JPS59149128A - 心拍数モニタ装置および方法 - Google Patents

心拍数モニタ装置および方法

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JPS59149128A
JPS59149128A JP58243656A JP24365683A JPS59149128A JP S59149128 A JPS59149128 A JP S59149128A JP 58243656 A JP58243656 A JP 58243656A JP 24365683 A JP24365683 A JP 24365683A JP S59149128 A JPS59149128 A JP S59149128A
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heart rate
training
minutes
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JP58243656A
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ミカエル・ルベル
ステフエン・マ−クス
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    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S482/00—Exercise devices
    • Y10S482/901—Exercise devices having computer circuitry

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、心拍数モニタ等の健康モニタおよびフィッ
トネスモニタに関する。この発明は、より直接的には、
フイットネスレベルが直接的あるいは間接的に心拍数を
測定することによって決定可能な、ランチ、サイクリス
ト、競争馬等の動物被検体のトレーニングをモニタする
装置に関する。
個々の被検体のエアロビックな状態の測定およびトレー
ニングや活動の実行中のフィットネスレベルのモニタを
行なうための装置は、通常、被検体の心拍数の決定を必
要とする。
これは、活動の後の休息時と活動の最中の両方で行なわ
れる。これらの心拍数装置は、心拍数をディスプレイし
、メータあるいは液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）のような
ディスプレイ上に毎分当りの心拍数（ビート、ＢＰＭ）
を表示する。
少なく共人間においてエアロビックトレーニングで一般
的に受入れられている原理は、トレーニング中は、心拍
数は、被検体の最大心拍数の約６０％を越えかつ約８０
％を下回る範囲内に維持されているべきであるというも
のである。従って、心拍数モニタあるいはフィットネス
モニタは、実行レベルが上記範囲外にあるとき警告を発
するようなアラームを備えていることが多い。これは、
その被検体のトレーニング実行のストレスレベルをフイ
ットネストレー二／グ範囲に納めてお（のに役立つ。
被検体が、走っているとき、歩数をカウントするベトメ
ータな備えているようなフィットネスモニタが提案され
ている。これによってフィットネスモニタは、歩数と歩
幅を乗算することによって走行距離を演算する。時計あ
るいはりｐノメータが、時間、分および秒の経過時間表
示し、平均速度がこれから取出され、１時間当りのマイ
ルあるいはキロ数が表示される。代表的な装置では、被
検体によって消費されたカロリー数が、所要トレーニン
グ時間および平均速度を用いて自動的に測定される（お
よその値ではあるが）。
最近、生体組織へ酸素を供給する被検体の心臓血管系の
能力が、エアロピックなフィットネス指標の最も意味の
あるであろう指標として測定されている。このフィット
ネス指標は、体重１キログラム当り、毎分の心臓血管系
により吸収される酸素の量で通常表わされるので、この
指標は、最大酸素吸収蓋あるいは■０２ｍａＸ　　とい
われる。通常、この指標ＶＯｍａｘが高（なると、個々
の被検体についてのフィットネスレベルは高（なる。例
えば、日常坐っていることの多い３０才の女性は、体重
１キログラム当り毎分約３０〜３５ミリリツトルの酸素
とい５　ＶＯ−ｚｍａｘ　指標値を有するが、よくトレ
ーニングしている３０才の女性ランチは、約７０ミリリ
ツトルのＶＯ２ｍａｘ指標値ヲ有する。一般に、このフ
ィットネス指標は１、年とるにつれて小さくなり、男性
よりも女性の方かや〜低い値を示す。
フィットネス指標としての最大酸素吸収量ＶＯ２ｍａｘ
の利用は、例えば１９６３年１１月のジャーナル・オプ
・フイジオロジーにアストランド等により議論されてい
る。
如何なる個人についても、最大酸素吸収量ＶＯ２ｍａｘ
は、準鍛大（サブマキシマＡ）労働負荷におけるその個
人の酸素消費量から約１０〜１５％の精度で定めること
ができる。
前述した提案の一つのうちのフィットネスモニタリング
システムにおいて、このフイットネス指標ＶＯ２，ｍａ
ｘが、１２分の周期でどのような速度を必要とするかと
いう被検体のトレーニングから計算された。この実行は
、ランニングであることが好ましかった。１２分の周期
の最後に、指標ＶＯ２ｍａｘが、この１２分間によって
カバーされた距離に基いて簡単なルックアップテーブル
から取出された。このシステムは、管理者にとって簡単
であるという利点があるが、汎用ではない。−ｆなわち
、ある範囲の年令あるいはフィットネスレベルの被検体
に対して正確ではない。事実、このシステムのオリジナ
ルデータは、既に充分に良好な物理的な体をもった米国
空車女性新兵の均一なグループからの情報に基いている
のみであった。最大酸素吸収レベルの計算のためのこの
１２分う／ニングによるアプローチは、生体が、物理的
に、筋肉的にあるいは他に多くの理由で生理的に相違す
るためＫ（個々人において）、他のグループに対しては
正確ではない。そのため、このアプローチは、フィット
ネストレーニングプログラムの最初のレベルに入った心
臓回復期の患者のような、米空軍女性新兵とは比較でき
ない個人のフィットネスレヘルの決定のためにはまった
（使用できない。
さらに、前述した心拍数モニタおよびフィットネスモニ
タは通常、休息時の心拍数、トレーニング実行時の最少
心拍数および最大心拍数ならびに前取って計算されたフ
ィットネス指標あるいは最大酸素吸収レベルＶＯ２ｍａ
ｘ含マニュアル入力される必要がある。すなわち、現存
するあるいは以前に提案されている心拍数モニタにあっ
ては、装置を自動的にプログラムしかつ被検体のフィッ
トネスを自動的に測定する用意がなされていない。
従来提案されているいくつかのフィットネスモニタは、
種々の速度でのペースを守るためにランナにフットボー
ルでのリズムを与えるようにベーシングトーンを有する
ようにしたものがあった。しかしながらこのようなフィ
ットネスモニタでは、ランナの速度が上がるのに従って
増加する歩幅の変化を考慮に入れていない。この変化は
、ランナの両足が地面から離れることによって生じる。
この地面から足が離れることによる歩幅の変化は、速度
が上がるｆつれて太き（なる。
従って、この発明の目的の一つは、前述したモニタ装置
の欠点を有さす、直接的なトレーニング計画手順（ｐｒ
ｏｔｏｃｏｌ、以下計画手順という）に治って自動的に
被検体のペース制御をして適切なフィットネスのパラメ
ータ（例えば最大酸素吸収レベルあるいはＶＯ２ｍａｘ
　）を自動的に演算する心拍数モニタおよび（あるいは
）フィットネスモニタの提供にある。
この発明の他の目的は、休息時の心拍数、トレーニング
実行中の心拍数、走行される距離、トレーニング中に個
々の被検体によって消費されるカロリーを自動的に演算
しかつ表示する上記心拍数モニタの提供にある。
この発明のさらに他の目的は、ランニング（ジョギング
）あるいは走行する自転車または静止したトレーニング
用自転車を用いるサイクリングのいずれにも適用可能な
心拍数モニタの提供にある。
また、この発明のさらに他の目的は、ポータプルであり
、被検者自身あるいはトレーナによって容易にプログラ
ムできる心拍数モニタの提供にある。
この発明の構成によれば、心拍数モニタは１、トレーニ
ング実行中の動物の心拍数をモニタできる。被検体に装
着された心拍数センサが、彼、彼女あるいは他の動物の
心拍数を検出する。心拍数モニタはまた、その動物に固
有の選択されたデータを入力する手段、この入力データ
およびこれに基いて演算された一つあるいは複数のフィ
ットネスバラメータを表示しかつ検出された心拍数を表
示する手段を有する。心拍数モニタの中核となるのは、
マイクロプロセッサであって、これは、入力データを記
憶し、さらに検出された心拍数から演算された心拍数デ
ータを記憶し、またフィットネスパラメータあるいは上
述の記憶データに基いて演算されたフィットネスバラメ
ータを演算する。マイクロプロセッサには、検出された
心拍数に基いて被検体の心拍数を測定するだめのタイマ
が含まれている。可聴アラーム装置あるいは可視ディス
プレイのような表示手段が、被検体のトレーニング実施
中のレベル表示のために設けられる。
上述のフィットネスパラメータは、フィントネス指標と
しての最大酸素吸収レベルＶＯｚｍａｘを少な（共含み
、その決定は以下の如（して行なわれる。
（１）被検体の体重Ｍ、同高さＨおよび性別が、選択さ
れたデータとしてマイクロプロセッサのデータ入力手段
に入力され、記憶される。
（２）心拍数センサを用いて、マイクロプロセッサは、
被検体の休息時の心拍数を測定し、休息時の心拍数ＨＲ
Ｒとしてこれを記憶する。
（３）次に表示手段が、所定のペース速度でのその被検
体に対するトレーニング実行リズム（歩幅の回数の如き
）を定めるためのペーストーンのような表示ケ行なって
、被検体が、段階的な準最大値（サブマキシマム、以下
率最大値とする）′トレーニング許容値テストを受けら
れるようにする。このテストから集められたデータは、
その被検体の最大酸素吸収レベルＶＯ２ｍａｘ　５引出
すのに用いられる。このテストにおいて、実行すズムは
、まず第１の周期の低速（例、３分間）において、次に
順次速度を速めたリズムにおいて（例えば、３分間の周
期毎の）与えられ、他方でマイクロプロセッサは、トレ
ーニング中の上述のリズム□での被検体の心拍数を測定
する。
（４）被検体の心拍数が、最大値ＨＲＭに達したときあ
るいは疲労の極値に達したときのいずれかが先に生じた
ときは、その被検体は、テストを停止させる装置のキー
を押す。トレーニング許容値テストから最大値ＨＲＭが
得られるまでの時間Ｔは、マイクロプロセッサのタイマ
から得られる。最大酸素吸収レベルＶＯ２ｍａｘ　は、
ファン・デア・ウアル）　（Ｖａｎ　ｄｅｒ：　Ｗａｉ
ｔ　）の関係からＶＯｚｍａｘ−ａＴ十すで与えられる
。ａ、ｂは、実験的に得られる係数である。
（５）　　この値ＶＯ２ｍａｘ　は、演算されたフィッ
トネス指標として表示され、被検体のエアロビックトレ
ーニングなモニタするために用いられる。
好ましいフィットネス指標の準最大値トレーニング計画
手順では、装置を装備した被検体は、最初の３分間を毎
時約４マイルの速度で走るようなペースを与えられ、次
いで毎時６マイル、毎時８マイル、毎時１０マイル、毎
時１２マイルおよび毎時１４マイルを各３分間で走るよ
うなペースを与えられる。毎時４マイル（１マイルを１
５分で）という速度は、大部分の人間が歩くことのでき
る速度であるが、実験データはランニングから得られて
いるので、被検体は、この比較的遅い速度であっても走
らなければならない。
被検体の年令（人間、の場合）ｉ２２０から差引いた最
大心拍数が、最大心拍数として用いられる。
被検体は、フィットネスモニタによって与えられたペー
ストーンに応じた速度で走る。
これらのトーンは、３分間毎に増加するリズムで与えら
れる。被検体が疲労の極値、最大心拍数に達したとき、
テストは停止され、被検体は、装置の適当なキーあるい
はボタンを押す。それから、その生物のフィットネス指
標が、ランニングテストに用いられたファン・デア・ウ
アルトの関係式から演算される。
合計の経過時間Ｔが、７分を下回るとき、指標ＶＯ２ｍ
ａｘは、ＶＯｚｍａｘ　＝　３．８３　Ｔ＋　１３から
演算される。しかし時間Ｔが、７〜１８分の間にあると
きは、ＶＯｚｍａｘ　＝　２．３３　Ｔ　＋２４からＶ
Ｏｚｍａｘが演算される。ここでＴの単位は分であり、
ＶＯ２ｍａｘは、毎分当りで体ｘ　１ｋｇ当りの酸素の
ミリリットルで表わされる。
これらの値は、男性に使用可能である。女性に対しては
、ＶＯｚｍａｘの値は、約１／８にされる。
この量■０２ｍａｘは、被検体のフィットネストレーニ
ングのプログラム製モニタするために用いられる。
ランニングのペースのリズムあるいは歩幅数ＳＦを示す
可聴のペーストーンが、所定のトレーニングにおける速
度の実行のために用いられる。この歩幅数は、最大酸素
吸収レベルＶＯ２ｍａｘの約６０〜８０％の範囲内にあ
る％ＶＯ２ｍａｘ　ｆ　）レーニング中に生じるもので
あるとと゛が好ましい。
また被検体の準最大酸素吸収レベルＶＯ２が同時に計算
できる。％ＶＯ２ｍａｘが、個々の被検体に対するトレ
ーニング実行中のストレスレベルで示される。これは、
被検体のトレーニング実行中の心拍数ＨＲＥおよび予め
記憶され演算された休息時の心拍数ＨＲＲおよび最大心
拍数ＨＲＭがら演算できる。この値（％ＶＯ２ｍａｘ　
）は、 できる。
この発明の一実施例においては、心拍数モニタは、通常
の自転車あるいは静止して配置されたトレーニング用の
自転車に適宜取付けることかできる。従来周知の種々の
センサ手段であることかできる速度センサが、前述の自
転車のいずれかの車輪に装着されてモニタに接続される
。例えば、この目的を達するために磁気センサを用いて
もよい。これによって自転車あるいはトレーニング用自
転車をエアロビックトレーニングに用いることが可能と
なり、被検者のトレーニングのモニタが可能となる。こ
の場合、速度は、モニタのＬＣＤディスプレイに直接表
示することができる。
また、この発明の実施例においては、実際の準最大吸収
レベルＶＯ２が、正規の間隔（例１分間間隔）で演算さ
れ、このパラメータは、特定の被検者のトレーニング中
のカロリー消費量の演算に用いることができる。
以下に説明する実施例は、人間のランニングにおけるト
レーニングの実行について一説明されるが、サイクリン
グ、水泳あるいは他のトレーニングの必要な運動にも適
用できるものである。これらの場合、適当なトレーニン
グ計画手順が、状況に応じて採用されるものである。も
ちろん、この発明は、馬、犬等の人間でない動物に適用
できるものである。
以下、添付の図面に示す実施例に基いてこの発明の詳細
な説明する。
第１図において、人間である被検体１０は、腰にこの発
明による心拍数モニタ１１を装着している。ここで被検
体１０は、成人男子であるが、同じ装置が、女性および
子供にも容易に取付けられる。モニタ１１に連動する心
拍数センサ１２が、被検体の胸に装着されており、モニ
タ１１に心拍数パルス信号を伝える。
第２図および第３図に示す如く、装置１１の前面パネル
は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ　）パネル１３、「ベー
スＪ　（ＰＡＣＥ　）ブツシュキー１４、「ファンクシ
ョンＪ　（ＦＵＮＣＴＩＯＮ　）キー１５、［ラン／ポ
ーズＪ　（ＲＬＩＮ／ＰＡＵＳＥ　）キー１６および［
リカバリ／タイムＪ（ＲＥ−ＣＯＶＥＲＹ　／　ＴＩＭ
Ｅ　）キー１７を備えている。
装置Ｉｔ１１の上面パネルは、「プログラムＪ（ＰＲＯ
−ＧＲＡＭ　）ブツシュキー１８、「エンタ／メモ」（
ＥＮＴＥＲ／■ＶＯ）キー１９、「クリヤＪ（ＣＬＥＡ
Ｒ）キー２０、「電源（オニｙ／オフ　）　Ｊ　（ＰＣ
ＷＥＲ）キー２１および「ボリューム制御Ｊ　（ＶＯＬ
ＵＭＥ　）キー２２”ｋ備えている。ソケット２３が、
心拍数センサ１２からのジャックを受入れるようにモニ
タ装置１１の後面パネルに配置されている。図示せぬが
、装置１１は、後述する如く自転車のセンサからの他の
ジャックを受入れる同様のソケットを有している。装置
１１の下面パネルは、腰のベルトあるいは腹帯と取付け
るベルトクリップ２４を備えている。
また下面パネルの電池室の蓋２５が、電池室を覆ってい
る。
第１図において、心拍数センサ１２は、鎖線で示５丁よ
うに一対の電極２６，２７を有し、これらは、被検体の
ひふと接触し、電気的に心拍数ケ取出す。また、被検体
のランニング中に心拍数センサ１２を所定の位置に保持
するためのショルダーストラップ２８を適宜設けてもよ
い。
焉の心拍数モニタとして用いるときは、心拍数モニタ１
２と同様の構成を用いることができ、このときストラッ
プは、馬の前脚の直後、好ましくは腹°帯に設けられる
。この場合、電極の一つ２６は、きこう（肩甲骨間の隆
起）に、他の一つ２７は、ひざの背後にそれぞれ配置さ
れる。
ＬＣＤディスプレイ１３の表示の実施例が第４図に示さ
れ、その各々の表示マークが第５図に示される。
第１のゾーン、ゾーン１は、第１および第２の測定シス
テムの表示３０，３１を有している。表示３０は、マイ
ル、ポンドおよびインチの単位の使用時に用いられ、表
示３１は、国際単位であるキロメータ、キログラム、セ
ンチメータが用いられるときに使用される。
またゾーン１には、プログラムの状況を示す表示３２が
あり、文字「Ｅ」、「Ｐ」およびｒＲＪでそれぞれ、「
エンター」、「ポーズ」および「ラン」を示している。
さらにシー７１には、休息時の心拍数が表示されている
ことな示す表示３３、心拍数のリカバリ時間を示す時計
面３４、自転車モードが選択されていることな示す表示
３５（これは自転車のジャックが接続されているとき自
動的に表示される）、トレーニング中の心拍数を表示す
ることを示す表示３６および最大酸素吸収レベルＶＯ２
ｍａｘの表示を指示するために表示３３の下方に雲とし
て現われる表示３７が用意されている。心拍数表示３６
は、モニタ装置１１がオンしておりセンサ１２が接続さ
れているときは、被検体１０の心拍毎にフラッシュする
。
他のゾーン、ゾーン２には、ストップウォッチかクロノ
メータが配置され、時、分、秒の単位および１０分の１
秒の単位の経過時間が表示される。
ゾーン３には、装置のモードを示す一連の図柄による表
示が用意されている。男、女（雄、雌）の表示４０．４
１が、被検体１゜の性別によって選択される。被検体１
０の背の高さが入力されて、目盛４２に表示される。
被検体１００体重が入力されると、体重表示４３に表示
される。ゲージあるいはメータ図柄４４が、テストモー
ドの開始を示すために設けられ、このとき準最大値トレ
ーニング計画手順が実施される。ベース速度あるいはリ
ズムを表示するために、メトロノーム図柄４５が設けら
れる。走った距離を表示するときは、山形の図柄４６が
現われる。ランニング速度（マイル当りの分あるいはキ
ロメータ当りの分）を表示するために、ランニング姿の
表示４７が現われる。トレーニング中の総消費カロリー
を表示するために、アイスクリームコーン形のマーク４
８が現われる。
第４のゾーンは、４つの１０進数字の数字表示を有して
いる。ここでは、ゾーン１からゾーン３までの、休息時
の心拍数、トレーニング中の心拍数、速度、距離および
消費カロリーが表示される。またキー１８．１９が用い
られたときにも、被検体の背の高さおよび体重が表示さ
れる。
装置１１の電子回路が、概括的に第６図に示されている
。心拍数表示が、心拍数センサ１２かも心拍信号セレク
タ５０への電気的なパルスにより得られる。セレクタ５
０には、デバウンス制御回路５１が接続されている。こ
の信号は、またアンプ５２、デバウンス回路５１にも接
続されているフィルタ５３に供給される。フィルタ５３
は、波形整形回路５４に接続され、該回路５４は、適当
に整形された心拍数パルスＨＢを、ＣＰＵとして構成さ
れＬＣＤＩ　３のドライバであるマイクロプロセッサ５
５に供給する。このマイクロプロセッサは、内部記憶領
域５５ａと、機能的にタイマとして使えるカウンタ回路
を有している。
心拍数表示信号はまた、心拍数信号センサ２０かもマイ
クロプロセッサ５５に直接供給される。水晶５７により
制御される６０Ｈｚクロック発生器５６が、マイクロプ
ロセッサ５５にクロック信号ＣＬＫｇ供給する。キー２
１により制御される電源オン／オフ回路が、電池の電源
電圧Ｖｃｃをマイクロプロセッサ５５に供給し、また電
圧Ｖｃｃが所定レベル以下のとき、表示装置１３を点滅
させるために低電圧検出器５９に供給される。
電圧Ｖｃｃは、公称４５ボルトの電圧を３個のＡＡ乾電
池から供給されることが好ましい。
検出器５９は、電圧Ｖｃｃが３ボルトを下回ったとき、
表示装置１３を点滅させる。
この電圧Ｖｃｃはまた、マイクロプロセッサにスイッチ
を介さず直接供給され、被検体の背の高さ、体重および
最大酸素吸収レベルＶＯ２ｍａｘの如き使用中のある種
のデータをメモリ５５．　ａ内に維持させるように働（
。
キーボードマトリックス６１が種々のキー１６〜２０と
マイクロプロセッサ５５間をインターフェースし、マイ
クロプロセッサ５５は、ディスプレイ駆動信号ＬＣＤを
ＬＣＤ１３に供給する。
可聴アラーム信号ＡＬＭが、オーディオアンプ６２を介
してマイクロプロセッサ５５からオーディオトランスデ
ユーサ６３に供給される。これらの信号は、被検体１０
のトレーニングのベースを守るために用いられ、またし
°′ニニング範ｉ外にあるときを示すために用いられる
。ボリュームキー２２によって制御されるボリューム制
御回路６４は、アンプ６２の利得を制御する。
また、マイクロプロセッサ５５には、自転車の速度検出
回路がこれに関連して設けられている。この回路中には
、前述した二種類の自転車のいずれかの前輪あるいはそ
の付近に配置されたセンサ６５が設けられ、例えば車輪
の１回転について１パルスの速さのパルスを自転車の信
号検出器６６に供給し、この検出器６６は、マイクロプ
ロセッサ５５Ｌ直接パルス信号を供給すると共に、デバ
ウンス制御回路６７を介して１０進デバイダ６８　（１
０で割るンに信号を送る。デバイダ６８はまた、センサ
６５からのセンサ信号を受けて、マイクロプロセッサ５
５に自転車のパルス信号ＢＳを送る。
簡単に上述した如く、マイクロプロセッサ５５は、被検
体の心拍数を決定するために所定の時間間隔で心拍数信
号ＨＢをカウントするカウント回路を備えている。この
カウンタ回路は、マイクロプロセッサ５５に一つ以上設
けていることが望ｆしい。自転車のセンサ６５が接続さ
れているとき、他のカウンタ回路が、サイクリング速度
と距離を定めるために用いられて、自転車の速度信号Ｂ
Ｓの回数をカウントする。センサ６５が接続されていな
いときは、この他のカウント回路は、被検体カトレーニ
ング中行なったステップ数に対応するリズムのパルスを
記憶している。そしてこれは、トレーニング実行時に行
なわれ定走行距離の演算に用いられる。
このカウント回路は、記憶回路５５ａの一部として構成
されていることが望ましい。
この発明による心拍数モニタ装置１１の動作を以下に説
明する。
被検体１０は、装置１１なベルトあるいは他の適当な取
付は手段に取付け、これを腰に装着する。それから被検
体は、心拍数上ンサ１２を身につけ、装置１１の適当な
ソケットにこれを接続する。
まず、ゾーンＩにおいて、プログラム状態表示部３２が
、「Ｅ」とｒＰＪを表示し、表示部３０あるいは３１が
、単位を表示するために現われる。ｒＥＪは常に、プロ
グラムモードにあるときは表示されている。被検体は、
「エンタ／メモ」キー１９を押圧することによって単位
を１マイル、ポンド、インチ」か「キロメートル、キロ
グラム、センナメートル」のいずれかを選択し、そのと
き、表示３０あるいは３１のいずれかが点滅する。説明
のため、「マイル、ポンド、インチ」単位を選んだこと
にする。
次いで、ｒＥＪと「Ｐ」が、プログラム状態の表示３２
に表示され、男、女の表示４０．４１のいずれかが表示
される。この性別は、「工／り／メモ」キー１９の押圧
により選択され、そのとき適切なシンボル３４あるいは
３５が点滅する。説明のため、被検体は男であるとする
。このとき、シンボル３０と３４は、固定的に点灯（表
示）されている。
その後、表示４２がゾーン３に現われ、被検体ｌＯは「
プログラム」キー１８を押圧する。その結果、ゾーン４
の４つの桁が、背の高さに達する寥で０００から２９９
まで変化する。それから、被検体１０が、「プログラム
」キー１８から指を離し、「エンタ／メモ」キー１９”
Ｉ押すと記憶装置５５にデータが入力される。例えば、
被検体１０が、５フイ一ト１０インチの背の高さである
と、入力されるデータはｒ０７０Ｊとなる。
その後、シンボル４３が現われ、同様にして体重が入力
される。
このときマイクロプロセッサ５５は、例えば６秒間の周
期で心拍数センサ１２からのパルスをカウントして、被
検体の休息時の心拍数を演算し記憶する。それからこの
数値は、ゾーン４に表示され、シンボル３３がゾーンＩ
Ｋ現われる。
この時点で、ゾーンＩ　Ｋ　ｒＪと「Ｐ」を示すプログ
ラム状態の表示３２とゾーン３にテストモード表示を伴
なって、準最大値トレーニング計画手順が開始される。
この計画手順は、フィットネス指標あるいは最大酸素吸
収レベル■０２ｍａＸ′？：計算するための上述したト
レーニングプログラム１で沿って被検体１０’＆整調す
る。
被検体１０のテストに対する準備が整うと、被検体は、
「ラン／ボーズ」キー１６’ａ’押ｊ。
ここで、表示部３２に表示「Ｒ」が現われる。
累積時間が記憶され、ゾーン２に表示される。
可聴のペーストーンが、オーディオトランスデユーサ６
３から出て、被検体にランニングリズムあるいは単位時
間当りの歩幅数ＳＦを守らせるよう［ｊる。
この発明の好ましい計画手順では、これらのベーストー
ンはまず、１マイル１５分（１時間４マイル）のランニ
ング速度に対応したリズムを与え、被検体１０は、この
ペーストーンに合せてランニングを開始する。このリズ
ムは、３分間維持されるか、被検体１０が最大心拍数に
達するかあるいは疲労の極に達するまで行なわれる。
同時に表示３６が、被検体の心臓の拍数毎に点滅する。
上述した如くこれは、心拍数センサ１２が所定の位置π
あって接続されているときはいつでも行なわれる。毎分
当りの心拍数（ＢＰＭ）で表わされる被検体の心拍数は
、ゾーン４に表示される。この表示は、運動平均ベース
で６拍毎（あるいは１０秒毎）に更新される。最大心拍
数ＨＨＭは、被検体の年令を２２０から減算することに
よって決定される。例えば、被検体が３０才であるとき
は、最大心拍数は、１９０　ＢＰＭとなる。
最初の３分の経過後、ペーストーンに対するリズムＳＦ
は、１時間当り６マイル（１マイル当り１０分間）のラ
ンニング速度にスピードアップされ、このリズムは、次
の３分間保持される。ペーストーンのリズムは、次の３
分間毎に８．１０．１２および１４マイル（各々１時間
当り）Ｋスピードアップされる。
しかしながら、優れた運動遂行状態にある人間のみが、
１マイル当り約４．５分の速度に対応する３分間の最も
速いベースを走ることができるとされるので、被検体１
０は、比較的早い時期にテストを終了することになろう
。
被検体１０が、その最大心拍数に達するかあるいは持続
し切れな（なったこの計画手順の時点で、被検体は、エ
ンタ／メモキー１９を押す。このとき、被検体１０の達
した最大心拍数は、ゾーン２に示される経過時間Ｔと共
に最大心拍数ＨＲＭとして記憶される。この経過時間Ｔ
は、被検体１０の最大酸素吸収量ＶＯｚｍａｘの計算に
用いられる。
前述した如（、個々人のフィットネス指標あるいは最大
酸素吸収量ＶＯ２ｍａｘは、段階をつけた準最大値トレ
ーニング許容値テストの使用という危険をおかさずにそ
の実測定値の数％以内で評価できる。これが、上述した
フィットネス計画手順で実行されるトレーニングテスト
である。実際のところ、トレーニング期間（分単位）に
対して最大酸素吸収レベルＶＯ２ｍａｘをプロットする
ことによってファン・デア・ウアルトの関係が生じ、そ
の際ＶＯｚｍａｘは、いかなる特定の期間についても決
定できる。
被検体１０が男性のとき、最大酸素吸収レベルＶＯ２ｍ
ａｘは、Ｔが０〜７分のとき、ＶＯｚｍａｘ−３，８３
Ｔ＋１３から計算される。またＴが７〜１８分のとき、
ＶＯｚｍａｘ　＝　２．３３　Ｔ　＋２４となる。ここ
でＴは、分単位であり、ＶＯｚｍａｘは、１分当りで体
重１　ｋｇ当りの酸のミリリットルである。最大酸素吸
収レベル■０２ｍａｘは、これらの単位で表わされ、Ｕ
、Ｓ単位であろうとメートル単位であろうとそのように
表示される。被検体１０が女性のとき、正しいｖ０２ｍ
ａｘの演算のため乗算後数０．８７５が使用される。
最大酸素吸収レベルＶＯｚｍａｘの値が計算されると、
その結果はゾーン４ｖｃ表示、され、フィットネス指標
として用いるためおよび被検体ノトレーニング実行のガ
イドのためメモリー５５ａＫ記憶される。
以下の表は、種々の３分間インターバルの終りに疲労に
達した各個人のＶＯｚｍａｘの実際値と計算値を比較し
たものである。表から明らかなように、ＶＯｚｍａ　ｘ
の実際値と準最大値トレーニングストレス許容値テスト
がらのデータを用いて計算された値との間の相関は、非
常によい。
速度　　時間（分）　　ＶＯｚｍａｘ実際値　　ＶＯ２
ｍａｘ計算値ＭＰＨ）４ψ／ＨＲ（）レーニンクテスト
から）４　　　　６．５４　　　　３　　　　　３１．
８　　　　　　　　３１．０６　　　　９．７２　　　
　３　　　　　３７，９　　　　　　　　　３８．０８
　　　１２．９６　　　　３　　　　　４６．４　　　
　　　　　　４６．６１０　　　１６．２０　　　　３
　　　　　５７．４　　　　　　　　　５９．０１２　
　　１９．４４　　　　３　　　　　７０．６　　　　
　　　　７０．４１４　　　２２．６８　　　　３　　
　　　８６．６　　　　　　　　８２．０テスト計画手
順が終了すると、モニタ装置１１は、ペースキー４を押
圧することによって「ペーサ」モードにセットできる。
選択された速度■は、キー１８の使用によってセットで
きる。これは、被検体または被検体のコーチあるいはト
レーナによって選択された所定のランニング速度■に対
応した単位時間当りの歩幅数で被検体１０をベーシング
する警告信号ＡＬＭＹマイクロプロセッサ５５に供給さ
せる。この警告信号ＡＬＭは、被検体の心拍ＨＲ７５Ｅ
、　　）レーニングストレスレベル（％ＶＯｚｍａｘ　
）を６０％と８０％の間にするような範囲にある限り、
「ノーマル」ピッチであるペーサ−トーンを発生させる
。ペーサ−トーンは、ストレスレベル（％ＶＯｚｍａｘ
　）が８０％を越えるときはハイピッチとなり、６０％
を下回るときはロウピッチとなる。これは、６０〜８０
％のＶＯｚｍａｘに対応する仕事量で例えば１日置きに
２０〜３０分間のトレーニングを被検体に許すような最
適の準最大値トレーニング効果を達成する。
所定の仕事量とこれによって得られる心拍との間に必要
な％ＶＯｚｍａ　ｘ間には、巧みに定められたリニヤな
関係が存在するので、最大酸素吸収レベルＶＯ２ｍａｘ
の例えば７０％に相から容易に計算できる。
この関係において、左辺の（％ＶＯ２ｍａｘ　）は、１
００％となるまでの値であり、ＨＲＢは、トレーニング
実行の所定のレベルにおける心拍であり、ＨＲａとＨＲ
Ｍは、計画手順中に定められる休息時の心拍と最大心拍
である。
警告信号ＡＬＭは、トレーニング範囲内でのベーシング
信号（ペーサトーン）Ｋ対して　・例えば、１．５　Ｋ
Ｈｚで供給される。しかしながら、トレーニング実行心
拍ＨＲＥが、（％ＶＯｚｍａｘ　）の６０％のレベルあ
るいはこれを下回る如（落ちるか、（％ＶＯ２ｍａｘ　
）の８０％に対応するレベルを上回ると、トーンは、警
告状態を指示するように変化する。例えば、ハイピッチ
のペーサ−トーンは、被検体１０がトレーニング範囲を
越えておりスローダウンすべきことを教え、必要に応じ
てその速度をトレーニング範囲の６０〜８０％内に維持
すべきことを教える。ロウピッチのペーサ−トーンは、
被検体の心拍ＨＲＥが・ストレスレベル（％ＶＯ２ｍａ
ｘ　）の６０％を下回っていることを指示する。ペーサ
−トーンは、心拍が８０％のレベルを越えても選択され
た速度Ｖに対して定めた単位時間当りの歩幅数ＳＦを持
続させるが、ト一ンのピッチは、被検体がおそらく危険
なベースでトレーニングを実行していることを被検体に
警告するように働（。
警告信号ＡＬＭは、いつでも警告のトーンを供給し、セ
ンサ１２は、心拍数ＨＲｇがＶＯ２ｍａｘの６０％〜８
０％の範囲外にあるとき、接続される。これは、ペーサ
モードにないときでもそうである。
しかしながら、ペーサモードにあるときは、警告トーン
は、ペーサトーンに重ね合せられろ。
ベーシングトーンに用いる信号ＡＬＭのためのベーシン
グリズム５Ｌ）ｌ定めるために、および、いかなる種類
の速度に対しても正確に個々の被検体１０のペースを定
めるために、個々人の歩幅長を知らねばならない。被検
体のランニングの歩幅長ＳＬは、以下の如く足の長さＬ
（ｍ）とランニング速度Ｖ（ｋｍ／時）の関数である。
Ｓ　Ｌ　＝　０．５９８　＋　０．８８１　Ｖ　＋０．
７２ＯＬ　　−・−（２）個々人の足の長さしは、人間
の背の高さのほぼリニヤな関数であり、以下の如く示さ
れる。
Ｌ　＝　０．７４５８−０．２５０　　　　　　　　　
　・・・・・・（３）ここで足の長さと背の高さは、ｍ
単位で表わされる。
従って、ペーサ関数モードで使用するために、歩幅長Ｓ
Ｌは、被検体１０の高さＨから自動的に、以下の如（決
定される。
Ｓ　Ｌ　＝−０，７７８＋〇、８８１　Ｖ　＋０．５３
６４Ｈ・・・−（４）被検体の有効ランニング速度ある
いは他のトレーニングと均等な速度は、彼あるいは彼女
の心拍数とフィントネスデータから決定される。
まず第１Ｋ、記憶されたＶＯ２ｍａ　ｘの値が、メモリ
から呼び出される。それから、この値は、被検体１００
重量（ｋｇ年単位に乗算され、係数１０００で除算され
て、分当りの酸のリットル数の単位を有する被検体の最
大実際トレーニング実行酸素吸収レベルＶＯｚｍａｘの
値を正規化する。これは、ストレスレベルに応シてＸ％
を乗算されるかあるいは式（１）によって決定される最
大酸素吸収レベル（％■０２ｍａｘ　）にＸ％を乗算さ
れる。
この特定のトレーニング実行ストレスレベルに対応する
ランニング速度は、以下の式でここで速度Ｖは、ｋｍ／
時の単位であり、ＶＯ２は、リットル７分の単位および
Ｍは、ｋｇ年単位表わされる。この■の値は、上述の式
（４）Ｋ用いられ、歩幅長さＳＬを決定するのに用いら
れる。式（５）ヲ用いて計算されるＶの値は、ディスプ
レー１３のゾーン４に表示され、トレーニング実行スト
レスおよびフィットネスＬ／　ヘル（で基いた距離を計
算するのに用いられ、ランニング以外のトレーニング、
例えば水泳、テニス、柔軟体操等に用いることのできる
トレーニング実行値を与える。
式（５）は、以下の関係式−に１単純化される。
歩幅長ＳＬの計算を考慮したランニング速度の重要性は
、毎時４マイルあるいは１２マイルの時の歩幅長の大き
な差によって示される。例えば、毎時４マイルのランニ
ング速度において（１マイル１５分あるいは６．５ｋｍ
／時）、歩幅長ＳＬは、０７６ｍとなる。しかしながら
、毎時１２マイルのランニング速度において（１マイル
５分あるいは１９．４ｋｍ／時）、歩幅長ＳＬは、１．
９ｍとなる。
単位時間当りの歩幅数ＳＦは、上述の式（５）から計算
されるＶを用いて以下の式（６）から与えられる。
Ｖｘ　ｉｏｏ。
５Ｆ＝＝□　　　　　・・・・・・（６）ＳＬ　Ｘ　３
６００ ここでＳＦは、毎秒当りの歩数であり、■は、毎秒当′
りのｋｍであり、ＳＬは、ｍ単位で表わされる。
テスト計画手順あるいはトレーニング実行に用いられる
リズムＳ、　Ｆは、所定のランニング速度に対する単位
時間当りの歩数で与えられる。トレーニング実行のため
に、このリズムは、被検体の歩幅長さＳＬを用いて、例
えば１マイル当り７分という所要のトレーニング速度に
おいて自動的に計算できる。被検体１０は、対応する酸
素吸収レベルとは関係な（所定の固定された速度におけ
るベースを決めることができる。これは、ゾーン４の表
示に現われる必要な速度■（例えば、マイル当りの分）
に適するようにペースキー１４、プログラムおよびエン
タ／メモキー１８，１９を押圧することによって行なわ
れる。
上述のベーシング機能を実行するために必要なアルゴリ
ズムは、前述の式（４）および（６）　Ｋのみ包含され
ており、その詳細については説明する必要がないと思わ
れるので省略する。
マイクロプロセッサ５５に充分なメモリ能力があるとき
は、極値ぜレー＝ング実行テスト計画手順に用いられる
種々の速度Ｖに対する単位時間当りの歩数ＳＦは、厳密
なものではないが、式（４）と（６）を用いて計算でき
る。この計画手順は、被検体の背の高さＨｖＣ合致しな
い適当な歩数ＳＦを用いて効果的に実行することができ
る。
前述した如（、如何なる所定のトレーニング実行心拍数
１−ＩＲＥも被検体の最大酸素吸収レベルｖＯ２ｍａＸ
の特定のパーセンテージに対応する。従って、最大酸素
吸収レベルＶＯｚｍａｘおよび被検体１００体重Ｍを記
憶し、連続して測定される心拍数ＨＲＥと、記憶された
最大心拍数ＨＲＭおよび休息時の心拍数ＨＲＲとに基い
てパーセンテージ酸素吸収レベル（％ＶＯ２ｍａｘ）を
連続して計算することによって、トレーニング中の総酸
素消費量が計算できる。ｊなわち、トレーニング実行中
の心拍数ＨＲＥは、毎分当りの酸素消費量に変換される
。酸素消費量は、カロリー当り２００−の酸素の量でカ
ロリー消費に比例するので、毎分当りに消費されるカロ
ＩＪ−数は、容易に決定できる。得られた値は、マイク
ロプロセッサメモリ５５ａに記憶される。すなわち、ト
レーニング実行の毎分当りのカロリー数ＣＡＬは、以下
の関係式から計算される。
それから、１分毎のメモＩＪ　５５　ａ内の値ＣＡＬを
単に加算することによって、実行トレーニング中の総カ
ロリー消費量が決定できる。
一連のトレーニング実行が終った後、被検体１０は、ラ
ンニング終了直後にりカバリタイムキー１７を押圧する
ことによって自身の回復速度を決定することができる。
次に、シー７２の時間表示が消えて、１１００ＢＰの値
に復帰するために被検体の心拍数ＨＲＥ　（ｒｃ必要な
分、秒、１０分の１秒の数がカウントされ、時計の形の
表示３４がディスプレー１３のゾーン１に現われる。ゾ
ーン２に表示される時間は、ＩＱＱＢＰＭに達したとき
自動的に保持される。
回復速度は、被検体の心臓系統が激しい運動後に身体に
酸素を補給する速度を指示するので、フイットネスの他
の指標となる。
ファンクションブツシュボタンキー１５は、心拍数、カ
バーされる距離、ランニング速度あるいは消費カロリー
をシー７４に数字表示するのに用いられる。ファンクシ
ョンキー１５の順次の抑圧によって、表示１３は、心拍
数、距離、速度およびカロリー消費量モードをサイクル
的に表示する。
心拍数モードでは、図柄ぎ示３３がゾーン１に現われ、
トレーニング中の心拍数ＨＲＥの視覚表示がゾーン４に
現われて６拍あるいは１０秒毎に更新される。このモー
ドでは、ラン／ポーズキー１６が押圧されていると、心
拍数ＨＲＥが最大酸素吸収レベルＶＯ２ｍａ　ｘの６０
〜８０％の範囲を外れたとき警告音が発生する。
ファンクションキー１５の順次の抑圧で、距離モードが
生じ、図柄４６が現われる。必要に応じて、マイル単位
あるいはキロメートル単位の距離が、ゾーン４に表示さ
れる。この値は、式（５）ヲ用いて計算された値■から
計算される。メモリ５５ａは、好ましくは１０秒毎の周
期的な時間間隔で値■を加算する。
続いてのファンクションキー１５の抑圧で距離モードと
なり、ランチの形状の図柄４７がゾーン３に現われて、
ランニング速度■がゾーン４に表示される。この値は、
必要に応じて分／マイルあるいは分／　ｋｍの単位で表
わされる。心拍数モニタ装置１１が、ランニング以外（
例えば、水泳）のトレーニング実行に用いられるときは
、この値は、分／マイルあるいは分／ｋｍの単位でのラ
ンニングと等価なトレーニング実行値となる。
自転車センサ６５が、適当なソケツ）［接続されている
ときは、自転車のホイールの図柄３５が現われて、その
速度がゾーン４に自転車の速度に対応して表示され、以
下に述べろ如くして計算されてマイル／時あるいはｋｍ
／時の単位を有する。
ファンクションキー１５の次の抑圧によって、アイスク
リームコーンの図柄４８が現わ九、前述した如（総消費
カロリーがゾーン４に表示される。
続いて、ファンクションキー１５の抑圧でディスプレー
１３は、心拍数モードに復帰する。
心拍数センサ１２が適切に接続され、トレーニング実行
心拍数がＶＯ２ｍａｘの６０％を下回るかあるいは８０
％を上回るレベルにあるときはいつでも警告音が発生さ
れるようにすることが好ましい。また、図柄表示３６は
、心拍数センサ１２が適切に接続され、被検体１０に装
着され、パワーキー２１が装置なオン状態にするように
押圧されているときは、各心拍毎に点滅しなければなら
ない。
自転車センサ６５が接続されているときは、図柄表示６
５は、連続的に表示される。自転車ホイールの直径が、
キー１８と１９を用いてシー７４に表示されるように入
力されねばならない。従って、速度、距離およびカロリ
ー消費量は、歩幅長さＳＬではなくてホイールの条件値
を用いて決定される。もちろん、自転車モードでは、ベ
ーシングトーンは、サイクリング速度がゾーン４に表示
されるので不要である。センサパルスＢＳは、例えば１
回転１パルスで与えられるので、サイクリング速度は、
各回転に必要な時間とホイール条件からマイクロプロセ
ッサ５５で直接に計算できる。
上述の実施例はもちろん、この発明の技術思想を用いて
実現可能な多くのシステムの一例である。
他の実施例において、他の出力ジャックにより表示１３
に示される出力以外のシステム出力な与える。これは、
テープレコーダ、心電計（ＥＫＧ）あるいは他の、装置
に接続可能な測定装置の医学的な使用を可能にするもの
である。被検体のストレスレベルは、物理学的な技術者
あるいは他の訓練された医学的なプロによってモニタ可
能である。
他の実施例として、他のマイクロプロセッサ５５を用い
て、「スプリットタイム」能力を与えるストップウォッ
チあるいはクロノメータが、独立したラップタイマを形
成する。
さらに他の実施例として、より容量の大きなメモリが、
被検体の年令を入力できるように用いられて、最大心拍
数ＨＲＭが自動的に決定される。
さらに他の実施例として、性、体重Ｍ、背の高さ′Ｈあ
るいは休息時の心拍数ＨＲＲの変化が、計画手順のメモ
リケクリャするようｖｃ″′ｆると、計画手順のシーケ
ンスが開始されるようになる。
付属の構成として、ＶＯｚｍａｘ　、ストレスレベル、
ランニング速度、距離あるいは消費カロリーの聴覚的な
指示のために音声合成装置が、装置に接続できる。
装置およびこれに取付けるソケット用のプラグを防水に
するケースおよび種々のキー１４〜２２のボタンを防水
［７ることかできる。
センサは、防水シールとなるセンサプラグの０リングを
備えた防水ケースのシール可能なソケットに接続される
。これによって水泳者のトレーニングをモニタするのに
適した装置が構成される。
【図面の簡単な説明】
第１図は、この発明による装置の一実施例を装着した人
間の被検体の図、 第２図は、この発明による一実施例の心拍数フイットネ
スモニタの斜視図、 第３図は、同じフィットネスモニタの側面図、 第４図は、第２図の実施例のモニタの表示第５図は、第
４図のパネルに用いられている図柄を示すチャートおよ
び第６図は、この発明の一実施例の回路ダイアグラムで
ある。 １０・・・・・・・・・被　検　体　１１・・・・・・
心拍数モニタ１２０１０１０．心拍数センサ　１３・・
・・・・・・・表示パネル１４・・・・・・・・・ペー
スキー　　１５・・・ファンクションキー１６・・・・
・・ラン／ポーズキー　　１７・・・リカバリ／タイム
キー１８・・・・・・・・・プログラムキー　　１９・
・・エンタ／メモキー２０・・・・・・・・・クリヤキ
ー　２１・・・・・・・・・パワーキー５５・・、マイ
クロプロセッサ　６５・・・・・・自転車センサ５５ａ
・・・・・・メ　モ　リ ＦＩＧ、５ ２ ０ １ ２ ３ ４ ５ ６ （／ ”ＬＩＳ”　　　”ＭＲ″ （４４，４゜ ト４２ ！１′□４３ ４６ ３５ ＝−４４ ！′３６ −ヒゝ３３ イ１４７ （４８ 「４５ Ｃト、＝ ”ε″ Ｒ″”ｐ″ ３３ −一♂−１

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 （１）トレーニング中の動物波□検体の心拍数をモニタ
    する装置において、前記被検体の心拍数を検出するため
    に前記被検体に装着きれる心拍数センサと、前記被検体
    に固有の所定のデータを入力する手段と、前記入力デー
    タ、最大酸素吸収量パラメータＶＯ２ｍａｘを含み前記
    入力データに基いて演算されたフィットネスバラメータ
    および前記被検体の検出された心拍数を表示する手段と
    、前記入力データと検出された前記心拍数から演算され
    た心拍数データを記憶すると共に前記入力データと前記
    心拍数データに基いてフイットネスパラメータな演算す
    るマイクロプロセッサと、検出された前記心拍数、に基
    いて前記被検体の心拍数データを測定するためのタイミ
    ング手段と、および、前記被検体にトレーニングのレベ
    ルな指示する指示手段とを有し、フイットネス指標とし
    ての前記最大酸素吸収量パラメータ■０２ｍａｘが、■
    第１の周期では第１のリズムで、順次次の周期では順次
    より速（・リズムで前記被検体がトレーニングを実行す
    るような計画手順に従ったベーシング速度で、前記被゛
    検体に対するトレーニングリズムを定めるように前記指
    示を出し、前記被検体が前記計画手順に従った前記リズ
    ムの各々でトレーニングを行なっている間に前記被検体
    の検出された前記心拍数に基いて前記マイクロプロセッ
    サにより前記心拍数データを連続的に演算し、■前記被
    検体が最大心拍数ＨＲＭに達したときトレーニング計画
    手順を終了させ、測定された前記最大心拍数ＨＲＭと前
    記計画手順の開始から前記ＨＲＭが得られたときまでの
    経過時間Ｔとを記憶し、■旦と互を実験的に得られた係
    数としたときＶＯ２ｍａｘ　＝　ａＴ十互　から前記フ
    イットネス指標を演算し、さらに前記マイクロプロセッ
    サから供給された演算フィットネス指標ＶＯ２ｍａｘを
    表示するように前記表示手段が動作す石ようにしたモニ
    タ装置。 （２）前記計画手順が、指示された順次の間隔で以下の
    表に示す如き速度で走るように前記被検体にペースを与
    え、前記被検体の６速　　　度　　　順次の間隔 ４　　マイル／時　　　最初の３分間 ６　　マイル／時　　　次の３分間 ８　　マイル／時　　　次の３分間 １０　　マイル／時　　　次の３分間 １２　　マイル／時　　　次の３分間 １４　　マイル／時　　　次の３分間 拍数が最大心拍数に達したとき前記計画手順を停止させ
    、Ｔを分単位の時間およびＶＯｚｍａｘの単位を分当り
    かつキログラム当りの酸素の、ミリリットルとしたとき
    、Ｔが０〜７のときは、ＶＯｚｍａｘ　＝　３．８３　
    Ｔ　＋１３、Ｔが７〜１８のときは、ＶＯｚｍａｘ　＝
    　２．３３　Ｔ＋２４の式からＶＯｚｍａｘを演算する
    ようにした特許請求の範囲第１項記載の装置。 （３）前記被検体の性別も所定の前記データとして前記
    データ入力手段に入力され、前記フイットネス指標ＶＯ
    ２ｍａｘが、前記性が女性として入力されたときは、自
    動的に補正係数を乗算することによって演算されるよう
    にした特許請求の範囲第２項記載の装置。 （４）前記計画手順が、前記センサと前記タイミング手
    段により休息時の被検体の心拍数を測定し、これを休息
    時の心拍数ＨＲＲとして前記マイクロプロセッサに記憶
    し、前記マイクロプロセッサは、前記被検体の検出され
    た前記心拍数に応じて定まる前記被検体のトレーニング
    中のトレーニング実行心拍数ＨＲＥにより最大酸素吸収
    量の一部分である（％Ｖ０２ｍａｘ　）であるトレーニ
    ングストレスレヘルヲ演算し、このトレーニンクストレ
    スレベルは、Ｃを所定の定数とじたにより自動的に演算
    され、および前記指示手段および前記表示手段の一つが
    、演算さレタ前記トレーニングストレスレベルに基いて
    ストレスレベルを指示するようＬｌｃ励作する特許請求
    の範囲第１項記載の装置。 （５）前記Ｃ−１０であるような特許請求の範囲第４項
    記載の装置。 （６）可聴のトーン発生手段を設け、ペーサ−モードで
    は、前記トーン発生手段が、選択されたランニング速度
    Ｖに応じた歩幅リズムにおいてパルスとして可聴のペー
    サ−トーンを発生し、前記ペーサ−トーンは、前記スト
    レスレベル（％ＶＯ２ｍａＸ　）　カ所定＋７）　）　
    Ｌ／−ニング範囲内にあるような前記被検体のトレーニ
    ング心拍数ＨＲＥのときは、ノーマルナヒッチを有し、
    前記ストレスレベル（％ＶＯ２ｍａｘ　）が前記範囲を
    外れているときは異なる警告ピッチを有するようにした
    特許請求の範囲第４項記載の装置。 （７）前記被検体に固有でありかつ前記データ入力手段
    に入力される前記データが、前記被検体の体重Ｍを含み
    、■をｋｍ／時単位、Ｍをｋｇ年単位＜１．　　ｅおよ
    びｆ？：所定の定数としたとき、前記被検体の前記スト
    レスレベル、前記体重および前記フィットネス指標を基
    いて から等価ランニング速度Ｖを演算するように前記マイク
    ロプロセッサが動作し、および、前記表示手段が演算さ
    れた前記等価ランニング速度Ｖに基いて前記ストレスレ
    ベルの速度指示を行なうように動作する特許請求の範囲
    第４項記載の装置。 手段に入力される前記データが、前記被検体の背の高さ
    Ｉ−１ｙ含み、前記マイクロプロセッサが、前記被検体
    の歩幅長５Ｌ−４ランニング速度で除算することによっ
    て所定のランニング速度Ｖに応じてランニングリズムＳ
    Ｆを決定し、前記歩幅長は、ｇ、ｈおよび」を所定の係
    数としたときＳＬ＝ｇ十ｈＶ　＋　ｊ　Ｉ−１ｑ満足す
    るランニング速度■と前記被検体の背の高さの関数とし
    て前記マイクロプロセッサにより決定され、さらに前記
    リズムＳＦにおいてパルヌとしてペーサ−トーンを発生
    する可聴のトーン発生手段を含むようにした特許請求の
    範囲第１項記載の装置。 （９）ＳＬおよびＨをｍ単位とし、■をｋｍ／時単位と
    したとき、Ｓ　Ｌ＝　０．７７８　＋０．８８．ＩＶ十
    ０５３６４Ｈを満足する如く前記歩幅長ＳＬな演算する
    ようにした特許請求の範囲第６項記載の装置。 （１０）前記被検体の心拍数を検出するために前記被検
    体に装着される心拍数センサと、前記被検体の背の高さ
    Ｈ１体重Ｍおよび性別を含む前記被検体に固有の所定の
    データを入力する手段と、前記入力データを表示し、前
    記入力データと検出された前記心拍数から演算された心
    拍数データとに基いて演算されたフィットネスバラメー
    タを表示し、前記入力データと前記心拍数データとに基
    いて前記フィットネスパラメータを演算するための表示
    手段と、検出された前記心拍数に基いて前記被検体の心
    拍数を測定するタイミング手段と、前記被検体にトレー
    ニングのレベルを指示する手段とからなり、前記フィッ
    トネスパラメータはフィットネス指標として最大酸素吸
    収バラメー・夕■０２ｍａＸを含む心拍数モニタを用い
    てトレーニング中の人間被検体のフィットネスをモニタ
    する方法において、■前記データ入力手段に前記被検体
    の背の高さＨ１体重Ｍおよび性別を入力し、前記データ
    として前記データ入力手段に入力されたのと同じデータ
    を記憶し、■休息時の前記被検体の心拍数を測定し、休
    息時の心拍数ＨＲＲとしてこの心拍数をマイクロプロセ
    ッサに記憶し、■リズムが順次増加してゆく計画手順に
    従って変化するベーシング速度によって前記被検体に対
    するトレーニングリズムを定める前記指示を自動的に与
    え、また前記計画手順に従ってトレーニング中の検出さ
    れた前記被検体の心拍数に基いて前記マイクロプロセッ
    サにより前記被検体の心拍数を連続的に測定し、■前記
    被検体の心拍数が最大心拍数ＨＲＭ　ＶＣ達したとき前
    記計画手順を終了させ、測定された最大心拍数ＨＲＭと
    前記計画手順の開始から前記最大心拍数ＨＲＭ　ｖｃ達
    するまでの経過時間Ｔとを記憶し、■ａ、　　ｂを実験
    的に定められる係数としたとき、前記フイットネス指標
    なＶＯｚｍａｘ−ａＴ　十すから自動的に演算し、■前
    記表示手段に演算された前記フィットネス指標ＶＯ２ｍ
    ａｘを表示するようにした方法。 （１１）前記計画手順が、指示された順次の間隔に対し
    て以下の表の如き速度で走るように前記被検体にペース
    を与え、および 速　　度　　　順次の間隔 ■ｌ　　　　　　第１の３分間 ■２　　　　　　　次の３分間 ■３　　　　　　　次の３分間 ■４　　　　　　　次の３分間 ■５　　　　　　　次の３分間 ■６　　　　　　　次の３分間 前記被検体の心拍数が前記最大心拍数ＨＲＭに達したと
    き、これを終了させ、Ｔが０〜７分間で、性別が男性の
    ときＶＯｚｍａｘ　＝　３．８３７”十１３、Ｔが７〜
    １８分間で、性別が男性のときＶＯｚｍａｘ　＝　２．
    ３３　Ｔ＋１３、Ｔが０〜７分間で、性別がＡ性のとき
    ＶＯｚｍａｘ　−（３，８３Ｔ十１３　）　Ｘ　Ｏ，８
    ７５、Ｔが７〜１８分間で、性別が女性のとき、ＶＯｚ
    ｍａｘ　＝　（２，３３Ｔ　＋１３　）Ｘｏ、８７５、
    ただしＴは分単位、ＶＯ２ｍａ　ｘ　は分当りかつｋｇ
    当りの酸素のミリリットルを単位として前記フィットネ
    ス指標を演算するようにした特許請求の範囲第１０項記
    載の方法。 （１２）前記速度■１〜■６が、各々４，６，８゜１０
    ．１２および１４マイル／時である特許請求の範囲第１
    １項記載の方法。 （１３）前記指示が、ランニングリズムＳＦにおける歩
    数を示すパルスとして可聴のトーンを与え、このパルス
    可聴トーンが、所定のランニング速度Ｖに応じて与えら
    れる特許請求の範囲第１０項記載の方法。 （１４）前記ランニングリズムＳＬが、ランニング速度
    ■を前記被検体の歩幅長ＳＬで除算することによって各
    ランニング速度■に対して決定され、前記歩幅長ＳＬは
    、前記マイクロプロセッサに入力され記憶された前記被
    検体の背の高さＨ−４用いて、Ｃ，ｄおよびｅを所定の
    係数としたとき、Ｓ　Ｌ　＝　ｃ−１−ｄｖ　＋　ｅＨ
    により自動的に演算されるようにした特許請求の範囲第
    １３項記載の方法。 （１５）前記被検体がサイクリストであり、前記トレー
    ニングが所定の条件のホイールを有する自転車により行
    なわれ、前記条件は、前記データ入力手段に入力されか
    つ前記マイクロプロセッサに記憶され、前記心拍数モニ
    タが、前記ホイールの回転を検出しかつ前記マイクロプ
    ロセッサに出力を与えるセンサを有し、前記指示手段が
    、前記センサの出力および前記条件に基いて演算された
    前記自転車の検出速度ＶＢを指示するようにした特許請
    求の範囲第１１項記載の方法。 （１６）前記マイクロプロセッサが、前記被検体のトレ
    ーニング実行心拍数ＨＲＥｖｃ基いてトレーニング中の
    前記被検体に対するストレスレベル（％ＶＯｚｍａｘ　
    ）を演算し、この演算が、ｆを所定の定数としたとき ＨＲＥ−ＨＲＲ＋ｆ 行なわれ、前記懺示手段が、前記ストレスレベルに基い
    てトレーニングフイットネスレベルを表示するようにし
    た特許請求の範囲第１１項記載の方法。 （１７）前記表示手段が、トレーニング中に消費される
    カロリーに対応する数値ＣＡＬを表示し、Ｔ９分単位の
    経過時間、Ｍをｋｆｌ単位とカラ前記マイクロプロセッ
    サにより数値ＣＡＬを自動的に演算するようにした特許
    請求の範囲第１６項記載の方法。 （１８）数値ＣＡＬを演算する過程が、周期的な間隔で
    、この周期の各々当りに消費されるカロリーの速度に応
    じて前記マイクロプロセッサ内のメモリを増加させるこ
    とを含む特許請求の範囲第１６項記載の方法。
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