JPH05293089A - Degree of kinetic load measuring apparatus by heart rate - Google Patents

Degree of kinetic load measuring apparatus by heart rate

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JPH05293089A
JPH05293089A JP4104213A JP10421392A JPH05293089A JP H05293089 A JPH05293089 A JP H05293089A JP 4104213 A JP4104213 A JP 4104213A JP 10421392 A JP10421392 A JP 10421392A JP H05293089 A JPH05293089 A JP H05293089A
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JP
Japan
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heart rate
exercise
subject
exercise load
degree
Prior art date
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JP4104213A
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Japanese (ja)
Inventor
Masaharu Shimizu
正治 清水
Harutoshi Terasawa
治俊 寺澤
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Nippon Koden Corp
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Nippon Koden Corp
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  • Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide a degree of kinetic load measuring apparatus which enables the displaying of how intense exercise is carried on as for the maximum heart rate plainly. CONSTITUTION:This apparatus has an input section 6 to input information on a subject such as age and a heart rate detecting means to detect a heart rate of the subject under exercise. A CPU calculates the maximum heart rate of the subject based on the information on the subject from the input section 6 while it determines the decree of a kinetic load applied on the subject under exercise at least from the maximum heart rate and the heart rate from the heart rate detection means and a display section 7 displays the degree of the kinetic load determined with the CPU in a bar graph 12.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、トレッドミルなどの運
動負荷装置を用いて体力トレーニングや運動処方などを
行なう際に、心拍数を計測して運動負荷度を実時間で表
示するための心拍数による運動負荷度測定装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heartbeat for measuring the heart rate and displaying the degree of exercise load in real time when performing physical training or exercise prescription using an exercise load device such as a treadmill. The present invention relates to a device for measuring an exercise load by a number.

【0002】[0002]

【従来の技術】心拍数は、運動強度にほぼ比例して増加
することが知られており、被験者に適切な運動を処方す
る指導者は、被験者の年齢より最高心拍数を計算し(と
きには性別、運動経験などを計算の要因に入れる)、最
高心拍数の百分率から安全な運動強度の心拍数やトレー
ニングに最適な心拍数を計算して、運動の評価や指導に
用いている。運動中の被験者の心拍数から、たとえば最
高心拍数の85%以上の心拍数の運動は危険、最高心拍
数の約75%の運動が適切というような評価が与えられ
る。そこで、従来のトレッドミルなどの運動負荷装置で
は、体力トレーニングや体力測定、リハビリテーション
や運動処方などを行なう被験者が、適切な運動負荷度
(運動強度)の範囲内で運動を行なっているか否かを把
握できるようにするために、運動中の被験者の心拍数を
計測して表示できるようになっている。
2. Description of the Related Art It is known that heart rate increases almost in proportion to exercise intensity, and an instructor who prescribes an appropriate exercise to a subject calculates a maximum heart rate based on the age of the subject (sometimes gender). , The exercise experience and other factors are included in the calculation), and the heart rate of safe exercise intensity and the optimal heart rate for training are calculated from the percentage of the maximum heart rate, and are used for exercise evaluation and instruction. From the heart rate of the subject during exercise, for example, exercise with a heart rate of 85% or more of the maximum heart rate is dangerous, and exercise of about 75% of the maximum heart rate is appropriate. Therefore, in a conventional exercise load device such as a treadmill, it is determined whether or not a subject who performs physical fitness training, physical fitness measurement, rehabilitation or exercise prescription exercises within an appropriate exercise load (exercise intensity) range. In order to be able to grasp it, the heart rate of the subject during exercise can be measured and displayed.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】このように従来の運動
負荷装置では、運動している被験者の心拍数を数値によ
り表示しており、指導者または運動中の被験者自身が心
拍数の表示を見ながら、安全な心拍数の範囲にあるか、
またはトレーニングにとって最適な心拍数の範囲にある
かを確認していた。しかし、運動負荷装置における心拍
数の表示は1個1個の離散的な表示であり、また指標と
なる安全な心拍数やトレーニングに適切な心拍数も離散
的な数値であるため、実際運動中に心拍数だけが表示さ
れても最高心拍数に対する相対的な関係がわかりにくい
という問題点があった。
As described above, in the conventional exercise load device, the heart rate of the subject who is exercising is displayed numerically, and the instructor or the subject who is exercising sees the display of the heart rate. While being in a safe heart rate range,
Or I was checking if it was in the optimal heart rate range for training. However, the display of the heart rate on the exercise load device is a discrete display for each one, and the safe heart rate that serves as an index and the appropriate heart rate for training are also discrete values, so during actual exercise There was a problem that even if only the heart rate was displayed, it was difficult to understand the relative relationship to the maximum heart rate.

【0004】本発明は、このような従来の技術が有する
課題を解決するために提案されたものであり、最高心拍
数に対してどの程度の強度で運動を行なっているかをわ
かりやすく表示できる運動負荷度測定装置を提供するこ
とを目的とする。
The present invention has been proposed in order to solve the problems of the prior art, and it is possible to display in an easy-to-understand manner the intensity of exercise with respect to the maximum heart rate. An object is to provide a load degree measuring device.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明による運動負荷度測定装置は、年齢などの被験
者情報を入力する入力手段と、運動中の被験者の心拍数
を検出する心拍数検出手段と、上記入力手段から入力さ
れた被験者情報に基づき被験者の最高心拍数を算出する
とともに、少なくともこの最高心拍数と上記心拍数検出
手段からの心拍数とから運動中の被験者に加わる運動負
荷度を算出する演算部と、この演算部で求めた運動負荷
度をバーグラフにより表示する表示部とを備え、好まし
くは測定した運動負荷度の度合によりこの運動負荷度を
バーグラフに色分け表示できる構成となっている。
To achieve this object, an exercise load measuring apparatus according to the present invention comprises an input means for inputting subject information such as age, and a heart rate for detecting the heart rate of a subject during exercise. Detecting means, calculating the maximum heart rate of the subject based on the subject information input from the input means, at least the exercise load applied to the subject during exercise from the maximum heart rate and the heart rate from the heart rate detecting means The calculation unit for calculating the degree of exercise and the display unit for displaying the degree of exercise load obtained by the arithmetic unit in a bar graph are provided. Preferably, the degree of exercise load can be displayed in different colors on the bar graph according to the degree of the degree of exercise load measured. It is composed.

【0006】[0006]

【作用】上述した構成によれば、被験者情報を入力し、
被験者から心拍数を測定するだけで、手技による特別の
計算を行なうことなく、運動中の被験者に加わる運動負
荷度をバーグラフにより表示することができる。
According to the above-mentioned configuration, the subject information is input,
By only measuring the heart rate from the subject, the degree of exercise load applied to the subject during exercise can be displayed by a bar graph without performing special calculation by a technique.

【0007】[0007]

【実施例】以下、本発明による運動負荷度測定装置の具
体的な実施例を図面に基づき詳細に説明する。図1のブ
ロック図に、この運動負荷度測定装置の一実施例を示
す。この図で、心電図用電極1,2はトレッドミルなど
の運動負荷装置で運動中の被験者に装着され、この心電
図用電極1,2によって被験者の心電図が導出される。
運動中の被験者から検出された心電図信号は増幅器3で
増幅されたあと、心拍検出部4に送られる。この心拍検
出部4では、心電図信号からQRS波が検出されたあと
波形整形され、R点に同期した心拍同期信号が作られ
る。この心拍同期信号は、セントラル・プロセッシング
・ユニット5(以下、CPU5という)に送られ、被験
者の心拍数が計測される。ここで、心電図用電極1,
2、増幅器3、心拍検出部4およびCPU5は、心拍数
検出手段を構成している。一方、置数キーなどから構成
される被験者データの入力部6からは、被験者の年齢な
どの情報をCPU5に入力することができる。被験者情
報が入力されると、演算部をなすCPU5では被験者の
最高心拍数を計算し、さらに検出された被験者の心拍数
が最高心拍数に対して何パーセントであるかを計算し
て、運動負荷度表示部7にバーグラフ表示する。また、
心拍数表示部8には被験者から検出された心拍数が数値
により表示される。また、測定した運動負荷度のデータ
はトレッドミルの速度・傾斜制御回路9にも送られる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Specific embodiments of the exercise load measuring device according to the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of this exercise load measuring device. In this figure, the electrocardiographic electrodes 1 and 2 are attached to a subject who is exercising with an exercise load device such as a treadmill, and the electrocardiogram of the subject is derived by the electrocardiographic electrodes 1 and 2.
The electrocardiogram signal detected from the subject who is exercising is amplified by the amplifier 3 and then sent to the heartbeat detecting section 4. In the heartbeat detecting section 4, after the QRS wave is detected from the electrocardiogram signal, the waveform is shaped and a heartbeat synchronizing signal synchronized with the R point is generated. This heartbeat synchronization signal is sent to the central processing unit 5 (hereinafter referred to as CPU 5), and the heartbeat rate of the subject is measured. Here, the electrocardiogram electrode 1,
2, the amplifier 3, the heartbeat detecting section 4, and the CPU 5 constitute a heartbeat rate detecting means. On the other hand, information such as the age of the subject can be input to the CPU 5 from the subject data input unit 6 including a numeric keypad and the like. When the subject information is input, the CPU 5, which is a calculation unit, calculates the maximum heart rate of the subject, and further calculates the percentage of the detected heart rate of the subject with respect to the maximum heart rate to calculate the exercise load. A bar graph is displayed on the degree display unit 7. Also,
The heart rate detected by the subject is numerically displayed on the heart rate display unit 8. The data of the measured exercise load are also sent to the speed / tilt control circuit 9 of the treadmill.

【0008】図2には、運動負荷度表示部7と心拍数表
示部8などが設けられた表示パネル10を示す。この表
示パネル10は、図3に示すようにトレッドミル11な
どの前部に取り付けられる。この実施例の運動負荷度表
示部7では、測定した運動負荷度を5%ごとのバーグラ
フ12として表示できるとともに、運動負荷度の度合に
より75%以下は緑色、80%は黄色、危険領域の85
%以上は赤色というように色分けにより表示できるよう
になっており、運動に効果がある領域、運動が強すぎて
危険な領域を一目で把握できるようになっている。な
お、心拍表示部8の上部に設けられたハートマーク13
は、運動中の被験者の心拍に同期して点滅するようにな
っている。表示パネル10の下部には、被験者データの
入力部6が設けられている。図4は、他の実施例の運動
負荷度表示部7を示しており、この例では55%〜90
%までの運動負荷度を連続した曲線によるバーグラフ1
4として色分け表示できるようになっている。なお、こ
の表示パネル10が設けられるボックス15内には、心
拍検出部4やCPU5などを実装した基板が内蔵されて
いる。
FIG. 2 shows a display panel 10 provided with an exercise load level display section 7, a heart rate display section 8 and the like. The display panel 10 is attached to the front part of the treadmill 11 as shown in FIG. In the exercise load level display unit 7 of this embodiment, the measured exercise load level can be displayed as a bar graph 12 for every 5%, and depending on the degree of the exercise load level, 75% or less is green, 80% is yellow, and there is a risk area. 85
% Or more can be displayed in different colors, such as red, so that areas where exercise is effective and areas where exercise is too strong and dangerous can be recognized at a glance. In addition, the heart mark 13 provided on the upper part of the heartbeat display section 8
Blinks in synchronization with the heartbeat of the subject who is exercising. An input unit 6 for subject data is provided below the display panel 10. FIG. 4 shows an exercise load level display section 7 of another embodiment, which is 55% to 90% in this example.
Bar graph with continuous curve up to 100% exercise load 1
4 can be displayed in different colors. In addition, in the box 15 in which the display panel 10 is provided, a board on which the heartbeat detecting unit 4, the CPU 5, and the like are mounted is incorporated.

【0009】つぎに、このように構成される運動負荷度
測定装置の動作を図5の流れ図を参照して説明する。ま
ず、パネル10に設けられた入力部6から被験者情報を
入力する(ステップS1)。被験者情報が入力される
と、CPU5では被験者の最高心拍数(HRmax )をた
とえば(220−年齢)の計算式により計算する(ステ
ップS2)。この計算式は、統計処理されたデータに基
づくものである。また、心拍検出部4から心拍同期信号
がCPU5に入力されると、QRS波間の時間間隔に相
当するR−R間隔が測定され、続いて瞬時心拍数が計算
される(ステップS3〜S4)。この瞬時心拍数は、R
−R間隔をt1秒としたとき、60秒/t1秒の計算式
によりで求めることができる。続いて、たとえば7拍の
心拍について瞬時心拍数の平均がCPU5で演算される
ことにより、スムージング処理が行われ、被験者の心拍
数が計測される(ステップS5)。求められた心拍数
は、表示パネル10の心拍数表示部8に表示される(ス
テップS6)。続いて、被験者から検出した心拍数を先
に求めた最高心拍数で除算して、心拍数が最高心拍数に
対して何パーセントであるかを計算する(ステップS
7)。この計算値(%HRmax )は、運動中の被験者が
受ける運動強度、すなわちトレッドミルなどの運動負荷
装置によって被験者に加えられている運動負荷度に対応
しており、この計算結果が表示パネル10の運動負荷度
表示部7にバーグラフ表示される(ステップS8)。ま
た、測定した運動負荷度は、運動負荷装置がトレッドミ
ルの場合、速度・傾斜制御回路9に送られ、運動負荷度
が被験者にとって危険な領域である最高心拍数の80%
を超えるような場合に、トレッドミル11の傾斜を緩く
するか、速度を遅くする制御が自動的に行なわれる(ス
テップS9)。これは、急激な運動中にいきなり運動を
停止させると、血管を開いたまま心拍を落とすことにな
り、被験者が失神したり転倒したりするような不具合を
招くからであり、徐々に運動を停止させる処置がとられ
ている。なお、測定した運動負荷度を運動負荷装置の制
御回路9に送出して、最高心拍数の60〜70%の領域
で常に運動が持続できるような制御を自動的に行なえる
ようにしてもよい。
Next, the operation of the exercise load measuring device constructed as described above will be described with reference to the flow chart of FIG. First, subject information is input from the input unit 6 provided on the panel 10 (step S1). When the subject information is input, the CPU 5 calculates the maximum heart rate (HRmax) of the subject by, for example, a calculation formula of (220-age) (step S2). This calculation formula is based on statistically processed data. When the heartbeat synchronizing signal is input to the CPU 5 from the heartbeat detecting unit 4, the RR interval corresponding to the time interval between QRS waves is measured, and then the instantaneous heart rate is calculated (steps S3 to S4). This instantaneous heart rate is R
When the −R interval is t1 seconds, it can be calculated by a calculation formula of 60 seconds / t1 seconds. Then, the CPU 5 calculates the average of the instantaneous heartbeats for the heartbeats of, for example, 7 beats, so that the smoothing process is performed and the heartbeat of the subject is measured (step S5). The obtained heart rate is displayed on the heart rate display portion 8 of the display panel 10 (step S6). Subsequently, the heart rate detected from the subject is divided by the previously obtained maximum heart rate to calculate what percentage the heart rate is relative to the maximum heart rate (step S
7). This calculated value (% HRmax) corresponds to the exercise intensity received by the subject during exercise, that is, the degree of exercise load applied to the subject by an exercise load device such as a treadmill, and this calculation result is displayed on the display panel 10. A bar graph is displayed on the exercise load display unit 7 (step S8). Further, the measured exercise load is sent to the speed / tilt control circuit 9 when the exercise load device is a treadmill, and the exercise load is 80% of the maximum heart rate which is a dangerous region for the subject.
If it exceeds, the control for making the inclination of the treadmill 11 gentle or slowing the speed is automatically performed (step S9). This is because if you suddenly stop the exercise during a sudden exercise, you will lose your heartbeat while keeping the blood vessels open, which may cause the subject to faint or fall. Measures are taken to cause it. It should be noted that the measured exercise load level may be sent to the control circuit 9 of the exercise load device so that control can be automatically performed so that the exercise can always be continued in the region of 60 to 70% of the maximum heart rate. ..

【0010】上述した実施例では、運動負荷度を(心拍
数/最高心拍数)×100として求めているが、つぎに
説明するような演算をCPU5で行なうことにより運動
負荷度を求めてもよい。被験者の安静時の心拍数をaと
し、最大運動時の心拍数である最大心拍数をbとすると
ともに、安静時の運動強度が0%であり、最大運動時の
運動強度が100%とすれば、ある運動強度xに対応する
心拍数yは次式で与えられる。 y={(b−a)/100}・x+a …(1) この(1)式をxについて解けば、 x=(y−a)×{1/(b−a)} …(2) となる。被験者データとして安静時の心拍数aを入力し
ておくとともに、最大心拍数bを計算したあとに、この
(2)式をCPU5で演算すれば、ある心拍数yのとき
の運動負荷度を求めることができる。なお、最大心拍数
bは被験者の年齢をuとしたとき、次式によって求める
こともできる。 b=210−0.8u …(3) この(3)式によれば、たとえば被験者の年齢が25歳
であるとき、被験者の最大心拍数は毎分190回とな
る。
In the above-described embodiment, the exercise load level is calculated as (heart rate / maximum heart rate) × 100, but the exercise load level may be calculated by the CPU 5 by performing the following calculation. .. Let the subject's resting heart rate be a, the maximum heart rate during maximum exercise be b, and the resting exercise intensity to be 0%, and the maximum exercise intensity to be 100%. For example, the heart rate y corresponding to a certain exercise intensity x is given by the following equation. y = {(b−a) / 100} · x + a (1) If this equation (1) is solved for x, x = (y−a) × {1 / (b−a)} (2) Become. When the resting heart rate a is input as the subject data, and the maximum heart rate b is calculated and then this equation (2) is calculated by the CPU 5, the exercise load degree at a certain heart rate y is obtained. be able to. The maximum heart rate b can also be calculated by the following equation, where u is the age of the subject. b = 210-0.8u (3) According to this formula (3), when the subject is 25 years old, the maximum heart rate of the subject is 190 beats per minute.

【0011】なお、上述した実施例において、表示パネ
ル10に計算で求めた最高心拍数を同時に表示してもよ
い。
In the above-described embodiment, the calculated maximum heart rate may be simultaneously displayed on the display panel 10.

【0012】[0012]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、運
動負荷装置によって運動中の被験者が受けている運動負
荷度を、心拍数を計測するだけで特別な計算を手技によ
り行なうことなく、リアルタイムで自動的に表示するこ
とができるので、安全な領域で運動を行なっているか、
またはトレーニングに適切な運動強度で運動を行なって
いるかを一目で把握することができるという利点があ
る。また、運動負荷度をバーグラフ表示することによ
り、数字表示あるいはメータ表示またはランプ表示など
に比べ運動状態がより把握し易くなる。さらにまた、危
険領域を色分けして表示すれば、特別な知識を持たない
被験者でも現在の運動が強すぎて危険な領域にあるか否
かを容易に認識できるという効果がある。したがって、
本発明による運動負荷度測定装置を用いることにより、
効果的で安全なトレーニングを手軽に行なうことがで
き、リハビリテーションや体力トレーニング、運動処方
などを行なう場合に有効性が非常に大きい。
As described above, according to the present invention, the degree of exercise load received by an exercise subject by an exercise load device is measured by measuring the heart rate without performing any special calculation. Since it can be automatically displayed in real time, whether you are exercising in a safe area,
Alternatively, there is an advantage that it is possible to grasp at a glance whether or not exercise is being performed at an exercise intensity suitable for training. In addition, by displaying the exercise load degree in a bar graph, it becomes easier to understand the exercise state as compared with numerical display, meter display, or lamp display. Furthermore, by displaying the dangerous areas in different colors, it is possible for a subject who does not have any special knowledge to easily recognize whether or not the current exercise is too strong and is in the dangerous area. Therefore,
By using the exercise load measuring device according to the present invention,
Effective and safe training can be performed easily, and its effectiveness is extremely large when performing rehabilitation, physical training, exercise prescription, etc.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明による運動負荷度測定装置の一実施例を
示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an exercise load measuring apparatus according to the present invention.

【図2】この運動負荷度測定装置の表示パネルを概略的
に示す平面図である。
FIG. 2 is a plan view schematically showing a display panel of the exercise load measuring device.

【図3】上記運動負荷度測定装置が設置されたトレッド
ミルを概略的に示す斜視図である。
FIG. 3 is a perspective view schematically showing a treadmill provided with the exercise load measuring device.

【図4】他の実施例の表示パネルを概略的に示す平面図
である。
FIG. 4 is a plan view schematically showing a display panel of another embodiment.

【図5】上記運動負荷度測定装置の動作を説明するため
の流れ図である。
FIG. 5 is a flowchart for explaining the operation of the exercise load measuring device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,2 心電図用電極 3 増幅器 4 心拍検出部 5 セントラル・プロセッシング・ユニット 6 被験者データの入力部 7 運動負荷度表示部 8 心拍数表示部 9 速度・傾斜制御回路 10 表示パネル 11 トレッドミル 12,14 バーグラフ 1, 2 Electrocardiogram electrode 3 Amplifier 4 Heartbeat detection unit 5 Central processing unit 6 Subject data input unit 7 Exercise load level display unit 8 Heart rate display unit 9 Speed / tilt control circuit 10 Display panel 11 Treadmill 12, 14 Bar graph

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 年齢などの被験者情報を入力する入力手
段と、 運動中の被験者の心拍数を検出する心拍数検出手段と、 上記入力手段から入力された被験者情報に基づき被験者
の最高心拍数を算出するとともに、少なくともこの最高
心拍数と上記心拍数検出手段からの心拍数とから運動中
の被験者に加わる運動負荷度を算出する演算部と、 この演算部で求めた運動負荷度を表示する表示部とを有
することを特徴とする心拍数による運動負荷度測定装
置。
1. An input unit for inputting subject information such as age, a heart rate detecting unit for detecting a heart rate of a subject during exercise, and a maximum heart rate of the subject based on the subject information input from the input unit. A calculating unit for calculating the exercise load applied to the subject during exercise from at least the maximum heart rate and the heart rate from the heart rate detecting means, and a display for displaying the exercise load calculated by the calculating unit An apparatus for measuring an exercise load by a heart rate, comprising:
【請求項2】 測定した運動負荷度の度合によりこの運
動負荷度をバーグラフにより表示することを特徴とする
請求項1記載の心拍数による運動負荷度測定装置。
2. The exercise load level measuring device according to claim 1, wherein the exercise load level is displayed in a bar graph according to the degree of the measured exercise load level.
JP4104213A 1992-04-23 1992-04-23 Degree of kinetic load measuring apparatus by heart rate Pending JPH05293089A (en)

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Cited By (6)

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