JPS61253036A - 運動機能測定装置 - Google Patents

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】 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っ
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、不慣れな者にとっては運動機能を自分で把握する
ことが困難であった。

問題点を解決するだめの第１の手段 本発明は以」二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
って、（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って検
出された労作強度を表わす量の経時曲線を前記記す、０
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
装置によっ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１留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
よっ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
によっ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
け向上したが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
検出装置によって労作強度力ｑ灸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、個々の生体にとっての負荷の大
きさく内的運動負荷）であって、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
１０され、生体の年齢、性別、体重、運動機能レヘルな
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っ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って、前記労
作強度検出装置により検出された労搾強度を表わす量の
経時曲線と前記記伴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が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。

したがって、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
よって運動負荷を与えるエルゴメータであり、マイクロ
コンピュータ１２によってその負荷が調節されるように
なっており、またエルゴメーク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
クロコンピュータ１２へ伝送されるようになっている。

脈拍センサ１４は本実施例の労作強度検出装置を構成す
るものであっ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
信月ＳＭがマイクロコンピュータ１２のＴ１０ポート１
６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には氏名
、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１、ａされている。

カードリーダ２０はメモリカード１８内に記４ｇ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内の情報が
マイクロコンピュータ１２へ伝送されるようになってい
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ュータ−２へ伝送する。

マイクロコンピュータ−２はデータバスラインによって
互いに接続されたＣＰＵ２４、ＲＯＭ２６、ＲＡＭ２８
を備えている。ＣＰＵ２４は、ＲＡＭ２８の一次記憶機
能を利用しつつＲＯＭ２６に予め記憶されたプログラム
にしたがって人力信号を処理し、エルゴメータ−０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Ｇこ、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）を示ず軸４２を含む直交座標においては前記曲
線３２．３４．３６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３０はプロッタやドツト
プリンタなどの他の表示機構を採用するものであっても
差支えない。

以下、本実施例の作動を第３図のフローチャートにした
がって説明する。

先ず、ステップ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ップ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、ステップＳ２が実行さ
れてメモリカード１Ｂ内に記憶された情報が読み込まれ
るとともに、ステップＳ３が実行されてＲＯ，Ｍ　２６
に予め記憶された複数の標準曲線３４がメモリカード１
８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、さらにステップＳ
４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３
６が表示器３０の表示画面３８」二に表示される。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、続くステップＳ５が実行されることにより被測
定者に対するメソセージたとえば「終了指示がでるまで
エルゴメータを回転さゼで下さい。

」が音声にてまたは表示画面３８において表示される。

続くステップＳ６においてこの回転指示にしたがって被
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ップＳ６が繰り返し
実行されるが、ステップ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９荷を制御するためのステップＳ７，８．９が実行さ
れる。即ち、ステップＳ７が実行されることにより、一
定の開始期間Ａにおいてエルゴメータ１０の負荷が無負
荷とされ、ステップ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（アズ１−ランド）法
にしたがって大きくされ、さらに、ステップＳ９が実行
されることにより、二定の終了期間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。

上記ステップＳ７．８．９が実行される過程では、前記
脈拍信号ＳＭがＩ１０ボート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。この割込め
ルーチンにおいては、ステップＳＷＩ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つい
て脈拍数（瞬時値）が求められる。また、ステップＳＷ
２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Ｒ
ＡＭ２８およびメモリカード１８に記１ａ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
プロットされる。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る被測
定者の反応であっ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図は支テップＳ７，８゜
９の実行が完了したときの表示状態を示している。

前記ステップＳ９に続くステップＳＩＯ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であるいは表示画面３日上に
表示される。このため、その停止指示にしたがって被測
定者はエルゴメータ１０の回転を停止する。

次いで、ステップＳｌｌ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、ステップ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
くステップ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ｒＩ−８６Ｊと表
示される。そのＩＴＪは運動能力レベルを示し、「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って実際の労作強
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４０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滅することができ
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とによって囲まれた部分４４０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４
６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とによって囲まれた部分４４の面積
に基づいて決定されているが、経時曲線３２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と標準曲線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
示すステップ５Ｓｌｌおよび５Ｓ１２が第３図の前記ス
テップＳ１１およびＳＩ２に替えて実行させるように構
成される。したがって、ステップ５ＳＩＩにおいては標
準曲線３４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、ステップ５Ｓ１２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、続くステップ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
て表示されるのである。

以」二、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、ＰＰＰ　（心拍数と血圧値との積）な
どを用いてもよい。それらはいずれも、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がそれら心拍数、血圧
値、ＰＰＰ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ＰＰＰ算出手段を設ける必
要がある。

また、前記ステップ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っても
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と標準曲線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とによって
而まれた部分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
れるようになっているが、いずれか一方によっても被測
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などは階段グラフ、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、他の運動器機、たと
えば階段やトレッドミルなどが用いられる。トレンドミ
ルの場合には、バルク法、ロビンソン法、ブルース法等
に従っ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っ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プロ、。 り線図である。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
すフローチャートである。第５図は本発明の他の例の要
部を示子フローチャートである。 １０：エルゴメータ（運動器機） １２：マイクロコンピュータ（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 出　願　人　　株式会社　日本コーリン１８開昭６ｌ−
２５３０３６（７） 第４図 第°５図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （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って、 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っ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. （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. （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っ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. （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って、 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っ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。