JP3516357B2 - 消費カロリー計 - Google Patents

消費カロリー計

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JP3516357B2 JP20822894A JP20822894A JP3516357B2 JP 3516357 B2 JP3516357 B2 JP 3516357B2 JP 20822894 A JP20822894 A JP 20822894A JP 20822894 A JP20822894 A JP 20822894A JP 3516357 B2 JP3516357 B2 JP 3516357B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】生体の消費カロリーを演算して表
示する消費カロリー計、特に、測定した脈拍数から消費
カロリーを演算して表示する電子式消費カロリー計に関
する。
【0002】
【従来の技術】従来の測定した脈拍数から消費カロリー
を算出して表示する消費カロリー計は、事前にガスアナ
ライザーによるCO2 量の測定と同時に脈拍数を測定し
て、被測定者個体の消費カロリーと脈拍数の関係式をデ
ータ書込み回路で書き込んで、以後被測定者の脈拍数を
測定して消費カロリーを算出するもの、特許出願平成5
−117672号に示すように、予め被測定者の性別,
年齢,身長,体重を定数として記憶設定し、事前に安静
時の脈拍数を測定して記憶設定し、設定以後の測定脈拍
数と前記安静時脈拍数とを比較し、運動時であるか、安
静時であるかを判別し、それぞれ運動時演算式又は安静
時演算式にあてはめて消費カロリーを算出するものであ
った。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の、事前にガスア
ナライザを使用する方法は、入排出パイプを備えたマス
クを生体(被測定者)の顔面に押圧して取り付けて、パ
イプを介して背負ったダグラスバッグへ呼気を溜めて後
分析器で分析したり、パイプを介して直接分析器へ呼気
を送ったりして被測定者に大きな肉体的負担を掛け、操
作・測定の熟練者しか使用できず、このため一般用とし
て提供できない、被測定者個人の身体的特徴に応じた消
費カロリーの算出ができない等の問題点があった。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明の消費カロリー計
は、被測定者の脈拍数を測定する脈拍測定装置と、脈拍
測定装置で測定された脈拍数と少なくとも被測定者の除
脂肪量から運動時における消費カロリーを算出する算出
装置を備える。または、除脂肪量と基礎代謝量と脈拍数
から運動時の消費カロリーを算出する。また本発明の消
費カロリー計は、被測定者の性別、年齢、身長、体重、
体脂肪率を定数として入力する個人データ入力装置を備
え、除脂肪量は体重と体脂肪率から算出し、基礎代謝量
は性別、年齢、身長、体重とから算出することとする。
また本発明の消費カロリー計は、入力された定数と安静
時の脈拍数を記憶する記憶装置と、前記脈拍測定装置で
測定された脈拍数と前記記憶装置に記憶されている安静
時の脈拍数とを比較することで、現在の状態が安静時で
あるか運動時であるかを判別し、その判別結果に従って
安静時演算式又は運動時演算式のどちらを使用するか選
択する判別装置と、安静時演算式では、前記脈拍測定装
置で測定された脈拍数と入力された定数から消費カロリ
ーを算出し、運動時演算式では、前記脈拍測定装置で測
定された脈拍数と除脂肪量を含むパラメータから消費カ
ロリーを算出する算出装置とを有する。また本発明の消
費カロリー計は、除脂肪量は体脂肪率から算出すること
とし、更に算出された消費カロリーを表示する表示装置
を備え、脈拍測定装置は被測定者の耳たぶの脈拍数を測
定するものであってもよい。
【0005】
【作用】本発明の脈拍数測定式消費カロリー計におい
て、測定した脈拍数から消費カロリーを算出する演算式
と、その演算式を導き出した各種測定について説明す
る。脈拍数と消費カロリーが比例関係にあることは、ガ
スアナライザー等による消費カロリーの測定と同時に脈
拍数を測定して、被測定者個体の消費カロリーと脈拍数
の関係式を算出して消費カロリー計のセット回路に書き
込んで、以後被測定者の脈拍数を測定して消費カロリー
を算出する消費カロリー計を提案している特開平2−8
0029号等で既に明かである。
【0006】又、図3のグラフに示すように、脈拍数と
消費カロリー(酸素消費量)の関係が安静時の関係式と
運動時の関係式の2つの関係式で表されることは、厚生
年金病院年報第17巻(1990年)201−206
や、弘前医学40巻1号(昭和63年3月)60−69
等で、既に知られている事である。この各種測定はその
関係式(演算式)を導き出すためのデータを得る事を目
的とするものである。
【0007】被測定者は女性12名、男性9名で図7,
図8の表にその一覧を示す。測定は図6の表に示す内容
の安静状態と運動状態について脈拍数と消費カロリーの
関係を求めた。脈拍数の測定は30秒毎のデータを取
り、消費カロリーの測定法は、トレッドミル歩行の時は
トレッドミル法で、エルゴメーター運動の場合はエルゴ
メーター法で、他はダグラスバッグ法である。
【0008】図7,図8に、測定の結果から導き出され
た各被測定者の運動時回帰式,安静時回帰式の一覧、及
び各回帰式から求められた後説する演算式から算出され
た値と、ガスアナライザーによる測定値との相関係数の
一覧を示す。
【0009】安静時について見てみると、Xの係数の平
均は男性0.01808,女性0.00895となり、
消費カロリーをY(kcal/分)、立位安静時脈拍数
をA、測定時脈拍数をX、基礎代謝量(1分間値)をC
とすると、安静時平均式は 男性 Y=0.01808X+C−0.01808(A
−20.25) 女性 Y=0.00895X+C−0.00895(A
−20.25) となり、安静時演算式 男性の場合 Y=0.01808(X−A+20.25)+C…(1)式 女性の場合 Y=0.00895(X−A+20.25)+C…(2)式 が導き出される。式中の「20.25」は横臥位安静時
脈拍数と立位安静時脈拍数との差の平均値である。
【0010】運動時について見てみると、安静時と異な
って個人差があり、Xの係数は男性は除脂肪量(体重−
体脂肪率*体重)を身長(m)の二乗で除したもの(L
BM/Ht2 )に比例し、体脂肪率(%FAT)、年齢
に反比例をしており、女性の係数についてはLBM/H
2 に比例し、%FATに反比例したが、年齢との明確
な関係は見られなかった。これらの変数との重回帰分析
から、次のような運動時式のXの係数についての回帰式
を導いた。運動時式のXの係数をBとすると、 男性 B1=0.0109(LBM/Ht2)-0.0023(%FAT)-0.0007(年
齢)-0.0211 女性 B2=0.0140(LBM/Ht2)-0.0012(%FAT)-0.1254 となり、運動時演算式は 男性の場合 Y=B1(X−A)+C+0.3645……(3)式 女性の場合 Y=B2(X−A)+C+0.1812……(4)式 となる。
【0011】ここでCは、図5の表に示す厚生省発表の
昭和44年算定の横臥位安静時の体表面積当たり基礎代
謝基準値c(kcal/m2/時)を基に C(kcal/分)=c*a/60…………………………(5)式 より算出した値である。aは体表面積(cm2 )で、厚生
省発表の 0才は a=W0.473*H0.655*95.68……(6)式 1〜5才 a=W0.423*H0.362*381.89…(7)式 6才以上 a=W0.444*H0.663*88.83……(8)式 より算出する。ここで、Wは体重(kg)、Hは身長(c
m)である。以上の式の中から被測定者の身体的条件、
測定時の条件にあった式が選択されて消費カロリーが算
出される。
【0012】以上説明した各種条件での脈拍数の測定値
から演算式により算出された消費カロリーの値と、ガス
アナライザーによる測定値との相関係数Rは図7,図8
に示すように、0.90〜0.98であり、演算式は妥
当なものと考えられる。
【0013】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図1の(A)は本発明の一実施例の消費カロリ
ー計の表示部と脈拍センサーの外形とを示す図、(B)
はその使用状態を示す図、図2は本発明の他の実施例の
腕時計タイプの消費カロリー計の図で、脈拍センサーは
指に取り付けるタイプの図であるが、実開平4−903
07,特開平1−270850の実施例に示されるよう
に脈拍センサーは腕時計タイプの消費カロリー計の裏面
すなわち腕と接触する面に配設する事も出来るので、消
費カロリー計本体と脈拍センサーとを結ぶコードを無く
すこともできる。又、図示していないがエルゴメータ,
トレッドミル等の運動器具に装着して使用することもで
きる。
【0014】図3は脈拍数と消費カロリーとの関係を示
すグラフ、図4は本発明の一実施例の消費カロリー計の
操作を示すフローチャート、図5は厚生省発表の昭和4
4年算定時の体表面積当たり基礎代謝基準値の表、図6
は脈拍数と消費カロリーの関係を求めるための各種の測
定条件の一覧表、図7,8は測定の結果から導き出され
た回帰式と演算式から算出された値とガスアナライザー
による測定値との相関係数の一覧表、図9は実施例の消
費カロリー計の構成を説明するブロック図である。
【0015】図9のブロック図に従って、本発明の一実
施例の消費カロリー計の構成を説明する。入力装置(1
1)によって入力された性別,年齢,身長,体重,体脂
肪率のデーター、脈拍センサー(8),検出装置(9)
によって検出された安静時脈拍数Aのデーターは記憶装
置(12)に記憶設定され、演算装置(13)によって
前説の(1)式から(8)式までの各式が完成される。
【0016】初期値設定が終わると、設定以後の脈拍セ
ンサー,検出装置により測定された脈拍数Xの値が、立
位安静時脈拍数Aより大きいか小さいかを比較判別装置
(10)によって比較して、安静時演算式を適用するか
運動時演算式を適用するかを判別する。適用する演算式
が決まると、測定された脈拍数Xの値が代入されて演算
装置(13)により消費カロリーY(kcal/分)が
算出されて、表示装置(14)にて表示される。
【0017】次に図4に示す操作のフローチャートに従
って、図1に示す本発明の一実施例の消費カロリー計の
操作を、例として被測定者の身体的条件が性別は男性,
年令48才,身長165cm,体重60kg,体脂肪率20
%,安静時脈拍数75拍/分の場合について説明する。
まず、消費カロリー計本体(1)の設定釦(4)を押し
て「設定」の横の「△」を点灯表示させて(ステップ1
00)初期設定状態にはいる。
【0018】モード釦(3)を押して表示部の「性別」
の下の「△MW]を点灯させ(ステップ101)、△釦
(6)で「M」(男性)だけを点灯させて(ステップ1
02)のちモード釦を押すと「性別」の下の「△M]の
表示が消えて性別が設定登録されると同時に「年令」の
下の「△」が点灯(ステップ103)する。
【0019】ここで△釦(6),▽釦(7)を押して数
値表示部に年令の「48」を表示させ(ステップ10
4)、モード釦(3)を押すと「年令」の下の「△」の
表示が消えて年令が設定登録されると同時に「身長」の
下の「△」が点灯(ステップ105)する。△釦
(6),▽釦(7)を押して数値表示部に身長の「16
5」を表示させ(ステップ106)、続いてモード釦
(3)を押すと「身長」の下の「△」の表示が消えて身
長が設定登録されると同時に「体重」の下の「△」が点
灯(ステップ107)する。
【0020】同じように△釦(6),▽釦(7)を押し
て数値表示部に体重の「60」を表示させ(ステップ1
08)、モード釦(3)を押すと体重の下の「△」の表
示が消えて体重が設定登録されると同時に「脂肪率」の
下の「△」が点灯(ステップ109)する。
【0021】同じように△釦(6),▽釦(7)を押し
て数値表示部に脂肪率の「20」を表示させ(ステップ
110)、モード釦(3)を押すと脂肪率の下の「△」
の表示が消えて脂肪率が設定登録されると同時に、「脈
拍」の横の「△」が点灯(ステップ111)する。立位
の安静な姿勢で、消費カロリー計本体(1)に接続され
た脈拍センサー(5)を耳たぶに取り付けて脈拍を測定
し始める(ステップ112)と、本体に内蔵されたタイ
マーが働いて約2分後に測定された(ステップ113)
脈拍数75拍/分を立位安静時脈拍数(図3の右側の運
動演算線と左側の安静時演算線との交点A点の脈拍数に
該当する)として記憶し、設定釦(4)を押す(ステッ
プ114)と脈拍の横の「△」の表示が消えて立位安静
時脈拍数が設定登録される(ステップ115)と同時に
「CAL」の横の「△」が点灯する。
【0022】ここで、全ての設定が終了したので設定釦
(4)を押して表示部の「設定」の横の「△」の表示が
消灯すると、設定状態が終了し、測定状態に入る。測定
状態ではモード釦(3)を押す事により「脈拍」の表示
と「CAL」(消費カロリー)の表示を切り換えて指定
する事ができる。体調が変化して安静時脈拍数が変わっ
た時には、ステップ111の立位安静時脈拍数の測定設
定登録をやり直すだけで簡単に対応できる。
【0023】本被測定者の場合、設定条件は(8),
(5),(1)式に当てはめて計算される事になりその
結果、安静時脈拍数75に対する消費カロリーは1.3
00kcal/分と算出される。以後、ジョギングなど
の運動を開始して脈拍数が130になると、安静時脈拍
数75より大きいため運動時演算式である(3)式が適
用されて消費カロリーは6.415kcal/分と算出
される。
【0024】又、座位状態などで脈拍数が65になる
と、安静時脈拍数75より小さいため安静時演算式であ
る(1)式が適用されて消費カロリーは1.121kc
al/分と算出される。また、横臥位状態などで脈拍数
が50になると、推定横臥位安静脈拍数(75−20.
25)=54.75より小さいため、基礎代謝の値であ
る0.935kcal/分がそのまま適用される。算出
された値は累積されて、表示部(2)に消費カロリーと
して表示される。尚、本実施例では脈拍数の測定は10
秒間隔で、消費カロリーの算出は1分間隔で行っている
が、使用されているC.P.Uの演算処理能力等に合わ
せて、測定・演算間隔を変えることはできる。このよう
に、身体的条件を設定し事前に安静時脈拍数を測定・設
定するだけで、以後は耳たぶ・腕部等にて脈拍を測定す
るだけで簡単に消費カロリーが算出できる。
【0025】
【発明の効果】本発明の消費カロリー計によれば、測定
時に被測定者がガスアナライザを使用する必要がない事
はもちろん、事前にもガスアナライザによる被測定者個
人の測定が不要で、被測定者の耳たぶ、指、腕部等にて
脈拍を測定するだけで、被測定者に肉体的負担をかけ
ず、体調が変化して安静時脈拍数が変わった時でも立位
安静時脈拍数の測定設定登録をやり直すだけで簡単に対
応でき、操作・測定の専門家でなくても簡単に使用でき
る。また、運動時における消費カロリーの算出におい
て、推定式に除脂肪量及び基礎代謝量を加えたことによ
り被測定者の個人差により対応し、高精度に消費カロリ
ーを算出することが可能となる。更に、安静時の脈拍数
を記憶し測定された脈拍数と比較する構成とすること
で、安静時か運動時かを判別し、その状態にあった式を
用いて消費カロリーを算出するので、どのような状態に
おいても、高精度に被測定者の消費カロリーを算出する
ことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(A)は本発明の一実施例の消費カロリー計の
表示部と脈拍センサーの外形とを示す図、(B)はその
使用状態を示す図。
【図2】本発明の他の実施例の腕時計タイプの消費カロ
リー計の図。
【図3】脈拍数と消費カロリーとの関係を示すグラフ。
【図4】本発明の一実施例の消費カロリー計の操作を示
すフローチャート。
【図5】厚生省発表の昭和44年算定時の体表面積当た
り基礎代謝基準値の表。
【図6】脈拍数と消費カロリーの関係を求めるための各
種の測定条件の一覧表。
【図7】測定の結果から導き出された回帰式と演算式か
ら算出された値とガスアナライザーによる測定値との相
関係数の一覧表。
【図8】測定の結果から導き出された回帰式と演算式か
ら算出された値とガスアナライザーによる測定値との相
関係数の一覧表。
【図9】本発明の一実施例の消費カロリー計の構成を説
明するブロック図。
【符号の説明】
1 消費カロリー計本体 2 表示部 3 モード釦 4 設定釦 5 脈拍センサー 6 △釦 7 ▽釦 8 脈拍センサー 9 検出装置 10 比較判別装置 11 入力装置 12 記憶装置 13 演算装置 14 表示装置

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被測定者の脈拍数を測定する脈拍測定装
    置と、 脈拍測定装置で測定された脈拍数と少なくとも被測定者
    の除脂肪量とから運動時における消費カロリーを算出す
    る算出装置を備える消費カロリー計。
  2. 【請求項2】 前記算出装置は、除脂肪量と、基礎代謝
    量と、前記脈拍測定装置で測定された脈拍数とから運動
    時の消費カロリーを算出することを特徴とする請求項1
    に記載の消費カロリー計。
  3. 【請求項3】 被測定者の脈拍数を測定する脈拍測定装
    置と、 被測定者の性別、年齢、身長、体重、体脂肪率を定数と
    して入力する個人データ入力装置と、 体重と体脂肪率から除脂肪量を算出し、 性別、年齢、身長、体重から基礎代謝量を算出し、 前記脈拍装置装置で測定された脈拍数と前記除脂肪量と
    前記基礎代謝量とから運動時における消費カロリーを算
    出する算出装置を備える消費カロリー計。
  4. 【請求項4】 被測定者の脈拍数を測定する脈拍測定装
    置と、 被測定者の性別、年齢、身長、体重、体脂肪率を定数と
    して入力する個人データ入力装置と、 入力された定数及び安静時の脈拍数を記憶する記憶装置
    と、 前記脈拍測定装置で測定された脈拍数と前記記憶装置に
    記憶されている安静時の脈拍数とを比較することで、現
    在の状態が安静時であるか運動時であるかを判別し、そ
    の判別結果に従って安静時演算式又は運動時演算式のど
    ちらを使用するか選択する判別装置と、 安静時演算式では、前記脈拍測定装置で測定された脈拍
    数と入力された定数から消費カロリーを算出し、 運動時演算式では、前記脈拍測定装置で測定された脈拍
    数と除脂肪量を含むパラメータから消費カロリーを算出
    する算出装置とを有することを特徴とする消費カロリー
    計。
  5. 【請求項5】 前記除脂肪量は体脂肪率から算出される
    ことを特徴とする請求項2から請求項4のいずれか1項
    に記載の消費カロリー計。
  6. 【請求項6】 更に算出された消費カロリーを表示する
    表示装置を備えることを特徴とする請求項2から請求項
    5のいずれか1項に記載の消費カロリー計。
  7. 【請求項7】 前記脈拍測定装置は被測定者の耳たぶの
    脈拍数を測定するものであることを特徴とする請求項2
    から請求項6のいずれか1項に記載の消費カロリー計。
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