JPH10318779A - 運動レベル経時記憶装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 生活者が殆ど意識せずに、身体活動を正確に
把握するためのデ−タを少ない記憶容量で長期間に亘っ
て経時的に記憶することができる運動レベル経時記憶装
置を提供することを課題とする。 【解決手段】 運動レベル経時記憶装置を、身体の活動
を検知し同活動に対応した活動検知信号を出力する手段
と、前記活動検知信号に基づいて１．５秒から１０秒ま
での設定短時間毎に前記身体の運動レベルを決定する手
段と、１分以上の設定された時間毎に前記運動レベルの
代表値を決定する手段と、前記運動レベルの代表値を経
時的に記憶する手段とを備えた構成にすることである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、生活習慣病患者や
その予備群に対して生活改善指導をするためのデ−タを
得る運動レベル経時記憶装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】わが国は、美食、過食、運動不足という
生活習慣により糖尿病を代表とする生活習慣病患者が年
々増加している。このような背景のなかで疾病の早期発
見や早期治療と並んで、健康増進教育や生活習慣改善の
ための指導の重要性が指摘されている。健康増進のため
の教育は、それが単に知識を伝授するだけでなく、行動
を改善するように指導することが重要である。具体的に
は生活習慣病の予防等においては運動が最も重要な要素
であり、健康と運動が不可分に結び付いているというこ
とは過去の疫学調査等から明らかである。

【０００３】従来、運動、即ち身体活動の評価手段とし
て、行動の内容を記録表に自己記録させる行動記録法
や、歩数計がある。行動記録法は、任意時間における自
己の行動内容を記録表に記入後、生活改善指導者が本人
に面接し、記録内容を確認した後に、各行動に対する運
動強度とその時間からエネルギ−消費量を算出してい
る。また、歩数計は、１日単位などの任意の時間におけ
る歩数やエネルギ−消費量を把握するものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の身体活動の
評価手段としての前者の行動記録法は、行動内容を記録
すること自体が日常生活の妨げになるため、記録をしな
かったり、後から記憶を辿って纏め書きをすることがあ
り、この場合は印象の深い行動のみを記録しがちになる
ため正確さが欠如するととともに、継続性に問題があ
る。一方、後者の歩数計は、１日単位などの任意の時間
における歩数やエネルギ−消費量しか把握できず、その
実施時間内での経時的変化やどの程度の運動をどのくら
い続けて行ったかなど、いわゆる身体活動の質を把握す
ることはできない。また、歩行として捉えられない身体
活動については評価することはできない。このように従
来の身体活動の評価手段では、身体活動の経時的変化を
正確に把握することは極めて困難であり、生活改善指導
者が個々人に対して適切な指導をすることに限界があ
る。

【０００５】そこで本発明では、生活者が殆ど意識せず
に、身体活動を正確に把握するためのデ−タを少ない記
憶容量で長期間に亘って経時的に記憶することができる
運動レベル経時記憶装置を提供することを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、運動
レベル経時記憶装置を、身体の活動を検知し同活動に対
応した活動検知信号を出力する手段と、前記活動検知信
号に基づいて１．５秒から１０秒までの設定短時間毎に
前記身体の運動レベルを決定する手段と、１分以上の設
定された時間毎に前記運動レベルの代表値を決定する手
段と、前記運動レベルの代表値を経時的に記憶する手段
とを備えた構成にすることである。

【０００７】請求項２の発明は、請求項１の発明の運動
レベル経時記憶装置において、前記運動レベルを決定す
るときの基準となる運動強度に基づいて運動量を演算す
る手段を備えることである。

【０００８】請求項３の発明は、請求項１又は２の発明
の運動レベル経時記憶装置において、カレンダ−デ−タ
を内蔵し、複数週間における同一曜日毎の運動強度、運
動レベル等の身体活動に関するデ−タをグル−ピング表
示する手段を備えることである。

【０００９】請求項４の発明は、請求項１，２又は３の
発明の運動レベル経時記憶装置において、前記運動強
度、運動レベル等の身体活動に関する記憶されたデ−タ
を光通信で外部の解析処理装置等に伝送可能な光通信手
段を備えることである。

【００１０】請求項１の発明の運動レベル経時記憶装置
によれば、身体の活動を検知する手段から出力された活
動検知信号に基づいて、身体の活動が例えば４段階に区
分された運動レベルのいづれかに分類される。そして例
えば２分の設定時間毎に運動レベルの代表値が決定され
ると、その運動レベルの代表値が順次、記憶される。そ
のため、リアルタイムに検出された活動検知信号に対応
した身体活動デ−タが設定短時間毎に運動レベルに分類
される過程で圧縮され、この圧縮された運動レベルから
設定時間毎に代表値を決定した段階で記憶するため、少
ない記憶容量でも身体活動の経時的変化を把握するため
のデ−タを長期間に亘って記憶することができる。

【００１１】請求項２の発明の運動レベル経時記憶装置
によれば、身体活動に伴う運動量、即ちカロリ−等を認
識することができる。

【００１２】請求項３の発明の運動レベル経時記憶装置
によれば、何曜日に十分な身体活動をしているか、ある
いは何曜日に身体活動が不足しているかの傾向を容易に
認識することができる。

【００１３】請求項４の発明の運動レベル経時記憶装置
によれば、身体活動に関する記憶されたデ−タを外部の
解析処理装置等に伝送する際、光通信で行うことができ
るため、電線接続等の作業が不要となり、デ−タ伝送が
容易になる。

【００１４】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て説明する。図１は、運動レベル経時記憶装置の構成を
示したブロック図である。図１に示すように、運動レベ
ル経時記憶装置１は、１チップマイクロコンピュ−タ２
を中枢として、この１チップマイクロコンピュ−タ２の
入力側には歩行等の身体の活動に伴う加速度を検出し、
加速度に比例した電圧を出力する加速度センサ３が接続
されている。尚、図示はしていないが加速度センサ３と
１チップマイクロコンピュ−タ２間にはＡ／Ｄコンバ−
タが接続されている。また、１チップマイクロコンピュ
−タ２の入力側には操作スイッチ４が接続されている。
この操作スイッチ４は、身体活動測定開始日の曜日、日
時、時刻や、性別、年齢、身長、体重を入力したり、身
体活動の計測開始時や、測定デ−タを出力するときなど
のモ−ド切替時に操作される。このため、１チップマイ
クロコンピュ−タ２にはカレンダデ−タが格納されてい
る。

【００１５】また、メモリ５は１チップマイクロコンピ
ュ−タ２により決定された後述の運動レベル等を長時間
に亘って経時的に記憶するものである。また、液晶表示
器６は、後述するように、身体活動に関する各種のデ−
タを表示させるためのものである。

【００１６】通信Ｉ／Ｏ７は、運動レベル経時記憶装置
１側の光通信器８と外部の解析処理装置として用いるパ
−ソナルコンピュ−タ１０側の光通信器９との間を光信
号で通信させ、運動レベル経時記憶装置１のメモリ５に
記憶された各種のデ−タ等をパ−ソナルコンピュ−タ１
０に伝送させるときの通信インタ−フェ−スである。
尚、パ−ソナルコンピュ−タ１０にはプリンタ１１が接
続されており、パ−ソナルコンピュ−タ１０に伝送され
た各種のデ−タやそのデ−タに基づく身体活動解析結果
等をプリントアウトさせることができる。

【００１７】運動レベル経時記憶装置１は、１チップマ
イクロコンピュ−タ２、加速度センサ３、操作スイッチ
４、メモリ５、液晶表示器６、通信Ｉ／Ｏ７、光通信器
８や図示していない前記Ａ／Ｄコンバ−タ、及び電源と
なる電池等を一つのケ−スにコンパクトに組み込んでい
る。従って、この運動レベル経時記憶装置１を身体腰部
に取り付けても殆ど気にすることなく歩行等の身体活動
の測定が可能となる。

【００１８】次に、運動レベル経時記憶装置１の作用に
ついて説明する。最初に、身体活動としての歩行を認識
するための作用について説明する。図２は、１チップマ
イクロコンピュ−タ２が身体活動としての歩行を認識す
るためのフロ−チャ−トである。また、図３は歩行を認
識するためのデ−タサンプリング説明図である。歩行が
開始され、前記加速度センサ３から歩行に伴う加速度に
比例した電圧がリアルタイムに出力されると、１チップ
マイクロコンピュ−タ２はその出力電圧をサンプリング
する。このサンプリング周期は図３に示すように３２Ｈ
ｚ（３１．２５ｍ秒毎）である。

【００１９】図３において、ＴＨ１，２，３，４は加速
度センサ３から出力される電圧を４段階に区分する「し
きい値」である。ＴＨ１は睡眠や座位等の微小運動の判
定基準となり、ＴＨ２は歩数の認識の基準値となる。ま
た、ＴＨ３は普通歩きと階段下りの判定基準となり、Ｔ
Ｈ４はゆっくり走ること及び速く歩くことの判定基準と
なる。また、サンプリング周期カウンタは、３１．２５
ｍ秒間隔で加速度センサ３から出力される電圧をサンプ
リングする毎に１を加算する。尚、歩行に伴って加速度
センサ３から出力される電圧は、正負に変化する。ま
た、フラグは、加速度センサ３から出力される電圧がＴ
Ｈ２より高い値からＴＨ２以下の値に変化したとき１を
立て、再びＴＨ２より高い値になったとき０になる。

【００２０】図２のステップＳ１において、３１．２５
ｍ秒間隔で加速度センサ３から出力されたセンサ電圧を
サンプリング開始する。ステップＳ２において、１チッ
プマイクロコンピュ−タ２におけるサンプリング周期カ
ウンタに１を加算する。ステップＳ３において、センサ
電圧（絶対値）の最大値が更新される毎にその値を記憶
する。

【００２１】ステップＳ４においてセンサ電圧が前記Ｔ
Ｈ１以上であるか否かを判断する。ＴＨ１以上であると
判断した場合、ステップＳ５で前記フラグが１であるか
否かを判断する。一方、ＴＨ１以上でないと判断した場
合はステップＳ１０に進む。ステップＳ５で前記フラグ
が１であると判断した場合はステップＳ６に進む一方、
フラグが１でないと判断した場合はリタ−ンする。ステ
ップＳ６において、サンプリング周期カウンタのカウン
ト数が６から５０の範囲であるか否かを判断する。その
カウント数が６から５０の範囲であると判断した場合
は、１歩、歩いたものと認識し、ステップＳ７に進む一
方、その範囲でないと判断した場合はステップＳ８に進
む。

【００２２】ステップＳ７において１チップマイクロコ
ンピュ−タ２における歩数カウンタに１を加算したあ
と、次のステップＳ８においてサンプリング周期カウン
タをゼロクリアする。そしてステップＳ９において前記
フラグをゼロにする。

【００２３】前記ステップＳ４においてセンサ電圧が前
記ＴＨ１以上でないと判断した場合はステップＳ１０に
おいて前記ＴＨ２以下であるか否かを判断し、ＴＨ２以
下であると判断した場合は次のステップＳ１１において
前記フラグを１にしたあとリタ−ンする。また、ステッ
プＳ１０において前記ＴＨ２以下でないと判断した場合
はリタ−ンする。

【００２４】このように歩行の１周期中に、センサ電圧
が前記ＴＨ１より高くて前記フラグが１であり、且つ歩
行の１周期中にサンプリング周期カウンタのカウント数
が６以上５０以下であれば歩行と認識する。尚、初めの
１歩認識後、１．５秒以内に２歩目を認識しないときは
誤認識、あるいはノイズとみなし、歩数カウンタから１
をマイナスする。

【００２５】図４は、１チップマイクロコンピュ−タ２
が４秒間隔で行う処理を示したフロ−チャ−トである。
１チップマイクロコンピュ−タ２は、前述のように図２
に示したフロ−に従って歩行認識を行うとともに、歩行
に伴う運動強度を４秒間隔で決定する。歩行に伴う運動
強度を決定する際、図５に示すような判定テ−ブルを用
いる。図５に示すように、４秒間の歩数が例えば８で、
その間のセンサ電圧の最大値が前述のＴＨ３に相当する
場合、このテ−ブルにより運動強度を求める。このよう
に運動強度は０から９までの１０段階に分けられてい
る。

【００２６】図４のステップＳ１に示すように、４秒間
のセンサ電圧の最大値と前記歩数カウンタによりカウン
トされた歩数とから、前記判定テ−ブルに基づいて運動
強度を決定する。ステップＳ２において運動強度は０で
あるか否かを判断する。判断の結果、運動強度が０でな
い場合はステップＳ３に進む一方、運動強度が０である
場合はステップＳ１２に進む。

【００２７】上記ステップＳ２において運動強度がゼロ
でないと判断した場合、ステップＳ３において、その運
動強度から４秒間の運動量を求める。この運動量を求め
るために次の式を用いる。 運動量＝Ｋａ×体重 （Ｋｃａｌ／４秒） ここで、Ｋａは運動強度毎に決められている定数であ
る。１チップマイクロコンピュ−タ２は、運動強度０〜
９それぞれの時間を計測する運動強度別時間カウンタを
有しており、ステップＳ４において、該当する運動強度
の時間に４秒を加算する。

【００２８】ステップＳ５において、前回の４秒間にお
ける運動強度も１以上か否かを判断し、１以上であれば
ステップＳ６において１チップマイクロコンピュ−タ２
における歩行継続カウンタに４秒加算する。一方、前回
の４秒間における運動強度が１以上でなければステップ
Ｓ７に進む。

【００２９】ステップＳ７において、１チップマイクロ
コンピュ−タ２における累積歩行カウンタに前述の歩数
カウンタ（図２のステップＳ７参照）によりカウントさ
れた歩数を加算する。ステップＳ８において、４秒間の
基礎代謝量を演算する。この基礎代謝量は、前述の操作
スイッチにより入力された当人の身長、体重、性別等に
基づいて演算される。

【００３０】ステップＳ９において１チップマイクロコ
ンピュ−タ２における総カロリ−カウンタで総カロリ−
を累積する。そのあと、ステップＳ１０において今回の
運動強度を運動レベルに分類する。この際、運動強度は
次のように運動レベルに分類される。 運動強度 運動レベル ０ （睡眠） ０ ０ （静止、座位等の微小運動有り） １ １〜５ （ゆっくりした歩行、普通の歩行、急歩） ２ ６〜９ （ランニング） ３

【００３１】次に、ステップＳ１１においてセンサ最大
電圧、歩数カウンタをゼロクリアしたあと、リタ−ンす
る。

【００３２】一方、前記ステップＳ２において、運動強
度がゼロであると判断した場合はステップＳ１２に進ん
で直前所要時間以内に前記微小運動が有るか否かを判断
する。この微小運動が有ると判断した場合、ステップＳ
１３に進んで微小運動量を加算したあと、ステップＳ１
４に進む。また、ステップＳ１２において直前所要時間
以内に微小運動が無いと判断した場合は、直接ステップ
Ｓ１４に進む。

【００３３】ステップＳ１４において、前回の運動強度
もゼロであるか否かを判断する。前回の運動強度はゼロ
でないと判断した場合はステップＳ１５において前記歩
行継続カウンタの歩行継続時間が、２分以下、２分を超
えて６分以下、６分を超えて１０分以下、１０分超の４
段階のどの時間帯に属するかを認識したうえ該当する時
間帯を１チップマイクロコンピュ−タ２における歩行時
間帯カウンタでカウントしたあと、ステップＳ１６に進
む。一方、ステップＳ１４において、前回の運動強度も
ゼロであると判断した場合は、直接ステップＳ１６に進
む。ステップＳ１６では前記歩行継続カウンタのカウン
ト値をゼロにし、そのあと前記ステップＳ８にステップ
する。

【００３４】このように１チップマイクロコンピュ−タ
２は、４秒毎に運動強度を決定したうえ、４秒間におけ
る運動量、基礎代謝を含めたカロリ−を演算し、更に運
動強度別の累積時間をカウントする。また、歩行開始か
らの総カロリ−と歩行継続時間帯の累積カウントをす
る。また、運動強度を前記運動レベルに分類する。

【００３５】尚、前記運動強度別時間カウンタ、累積歩
行カウンタ、歩行時間帯カウンタのカウント値は前記メ
モリ５に記憶されたうえ、２４時間毎にゼロクリアされ
る。

【００３６】以上のように、１チップマイクロコンピュ
−タ２は４秒毎に運動強度を前記運動レベルに分類する
とともに、２分毎に運動レベルの代表値を選出する。こ
の運動レベルの代表値選出は次のように行われる。４秒
毎に分類された運動レベルを２分毎に見て、レベル０、
レベル１を除くレベル２、レベル３のうち、発生頻度が
多い方を２分毎の運動レベルの代表値とする。レベル
２、レベル３が共に同じ発生頻度であればレベル３を代
表値とする。尚、レベル２、レベル３が無い場合は、レ
ベル０、レベル１を見てレベル１があればレベル１を代
表値とする。そしてこの代表値は前記メモリ５に記憶さ
れる。

【００３７】上記運動レベル代表値選出アルゴリズムは
具体的には次のようになる。 （優先順位大）まず、運動が有るか、無いかを判定し、
運動が有ればレベル２、レベル３のうち、発生頻度の多
いレベルの方を採用し、同じ頻度のときはレベル３を採
用する。 （優先順位中）次に、運動が無ければ、微小運動が有る
か、無いかを判定し、微小運動が有れば、微小運動有り
のレベル１を採用する。 （優先順位小）次に、微小運動が無ければ睡眠、即ちレ
ベル０を採用する。

【００３８】以上のように、１チップマイクロコンピュ
−タ２は２分毎に運動レベルの代表値を前記メモリ５に
記憶するため、メモリ５の記憶容量が少なくても長時間
における運動レベル等のデ−タを記憶することができ
る。

【００３９】メモリ５は、少なくとも１か月間における
上記運動レベル等のデ−タを記憶する容量を持つ。ま
た、１チップマイクロコンピュ−タ２は、前記歩行に関
するデ−タに基づいて、１日毎の歩行数や、例えば１か
月間における総歩行数の１日単位の平均歩行数、歩行時
間、歩行速度等や、歩行数の最大値を示した日、最小値
を示した日を前記液晶表示器６で表示できるようにプロ
グラムされている。

【００４０】また、１チップマイクロコンピュ−タ２
は、例えば１か月間における１日単位の総カロリ−量及
び運動量等の平均値や前記最大値を示した日、最小値を
示した日のデ−タを液晶表示器６で表示できるようにプ
ログラムされている。

【００４１】図６〜図１１は、運動レベル経時記憶装置
１の操作スイッチのモ−ド切替えにより液晶表示器６に
表示される各種のデ−タを示したものである。図６は、
３月２５日〜４月２４日までの２６日間における歩行
数、歩行時間、歩行速度、総消費量（総カロリ−量）、
及び運動量の２６日間の平均値、歩行数が最大日（４月
１６日）、最少日（４月２０日）のデ−タを一覧表示し
たものである。

【００４２】図７は、歩行数の日付別推移を示したもの
である。また、図８は、運動強度（身体活動強度）の２
６日間の平均値分布、最大日（４月１６日）、及び最少
日（４月２０日）の分布デ−タを示したものである。図
９は、歩行継続時間（２分以下、２分を超えて６分以
下、６分を超えて１０分以下、１０分超の４段階の２６
日間の平均分布デ−タ、及び最大日（４月１６日）、最
少日（４月２０日）の分布デ−タを示したものである。

【００４３】図１０は、４月１６日と４月２０日の運動
レベルの日内変動状況を示したものである。尚、縦軸の
運動レベルの目盛りは４まで示されているが、本発明で
は３が上限となっている。また、図１１は、３月２５日
〜４月２４日までの各日の歩行数を曜日別にグル−ピン
グして表示したものであり、この表示により何曜日に歩
行数が多く、何曜日に歩行数が足りないかなどの傾向を
把握する事ができる。尚、この曜日別グル−ピング表示
は歩行数に限らず、運動強度分布や歩行継続時間帯分布
等でもグル−ピング表示が可能である。

【００４４】このように、運動レベル経時記憶装置１は
メモリ５の記憶内容に基づいて個々人に対する生活改善
に関するデ−タを表示することができる。このメモリ５
に記憶されたデ−タは、前記光通信器８とパ−ソナルコ
ンピュ−タ１０側の光通信器９との間の光通信によりパ
−ソナルコンピュ−タ１０に伝送することができる。そ
して、パ−ソナルコンピュ−タ１０は伝送されてきた各
種のデ−タに基づいてきめ細かな解析をして個々人に対
する生活改善に関する情報を提供することができる。ま
た、前記プリンタ１１から、図６〜図１１に示されたデ
−タはもとよりパ−ソナルコンピュ−タ１０で解析され
た、より詳しい生活改善デ−タ等をプリントアウトさせ
ることができる。

【００４５】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、少ない記憶容
量でも身体活動の経時的変化を把握するためのデ−タを
長期間に亘って記憶することができるという効果があ
る。

【００４６】請求項２の発明によれば、身体活動に伴う
運動量、即ちカロリ−等を認識することができるという
効果がある。

【００４７】請求項３の発明によれば、何曜日に十分な
身体活動をしているか、あるいは何曜日に身体活動が不
足しているかの傾向を容易に認識することができるとい
う効果がある。

【００４８】請求項４の発明によれば、身体活動に関す
る記憶されたデ−タを外部の解析処理装置等に伝送する
際、光通信で行うことができるため、電線接続等の作業
が不要となり、外部に対するデ−タ伝送が容易になると
いう効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】運動レベル経時記憶装置の構成を示したブロッ
ク図である。

【図２】運動レベル経時記憶装置により歩行を認識する
ためのブロック図である。

【図３】歩行を認識するためのデ−タサンプリング説明
図である。

【図４】１チップマイクロコンピュ−タが４秒間隔で行
う処理を示したフロ−チャ−トである。

【図５】運動強度換算テ−ブル図である。

【図６】身体活動に関するデ−タの一覧表示図である。

【図７】歩行数の日付別推移表示図である。

【図８】運動強度分布表示図である。

【図９】歩行継続時間分布表示図である。

【図１０】運動レベル日内変動表示図である。

【図１１】各日の歩行数の曜日別グル−ピング表示図で
ある。

【符号の説明】

１ 運動レベル経時記憶装置 ２ １チップマイクロコンピュ−タ ３ 加速度センサ ４ 操作スイッチ ５ メモリ ６ 液晶表示器 ７ 通信Ｉ／Ｏ ８ 光通信器

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 身体の活動を検知し同活動に対応した活
   動検知信号を出力する手段と、前記活動検知信号に基づ
   いて１．５秒から１０秒までの設定短時間毎に前記身体
   の運動レベルを決定する手段と、１分以上の設定された
   時間毎に前記運動レベルの代表値を決定する手段と、前
   記運動レベルの代表値を経時的に記憶する手段とを備え
   たことを特徴とする運動レベル経時記憶装置。
2. 【請求項２】 前記運動レベルを決定するときの基準と
   なる運動強度に基づいて運動量を演算する手段を備えた
   ことを特徴とする請求項１に記載の運動レベル経時記憶
   装置。
3. 【請求項３】 カレンダ−デ−タを内蔵し、複数週間に
   おける同一曜日毎の運動強度、運動レベル等の身体活動
   に関するデ−タをグル−ピング表示する手段を備えたこ
   とを特徴とする請求項１又は２に記載の運動レベル経時
   記憶装置。
4. 【請求項４】 前記運動強度、運動レベル等の身体活動
   に関する記憶されたデ−タを光通信で外部の解析処理装
   置等に伝送可能な光通信手段を備えた請求項１，２又は
   ３に記載の運動レベル経時記憶装置。