷の値を、被験者向けに較正された筋活動および軟部組織の負荷レベルと比較するように構成されたプロセッサと、（ｃ）計測した筋活動および軟部組織の少なくともいずれかの負荷レベルを較正された筋活動および軟部組織の負荷レベルと比較した結果において、筋活動および軟部組織の負荷の少なくともいずれかが所望のレベルを超過していたことを示したとき、当該被験者に警告する警告モジュールと、を含んでいる。

上記プロセッサおよび警告モジュールは、携帯型の遠距離通信装置として提供されてもよい。

複数のセンサが組み込まれた上記衣服は、圧迫帯であってもよい。
〔図面の簡単な説明〕
本発明は、添付の図面を参照してより詳細に説明される。図面の特徴は、本発明の上述した説明の一般性に取って代わることがないことは、理解されるべきである。

図１は、本発明を実現する方法のステップの全体を示すフローチャートである。

図２は、図１を参照して説明された方法を実行するためのシステムの概要図である。

図３は、ブロック形式で本発明の方法を実行するためのコンピュータで実行可能なシステムのさまざまな機能要素を示す概要図である。

図４は、被験者に適用される本発明の実施形態に係る訓練補助具の機能的なプロトタイプを示す写真である。

図５は、使用中の図４に示した訓練補助具に関連する例示的な補助部品を示す写真である。

図６の（ａ）〜（ｃ）は、図４を参照して示された、胴体部に固定されたセンサによって検出された例示的な電圧信号を示す。

図７は、図６の（ａ）〜（ｃ）のデータのサンプルの拡大図である。
〔発明を実施するための形態〕
まず、図１を参照して、本発明に係る筋活動および軟部組織の負荷を監視および管理するための方法におけるステップの全体を示す。上記方法は、軟部組織の損傷が生じ得るときに負荷レベルの増大を抑制するように被験者を導くフィードバックを提供するために、訓練および運動中の筋活動および軟部組織の負荷を監視し、過大な負荷または活動レベルが訓練および運動中に計測されたときは、そのような損傷を回避するように警告することでプロフェッショナル運動家およびアマチュア運動家の両方を手助けすることを目的としている。上記方法によって提供されたフィードバックループは被験者に、過大な筋活動および軟部組織の少なくともいずれかの負荷を備えた特定の動きについて教えるので、被験者は、損傷のリスクを低減するためにそれら特定の動きの修正および回避の少なくともいずれかを行うことができる。

ステップ１１０では、被験者、一般的にはプロフェッショナルまたはアマチュアの両方を含む運動家に、１つ以上の胴体部に配置される複数のセンサが提供される。複数のセンサの詳細については後述する。胴体部は、筋組織を含む胴体の任意の部分であってもよく、一般には手足および胴であると理解されるべきである。センサが胴体部に配置されると、ステップ１２０において、被験者は彼または彼女の訓練プログラムに着手するように指示される。訓練プログラムは、５ｋｍのジョギングなどの連続した運動を含んでもよい。被験者が関連する活動の実行中、ステップ１３０においてセンサは筋活動および軟部組織の負荷を計測するために作動する。

ステップ１４０では、運動中に計測された筋活動および軟部組織の負荷レベルを、予め較正された筋活動および軟部組織の負荷レベルと比較する。上記較正された筋活動および軟部組織の負荷レベルは、特定の被験者に対して唯一のものであって、基礎プロフィールが有効的に組み込まれている。上記較正された筋活動および軟部組織の負荷レベルは、未来に評価されるであろう活動および負荷レベルに対して、安全または所望する活動および負荷レベルと判断された負荷レベルである。

計測された筋活動および軟部組織の負荷レベルを較正された負荷レベルと比較した結果、筋活動または軟部組織の負荷のいずれかについて、計測された値が較正された負荷レベルを超過していたとき、ステップ１５０において被験者に通知するための警告を生成する。

筋活動および軟部組織の負荷を監視するための方法の特定の長所は、計測された筋活動および軟部組織の負荷レベルを、較正された筋活動および軟部組織の負荷レベルとの比較をリアルタイムで行えることである。また、上記の比較は、計測した筋活動および軟部組織の負荷レベルの一方または両方が較正された負荷レベルを超過していたことを示したとき、被験者に通知する警告をリアルタイムで生成できる。これは、被験者が、彼らが実行する動きまたは運動がもたらした筋活動または軟部組織の負荷レベルが所望するレベルを超過したことについて、ほとんど即座にフィードバックを受信することを可能とする。したがって、被験者は、訓練中に警告を生成した特定の運動または動きについて、例えば、強度または反復回数の低減、またはフォームの改善によって修正すべきであること、あるいは損傷のリスクを低減するために完全に離れることを素早く学ぶ。

ステップ１５０にて提供された上記警告は、聴覚、視覚、または振動のような触覚に対するものであってもよい。

有用なデータを提供するために、複数のセンサは、筋肉が収縮中に増加する電気信号を計測するように構成された圧力センサまたは力覚センサのような、筋活動のレベルを計測するための少なくとも２つのセンサを含む。すなわち、センサは、当該センサの位置に隣接する筋肉における圧力または張力の増加に応じて自身の抵抗または電気容量を増加させる。上記センサは、圧力の増加によって抵抗または電気容量を変化させるストラップまたは布地（すなわち、伝導性構造体のような伝導性材料または構造）に組み込まれた圧力／力覚センサであってもよい。上記センサは、張力の増加に応じて自身の抵抗または電気容量を変化させるストラップまたは布地（すなわち、ひずみゲージが組み込まれた伝導性構造体のような伝導性材料または構造体）に同様に組み込まれた伸縮センサ（stretch sensor）であってもよい。

筋電図記録法またはＥＭＧセンサは、高度に制御された実験室または臨床環境におけるような、上記方法のいくつかの応用において適当である。しかしながら、これらは本来、有効かつ反復した結果を取得するために活動レベルを計測する筋肉の中線上に比較的正確に配置されることを必要とするので、野外における毎日の訓練への適用に好適なセンサの型ではない。

適当なセンサの例が、オーストラリア特許出願第２０１３９０２５８４号に示されている。当該出願の内容は、参照によって本願に組み込まれる。センサは、抵抗、電気容量、または圧電性の特性を有する材料で提供されたセンサアレイを含んでもよい。当該センサは、さまざまな表面圧力に反応する。

別の型である少なくとも１つのさらなるセンサは、上述のセンサによって活動レベルが計測された筋肉に隣接する関節の角度を計測するために用いられる。関節の角度を計測するために好適なセンサの型の例は、電気角度計またはＥＧＭセンサである。

特定の被験者に対する基礎プロフィールを提供するため、まず、センサが特定の被験者に適用され、訓練または運動中に計測された筋活動および軟部組織の負荷レベルと比較する、較正された筋活動および軟部組織の負荷レベルを提供するために必要な、さらなる較正ステップに適用される。上記較正された筋活動および軟部組織の負荷レベルを決定するステップは、被験者に連続した動きの実行を指示するステップと、それらの動きのそれぞれに対して、当該被験者の筋活動および軟部組織の負荷レベルを計測するステップと、を含んでいる。

例えば、筋活動および軟部組織の負荷を監視および管理するための方法について、例を参照してより詳細に説明する。ここで、センサは大腿部、すなわち四頭筋およびハムストリングス、そして膝関節にそれぞれ配置される。例えば、センサが計測する電圧信号は、以下のように示される。
Ｖ_Ｑ＝四頭筋（内側広筋、外側広筋、中間広筋；大腿直筋）
Ｖ_Ｈ＝ハムストリングス（大腿二頭筋、半腱様筋、半膜様筋）
Ｖ_ＫＦＡ＝膝の屈曲角度
本発明の方法およびシステムは、上腕部、すなわち上腕二頭筋および上腕三頭筋を肘関節、またはさらに下肢を含む他の胴体部に同様に適用可能であることは理解されるべきである。

この場合、システムを較正するために、四頭筋およびハムストリングスの最大随意収縮または活動が、５つの異なる膝の屈曲角度で計測される。これは、さまざまな膝の屈曲角度に対して較正された筋活動レベルを提供する。

同様の例において、十字靭帯の負荷を較正するために、反対側の足で立つときの最大の膝の伸展時における四頭筋の最大随意収縮と、腰掛けに座ったときのハムストリングスの最大随意収縮とが計測される。これらの計測は、負荷がかけられておらず、地面に対して垂直に一直線であるすねを示す。

負荷がかけられ、地面に対して垂直に一直線であるすねに対する代表的な較正を取得するために、背面は壁によって支持され、かかとに負荷がかかったときに足を前に押し出すことでわずかに膝が屈曲している、負荷がかけられている脚の四頭筋の最大随意収縮が計測される。負荷がかけられている脚の四頭筋の最大随意収縮は、つま先に負荷がかかり、足を前に押し出すことでわずかに膝が屈曲しているときに再度計測される。

計測された電気信号または電圧信号は、較正を知らせる見積もられた力および角度のデータに変換するよう処理される。
Ｆ_Ｑ＝四頭筋の力
Ｆ_Ｈ＝ハムストリングスの力
θ_ＫＦ＝膝の屈曲角度（張力＝０°、有効屈曲＝ほぼ１４０°）
図２を参照して、筋活動および軟部組織の負荷２００を監視および管理するためのシステムを示す。本実施形態において、システム２００は、筋活動および軟部組織の負荷レベルを示す電気信号を計測するための少なくとも３つのセンサ２１０，２２０、および２３０を含んでいる。システム２００に示される３つのセンサは、信頼性があり、再生可能な結果を提供するために胴体部に取り付けられるセンサの最小数を示す。しかしながら、さらなるセンサを同一の胴体部、または必要に応じて他の胴体部に取り付けてもよいことは理解されるべきである。使用するセンサの数が増加すると、計測回数が多くなるので、システムの冗長性が増す。

筋活動のレベルおよび軟部組織の負荷レベルは、適切な通信手段によってプロセッサ２４０へ送信される。通信手段は有線であってもよいし、または無線通信プロトコルを使用してもよく、センサとプロセッサとの間は、送信手段が使用されてもよい。システムはさまざまな方法で実行されてもよいことが理解されるべきであり、プロセッサ２４０または複数のプロセッサは、一般的なコンピューティングシステムにおいて適用されるものであってもよい。図３を参照すれば、コンピューティングシステム３００は、１つ以上のプロセッサと、画像、テキスト、および他のデータを通信基盤３１０からディスプレイユニット３２０に供給するために転送するディスプレイインターフェース３１５と、を含んでいるラップトップ型コンピュータ、またはスマートフォンのような携帯端末を含んでいる。コンピューティングシステム３００は、メインメモリ３２５を含んでもよい。メインメモリ３２５は、好適にはランダムアクセスメモリである。コンピューティングシステム３００は、第２メモリ３３０を含んでもよい。

第２メモリ３３０は、本発明の方法について示された、所望する機能をプロセッサ３０５に実行させるための連続した指示の形式であるコンピュータソフトウェアが内部に記憶された、コンピュータで使用可能な記憶媒体を有する取り外し可能記憶装置３４５を含んでもよい。別の実施形態では、第２メモリ３３０は、コンピュータプログラムまたは命令をコンピュータシステム３００に読み出すことを可能とする、他の同様の手段を含んでもよい。

図２を参照すれば、警告モジュール２５０が被験者に、計測した筋活動および軟部組織の負荷レベルの少なくともいずれかが、較正された負荷レベルを超過したことのフィードバックを提供する。例えば、コンピューティングシステムがラップトップ型コンピュータのような携帯型コンピューティングデバイスとして提供されているとき、警告モジュールは、聴覚または視覚に対する警告を生成してもよい。ここで、視覚に対する警告は、ラップトップディスプレイに提供されてもよい。コンピューティングシステムがスマートフォンまたはスマートウォッチのような、より小型の携帯端末として提供されており、被験者に装着されているときは、代わりに、警告は触覚および視覚の少なくともいずれか、または聴覚に対するものであってもよい。すなわち、被験者の肌に対して装着されているスマートデバイスは、筋活動およびは軟部組織の少なくともいずれかの負荷が所望する、または安全なレベルを超過したことを被験者に警告する振動を発振することができる。

少なくとも３つのセンサが、被験者の胴体部の以下の位置に配置される。少なくとも１つのセンサは、関心のある胴体部の前側、内側、外側、または後ろ側の肌表面に配置される。少なくとも１つのセンサは、同一の胴体部の残る３つの肌表面のうち、１つに配置される。そして少なくとも１つのセンサは、胴体部に隣接する関節の前側、後ろ側、内側、または外側の肌表面に配置される。前側、内側、外側、または後ろ側の表面に対して胴体部の肌表面上に配置されたセンサは筋活動、例えば、胴体部の拮抗筋の筋活動を計測するように構成されている。関節に隣接して配置されたセンサは、胴体部に隣接する関節の角度を計測するように構成されている。

例えば、大腿部の筋活動と隣接する膝の屈曲角度とを計測する例について続けると、少なくとも１つのセンサが大腿部の前側の肌表面に配置される。別のセンサは大腿部の後ろ側の肌表面に配置され、少なくとも１つのセンサは、膝の前側、後ろ側、内側、または外側の肌表面に配置される。大腿部に配置されたセンサは、筋活動の計測、および連続的な記録に役立つものであり、膝のセンサは、膝の屈曲角度の計測、および記録に役立つものである。

プロセッサ２４０は、ソフトウェアとして実行される連続した命令にしたがって、センサ２１０、２２０、２３０によって計測された電気信号または電圧信号を処理する。ここで、大腿部／膝の胴体部に関係のあるカリエスに罹った軟部組織の構造に関する損傷のリスクを決定する動作例を述べる。

十字靭帯の損傷に対するリスクを決定するために、脛骨高原（正）に対する前十字靭帯（ＡＣＬ）の角度（θ_ＡＣＬ）は、膝の屈曲角度ＫＦの関数として表現され、θ_ＡＣＬ＝ｆ（θ_ＫＦ）であり、好適には多項式の適当な関数によって定義される。すなわち、
θ_ＡＣＬ＝６０．０８４９０１６３−０．１１０５０９６３４２＊θ_ＫＦ−０．００２２０７７７４５７８＊ｐｏｗ（θ_ＫＦ、２）＋１．１８９６３２１５２Ｅ−００５＊ｐｏｗ（θ_ＫＦ、３）
である。

脛骨高原（正）に対する後十字靭帯（ＰＣＬ）の角度（θ_ＰＣＬ）は、膝の屈曲角度ＫＦの関数として表現され、θ_ＰＣＬ＝ｆ（θ_ＫＦ）であり、好適には多項式の適当な関数によって定義される。すなわち、
θ_ＰＣＬ＝５２．０７００４７２２−０．１３２３０３２７７３＊θ_ＫＦ−０．００４１９４７２１０６＊ｐｏｗ（θ_ＫＦ、２）−１．６７５１６０３６３Ｅ−００５＊ｐｏｗ（θ_ＫＦ、３）
である。

脛骨高原（張力が正、屈曲が負）に対する膝蓋靭帯の角度（θ_ＰＬ）は、膝の屈曲角度ＫＦの関数として表現され、θ_ＰＬ＝ｆ（θ_ＫＦ）であり、好適には多項式の適当な関数によって定義される。すなわち、
θ_ＰＬ＝２４．１１２１８８７７−０．０９４９１０６７２４２＊θ_ＫＦ−０．０４０８３７３６６４２＊ｐｏｗ（θ_ＫＦ、２）＋２．１６１２２２２５７Ｅ−００５＊ｐｏｗ（θ_ＫＦ、３）
である。

脛骨高原（負）に対して垂直な、ハムストリングスの平均角度（θ_Ｈ）は、膝の屈曲角度ＫＦの関数として表現され、θ_Ｈ＝ｆ（θ_ＫＦ）であり、好適には多項式の適当な関数によって定義される。すなわち、
θ_Ｈ＝−７．６１９０２２３０９−０．４２６０６００５７１＊θ_ＫＦ−０．００６７４０８６３８８＊ｐｏｗ（θ_ＫＦ、２）＋２．４４８４３８２０８Ｅ−００５＊ｐｏｗ（θ_ＫＦ、３）
である。

膝蓋のメカニカルアドバンテージＭＡ_Ｐは、膝の屈曲角度θ_ＫＦの関数として表現され、ＭＡ_Ｐ＝ｆ（θ_ＫＦ）であり、好適には多項式の適当な関数によって定義される。すなわち、
ＭＡ_Ｐ＝１．３９９９４１８７１−０．００５７０９６８８４６２＊θ_ＫＦ＋１．０４７８１４２９Ｅ−００５＊ｐｏｗ（θ_ＫＦ、２）−３．８１９３８９０９２Ｅ−００６＊ｐｏｗ（θ_ＫＦ、Ｘ、３）＋５．３０８２３４９５４Ｅ−００８＊ｐｏｗ（θ_ＫＦ、４）−１．７９７４７８６２３Ｅ―０１０＊ｐｏｗ（θ_ＫＦ、５）
である。

膝蓋靭帯（正）のモーメントアーム（ＬＰＬ）は、膝の瞬間中心と、膝蓋靭帯との間の最短距離である。膝蓋靭帯のモーメントアームは、膝の屈曲角度θ_ＫＦの関数として表現され、Ｌ_ＰＬ＝ｆ（θ_ＫＦ）であり、好適には多項式の適当な関数によって定義される。すなわち、
Ｌ_ＰＬ＝［５．０００３１２７−０．０１２２３０３０８６３＊θ_ＫＦ−８．７０４５７４３３Ｅ−００５＊ｐｏｗ（θ_ＫＦ、２）＋７．４８７７３４３５３Ｅ−００７＊ｐｏｗ（θ_ＫＦ、３）］／１００
である。

ハムストリングスの腱（負）の平均モーメントアームＬ_Ｈは、膝の瞬間中心と、膝蓋靭帯との間の差異端平均距離である。ハムストリングスの平均モーメントアームＬ_Ｈは、膝の屈曲角度θ_ＫＦの関数として表現され、Ｌ_Ｈ＝ｆ（θ_ＫＦ）であり、好適には多項式の適当な関数によって定義される。すなわち、
Ｌ_Ｈ＝［−３．００８１１６１３１−０．０４７０７８１１７０６＊θ_ＫＦ＋０．０００３０９８１４０９７２＊ｐｏｗ（θ_ＫＦ、２）＋１．８６７１１８８７９Ｅ−００７＊ｐｏｗ（θ_ＫＦ、３）］／１００
である。

膝蓋靭帯の力Ｆ_ＰＬは、四頭筋の力Ｆ_Ｑを、膝蓋のメカニカルアドバンテージＭＡ_Ｐで除算することによって算出される。すなわち、
Ｆ_ＰＬ＝Ｆ_Ｑ＊ＭＡ_Ｐ
なお、ＭＡ_Ｐはθ_ＫＦ＝９０°でほぼ０．６であり、Ｆ_ＰＬはＦ_Ｑよりも１．６７倍高い。

膝蓋靭帯およびハムストリングスによって生成されたモーメントは、筋肉の力およびそれらのモーメントアームの生成物から算出される。すなわち、（膝蓋靭帯を介して）四頭筋によって生成される膝の瞬間中心まわりのモーメント＝Ｍ_ＰＬは、
Ｍ_ＰＬ＝正
Ｍ_ＰＬ＝Ｆ_ＰＬＬ_ＰＬ
であり、ハムストリングスによって生成される膝の瞬間中心まわりのモーメント＝Ｍ_Ｈは、
Ｍ_Ｈ＝負（負のＬ_Ｈより）
Ｍ_Ｈ＝Ｆ_ＨＬ_Ｈ
である。

全体の膝のモーメントＭ_Ｋは、筋肉のモーメントの総和から算出される。すなわち、
Ｍ_Ｋ＝Ｍ_ＰＬ＋Ｍ_Ｈ （正であれば伸展、負であれば屈曲）
である。

外力は、手足に対して地面によって適用され、全体の膝のモーメントを外力のモーメントアームで除算することによって算出される。
Ｆ_Ｅｘ＝水平外力
Ｆ_Ｅｘ＝Ｍ_Ｋ／［ＢＨ（０．２８５＋０．０３９）］
ここで、ＢＨ＝身長（ｍ）であり、相対的なすねの高さは≒０．２８５ＢＨである。相対的な脚の高さは≒０．０３９ＢＨであり、足底／背屈の影響は無視する。

膝蓋靭帯およびハムストリングスの力の水平成分であるＦ_ＰＬｘおよびＦ_Ｈｘは、脛骨高原に対して平行であり、それらの角度θ_ＰＬおよびθ_Ｈから算出される。すなわち、
Ｆ_ＰＬｘ＝Ｆ_ＰＬｓｉｎθ_ＰＬ（θ_ＰＬを介して正）
Ｆ_Ｈｘ＝Ｆ_Ｈｓｉｎθ_Ｈ（θ_Ｈを介して負）
である。

すねの水平合力は、膝蓋靭帯、ハムストリングス、および外力の水平な力の成分の総和から算出される。例えば、前側の方向が正であり、後ろ側の方向が負であるとする。このとき、前側の方向における力はＡＣＬによって釣り合っており、後ろ側の方向における力はＰＣＬによって釣り合っている。すなわち、
Ｆ_{ｘ−ｎｅｔ}＝Ｆ_ＰＬｘ＋Ｆ_Ｈｘ＋Ｆ_Ｅｘ （ＡＣＬによって前に屈曲するならば正、ＰＣＬによって後ろに屈曲するなら負）
である。

十字靭帯の力であるＦ_ＡＣＬおよびＦ_ＰＣＬは、十字靭帯の角度であるθ_ＡＣＬおよびθ_ＰＣＬから算出される。すなわち、
Ｆ_ＡＣＬ＝ＡＣＬの力（正の値として出力）
Ｆ_ＡＣＬ＝Ｆ_{ｘ−ｎｅｔ}／ｃｏｓθ_ＡＣＬ
Ｆ_ＡＣＬ＝ＰＣＬの力（正の値として出力）
Ｆ_ＰＣＬ＝（−１）Ｆ_{ｘ−ｎｅｔ}／ｃｏｓθ_ＰＣＬ
である。

十字靭帯は、同時に張力を下げることはできないため、決定するためには等式が必要である。
Ｆ_{ｘ−ｎｅｔ}＞０（正）であれば、Ｆ_ＡＣＬ＞０かつＦ_ＰＣＬ＝０
Ｆ_{ｘ−ｎｅｔ}＜０（負）であれば、Ｆ_ＰＣＬ＞０かつＦ_ＡＣＬ＝０
したがって、
Ｆ_ＡＣＬ＝Ｈ（Ｆ_{ｘ−ｎｅｔ}）（Ｆ_{ｘ−ｎｅｔ}／ｃｏｓθ_ＡＣＬ）
Ｆ_ＰＣＬ＝［Ｈ（Ｆ_{ｘ−ｎｅｔ}）−１］（Ｆ_{ｘ−ｎｅｔ}／ｃｏｓθ_ＰＣＬ）
ここで、Ｈはヘヴィサイドの関数（単位ステップ関数）を示し、Ｈ（ｘ）＝（ｓｇｎ（ｘ）＋１）／２である。ｓｇｎは、符号関数を示している。

ＡＣＬの負荷データ（Ｆ_ＡＣＬ）は、被験者が自己生体防御を用いてＡＣＬの過負荷を回避して訓練することを容易にするための、聴覚、視覚、または触覚に対する出力信号に変換される。聴覚信号は、音量の符号化および音の高低の符号化（高いＦＡＣＬは、大音量または高音とする）の少なくともいずれかであってもよい。視覚信号は、輝度（グレースケール）および色の符号化（虹色）の少なくともいずれかであってもよい。また、信号は触覚に対するものであってもよく、振動を生成する方法であってもよい。

閾値は、被験者が装着しているセンサに含まれてもよく、予め設定された閾値を越える危険な負荷の場合のみ警告してもよい。ＡＣＬが、すねの内部の回転に対してさらなる張力を受けるので、膝の回転を記録するさらなるセンサは、自己制御訓練を高めることができる。生体自己制御訓練は、ＰＣＬにも同様に適用される。

筋活動は、以下のように記録される。すなわち、
Ｆ_ＱおよびＦ_Ｈは、時間、θ_ＫＦ、およびｄθ_ＫＦ／ｄｔ（θ_ＫＦの時間の導関数＝すねの角速度ω_ＫＦ）の少なくともいずれかに対するものであり、
ω_ＫＦ＝（−１）ｄθ_ＫＦ／ｄｔ（−１を乗算し、伸長であれば正であり、屈曲であれば負とする）
である。

累積する筋活動は、時間に関する筋肉のグループごとの活動データの総和として記録される。例えば、右大腿部および左大腿部（または任意の他の胴体部）の筋肉のグループの相乗効果の比較は、バランスおよび一方の過負荷を評価のために、以下のように示される。
時間に関する筋力Ｐ（正の力＝同心収縮、負の力＝偏心収縮）について、
Ｐ_Ｑ＝Ｍ_ＰＬω_ＫＦ
Ｐ_Ｈ＝Ｍ_Ｈω_ＫＦ
である。

筋力は、筋肉のモーメントの生成および膝の屈曲角度の時間の導関数から算出される。偏心収縮に対する同心収縮について、筋肉の収縮率は、筋肉がさらなる偏心または同心収縮にしたがうかを示す。
時間に関して膝を横切る力Ｐ_Ｋは、
Ｐ_Ｋ＝Ｐ_Ｑ＋Ｐ_Ｈ
である。

全体の筋肉のエネルギーは、膝を横切る力を時間積分して算出される。
全体の筋肉のエネルギーＥについて、
Ｅ＝∫Ｐｄｔ
である。

共収縮は、複数の拮抗筋のグループの同時活動に関連している。共収縮は、筋肉のグループの１つがガンマループを介して（すなわち過負荷にある靭帯を介して）さらに活動したときの筋肉の損傷と同様に、関節の過負荷による関節の損傷のリスクを増加させる。（増加した正の［前方向の］Ｆ_{ｘ−ｎｅｔ}によって）ＡＣＬに過負荷がかかったとき、ハムストリングスは、ガンマループを介して活動し、ＡＣＬの過負荷が軽減される。

共収縮ＣＣの大きさは、筋肉の力の差を算出することによって評価される。
ＣＣ＝Ｆ_Ｑ−Ｆ_Ｈ（Ｆ_ＱがＦ_Ｈよりも優位であれば正であり、Ｆ_ＨがＦ_Ｑよりも優位であれば負である）
正および負のＣＣは、時間に関して個別に合計され、例えば棒グラフで表示される。

共収縮の量は、筋肉の力の差から算出される。

共収縮データ（ＣＣ）は、生体自己防御を提供する、共収縮を回避した訓練を容易にするための聴覚、視覚、または触覚に対する出力信号に変換される。例えば、聴覚信号に対して、優位にある筋肉のグループについて音の高低が符号化される。
高音は、Ｆ_ＱがＦ_Ｈに対して優位であり、ハムストリングスの張力を低減すべきであることを示す。
低温は、Ｆ_ＨがＦ_Ｑに対して優位であり、四頭筋の張力を低減すべきであることを示す。
ＣＣの大きさは、音量について符号化されている。

図４を参照すれば、筋活動および軟部組織の負荷を監視および管理するための訓練補助具の機能的プロトタイプが示されている。上述の例によれば、センサは四頭筋およびハムストリングスの筋活動と、被験者の膝の屈曲角度とを監視するために配置される。

図５において、被験者５１０は、図４を参照して示された、胴体部に配置されるセンサ５３０、５４０、５５０を使用して、トレッドミル５２０上を走っている。センサ５３０、５４０、５５０は回路基板およびマイクロコントローラ５６０に接続され、データはラップトップディスプレイ５７０上に表示されている。

図６の（ａ）〜（ｃ）を参照すれば、図４を参照して示された、胴体部に配置されたセンサによって検出された例示的な電圧信号が示されている。図６の（ａ）は、四頭筋に配置されたセンサ４１０からの出力を示し、図６の（ｂ）は、ハムストリングスに配置されたセンサ４２０からの出力を示す。図６の（ｃ）は、膝の角度を監視する目的で被験者の膝に配置されたセンサ４３０からの出力を示す。

図７を参照すれば、図６の（ａ）〜（ｃ）のデータの抜粋が示されている。白い背景はランニングの動作における姿勢のうち、膝が伸長し、四頭筋およびハムストリングスが共収縮している状態を示している。灰色の背景は、ランニングの動作のうち、足を振っている状態、すなわち膝が屈曲した状態を示す。

筋活動および軟部組織の負荷レベルを示す電気信号を計測するためのセンサは、胴体部にストラップで固定されてもよいし、適当な粘着剤を用いて固定されてもよい。または、被験者に着用される衣服に組み込まれてもよい。衣服は、圧迫帯のような、運動性能に優れた服装であってもよい。

そのように提案された、情報処理能力を有する圧迫帯は、運動プログラムに関心対象の他の態様を追加することにより、身体活動を刺激および助長しうる。したがって、本発明によって提案された訓練補助具は、肥満レベルの上昇、および心血管疾患、メタボリックシンドローム、および２型糖尿病のような疾患の進展に一般に関係する、いよいよ定着した生活様式と戦うために好適である。

圧迫帯にセンサを統合することは、衣類品が絶対必要な訓練補助具となることを意味しており、筋活動のリアルタイムの読み取りを提供する。損傷を最小化し、回復時間を低減し、訓練の発展性を最大化するために、被験者の裏で聴覚および視覚の少なくともいずれかに対する信号にリアルタイムで処理および送信されることが有効である。

本発明の筋活動および軟部組織の負荷を監視および管理するための方法は、ハードウェア、ソフトウェア、またはそれらの組み合わせを用いて実行されてもよく、上述した機能を実行可能な１つ以上のコンピュータシステムまたはコンピューティングシステムにおいて実行されてもよい。

上述した実施形態において、本発明は主としてコンピュータソフトウェアを用いて実行されていたが、他の実施形態において、本発明は主として、ハードウェアを用いて実行されてもよい。例えば、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣｓ）のようなハードウェア構成要素を用いてもよい。本明細書に示した機能を実行するハードウェア状態機械の実装は、当業者にとって明白であろう。他の実施形態において、本発明はハードウェアおよびソフトウェアの組み合わせを用いて実行されてもよい。

本発明は有限の実施形態に結合して示されてきたが、上記の説明を考えれば多くの別の変化および変形例が可能であることが当業者にとって認められるだろう。したがって、本発明は、上述した本発明の精神および範囲に含まれるであろう、そのような別の変化および変形例のすべてを包含することを意図している。

本発明は、添付の図面を用いてより詳細に説明される。図面の特徴は、本発明の上述した説明の一般性に取って代わることがないことは、理解されるべきである。
本発明を実現する方法のステップの全体を示すフローチャートである。 図１を参照して説明された方法を実行するためのシステムの概要図である。 ブロック形式で本発明の方法を実効するためのコンピュータで実行可能なシステムのさまざまな機能要素を示す概要図である。 被験者に適用される本発明の実施形態に係る訓練補助具の機能的なプロトタイプを示す写真である。 図４に示した訓練補助具に関連する例示的な補助成分の使用中を示す写真である。 図６の（ａ）〜（ｃ）は、図４を参照して示された、胴体部に固定されたセンサによって検出された例示的な電気信号を示す。 図６の（ａ）〜（ｃ）のデータのサンプルの拡大図である。

Claims (24)

1. 筋活動および軟部組織の負荷を監視および管理するための方法であって、
   （ａ）筋活動および軟部組織の負荷レベルを計測するために複数のセンサを被験者に提供するステップと、
   （ｂ）上記被験者へ運動プログラムに着手するよう指示するステップと、
   （ｃ）上記運動プログラムの実行中に筋活動および軟部組織の負荷レベルを計測するステップと、
   （ｄ）上記計測された筋活動および軟部組織の負荷レベルを、被験者向けに較正された筋活動および軟部組織と比較するステップと、
   （ｅ）計測した筋活動および軟部組織の負荷レベルを較正された筋活動および軟部組織の負荷レベルと比較した結果において、筋活動および軟部組織の負荷の少なくとも一方が所望のレベルを超過していたことを示したとき、上記被験者に警告するステップと、を含んでいる
   ことを特徴とする筋活動および軟部組織の負荷を監視および管理するための方法。
2. 筋活動および軟部組織の負荷レベルを計測するために複数のセンサを被験者に提供する上記ステップは、
   筋活動を計測するように構成された少なくとも２つのセンサと、上記少なくとも２つのセンサによって活動が計測される筋肉に隣接する関節の屈曲角度を計測するように構成された少なくとも１つのセンサと、を被験者に提供するステップを含んでいる
   ことを特徴とする請求項１に記載の筋活動および軟部組織の負荷を監視および管理するための方法。
3. 上記軟部組織の負荷レベルは、上記隣接する関節の上記屈曲角度の関数にて決定される
   ことを特徴とする請求項２に記載の筋活動および軟部組織の負荷を監視および管理するための方法。
4. 脛骨高原に対する下肢の前十字靭帯（ＡＣＬ）の角度（θ_ＡＣＬ）は、膝の屈曲角度θ_ＫＦの関数θ_ＡＣＬ＝ｆ（θ_ＫＦ）として表現され、前十字靭帯の力（Ｆ_ＡＣＬ）は、前十字靭帯の角度からＦ_ＡＣＬ＝Ｆ_{ｘ−ｎｅｔ}／ｃｏｓθ_ＡＣＬのように決定されるものであって、Ｆ_{ｘ−ｎｅｔ}は膝蓋靭帯、ハムストリングス、および外力の水平方向の力の成分の総和として決定され、地面によって上記下肢に適用される水平合力である
   ことを特徴とする請求項２または３に記載の筋活動および軟部組織の負荷を監視および管理するための方法。
5. 脛骨高原に対する下肢の後十字靭帯（ＰＣＬ）の角度（θ_ＰＣＬ）は、膝の屈曲角度θ_ＫＦの関数θ_ＰＣＬ＝ｆ（θ_ＫＦ）として表現され、後十字靭帯の力（Ｆ_ＰＣＬ）は、後十字靭帯の角度からＦ_ＰＣＬ＝Ｆ_{ｘ−ｎｅｔ}／ｃｏｓθ_ＰＣＬのように決定されるものであって、Ｆ_{ｘ−ｎｅｔ}は膝蓋靭帯、ハムストリングス、および外力の水平方向の力の成分の総和として決定され、地面によって上記下肢に適用される水平合力である
   ことを特徴とする請求項２または３に記載の筋活動および軟部組織の負荷を監視および管理するための方法。
6. 作動筋および拮抗筋の同時収縮は、ＣＣ＝Ｆ_Ｑ−Ｆ_Ｈのような筋肉の力の差から決定されるものであって、検出した電圧信号からＦ_Ｑ＝四頭筋の力、およびＦ_Ｈ＝ハムストリングスの力として決定される
   ことを特徴とする請求項２または３に記載の筋活動および軟部組織の負荷を監視および管理するための方法。
7. 上記計測された筋活動および軟部組織の負荷レベルを、較正された筋活動および軟部組織の負荷レベルと比較する上記ステップは、リアルタイムで行われる
   ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の筋活動および軟部組織の負荷を監視および管理するための方法。
8. 計測した筋活動および軟部組織の負荷レベルを較正された筋活動および軟部組織の負荷レベルと比較した結果において、筋活動および軟部組織の負荷の少なくともいずれかが所望のレベルを超過していたことを示したとき、上記被験者に警告する上記ステップは、リアルタイムで行われる
   ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の筋活動および軟部組織の負荷を監視および管理するための方法。
9. 上記較正された筋活動および軟部組織の靭帯の負荷レベルの決定は、
   上記被験者に連続した動きを実行するように指示するステップと、
   運動プログラム中に計測される筋活動および軟部組織の負荷レベルに対する上記被験者の基礎プロフィールを構築するためにそれぞれの動きに対して当該被験者の上記筋活動および軟部組織の負荷レベルを計測するステップと、を含んでいる
   ことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の筋活動および軟部組織の負荷を監視および管理するための方法。
10. 上記被験者向けに上記筋活動および軟部組織の負荷レベルを較正する上記ステップは、少なくとも３つの異なる膝の屈曲角度にそれぞれ対応する四頭筋およびハムストリングスの最大随意収縮を計測するステップを含んでいる
    ことを特徴とする請求項９に記載の筋活動および軟部組織の負荷を監視および管理するための方法。
11. 上記被験者に警告する上記ステップは、
    計測した筋活動および軟部組織の少なくともいずれかの負荷レベルを較正された筋活動および軟部組織の負荷レベルと比較した結果において、筋活動および軟部組織の負荷の少なくともいずれかが所望のレベルを超過していたことを示したとき、聴覚、視覚、または触覚に対する警告を上記被験者に提供するステップを含んでいる
    ことを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の筋活動および軟部組織の負荷を監視および管理するための方法。
12. 筋活動および軟部組織の負荷レベルを計測するための複数のセンサを被験者に提供する上記ステップは、上記被験者に上記センサが組み込まれた衣服を提供するステップを含んでいる
    ことを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の筋活動および軟部組織の負荷を監視および管理するための方法。
13. 筋活動および軟部組織の負荷を監視および管理するためのシステムであって、
    （ａ）筋活動および軟部組織の負荷レベルを示す電気信号を計測するための複数のセンサと、
    （ｂ）上記電気信号を受信し、筋活動および軟部組織の負荷の値に変換するように構成されたプロセッサであって、上記筋活動および軟部組織の負荷の値を、被験者向けに較正された筋活動および軟部組織の負荷レベルと比較するようにさらに構成されたプロセッサと、
    （ｃ）計測した筋活動および軟部組織の少なくともいずれかの負荷レベルを較正された筋活動および軟部組織の負荷レベルと比較した結果において、筋活動および軟部組織の負荷の少なくともいずれかが所望のレベルを超過していたことを示したとき、上記被験者に警告するための警告モジュールと、を含んでいる
    ことを特徴とする筋活動および軟部組織の負荷を監視および管理するためのシステム。
14. 筋活動および軟部組織の負荷レベルを示す電気信号を計測するための上記複数のセンサは、少なくとも３つのセンサを含んでいる
    ことを特徴とする請求項１３に記載の筋活動および軟部組織の負荷を監視および管理するためのシステム。
15. 上記被験者に配置される上記少なくとも３つのセンサは、
    （ａ）上記被験者の胴体部の前側、内側、または後ろ側の肌表面と接触する第１位置
    （ｂ）上記胴体部の前側、内側、または後ろ側の肌表面の残りと接触する第２位置
    （ｃ）上記胴体部に隣接する関節の前側、後ろ側、内側、または外側の肌表面に接触する第３位置、に配置されている
    ことを特徴とする請求項１４に記載の筋活動および軟部組織の負荷を監視および管理するためのシステム。
16. 上記第１位置および上記第２位置にある上記センサは、上記胴体部の筋活動を計測するように構成されている
    ことを特徴とする請求項１５に記載の筋活動および軟部組織の負荷を監視および管理するためのシステム。
17. 上記第３位置にある上記センサは、上記胴体部に隣接する上記関節の角度を計測するように構成されている
    ことを特徴とする請求項１５または１６に記載の筋活動および軟部組織の負荷を監視および管理するためのシステム。
18. 上記複数のセンサは、圧力センサおよび電気角度計センサの組み合わせを含んでいる
    ことを特徴とする請求項１３から１７のいずれか１項に記載の筋活動および軟部組織の負荷を監視および管理するためのシステム。
19. 筋活動および軟部組織の負荷レベルを示す電気信号を計測するための上記複数のセンサは、上記被験者が着る衣服に組み込まれている
    ことを特徴とする請求項１３から１８のいずれか１項に記載の筋活動および軟部組織の負荷を監視および管理するためのシステム。
20. 上記衣服は圧迫帯である
    ことを特徴とする請求項１９に記載の筋活動および軟部組織の負荷を監視および管理するためのシステム。
21. 筋活動および軟部組織の負荷を監視および管理するための訓練補助具であって、
    （ａ）筋活動および軟部組織の負荷レベルを示す電気信号を計測するための複数のセンサが組み込まれている衣服と、
    （ｂ）上記電気信号を受信し、筋活動および軟部組織の負荷の値に変換するように構成されたプロセッサであって、上記筋活動および軟部組織の負荷の値を、被験者向けに較正された筋活動および軟部組織の負荷レベルと比較するように構成されたプロセッサと、
    （ｃ）計測した筋活動および軟部組織の少なくともいずれかの負荷レベルを較正された筋活動および軟部組織の負荷レベルと比較した結果において、筋活動および軟部組織の負荷の少なくともいずれかが所望のレベルを超過していたことを示したとき、上記被験者に警告するための警告モジュールと、を含んでいる
    ことを特徴とする筋活動および軟部組織の負荷を監視および管理するための訓練補助具。
22. 上記プロセッサおよび警告モジュールは、携帯遠距離通信装置として与えられている
    ことを特徴とする請求項２１に記載の筋活動および軟部組織の負荷を監視および管理するための訓練補助具。
23. 複数のセンサが組み込まれている上記衣服は、圧迫帯である
    ことを特徴とする請求項２１または２２に記載の筋活動および軟部組織の負荷を監視および管理するための訓練補助具。
24. 実質的に実施例を参照してこれまでに説明した、筋活動および軟部組織の負荷を監視および管理するための方法。

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