專利名稱：運(yùn)動(dòng)器械、體力評(píng)價(jià)方法以及搏動(dòng)計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及自行車測功計(jì)(ergometer)、固定式踏車、劃船測功計(jì)等的運(yùn)動(dòng)器械、體力評(píng)價(jià)方法以及搏動(dòng)計(jì)。
背景技術(shù)：
本發(fā)明中有興趣的，確定運(yùn)動(dòng)程度的裝置以及方法例如公開于國際公開第W096／20640號(hào)公報(bào)上。根據(jù)同一公報(bào)，公開了監(jiān)視從事訓(xùn)練的人的心率，從其心電圖信號(hào)中測定例如QRS復(fù)合波形由此計(jì)算心率，根據(jù)從該心率導(dǎo)出的頻譜的功率確定訓(xùn)練中的人的運(yùn)動(dòng)程度的方法。
以往其它進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的人的肌肉耐力測定裝置和肌肉耐力測定方法公開在例如特公平7-38885號(hào)公報(bào)上。如果采用此一公報(bào)，則可以用心率和收縮血壓的積算出運(yùn)動(dòng)著的人的負(fù)荷，據(jù)此算出耐力。
以往進(jìn)行訓(xùn)練和運(yùn)動(dòng)的人的負(fù)荷如上述那樣測定。如果使用這種方法則可以推定進(jìn)行運(yùn)動(dòng)和訓(xùn)練的人的負(fù)荷。
另一方面，以往為了維持增進(jìn)健康，市售有自行車測功計(jì)等的運(yùn)動(dòng)器械。作為以往的運(yùn)動(dòng)器械，有附加通過輸入年齡、性別等，預(yù)先統(tǒng)計(jì)確定的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)程序的器械。另外作為體力水平評(píng)價(jià)，有采用通過脈搏等相對(duì)于運(yùn)動(dòng)負(fù)荷的變化等推定最大氧氣攝入量的方法。
可是，作為安全并且有效的運(yùn)動(dòng)的方法，有作為可以不持續(xù)增加血中乳酸進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的閾值的無氧性運(yùn)動(dòng)閾值(AnaerobicThreshold，以下，有的地方簡稱AT)。在該AT的測量中，以往局限于采血測量乳酸值的侵襲性測量方法，和根據(jù)呼氣氣體分析從呼氣的二氧化碳分壓、氧氣分壓變化求乳酸值的方法。
另外，作為以往的體力評(píng)價(jià)方法，有根據(jù)相對(duì)于運(yùn)動(dòng)負(fù)荷的脈搏數(shù)的變化，推定最大氧氣攝取量、最大運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度、最大心率等的方法。
但是，在上述以往的確定運(yùn)動(dòng)程度的裝置和運(yùn)動(dòng)器械中，存在以下問題①用運(yùn)動(dòng)程度確定裝置和方法得到的數(shù)據(jù)只能在單純生理性訓(xùn)練和運(yùn)動(dòng)中確定運(yùn)動(dòng)程度中使用，不能有效利用。
②運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的設(shè)定不適合各種人的運(yùn)動(dòng)能力，不能充分達(dá)到作為目的的運(yùn)動(dòng)效果。
③作為適合各種人的運(yùn)動(dòng)能力的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度，一般認(rèn)為AT最適合，但在測量中需要吸氣氣體分析儀那樣的大型的裝置，不能搭載于測量高速，實(shí)用性的運(yùn)動(dòng)器械上。
④作為體力方法重要的展示有氧運(yùn)動(dòng)能力的AT，根據(jù)上述③的理由不能在運(yùn)動(dòng)器械中判定、顯示。
本發(fā)明就是為了解決上述的問題而提出的，其目的在于提供一種運(yùn)動(dòng)器械，可以簡單容易，并且可以適當(dāng)?shù)氐弥\(yùn)動(dòng)程度，用該值有效地進(jìn)行訓(xùn)練。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種運(yùn)動(dòng)器械，可以簡單容易，并且適宜地得知無氧性運(yùn)動(dòng)閾值，用該閾值有效地進(jìn)行訓(xùn)練。
本發(fā)明的再一目的在于提供一種運(yùn)動(dòng)器械以及體力評(píng)價(jià)方法，可以同時(shí)簡便地知道體力以及運(yùn)動(dòng)程度，并且可以更詳細(xì)地把握自己的運(yùn)動(dòng)能力，可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪\(yùn)動(dòng)，而且可以以盡可能短的時(shí)間高精度地評(píng)價(jià)體力以及運(yùn)動(dòng)程度。
本發(fā)明的再一目的在于提供一種能簡單容易并且適宜地得知運(yùn)動(dòng)程度的心率計(jì)。
發(fā)明的公開本發(fā)明的運(yùn)動(dòng)器械包括可以改變負(fù)荷的負(fù)荷裝置；生理信號(hào)測定單元，以非侵襲的方法實(shí)時(shí)測量生理信號(hào)；運(yùn)動(dòng)程度推定單元，根據(jù)與負(fù)荷裝置的負(fù)荷變化對(duì)應(yīng)的生理信號(hào)推定運(yùn)動(dòng)程度；以及控制單元，用推定的運(yùn)動(dòng)程度控制上述負(fù)荷裝置的負(fù)荷。
因?yàn)楦鶕?jù)應(yīng)答負(fù)荷裝置的負(fù)荷變化的生理信號(hào)推定運(yùn)動(dòng)程度，控制負(fù)荷裝置的負(fù)荷接近其運(yùn)動(dòng)程度，所以可以提供能夠進(jìn)行與自己的運(yùn)動(dòng)能力相適應(yīng)的運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)器械。
理想的是，運(yùn)動(dòng)程度推定單元根據(jù)與負(fù)荷裝置的負(fù)荷變化對(duì)應(yīng)的生理信號(hào)的變化推定運(yùn)動(dòng)程度。
進(jìn)而更理想的是，運(yùn)動(dòng)程度推定單元作為運(yùn)動(dòng)程度推定無氧性運(yùn)動(dòng)閾值。
因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)程度推定單元作為運(yùn)動(dòng)程度推定無氧性運(yùn)動(dòng)閾值，根據(jù)此值控制運(yùn)動(dòng)器械的負(fù)荷，所以可以提供效率更高的可以進(jìn)行適合自己的運(yùn)動(dòng)能力的適當(dāng)?shù)倪\(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)器械。
在本發(fā)明的一個(gè)方面，運(yùn)動(dòng)程度推定單元包括算出被檢測出的各心電信號(hào)的心搏間隔的波動(dòng)的單元；算出心搏間隔的波動(dòng)的功率的單元；以及求相對(duì)于負(fù)荷增加的功率變化的收斂點(diǎn)的單元，并把與收斂點(diǎn)對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)負(fù)荷推定為運(yùn)動(dòng)程度。
因?yàn)樗愠鲂碾娦盘?hào)的心搏間隔的波動(dòng)，求出相對(duì)于負(fù)荷增加的波動(dòng)的功率變化的收斂點(diǎn)推定運(yùn)動(dòng)程度，所以可以提供能夠在短時(shí)間內(nèi)高精度地得知運(yùn)動(dòng)程度的運(yùn)動(dòng)器械。
在本發(fā)明的另一方面，運(yùn)動(dòng)器械包含負(fù)荷裝置，它和時(shí)間一同逐漸增加負(fù)荷；心電傳感器，它用來檢測心電信號(hào)；測量單元，它測量在負(fù)荷逐漸增加過程中檢測到的心電信號(hào)的心率；計(jì)算單元；它算出心電信號(hào)的心搏間隔的波動(dòng)；運(yùn)動(dòng)程度推定單元，它根據(jù)心率和心搏間隔的波動(dòng)，推定運(yùn)動(dòng)程度；體力推定單元，它根據(jù)相對(duì)在該運(yùn)動(dòng)程度推定單元中推定的運(yùn)動(dòng)程度前后的負(fù)荷變化的斜率推定體力；以及控制單元，它控制負(fù)荷裝置使其接近推定的體力。
因?yàn)闇y量在負(fù)荷的逐漸增加過程中檢測到的心電信號(hào)的心率，算出其波動(dòng)，根據(jù)心率和心搏間隔的波動(dòng)推定運(yùn)動(dòng)程度，控制負(fù)荷裝置的負(fù)荷在該推定的運(yùn)動(dòng)程度前后，所以可以提供更詳細(xì)把握自己的運(yùn)動(dòng)能力，可以進(jìn)行適宜的運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)器械。
在本發(fā)明的再一方面，體力評(píng)價(jià)方法包括以下步驟，在負(fù)荷裝置中逐漸增加負(fù)荷，在這一逐漸增加過程中用心電傳感器在逐漸增加的運(yùn)動(dòng)負(fù)荷中檢測心電信號(hào)，從檢測出的心電信號(hào)中求心率和心搏間隔的波動(dòng)，根據(jù)該心率和心搏間隔的波動(dòng)同時(shí)推定體力和運(yùn)動(dòng)程度。
因?yàn)橛眯碾妭鞲衅鳈z測逐漸增加的運(yùn)動(dòng)負(fù)荷中的心電信號(hào)，從檢測出的心電信號(hào)中求心率和心搏間隔的波動(dòng)，以它們?yōu)榛A(chǔ)同時(shí)推定體力和運(yùn)動(dòng)程度，所以可以提供在短時(shí)間內(nèi)高精度評(píng)價(jià)體力和運(yùn)動(dòng)程度的體力評(píng)價(jià)方法。
在本發(fā)明的再一方面，搏動(dòng)計(jì)包括檢測出心電產(chǎn)生的搏動(dòng)信號(hào)的搏動(dòng)傳感器；報(bào)知逐漸增加運(yùn)動(dòng)速度的報(bào)知單元；根據(jù)在運(yùn)動(dòng)逐漸增加過程中搏動(dòng)傳感器檢測出的搏動(dòng)信號(hào)推定運(yùn)動(dòng)程度的運(yùn)動(dòng)程度推定單元；根據(jù)該運(yùn)動(dòng)程度推定時(shí)的運(yùn)動(dòng)速度設(shè)定運(yùn)動(dòng)步調(diào)的單元。
因?yàn)榭梢栽诓珓?dòng)計(jì)中根據(jù)運(yùn)動(dòng)逐漸增加過程中的搏動(dòng)信號(hào)推定運(yùn)動(dòng)程度，所以可以在運(yùn)動(dòng)場的運(yùn)動(dòng)中一邊運(yùn)動(dòng)一邊簡便地知道每個(gè)人的運(yùn)動(dòng)程度。
附圖的簡單說明圖1是展示本發(fā)明的一實(shí)施例的自行車測功計(jì)的電路構(gòu)成的方框圖。
圖2是自行車測功計(jì)的外觀圖。
圖3是展示相對(duì)最大心率的無氧性運(yùn)動(dòng)閾值的分布的圖。
圖4是用于說明實(shí)施例1中的自行車測功計(jì)的AT推定的處理動(dòng)作的流程圖。
圖5A、5B是展示運(yùn)動(dòng)器械的負(fù)荷逐漸增加，和心搏間隔的波動(dòng)的熵變化的圖。
圖6是展示根據(jù)AT的運(yùn)動(dòng)程序的一例的流程圖。
圖7是用于說明實(shí)施例2中的自行車測功計(jì)的處理動(dòng)作的流程圖。
圖8是展示在實(shí)施例2中的自行車測功計(jì)中，逐漸增加負(fù)荷情況下的心率和心搏間隔的波動(dòng)的熵關(guān)系的圖。
圖9是展示在實(shí)施例2中的自行車測功計(jì)中，逐漸增加負(fù)荷情況下負(fù)荷和心搏關(guān)系的圖。
圖10是展示帶著在實(shí)施例1和實(shí)施例2中的自行車測功計(jì)中使用的心電傳感器的例子的圖。
圖11是展示在實(shí)施例1中的自行車測功計(jì)中使用的另一心電傳感器的例子的圖。
圖12是展示在實(shí)施例1以及實(shí)施例2中的自行車測功計(jì)中使用的又一心電傳感器的例子。
圖13是展示帶著在實(shí)施例1中的自行車測功計(jì)中使用的搏動(dòng)傳感器的例子。
圖14A、14B是展示帶著在本發(fā)明的實(shí)施例1中的自行車測功計(jì)中使用的手指血壓計(jì)的例子。
圖15A、15B是用于說明在本發(fā)明的實(shí)施例1中的自行車測功計(jì)中使用的呼吸數(shù)檢測的圖。
圖16是作為實(shí)施本發(fā)明的又一運(yùn)動(dòng)器械的例子的固定踏車的外觀斜視圖。
圖17是作為實(shí)施本發(fā)明的另一運(yùn)動(dòng)器械的例子展示劃船測功計(jì)的圖。
圖18是展示實(shí)施例2中的算出心搏間隔的波動(dòng)的功率而控制負(fù)荷的處理內(nèi)容的流程圖。
圖19A、19B是展示變動(dòng)的功率和負(fù)荷的關(guān)系的圖。
圖20是展示實(shí)施例4的搏動(dòng)計(jì)的構(gòu)成的方框圖。
圖21是用于說明實(shí)施例4的心率計(jì)向佩帶者安裝的狀態(tài)的圖。
圖22是用于說明實(shí)施例4的心率計(jì)的處理動(dòng)作的流程圖。
實(shí)施發(fā)明的最佳形式以下，參照


本發(fā)明的實(shí)施例。
(1)實(shí)施例1圖1是展示作為本發(fā)明的實(shí)施例1的運(yùn)動(dòng)器械的一例的自行車測功計(jì)的電路構(gòu)成的方框圖。該測功計(jì)包括心電傳感器1，它用來檢測心電信號(hào)；前置放大器2，它用來放大傳感器1的輸出信號(hào)；濾波器3，它用來濾除噪聲；放大器4，它用來把心電信號(hào)進(jìn)一步放大到適當(dāng)?shù)乃?；A／D轉(zhuǎn)換器5；CPU6，它用來執(zhí)行各種處理；鍵盤輸入裝置7；顯示器8；負(fù)荷裝置(轉(zhuǎn)動(dòng)負(fù)荷)9。
圖2是該實(shí)施例的自行車測功計(jì)的外觀斜視圖。參照?qǐng)D2，自行車測功計(jì)包含鞍座11，手柄12，操作部分13，踏板14，前機(jī)架15，后機(jī)架16。操作部分13包含鍵盤輸入裝置7，顯示器8(參照?qǐng)D1)。在該測功計(jì)中，被測者(運(yùn)動(dòng)者)坐在鞍座上踩著踏板14，通過轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。踏板14由負(fù)荷裝置9加負(fù)荷使得施加與運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度程度適應(yīng)的負(fù)荷。如果負(fù)荷大，則使踏板14轉(zhuǎn)動(dòng)一定圈數(shù)所需要的運(yùn)動(dòng)量多。心電傳感器1的電極，用帶子帶在被測者胸前，檢測出的心電信號(hào)以無線方式傳送到操作部分13的其他電路，進(jìn)行信號(hào)處理。
圖10展示該心電傳感器1佩帶的例子。在運(yùn)動(dòng)者M(jìn)的胸前佩帶具備1對(duì)電極以及信號(hào)發(fā)送部分的胸帶41，在手柄12上設(shè)置信號(hào)接收部分(相當(dāng)于圖2的操作部分13)42。
圖11是展示在自行車測功計(jì)中使用的心電傳感器的另一例子的圖。在手柄12上設(shè)置心電檢測用的電極43、44。通過用雙手握住電極43、44檢測出心電。電極43、44被連接在測功計(jì)主體內(nèi)的電路部分上。
圖12展示在自行車測功計(jì)中使用的再一心電傳感器的例子。參照?qǐng)D12，在運(yùn)動(dòng)者M(jìn)的胸前貼上G(接地)，+(正)，-(負(fù))3個(gè)電極45、46、47。是用連線48連接在主體內(nèi)的電路部分上，檢測心電信號(hào)胸部感應(yīng)型。
圖13是展示在自行車測功計(jì)中使用的脈搏傳感器的例子的圖，在運(yùn)動(dòng)者M(jìn)的耳垂上安裝脈搏傳感器49，檢測脈搏。
在以往的測功計(jì)等的運(yùn)動(dòng)器械中，作為運(yùn)動(dòng)程度的一例，對(duì)于輸入年齡等而確定的最大心率(最大運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度)，以AT點(diǎn)在約55％左右的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，確定減肥、體力增強(qiáng)的運(yùn)動(dòng)程序。
但是，在實(shí)際測量AT實(shí)測值是最大心搏的幾％時(shí)，如圖3所示，AT因人有很大的差異。圖3是展示對(duì)24個(gè)男學(xué)生，在把最大心率設(shè)置為100％時(shí)所有人的AT實(shí)測值的分布的圖。因而，以往經(jīng)統(tǒng)計(jì)確定的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度中的運(yùn)動(dòng)程序，對(duì)于每個(gè)人未必是最適合的。
在本實(shí)施例的自行車測功計(jì)中，在通過此前的最大氧攝取量(最大心率)那樣的最大運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的推定表示出的體力水平顯示上，加上作為運(yùn)動(dòng)程度的一例，同時(shí)根據(jù)心搏波動(dòng)推定無氧性運(yùn)動(dòng)閾值，作為有機(jī)氧運(yùn)動(dòng)能力的顯示輸出。
接著，用圖4的流程圖，說明本實(shí)施例的自行車測功計(jì)的處理動(dòng)作。如果從鍵盤輸入裝置7向CPU6輸入測定開始鍵按下信息，則開始測定。首先，用心電傳感器1檢測出安靜時(shí)心電信號(hào)(步驟ST1，以下簡稱ST)，來自此心電傳感器1的信號(hào)，進(jìn)行校準(zhǔn)動(dòng)作使得達(dá)到某一定水平(ST2)。該校準(zhǔn)動(dòng)作，通過用來自CPU6的信號(hào)在放大器4中調(diào)整增益進(jìn)行。
在顯示器8上，顯示「測定開始」(ST3)，開始負(fù)荷裝置9的控制(ST4)。作為負(fù)荷裝置9的負(fù)荷，給予每分鐘15W[瓦]的漸變負(fù)荷。通過進(jìn)行心電信號(hào)的峰值檢測，算出RR間隔數(shù)據(jù)(心搏的1周期)。用算出的RR數(shù)據(jù)算出PI(Percent Index)(ST5)。在此PI是用％表示相對(duì)于前一周期的前一周期和這一周期的差的比，用下式求得。
PI(n)％={RR(n)-RR(n+1)}／RR(n)×100％在此，把PI稱為心搏間隔波動(dòng)。
把該P(yáng)I數(shù)據(jù)以128數(shù)據(jù)份，或者以每2分鐘的間隔區(qū)間算出1％刻度的讀數(shù)分布，根據(jù)P(i)=f(i)／f，由式(1)算出心搏間隔的波動(dòng)的熵H(ST6)。H=-ΣiP(i)log2P(i)······(1)]]>接著，判斷是否達(dá)到了AT點(diǎn)(ST7)，如圖5A、5B所示對(duì)于運(yùn)動(dòng)量的增加，在熵減少的情況下判定NO并逐漸增加負(fù)荷(ST8)，每次繼續(xù)算出PI值以及熵(ST5，ST6)。如圖5A所示，如果達(dá)到熵拐點(diǎn)(極小點(diǎn))，則該點(diǎn)是AT點(diǎn)，ST7的判定是YES，結(jié)果顯示在顯示器8上(ST9)。結(jié)果包括，在AT點(diǎn)的心率(bPM)、負(fù)荷強(qiáng)度(W)、時(shí)間(min)等。在顯示結(jié)果后，減少負(fù)荷，進(jìn)行整理運(yùn)動(dòng)(ST10)。在1分鐘的整理運(yùn)動(dòng)后，停止負(fù)荷，結(jié)束控制(ST11)。
在本實(shí)施例的自行車測功計(jì)中，具有可以簡便地知道AT的功率。由此，例如如果進(jìn)行減肥、體力增強(qiáng)等的運(yùn)動(dòng)程序的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度設(shè)定，則相對(duì)于以往在減肥中確定為最大心率的65％，在體力增強(qiáng)中確定為75％，可以使運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度如減少AT點(diǎn)的18％，或者增加18％那樣適合每個(gè)人的運(yùn)動(dòng)程度。
圖6是展示在本實(shí)施例的運(yùn)動(dòng)器械中，根據(jù)推定的AT確定運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的處理的一例的流程圖。在推定AT點(diǎn)(ST21)，或者該人的AT值已知，從鍵盤7輸入(ST22)時(shí)，接著判定是否指定了減肥程序(ST23)，在判定是YES的情況下，把負(fù)荷設(shè)置成AT的82％(ST24)，當(dāng)在ST23中未指定減肥程序的情況下，接著判斷是否指定體力增強(qiáng)程序(ST25)。如果判定是YES，則把負(fù)荷設(shè)置為AT的118％(ST26)。當(dāng)在ST25中判定是NO的情況下，進(jìn)一步移至以下其它的處理。
另外，在本實(shí)施例的自行車測功計(jì)中，因?yàn)榭梢院唵蔚赝贫ㄗ畲笮穆?運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度)和AT兩者，所以通過每個(gè)人的AT表示最大心率(運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度)的幾％，就可以得知相對(duì)于統(tǒng)計(jì)平均水平的有氧運(yùn)動(dòng)能力是多少。在該運(yùn)動(dòng)器械中，通過該顯示輸出功率，不僅能顯示輸出體力水平，而且還能顯示輸出有氧運(yùn)動(dòng)能力，可以使用戶簡便地知道此前不能簡單地知道的有氧運(yùn)動(dòng)能力。
進(jìn)一步說明另一實(shí)施例的測功計(jì)。在本實(shí)施例的自行車測功計(jì)中，電路構(gòu)成和圖1所示的構(gòu)成相同，但是加上根據(jù)在如此前通過最大氧攝取量(最大心率)那樣的最大運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的推定所表示出的體力水平，還同時(shí)根據(jù)心搏間隔的波動(dòng)推定AT，作為有氧運(yùn)動(dòng)能力的顯示輸出。
用圖7的流程圖說明本實(shí)施例的運(yùn)動(dòng)器械的全體動(dòng)作。如果動(dòng)作開始，則首先通過鍵盤輸入裝置7輸入年齡、性別等的個(gè)人數(shù)據(jù)(ST31)。接著，判斷是否只進(jìn)行AT推定(ST32)。從鍵盤輸入裝置7只進(jìn)行AT的指定，在只進(jìn)行AT判定的情況下，算出安靜時(shí)的波動(dòng)熵(ST33)。在該熵不滿2．0的情況下為不能進(jìn)行AT推定結(jié)束推定(ST35)。這樣，在熵不滿2．0的情況下設(shè)置成結(jié)束推定是因?yàn)?，?duì)于被測者從安靜時(shí)起沒有心搏波動(dòng)，熵低即使進(jìn)行運(yùn)動(dòng)負(fù)荷測試，AT的判定也很困難的被測者，預(yù)先設(shè)置為AT推定不可能，從而防止使其進(jìn)行不需要運(yùn)動(dòng)的緣故。
心搏波動(dòng)熵在2以上，或者推定AT以及體力兩者的被測者，測量安靜時(shí)的心率(ST36)，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)負(fù)荷測試。這時(shí)，運(yùn)動(dòng)負(fù)荷模式從個(gè)人數(shù)據(jù)中求負(fù)荷初始值，例如使用逐漸增加的漸變負(fù)荷(ST37，ST38)。總之，盡管每個(gè)人的體力水平不同，但因?yàn)槭褂猛荒Ｊ绞切实偷?，所以根?jù)年齡、性別等的個(gè)人數(shù)據(jù)，對(duì)體力水平高的被測者，作為初始值設(shè)定高的運(yùn)動(dòng)負(fù)荷水平，負(fù)荷的逐漸增加速度也高。不過，為了維持推定精度，在這種情況下不使用某水平以上，例如40W／分以上的負(fù)荷漸增速度。
運(yùn)動(dòng)負(fù)荷測試結(jié)束后，推定體力以及AT水平(ST39)。接著判斷是否可以進(jìn)行AT推定(ST40)，在AT推定不可能的情況下，從推定的體力水平(最大心率)中根據(jù)統(tǒng)計(jì)的AT水平，例如最大心率的55％推定AT(ST41)，和體力水平一同輸出(ST42)。在ST40中即使可以進(jìn)行AT推定的情況下，也同和體力水平一同輸出判定的AT水平(ST42)。
上述體力測試、AT測試如以下那樣進(jìn)行。從通過運(yùn)動(dòng)負(fù)荷測試得到的心搏間隔數(shù)據(jù)中如圖8所示那樣求心率和心搏間隔波動(dòng)熵的關(guān)系，作為在熵最小點(diǎn)上的心率算出AT。
心搏間隔波動(dòng)熵首先用RR數(shù)據(jù)以及以下的式(2)算出PI。
PI(n)％={RR(n)-RR(n+1)}／R(n)×100……(2)把該P(yáng)I數(shù)據(jù)以128個(gè)，或者以每2分鐘的間隔算出1％刻度的的讀數(shù)分布，求出P(i)=fi／f，用在圖4的說明中使用的式(1)的算式算出熵H。
接著，與最大運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度對(duì)應(yīng)的體力水平，通過以在上述被推定的AT中的心率為中心，如圖9所示求相對(duì)于某一設(shè)定的范圍，例如±20次心搏的運(yùn)動(dòng)程度(W)的心搏變化的斜率而推定。另外，在不能推定AT的情況下，以根據(jù){(220-年齡)-安靜時(shí)心率}×0．55+安靜時(shí)心率確定的指數(shù)為中心在±20次心搏的范圍中進(jìn)行同樣的推定。
如上所述，可以從進(jìn)行運(yùn)動(dòng)負(fù)荷測試的心電信號(hào)中同時(shí)并且以盡可能短的時(shí)間高效率地推定AT以及體力。
進(jìn)而，在上述各實(shí)施例中，說明了作為生理信號(hào)用心電傳感器測定心電信號(hào)，使用心搏的波動(dòng)的情況，但作為生理信號(hào)，也可以代替心電信號(hào)使用DP(Double Product)(血壓×心率)和呼吸數(shù)。運(yùn)動(dòng)中的血壓，例如如圖14A、14B所示可以通過把手指用血壓計(jì)的手指套50接在自行車測功計(jì)12上測定。在圖14B中，51是空氣管以及脈搏信號(hào)線。心率當(dāng)然可以用上述各種心電傳感器測量。另外，呼吸數(shù)的測定，如圖15A、15B所示，通過在運(yùn)動(dòng)者M(jìn)的鼻子上安裝熱敏電阻53進(jìn)行。例如，用擴(kuò)展鼻孔的膠帶54等保持熱敏電阻53(參照?qǐng)D15B)，通過檢測呼吸產(chǎn)生的溫度變化就可以測量呼吸數(shù)。
另外，在上述實(shí)施例中作為負(fù)荷可變的負(fù)荷裝置，使用了自行車測功計(jì)，但代替它本發(fā)明還可以應(yīng)用于圖16所示的固定式踏車和圖17所示的劃船測功計(jì)等。
在圖16中，21是行走皮帶，22是具有顯示部分、鍵盤輸入部分等的操作部分，如果接通電源開關(guān)23，則由內(nèi)置的電機(jī)使行走皮帶21移動(dòng)。運(yùn)動(dòng)者蹬上該行走皮帶21，按照行走皮帶的速度行走。在該固定式踏車中，通過改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速，或者改變行走皮帶的傾斜角度，就可以改變負(fù)荷。
圖17所示的劃船測功計(jì)具有座131、滑軌32、電源開關(guān)33、腳蹬34、拉桿35和操作面板36。運(yùn)動(dòng)者坐在座131上，把帶有彈簧的拉桿35拉到跟前后，再次返回原位，反復(fù)這樣的動(dòng)作。一邊感受內(nèi)置的負(fù)荷力一邊進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。在該劃船測功計(jì)中，也是可以通過改變使其恢復(fù)到拉桿35的原位置的張力，改變負(fù)荷。
(2)實(shí)施例2以下說明本發(fā)明的實(shí)施例2。在實(shí)施例2中，用心搏間隔的波動(dòng)的功率推定無氧性運(yùn)動(dòng)閾值。在實(shí)施例2中，所使用的自行車測功計(jì)和從被測試者得到的數(shù)據(jù)和實(shí)施例1相同。
圖18是展示實(shí)施例2中的心電信號(hào)處理的處理內(nèi)容的流程圖。參照?qǐng)D18，在本實(shí)施例中，首先進(jìn)行安靜時(shí)的心電信號(hào)的檢測(ST51)。接著進(jìn)行校準(zhǔn)動(dòng)作，顯示測定開始，開始負(fù)荷的控制(ST52～ST54)。此前的動(dòng)作和實(shí)施例1一樣。
在實(shí)施例2中，進(jìn)行來自心電傳感器1的心電信號(hào)的峰值檢測，算出RR間隔數(shù)據(jù)(心搏的1周期)。而后以RR間隔數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)使用以下的式(3)算出功率(power)。
Power(n)[ms2]={RR(n-1)-RR(n)}2……(3)即，功率是上次的RR間隔和這次的RR間隔的差的平方。在此把該功率稱為心搏間隔的波動(dòng)的功率。把在15秒期間檢測出該功率數(shù)據(jù)的30秒鐘的平均值用于作為運(yùn)動(dòng)程度的一例的無氧性運(yùn)動(dòng)閾值的推定。
接著在ST56中判斷是否達(dá)到了AT點(diǎn)。圖19A、圖19B是展示波動(dòng)的功率和負(fù)荷的隨時(shí)間變化的比例。如圖19A、圖19B所示，伴隨運(yùn)動(dòng)負(fù)荷的增加波動(dòng)的功率減少收斂。該波動(dòng)的功率的變動(dòng)曲線的收斂點(diǎn)是AT點(diǎn)。在此，當(dāng)波動(dòng)的功率下降到預(yù)定的最低值，并且和前次的功率值的差(power(n-1)-power(n)波動(dòng)功率的變動(dòng)曲線的斜率)達(dá)到了預(yù)先設(shè)定的最低值以下的情況下判斷為收斂點(diǎn)。
在得到AT點(diǎn)之前增加負(fù)荷(ST57)。如果達(dá)到無氧性運(yùn)動(dòng)閾值點(diǎn)(ST56的YES)，顯示其結(jié)果，減少負(fù)荷，結(jié)束負(fù)荷控制(ST58～ST60)。這里也和實(shí)施例1一樣。
(3)實(shí)施例3以下說明本發(fā)明的實(shí)施例3。可以從用上述實(shí)施例1或者2之一的方法檢測出的無氧性運(yùn)動(dòng)閾值出現(xiàn)時(shí)的負(fù)荷求氧攝取量，用它控制運(yùn)動(dòng)負(fù)荷。在該氧攝取量的計(jì)算中，通過換算式從AT出現(xiàn)時(shí)的負(fù)荷算出氧攝取量(VO2)，求體重每1千克的VO2。
例如，在體重70kg的人在自行車測功計(jì)運(yùn)動(dòng)的100W處出現(xiàn)AT的情況下，用以下的式(4)求氧攝取量。
VO2(ml／kg／min)=負(fù)荷(W)÷0．232×14．3÷5．0÷體重(kg)……(4)在此，0．232表示自行車測功計(jì)的運(yùn)動(dòng)效率是23．2％，14．3是1瓦=14．3cal／分的換算系數(shù)，5．0是用1升的氧消耗量消耗5．0kcal的換算系數(shù)。運(yùn)算結(jié)果如下。
VO2(ml／kg／min)=100÷0．232×14．3÷5．0÷70=17．6這表示無氧性運(yùn)動(dòng)閾值時(shí)的VO2為17．6(ml／kg／min)。
一般在健康者中的AT，因?yàn)樵谧畲笱鯏z取量(VO2max)的約55％處出現(xiàn)，所以把在各年齡中的VO2max的標(biāo)準(zhǔn)值的55％設(shè)置為無氧性運(yùn)動(dòng)閾值的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行體力測定。
(4)實(shí)施例4以下說明本發(fā)明的實(shí)施例4。在實(shí)施例4中，把在實(shí)施例1～3中敘述的作為運(yùn)動(dòng)程度的一例的無氧性運(yùn)動(dòng)閾值的檢測方法應(yīng)用在心率計(jì)等的搏動(dòng)計(jì)。
在圖20中展示該實(shí)施例的心率計(jì)的構(gòu)成。參照?qǐng)D20，本實(shí)施例的心率計(jì)包括心搏傳感器61；前置放大器62，它放大用該心搏傳感器61檢測出的心搏信號(hào)；濾波器63，它消除噪聲；放大器64，它進(jìn)一步放大被放大·濾波后的心搏信號(hào)；A／D轉(zhuǎn)換器65；CPU66，它執(zhí)行推定無氧性運(yùn)動(dòng)閾值等的各種處理；鍵盤輸入裝置67；顯示器68；存儲(chǔ)器69和報(bào)知器70。
在本實(shí)施例的心率計(jì)中，如果心搏達(dá)到AT水平則通過報(bào)知器70報(bào)知是無氧性運(yùn)動(dòng)閾值水平。另外，同樣地由顯示器68顯示是無氧性運(yùn)動(dòng)閾值水平。進(jìn)而，由顯示器68、報(bào)知器70指示無氧性運(yùn)動(dòng)閾值水平中的運(yùn)動(dòng)步調(diào)。另外，算出以無氧性運(yùn)動(dòng)閾值為基準(zhǔn)設(shè)定的目標(biāo)范圍中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，和比該范圍強(qiáng)或者弱的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，用顯示器68顯示。另外把各自的運(yùn)動(dòng)時(shí)間儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器69中。
圖21展示佩帶本實(shí)施例的心率計(jì)的例子。該心率計(jì)由外殼71和腕式手表式的主體72構(gòu)成，在外殼71中包括心電電極73和信號(hào)發(fā)送部分74，主體72接收發(fā)送來的心搏信號(hào)。作為電路，從如圖20所示的電路的前置放大器62到A／D轉(zhuǎn)換器65間的任意處設(shè)置信號(hào)發(fā)送部分、信號(hào)接收部分。主體72是腕式手表式的主體，但根據(jù)運(yùn)動(dòng)形態(tài)，主體可以是具有操作面板等的箱體。
接著用圖22所示的流程圖說明本實(shí)施例的心率計(jì)的處理動(dòng)作。如果從鍵盤輸入裝置7向CPU6輸入開始鍵按下信息，則測定開始，首先判定是否是AT模式(ST71)。如果在該判定中是AT輸入模式，則輸入以前測定的AT速度等，或者從存儲(chǔ)器69讀出(ST77)。而后，執(zhí)行ST67以后的處理。有關(guān)ST67以后的處理后述。
在ST71中，當(dāng)不是AT輸入模式，而進(jìn)行AT推定的情況下，首先由報(bào)知器70指示安靜狀態(tài)，把安靜時(shí)心搏數(shù)據(jù)輸入到CPU66。這時(shí)，進(jìn)行校準(zhǔn)使得來自心搏傳感器61的信號(hào)達(dá)到一定的水平(ST72)。
以下，根據(jù)報(bào)知器70在相當(dāng)于步行的速度下運(yùn)動(dòng)。把此時(shí)的心搏數(shù)據(jù)取到CPU66中。而后，推定無氧性運(yùn)動(dòng)閾值(ST73)。該無氧性運(yùn)動(dòng)閾值的推定使速度逐漸增加，并把心搏數(shù)據(jù)取到CPU66中，抽出RR間隔數(shù)據(jù)，算出PI。在此用上述的式(2)求PI。
把該P(yáng)I數(shù)據(jù)以128數(shù)據(jù)份，或者以每2分鐘的間隔算出1％刻度的讀數(shù)分布，從P(i)=f(i)／f中根據(jù)和上述實(shí)施例1一樣的式2檢測熵的極小點(diǎn)進(jìn)行無氧性運(yùn)動(dòng)閾值推定(ST73，ST74)。
在把此時(shí)的心率設(shè)置為AT心率，把速度設(shè)定為AT速度存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器69的同時(shí)，在顯示器68上顯示，用報(bào)知器70報(bào)知(ST75)。
接著用AT速度設(shè)置運(yùn)動(dòng)步調(diào)，通過顯示器68以及報(bào)知器70提示運(yùn)動(dòng)的步調(diào)(ST76)。而后，判定是否是在以AT速度為基準(zhǔn)設(shè)定的目標(biāo)區(qū)域中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間以及比該范圍強(qiáng)或者弱的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度(ST78)。對(duì)應(yīng)該判定，分別顯示「適宜」(ST79)，顯示「強(qiáng)」，顯示「弱」(ST81)，把在各個(gè)運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器69中的同時(shí)顯示在顯示器68上(ST82)。也可以只進(jìn)行顯示在顯示器68上或者存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器69中之一的動(dòng)作。
進(jìn)而，如果代替圖21所示的心率計(jì)的心搏傳感器61，使用脈搏傳感器61a則成為脈搏計(jì)，作為和心率計(jì)一樣的搏動(dòng)計(jì)也可以適用。
另外，在實(shí)施例4中是用熵進(jìn)行無氧性運(yùn)動(dòng)閾值的檢測，但并不限于此，也可以使用實(shí)施例2或者3進(jìn)行無氧性運(yùn)動(dòng)閾值的檢測。
另外，在上述實(shí)施例中，作為運(yùn)動(dòng)程度使用無氧性運(yùn)動(dòng)閾值進(jìn)行了說明，但并不限于此，不用說也可以使用基于與負(fù)荷裝置的負(fù)荷的變化對(duì)應(yīng)的生理信號(hào)的變化的其它的數(shù)據(jù)求運(yùn)動(dòng)程度。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性如上所述，本發(fā)明的運(yùn)動(dòng)器械根據(jù)應(yīng)答負(fù)荷裝置的負(fù)荷變化的心電信號(hào)推定無氧性運(yùn)動(dòng)閾值，以該推定值為基礎(chǔ)控制負(fù)荷，所以可以提供能進(jìn)行適應(yīng)各種體力的適當(dāng)?shù)倪\(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)器械。
權(quán)利要求
1．一種運(yùn)動(dòng)器械，包括可改變負(fù)荷的負(fù)荷裝置；生理信號(hào)測定單元，以非侵襲方法實(shí)時(shí)測定生理信號(hào)；以及運(yùn)動(dòng)程度推定單元，它根據(jù)與上述負(fù)荷裝置的負(fù)荷變化對(duì)應(yīng)的生理信號(hào)推定運(yùn)動(dòng)程度，并用上述推定出的運(yùn)動(dòng)程度改變上述負(fù)荷裝置的負(fù)荷。
2．如權(quán)利要求1所述的運(yùn)動(dòng)器械，其特征在于，上述運(yùn)動(dòng)程度推定單元，根據(jù)與上述負(fù)荷裝置的負(fù)荷的變化對(duì)應(yīng)的上述生理信號(hào)的變化推定運(yùn)動(dòng)程度。
3．如權(quán)利要求2所述的運(yùn)動(dòng)器械，其特征在于，上述運(yùn)動(dòng)程度推定單元作為上述運(yùn)動(dòng)程度推定無氧性運(yùn)動(dòng)閾值。
4．如權(quán)利要求1～3的任意一項(xiàng)所述的運(yùn)動(dòng)器械，其特征在于，上述負(fù)荷裝置可以隨時(shí)間逐漸增加負(fù)荷；上述生理信號(hào)測定單元是檢測心電信號(hào)的心電傳感器；上述運(yùn)動(dòng)程度推定單元根據(jù)在上述負(fù)荷的逐漸增加過程中檢測出的心電信號(hào)推定運(yùn)動(dòng)程度。
5．如權(quán)利要求4所述的運(yùn)動(dòng)器械，其特征在于，上述心電傳感器由被設(shè)置在手柄部分上的電極檢測心電信號(hào)。
6．如權(quán)利要求4所述的運(yùn)動(dòng)器械，其特征在于，上述心電傳感器，是在胸帶上具備1對(duì)電極和信號(hào)發(fā)送部分的傳感器。
7．如權(quán)利要求4所述的運(yùn)動(dòng)器械，其特征在于，上述心電傳感器，是把電極用粘貼方法粘在運(yùn)動(dòng)者胸部的胸部感應(yīng)式傳感器。
8．如權(quán)利要求4所述的運(yùn)動(dòng)器械，其特征在于，上述運(yùn)動(dòng)程度推定單元，根據(jù)被檢測出的各心電信號(hào)的心搏間隔的波動(dòng)，推定上述無氧性運(yùn)動(dòng)閾值。
9．如權(quán)利要求4所述的運(yùn)動(dòng)器械，其特征在于，上述運(yùn)動(dòng)程度推定單元包括，算出被檢測出的各心電信號(hào)的心搏間隔的波動(dòng)的單元，算出心搏間隔的波動(dòng)的熵的單元，和求相對(duì)于負(fù)荷的增加的熵的變化特性的極小點(diǎn)的單元，把與極小點(diǎn)對(duì)應(yīng)的負(fù)荷推定為無氧性運(yùn)動(dòng)閾值。
10．如權(quán)利要求1～3的任意一項(xiàng)所述的運(yùn)動(dòng)器械，其特征在于，上述生理信號(hào)測定單元，是血壓測定單元和心電傳感器，上述運(yùn)動(dòng)程度推定單元，根據(jù)血壓×心率推定運(yùn)動(dòng)程度。
11．如權(quán)利要求1～3的任意一項(xiàng)所述的運(yùn)動(dòng)器械，其特征在于，上述生理信號(hào)測定單元是呼吸傳感器，上述運(yùn)動(dòng)程度推定單元，根據(jù)呼吸數(shù)推定運(yùn)動(dòng)程度。
12．如權(quán)利要求4所述的運(yùn)動(dòng)器械，其特征在于，上述運(yùn)動(dòng)程度推定單元包括，算出已被檢測出的各心電信號(hào)的心搏間隔的波動(dòng)的單元，算出心搏間隔的波動(dòng)的功率的單元，和求相對(duì)于負(fù)荷的增加的功率變化的收斂點(diǎn)的單元，把與上述收斂點(diǎn)對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)負(fù)荷推定為運(yùn)動(dòng)程度。
13．如權(quán)利要求1～4的任意一項(xiàng)所述的運(yùn)動(dòng)器械，其特征在于，具備輸入運(yùn)動(dòng)程度的單元，改變上述負(fù)荷裝置的負(fù)荷的單元可以根據(jù)上述被輸入的運(yùn)動(dòng)程度確定運(yùn)動(dòng)程度。
14．如權(quán)利要求1～4的任意一項(xiàng)所述的運(yùn)動(dòng)器械，其特征在于，包括以上述運(yùn)動(dòng)程度為基準(zhǔn)確定運(yùn)動(dòng)程序的單元，和輸出已確定的運(yùn)動(dòng)程序的單元。
15．如權(quán)利要求14所述的運(yùn)動(dòng)器械，其特征在于，改變速度或者負(fù)荷使得根據(jù)上述運(yùn)動(dòng)程序進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。
16．如權(quán)利要求1～4以及13～15的任意一項(xiàng)所述的運(yùn)動(dòng)器械，其特征在于，它根據(jù)已被推定的運(yùn)動(dòng)程度水平是最大心率的幾％，進(jìn)行有氧能力評(píng)價(jià)。
17．一種運(yùn)動(dòng)器械，包括隨時(shí)間逐漸增加負(fù)荷的負(fù)荷裝置；心電傳感器，檢測心電信號(hào)；測量單元，測量在上述負(fù)荷的逐漸增加過程中檢測出的心電信號(hào)；計(jì)算單元，算出心電信號(hào)和上述心搏間隔的波動(dòng)；運(yùn)動(dòng)程度推定單元，它根據(jù)上述心率和上述心搏間隔的波動(dòng)推定運(yùn)動(dòng)程度；以及控制單元，它根據(jù)推定出的運(yùn)動(dòng)程度控制負(fù)荷裝置的負(fù)荷。
18．如權(quán)利要求17所述的運(yùn)動(dòng)器械，其特征在于，上述運(yùn)動(dòng)程度是無氧性運(yùn)動(dòng)閾值。
19．如權(quán)利要求1～4、13～15的任意一項(xiàng)所述的運(yùn)動(dòng)器械，其特征在于，根據(jù)上述推定出的運(yùn)動(dòng)程度水平中的氧攝取量推定值，進(jìn)行有氧功率評(píng)價(jià)。
20．一種運(yùn)動(dòng)器械，包括隨時(shí)間增加負(fù)荷的負(fù)荷裝置；心電傳感器，用來檢測心電信號(hào)；測量單元，用來測量在負(fù)荷逐漸增加過程中檢測出的心電信號(hào)的心率；計(jì)算單元，算出心電信號(hào)的心搏間隔的波動(dòng)；運(yùn)動(dòng)程度推定單元，用來根據(jù)上述心率和上述心搏間隔的波動(dòng)，推定運(yùn)動(dòng)程度；以及體力推定單元，用來根據(jù)在相對(duì)于上述推定出的運(yùn)動(dòng)程度的前后的負(fù)荷變化的心率變化的斜率，推定體力。
21．如權(quán)利要求20所述的運(yùn)動(dòng)器械，其特征在于，上述運(yùn)動(dòng)程度是無氧性運(yùn)動(dòng)閾值。
22．如權(quán)利要求21所述的運(yùn)動(dòng)器械，其特征在于，當(dāng)在上述運(yùn)動(dòng)程度推定單元中，不能根據(jù)心搏間隔的波動(dòng)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)程度的推定的情況下，輸出根據(jù)其它的生理信息或者被測者的身體信息推定出的運(yùn)動(dòng)程度。
23．如權(quán)利要求17～20的任意一項(xiàng)所述的運(yùn)動(dòng)器械，其特征在于，包括在安靜時(shí)，根據(jù)上述心搏間隔的波動(dòng)的程度判斷是否實(shí)施運(yùn)動(dòng)程度的推定的判斷單元。
24．如權(quán)利要求17～20的任意一項(xiàng)所述的運(yùn)動(dòng)器械，其特征在于，上述運(yùn)動(dòng)程度推定單元，根據(jù)用年齡、性別等的個(gè)人數(shù)據(jù)算出的運(yùn)動(dòng)負(fù)荷初始值進(jìn)行運(yùn)動(dòng)程度的推定。
25．如權(quán)利要求17～20或者24的任意一項(xiàng)所述的運(yùn)動(dòng)器械，其特征在于，上述運(yùn)動(dòng)程度推定單元，在某一速度以下逐漸增加上述負(fù)荷裝置中的負(fù)荷的過程中進(jìn)行運(yùn)動(dòng)程度的推定。
26．一種體力評(píng)價(jià)方法，包含以下步驟在負(fù)荷裝置中逐漸增加負(fù)荷；在上述逐漸增加過程中用心電傳感器在逐漸增加的運(yùn)動(dòng)負(fù)荷中檢測心電信號(hào)；從上述檢測出的心電信號(hào)中求心率和心搏間隔的波動(dòng)；根據(jù)上述求得的心率和心搏間隔的波動(dòng)同時(shí)推定體力和運(yùn)動(dòng)程度。
27．如權(quán)利要求26所述的體力測定方法，其特征在于，上述運(yùn)動(dòng)程度是無氧性運(yùn)動(dòng)閾值。
28．一種搏動(dòng)計(jì)，包括搏動(dòng)傳感器，用來檢測心電中的搏動(dòng)信號(hào)；報(bào)知單元，用來報(bào)知逐漸增加運(yùn)動(dòng)速度；運(yùn)動(dòng)程度推定單元，用來根據(jù)在運(yùn)動(dòng)逐漸增加過程中用搏動(dòng)傳感器檢測出的搏動(dòng)信號(hào)推定運(yùn)動(dòng)程度；以及根據(jù)上述運(yùn)動(dòng)程度的推定時(shí)的運(yùn)動(dòng)速度設(shè)定運(yùn)動(dòng)步調(diào)的單元。
29．如權(quán)利要求28所述的搏動(dòng)計(jì)，其特征在于，上述運(yùn)動(dòng)程度推定單元，根據(jù)上述搏動(dòng)信號(hào)的變化推定運(yùn)動(dòng)程度。
30．如權(quán)利要求29所述的搏動(dòng)計(jì)，其特征在于，上述推定的運(yùn)動(dòng)程度是無氧性運(yùn)動(dòng)閾值。
31．如權(quán)利要求28～30的任意一項(xiàng)所述的搏動(dòng)計(jì)，其特征在于，上述運(yùn)動(dòng)程度也可以用輸入單元輸入。
32．如權(quán)利要求28～30的任意一項(xiàng)所述的搏動(dòng)計(jì)，其特征在于，上述運(yùn)動(dòng)程度推定單元，根據(jù)搏動(dòng)間隔的波動(dòng)，推定運(yùn)動(dòng)程度。
33．如權(quán)利要求28～30的任意一項(xiàng)所述的搏動(dòng)計(jì)，其特征在于，上述運(yùn)動(dòng)程度推定單元包括算出已檢測出的各搏動(dòng)信號(hào)的搏動(dòng)間隔的波動(dòng)的單元；算出搏動(dòng)間的波動(dòng)的熵的單元；以及求相對(duì)于運(yùn)動(dòng)的增加的熵變化特性的極小點(diǎn)的單元，并把與極小點(diǎn)對(duì)應(yīng)的負(fù)荷推定為運(yùn)動(dòng)程度。
34．如權(quán)利要求28～30、32以及33的任意一項(xiàng)所述的搏動(dòng)計(jì)，其特征在于，包括報(bào)知單元，在由上述運(yùn)動(dòng)程度推定單元進(jìn)行推定時(shí)，報(bào)知該意思。
35．如權(quán)利要求28～33的任意一項(xiàng)所述的搏動(dòng)計(jì)，其特征在于，為了顯示而輸出上述推定出的運(yùn)動(dòng)程度。
36．如權(quán)利要求28～35的任意一項(xiàng)所述的搏動(dòng)計(jì)，其特征在于，包括在由于上述運(yùn)動(dòng)的逐漸增加而達(dá)到運(yùn)動(dòng)程度時(shí)，根據(jù)該水平指示運(yùn)動(dòng)的步調(diào)的單元。
37．如權(quán)利要求28～36的任意一項(xiàng)所述的搏動(dòng)計(jì)，其特征在于，包括計(jì)算單元，算出在以上述運(yùn)動(dòng)程度為基準(zhǔn)設(shè)定的目標(biāo)區(qū)域中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，和在比該限度強(qiáng)或者弱的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間；顯示單元，用來顯示該運(yùn)動(dòng)時(shí)間；以及或者存儲(chǔ)單元，用來存儲(chǔ)該運(yùn)動(dòng)時(shí)間。
38．如權(quán)利要求28～30的任意一項(xiàng)所述的搏動(dòng)計(jì)，其特征在于，上述運(yùn)動(dòng)程度推定單元包括計(jì)算波動(dòng)的單元，它算出被檢測出的各心電信號(hào)的心搏間隔的波動(dòng)；計(jì)算功率的單元，它算出心搏間隔的波動(dòng)的功率；以及求收斂點(diǎn)的單元，用來求與負(fù)荷的增加對(duì)應(yīng)的功率的變化的收斂點(diǎn)，并把與上述收斂點(diǎn)對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)負(fù)荷推定為運(yùn)動(dòng)程度。
全文摘要
一種運(yùn)動(dòng)器械,在測定開始用心電傳感器(1)檢測心電信號(hào)(ST33),開始負(fù)荷驅(qū)動(dòng)(ST4),順序求心電信號(hào)的心搏間隔。接著,用從前次心搏的RR間隔(RR(n))中減去這次心搏的(RR(n+1)),并以(RR(n))除之,再乘以100%的算式求心搏間隔波動(dòng)(PI(n)%)(ST5),從該P(yáng)I的128數(shù)據(jù)份中算出熵(ST6),在負(fù)荷逐漸增加的過程(ST8)中從熵的變化求熵的極小點(diǎn),把該極小點(diǎn)設(shè)置為無氧性運(yùn)動(dòng)閾值點(diǎn)(ST7)。用該無氧性運(yùn)動(dòng)閾值控制運(yùn)動(dòng)器械的負(fù)荷。
文檔編號(hào)A61B5/024GK1291904SQ99803328
公開日2001年4月18日 申請(qǐng)日期1999年2月24日 優(yōu)先權(quán)日1998年2月26日
發(fā)明者志賀利一, 小林達(dá)矢, 木下弘美, 吉村學(xué) 申請(qǐng)人:歐姆龍株式會(huì)社