JPH0467453B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 従来技術 本発明は生体の運動機能（運動能力）を測定す
る装置に関するものである。

従来技術 一般に、運動に反応して生じる循環器作動状態
の変動域は、循環機能が高い者の方がそうでない
者よりも、大きい。また、変動の経時的変化は循
環機能の優劣等によつて種々の型を示す。このた
め、たとえば、一定の運動の前後、或いは一定の
運動の直後および一定時間経過後の脈拍数をそれ
ぞれ測定し、それらの脈拍数変化と標準値との比
較に基づいて運動機能を把握していた。

発明が解決すべき問題点 しかしながら、斯る従来の運動機能の把握方式
によれば、運動の前後、或いは運動の直後および
一定時間経過後の脈拍数をいちいち測定したり、
表を用いて脈拍数変化に対応した運動機能を示す
値を選ぶことが面倒であり、特に、不慣れな者に
とつては運動機能を自分で把握することが困難で
あつた。

問題点を解決するための第１の手段 本発明は以上の事情を背景として為されたもの
であり、その要旨とするところは、生体に一定の
運動負荷を与えることによりその生体の運動機能
を測定する装置であつて、(1)生体の運動中にその
生体の労作強度を表わす量を逐次検出する労作強
度検出装置と、(2)前記一定の運動負荷を与えた場
合の前記生体の労作強度を表す量の標準的変化を
経時的に表わす標準曲線を予め記憶する記憶手段
と、(3)前記労作強度検出装置によつて検出された
労作強度を表わす量の経時曲線を前記記憶手段に
おいて記憶された標準曲線とともに対比可能に表
示する表示手段とを、含むことにある。

作用および第１発明の効果 このようにすれば、表示手段により、前記労作
強度検出装置によつて検出された労作強度を表わ
す量の経時曲線と前記記憶手段において記憶され
た標準曲線とが対比可能に表示されるので、標準
曲線と経時曲線との対比によつて生体の現在の運
動能力を容易に把握できる。すなわち、上記経時
曲線と標準曲線との近接程度を見ることによつて
運動機能がきわめて容易に理解できるのである。

本発明の好適な態様としては、前記表示手段
は、前回の運動機能測定時における労作強度を表
わす量の経時曲線をも前記経時曲線とともに表示
するように構成される。このような場合には、運
動機能が前回に比較してどれだけ向上したかが容
易に認識できる利点がある。

また、本発明の他の好適な態様としては、前記
表示手段は、前記労作強度を表わす量の経時曲線
を前記労作強度検出装置によつて労作強度が検出
される毎に逐次伸ばしつつ表示するように構成さ
れる。このような場合には、経時曲線が逐次伸ば
されつつ表示されるので運動中の被測定者の励み
となり、単調さによる苦痛を軽減することができ
る利点がある。

ここで、労作強度とは、個々の生体にとつての
負荷の大きさ（内的運動負荷）であつて、運動の
程度に応答して生体に表れる量、たとえば、生体
の心拍数（脈拍数）、血圧値、PRP（心拍数と血
圧値との積）などが好適に用いられ得る。また、
前記標準曲線は装置の用途が限定されていれば単
一でもよいが、不特定の生体について用いられる
場合には複数の標準曲線が前記記憶手段に記憶さ
れ、生体の年齢、性別、体重、運動機能レベルな
どに応じて適宜選択される。

問題点を解決するための第２の手段 また、本発明の他の態様の要旨とするところ
は、(1)生体の運動中にその生体の労作強度を表わ
す量を逐次検出する労作強度検出装置と、(2)一定
の運動負荷を与えた場合の前記生体の労作強度を
表す量の標準的変化を経時的に表す標準曲線を予
め記憶する記憶手段と、(3)前記労作強度検出装置
によつて検出された労作強度を表わす量の経時曲
線と前記記憶手段において記憶された標準曲線の
相関係数またはそれ等曲線に囲まれる面積値に基
づいて前記生体の運動機能を表わす量を決定する
運動機能決定手段と、(4)該運動機能決定手段によ
り決定された生体の運動機能を表わす量を表示す
る表示手段とを、含むことにある。

作用および第２発明の効果 このようにすれば、運動機能決定手段によつ
て、前記労作強度検出装置により検出された労作
強度を表わす量の経時曲線と前記記憶手段におい
て記憶された標準曲線との相関係数またはそれ等
曲線に囲まれる面積値に基づいて前記生体の運動
機能を表わす量を決定されるとともに、その生体
の運動機能を表わす量が表示手段において表示さ
れる。したがつて、表示手段に表示された生体の
運動機能を表わす量を見ることにより、極めて容
易に生体の運動機能を測定することができるので
ある。

実施例 以下、本発明の一実施例を示す図面に基づいて
詳細に説明する。

第１図において、１０は被測定者に運動をさせ
ることによつて運動負荷を与えるエルゴメータで
あり、マイクロコンピユータ１２によつてその負
荷が調節されるようになつており、またエルゴメ
ータ１０内の図示しない回転センサからエルゴメ
ータ１０の回転を表わす信号がマイクロコンピユ
ータ１２へ伝送されるようになつている。

脈拍センサ１４は本実施例の労作強度検出装置
を構成するものであつて被測定者の脈拍を検出す
るものであり、例えば、被測定者の耳朶を挟む一
対の赤外光ダイオードおよび光センサを備えてい
る。光センサには耳朶の血液量変化すなわち脈拍
が検出され、その脈拍を表わす脈拍信号SMがマ
イクロコンピユータ１２のＩ／Ｏポート１６に供
給される。

被測定者が個々に所有するメモリカード１８は
氏名、年齢、性別、体重、運動機能レベル、前回
に測定した運動機能データ、測定日時などが記憶
されている。カードリーダ２０はメモリカード１
８内に記憶された情報を読み取るものであり、メ
モリカード１８がカードリーダ２０に差し込まれ
ると運動機能の測定開始を示す信号が出力される
とともにメモリカード１８内に情報がマイクロコ
ンピユータ１２へ伝送されるようになつている。
また、時計回路２２は現在の日時および時刻を表
わす時刻データをマイクロコンピユータ１２へ伝
送する。

マイクロコンピユータ１２はデータバスライン
によつて互いに接続されたCPU２４、ROM２
６、RAM２８を備えている。CPU２４は、
RAM２８の一次記憶機能を利用しつつROM２
６に予め記憶されたプログラムにしたがつて入力
信号を処理し、エルゴメータ１０の負荷（回転抵
抗）を制御するとともに、本実施例の表示手段で
ある表示器３０上に、検出された労作強度を表わ
す値の経時曲線３２を前記ROM２６に予め記憶
された標準曲線３４および前回の経時曲線３６と
ともに表示させ、同時に、別途算出した運動機能
（運動能力）を表わす値を表示させる。

第２図に示すように、表示器３０は多数の表示
素子により画像を表示できるブラウン管、LCD
などの画像表示装置を備えたものであり、その表
示画面３８が被測定者から容易に見える位置に配
設される。表示画面３８上の、時間軸４０および
労作強度を表わす値（本実施例では脈拍数）を示
す軸４２を含む直交座標においては前記曲線３
２，３４，３６が対比可能に表示され、また、表
示画面３８の右上の表示場所４６において別途算
出した運動機能を表わす値が表示されるように、
表示器３０が構成されている。しかし、表示器３
０はプロツタやドツトプリンタなどの他の表示機
構を採用するものであつても差支えない。

以下、本実施例の作動を第３図のフローチヤー
トにしたがつて説明する。

先ず、ステツプS1においてメモリカード１８
がカードリーダ２０に装着されたか否かが判断さ
れ、装着されない場合にはそのステツプS1の実
行が繰り返される。メモリカード１８が装着され
ると、ステツプS2が実行されてメモリカード１
８内に記憶された情報が読み込まれるとともに、
ステツプS3が実行されてROM２６に予め記憶さ
れた複数の標準曲線３４がメモリカード１８内に
記憶された被測定者の年齢、性別、体重、運動機
能レベルに応じて択一的に選択され、さらにステ
ツプS4が実行されて選択された標準曲線３４、
および前回に測定されてメモリカード１８内に記
憶された経時曲線３６が表示器３０の表示画面３
８上に表示される。この標準曲線３４は被測定者
の年齢、性別、体重、運動機能レベルに応じて決
まる標準的なものである。

そして、続くステツプS5が実行されることに
より被測定者に対するメツセージたとえば「終了
指示がでるまでエルゴメータを回転させて下さ
い。」が音声にてまたは表示画面３８において表
示される。続くステツプS6においてこの回転指
示にしたがつて被測定者がエルゴメータ１０を回
転し始めたか否かが判断され、回転していない場
合にはステツプS6が繰り返し実行されるが、ス
テツプS6においてエルゴメータ１０が回転し始
めたことが判断されると、エルゴメータ１０の負
荷を制御するためのステツプS7、８、９が実行
される。即ち、ステツプS7が実行されることに
より、一定の開始期間Ａのおいてエルゴメータ１
０の負荷が無負荷とされ、ステツプS8が実行さ
れることにより、一定の負荷期間Ｂにおいてエル
ゴメータ１０の負荷が予め設定された負荷曲線た
とえばPWC（アストランド）法にしたがつて大き
くされ、さらに、ステツプS9が実行されること
により、一定の終了期間Ｃにおいてエルゴメータ
１０の負荷が無負荷とされる。上記負荷期間Ｂに
おける負荷曲線は前記標準曲線３４に対応して選
択されたものが用いられる。

上記ステツプS7、８、９が実行される過程で
は、前記脈拍信号SMがＩ／Ｏポート１６に供給
されるごとに第４図の割込みルーチンの実行が許
可される。この割込みルーチンにおいては、ステ
ツプSW1の実行により、脈拍の周期が検出され
るとともにその脈拍の周期に基づいて脈拍数（瞬
時値）が求められる。また、ステツプSW2の実
行により、求められた脈拍数を測定開始時からの
経過時間或いは現在時間を表わす時刻データとと
もにRAM２８およびメモリカード１８に記憶さ
せると同時に、求められた脈拍数が表示器３０の
表示画面３８上にプロツトされる。このため、こ
の割込みルーチンが繰り返し実行されることによ
り脈拍数が逐次求められ、表示画面３８上には、
運動負荷が荷せられたことにより被測定者の反応
であつて実際の労作強度を表す経時曲線３２が伸
長しつつ表示される。第２図はステツプS7、８、
９の実行が完了したときの表示状態を示してい
る。

前記ステツプS9に続くステツプS10が実行され
ると、たとえば「エルゴメータの回転を止めてく
ださい。」というメツセージが音声にてあるいは
表示画面３８上に表示される。このため、その停
止指示にしたがつて被測定者はエルゴメータ１０
の回転を停止する。

次いで、ステツプS11が実行されることによ
り、経時曲線３２と標準曲線３４とに囲まれた部
分４４の面積値が積分手段、あるいは両曲線３２
と３４との差分を加算する加算手段等を用いて算
出され、ステツプS12においてその面積値から運
動機能を表わす値が決定され、続くステツプS13
においてその値が表示画面３８の右上に設けられ
た表示場所４６にたとえば「Ｉ−86」と表示され
る。その「Ｉ」は運動機能レベルを示し、「86」
はそのクラスにおける運動能力を示すものである
が、単一のクラスにて運動能力が表示されるよう
にしても良い。

このように本実施例によれば、一定の外的運動
負荷を与えた場合に被測定者に生じる反応であつ
て実際の労作強度（内的負荷）を経時的に表わす
経時曲線３２が、共通の表示場所である時間軸４
０と軸４２とを備えた直交座標内において、その
被測定者が属する運動機能レベルの標準的なもの
である標準曲線３４とともに対比可能に表示され
るので、両者の対比により標準曲線３４に対して
相対的に運動機能が把握、測定され得る。

また、本実施例によれば、上記共通の表示場所
に前回測定した経時曲線３６も表示されるので、
今回測定した経時曲線３２と対比させることによ
り、運動機能の変化が容易に把握できる利点があ
る。

また、本実施例によれば、被測定者の運動過程
において経時曲線３２が逐次伸長するので、それ
が被測定者の励みとなり、単調さによる苦痛を軽
減することができる利点がある。

さらに、本実施例によれば、前記経時曲線３２
と標準曲線３４とによつて囲まれた部分４４の面
積値に基づいて求められた被測定者の運動機能を
表わす量が表示場所４６において表示されるの
で、被測定者の運動機能が自動的かつ定量的に測
定される利点がある。

次に、本発明の他の実施例を説明する。

前記実施例の運動機能を表す値は前記経時曲線
３２と標準曲線３４とによつて囲まれた部分４４
の面積に基づいて決定されているが、経時曲線３
２と標準曲線３４との相関係数から求められても
良い。すなわち、経時曲線３２と座標曲線３４と
が似る程運動能力が標準値に接近する関係がある
からである。たとえば、第５図に示すステツプ
SS11およびSS12が第３図の前記ステツプS11お
よび12に替えて実行させるように構成される。し
たがつて、ステツプSS11においては標準曲線３
４と経時曲線３２との相関係数が良く知られた手
法を用いて算出され、ステツプSS12においては、
その相関係数に基づいて、運動機能を表す値が決
定される。すなわち、相関係数が大きい程高運動
機能を表す値に表現される。そして、続くステツ
プS13が実行されるとこのように決定された値が
前記表示場所４６において表示さあれるのであ
る。

以上、本発明の一実施例を説明したが、本発明
はその他の態様においても適用される。

たとえば、前述の実施例では被測定者の実運動
負荷を表わす量として脈拍数が用いられていた
が、それに替えて心拍数、血圧値、PRP（心拍数
と血圧値との積）などを用いてもよい。それらは
いずれの、生体の労作強度を反映する心筋酸素消
費量に対応する量であるからである。このような
場合には、軸４２がそれらの心拍数、血圧値、
PRP等のいずれかを示す軸となり、また心拍セ
ンサ、血圧測定装置、あるいはPRP算出手段を
設ける必要がある。

また、前記ステツプSW2において求められる
被測定者の運動機能を表わす量は、面積値そのま
ま或いはそれを単純な数値またはレベルに分類付
けしたものであつてもよく、また、それの逆数に
換算したもの等でもよい。

また、第１図および第３図に示す実施例では、
共通の表示場所である時間軸４０と軸４２とを備
えた直交座標内において経時曲線３２と座標曲線
３４との対比により標準曲線３４に対して相対的
に運動機能が把握、測定され得る一方、前記経時
曲線３２と標準曲線３４とによつて囲まれた部分
４４の面積値に基づいて求められた被測定者の運
動機能を表わす量が表示場所４６において表示さ
れて、被測定者の運動機能が自動的かつ定量的に
測定されるようになつているが、いずれか一方に
よつても被測定者の運動機能は測定され得るので
ある。このような場合には、表示器３０には、経
時曲線３２と標準曲線３４とが対比可能に表示さ
れるか、あるいは面積値に基づいて求められた被
測定者の運動機能を表わす量が単に表示される。

また、経時曲線３２などは段階グラフ、折れ線
グラフ、棒グラフ等の種々の態様で平面方式ある
いは立体方式にて表示され得る。要するに、経時
曲線３２が表れる表示態様であれば良いのであ
る。

また、エルゴメータ１０に替えて、他の運動機
器、たとえば段階やトレツドミルなどが用いられ
る。トレツドミルの場合には、バルク法、ロビン
ソン法、ブルース法等に従つて一定の運動負荷が
与えられ得る。

さらに、カードリーダ２０に替えてキーボード
設け、このキーボードの操作によつて種々のデー
タが入力されるようにしても差支えない。

なお、上述したのはあくまでも本発明の一実施
例であり、本発明はその精神を逸脱しない範囲に
おいて種々変更が加えられ得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示すブロツ
ク線図である。第２図は第１図の表示器を説明す
る図である。第３図および第４図は第１図の実施
例の作動を示すフローチヤートである。第５図は
本発明の他の例の要部を示すフローチヤートであ
る。 １０：エルゴメータ（運動器機）、１２：マイ
クロコンピユータ（運動機能決定手段）、１４：
脈拍センサ（労作強度検出装置）、２６：ROM
（記憶手段）、３０：表示器（表示手段）、３２：
経時曲線、３４：標準曲線。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 生体に一定の運動負荷を与えることにより該
   生体の運動機能を測定する装置であつて、 前記生体の運動中にその生体の労作強度を表わ
   す量を逐次検出する労作強度検出装置と、 前記一定の運動負荷を与えた場合の前記生体の
   労作強度を表す量の標準的変化を経時的に表す標
   準曲線を予め記憶する記憶手段と、 前記労作強度検出装置によつて検出された労作
   強度を表わす量の経時曲線を前記記憶手段におい
   て記憶された標準曲線とともに対比可能に表示す
   る表示手段と を含むことを特徴とする運動機能測定装置。 ２ 前記表示手段は、前回の運動機能測定時にお
   ける労作強度を表わす量の経時曲線をも前記経時
   曲線と対比可能に表示するものである特許請求の
   範囲第１項に記載の運動機能測定装置。 ３ 前記表示手段は、前記労作強度を表わす量の
   経時曲線を前記労作強度検出装置によつて労作強
   度が検出される毎に逐次伸ばしつつ表示するもの
   である特許請求の範囲第１項に記載の運動機能測
   定装置。 ４ 生体に一定の運動負荷を与えることにより該
   生体の運動機能を測定する装置であつて、 前記生体の運動中にその生体の労作強度を表わ
   す量を逐次検出する労作強度検出装置と、 前記一定の運動負荷を与えた場合の前記生体の
   労作強度を表す量の標準的変化を経時的に表わす
   標準曲線を予め記憶する記憶手段と、 前記労作強度検出装置によつて検出された労作
   強度を表わす量の経時曲線と前記記憶手段におい
   て記憶された標準曲線との相関係数またはそれ等
   曲線に囲まれる面積値に基づいて前記生体の運動
   機能を表わす量を決定する運動機能決定手段と 該運動機能決定手段により決定された生体の運
   動機能を表わす量を表示する表示手段と を含むことを特徴とする運動機能測定装置。