Physiological monitoring and system

【技術分野】
【０００１】
（関連出願との相互参照）
本願は、２００１年６月１９日に出願された米国仮特許出願第６０／２９９，６０２号の一部継続出願である。 先願の優先権は明示的に主張され、その全文が本明細書中で参考として援用される。
【背景技術】
【０００２】
近年、プロスポーツおよびアマチュアスポーツは、運動選手のパフォーマンスを向上させ、その実体を改善するために、進化した技術の力を利用し始めてきた。 今日までの進歩の大部分は、進化したサプリメントおよび食事療法を運動選手に提供することに焦点が当てられてきた。 行われてきた改善は非常に有益であったが、リアルタイム生理学的データを利用する、進化したトレーニングツールを運動選手に提供することによってトレーニング構造をさらに充実させられる見込みが大幅に残っている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
運動選手の生理学的データをモニタリングする現在の方法は、運動選手の体温および呼吸などの機能の周期的なテストまたはモニタリングを必要とする。 このようなデータは、有用ではあるが、運動選手の調整またはパフォーマンスの評価において最も有用となり得る、正確な時間的情報を提供しない。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
（発明の要旨）
本発明は、１人または複数の運動選手から生理学的および／または位置情報を収集し、その運動選手に固有の情報のデータベースを維持するシステムを含む。
【０００５】
ある実施形態において、システムは、力、歩幅、一歩の瞬発力、歩みの回転数、および速度を測定するセンサが埋め込まれた靴を含む。 運動選手はまた、脈拍、心拍数、血中酸素飽和度、体表温度、および選択された筋肉活動の時間的なパターンなどの生理学的機能の測定のために、電極、例えば、無線表面筋電計測法ボタン電極を装着する。 センサが入手したデータは、ある好ましい実施形態において、同様に靴の中に配置されるか、または、ユーザが他の位置に装着する、マイクロプロセッサに送信される。 マイクロプロセッサは送信器を含み、データ受信器と、あるいは、競技場またはコートの周りに位置する１つ以上のアンテナと無線通信する。 収集されたデータは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などの標準的なプロトコルを用いて、アンテナに送信され、アンテナからホストサーバへと送信される。 生理学的データを受信することに加えて、アンテナは、送信器の各プレーヤーに対する相対的な角度位置を判定するように適合される。 ホストサーバは、この位置情報を受信し、各プレーヤーの位置を判定する。 ホストサーバは、各プレーヤーについて受信したデータを処理し、データを各運動選手についてのファイルを含むデータベースに送信するようにプログラムされる。
【０００６】
データベースは、自動的に、ホストサーバから受信した各運動選手の生理学的データおよび位置データで占められる。 好適な実施形態において、データは、セキュリティおよびプライバシーのため、暗号化される。 好適な実施形態において、データベースは、インターネット接続を介してアクセス可能であり、運動選手の身体的能力および複数の運動選手のパフォーマンスの評価において用いられるようにリアルタイムで利用可能である。 例えば、試合または練習の間に、コーチは、ある特定のプレーの直後にデータベースにアクセスして、プレーヤーのパフォーマンスおよびプレー中のフィールドまたはコートでのポジショニングを評価することができる。
【０００７】
ホストサーバはまた、リアルタイム無線機能の代わりに用いられる取り外し可能な格納装置を含み得る。 これによって、無線アクセスポイントの領域外の運動選手が、システムを用いることが可能になる。 これは、ランナー、バイク選手、およびアクセスポイントの領域外でトレーニングを行い得るその他の選手にとって、有用であり得る。 このシナリオにおいて、１回のトレーニングが終了すると、その後、ユーザは、データをＰＣにダウンロードし、インターネットを介してデータベースにダウンロードする。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明のこれらの局面および他の局面が、以下で、図面を参照しながら説明される。
【０００９】
次に、図１〜３を参照すると、本発明のある好適な実施形態は、１人または複数の運動選手から、生理学的な情報を収集し、その運動選手に固有の情報のデータベースを維持するシステムを含む。 データベース内の情報はリアルタイムでアクセスされ得、無線ネットワークが用いられて、生理学的センサ、モニタ、データベース、および、ユーザインターフェースを含む構成要素が接続される。 これらの構成要素は、運動選手およびトレーナーによって用いられるように、リアルタイム位置データおよび／または生理学的データを、データベースに無線で送達する。 このシステムは、目標と、目標に対して見積もられたパフォーマンスとに基づき、運動選手およびトレーナーに分析および指導を提供するために用いられ得る。
【００１０】
図１に模式的に示すある実施形態において、システムは、力、歩幅、一歩の瞬発力、歩みの回転数、および／または速度を測定するセンサ１２が埋め込まれた靴１０を含む。 センサは、好ましくは、靴のフッティッド（ｆｏｏｔｅｄ）の下にある剛性のプレートまたは半剛性のプレート１４に、搭載されるか、または埋め込まれる。 センサは、データを受信し、アナログ信号をデジタル信号に変換し、デジタル信号を１つ以上の受信器またはアンテナ１８に送信するマイクロプロセッサ／コントローラ１６と通信する。 他の好適な実施形態において、データは、マイクロプロセッサ／コントローラによって、または、ユーザが携帯するか、もしくは装着する他のメモリデバイスに、または、受信器１８によって一時的に格納され得る。 この実施形態は、低電力送信器またはアンテナの領域を超えたところまで活動し得る長距離ランナーまたはスキーヤーのような運動選手にとって、特に有用である。 ある実施形態において、受信器は、競技場またはコートの周りに位置する複数のアンテナを含む。 他の実施形態において、受信器は、ラップトップコンピュータ、ＰＤＡ、または３Ｇ携帯電話であってもよい。 データの送信は、好ましくは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）プロトコルを用いて達成される。
【００１１】
靴に埋め込まれたセンサに加えて、または靴に埋め込まれたセンサの代わりに、運動選手は、テープで皮膚に留められた無線表面筋電計測法ボタン電極のような電極２０（図２）を装着し得、脈拍、心拍数、血中酸素飽和度、体表温度、および選択された筋肉活動の時間的なパターンなどの生理学的機能が測定される。 このようなセンサは、手足の動きおよび一連の運動を測定し、モニタリングするために用いられ得る。 センサが入手したデータは、同様に靴に配置されるか、または、ユーザが他の位置に装着する、マイクロプロセッサ１６に無線で送信される。 これらのセンサから受信した生理学的データは、靴に搭載されたセンサについて上述したように処理される。
【００１２】
団体競技に特に適するある好適な実施形態において、マイクロプロセッサ／コントローラ１６は、競技場またはコートの周りに位置する１つ以上の指向性アンテナ１８（図１）と無線で通信する。 指向性アンテナとは、送信器のアンテナとの相対的な角度位置を判定し得るアンテナを意味する。 収集されたデータは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などの標準的なプロトコルを用いて、マイクロプロセッサによってアンテナに送信される。 しかし、本発明は、これらに限定されない。 アンテナが受信したデータは、ホストサーバに送信される。 上述したように、ある好適な実施形態において、アンテナは、アンテナの各プレーヤーに対する相対的な角度位置を判定するように、適合される。 ホストサーバは、この位置情報を受信し、グローバルポジショニングシステムにおいて利用されている原理と類似の方法で、フィールドまたはコート上の各プレーヤーの位置を判定する。 この時間的な位置情報はまた、リアルタイムで、または後で視るために、データベースに送信され得る。
【００１３】
ホストサーバ２２は、各プレーヤーについて受信したデータを処理し、各運動選手についてのファイルを含むデータベースにデータを送信するようにプログラムされる。 位置情報の場合、ファイルはまた、特定のシナリオにおいて、予め選択された対象となるプレーヤーのグループ、例えば、フットボールチームの攻撃ラインまたは守備ラインについて作成され得る。 データベースは、自動的に、ホストサーバから受信したときに、各運動選手、または運動選手のグループの生理学的データおよび位置データで占められる。 好適な実施形態において、データは、セキュリティおよびプライバシーのために、暗号化される。
【００１４】
好適な実施形態において、データベースは、遠隔の場所で維持され、インターネット接続を介してアクセス可能であり、運動選手または所望の運動選手のグループの身体的能力の評価において用いられるようにリアルタイムで利用可能である。 例えば、試合または練習の間に、コーチは、ある特定のプレーの直後にデータベースにアクセスして、プレーヤーのパフォーマンスおよびプレー中のフィールドまたはコートでのポジショニングを評価することができる。 他の例として、各プレーヤーの生理学的機能は、試合の経過、または活動を通じてモニタリングされ、疲労がモニタリングされ得る。
【００１５】
マイクロプロセッサ／コントローラまたはホストサーバはまた、運動選手のパフォーマンスの間のデータ格納用のメモリを含み得る。 この機能は、アンテナまたは受信装置の領域外の運動選手が、データを収集し、その後、データをデータベースに送信することを可能にする。 これは、ランナー、バイク選手、および、アクセスポイントの領域外でトレーニングを行い得るその他の選手にとって、有用であり得る。 このシナリオにおいて、１回のトレーニングが終了すると、その後、ユーザは、データをＰＣ、３Ｇ携帯電話またはＰＤＡにダウンロードし、インターネットを介してデータベースにダウンロードする。
【００１６】
データベースに入った後、各運動選手についてのデータは、活動の性質に従って、アクセスおよび利用され得る。 個人競技の運動選手は、トレーニングの間の進歩をたどるか、または心拍数またはスプリットタイムなどの個々の能力パラメータを評価するためにデータベースを利用し得る。 チームは、チームのプレーぶりにおける弱点を突き止めるか、プレー中に、もしくはオフシーズンの間に遠隔地から、チームの選手の身体的調整を追跡するために情報を用い得る。 本発明の興味深い他の局面として、プレーヤー位置情報は、試合の放送中にプレーを再構築し、試合中のチームまたは個人の運動選手のいずれかによる重要なプレーを強調するために、放送メディアによって用いられ得る。 本発明はまた、特定の時刻におけるプレーヤーのフィールド上での位置を判定する、プレーの調整にも適用され得る。
【００１７】
本発明のこれらの特徴および他の特徴が、上記の好適な実施形態を参照しながら説明されてきたが、当業者であれば、添付の特許請求の範囲から逸脱することなく、本発明の細部および構成に対して多くの変更が可能であることを理解する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、本発明によるシステムの模式図である。
【図２】図２は、センサプレートおよびマイクロプロセッサ／コントローラを模式的に示す、本発明による、靴の模式的断面図である。
【図３】図３は、本発明の好適な実施形態による、コート上のセンサを装着したプレーヤーの斜視図である。