JPH05293089A - 心拍数による運動負荷度測定装置 - Google Patents

心拍数による運動負荷度測定装置

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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
maximum
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Application number
JP4104213A
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English (en)
Inventor
Masaharu Shimizu
正治 清水
Harutoshi Terasawa
治俊 寺澤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Koden Corp
Original Assignee
Nippon Koden Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 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。 【構成】 年齢などの被験者情報を入力する入力部6
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、入力部6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CPUと、このCP
Uで求めた運動負荷度をバーグラフ12により表示する
表示部7とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【図面の簡単な説明】
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【符号の説明】
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

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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。
  2. 【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。
JP4104213A 1992-04-23 1992-04-23 心拍数による運動負荷度測定装置 Pending JPH05293089A (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10225531A (ja) * 1997-02-13 1998-08-25 Precor Inc 運動表示システム
JP2008167937A (ja) * 2007-01-11 2008-07-24 Yamaha Corp フィットネス運動状態表示装置
JP2008220498A (ja) * 2007-03-09 2008-09-25 Fujitsu Ltd 運動モニタリング装置、運動モニタリングプログラム、および運動モニタリング方法
JP2009000540A (ja) * 2008-07-18 2009-01-08 Dainippon Sumitomo Pharma Co Ltd 状態量表示装置および状態量表示方法
JP2010264247A (ja) * 2009-05-18 2010-11-25 Adidas Ag ディスプレイを備える携帯型フィットネスモニタリングシステム及びその応用
JP2011200376A (ja) * 2010-03-25 2011-10-13 Citizen Holdings Co Ltd 運動能力判定装置

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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 19991102