DE60300146T2

DE60300146T2 - Vorrichtung zur Messung der muskulären Erschöpfung

Info

Publication number: DE60300146T2
Application number: DE60300146T
Authority: DE
Inventors: Masato Itabashi-ku Nakada
Original assignee: Tanita Corp
Current assignee: Tanita Corp
Priority date: 2002-07-24
Filing date: 2003-07-18
Publication date: 2005-10-27
Anticipated expiration: 2023-07-19
Also published as: US7110809B2; EP1384435A1; EP1384435B1; JP2004049789A; DE60300146D1; US20040019290A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
(i) Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung bzw. Vorrichtung zur Messung der muskulären Erschöpfung bzw. Ermüdung zur Beurteilung bzw. Abschätzung des Ermüdungsstatus eines Muskels.
(ii) Beschreibung des verwandten Standes der Technik
Es ist wichtig für Athleten, Rehabilitanten und andere, den Erschöpfungsstatus ihrer Muskeln zu wissen, um ihre muskuläre Kraft bzw. Muskelkraft zu bilden. Eine Einrichtung zur Beurteilung bzw. Abschätzung des Ermüdungsstatus eines Muskels wird durch US 5 349 963 A1 definiert.
Zur Information wird die Beziehung zwischen muskulärer Ermüdung bzw. Muskelermüdung und dem Verstreichen der Zeit beispielsweise durch einen Graph repräsentiert, der in 8 gezeigt ist. Während eines Trainings summiert und erhöht sich die Muskelermüdung (die Muskelkraft verringert sich), wenn die Zeit vergeht, wie dies in einer Sammel- bzw. Ansammlungsperiode gesehen werden kann. Dies tritt infolge eines Bruches bzw. Bruchschadens eines Muskels ein, der durch den Gebrauch des Muskels verursacht wird. Dann sinkt nach dem Training die Muskelermüdung (die muskuläre Kraft erholt sich), wenn die Zeit verstreicht, wie dies in einer normalen Erholungsperiode gesehen werden kann. Dies tritt infolge physiologischer Wiederherstellung des Muskels ein. Dann sinkt, wie in einer Nacherholungsphase gesehen werden kann, die Muskelermüdung kontinuierlich, wenn die Zeit verstreicht, und nachdem sie geringfügig niedriger als die Muskelermüdung vor dem Training ist (die muskuläre Kraft bzw. Muskelkraft verbessert sich), wird sie auf die Muskelermüdung vor dem Training wieder hergestellt. Dies tritt ein, da sich die muskuläre Ermüdung einmal durch einen Schutzmechanismus zum Anpassen an eine Last bzw. Belastung verbessert bzw. erholt, die während des Trainings ausgeübt wird, aber sich auf die ursprüngliche Muskelkraft zum Anpassen an die Lebenskraft wiederherstellt.
Basierend auf der Beziehung bzw. dem Zusammenhang zwischen Muskelermüdung und dem Verstreichen der Zeit, wie dies in 8 gezeigt ist, waren Auszubildende bzw. Trainierende (Athleten, Rehabilitanten und andere) auf subjektive Bewertungen bzw. Abschätzungen angewiesen, um zu wissen, welches ihre gegenwärtigen Muskelermüdungszustände sind, d. h. ob sich ihre Muskelermüdungen in Ansammlung, in Erholung oder anderen Zuständen befinden.
Mit anderen Worten, waren Trainierende (Athleten, Rehabilitanten und andere) nicht im Stande, objektiv und einfach zu wissen, was ihre gegenwärtigen Muskelermüdungszustände sind.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist daher ein Gegenstand bzw. Ziel der vorliegenden Erfindung, die oben erwähnten, herkömmlichen Probleme zu beheben und eine Einrichtung bzw. Vorrichtung zum Messen der muskulären Erschöpfung bzw. Ermüdung zur Verfügung zu stellen, durch welche man einen Muskelermüdungszustand objektiv und leicht wissen kann.
Um das oben erwähnte Ziel zu erreichen, umfaßt die Einrichtung zur Messung der muskulären Erschöpfung bzw. Ermüdung:
Mittel zum Erhalten einer myoelektrischen Änderung,
Mittel zum Erhalten einer Änderung eines extrazellulären Fluids, und
Mittel zum Bestimmen eines muskulären Ermüdungsstatus,
wobei die Mittel zum Erhalten einer myoelektrischen Änderung eine myoelektrische Änderung eines lebenden Körpers erhalten,
die Mittel zum Erhalten einer Änderung eines extrazellulären Fluids eine Änderung in einem extrazellulären Fluid des lebenden Körpers erhalten, und
die Mittel zum Bestimmen des Status der muskulären Ermüdung einen Status einer muskulären Ermüdung aus der myoelektrischen Änderung, die in den Mitteln zum Erhalten einer myoelektrischen Änderung erhalten sind, und der Änderung in dem extrazellulären Fluid, die in den Mitteln zum Erhalten einer Änderung des extrazellulären Fluids erhalten sind, in Übereinstimmung mit Kriterien zum Bestimmen eines Muskelermüdungsstatus basierend auf einer myoelektrischen Änderung und einer Änderung in extrazellulärem Fluid bestimmen.
Weiters umfassen die Mittel zum Erhalten einer myoelektrischen Änderung vorzugsweise:
Mittel zum Messen des myoelektrischen Potentials,
erste Speichermittel, und
Berechnungsmittel einer myoelektrischen Änderung,
wobei die Mittel zum Messen des myoelektrischen Potentials ein myoelektrisches Potential messen, das gemeinsam mit der Bewegung eines Muskels eines lebenden Körpers auftritt, um einen myoelektrischen Wert zu bestimmen,
die ersten Speichermittel einen arithmetischen Ausdruck für ein Bestimmen einer myoelektrischen Änderung und eines myoelektrischen Werts zu einer Basiszeit speichern, und
die Berechnungsmittel einer myoelektrischen Änderung eine myoelektrische Änderung durch ein Substituieren des myoelektrischen Werts, der durch die Mittel zum Messen des myoelektrischen Potentials bestimmt ist bzw. wird, und des myoelektrischen Werts, der in den ersten Speichermitteln gespeichert ist, in den arithmetischen Ausdruck berechnen, der in den ersten Speichermitteln gespeichert ist, und
die Mittel zum Erhalten einer Änderung eines extrazellulären Fluids umfassen:
Mittel zum Messen einer biologischen Impedanz,
zweite Speichermittel, und
Mittel zum Berechnen einer Änderung eines extrazellulären Fluids,
wobei die Mittel zum Messen der biologischen Impedanz einen Wechselstrom zu einem lebenden Körper zur Verfügung stellen und eine Spannung messen, die durch eine biologische Impedanz bewirkt wird, um ein extrazelluläres Fluid zu bestimmen,
die zweiten Speichermittel einen arithmetischen Ausdruck für ein Bestimmen einer Änderung im extrazellulären Fluid und einem extrazellulären Fluid zu einer Basiszeit speichern, und
die Mittel zum Berechnen einer Änderung des extrazellulären Fluids eine Änderung im extrazellulären Fluid durch ein Substituieren des extrazellulären Fluids, das durch die Mittel zum Messen der biologischen Impedanz bestimmt ist, und des extrazellulären Fluids, das in den zweiten Speichermitteln gespeichert ist, in den arithmetischen Ausdruck berechnen, der in den zweiten Speichermitteln gespeichert ist.
Weiters weist die Einrichtung zum Messen der muskulären Ermüdung der vorliegenden Erfindung Meßelektroden auf, die sowohl als Kommunikations- bzw. Verbindungsanschlüsse zum Detektieren des myoelektrischen Potentials in den Mitteln zum Messen des myoelektrischen Potentials als auch als Verbindungsanschlüsse zum Detektieren der Spannung dienen, die durch die biologische Impedanz in den Mitteln zum Messen der biologischen Impedanz bewirkt wird, und welche auch eine Schaltvorrichtung aufweisen, welche ein Signal des myoelektrischen Potentials von den Meßelektroden und ein Signal der Spannung, das durch die biologische Impedanz bewirkt ist, von einem zum anderen umschaltet.
Weiters bestimmen die Mittel zum Bestimmen des muskulären Ermüdungsstatus einen Muskelermüdungszustand durch eine Serie von Verfahrensschritten, d. h. Vergleichen einer myoelektrischen Änderung, die durch die Mittel zum Erhalten der myoelektrischen Änderung erhalten sind, mit einem Bezugswert zum Bestimmen, ob die myoelektrische Änderung eine myoelektrische Änderung zu einer normalen Zeit ist oder nicht, um die Anwesenheit oder Abwesenheit von Muskelermüdung als den Muskelermüdungszustand zu bestimmen, Vergleichen einer Änderung in extrazellulärem Fluid, die durch die Mittel zum Erhalten der Änderung des extrazellulären Fluids erhalten ist bzw. wird, mit einem Bezugswert zum Bestimmen, ob die Änderung im extrazellulären Fluid eine Änderung in extrazellulärem Fluid zu einer Normalzeit ist oder nicht, um den Gleichgewichtszustand der muskulären Ermüdung als den muskulären Ermüdungszustand zu bestimmen, und Vergleichen der Änderung in extrazellulärem Fluid, die durch die Mittel zum Erhalten einer Änderung des extrazellulären Fluids erhalten ist bzw. wird, mit einem Bezugswert, um zu bestimmen, ob die Änderung im extrazellulären Fluid größer oder kleiner als die Änderung in extrazellulärem Fluid ist, die das letzte Mal erhalten wurde, um den Fortschritt der muskulären Ermüdung als den muskulären Ermüdungszustand zu bestimmen.
Weiters ist das extrazelluläre Fluid das Verhältnis an extrazellulärem Fluid zu intrazellulärem und extrazellulärem Fluid.
Weiters ist das extrazelluläre ein interstitielles Fluid.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Blockdiagramm, welches einen funktionellen Aufbau einer Einrichtung zum Messen der muskulären Erschöpfung bzw. Ermüdung zeigt.
2 ist eine schräge, perspektivische Ansicht des Aussehens der Einrichtung zum Messen der muskulären Ermüdung.
3 ist ein Blockdiagramm, welches einen speziellen Aufbau der Einrichtung zum Messen der muskulären Ermüdung zeigt.
4 ist ein Flußdiagramm, das Flüsse von Betätigungsprozeduren und -vorgängen der Einrichtung zum Messen der muskulären Ermüdung zeigt.
5 ist ein Subroutinen-Flußdiagramm, das Schritte in der Berechnung einer Änderung in extrazellulärem Fluid zeigt.
6 ist ein Subroutinen-Flußdiagramm, das Schritte in der Berechnung einer myoelektrischen Änderung zeigt.
7 ist ein Subroutinen-Flußdiagramm, das Schritte in der Bestimmung eines Muskelermüdungszustands zeigt.
8 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen Muskelermüdung und dem Verlauf der Zeit illustriert.
Bezugszeichen 1 bezeichnet Mittel zum Erhalten einer Änderung eines extrazellulären Fluids; 2 bezeichnet Mittel zum Erhalten einer myoelektrischen Änderung; 3 bezeichnet die Mittel zum Bestimmen eines muskulären Ermüdungszustands; 4 bezeichnet Schalter; 4a bezeichnet Schalter zur Einstellung; 4b bezeichnet individuelle Startschalter; 4c bezeichnet einen Startschalter, der ausschließlich zur Messung eines Körpergewichts gedacht ist; 5 bezeichnet ein Thermometer; 6 bezeichnet eine Wiegeplattform; 7 bezeichnet einen Gewichtssensor; 8 und 17 bezeichnen einen Verstärker; 9 und 21 bezeichnen einen A/D-Wandler; 10 bezeichnet Mittel zum Berechnen eines Körpergewichts; 11 bezeichnet Mittel zum Messen eines Körpergewichts; 12 bezeichnet einen Gleichstrom-(Sinuswellen-Wechselstrom)-Generator; 13 und 18 bezeichnen ein BPF (Bandpaßfilter); 14 bezeichnet einen V/I-Umwandler; 15 bezeichnet stromführende Elektroden; 16 bezeichnet Meßelektroden; 19 bezeichnet ein LPF (Tiefpaßfilter); 20 bezeichnet eine Schaltvorrichtung; 22 bezeichnet Mittel zum Berechnen des Körperfetts in Prozent; 23 bezeichnet Mittel zum Berechnen eines extrazellulären Fluids; 24 bezeichnet Mittel zum Berechnen eines myoelektrischen Werts; 25 bezeichnet Mittel zum Berechnen einer myoelektrischen Änderung; 26 bezeichnet Mittel zum Berechnen einer Änderung eines extrazellulären Fluids; 27 bezeichnet einen Mikrocomputer; 28 bezeichnet eine Anzeige; 29 bezeichnet Mittel zum Messen einer biologischen Impedanz; 30 Mittel zum Messen eines myoelektrischen Potentials; 31 bezeichnet erste Speichermittel; 32 bezeichnet zweite Speichermittel; 33 bezeichnet ein ROM; und 34 bezeichnet ein EEPROM.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben werden.
Erstens wird die Zusammensetzung bzw. der Aufbau einer Einrichtung zum Messen der muskulären Ermüdung gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 1, welche ein Blockdiagramm ist, das einen funktionellen Aufbau der Einrichtung bzw. Ausrüstung zeigt, 2, welche eine schräge, perspektivische Ansicht der äußeren Erscheinung der Einrichtung ist, und 3 beschrieben werden, welche ein spezieller Aufbau der Einrichtung ist.
Die Einrichtung zum Messen der muskulären Ermüdung der vorliegenden Erfindung umfaßt, wie in 1 gezeigt, Mittel 1 zum Erhalten einer Änderung des extrazellulären Fluids, Mittel 2 zum Erhalten einer myoelektrischen Änderung, und Mittel 3 zum Bestimmen eines Muskelermüdungszustands. Die Einrichtung zum Messen einer muskulären Ermüdung, die diese Mittel umfaßt, ist durch spezielle Bereiche bzw. Sektionen zusammengebaut, wie dies in 2 und 3 gezeigt ist.
Die Schalter 4, die in 3 gezeigt sind, umfassen Schalter 4a zur Einstellung, individuelle bzw. einzelne Startschalter 4b und einen Startschalter 4c, der ausschließlich zur Messung eines Körpergewichts gedacht ist, welche alle in 2 gezeigt sind. Ein Thermometer 5 ist auf einer Wiegeplattform 6 angeordnet, um einen Kontakt mit der Rückseite eines Fußes herzustellen, ermittelt bzw. detektiert die Körpertemperatur eines lebenden Körpers und gibt die ermittelte Körpertemperatur an Mittel 22 zum Berechnen des Körperfetts in Prozent und Mittel 23 zum Berechnen eines extrazellulären Fluids aus, welche beide später beschrieben werden. Ein Mikrocomputer 27 umfaßt eine bekannte CPU, ein ROM 33 und eine Steuer- bzw. Regeleinheit und führt eine Reihe bzw. Verschiedenheit von Berechnungen, Datenspeicherungen und Steuerungen bzw. Regelung durch, die später beschrieben werden. Eine Anzeige 28 zeigt eine Anzahl bzw. Vielzahl von Ergebnissen an, die später zu beschreiben sind, und die Zustände von Eingaben durch die Schalter 4.
Die Mittel 11 zum Messen des Körpergewichts umfassen eine Wiegeplattform 6, einen Wiegesensor 7, einen Verstärker 8, einen A/D-Wandler 9, Mittel 10 zum Berechnen des Körpergewichts und andere Einheiten, die in einer bekannten Waage gefunden werden und ein Körpergewicht messen. Wie in einem bekannten Prozent-Körperfett-Meßgerät berechnen die Mittel 22 zum Berechnen des Körperfetts in Prozent ein prozentuelles Körperfett bzw. Körperfett in Prozent von einer Spannung, die durch eine biologische Impedanz bewirkt wird, wenn eine spezifische Frequenz (z. B. 50 kHz) aus einer Anzahl von Frequenzen von Mitteln 29 zum Messen der biologischen Impedanz gemessen wird, die später zu beschreiben sind. An diesem Punkt wird basierend auf der Körpertemperatur eines lebenden Körpers, ausgegeben von dem vorhergehenden Thermometer 5, eine korrekte Berechnung einer Spannung, die durch ein Variieren bzw. Ändern einer biologischen Impedanz gemäß Änderungen in der Körpertemperatur des lebenden Körpers bewirkt wird, auch durchgeführt.
Die Mittel 2 zum Erhalten einer myoelektrischen Änderung erhalten eine myoelektrische Änderung eines lebenden Körpers. Die Mittel 2 zum Erhalten einer myoelektrischen Änderung umfassen Mittel 30 zum Messen des myoelektrischen Potentials zum Messen eines myoelektrischen Potentials, das gemeinsam mit der Bewegung eines Muskels eines lebenden Körpers auftritt, um einen myoelektrischen Wert zu bestimmen, erste Speichermittel 31 zum Speichern eines arithmetischen Ausdrucks für ein Bestimmen einer myoelektrischen Änderung und eines myoelektrischen Werts zu einer normalen Zeit (Basiszeit), und Mittel 25 zum Berechnen einer myoelektrischen Änderung zum Berechnen einer myoelektrischen Änderung durch ein Substituieren des myoelektrischen Werts, der durch die Mittel 30 zum Messen des myoelektrischen Potentials bestimmt wird, und des myoelektrischen Werts, der in den ersten Speichermitteln 31 gespeichert ist bzw. wird, in dem arithmetischen Ausdruck, der in den ersten Speichermitteln 31 gespeichert wird.
Die Mittel 30 zum Messen des myoelektrischen Potentials umfassen Meßelektroden 16, einen Verstärker 17, ein LPF (Tiefpaßfilter) 19, eine Schaltvorrichtung 20, einen A/D-Wandler 21 und Mittel 24 zum Berechnen eines myoelektrischen Werts. Die Meßelektroden 16 dienen als Verbindungsanschlüsse, um eine Spannung zu detektieren, die durch die Expansion und Kontraktion eines Muskels bewirkt wird. Der Verstärker 17 verstärkt die Spannung, die durch die Meßelektroden 16 detektiert werden. Das LPF 19 ermöglicht nur einer Niedrigfrequenzkomponente der Spannung, die durch den Verstärker 17 verstärkt wird, dadurch hindurchzutreten.
Der A/D-Wandler 21 digitalisiert die Niedrigfrequenzkomponente, welche durch das LPF 19 hindurchgetreten ist, und sendet die digitalisierte Spannung zu den Mitteln 24 zum Berechnen eines myoelektrischen Werts. Die Mittel 24 zum Berechnen eines myoelektrischen Werts berechnen einen myoelektrischen Wert v in einer bekannten Art und Weise aus der digitalisierten Spannung, die von dem A/D-Wandler 21 erhalten wird. Die Schaltvorrichtung 20 schaltet zwischen dem LPF 19 und einem BPF 18 um, welche später zu beschreiben sind.
Die ersten Speichermittel 31 umfassen das ROM 33, das in dem Mikrocomputer 27 enthalten bzw. aufgenommen ist, und ein EEPROM 34, das außerhalb bzw. an der Außenseite des Mikrocomputers 27 vorgesehen bzw. zur Verfügung gestellt ist. Das ROM 33 speichert einen arithmetischen Ausdruck (Δv = v – vAvg) zum Bestimmen einer myoelektrischen Änderung Δv im voraus. Das EEPROM 34 speichert einen myoelektrischen Wert zu einer normalen Zeit (Basiszeit) vAvg.
Die Mittel 25 zum Berechnen einer myoelektrischen Änderung berechnen die myoelektrische Änderung Δv durch ein Substituieren des myoelektrischen Werts v, der durch die Mittel 24 zum Berechnen eines myoelektrischen Werts berechnet wird, und des myoelektrischen Werts vAvg, der in dem EEPROM 34 gespeichert wird, in den arithmetischen Ausdruck (Δv = v – vAvg), der in dem ROM 33 gespeichert wird.
Die Mittel 1 zum Erhalten einer Änderung eines extrazellulären Fluids erhalten eine Änderung in extrazellulärem Fluid eines lebenden Körpers. Das extrazelluläre Fluid bezieht sich auf ein extrazelluläres Fluid selbst, das Verhältnis eines extrazellulären Fluids zu intrazellulärem Fluid und extrazellulärem Fluid oder anderen, die dem extrazellulären Fluid zugeordnet sind (dasselbe stimmt in den folgenden Beschreibungen, wenn nicht anders angegeben). Die Mittel 1 zum Erhalten einer Änderung eines extrazellulären Fluids umfassen Mittel 29 zum Messen einer biologischen Impedanz zum Bestimmen eines extrazellulären Fluids durch ein Bereitstellen von Wechselströmen verschiedener Frequenzen an einem lebenden Körper und en Messen einer Spannung, die durch eine biologische Impedanz bei jeder der Frequenzen bewirkt wird, zweite Speichermittel 32 zum Speichern eines arithmetischen Ausdrucks zum Bestimmen einer Änderung in extrazellulärem Fluid und einem extrazellulärem Fluid zu einer normalen Zeit (Basiszeit) und Mittel 26 zum Berechnen einer Änderung eines extrazellulären Fluids zum Berechnen einer Änderung in extrazellulärem Fluid durch ein Substituieren des extrazellulären Fluids, das durch die Mittel 29 zum Messen einer biologischen Impedanz bestimmt wird, und des extrazellulären Fluids, das in den zweiten Speichermitteln 32 gespeichert ist, in den arithmetischen Ausdruck, der in den zweiten Speichermitteln 32 gespeichert ist bzw. wird.
Die Mittel 29 zum Messen einer biologischen Impedanz umfassen einen Konstantspannungs-(Sinuswellen-Wechselstrom)-Generator 12, ein BPF (Bandpaßfilter) 13, einen V/I-Konverter bzw. -Wandler 14, stromführende Elektroden 15, Meßelektroden 16, einen Verstärker 17, ein BPF (Bandpaßfilter) 18, eine Schaltvorrichtung 20, einen A/D-Wandler 21 und Mittel 23 zum Berechnen eines extrazellulären Fluids. Der Konstantspannungs-(Sinuswellen-Wechselstrom)-Generator 12 erzeugt konstante Spannungen verschiedener Frequenzen (wie 5 kHz, 50 kHz und 500 kHz). Das BPF 13 ermöglicht nur den Frequenzkomponenten der konstanten Spannungen, die von dem Konstantspannungs-(Sinuswellen-Wechselstrom)-Generator 12 erzeugt wurden, dadurch durchzufließen. Der V/I-Wandler 14 wandelt die konstanten Spannungen, die von dem BPF 13 empfangen werden, zu konstanten Strömen um und gibt die konstanten Ströme an die stromführenden Elektroden 15 aus. Die stromtragenden bzw. -führenden Elektroden 15 dienen als Verbindungsanschlüsse, um die konstanten Ströme, die von dem V/I-Wandler 14 ausgegeben wurde, durch einen lebenden Körper hindurchzuleiten. Die Meßelektroden 16 dienen als Verbindungsanschlüsse, um Spannungen zu detektieren, die durch biologische Impedanzen bewirkt werden. Der Verstärker 17 verstärkt die Spannungen, die durch die Meßelektroden 16 detektiert werden. Das BPF 18 erlaubt nur speziellen bzw. spezifischen Frequenzkomponenten (5 kHz, 50 kHz und 500 kHz) der Spannungen, die durch den Verstärker 17 verstärkt werden, dadurch durchzutreten. Der A/D-Wandler 21 digitalisiert die Spannungen, die durch das BPF 18 durchgetreten sind, und gibt die digitalisierten Spannungen an die Mittel 23 zum Berechnen eines extrazellulären Fluids aus. Die Mittel 23 zum Berechnen eines extrazellulären Fluids berechnen ein intrazelluläres Fluid Ri und ein extrazelluläres Fluid (extrazelluläres Fluid selbst) Re aus den digitalisierten Spannungen (Spannungen bei verschiedenen Frequenzen), die von dem A/D-Wandler 21 aufgenommen werden, basierend auf dem bekannten Cole-Cole-Kreisbogen-Gesetz, und berechnen weiters das Verhältnis e des extrazellulären Fluids (extrazellulären Fluids selbst) zu den intrazellulären und extrazellulären Fluiden basierend auf einem arithmetischen Ausdruck (e = Re/(Ri + Re)). Weiters führen an diesem Punkt die Mittel 23 zum Berechnen eines extrazellulären Fluids auch Korrekturberechnungen von Spannungen durch, die durch biologische Impedanzen bewirkt werden, die gemäß Änderungen in der Körpertemperatur eines lebenden Körpers variieren, basierend auf der Körpertemperatur eines lebenden Körpers, die von dem Thermometer 5 ausgegeben wird. Die Schaltvorrichtung 20 schaltet zwischen dem LPF 19 und dem BPF 18 um. Die Mittel 29 zum Messen einer biologischen Impedanz und die Mittel 30 zum Messen eines myoelektrischen Potentials benutzen die Meßelektroden 16, den Verstärker 17, die Schaltvorrichtung 20 und den A/D-Wandler 21 gemeinsam.
Die zweiten Speichermittel 32 umfassen das ROM 33, das in dem Mikrocomputer 27 enthalten ist, und das EEPROM 34, das außerhalb des Mikrocomputers 27 zur Verfügung gestellt ist. Die zweiten Speichermittel 32 benutzen das ROM 33 und das EEPROM 34 mit den Mitteln 2 zum Erhalten einer myoelektrischen Änderung gemeinsam. Das ROM 33 speichert einen arithmetischen Ausdruck (Δe = e – eAvg) zum Bestimmen einer Änderung in extrazellulärem Fluid Δe im voraus. Das EEPROM 34 speichert ein extrazelluläres Fluid zu einer normalen Zeit (Basiszeit) eAvg.
Die Mittel 26 zum Berechnen einer Änderung eines extrazellulären Fluids berechnen eine Änderung im extrazellulären Fluid Δe durch ein Substituieren des extrazellulären Fluids e, das durch die Mittel 23 zum Berechnen eines extrazellulären Fluids berechnet wird, und des extrazellulären Fluids eAvg, das in dem EEPROM 34 gespeichert ist bzw. wird, in den arithmetischen Ausdruck (Δe = e – eAvg), der in dem ROM 33 gespeichert ist.
Die Mittel 3 zum Bestimmen eines muskulären Ermüdungsstatus bestimmen eine muskuläre bzw. Muskelermüdung aus der myoelektrischen Änderung, die durch die Mittel 2 zum Erhalten einer myoelektrischen Änderung erhalten wird, und die Änderung in extrazellulärem Fluid, die durch die Mittel 1 zum Erhalten einer Änderung des extrazellulären Fluids erhalten wird, in Übereinstimmung mit Kriterien zum Bestimmen einer muskulären Ermüdung bzw. Erschöpfung, die auf einer myoelektrischen Änderung und einer Änderung in extrazellulärem Fluid basiert.
Noch spezifischer bestimmen die Mittel 3 zum Bestimmen eines muskulären Ermüdungsstatus einen muskulären Ermüdungsstatus durch eine Serie von Betätigungen bzw. Vorgängen, die durch SCHRITT D1 bis SCHRITT D7 eines Subroutinen-Flußdiagramms zum Bestimmen einer Muskelermüdung in 7 gezeigt bzw. angedeutet werden. D. h. die Mittel 3 zum Bestimmen eines muskulären Ermüdungsstatus bzw. -zustands bestimmen den muskulären bzw. Muskelermüdungsstatus durch eine Serie von Vorgängen, d. h. ein Vergleichen einer myoelektrischen Änderung Δv, die durch die Mittel 2 zum Erhalten einer myoelektrischen Änderung erhalten wird, mit einem Referenz- bzw. Bezugswert zum Bestimmen, ob die myoelektrische Änderung eine myoelektrische Änderung bei einer normalen Zeit ist oder nicht, um die Anwesenheit oder Abwesenheit einer Muskelermüdung als den Muskelermüdungsstatus zu bestimmen, ein Vergleichen einer Änderung in extrazellulärem Fluid Δe, die durch die Mittel 1 zum Erhalten einer Änderung eines extrazellulären Fluids erhalten wird, mit einem Bezugswert zum Bestimmen, ob die Änderung in extrazellulärem Fluid eine Änderung in extrazellulärem Fluid zu einer normalen Zeit ist oder nicht, um den Gleichgewichtszustand der muskulären Ermüdung bzw. Erschöpfung als den Muskelermüdungsstatus zu bestimmen, und ein Vergleichen der Änderung in extrazellulärem Fluid Δe, die durch die Mittel 1 zum Erhalten einer Änderung eines extrazellulären Fluids erhalten wird, mit einem Bezugswert zum Bestimmen, ob die Änderung in extrazellulärem Fluid Δe größer oder kleiner ist als die Änderung in extrazellulärem Fluid Δe, die das letzte Mal erhalten wurde, um den Fortschritt der muskulären Ermüdung als den Muskelermüdungsstatus zu bestimmen.
Als nächstes werden die Betriebsabwicklungen bzw. -prozeduren und Arbeitsvorgänge der Einrichtung zur Messung der muskulären Ermüdung gemäß der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf ein Flußdiagramm beschrieben werden, das Ströme von Betriebsprozeduren und Arbeitsvorgängen in 4 illustriert.
Als erstes werden, wenn individuelle Daten, die physische bzw. körperliche Merkmale bzw. Charakteristika einer Versuchsperson (lebender Körper) beinhalten, die gemessen werden soll, durch ein Betätigen einer bekannten Vorrichtung (wie ein Körperfettmeßgerät, das mit einer Waage ausgestattet ist) mittels der Einstellschalter 4a eingegeben werden, die individuellen Daten an einen individuellen Startschalter 4b in einer bekannten Art und Weise (SCHRITT S1) zugeteilt.
Dann drückt das Subjekt bzw. die Versuchsperson, das (die) gemessen werden soll, den individuellen Startschalter 4b und steigt auf die Wiegeplattform 6 (in einer derartigen Weise, daß die Rücken seiner (ihrer) Füße einen Kontakt mit den stromführenden Elektroden 15, Meßelektroden 16 und dem Thermometer 5 herstellen), über welche sein (ihr) Gewicht durch die Mittel 11 zum Messen eines Körpergewichts in einer bekannten Art und Weise (SCHRITT S2) gemessen wird.
Nachträglich werden Spannungen, die durch die biologischen Impedanzen des Subjekts verursacht werden, bei einer Mehrzahl an Frequenzen durch die Mittel 29 zum Messen einer biologischen Impedanz gemessen, um ein extrazelluläres Fluid (SCHRITT S3) zu bestimmen.
Noch spezifischer wird bei dem Drücken des individuellen Startschalters 4b die Schaltvorrichtung 20 auf die Seite des BPF 18 umgeschaltet. Dann wird als erstes eine konstante Spannung von 5 kHz von dem Konstantspannungs-(Sinuswellen-Wechselstrom)-Generator 12 unter der Steuerung bzw. Regelung des Mikrocomputers 27 erzeugt. Dann wird es nur der konstanten Spannung von 5 kHz durch das BPF 13 ermöglicht, durch das BPF 13 durchzutreten. Dann wird die konstante Spannung zu einem konstanten Strom durch den V/I-Wandler 14 umgewandelt und der konstante Strom wird an die stromführenden Elektroden 15 ausgebracht. Dann wird der konstante Strom durch das Subjekt bzw. durch die Versuchsperson von den stromführenden Elektroden 15 hindurchgeführt und eine Spannung, die durch die biologische Impedanz des Subjekts verursacht wird, wird zu dieser Zeit durch die Meßelektroden 16 detektiert. Dann wird die detektierte Spannung durch den Verstärker 17 verstärkt. Dann ermöglicht bzw. gestattet das BPF 18 nur einer 5 kHz Komponente der Spannung, dadurch durchzutreten. Dann wird die Spannung durch den A/D-Wandler bzw. -Konverter 21 digitalisiert und in den Mikrocomputer 27 aufgenommen. Danach werden in ähnlicher Weise konstante Spannungen von 50 kHz und 500 kHz von dem konstanten Spannungs-(Sinuswellen-Wechselstrom)-Generator 12 unter der Steuerung bzw. Kontrolle des Mikrocomputers 27 erzeugt bzw. generiert, und Spannungen, die durch biologische Impedanzen zu dieser Zeit verursacht werden, werden in den Mikrocomputer 27 genommen. Dann wird eine Ausgabe, die durch die Körpertemperatur des lebenden Körpers von dem Thermometer 5 erzeugt wurde, in den Mikrocomputer 27 genommen. Dann werden in den Mitteln 23 zum Be rechnen eines extrazellulären Fluids ein extrazelluläres Fluid (extrazelluläres Fluid selbst) Re und ein intrazelluläres Fluid Ri aus den Spannungen von 5, 50 und 500 kHz berechnet, welche in den Mikrocomputer 27 oben aufgenommen worden sind, basierend auf dem bekannten Cole-Cole-Kreisbogen-Gesetz. Dann werden gemäß der Ausgabe, die durch die Körpertemperatur des lebenden Körpers erzeugt wird, das extrazelluläre Fluid (extrazelluläre Fluid selbst) Re und das intrazelluläre Fluid Ri korrigiert. Weiters wird das Verhältnis e des extrazellulären Fluids (extrazellulären Fluids selbst) zu dem intrazellulären und extrazellulären Fluid basierend auf dem arithmetischen Ausdruck (e = Re/(Ri + Re)) berechnet.
Anschließend wird in den Mitteln 22 zum Berechnen eines Körperfetts in Prozent ein Körperfett in Prozent aus der Spannung von 50 kHz berechnet, welche in den Mikrocomputer 27 genommen worden ist, wie in einem bekannten Körperfettmeßgerät (SCHRITT S4).
Danach wird in den Mitteln 26 zum Berechnen einer Änderung des extrazellulären Fluids eine Änderung in extrazellulärem Fluid Δe durch eine Verwendung des errechneten Verhältnisses e an extrazellulärem Fluid (extrazellulärem Fluid selbst) zu dem intrazellulären und extrazellulären Fluid (SCHRITT S5) berechnet.
Noch spezifischer werden Schritte, wie in einem Subroutinen-Flußdiagramm einer Berechnung einer Änderung in extrazellulärem Fluid in 5 gezeigt, durchgeführt. Als erstes werden das extrazelluläre Fluid zu einer normalen Zeit (Basiszeit) eAvg, welches in dem EEPROM 34 gespeichert wird, und die Anzahl an Messungen n, gezählt durch den gleichen individuellen Startschalter 4b, wie er in den obigen Messungen verwendet wird, aufgenommen (SCHRITT T1). Dann werden das extrazelluläre Fluid zu einer normalen Zeit (Basiszeit) eAvg und das Verhältnis des extrazellulären Fluids (extrazellulären Fluids selbst) zu dem intrazellulären und extrazellulären Fluid in den arithmetischen Ausdruck Δe = e – eAvg substituiert, um eine Änderung in extrazellulärem Fluid Δe zu berechnen, und die Änderung in extrazellulärem Fluid Δe wird in dem EEPROM 34 gespeichert (SCHRITT T2). Dann werden das extrazelluläre Fluid zu einer normalen Zeit (Basiszeit) eAvg, das Verhältnis e des extrazellulären Fluids (extrazellulären Fluids selbst) zu dem intrazellulären und extrazellulären Fluid und die Anzahl von Messungen n in einen arithmetischen Ausdruck eAvg = (eAvg × n + e)/(n + 1) substituiert und das neu berechnete eAvg wird in dem EEPROM 34 gespeichert. So wird zu dieser Zeit das ursprüngliche eAvg aktualisiert bzw. auf den neuesten Stand gebracht (SCHRITT T3). Nach Fertigstellung bzw. Abschluß der SCHRITTE T1 bis T3 ist die Subroutine beendet bzw. abgeschlossen.
Dann wird ein myoelektrisches Potential durch die Mittel 30 zum Messen des myoelektrischen Potentials gemessen, um einen myoelektrischen Wert v (SCHRITT S6) zu bestimmen.
Noch spezifischer wird die Schaltvorrichtung auf die Seite des LPF 19 umgeschaltet. Dann wird als erstes eine Spannung (myoelektrisches Potential), die gemeinsam mit der Bewegung eines Muskels des lebenden Körpers auftritt, durch die Meßelektroden 16 detektiert. Dann wird die detektierte Spannung durch den Verstärker 17 verstärkt. Dann ermöglicht das LPF 19 nur einer Niedrigfrequenzkomponente der Spannung, dadurch durchzutreten. Dann wird die Spannung durch den A/D-Wandler 21 digitalisiert und dann in den Mikrocomputer 27 genommen. Dann wird in den Mitteln 24 zum Berechnen eines myoelektrischen Werts die Niedrigfrequenzspannung, die in den Mikrocomputer 27 genommen wird, quadriert. Dann werden, nachdem das Verfahren, das mit einer Detektion der Spannung durch die Meßelektroden 16 startet und mit einem Quadrieren der Spannung durch die Mittel 24 zum Berechnen eines myoelektrischen Werts beendet wird, über eine bestimmte Zeitperiode bzw. einen bestimmten Zeitraum wiederholt wird, die quadrierten, myoelektrischen Potentiale gemittelt, um einen myoelektrischen Wert v in den Mitteln 24 zum Berechnen eines myoelektrischen Werts zu bestimmen.
Anschließend wird in den Mitteln 25 zum Berechnen einer myoelektrischen Änderung eine myoelektrische Änderung Δv durch eine Verwendung des myoelektrischen Werts v berechnet, der in den Mitteln 24 zum Berechnen eines myoelektrischen Werts berechnet wird (SCHRITT S7).
Noch spezifischer werden Schritte, wie in einem Subroutinen-Flußdiagramm einer Berechnung einer myoelektrischen Änderung in 6 gezeigt, durchgeführt. Als erstes wird der myoelektrische Wert zu einer normalen Zeit (Basiszeit) vAvg, welcher in dem EEPROM 34 gespeichert ist bzw. wird, genommen (SCHRITT U1). Dann wird basierend auf dem myoelektrischen Wert vAvg und dem myoelektrischen Wert v, der in den Mitteln 24 zum Berechnen eines myoelektrischen Werts berechnet wird, eine myoelektrische Änderung Δv von dem Ausdruck Δv = v – vAvg berechnet und dann in dem EEPROM 34 gespeichert (SCHRITT U2). Dann wird basierend auf dem myoelektrischen Wert v, der in den Mitteln 24 zum Berechnen eines myoelektrischen Werts berechnet wird, dem myoelek trischen Durchschnittswert vAvg, der in SCHRITT U1 genommen ist, und der Anzahl von Messungen n, die in SCHRITT T1 genommen wurde, ein neuer myoelektrischer Durchschnittswert vAvg wird aus einem Ausdruck vAvg = (vAvg × n + v)/(n + 1) berechnet und im EEPROM 34 gespeichert. Zu dieser Zeit wird der ursprüngliche vAvg aktualisiert (SCHRITT U3). Dann wird die Anzahl an Messungen n durch den individuellen Startschalter 4b, welche in SCHRITT T1 genommen wurde, um 1 erhöht, basierend auf einem Ausdruck n = n + 1, und die neue Anzahl an Messungen n wird in dem EEPROM gespeichert. Zu dieser Zeit wird das ursprüngliche n aktualisiert (SCHRITT U4). Nach bzw. bei einer Komplettierung der obigen SCHRITTE U1 bis U4 ist die Subroutine beendet.
Anschließend wird in den Mitteln 3 zur Bestimmung des muskulären Ermüdungsstatus, basierend auf der Änderung in extrazellulärem Fluid Δe, die in SCHRITT T3 berechnet wird, und der myoelektrischen Änderung Δv, die in SCHRITT U2 berechnet wird, ein Muskelermüdungsstatus bestimmt (SCHRITT S8).
Noch spezifischer werden Schritte, wie dies in einem Subroutinen-Flußdiagramm einer Bestimmung eines muskulären Ermüdungsstatus in 7 gezeigt ist, durchgeführt. Als erstes werden die myoelektrische Änderung Δv, die in dem EEPROM 34 gespeichert ist bzw. wird, und der Bezugswert für eine myoelektrische Änderung, welche in dem ROM 33 programmiert ist, miteinander verglichen, um zu bestimmen, ob sie einer Beziehung "myoelektrische Änderung Δv < Bezugswert für myoelektrische Änderung" entsprechen bzw. diese erfüllen (SCHRITT D1). Wenn der Beziehung "myoelektrische Änderung Δv < Bezugswert für myoelektrische Änderung" nicht entsprochen wird (NEIN in SCHRITT D1), wird der Muskelermü dungsstatus des Subjekts als "nicht müde" bestimmt (SCHRITT D4), und die Subroutine ist bzw. wird beendet.
Wenn der Beziehung "myoelektrische Änderung Δv < Bezugswert für myoelektrische Änderung" entsprochen wird (JA in SCHRITT D1), wird bestimmt, ob eine Beziehung "Änderung in extrazellulärem Fluid Δe > Bezugswert für Änderung in extrazellulärem Fluid" entsprochen wird (SCHRITT D2). Wenn der Beziehung "Änderung in extrazellulärem Fluid Δe > Bezugswert für Änderung in extrazellulärem Fluid" nicht entsprochen wird (NEIN in SCHRITT D2), wird der muskuläre Ermüdungsstatus des Subjekts als "Erschöpfung bzw. Ermüdung im Gleichgewicht" (SCHRITT D5) bestimmt, und die Subroutine wird beendet.
Wenn der Beziehung "Änderung in extrazellulärem Fluid Δe > Bezugswert für Änderung in extrazellulärem Fluid" entsprochen wird (JA in SCHRITT D2), wird bestimmt, ob einer Beziehung "vorliegende Änderung in extrazellulärem Fluid Δe < letzte Änderung in extrazellulärem Fluid Δe" entsprochen wird (SCHRITT D3). Wenn der Beziehung "vorliegende Änderung in extrazellulärem Fluid Δe < letzte Änderung in extrazellulärem Fluid Δe" nicht entsprochen wird (NEIN in SCHRITT D3), wird der Muskelermüdungsstatus des Subjekts bestimmt als "Ermüdung in Ansammlung bzw. Anhäufung" (SCHRITT D6), und die Subroutine wird beendet.
Wenn der Beziehung "vorliegende Änderung in extrazellulärem Fluid Δe < letzte Änderung in extrazellulärem Fluid Δe" entsprochen wird (JA in SCHRITT D3), wird der muskuläre Ermüdungsstatus des Subjekts bestimmt als "Ermüdung in Erho lung bzw. Wiederherstellung" (SCHRITT D7), und die Subroutine wird beendet.
Dann wird der Status "keine Ermüdung", der in SCHRITT D4 bestimmt wird, "Ermüdung im Gleichgewicht", der in SCHRITT D5 bestimmt wird, "Ermüdung in Ansammlung", der in SCHRITT D6 bestimmt wird, oder "Ermüdung in Erholung", der in SCHRITT D7 bestimmt wird, auf der Anzeige 28 angezeigt (SCHRITT S9), wodurch eine Serie von Verfahrensschritten abgeschlossen wird.
Wie oben beschrieben, erhält die Einrichtung zur Messung der muskulären Ermüdung der vorliegenden Erfindung eine myoelektrische Änderung eines lebenden Körpers in den Mitteln 2 zum Erhalten einer myoelektrischen Änderung durch ein Messen eines myoelektrischen Potentials, das gemeinsam mit der Bewegung eines Muskels des lebenden Körpers auftritt, durch die Mittel 30 zum Messen eines myoelektrischen Potentials, um einen myoelektrischen Wert zu bestimmen, ein Speichern eines arithmetischen Ausdrucks zum Bestimmen einer myoelektrischen Änderung und eines myoelektrischen Werts zu einer normalen Zeit (Basiszeit) in den ersten Speichermitteln 31, und ein Substituieren des myoelektrischen Werts, der durch die Mittel 30 zum Messen eines myoelektrischen Werts gemessen wird, und des myoelektrischen Werts, der zu einer normalen Zeit (Basiszeit) gemessen wird, welcher in den ersten Speichermitteln 31 gespeichert ist, in den arithmetischen Ausdruck, der in den ersten Speichermitteln 31 gespeichert ist bzw. wird, um die myoelektrische Änderung in den Mitteln 25 zum Berechnen einer myoelektrischen Änderung zu berechnen.
Inzwischen wird eine Änderung in extrazellulärem Fluid des lebenden Körpers in den Mitteln 1 zum Erhalten einer Änderung eines extrazellulären Fluids durch ein Bereitstellen von Wechselströmen von verschiedenen Frequenzen an den lebenden Körper und ein Messen von Spannungen, die durch biologische Impedanzen bei den verschiedenen Frequenzen bewirkt bzw. hervorgerufen werden, durch die Mittel 29 zum Messen einer biologischen Impedanz, um ein extrazelluläres Fluid zu bestimmen, ein Speichern eines arithmetischen Ausdrucks zum Bestimmen einer Änderung in extrazellulärem Fluid und eines extrazellulären Fluids zu einer Basiszeit in den zweiten Speichermitteln 32, und ein Substituieren des extrazellulären Fluids, das durch die Mittel 29 zum Messen einer biologischen Impedanz gemessen ist bzw. wird, und des extrazellulären Fluids zu einer normalen Zeit (Basiszeit), welches in den zweiten Speichermitteln 32 gespeichert ist bzw. wird, in den arithmetischen Ausdruck erhalten, der in den zweiten Speichermitteln 32 gespeichert wird, um die Änderung in extrazellulärem Fluid in den Mitteln 26 zum Berechnen einer Änderung eines extrazellulären Fluids zu berechnen.
Dann wird in den Mitteln 3 zum Bestimmen eines muskulären Ermüdungsstatus ein Muskelermüdungsstatus durch eine Serie von Vorgängen bestimmt, d. h. ein Vergleichen der myoelektrischen Änderung, die durch die Mittel 2 zum Erhalten einer myoelektrischen Änderung erhalten wird, mit einem Bezugswert zum Bestimmen, ob die myoelektrische Änderung eine myoelektrische Änderung zu einer normalen Zeit ist oder nicht, um durch die Anwesenheit oder Abwesenheit einer Muskelermüdung den Muskelermüdungsstatus zu bestimmen, ein Vergleichen der Änderung in extrazellulärem Fluid, die durch die Mittel 1 zum Erhalten einer Änderung eines extra zellulären Fluids erhalten werden, mit einem Bezugswert zum Bestimmen, ob die Änderung in extrazellulärem Fluid eine Änderung in extrazellulärem Fluid zu einer normalen Zeit ist oder nicht, um den Gleichgewichtszustand der Muskelermüdung als den Muskelermüdungsstatus zu bestimmen, und dann ein Vergleichen der Änderung in extrazellulärem Fluid, die durch die Mittel 1 zum Erhalten einer Änderung eines extrazellulären Fluids erhalten werden, mit einem Bezugswert zum Bestimmen, ob die Änderung in extrazellulärem Fluid größer oder kleiner ist als die Änderung in extrazellulärem Fluid, die das letzte Mal erhalten wurde, um das Fortschreiten bzw. den Fortschritt der Muskelermüdung als den Muskelermüdungsstatus zu bestimmen.
Dadurch kann das Subjekt (lebende Körper) sachlich bzw. objektiv und leicht wissen, was sein gegenwärtiger Muskelermüdungsstatus ist, d. h. ob seine Muskelermüdung im Gleichgewicht, in Ansammlung oder in Wiederherstellung ist.
Weiters werden die Meßelektroden 16 sowohl als Verbindungsanschlüsse, um ein myoelektrisches Potential in den Mitteln 30 zum Messen eines myoelektrischen Potentials zu detektieren, als auch als Verbindungsanschlüsse verwendet, um Spannungen zu detektieren, die durch biologische Impedanzen in den Mitteln 29 zum Messen einer biologischen Impedanz hervorgerufen bzw. verursacht werden. Ein Signal eines myoelektrischen Potentials von den Meßelektroden 16 und ein Signal einer Spannung, die durch eine biologische Impedanz hervorgerufen bzw. bewirkt wird, werden von einem zum anderen durch die Schaltvorrichtung umgeschaltet. Dadurch können Messungen durch eine preiswerte Anordnung bzw. Konfiguration durchgeführt werden.
In der vorhergehenden Ausführungsform erhalten die Mittel 2 zum Erhalten einer myoelektrischen Änderung und die Mittel 1 zum Erhalten einer Änderung des extrazellulären Fluids eine myoelektrische Änderung und eine Änderung in extrazellulärem Fluid durch Messungen. Alternativ können diese Mittel die Daten mittels Eingeben durch Schaltmittel erhalten.
Weiters werden in den Mitteln 29 zum Messen einer biologischen Impedanz Spannungen, die durch biologische Impedanzen eines Subjekts hervorgerufen werden, bei einer Mehrzahl von Frequenzen gemessen, um ein extrazelluläres Fluid zu bestimmen. Alternativ ist es auch möglich, daß eine Spannung, die durch eine biologische Impedanz eines Subjekts hervorgerufen wird, in eine Spannung, die durch eine Widerstandskomponente verursacht wird, und eine Spannung aufgeteilt wird, die durch eine Reaktanz- bzw. Blindwiderstandskomponente hervorgerufen wird, und ein extrazellulär Fluid wird bestimmt aus der Beziehung zwischen der Spannung, die durch die Widerstandskomponente verursacht wird, und der Spannung, die durch die Blindwiderstandskomponente hervorgerufen wird.
Weiters wird in den Mitteln 1 zum Erhalten einer Änderung eines extrazellulären Fluids ein extrazelluläres Fluid in den Mitteln 29 zum Bestimmen einer biologischen Impedanz bestimmt, eine Änderung in extrazellulärem Fluid wird in den Mitteln 23 zum Berechnen einer Änderung eines extrazellulären Fluids bestimmt, und in den Mitteln 3 zum Bestimmen eines muskulären Ermüdungsstatus wird ein Muskelermüdungsstatus bestimmt basierend auf der Änderung in extrazellulärem Fluid. Alternativ ist es auch möglich, daß in den Mitteln 1 zum Erhalten einer Änderung eines extrazellulären Fluids ein interstituelles Fluid, das einen Abschnitt bzw. Bereich eines extrazellulären Fluids bildet, in den Mitteln 29 zum Messen einer biologischen Impedanz bestimmt wird, eine Änderung in interstituellem Fluid in den Mitteln 26 zum Berechnen einer Änderung eines extrazellulären Fluids bestimmt wird, und ein Muskelermüdungsstatus basierend auf der Änderung in interstituellem Fluid in den Mitteln 3 zum Bestimmen eines muskulären Ermüdungsstatus bestimmt wird. Durch ein Bestimmen eines Muskelermüdungsstatus basierend auf einer Änderung in interstitiellem Fluid, welcher stark mit einer Muskelermüdung aus Änderungen in extrazellulärem Fluid in Beziehung steht, wird der Grad an Zuverlässigkeit einer Bestimmung erhöht.
Weiters wird in den Mitteln zum Messen eines myoelektrischen Potentials ein myoelektrischer Wert v durch ein Quadrieren eines myoelektrischen Potentials bestimmt. Alternativ ist es auch möglich, daß ein Wert, welcher die Bewegung eines Muskels quantitativ repräsentiert bzw. verkörpert, bestimmt wird, basierend auf ARV (durchschnittlicher, berichtigter Wert)/MPF (mittlere Leistungsfrequenz) und einem myoelektrischen Potential. ARV ist ein Wert, der Daten auf der Amplitude eines myoelektrischen Werts repräsentiert, und MPF ist ein Wert, der Daten auf der Frequenz des myoelektrischen Werts verkörpert.
Wie oben beschrieben, bestimmt die Einrichtung zum Messen einer muskulären Ermüdung der vorliegenden Erfindung einen Muskelermüdungsstatus durch die Mittel zum Bestimmen eines muskulären Ermüdungsstatus basierend auf einer myoelektrischen Änderung und einer Änderung in extrazellulärem Fluid, welche durch die Mittel zum Erhalten einer myoelektrischen Änderung und die Mittel zum Erhalten einer Änderung eines extrazellulären Fluids erhalten werden. Folglich kann ein Subjekt, das gemessen werden soll, seinen Muskelermüdungsstatus objektiv und leicht wissen.
Weiters erhalten die Mittel zum Erhalten einer myoelektrischen Änderung eine myoelektrische Änderung mittels Messungen, die die Mittel zum Messen eines myoelektrischen Potentials, die ersten Speichermittel und die Mittel zum Speichern einer myoelektrischen Änderung einschließen, und die Mittel zum Erhalten einer Änderung eines extrazellulären Fluids erhalten eine Änderung in extrazellulärem Fluid mittels Messungen, die die Mittel zum Messen einer biologischen Impedanz, die zweiten Speichermittel und die Mittel zum Berechnen einer Änderung eines extrazellulären Fluids einschließen bzw. involvieren. Folglich kann das Subjekt, das gemessen werden soll, seinen Muskelermüdungsstatus objektiv und leicht wissen.
Weiters werden dieselben Meßelektroden sowohl als Verbindungsanschlüsse, um ein myoelektrisches Potential zu detektieren, als auch als Verbindungsanschlüsse verwendet, um Spannungen zu detektieren, die durch biologische Impedanzen hervorgerufen werden, und ein Signal eines myoelektrischen Potentials von den Meßelektroden und ein Signal einer Spannung, die durch eine biologische Impedanz hervorgerufen wird, werden von einem zum anderen durch die Schaltvorrichtung umgeschaltet. Dadurch können Messungen durch eine preiswerte Anordnung durchgeführt werden.
Weiters bestimmen die Mittel zum Bestimmen eines muskulären Ermüdungsstatus einen Muskelermüdungsstatus durch eine Serie von Verfahrensschritten, die eine Bestimmung der Anwesenheit oder Abwesenheit einer Muskelermüdung bzw. -erschöpfung, eine Bestimmung des Gleichgewichtszustands der Muskelermüdung und eine Bestimmung des Fortschritts einer Muskelermüdung beinhalten. Folglich kann ein Subjekt, das gemessen wird, seinen Muskelermüdungsstatus objektiv, klar und leicht bzw. mühelos wissen.

Claims

Einrichtung zur Messung der muskulären Erschöpfung bzw. Ermüdung, umfassend: Mittel zum Erhalten einer myoelektrischen Änderung, Mittel zum Erhalten einer Änderung eines extrazellulären Fluids, und Mittel zum Bestimmen eines muskulären Ermüdungsstatus, wobei die Mittel zum Erhalten einer myoelektrischen Änderung eine myoelektrische Änderung eines lebenden Körpers erhalten, die Mittel zum Erhalten einer Änderung eines extrazellulären Fluids eine Änderung in einem extrazellulären Fluid des lebenden Körpers erhalten, und die Mittel zum Bestimmen des Status der muskulären Ermüdung einen Status einer muskulären Ermüdung aus der myoelektrischen Änderung, die in den Mitteln zum Erhalten einer myoelektrischen Änderung erhalten sind, und der Änderung in dem extrazellulären Fluid, die in den Mitteln zum Erhalten einer Änderung des extrazellulären Fluids erhalten sind, in Übereinstimmung mit Kriterien zum Bestimmen eines Muskelermüdungsstatus basierend auf einer myoelektrischen Änderung und einer Änderung in extrazellulärem Fluid bestimmen.
Einrichtung nach Anspruch 1, wobei die Mittel zum Erhalten einer myoelektrischen Änderung umfassen: Mittel zum Messen des myoelektrischen Potentials, erste Speichermittel, und Berechnungsmittel einer myoelektrischen Änderung, wobei die Mittel zum Messen des myoelektrischen Potentials ein myoelektrisches Potential messen, das gemeinsam mit der Bewegung eines Muskels eines lebenden Körpers auftritt, um einen myoelektrischen Wert zu bestimmen, die ersten Speichermittel einen arithmetischen Ausdruck für ein Bestimmen einer myoelektrischen Änderung und eines myoelektrischen Werts zu einer Basiszeit speichern, und die Berechnungsmittel einer myoelektrischen Änderung eine myoelektrische Änderung berechnen durch ein Substituieren bzw. Ersetzen des myoelektrischen Werts, der durch die Mittel zum Messen des myoelektrischen Potentials bestimmt wird, und des myoelektrischen Werts, der in den ersten Speichermitteln gespeichert ist, in den arithmetischen Ausdruck, der in den ersten Speichermitteln gespeichert ist, und die Mittel zum Erhalten einer Änderung eines extrazellulären Fluids umfassen: Mittel zum Messen einer biologischen Impedanz, zweite Speichermittel, und Mittel zum Berechnen einer Änderung eines extrazellulären Fluids, wobei die Mittel zum Messen der biologischen Impedanz einen Wechselstrom zu einem lebenden Körper zur Verfügung stellen und eine Spannung messen, die durch eine biologische Impedanz bewirkt wird, um ein extrazelluläres Fluid zu bestimmen, die zweiten Speichermittel einen arithmetischen Ausdrucks für ein Bestimmen einer Änderung im extrazellulären Fluid und einem extrazellulären Fluid zu einer Basiszeit speichern, und die Mittel zum Berechnen einer Änderung des extrazellulären Fluids eine Änderung im extrazellulären Fluid berechnen durch ein Substituieren bzw. Ersetzen des extrazellulären Fluids, das durch die Mittel zum Messen der biologischen Impedanz bestimmt ist, und des extrazellulären Fluids, das in den zweiten Speichermitteln gespeichert ist, in den arithmetischen Ausdruck, der in den zweiten Speichermitteln gespeichert ist.
Einrichtung nach Anspruch 2, welche Meßelektroden aufweist, die sowohl als Verbindungsanschlüsse zum Detektieren des myoelektrischen Potentials in den Mitteln zum Messen des myoelektrischen Potentials als auch als Verbindungsanschlüsse zum Detektieren der Spannung dienen, die durch die biologische Impedanz in den Mitteln zum Messen der biologischen Impedanz bewirkt wird, und welche auch eine Schaltvorrichtung umfassen, welche ein Signal des myo elektrischen Potentials von den Meßelektroden und ein Signal der Spannung, das durch die biologische Impedanz bewirkt ist, von einem zum anderen umschaltet.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Bestimmungsmittel für den muskulären Ermüdungszustand einen Muskelermüdungszustand durch eine Serie von Verfahrensschritten bestimmen, d. h. Vergleichen einer myoelektrischen Änderung, die durch die Mittel zum Erhalten der myoelektrischen Änderung erhalten sind, mit einem Bezugswert zum Bestimmen, ob die myoelektrische Änderung eine myoelektrische Änderung zu einer normalen Zeit ist oder nicht, um die Anwesenheit oder Abwesenheit von Muskelermüdung als den Muskelermüdungszustand zu bestimmen, Vergleichen einer Änderung in extrazellulärem Fluid, die durch die Mittel zum Erhalten der Änderung des extrazellulären Fluids erhalten ist, mit einem Bezugswert zum Bestimmen, ob die Änderung im extrazellulären Fluid eine Änderung in extrazellulärem Fluid zu einer Normalzeit ist oder nicht, um den Gleichgewichtszustand der muskulären Ermüdung als den muskulären Ermüdungszustand zu bestimmen, und Vergleichen der Änderung in extrazellulärem Fluid, die durch die Mittel zum Erhalten einer Änderung des extrazellulären Fluids erhalten ist, mit einem Bezugswert, um zu bestimmen, ob die Änderung im extrazellulären Fluid größer oder kleiner als die Änderung in extrazellulärem Fluid ist, die das letzte Mal erhalten wurde, um den Fortschritt der muskulären Ermüdung als den muskulären Ermüdungszustand zu bestimmen.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das extrazelluläre Fluid das Verhältnis an extrazellulärem Fluid zu intrazellulärem und extrazellulärem Fluid ist.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das extrazelluläre ein interstitielles Fluid ist.