JP2006297069A - ウォーキング指導装置、ウォーキング指導方法、プログラム及び記録媒体。 - Google Patents

Abstract

【課題】 ウォーキングは一般道や公園等を歩くだけでできる手軽な軽運動であり、やり方によってはより効率的な有酸素運動であるが、その効率的な有酸素運動として適正な運動負荷である速さでウォーキングすることは本を読む等の情報だけでは難しく、単にジョギングレベルのように一生懸命歩いていたり、のんびり時間をかけて歩いて万歩計による歩数で満足している人が多く、身体全体の健康維持改善ができる効率の良いウォーキングができていなかった。また、そのような効率の良いウォーキングをタイムリーに指示するような携帯装置類がなかった。
【解決手段】 ウォーキングをする際に年齢に見合った最も効率の良い体内脂肪燃焼する運動を、脈拍を検出して健康効果適正脈拍と比較して“もう少し速めに歩きましょう”というようなウォーキングの速さでの運動負荷を音声等で指示することで効率の良いウォーキングができる携帯指導装置を提供する。
【選択図】図１

Description

この発明は手軽な有酸素運動であるウォーキングで、体内脂肪燃焼運動をより効率的にするウォーキング指導方法とその装置に関するものである。

ウォーキングは一般道や公園等を歩くということだけで健康運動になるということで手軽に行われており、関連するフィードバック装置としては“万歩計”、歩数から換算する“カロリー消費計”等があるくらいである。フィードバックと言うのは、結果（歩行）に含まれる情報（歩数や消費カロリー）を原因に反映（歩数の増減や運動量の増減）させ、調節をはかる（目標達成）ことである。

実際に健康を総合的に見た場合、効率の良いウォーキングとして運動生理学等の文献によると、ウォーキング中の理想脈拍数は、１分当たり、１３８−年齢の１／２と提唱されているものが多い。この脈拍数を維持したウォーキングを行うことで、血液を含む体内脂肪をエネルギーとして最も良く燃焼させる有酸素運動であり、他に、心肺機能を向上して血圧を正常化する。全体的に中性脂肪を減少して善玉コレステロールの増加＆悪玉コレステロールを減らす。血管から糖を取り込む力を強くして糖尿病を予防する。ホルモンの働きを良くして骨にカルシウムを取り込む力を強くして骨粗しょう症を予防し、さらに免疫力を高める。という効能が得られると記されているものが多いが、意外とその効率の良い脈拍数や具体的効能はあまり知られていないのが実態である。
特になし

文献などに記載されている体内の脂肪燃焼効率の最も良いウォーキング中の脈拍は上記のように年齢によって異なってくるが、ウォーキング中の脈拍を測定するような携帯装置はあまりなく、なおさらその脈拍が脂肪燃焼に適しているか、速過ぎるか、遅いのかわからずウォーキング運動の解釈が個人個人で異なり、高齢者的には、とにかく歩くことが良いことと思い込んでいる人もおり、また若い人ではジョギング以上の速さでウォーキングして大汗をかくことが良いと思い込んでいる人もいる。このようにウォーキングという言葉だけが先行してしまって、上記（０００３）に記したような効率が良く、さらに循環器系の体内臓器や血管が健康に対してバランス良く働くための体内脂肪燃焼に効率の良い脈拍を、ウォーキングしている人達に知らせる装置がなく、せっかくのウォーキングをしていても効率が悪いと体内全体の健康に対して効果が少ないという問題があった。

手段を単純に記すと、ウォーキング中の脈拍を測定し、年齢に合った健康効果適正脈拍と比較して、ウォーキングをしている人に音声とか、表示で「もう少し早く」とか、「もう少しゆっくり」とか速さでの運動負荷を指示する携帯式等の指導装置があればよいことである。つまり、ウォーキングをしている人の後ろに専属のトレーナーがついて脈拍を検出しながら運動負荷を指示してくれる状態と同じことにすればよいわけで、スポーツジム内で他の運動機器を使用して専属トレーナーがコーチしてくれることを、手軽なウォーキングという運動で、脈拍という人個々の異なる状態をタイムリーに測定しながら指示を出してくれる携帯用等も装置があれば解決するものである。

すなわちこの発明は、ウォーキング中の脈拍を検出する脈拍検出部と、この脈拍検出部で検出した脈拍と予め設定しておいた健康効果適正脈拍とを比較して最適な運動負荷値を割り出す運動負荷演算部と、この運動負荷演算部の演算結果に基づき予め設定しておいた中の該当するウォーキングペースを指示する運動負荷指示部とから成る、ウォーキング指導装置としたものである。またウォーキング中の脈拍を検出するステップと、この脈拍を予め設定しておいた健康効果適正脈拍と比較して最適な運動負荷値を割り出すステップと、この運動負荷値に基づき予め設定しておいた中の該当するウォーキングペースを指示するステップとからなるウォーキング指導方法としたものである。またこのようなステップを処理するウォーキング指導方法は、ウォーキング指導装置を実現するマイコンに実行させるためのプログラムとしても組み込むことができる。またこのようなプログラムを記録した記録媒体として提供することができる。記録媒体とは、上記マイコンであればマイコンがアクセスする半導体メモリやハードディスクなどのことであり、また着脱式のメモリーカードやフレキシブルディスクやＤＶＤ−ＲＯＭなどのことである。

これによれば、ウォーキング中に、脈拍測定→年齢適正脈拍比較→速さ負荷指示。このパターンを定期時間毎に的確に行い、歩いている人がその指示通り、速くしたり、遅くしたり、そのまま維持したりということで、本人の身体能力に関係なく脈拍に沿った負荷で脂肪燃焼運動を一定にすることが可能になる。つまり毎日続けていてもその日の調子にあった負荷を指示してくれるということである。このようなウォーキングペースの指示はディスプレーへの表示によることができる。また録音しておいた内容から所要のものを選んで再生するようにすれば耳で聞くことができる。

この年齢適正脈拍ウォーキングをすることで、まず最初の例えば１５分から２０分で血液中の脂肪をエネルギーとして使い切り、それ以上の時間は体内にある脂肪を血液中に取り込みエネルギーとして消費することで、どんどん体内に蓄積されている脂肪を減らすことになるものである。

上記のウォーキングを例えば一週間に３回程度することで、体内脂肪を燃焼するとともに、心肺機能を向上して血圧を正常化する。全体的に中性脂肪を減少して善玉コレステロールの増加＆悪玉コレステロールを減らす。血管から糖を取り込む力を強くして糖尿病を予防する。また、ホルモンの働きを良くして骨にカルシウムを取り込む力を強くして骨粗しょう症を予防し、さらに免疫力を高める。等の身体健康全体の効果が得られるものである。

なお更に、前記脈拍検出部が脈拍を耳たぶから検出するために耳たぶ固定具と脈拍センサーとを備えていると共に、前記運動負荷指示部が運動負荷指示を音声で耳から伝えるために音声指示部とイヤホンとを備えているものとしても良い。この脈拍センサーはいわゆるイヤーセンサーであり、耳たぶにて光学的に血流を読み取り脈拍を測定するものである。またイヤホンによってウォーキングしている人のみに的確に運動負荷指示を伝えることができる。また腕に巻きつけるためのベルトと、前記脈拍検出部が脈拍を手首内側の脈を打つ部位から検出するためにこのベルトの所要位置に脈拍センサーとを備えているものとしても良い。この脈拍センサーは手首への軽い圧迫で脈拍を測定するものである。

ところで、女性がウォーキング中にひと気のない暗い道などで暴漢に襲われるということもあり、そういう地域に住んでいて、かつそういう時間帯にしかウォーキングの時間がとれない人にとっては、手軽にできるはずのウォーキングが怖くてできないという問題もあった。またウォーキング中に身体の具合が悪くなり、助けを呼びたいが声を出せないというような状況も発生している。このような問題を併せて解決するためにこの発明では、更に緊急報知のための緊急ブザーを備えているものを提案する。

暗い道などで暴漢に襲われない対策として手軽なのが大きい声か音を発することであり、これで暴漢はひるみ、近隣の人が家から出てくることである程度対策できるものである。つまり、防犯ブザーを同時に持ってウォーキングに行く。もしその防犯ブザー機能が、脈拍を測定してフィードバックしてくれる携帯装置に付いていれば、防犯ブザーを忘れることなく安心してウォーキングができる。また高齢者のウォーキング中に身体の具合が悪くなった時に、近辺に誰もいなくても大声を出すことなく、このブザーを緊急ブザーとして鳴らせば人を呼ぶという役目も果たしてくれるものである。

この発明によれば、ウォーキング中の、さらには循環器系の体内臓器や血管が健康に対してバランス良く働くための、最も効率の良い体内脂肪燃焼を行わせることが可能な脈拍をウォーキングしている人達に知らせることができるという効果を奏する。これにより体内全体の健康が促進される。

なお緊急ブザーを付けたものでは、暴漢対策がある程度できるため女性の使用に関して地域性、時間的な障害がなくウォーキングができ、かつ高齢者の突発的身体異常に対しても周囲の人に異変を知らせることができるため、高齢者ひとりでのウォーキングもある程度安心してできることを可能にするという効果が得られるものである。

まず脈拍を検出するにはどういう方法があるかということになるが、一般的に知られているのは、上腕部に布を巻いて空気を入れて圧迫して血圧とともに脈拍を検出する方法が知られている。他に、耳たぶを挟み光学的に血流を読み取り測定するイヤーセンサー、軽い圧迫で手首から測定する腕時計型脈拍計、胸部にベルトで固定して心音を増幅して測定する方法等がある。強い圧迫をしての測定は通常の血流の妨げになる可能性もあるのでウォーキングしやすい方式で考えると、イヤーセンサーや、手首の腕時計型脈拍計となる。但し、技術の進歩によりもっと単純にかつ確実に測定できる方法があればその方法を採用すればよく、限定されるものではないが、現時点では上記２方法が最良と考える。

脈拍を検出した後、健康効果適正脈拍と比較する上で、マイコンを使用して年齢の入力、健康効果適正脈拍計算、測定脈拍値との比較、メッセージ指示をするようなプログラムにしておけば安価で確実な形態が得られる。但し、使用する年齢層を考えると若年層から高齢者層と広く、操作しやすい方式にするか、ぴったり正確な方式にするかは、この使用対象者をどう考えるかで決まるもので絶対的なものはない。

ウォーキングしている人に対してのフィードバックも、音声で大きく周囲に聞こえるくらいの音量、それが恥ずかしければイヤホン的に自分だけ聞こえて周囲には聞こえない方法。まるで音楽を聴きながら歩いているイメージで。また、音声以外にも表示をしてメッセージを伝えることも可能であり、このフィードバック方式もどれを選んでもかまわないが、最初としては世の中にない装置なので、恥ずかしい、もしくは表示だけだと見ることを忘れてしまうことがあるかもとすれば、イヤホンタイプがいいかもしれないが、これも絶対的なものでなく世の中の流れに合わせ流動的に考えていけばよい。

いずれにせよ、最良の形態としては、年齢を入力して健康効果脈拍計算設定、歩く前にウォーキングの正しい歩き方メッセージ説明、そしてウォーキング開始後、図１の流れ図で示すように、脈拍測定（ＳＴＥＰ１）→健康効果適正脈拍と比較（ＳＴＥＰ２）→歩く速さでの運動負荷指示（ＳＴＥＰ３）を確実に行える携帯指導装置であればよい。そしてこのような運動負荷指示をウォーキングにフィードバックさせるのである。

図２乃至図４は高齢者まで使える使い易さを考慮した本発明実施例で、脈拍検出はあまり違和感がなく簡単に装着できる脈拍測定用耳たぶ挟み式イヤーセンサー４であり、速さ負荷指示のフィードバックは周囲に聞こえないヘッドホン型イヤホン３で、個人個人の頭の大きさの違いに合わせるためにぴったりフィット用スライド調節部３１が両側に設けられているもので、スピーカー３２と耳の間にフィッティングクッション３３を設けて耳の形の違いに合わせられるようになっている。このぴったりフィット用スライド調節部３１とフィッティングクッション３３があることでウォーキング時の振動を吸収してくれるため、外れにくいと同時に、フィッティングクッション３３の厚さが半分空間のようなもので、指示されるメッセージが流れていても、周囲に自動車などが接近してくる音もある程度聞こえるため、交通事故等を防ぐ利点もある。あとフィッティングクッション３３付きで片耳だけでも固定できる耳掛け式のタイプもあり検討したところ、ウォーキング時の振動に対して外れにくいことがわかったが、耳の裏側までフックを掛ける必要があり装着モニタリングをした結果、高齢者には装着しにくいことがわかったため、ヘッドホン型イヤホン３に設定してある。また脈拍測定用耳たぶ挟み式イヤーセンサー４とヘッドホン型イヤホン３にすることにより、身体の耳に集中して検出と指示ができるため線類を一体的にすることができ、マイコン内蔵操作本体１との接続がシンプルな配線となり、ウォーキング中に接続している配線部があまり動かずじゃまにならないため、線が気にならない仕様になっている。（図２）

前記マイコンは制御部４２とこれに接続された脈拍検出部４１及び操作部４３、音声部３４とから成り、脈拍検出部４１には上述したイヤーセンサー４が、音声部３４にはヘッドホン型イヤホン３のスピーカー３２が接続されている。また操作部４３には後述する電源入切用押しボタン１１、電源ランプ１２、ウォーキングスタート押しボタン１３、三段階年齢入力切替スイッチ１４、音量調節スライドレバー１５が接続されている。なお前記制御部４２に電力を供給するために電源部４４が設けられているが、この電源部４４はまた後述する緊急ブザー２５にも電力を供給している。（図３）。

マイコン内蔵操作本体１には、緊急ブザー２５を設けてあり、緊急ブザー作動用引き抜きピン２を引き抜くと大きな音が鳴るようになっている。音を止めるには緊急ブザー作動用引き抜きピン２を差し込むと止まるようになっている。これによって万が一暴漢に襲われたり、自分の身体の具合が極端に悪くなった時でも近辺の人を呼ぶことができるため、いざという時の安全機能も備えているものである。

マイコン内蔵操作本体１のウォーキング用操作としては、年齢入力を簡単にするために使用推定年齢を１５才から７５才としてこの範囲を三段階に分け、１５〜３０才の年齢適正脈拍を１２８／分、３１〜５０才を１１８／分、５１〜７５才を１０８／分とシビア過ぎずそれなりにという感じで設定して、三段階年齢入力切替スイッチ１４がスライド式で簡単に選べるようになっている。

さらに電源入切用押しボタン１１とウォーキングスタート押しボタン１３を設けてあり、電源入切用押しボタン１１を最初に押すと電源ランプ１２が点灯し、ウォーキングを始める前にして欲しいこと。たとえば事前にコップ１杯以上の水を飲んでおくこと。歩く前の手首、足首、ひざの屈伸などの準備運動等のメッセージがスピーカー３２から流れるようになっている。しっかり準備ができてから、ウォーキングスタート押しボタン１３を押すと、脈拍測定開始、そしてひざや足首、腰などを痛めない正しい歩き方を説明するメッセージが流れるようになっており、約２分毎に年齢適正脈拍と１０秒間の実測平均脈拍値を比較して、「もう少し速く歩きましょう」などのメッセージが流れるようになっている。また、この時のメッセージ音量が大き過ぎたり、小さかったりした場合の音量調節レバー１５をスライドさせることで調節できるものであり、特に高齢になるほど難聴ぎみになるためこの音量調節は不可欠である。

この最初の年齢適正脈拍と比較して速さ負荷のメッセージを出す時に、もし検出された脈拍が０だったり、数値が極端に低かったり、初期と変化がない場合、通常だと年齢適正脈拍より低いと比較判断してしまい、「もう少し速く歩きましょう」というメッセージがでてしまうが、実際は脈拍が上がっているのにさらに負荷をかけるような危険性があり、このような場合、脈拍測定用耳たぶ挟み式イヤーセンサー４の装着ミスが考えられるため、マイコンプログラムの中に「もう一度イヤーセンサーを着け直してください」というメッセージを出すプログラムにしてあり、より安全性に考慮したプログラムにして、特に運動系の指導装置全般には留意しなければいけない内容である。すなわち図４の流れ図で説明すると、脈拍測定（ＳＴＥＰ４）→検出された脈拍に異常はないかの判定（ＳＴＥＰ５）→異常がなければ、健康効果適正脈拍と比較（ＳＴＥＰ６）→歩く速さでの運動負荷指示（ＳＴＥＰ７）を実行するが、検出された脈拍に異常はないかの判定（ＳＴＥＰ５）→異常の場合には、脈拍センサーの取り付け状況のチェック指示（ＳＴＥＰ８）に分岐する処理を実行する。

また、このマイコン内蔵操作本体１には本体固定用クリップ１６が設置されているため、シャツの胸ポケットとか、襟元、また帽子やサンバイザーのひさし部など自由に固定できるようになっており、腕を振りながら少し大きめの歩幅で背筋を伸ばしてウォーキングしても、外れず、正しい歩き方をすることができるものである。

また、この実施例１のマイコン内蔵操作本体１には、電源入切用押しボタン１１をもう一度押して電源を切りにするが、この終了行為を忘れてしまっても、検出脈拍が０であり、かつ１０分同じ状態が経過したら自動的に電源が切れるプログラムも内蔵されている（流れ図は図示せず）。また、マイコンの記憶容量に余裕を持たせて、決まっているＢＧＭを記憶させておいたり、自分の好きな音楽を記憶させておき、ウォーキング中に流すようにする仕様展開も可能である（図示せず）。

図５及び図６は原価的に高めになるが手首に装着するだけで、操作から、表示、音声でのメッセージまでできる本発明実施例２で、実施例１とは、操作、フィードバックでかなり異なったタイプで、操作部、脈拍センサー機能、フィードバック機能をひとつにした一体型ウォーキング指導装置５となっている。イメージ的には腕時計タイプであり、脈拍センサー９を手首内側の脈を打つ部分に合わせ少し強めにベルト１０を重ねながら巻き、ベルト固定用マジックテープ１０１で固定する（図５）。

前記マイコンは制御部９２とこれに接続された脈拍検出部９１及び操作部９３、音声部８１及び表示部７１から成り、脈拍検出部９１には上述した脈拍センサー９が、音声部８１にはスピーカー８が、表示部７１には液晶表示ディスプレー７が接続されている。また操作部９３には後述する電源入切兼スタートボタン６１、項目選択ボタン６２、年齢・音量調節ボタン６３が接続されている。これらは液晶表示ディスプレー７の下方の操作パネル６部分に配置されている。なお前記制御部９２に電力を供給するために電源部９４が設けられている（図６）。

この使用方法は電源入切兼スタートボタン６１を押して電源を入れて液晶表示ディスプレー７を表示させる。項目選択ボタン６２を押して年齢入力画面を選択し、年齢・音量調節ボタン６３で上下させ年齢を設定する。この入力された年齢から、１３８−年齢の１／２を計算して年齢適正脈拍を自動設定する。

この年齢入力後、３０秒したら操作パネル６の下方にあるスピーカー８から、実施例１と同様にウォーキングの前にしておく、水を飲むこと、準備運動のメッセージが流れる。この時、準備運動等をすると同時に、もし音量が大き過ぎたり、小さかったりした場合は、項目選択ボタン６２を押して液晶表示ディスプレー７をスピーカー音量表示画面にして、年齢・音量調節ボタン６３を上下させて自分に合った音量に設定する。

さらに項目選択ボタン６２を押して液晶表示ディスプレー７を脈拍表示画面にすると、上段には年齢適正脈拍が、下段には１０秒間の実測平均脈拍がそれぞれ１分間当たりで表示されている。これによってもし実測平均脈拍表示が０だったら脈拍センサー９の位置が合っていないため、「脈拍センサー位置をセットし直してください」というメッセージがスピーカー８からも流れるようになっている（流れ図は図示せず）。

準備が終わったら、電源入切兼スタートボタン６１を押してウォーキングスタートする。脈拍表示は１０秒間の平均値を１分当たりに換算した値で、１０秒間経過すると更新表示される。そしてスタートしてから２分経過して、１分間当たり年齢適正脈拍±５の範囲内であれば、スピーカー８から「そのちょうし、そのちょうし」というメッセージが流れ、下過ぎれば「もう少し速く歩きましょう」、上過ぎれば「もう少しゆっくりあるきましょう」という最小限のメッセージがスピーカー８から流れる。また、実際の脈拍は液晶表示ディスプレー７を見れば年齢適正脈拍と比較してどのくらいになっているか瞬時にわかるものである。

ウォーキングが終了したら、電源入切兼スタートボタン６１を押して切状態にする。また、このボタンを押し忘れたとしても、測定脈拍が０となり、その状況が１０分継続したら自動的に切になるようプログラムが組み込まれており、電池消費を軽減するようになっている（流れ図は図示せず）。

上記実施例２のタイプは、操作がひとつのボタンで複数の機能があるため操作的には若干取り扱いにくいかもしれず、また高齢者や女性にとっては難しく感じて使いにくいかもしれないが、このことがかえって、実施例１のような線がなくウォーキング時はまったく違和感のない一体型ウォーキング指導装置５となる効果に繋がっているのである。

さて、これまで二種の実施例を記載したが、脈拍測定、指示方法、操作方法は多種類の方法があり、また、トランスミッターのように無線で各機能部を連絡したり、実施例１のヘッドホンスタイルで、操作部もヘッドホンの頭部に一体的に設置したり、上記実施例に記載した方法だけでなく設計バリエーションとして展開の広いものである。

この発明はウォーキングのみならずサイクリングなどへの利用が可能であり、このためウォーキング指導装置としては自転車に取り付けるタイプを提供することができる。

本発明ウォーキング指導装置に於けるウォーキング指導処理の基本流れ図である。 実施例１のウォーキング指導装置の説明図である。 このウォーキング指導装置のブロック図である。 このウォーキング指導装置の流れ図である。 実施例２のウォーキング指導装置の説明図である。 このウォーキング指導装置のブロック図である。

符号の説明

１ マイコン内蔵操作本体
１１ 電源入切用押しボタン
１２ 電源ランプ
１３ ウォーキングスタート押しボタン
１４ 三段階年齢入力切替スイッチ
１５ 音量調節スライドレバー
１６ 本体固定用クリップ
２ 緊急ブザー作動用引き抜きピン
２１ 緊急ブザー
３ ヘッドホン型イヤホン
３１ ぴったりフィット用スライド調節部
３２ スピーカー
３３ フィッティングクッション
３４ 音声部
４ 脈拍測定用耳たぶ挟み式イヤーセンサー
４１ 脈拍検出部
４２ 制御部
４３ 操作部
４４ 電源部
５ 一体型ウォーキング指導装置
６ 操作パネル
６１ 電源入切兼スタートボタン
６２ 項目選択ボタン
６３ 年齢・音量調節ボタン
７ 液晶表示ディスプレー
７１ 表示部
８ スピーカー
８１ 音声部
９ 脈拍センサー
９１ 脈拍検出部
９２ 制御部
９３ 操作部
９４ 電源部
１０ ベルト
１０１ ベルト固定用マジックテープ

Claims (8)

1. ウォーキング中の脈拍を検出する脈拍検出部と、この脈拍検出部で検出した脈拍と予め設定しておいた健康効果適正脈拍とを比較して最適な運動負荷値を割り出す運動負荷演算部と、この運動負荷演算部の演算結果に基づき予め設定しておいた中の該当するウォーキングペースを指示する運動負荷指示部とから成る、ウォーキング指導装置。
2. 前記脈拍検出部が脈拍を耳たぶから検出するために耳たぶ固定具と脈拍センサーとを備えていると共に、前記運動負荷指示部が運動負荷指示を音声で耳から伝えるために音声指示部とイヤホンとを備えている、請求項１に記載のウォーキング指導装置。
3. 腕に巻きつけるためのベルトと、前期脈拍検出部が脈拍を手首内側の脈を打つ部位から検出するためにこのベルトの所要位置に脈拍センサーとを備えている、請求項１に記載のウォーキング指導装置。
4. 更に緊急報知のための緊急ブザーを備えている、請求項１に記載のウォーキング指導装置。
5. ウォーキング中の脈拍を検出するステップと、この脈拍を予め設定しておいた健康効果適正脈拍と比較して最適な運動負荷値を割り出すステップと、この運動負荷値に基づき予め設定しておいた中の該当するウォーキングペースを指示するステップとからなるウォーキング指導方法。
6. 前記運動負荷指示部は、検出された脈拍が予め定めた異常な値を示す場合に、脈拍センサーの取り付け状況のチェックを指示するステップを実行する、請求項５に記載のウォーキング指導方法。
7. 請求項５または請求項６に記載のウォーキング指導方法をコンピュータに実行させるプログラム。
8. 請求項５または請求項６に記載のウォーキング指導方法をコンピュータに実行させるプログラムを記録した記録媒体。

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