JPH06142087A

JPH06142087A - 運動モニタ装置

Info

Publication number: JPH06142087A
Application number: JP30367392A
Authority: JP
Inventors: Masanao Kawatahara; 雅直川田原; Kazuhisa Tanabe; 一久田部; Akitoshi Miki; 章利三木; Riichi Shiga; 利一志賀
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1992-11-13
Filing date: 1992-11-13
Publication date: 1994-05-24

Abstract

(57)【要約】【目的】筋肉の疲労状態を直接的に検知して、各人の
運動能力や運動目的に合わせた最適な運動負荷を指示で
きる運動モニタ装置を提供する。【構成】筋肉組織中の血中酸素量を非侵襲的に計測す
る計測手段３〜５，８と、この計測結果より運動部位の
筋肉組織中での血中酸素量の変化を把握して、この変化
状態に基づいて実行中の運動についての運動負荷レベル
を判定する判定手段１５と、必要に応じて機能して、判
定手段１５で判定された運動負荷レベルを予め設定され
ている目標レベルと比較し、両者を一致させるように運
動ペースを指示する運動負荷指示手段１１，１２，１５
とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ジョギングなどの運
動中における生体の生理状態を監視して、各人の運動目
的に見合った運動ペースを指示することができる運動モ
ニタ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】運動中の生体の生理状態を監視する装置
としては、例えば、脈拍計や心電計などが存在する。ま
た、運動時のリズムやペースを指示する装置として、例
えば、運動ペースメーカが存在する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、心電計や脈拍
計は、心臓や循環系の状態をモニタするに過ぎないの
で、運動部位の筋肉疲労などに関わる組織代謝状態を知
ることが出来ないという問題点がある。また、心拍数な
どの指標は、万人一般に与えられる平均的な指標に過ぎ
ず、各個人の特性を反映したものではないという問題点
もある。

【０００４】その為、脈拍計などのデータに基づいて運
動したのでは、過度な運動によって筋肉にダメージを与
えてしまったり、逆に、運動強度が弱すぎるために筋力
トレーニングの効果が得られないなどの問題点が生じ得
る。また、仮に、心拍数の表示に基づいて自らの運動状
態を把握して、最適な運動レベルに調整しようとして
も、それが煩雑かつ複雑であるという問題点がある。

【０００５】運動ペースメーカについても同じような問
題点があり、この装置は一定リズムでの運動を強要する
ものとも言えるので、個人の運動能力の差、その日の体
調、或いは運動中の疲労状態などによっては、運動によ
る障害を引き起こす恐れもある。また、本来の運動の前
後には、適切なウォーミングアップとクールダウンとが
必要であるが、運動ペースメーカでは、運動を徐々に立
ち上げたり、徐々に運動を立ち下げることができないと
いう問題もある。その為、例えば、筋肉組織の血管が拡
張しきらない状態で本来の運動を開始してしまう恐れも
あり、脈拍の急激な上昇により血圧の過激な上昇をまね
き、高齢者などでは致命的な事故も生じ得る。同様に、
血管が拡張しきった状態で突然運動を中止してしまう恐
れもあり、血圧低下による体調不良、貧血、転倒などの
事故が生じ得る。

【０００６】この発明は、これらの問題点に着目してな
されたものであって、筋肉の疲労状態を直接的に検知し
て、各人の運動能力や運動目的に合わせた最適な運動負
荷を指示でき、また、適切なウォーミングアップとクー
ルダウンを指示することのできる運動モニタ装置を提供
することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成する
為、請求項１に係る運動モニタ装置は、筋肉組織中の
血中酸素量を非侵襲的に計測する計測手段と、この計
測結果より運動部位の筋肉組織中での血中酸素量の変化
を把握して、この変化状態に基づいて実行中の運動につ
いての運動負荷レベルを判定する判定手段と、必要に
応じて機能して、前記判定手段で判定された運動負荷レ
ベルを予め設定されている目標レベルと比較し、両者を
一致させるよう運動ペースを指示、或いは運動負荷の制
御を行う運動負荷指示／制御手段とを特徴的に備えてい
る。

【０００８】請求項２に係る運動モニタ装置は、筋肉
組織中の血中酸素量を非侵襲的に計測する計測手段と、
各人の運動目的や最大酸素摂取量などの個人データを
受ける入力手段と、前記運動目的に基づいて運動負荷
レベルを決定し、この運動負荷レベルに対応した血中酸
素量の目標値を前記最大酸素摂取量などに基づいて決定
する決定手段と、前記運動目的に基づく運動が開始さ
れた後、前記計測手段で計測される血中酸素量と前記決
定手段で決定された目標値とを比較して、その比較結果
に基づいて運動ペースを指示、或いは運動負荷の制御を
行う運動負荷指示／制御手段とを特徴的に備えている。

【０００９】請求項３に係る運動モニタ装置は、’筋
肉組織中の血液量と血中酸素量とを非侵襲的に計測する
計測手段と、この計測結果に基づいてウォーミングア
ップ完了時を指示するウォーミングアップ指示手段と、
前記計測手段によって計測される血中酸素量の変化の
割合に基づいて、適宜な運動ペースを指示しつつクール
ダウンを完了させるクールダウン指示手段とを特徴的に
備えている。

【００１０】

【作用】

〔請求項１の運動モニタ装置〕計測手段は、筋肉組織中の血中酸素量を非侵襲的に計
測する。具体的な計測方法は、特に限定されないが、例
えば、近赤外２波長により血中酸素化ヘモグロビン量を
測定すれば良い。

【００１１】判定手段は、この計測結果より運動部位
の筋肉組織中での血中酸素量の変化を把握して、この変
化状態に基づいて実行中の運動についての運動負荷レベ
ルを判定する。ここで、運動負荷レベルとは、例えば、
酸素消費よりも酸素供給が上回っている第１の状態、両
者が釣り合っている第２の状態、酸素消費が酸素供給を
越えている第３の状態の３段階のレベルが該当する。そ
して、血中酸素量は、各レベルごとに特徴的な変化をす
るので、例えば、その変化に基づいて運動負荷レベルを
判定する。

【００１２】運動負荷指示／制御手段は、必要に応じ
て機能するものであるが、判定手段で判定された運動負
荷レベルを予め設定されている目標レベルと比較して、
両者を一致させるように運動ペースを指示したり、或い
は運動負荷の制御を行う。例えば、上記第１の状態が目
標レベルである場合に、判定結果が上記第２の状態であ
れば、運動ペースを弱めるような指示がされる。

【００１３】〔請求項２の運動モニタ装置〕入力手段は、各人の運動目的や最大酸素摂取量などの
個人データを受けつける。ここで、運動目的とは、例え
ば、痩身目的や筋力強化目的や無酸素的運動能力向上の
目的をいい、この運動目的に応じて実行すべき運動負荷
レベルが異なる。

【００１４】決定手段は、前記運動目的に基づいて運
動負荷レベルを決定し、この運動負荷レベルに対応した
血中酸素量の目標値を前記最大酸素摂取量などに基づい
て決定する。従って、各人の運動能力と運動目的に応じ
て血中酸素量の目標値が決定されることになる。運動負荷指示／制御手段は、前記運動目的に基づく運
動が開始された後、前記計測手段で計測される血中酸素
量と前記決定手段で決定された目標値とを比較して、そ
の比較結果に基づいて運動ペースを指示したり、或い
は、運動負荷の制御を行う。

【００１５】〔請求項３の運動モニタ装置〕 ’計測手段は、筋肉組織中の血液量と血中酸素量とを
非侵襲的に計測する。ウォーミングアップ指示手段は、計測手段による計測
結果に基づいてウォーミングアップ完了時を指示する。
具体的な方法は、特に限定されないが、例えば、血液量
の変化量が一定値以内になったことをもってウォーミン
グアップ完了を指示したり、或いは、数点の測定結果に
基づいて最大血液量を予測して、その最大血液量に一定
値以上近づいたことをもってウォーミングアップ完了を
指示すれば良い。

【００１６】クールダウン指示手段は、前記計測手段
によって計測される血中酸素量の変化の割合に基づい
て、適宜な運動ペースを指示しつつクールダウンを完了
させる。具体的には、特に限定されないが、クールダウ
ン時における適切な血中酸素量の変化状態は予め分かっ
ているので、例えば、血中酸素量の適切な変化に合致す
るよう運動のペースを指示し、血中酸素量のレベルに基
づいてクールダウンの完了を指示する。

【００１７】

【実施例】以下、実施例に基づいて、この発明を更に詳
細に説明する。図１は、この発明の一実施例である運動
モニタ装置のブロック図を図示したものである。この装
置は、足などの運動部位に装着されるプローブ部１と、
腕時計型の表示部などを備える本体部２とで構成されて
おり、プローブ部１と本体部２は、テレメータにより接
続されている。

【００１８】プローブ部１は、近赤外光２波長を発生す
る発光素子３と、生体組織からの反射光を受ける受光素
子４と、発光素子３及び受光素子４と接続される近赤外
光測定部５と、足などの運動状態を検出する加速度セン
サ６と、加速度センサ６の出力を受ける加速度検出部７
と、近赤外光測定部５と加速度検出部７の出力に基づい
て組織酸素や血液量変化などを算出する演算部８と、こ
れらのデータを本体部２に送信するデータ送信部９とで
構成されている。

【００１９】本体部２は、プローブ部１からの送信デー
タを受信するデータ受信部１０と、受信データなどを表
示する表示部１１と、必要に応じてブザー音を発生する
発声部１２と、必要な指示を与える為に操作されるキー
入力部１３と、指など本体部２の装着部位近傍で脈波を
検出する脈波検出部１４と、各部の動作を制御する制御
部１５とで構成されている。

【００２０】この装置は、ジョギングなどの野外運動
や、エルゴメータなどによる室内運動に合わせて用いら
れるものであり、図２，図３は、この装置の使用状態を
図示したものである。すなわち、図２は、ジョギングな
どの運動にこの装置を使用した例であり、発光素子３，
受光素子４，加速度センサ６によるセンサプローブ１６
を太股に、また、プローブ部１の他の部分を腰に装着し
て、本体部２を腕に装着して走っている状態を示してい
る。また、図３は、エルゴメータによる運動にこの装置
を使用した例であり、この場合にはエルゴメータ１７の
前に本体部２を設置して、その表示部１１を見ながら運
動している状態を示している。なお、このような用い方
の場合、図１の本体部２とエルゴメータ１７とを接続し
て、運動負荷を自動調整できるようにしても良い。

【００２１】図４〜図７は、この実施例装置の動作内容
を示すフローチャートである。以下、図４のフローチャ
ートから説明する。装置がスタートすると、演算部８
は、光量のキャリブレーションなどの初期設定を行い、
一方、制御部１５は、表示部１１に動作モード選択の為
の表示を行う〔ステップＳＴ１（以下、ＳＴ１のように
略す）〕。なお、動作モードには、運動中の血液量や血
液の酸素状態などを表示する運動モニタモードと、自ら
が設定した運動レベルに合わせた運動ペースが表示され
るペースメーカモードとがある。

【００２２】キー入力部１３の操作により、装置使用者
の望む動作モードが選択されると（ＳＴ２）、表示部１
１には、運動モニタモードまたはペースメーカモードの
表示・指示がされる（図８の（ａ）参照）。いま、動作
モードの設定処理（ＳＴ２）によって、運動モニタモー
ドが選択され、且つウォーミングアップ運動が開始され
たとして、図５のフローチャートを説明する。この状態
では、血液量変化の計測が開始され（ＳＴ１１）、計測
結果である血液量変化が一定値以内かどうかが判定され
る（ＳＴ１２）。そして、血液量の変化が一定値以内の
値に収束するまでＳＴ１１とＳＴ１２の処理が繰り返さ
れる。

【００２３】ウォーミングアップ運動を行うと徐々に血
管が拡張して血液量が増加するが、一定時間経過すると
血管も十分に拡張して血液量の変化がなくなる（図９参
照）。そこで、血液変化量が一定値以内となったことを
確認して、表示部１１にウオーミングアップＯＫを提示
するべくランプを点灯させるのである（ＳＴ１３）。な
お、ランプの点灯に代えてブザー音などを発しても良
い。

【００２４】このように、図１の実施例の場合、血液量
の変化を実際に測定しているので、ウオーミングアップ
ＯＫと判定された時は、血管が十分に拡張して血液が供
給されやすい状態にあり、また血管抵抗が下がっている
ので、その後、本格的な運動を開始しても急激な血圧上
昇などの事故は生じない。尚、以上の説明では、ウオー
ミングアップ時を例にしたが、クールダウン時にも同じ
処理（ＳＴ１１〜ＳＴ１３）が行われる。すなわち、本
来の運動が終了した後、徐々に運動を弱めてゆくと、徐
々に血液量が増加し、血管抵抗が増加するので、血液量
変化が一定値以内に収束したことを確認してクールダウ
ンＯＫの表示をするのである（ＳＴ１３）。従って、こ
の装置を用いれば、血管抵抗が下がったままで心拍出量
が低下することがなく、急激な血圧低下による事故は生
じない。

【００２５】次に、ウオーミングアップ完了後の動作を
説明する（図５参照）。先ず、組織酸素変化が計測され
（ＳＴ１４）、この測定結果に基づいて現在実行してい
る運動の運動負荷のレベルが判定され（ＳＴ１５）、そ
の結果が表示部１１に表示される（ＳＴ１６）。図８の
（ｂ）は、その表示例を図示したものであり、運動レベ
ルが１である旨が示されており、また、酸素変化や血液
量なども合わせて表示されている。なお、表示内容は必
要に応じて切り換えられるようになっており、加速度セ
ンサの出力から算出される運動強度や歩数、及び、脈波
センサの出力から算出される脈拍数なども表示されるよ
うになっている（図８の（ｃ）参照）。

【００２６】運動負荷のレベルは、大（３）中（２）小
（１）の３段階であたえられ、それぞれ、運動負荷
「大」は酸素消費が酸素供給を越えている状態（無酸素
状態）、運動負荷「中」は両者が釣り合っている状態、
運動負荷「小」は酸素消費よりも酸素供給が上回ってい
る状態（有酸素状態）を意味している。図１０は、エル
ゴメータ等によって一定負荷の運動をした場合につい
て、組織酸素変化を近赤外光によって計測した結果を示
したものである。運動負荷が「小」の場合はスタートと
同時に脱酸素化側（ＤＥＯＸＹ）に大きく変化するが、
徐々に酸素化（ＯＸＹ）側に回復する。一方、運動負荷
が「中」の場合は脱酸素化側に変化した状態で維持さ
れ、また、運動負荷が「大」の場合は脱酸素化側により
大きく変化した後、更に脱酸素化側に変動してゆく。但
し、運動能力が低いと、運動負荷が「大」の場合に、乳
酸の蓄積により酸素代謝が抑制され、かえって酸素化側
へ変化する場合もあるが、この時も無酸素運動の範囲で
ある。

【００２７】以上の関係を利用したのが運動負荷算出部
（ＳＴ１５）の処理である。以下、図６のフローチャー
トにしたがって説明する。ＳＴ１４の組織酸素変化計測
処理で得られたデータに基づいて、酸素変化が酸素化側
（ＯＸＹ）に変化しているか、脱酸素化側（ＤＥＯＸ
Ｙ）に変化しているか、或いは、変化が一定範囲以内に
あるか、が判定される（ＳＴ１７）。ここで、脱酸素化
側（ＤＥＯＸＹ）に変化している場合は、運動負荷が
「大」であると考えられるので（図１０参照）レベル３
の処理をして（ＳＴ１８）、出力処理（ＳＴ１６）に移
行する。一方、ＳＴ１７の判定の結果、酸素変化が一定
範囲内であれば、運動負荷が「中」と考えられるので、
レベル２の処理をして（ＳＴ１９）出力処理（ＳＴ１
６）に移行する。

【００２８】ＳＴ１７の判定の結果、酸素変化が酸素化
側（ＯＸＹ）に変化している場合は、運動負荷が「小」
の場合と「大」の場合が考えられるので、次に、加速度
センサ６の出力に基づいて、加速度の判定を行う（ＳＴ
２０）。そして、加速度が一定レベル以上の場合は、運
動負荷が「大」であると判定してＳＴ１８に移行し、加
速度が一定レベル未満の場合は、運動負荷が「小」であ
ると判定してレベル１の処理をして（ＳＴ２１）、出力
処理（ＳＴ１６）に移行する。

【００２９】次に、ＳＴ２の動作モード設定処理によっ
て、ペースメーカモードが選択されて場合を図７のフロ
ーチャートにしたがって説明する。ペースメーカモード
では、先ずトレーニングレベルの設定が必要である（Ｓ
Ｔ３１）。トレーニングレベルは１，２，３の３段階で
設定され（図８の（ｄ）参照）、選択されたトレーニン
グレベルに応じた標準的レベルのペースを発生してラン
プを点滅させたりブザー音などを提示する（ＳＴ３
２）。

【００３０】一定時間この状態が続くと（ＳＴ３３）、
次に、組織酸素変化の計測処理を行う（ＳＴ３４）。そ
して、その計測結果に基づいて、前述した運動負荷算出
の処理（図６参照）をして（ＳＴ３５）、算出された運
動負荷のレベル（１〜３）とＳＴ３１の処理で設定され
たトレーニングレベルとを比較する（ＳＴ３６）。そし
て、算出された運動レベルが設定レべルより大きい場合
は、ペースダウンする旨の表示を出力し（ＳＴ３７）、
逆に、算出された運動レベルが設定レベルより小さい場
合は、ペースアップする旨の表示を出力する（ＳＴ３
８）。図８の（ｅ）は、この状態における表示部１１の
表示内容を図示したものであり、ペースアップを指示し
ている。

【００３１】なお、以上の説明は、この装置を屋外で使
用する場合を想定したものであるが、例えば室内でエル
ゴメータなどを用いる場合は、ペースメークに代えて運
動負荷を自動調整しても良い。図１１は、この発明の別
の実施例である運動モニタ装置のブロック図を図示した
ものである。この装置は、足などに装着するプローブ部
２１と、プローブ部２１からの信号を受ける測定部２２
と、後述する各種の演算や制御を行う演算制御部２３と
で構成されている。

【００３２】プローブ部２１は、波長７６０ｎｍ及び８
５０ｎｍの赤外発光ＬＥＤと、受光素子と、加速度セン
サとを備えている。測定部２２は、プローブからの信号
を受けて生体組織中の酸素量（血中酸素化ヘモグロビン
量）と血液量などを測定する部分である。演算制御部２
３は、測定部２２とシリアル通信インターフェースで接
続されており演算回路や表示装置２３_-1や入力装置２３
_-2を含んでいる。そして、測定部２２からのデータに基
づいて所定の演算をして、運動ペースのアップ／ダウン
の指示や血液量ＢＶや組織中の酸素量Ｄｅｏｘｙなどを
表示装置２３_-1に表示するようになっている（図１２参
照）。なお、運動ペースの指示は音声装置からも行わ
れ、また、入力装置２３_-2を介して、運動目的、年齢、
体重、体脂肪率、酸素摂取能力などの個人データが入力
できるようになっている。個人データは、キー入力の
他、カード入力やオンラインでの入力でも良い。

【００３３】この運動モニタ装置は、各人の運動目的と
運動能力とに合わせて、最適な運動強度を運動中に指示
する装置である。以下、図１３〜図１６のフローチャー
トを参照しつつ動作内容を説明する。最初、装置使用者
は、入力装置２３_-2を介して個人データを入力する必要
がある（ＳＴ４１）。なお、個人データとは、上述の如
く、筋力強化を目的とするか痩身を目的とするかの運動
目的や、最大酸素摂取量ＶＯ_2maxの値などをいう。次
に、装置使用者がモード選択を行うと（ＳＴ４２）、選
択内容に応じて、ウォーミングアップ処理（ＳＴ４
３）、運動中処理（ＳＴ４４）、クールダウン処理（Ｓ
Ｔ４５）が行われる。

【００３４】次に、図１４を参照しつつウォーミングア
ップ処理（ＳＴ４３）について説明する。ウォーミング
アップ処理が開始されると、最初に運動強度の指示がさ
れる（ＳＴ４６）。例えば、エルゴメータを用いている
場合なら、ウォーミングアップに適した運動負荷が与え
られてペダルを踏むペースが指示されたり、或いは、負
荷トルクが変化する。

【００３５】ウォーミングアップ運動中は、プローブ部
２１からのデータに基づいて、常時、血液量ＢＶが計測
され（ＳＴ４７）、その計測結果に基づいて血液量ＢＶ
の収束値が予測される（ＳＴ４８）。通常、運動開始後
の血液量ＢＶは、図１７のようにほぼ対数的に変化する
ので、ウォーミングアップ開始後の複数個の計測データ
に基づいて、筋肉組織の血管が拡張しきった状態におけ
る血液量ＢＶを予測するのである。

【００３６】今、最大血液量の８０％でウォーミングア
ップを完了させることにすると、計測した血液量ＢＶ値
は、収束予測値の８０％の値と逐一比較される（ＳＴ４
９）。そして、血液量ＢＶ値が収束予測値の８０％を越
えるまでＳＴ４７〜ＳＴ４９の処理が繰り返えされ、収
束予測値の８０％を越えればウォーミングアップ完了の
表示がされる（ＳＴ５０）。

【００３７】次に、図１５を参照しつつ運動中処理（Ｓ
Ｔ４４）について説明する。先ず、ＳＴ４１の処理で入
力された運動目的が何であったかが判定され（ＳＴ５
１）、筋力強化などが目的であれば強化レベル強度の指
示がされ（ＳＴ５２）、痩身などが目的であれば痩身レ
ベル運動の指示がされる（ＳＴ５３）。具体的には、Ｓ
Ｔ４１の処理で入力されたＶＯ_2maxや体重値などから、
各運動目的に合わせた適切な運動負荷がエルゴメータな
どに設定され、また、ペダルなどを踏む標準のペースが
指示される。

【００３８】そして、ＳＴ４１の処理で入力された最大
酸素摂取量ＶＯ_2maxなどのデータに基づいて、目標ＤＥ
ＯＸＹ値の範囲を設定する（ＳＴ５４）。運動を開始す
ると組織中の酸素量ＤＥＯＸＹは、図１８に図示するよ
うに推移するが、ＤＥＯＸＹ値がＶＯ_2maxの４５〜５５
％に対応する値に維持されれば痩身目的が達成され、ま
たＶＯ_2maxの７５〜８５％に対応する値に維持されれば
筋力強化が図れることが分かっている。そこで、各人の
運動能力（ＶＯ_2max値など）と運動目的に合わせて、目
標値であるＤＥＯＸＹ値の範囲を設定するのである。

【００３９】運動目的に合わせた運動が開始されると、
プローブ部２１からのデータに基づいてＤＥＯＸＹ値が
測定される（ＳＴ５５）。なお、運動が開始されたこと
は、例えば、加速度センサの出力などから判定できる。
測定されたＤＥＯＸＹ値は、ＳＴ５４の処理で設定され
た目標ＤＥＯＸＹ値と比較され、その時のＤＥＯＸＹ値
が設定範囲内にあるか否かが判定される（ＳＴ５６）。
そして、判定結果に応じて、ペースダウン指示（ＳＴ５
７）、最適表示（ＳＴ５８）、ペースアップ指示（ＳＴ
５９）が表示・指示される。従って、装置使用者は、こ
の指示に応じてエルゴメータなどの運動負荷を増加／減
少させたり、運動のペースをアップ／ダウンさせれば良
い。なお、運動負荷が自動的に変化するよう構成してお
いても良い。

【００４０】そして、以上説明したＳＴ５５〜ＳＴ５９
の処理が、設定運動量の終了まで繰り返され、運動中処
理（ＳＴ４４）が完了する（ＳＴ６０）。次に、クール
ダウン処理（ＳＴ４５）について説明する。運動を停止
するとＤＥＯＸＹ値は酸素化側に回復するが、クールダ
ウン処理がなされていないと血圧低下などによる事故の
おそれもある（図２０の（ａ）参照）。一方、運動負荷
が過大であるとＤＥＯＸＹ値がほとんど回復しないこと
も分かっている（図２０の（ｃ）参照）。そこで、図１
６に示すクールダウン処理によって、ＤＥＯＸＹ値の変
化を把握しつつ、図２０の（ｂ）のようなＤＥＯＸＹ値
の変化を実現している。以下、図１６のフローチャート
を参照しつつ説明する。

【００４１】プローブ部２１からのデータに基づいてＤ
ＥＯＸＹ値を測定し（ＳＴ６１）、その測定結果である
ＤＥＯＸＹ値が減少しているか、つまり酸素化側に回復
しているか否かを判定する（ＳＴ６２）。ここで、ＤＥ
ＯＸＹ値が減少していない場合には表示装置２３_-1など
を介してペースダウンの指示をする（ＳＴ６４）。一
方、ＤＥＯＸＹ値が減少している場合は、ＤＥＯＸＹ値
の差分を算出して、その減少割合が適切なクールダウン
範囲に入っているか否かが判定される（ＳＴ６３）。図
１９は、適切なクールダウン範囲を図示したものであ
り、ＤＥＯＸＹ値の減少が、予め分かっている図１９の
点線部（ａ），（ｃ）の範囲内にあるか否かが判定され
る（ＳＴ６３）。

【００４２】そして、ＤＥＯＸＹ値の差分が図１９の
（ｃ）を下回っている場合は、運動をより弱める為にペ
ースダウンの指示をし（ＳＴ６４）、図１９の（ａ）を
上回っている場合は、ペースアップの指示をする（ＳＴ
６６）。また、ＤＥＯＸＹ値の差分が所定の範囲内に入
っていれば、最適表示をする（ＳＴ６５）。以上の処理
が終わると、ＤＥＯＸＹ値の回復状態に基づいて、クー
ルダウン処理を終えて良いか否かを判定して（ＳＴ６
７）、ＤＥＯＸＹ値が十分回復すればクールダウンを終
える旨の表示をして処理を終える。

【００４３】このように、この運動モニタ装置によれ
ば、各人の運動能力と運動目的に合わせて、ウォーミン
グアップ，本来の運動，クールダウンを最適に行うこと
ができる。つまり、筋肉組織の状態をモニタした結果に
基づいて、運動ペースなどが指示されているので、過大
な運動による筋肉疲労などを防止することもできる。ま
た、適切なウォーミングアップ、適切なクールダウンが
実現されるので、急激なウォーミングアップによる血圧
の過大な上昇や、不適切なクールダウンによる血圧の急
激な低下を防止することができる。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、この請求項１に係
る運動モニタ装置は、各人の血中酸素量の変化に基づい
て実行中の運動の運動負荷レベルを判定し、この判定結
果に基づいて適切な運動ペースの指示などをしているの
で、各人の運動目的や運動能力に合わせた最適な運動を
行うことができる。つまり、筋肉に余分なダメージを与
える恐れがなく、また、痩身目的であるにも拘わらず、
不要な筋肉がついてしまうなどの弊害も生じ得ない。

【００４５】また、請求項２に係る運動モニタ装置は、
各人ごとの最大酸素摂取量に基づいて、所望する運動目
的に合致した運動負荷レベルを決定し、これに合わせた
運動ペースの指示などをしているので、常に、最適な運
動を行うことができる。更に、請求項３に係る運動モニ
タ装置によれば、各人の運動能力に合わせた最適なウォ
ーミングアップとクールダウンを指示することができる
ので、円滑に本来の運動に移行することができ、円滑に
運動を終了することができ疲労回復も早い。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例である運動モニタ装置のブ
ロック図である。

【図２】図１の装置の使用状態を図示したものである。

【図３】図１の装置の別の使用状態を図示したものであ
る。

【図４】図１の装置の動作内容の一部を示すフローチャ
ートである。

【図５】図１の装置の動作内容の一部を示すフローチャ
ートである。

【図６】図１の装置の動作内容の一部を示すフローチャ
ートである。

【図７】図１の装置の動作内容の一部を示すフローチャ
ートである。

【図８】図１の装置による表示内容を例示したものであ
る。

【図９】運動開始から終了までの血液量の推移を図示し
たものである。

【図１０】運動開始から終了までの筋肉組織の酸素変化
を図示したものである。

【図１１】この発明の別の実施例である運動モニタ装置
のブロック図である。

【図１２】図１１の装置による表示内容を例示したもの
である。

【図１３】図１１の装置の動作内容の一部を示すフロー
チャートである。

【図１４】図１１の装置の動作内容の一部を示すフロー
チャートである。

【図１５】図１１の装置の動作内容の一部を示すフロー
チャートである。

【図１６】図１１の装置の動作内容の一部を示すフロー
チャートである。

【図１７】ウォーミングアップ時の血液量の推移を図示
したものである。

【図１８】運動中のＤＥＯＸＹ値の推移を図示したもの
である。

【図１９】クールダウン時のＤＥＯＸＹ値の推移を図示
したものである。

【図２０】運動開始から終了までの血液量、ＤＥＯＸＹ
値の推移を図示したものである。

【符号の説明】

３発光素子４受光素子５近赤外測定部６加速度センサ７加速度検出部８演算部（計測手段）９データ送信部１０データ受信部１１表示部（ペースメーカ手段）１２ブザー音発声部（ペースメーカ手段）１３キー入力部１４脈波検出部１５制御部（判定手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者三木章利京都市下京区中堂寺南町17番地サイエンスセンタービル株式会社オムロンライフサイエンス研究所内 (72)発明者志賀利一京都市下京区中堂寺南町17番地サイエンスセンタービル株式会社オムロンライフサイエンス研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】筋肉組織中の血中酸素量を非侵襲的に計測
する計測手段と、この計測結果より運動部位の筋肉組織中での血中酸素量
の変化を把握して、この変化状態に基づいて実行中の運
動についての運動負荷レベルを判定する判定手段と、必要に応じて機能して、前記判定手段で判定された運動
負荷レベルを予め設定されている目標レベルと比較し、
両者を一致させるよう運動ペースを指示、或いは運動負
荷の制御を行う運動負荷指示／制御手段とを備えること
を特徴とする運動モニタ装置。
【請求項２】筋肉組織中の血中酸素量を非侵襲的に計測
する計測手段と、各人の運動目的や最大酸素摂取量などの個人データを受
ける入力手段と、前記運動目的に基づいて運動負荷レベルを決定し、この
運動負荷レベルに対応した血中酸素量の目標値を前記最
大酸素摂取量などに基づいて決定する決定手段と、前記運動目的に基づく運動が開始された後、前記計測手
段で計測される血中酸素量と前記決定手段で決定された
目標値とを比較して、その比較結果に基づいて運動ペー
スを指示、或いは運動負荷の制御を行う運動負荷指示／
制御手段とを備えることを特徴とする運動モニタ装置。
【請求項３】筋肉組織中の血液量と血中酸素量とを非侵
襲的に計測する計測手段と、この計測結果に基づいてウォーミングアップ完了時を指
示するウォーミングアップ指示手段と、前記計測手段によって計測される血中酸素量の変化の割
合に基づいて、適宜な運動ペースを指示しつつクールダ
ウンを完了させるクールダウン指示手段とを備えること
を特徴とする運動モニタ装置。