JP2010201066A - Metabolizing amount calculating device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a metabolizing amount calculating device, calculating the metabolizing amount with higher accuracy as compared with a pedometer and a heart rate meter. <P>SOLUTION: This metabolizing amount calculating device includes: a muscle stretch amount detecting sensor 10 for detecting the muscle stretch amount of a subject; and a kinetic metabolizing amount calculating means for calculating the metabolizing amount Q1 in movement based on the time integral value of the muscle stretch amount. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、被検者の代謝量を算出する代謝量算出装置に関するものである。   The present invention relates to a metabolic rate calculation device for calculating a metabolic rate of a subject.

従来、代謝量(エネルギー消費量)の算出には、歩数計や心拍計が用いられていた。歩数計は、歩行に伴う振動を検出し、検出された振動に基づいて代謝量を推定するものである(特許文献1参照)。また、心拍計は、心拍数と酸素摂取量とに強い相関があることを利用して、心拍数に基づいて代謝量を算出している(特許文献2参照)。   Conventionally, a pedometer or a heart rate monitor has been used to calculate the amount of metabolism (energy consumption). The pedometer detects vibrations associated with walking and estimates the metabolic rate based on the detected vibrations (see Patent Document 1). In addition, the heart rate meter uses the fact that there is a strong correlation between the heart rate and the oxygen uptake to calculate the metabolic rate based on the heart rate (see Patent Document 2).

特開2007−54234号公報JP 2007-54234 A 特開2001−161670号公報JP 2001-161670 A

しかし、歩数計は、歩行時における代謝量の算出は可能であるが、例えば、自転車を運転している場合などには、正確な代謝量を算出することができない。自転車を運転しているときには、振動を検出しにくいため、実際の代謝量に比べて小さくなってしまうことがある。さらに、歩数計は、歩行に関係のない振動であっても検出してしまうため、この場合には実際の代謝量よりも大きな代謝量として算出されてしまう。また、心拍数は、食事や感情の変化によって変化する。そのため、心拍計によっては、精度良く代謝量を算出することはできない。   However, the pedometer can calculate the metabolic amount during walking, but cannot accurately calculate the metabolic amount, for example, when driving a bicycle. When driving a bicycle, vibrations are difficult to detect and may be smaller than the actual metabolic rate. Furthermore, since the pedometer detects even vibrations that are not related to walking, in this case, it is calculated as a larger metabolic amount than the actual metabolic amount. In addition, the heart rate changes due to changes in diet and emotion. Therefore, the metabolic rate cannot be accurately calculated depending on the heart rate monitor.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、歩数計や心拍計に比べて、より高精度に代謝量を算出することができる代謝量算出装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a metabolic rate calculation device capable of calculating a metabolic rate with higher accuracy than a pedometer or a heart rate monitor. .

上記の課題を解決するため、請求項1に係る本発明は、
被検者の筋肉伸縮量を検出する筋肉伸縮量検出センサと、
前記筋肉伸縮量を時間積分した値に基づいて運動時の代謝量を算出する運動代謝量算出手段と、
を備えることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention according to claim 1
A muscle expansion / contraction amount detection sensor for detecting the muscle expansion / contraction amount of the subject;
Exercise metabolic rate calculation means for calculating a metabolic rate during exercise based on a value obtained by integrating the amount of muscle expansion and contraction over time;
It is characterized by providing.

被検者の筋肉伸縮量は、被検者の実際の活動に応じたものとなる。そして、本発明者は、筋肉伸縮量を時間積分した値が、代謝量に相関があることを見出した。そこで、筋肉伸縮量を検出することで、この筋肉伸縮量を時間積分した値に基づいて代謝量を算出することができるようになった。   The amount of muscle expansion / contraction of the subject depends on the actual activity of the subject. And this inventor discovered that the value which carried out the time integration of the amount of muscle expansion-contraction has a correlation with the amount of metabolism. Therefore, by detecting the amount of muscle expansion and contraction, the metabolic rate can be calculated based on the value obtained by time integration of the amount of muscle expansion and contraction.

ここで、本発明では、筋肉伸縮量を用いている。そのため、歩数計によって検出できない自転車運転時においても、高精度に代謝量を算出できる。さらに、歩数計では、歩行に関係のない振動を検出した場合には、実際の代謝量より大きな代謝量とされていた。しかし、本発明によれば、実際の活動に応じた筋肉伸縮量を用いているため、活動に関係のない動作の影響を受けにくい。このことからも、高精度に代謝量を算出できる。また、心拍計の場合に問題であった食事の場合や感情の変化がある場合であっても、筋肉伸縮量は影響を受けないため、高精度に代謝量を算出できる。   Here, in the present invention, the amount of muscle expansion and contraction is used. For this reason, the metabolic rate can be calculated with high accuracy even during bicycle driving that cannot be detected by the pedometer. Further, in the pedometer, when a vibration unrelated to walking is detected, the metabolic rate is larger than the actual metabolic rate. However, according to the present invention, since the amount of muscle expansion and contraction according to the actual activity is used, it is difficult to be affected by actions not related to the activity. Also from this, the metabolic rate can be calculated with high accuracy. In addition, even in the case of a meal or a change in emotion that was a problem in the case of a heart rate monitor, the amount of muscle expansion and contraction is not affected, so that the metabolic rate can be calculated with high accuracy.

請求項2に係る発明は、請求項1において、
所定期間に前記筋肉伸縮量検出センサにより検出された前記筋肉伸縮量に対して周波数解析を行う周波数解析手段をさらに備え、
前記運動代謝量算出手段は、前記筋肉伸縮量の周波数が所定周波数以上である場合に、前記筋肉伸縮量を時間積分した値に基づいて運動時の代謝量を算出することである。
The invention according to claim 2 is the invention according to claim 1,
A frequency analysis means for performing frequency analysis on the muscle stretch amount detected by the muscle stretch amount detection sensor in a predetermined period;
The exercise metabolic rate calculating means is to calculate a metabolic rate during exercise based on a value obtained by integrating the muscle expansion / contraction amount with time when the frequency of the muscle expansion / contraction amount is equal to or higher than a predetermined frequency.

運動時には、筋肉が伸長と収縮とを繰り返す。つまり、筋肉伸縮量の周波数が所定周波数以上である場合には、運動していると推定される。この場合に、筋肉伸縮量を時間積分した値を用いることで、運動時の代謝量を高精度に算出することができる。ここでいう運動とは、走行や自転車運転などの場合のみならず、ゆっくりとした歩行も含む。筋肉伸縮量の周波数は、走行や自転車運転などの場合には高周波数となり、ゆっくりとした歩行の場合には低周波数となる。ただし、ほとんど活動していない場合には、筋肉伸縮量の周波数は、ゆっくりとした歩行に比較してさらに低周波数となる。つまり、ゆっくりとした歩行の場合を含み、且つ、ほとんど活動していない場合を含まないように、所定周波数を設定すればよい。   During exercise, the muscle repeats stretching and contracting. That is, when the frequency of the muscle expansion / contraction amount is equal to or higher than a predetermined frequency, it is estimated that the user is exercising. In this case, the amount of metabolism during exercise can be calculated with high accuracy by using a value obtained by integrating the amount of muscle expansion and contraction over time. The term “exercise” as used herein includes not only traveling and bicycle driving but also slow walking. The frequency of the amount of muscle expansion and contraction is high when running or riding a bicycle, and low when walking slowly. However, when there is little activity, the frequency of the amount of muscle expansion and contraction is even lower than that of slow walking. That is, the predetermined frequency may be set so as to include a case of slow walking and not include a case of little activity.

請求項3に係る発明は、請求項2において、
前記筋肉伸縮量の周波数が前記所定周波数より小さい場合に、基礎代謝量を安静時の代謝量として算出する安静代謝量算出手段と、
前記運動時の代謝量と前記安静時の代謝量とを合計して総代謝量を算出する総代謝量算出手段と、
を備えることである。
The invention according to claim 3 is the invention according to claim 2,
A resting metabolic rate calculating means for calculating a basal metabolic rate as a resting metabolic rate when the frequency of the muscle stretching amount is smaller than the predetermined frequency;
A total metabolic rate calculating means for calculating a total metabolic rate by totaling the metabolic rate during the exercise and the metabolic rate at rest;
It is to provide.

上述したように、運動時には、筋肉伸縮量の周波数が所定周波数以上となると推定される。一方、非運動時、すなわち安静時には、筋肉伸縮量の周波数は所定周波数より小さくなると推定される。そして、運動時には、筋肉伸縮量を時間積分した値に基づいて運動時の代謝量を算出することができるが、安静時には、同じ算出方法を適用することは適切ではないことを本発明者は見出した。そこで、安静時における代謝量は、基礎代謝量とすることした。そして、安静時の代謝量と運動時の代謝量とを合計することで、総代謝量を算出することができる。   As described above, during exercise, it is estimated that the frequency of the amount of muscle expansion and contraction is equal to or higher than a predetermined frequency. On the other hand, when not exercising, that is, when resting, the frequency of the amount of muscle expansion and contraction is estimated to be smaller than the predetermined frequency. The present inventors have found that during exercise, the amount of metabolism during exercise can be calculated based on a value obtained by integrating the amount of muscle expansion and contraction with time, but it is not appropriate to apply the same calculation method during rest. It was. Therefore, the metabolic rate at rest was determined as the basal metabolic rate. Then, the total metabolic rate can be calculated by summing the metabolic rate at rest and the metabolic rate at exercise.

ここで、一般に、歩数計や心拍計は、運動時の代謝量を算出することができるものであった。これに対して、本発明の代謝量算出装置は、運動時のみならず、安静時の代謝量も勘案して、総代謝量を算出することができる。従って、例えば、被検者の1日に総代謝量を算出することもできる。   Here, in general, a pedometer or a heart rate meter can calculate a metabolic rate during exercise. On the other hand, the metabolic rate calculation apparatus of the present invention can calculate the total metabolic rate in consideration of the metabolic rate at rest as well as during exercise. Therefore, for example, the total metabolic rate of the subject can be calculated for one day.

請求項4に係る発明は、請求項2または3において、
前記筋肉伸縮量の周波数が前記所定周波数以上である場合に、前記筋肉伸縮量を時間積分した値に基づいて運動時の推定心拍数を算出する推定心拍数算出手段を備えることである。
The invention according to claim 4 is the invention according to claim 2 or 3,
When the frequency of the muscle expansion / contraction amount is equal to or higher than the predetermined frequency, an estimated heart rate calculating means for calculating an estimated heart rate during exercise based on a value obtained by integrating the amount of muscle expansion / contraction with time.

これにより、代謝量のみならず、運動時の推定心拍数を算出することができる。上述したように、実際の心拍数は、食事や感情の変化などの影響を受ける。そして、心拍計は実際の心拍数を検出することができる。しかし、運動時の心拍数に特化した心拍数を抽出することは容易ではない。本発明によれば、運動時に特化した心拍数のみを抽出することができるため、運動に応じた心拍数の変化を確実に観察することができる。   As a result, not only the metabolic rate but also the estimated heart rate during exercise can be calculated. As described above, the actual heart rate is affected by changes in meals and emotions. The heart rate meter can then detect the actual heart rate. However, it is not easy to extract a heart rate specialized for heart rate during exercise. According to the present invention, since only the heart rate specialized during exercise can be extracted, the change in the heart rate corresponding to the exercise can be reliably observed.

請求項5に係る発明は、請求項2〜4の何れか一項において、
前記周波数解析手段は、前記所定期間における前記筋肉伸縮量に対して周波数解析を行い、前記所定期間に検出された前記筋肉伸縮量の各周波数成分のうち前記筋肉伸縮量が最大値となる周波数を抽出し、抽出された当該周波数を前記所定期間における前記筋肉伸縮量の周波数として設定することである。
The invention according to claim 5 is any one of claims 2 to 4,
The frequency analysis means performs frequency analysis on the amount of muscle expansion and contraction during the predetermined period, and determines a frequency at which the amount of muscle expansion and contraction is a maximum value among the frequency components of the amount of muscle expansion and contraction detected during the predetermined period. Extracting and setting the extracted frequency as the frequency of the muscle expansion and contraction amount in the predetermined period.

筋肉伸縮量の周波数は、運動の種類によっても異なるが、同じ運動を行っていたとしても複数の周波数成分を含むことがある。このような場合には、筋肉伸縮量の周波数として、どの周波数成分を用いるかを明確にしておく必要がある。そこで、本発明によれば、所定期間において筋肉伸縮量が最大値となる周波数を抽出し、抽出された当該周波数を所定期間における筋肉伸縮量の周波数として設定する。これにより、運動時か安静時かの判定を確実できる。   The frequency of the amount of muscle expansion / contraction varies depending on the type of exercise, but may include a plurality of frequency components even if the same exercise is performed. In such a case, it is necessary to clarify which frequency component is used as the frequency of the amount of muscle expansion and contraction. Therefore, according to the present invention, the frequency at which the amount of muscle expansion and contraction becomes the maximum value in a predetermined period is extracted, and the extracted frequency is set as the frequency of the amount of muscle expansion and contraction in the predetermined period. As a result, it is possible to reliably determine whether to exercise or to rest.

請求項6に係る発明は、請求項1〜5の何れか一項において、
前記筋肉伸縮量検出センサは、前記被検者の皮膚の変形量に基づき前記筋肉伸縮量を検出することである。
被検者の皮膚の変形は、筋肉の伸縮に伴って生じる。つまり、被検者の皮膚の変形量を検出することで、被検者の筋肉伸縮量を検出することができる。
The invention according to claim 6 is any one of claims 1 to 5,
The muscle expansion / contraction amount detection sensor detects the muscle expansion / contraction amount based on the deformation amount of the subject's skin.
The deformation of the subject's skin occurs as the muscle stretches. That is, by detecting the amount of deformation of the subject's skin, the amount of muscle expansion and contraction of the subject can be detected.

請求項7に係る発明は、請求項6において、
前記筋肉伸縮量検出センサは、前記被検者の皮膚に当接して設けられ、前記皮膚の動きに応じて変形可能であって、当該変形量に応じた物理量を出力するセンサとすることである。
これにより、確実に筋肉伸縮量を検出できる。
The invention according to claim 7 is the invention according to claim 6,
The muscle expansion / contraction amount detection sensor is a sensor that is provided in contact with the subject's skin, can be deformed according to the movement of the skin, and outputs a physical quantity according to the deformation amount. .
Thereby, the amount of muscle expansion and contraction can be detected reliably.

請求項8に係る発明は、請求項7において、
前記筋肉伸縮量検出センサは、当該筋肉伸縮量検出センサの変形量に応じて抵抗値、インピーダンス、静電容量の何れかを変化させるセンサとすることである。
The invention according to claim 8 is the invention according to claim 7,
The muscle expansion / contraction amount detection sensor is a sensor that changes any of a resistance value, an impedance, and a capacitance according to the deformation amount of the muscle expansion / contraction amount detection sensor.

これにより、確実に被検者の筋肉伸縮量に応じた物理量を出力することができる。ここで、筋肉伸縮量センサとして、例えば、導電性の高分子材料を用いることができる。導電性高分子材料は、変形量に応じて抵抗値、インピーダンス、静電容量などが変化する。導電性高分子材料の他に、被検者の皮膚の動作を観察できる画像センサなどを用いることもできる。ただし、導電性高分子材料を用いる場合には、当該導電性高分子材料を被検者の皮膚に当接するように直接装着することが容易である。従って、装着性を考慮すると、導電性高分子材料などを当該センサとして適用することは、有用性が高くなる。   Thereby, the physical quantity according to the subject's muscle expansion and contraction amount can be output reliably. Here, as the muscle expansion / contraction amount sensor, for example, a conductive polymer material can be used. The conductive polymer material changes in resistance value, impedance, capacitance, and the like according to the deformation amount. In addition to the conductive polymer material, an image sensor that can observe the operation of the skin of the subject can also be used. However, when a conductive polymer material is used, it is easy to directly attach the conductive polymer material so as to contact the subject's skin. Therefore, in consideration of wearability, it is highly useful to apply a conductive polymer material or the like as the sensor.

請求項9に係る発明は、請求項1〜8の何れか一項において、
前記筋肉伸縮量検出センサは、前記被検者の脚部における前記筋肉伸縮量を検出することである。
通常の活動に際しては、脚部の筋肉を使用する。つまり、本発明によれば、通常の活動における運動に対して、高精度に運動時の代謝量を算出できる。
The invention according to claim 9 is any one of claims 1 to 8,
The said muscle expansion-contraction amount detection sensor is detecting the said muscle expansion-contraction amount in the said test subject's leg part.
Use leg muscles during normal activities. That is, according to the present invention, the amount of metabolism during exercise can be calculated with high accuracy with respect to exercise in normal activities.

代謝量算出装置を示す斜視図である。It is a perspective view which shows a metabolic rate calculation apparatus. 代謝量算出装置のブロック構成図である。It is a block block diagram of a metabolic rate calculation apparatus. 代謝量算出装置の演算処理部における主演算処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the main arithmetic processing in the arithmetic processing part of a metabolic rate calculation apparatus. (a)走行時における筋肉伸縮量センサの出力値を示す図である。(b)ゆっくりとした歩行時における筋肉伸縮量センサの出力値を示す図である。(c)安静時における筋肉伸縮量センサの出力値を示す図である。(A) It is a figure which shows the output value of the muscle expansion-contraction amount sensor at the time of driving | running | working. (B) It is a figure which shows the output value of the muscle expansion-contraction amount sensor at the time of a slow walk. (C) It is a figure which shows the output value of the muscle expansion-contraction amount sensor at the time of rest. (a)走行時の出力値の周波数解析結果を示す図である。(b)ゆっくりとした歩行時の出力値の周波数解析結果を示す図である。(c)安静時の出力値の周波数解析結果を示す図である。(A) It is a figure which shows the frequency analysis result of the output value at the time of driving | running | working. (B) It is a figure which shows the frequency analysis result of the output value at the time of a slow walk. (C) It is a figure which shows the frequency analysis result of the output value at the time of rest. 筋肉伸縮量センサの出力値の時間積分値に対する被検者の実際の心拍数および推定心拍数との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship with the actual heart rate and estimated heart rate of a subject with respect to the time integral value of the output value of a muscle expansion-contraction amount sensor. 被検者の実際の心拍数と酸素摂取量との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between a subject's actual heart rate and oxygen uptake. 代謝量算出装置の演算処理部における表示処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the display process in the arithmetic processing part of a metabolic rate calculation apparatus. (a)表示装置における表示画面1,すなわち現在の総代謝量および現在の推定心拍数を表示する画面である。(b)表示装置における表示画面2、すなわち総代謝量の時間経過グラフを表示する画面である。(c)表示装置における表示画面3、すなわち推定心拍数の時間経過グラフを表示する画面である。(A) Display screen 1 in the display device, that is, a screen displaying the current total metabolic rate and the current estimated heart rate. (B) Display screen 2 in the display device, that is, a screen displaying a time course graph of total metabolic rate. (C) Display screen 3 in the display device, that is, a screen for displaying a time lapse graph of the estimated heart rate.

以下、本発明の代謝量算出装置を具体化した実施形態について図面を参照しつつ説明する。   Hereinafter, an embodiment in which the metabolic rate calculating apparatus of the present invention is embodied will be described with reference to the drawings.

(代謝量算出装置の構成)
本実施形態の代謝量算出装置について、図1を参照して説明する。図1に示すように、代謝量算出装置は、全体として環状に形成され、周方向に伸縮可能とされている。この代謝量算出装置は、被検者の大腿部の位置に配置される。この代謝量算出装置は、筋肉伸縮量検出センサ10と、コントローラ20と、表示装置30と、ベルト部材40とを備えている。
(Configuration of metabolic rate calculation device)
The metabolic rate calculation device of this embodiment will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 1, the metabolic rate calculation device is formed in a ring shape as a whole, and can expand and contract in the circumferential direction. This metabolic rate calculation device is placed at the position of the subject's thigh. The metabolic rate calculation device includes a muscle expansion / contraction amount detection sensor 10, a controller 20, a display device 30, and a belt member 40.

筋肉伸縮量検出センサ10は、被検者の大腿部の皮膚に当接して設けられている。具体的には、筋肉伸縮量検出センサ10は、被検者の大腿四頭筋の動きに応じて動く皮膚に当接して設けられ、当該部位の皮膚の動きに応じて伸縮変形する。そして、筋肉伸縮量検出センサ10は、当該センサ10の伸縮変形量に応じた物理量を出力する。つまり、当該物理量は、大腿四頭筋の動きに応じた値となる。   The muscle expansion / contraction amount detection sensor 10 is provided in contact with the skin of the subject's thigh. Specifically, the muscle expansion / contraction amount detection sensor 10 is provided in contact with the skin that moves according to the movement of the subject's quadriceps, and expands and contracts according to the movement of the skin at the site. The muscle expansion / contraction amount detection sensor 10 outputs a physical amount corresponding to the expansion / contraction deformation amount of the sensor 10. That is, the physical quantity is a value corresponding to the movement of the quadriceps.

この筋肉伸縮量検出センサ10は、基材11と、センサ本体12と、電極13、14とから構成される。基材11は、長尺板状に形成され、長手方向に伸縮可能な織りゴム製からなる。基材11は、被検者の大腿部の前面、すなわち、大腿四頭筋の動きを検出できる位置に配置されている。   The muscle expansion / contraction amount detection sensor 10 includes a base material 11, a sensor body 12, and electrodes 13 and 14. The base material 11 is formed in a long plate shape, and is made of a woven rubber that can expand and contract in the longitudinal direction. The base material 11 is arrange | positioned in the position which can detect the motion of the front surface of a test subject's thigh, ie, quadriceps.

センサ本体12は、基材11よりも一回り小さな長尺板状に形成され、基材11の表面(前面)に貼付されている。センサ本体12は、長手方向に伸縮可能であって、伸縮変形量が増加するにつれて電気抵抗が増加するように形成されている。すなわち、センサ本体12は、定電流が供給されている場合には、伸縮変形量に応じた電圧を出力できる。例えば、センサ本体12は、導電性フィラーを含有するゴム製からなる。このセンサ本体12の長手方向のばね定数は、基材11の長手方向のばね定数よりも大きく設定されている。つまり、センサ本体12は、基材11よりも伸縮しやすい。   The sensor body 12 is formed in a long plate shape that is slightly smaller than the base material 11, and is attached to the surface (front surface) of the base material 11. The sensor body 12 can be expanded and contracted in the longitudinal direction, and is formed such that the electrical resistance increases as the amount of expansion and contraction increases. That is, the sensor body 12 can output a voltage corresponding to the amount of expansion / contraction deformation when a constant current is supplied. For example, the sensor body 12 is made of rubber containing a conductive filler. The spring constant of the sensor body 12 in the longitudinal direction is set to be larger than the spring constant of the substrate 11 in the longitudinal direction. That is, the sensor body 12 is easier to expand and contract than the base material 11.

電極13、14は、センサ本体12の長手方向の両端にそれぞれ設けられている。つまり、電極13、14間の電気抵抗は、センサ本体12の電気抵抗に応じて変化する構成としている。これらの電極13、14は、基材11に固定されている。   The electrodes 13 and 14 are provided at both ends of the sensor body 12 in the longitudinal direction. That is, the electrical resistance between the electrodes 13 and 14 is configured to change according to the electrical resistance of the sensor body 12. These electrodes 13 and 14 are fixed to the substrate 11.

コントローラ20(運動代謝量算出手段、安静代謝量算出手段、総代謝量算出手段、推定心拍数算出手段)は、基材11の前面のうち電極13よりも基材11の一端側に配置されている。コントローラ20と、電極13、14に導線により電気的に接続されている。表示装置30は、基材11の前面のうちコントローラ20よりも基材11の一端側に配置されている。   The controller 20 (exercise metabolism calculation means, rest metabolism calculation means, total metabolism calculation means, estimated heart rate calculation means) is arranged on one end side of the base material 11 with respect to the electrode 13 on the front surface of the base material 11. Yes. The controller 20 and the electrodes 13 and 14 are electrically connected by a conductive wire. The display device 30 is disposed on one end side of the base material 11 with respect to the front surface of the base material 11 with respect to the controller 20.

ベルト部材40は、伸縮可能な織りゴム製であって、長尺状に形成されている。ベルト部材40の長手方向の両端部は、基材11の両端部に連結されている。つまり、ベルト部材40と基材11とにより、環状を形成している。ベルト部材40は、大腿部の後面に配置されている。   The belt member 40 is made of a stretchable woven rubber and is formed in a long shape. Both end portions in the longitudinal direction of the belt member 40 are connected to both end portions of the base material 11. That is, the belt member 40 and the base material 11 form an annular shape. The belt member 40 is disposed on the rear surface of the thigh.

次に、図2を参照して、コントローラ20の詳細について説明する。図2に示すように、コントローラ20は、直流電源21と、電圧計22と、記憶装置23と、演算処理部24とを備えている。   Next, the details of the controller 20 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 2, the controller 20 includes a DC power source 21, a voltmeter 22, a storage device 23, and an arithmetic processing unit 24.

直流電源21は、センサ本体12に定電流を供給すると共に、コントローラ20内の各部に供給する電源としての役割を有している。電圧計22は、電極13、14の間の電圧を計測することができる。つまり、センサ本体12に直流電源21から定電流が供給された場合に、センサ本体12の電極13、14の間の電圧を計測できる。この電圧値は、センサ本体12の電気抵抗に応じた値となる。   The DC power supply 21 has a role as a power supply for supplying a constant current to the sensor main body 12 and supplying each part in the controller 20. The voltmeter 22 can measure the voltage between the electrodes 13 and 14. That is, when a constant current is supplied to the sensor body 12 from the DC power source 21, the voltage between the electrodes 13 and 14 of the sensor body 12 can be measured. This voltage value is a value corresponding to the electrical resistance of the sensor body 12.

記憶装置23は、電圧計22により計測された電圧値(「センサ本体12から出力された出力値」に相当)のデータを記憶すると共に、演算処理部24により算出された推定心拍数、総代謝量を記憶する。また、記憶装置23は、電圧値の時間積算値と推定心拍数との関係マップを記憶している。この関係マップは、後述する図6に示すものである。   The storage device 23 stores data of voltage values (corresponding to “output values output from the sensor main body 12”) measured by the voltmeter 22, and the estimated heart rate and total metabolism calculated by the arithmetic processing unit 24. Remember the amount. In addition, the storage device 23 stores a relationship map between the time integrated value of the voltage value and the estimated heart rate. This relationship map is shown in FIG.

演算処理部24は、センサ本体12から出力された出力値に基づいて代謝量算出処理を行うと共に、主演算処理の結果に基づいて表示装置30に対して表示処理を行う。演算処理部24における代謝量算出処理、および表示処理の詳細については、後述する。   The arithmetic processing unit 24 performs a metabolic rate calculation process based on the output value output from the sensor body 12 and performs a display process on the display device 30 based on the result of the main arithmetic process. Details of the metabolic rate calculation process and the display process in the arithmetic processing unit 24 will be described later.

(演算処理部24における代謝量算出処理)
次に、演算処理部24における代謝量算出処理について図3〜図7を参照して説明する。図3に示すように、代謝量算出処理は、記憶装置23に既に記憶されているセンサ本体12から出力された出力値を、所定期間(例えば、2sec)の分だけ取得する(S1)。ここで、このセンサ本体12から出力された出力値は、筋肉伸縮量検出センサ10により検出された被験者の大腿四頭筋の筋肉伸縮量に相当する値である。また、所定期間とは、電圧計22により計測された電圧値のサンプリング周期よりも十分に長く設定され、後述する周波数解析をするために十分なデータ量となるような期間に設定されている。
(Metabolic amount calculation processing in the arithmetic processing unit 24)
Next, the metabolic rate calculation process in the arithmetic processing unit 24 will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 3, in the metabolic rate calculation process, the output value output from the sensor main body 12 already stored in the storage device 23 is acquired for a predetermined period (for example, 2 sec) (S1). Here, the output value output from the sensor body 12 is a value corresponding to the muscle expansion / contraction amount of the subject's quadriceps detected by the muscle expansion / contraction amount detection sensor 10. Further, the predetermined period is set to a period that is set sufficiently longer than the sampling period of the voltage value measured by the voltmeter 22 and has a sufficient data amount for frequency analysis described later.

ここで、走行時、ゆっくりとした歩行時、および、安静時のそれぞれにおけるセンサ本体12からの出力値について、図4(a)〜図4(c)に示す。図4(a)(b)から明らかなように、センサ本体12からの出力値は、走行時および歩行時には、周期的な挙動を示している。さらに、走行時には、歩行時に比べて、出力値が高くなり、且つ、周期が短くなっている。また、安静時(具体的には、床に足を伸ばして着座している状態としている)には、センサ本体12からの出力値は、周期的な挙動ではなく、不規則な挙動を示している。   Here, FIGS. 4A to 4C show output values from the sensor main body 12 during running, during slow walking, and at rest. As is clear from FIGS. 4A and 4B, the output value from the sensor body 12 shows a periodic behavior during running and walking. Furthermore, when traveling, the output value is higher and the cycle is shorter than when walking. In addition, when resting (specifically, sitting on the floor with the legs extended), the output value from the sensor body 12 shows irregular behavior instead of periodic behavior. Yes.

続いて、取得した所定期間の出力データに基づいて周波数解析を行う(S2)。ただし、センサ本体12からの出力データそのものを周波数解析すると、各行為に応じて周波数の差が出にくいため、センサ本体12からの出力データに対して所定の係数を乗算したデータを用いた。この場合の図4(a)〜図4(c)の出力データの周波数解析結果について、図5(a)〜図5(c)に示す。図5(a)に示すように、走行時における周波数解析結果は、図5(a)に示すように、約45Hz付近が出力値のピークとなり、その高調波成分がやや高くなっている。また、ゆっくりとした歩行時における周波数解析結果は、図5(b)に示すように、約20Hz付近が出力値のピークとなり、その高調波成分がやや高くなっている。そして、安静時における周波数解析結果は、図5(c)に示すように、ゼロ付近が出力値のピークとなり、その他の周波数帯域においては出力値がほぼゼロに近い値となっている。   Subsequently, frequency analysis is performed based on the acquired output data for a predetermined period (S2). However, if the output data itself from the sensor main body 12 is subjected to frequency analysis, it is difficult to produce a frequency difference according to each action. Therefore, data obtained by multiplying the output data from the sensor main body 12 by a predetermined coefficient is used. FIG. 5A to FIG. 5C show the frequency analysis results of the output data of FIG. 4A to FIG. 4C in this case. As shown in FIG. 5A, in the frequency analysis result during traveling, as shown in FIG. 5A, the peak of the output value is around 45 Hz, and its harmonic component is slightly high. In addition, as shown in FIG. 5B, the frequency analysis result during slow walking has a peak output value around 20 Hz, and its harmonic components are slightly higher. As shown in FIG. 5C, the frequency analysis result at rest is a peak of the output value near zero, and the output value is almost close to zero in other frequency bands.

続いて、周波数解析による出力値が最大値(ピーク)となる周波数Fが、周波数閾値fthより大きいか否かを判定する(S3)。この周波数閾値fthは、運動している状態か、それとも運動していない状態かを区別するための閾値である。ここでは、周波数閾値fthを、15Hzと設定している。つまり、走行時および歩行時における周波数解析による出力値最大の周波数Fは、周波数閾値fthよりも大きな周波数となる。一方、安静時における周波数解析による出力値最大の周波数Fは、周波数閾値fth以下の周波数となる。   Subsequently, it is determined whether or not the frequency F at which the output value by the frequency analysis becomes the maximum value (peak) is larger than the frequency threshold fth (S3). This frequency threshold value fth is a threshold value for distinguishing between a state of exercising and a state of not exercising. Here, the frequency threshold fth is set to 15 Hz. That is, the frequency F having the maximum output value based on the frequency analysis during running and walking is a frequency larger than the frequency threshold fth. On the other hand, the maximum output value frequency F by frequency analysis at rest is a frequency equal to or lower than the frequency threshold fth.

続いて、周波数解析による出力値最大の周波数Fが周波数閾値fthより大きい場合には(S3:Yes)、上述した所定期間におけるセンサ本体12からの出力データを時間積分して、時間積分値ISO(Integrated Sensor Output)を算出する(S4)。図4(a)(b)から明らかなように、走行時の時間積分値ISOは、歩行時の時間積分値ISOよりも大きな値となる。   Subsequently, when the frequency F having the maximum output value by frequency analysis is larger than the frequency threshold fth (S3: Yes), the output data from the sensor main body 12 in the predetermined period described above is time-integrated, and the time integrated value ISO ( Integrated Sensor Output) is calculated (S4). As is clear from FIGS. 4A and 4B, the time integration value ISO during running is larger than the time integration value ISO during walking.

続いて、算出した時間積分値ISOに基づいて、推定心拍数HRを算出し、算出した推定心拍数HRを記憶装置23に記憶する(S5)。ここで、算出した時間積分値ISOと被検者の実際の心拍数または推定心拍数HRとの関係について説明する。時間積分値ISOと実際の心拍数との関係について実験を行った結果を、図6の黒丸印にて示す。実験値は、図6の黒丸印を三次式の関数にて最小自乗法により近似した実線近傍に一致する。このように、時間積分値ISOと実際の心拍数とは、ある相関を持っていることが分かる。そこで、時間積分値ISOと推定心拍数HRとの関係を、図6の三次式の実線にて示す関係マップとして記憶しておく。つまり、時間積分値ISOが決定されれば、図6の関係マップを用いることで、推定心拍数HRを得ることができる。   Subsequently, the estimated heart rate HR is calculated based on the calculated time integration value ISO, and the calculated estimated heart rate HR is stored in the storage device 23 (S5). Here, the relationship between the calculated time integration value ISO and the actual heart rate or estimated heart rate HR of the subject will be described. The results of experiments on the relationship between the time integral value ISO and the actual heart rate are indicated by black circles in FIG. The experimental values coincide with the vicinity of the solid line obtained by approximating the black circles in FIG. 6 by the least square method using a cubic function. Thus, it can be seen that the time integration value ISO and the actual heart rate have a certain correlation. Therefore, the relationship between the time integral value ISO and the estimated heart rate HR is stored as a relationship map indicated by the solid line of the cubic equation in FIG. That is, if the time integration value ISO is determined, the estimated heart rate HR can be obtained by using the relationship map of FIG.

続いて、推定心拍数HRに基づいて、酸素摂取量VO2の算出を行う(S6)。ここで、心拍数と酸素摂取量とは、ほぼ比例の関係または一次式の関係を有することが知られている。実際に実験を行った結果を図7に示す。図7に示すように、実際の心拍数と酸素摂取量の関係は、一次式の関係を有する。ただし、実際の心拍数が110HRを超える範囲にて、上記の関係を有することが知られている。ここでは、周波数解析による出力値最大の周波数Fが周波数閾値fthより大きい場合、すなわち、運動時における処理であるため、推定心拍数HRはほぼ110以上の場合である。つまり、当該処理においては、運動時における酸素摂取量を算出していることに相当する。   Subsequently, the oxygen intake VO2 is calculated based on the estimated heart rate HR (S6). Here, it is known that the heart rate and the oxygen intake amount have a substantially proportional relationship or a linear relationship. The result of actual experiment is shown in FIG. As shown in FIG. 7, the relationship between the actual heart rate and the oxygen intake is a linear relationship. However, it is known that the actual heart rate has the above relationship in a range exceeding 110HR. Here, when the frequency F having the maximum output value by frequency analysis is greater than the frequency threshold fth, that is, during processing, the estimated heart rate HR is approximately 110 or more. In other words, this process corresponds to calculating the amount of oxygen intake during exercise.

続いて、算出された運動時の酸素摂取量VO2に基づいて、運動時における代謝量(以下、「運動代謝量」と称する)Q1を算出する(S7)。運動代謝量Q1は、酸素摂取量VO2に対してほぼ比例の関係を有する。例えば、一般には、運動代謝量Q1は、酸素摂取量VO2に5kcalを乗算した値にほぼ等しいと考えられている。そこで、ここでは、当該関係式に基づいて、運動代謝量Q1を算出する。   Subsequently, a metabolic rate during exercise (hereinafter referred to as “exercise metabolic rate”) Q1 is calculated based on the calculated oxygen intake VO2 during exercise (S7). The exercise metabolic rate Q1 has a substantially proportional relationship with the oxygen intake VO2. For example, it is generally considered that the exercise metabolism Q1 is substantially equal to a value obtained by multiplying the oxygen intake VO2 by 5 kcal. Therefore, here, the exercise metabolic rate Q1 is calculated based on the relational expression.

一方、ステップS3において、周波数解析による出力値最大の周波数Fが周波数閾値fth以下の場合には(S3:No)、基礎代謝量に基づいて安静時における代謝量(以下、「安静代謝量」と称する)Q2を算出する。ここで、基礎代謝量は、被検者によって異なるものである。そこで、本実施形態においては、予め被検者に関する情報、例えば、性別、年齢、身長、体重などの情報を入力しておき、これらの情報に基づいて基礎代謝量を決定しておく。そして、安静代謝量は、基礎代謝量に上述した所定期間を乗算することにより算出される。   On the other hand, in step S3, when the frequency F having the maximum output value by frequency analysis is equal to or lower than the frequency threshold fth (S3: No), the metabolic rate at rest based on the basal metabolic rate (hereinafter referred to as “resting metabolic rate”). Q2) is calculated. Here, the basal metabolic rate varies depending on the subject. Therefore, in the present embodiment, information related to the subject, for example, information such as sex, age, height, and weight is input in advance, and the basal metabolic rate is determined based on these information. The resting metabolic rate is calculated by multiplying the basal metabolic rate by the predetermined period described above.

続いて、現時点における総代謝量Qtを算出する(S9)。まず、初期においては、運動代謝量Q1が算出されたとすると、当該運動代謝量Q1が総代謝量Qtとなる。その後に、安静代謝量Q2が算出されると、既に算出された総代謝量Qtに、今回算出された安静代謝量Q2を加算して、総代謝量Qtを更新して記憶する。つまり、総代謝量Qtは、これまでの運動代謝量Q1とこれまでの安静代謝量Q2とを合計した値となる。そして、総代謝量Qtの更新を繰り返すことにより、代謝量算出装置の起動から現在までの総代謝量Qtを算出できる。ここで、記憶装置23には、現在の総代謝量Qtのみならず、これまでの総代謝量Qtの情報を記憶している。   Subsequently, the current total metabolic rate Qt is calculated (S9). First, assuming that the exercise metabolic rate Q1 is calculated in the initial stage, the exercise metabolic rate Q1 becomes the total metabolic rate Qt. Thereafter, when the resting metabolic rate Q2 is calculated, the resting metabolic rate Q2 calculated this time is added to the already calculated total metabolic rate Qt, and the total metabolic rate Qt is updated and stored. That is, the total metabolic rate Qt is a value obtained by adding up the exercise metabolic rate Q1 so far and the rest metabolic rate Q2 so far. Then, by repeating the update of the total metabolic rate Qt, the total metabolic rate Qt from the start of the metabolic rate calculation device to the present can be calculated. Here, the storage device 23 stores not only the current total metabolic rate Qt but also information on the total metabolic rate Qt so far.

続いて、取得可能なデータが存在する場合には、ステップS1に戻り処理を繰り返す(S10)。一方、取得可能なデータが存在しない場合には、処理を終了する。   Subsequently, if there is acquirable data, the process returns to step S1 and is repeated (S10). On the other hand, if there is no data that can be acquired, the process ends.

(演算処理部24における表示処理)
次に、演算処理部24における表示処理について図8〜図9を参照して説明する。図8に示すように、まず、代謝量算出装置が起動されると、初期画面表示処理を実行する(S11)。初期画面は、図9(a)に示すように、画面上段に現在における総代謝量Qtが表示され、画面下段に現在における推定心拍数HRが表示されている。
(Display processing in the arithmetic processing unit 24)
Next, display processing in the arithmetic processing unit 24 will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 8, first, when the metabolic rate calculation device is activated, an initial screen display process is executed (S11). In the initial screen, as shown in FIG. 9A, the current total metabolic rate Qt is displayed in the upper part of the screen, and the current estimated heart rate HR is displayed in the lower part of the screen.

続いて、総代謝量時間経過グラフの表示要求がされたか否かを判定する(S12)。総代謝量時間経過グラフの表示要求は、表示装置30の表面に被検者が操作可能なボタン(図示せず)によって行われる。総代謝量時間経過グラフの表示要求がされた場合には(S12:Yes)、表示装置30の画面には、図9(b)に示すような総代謝量時間経過グラフが表示される(S13)。つまり、代謝量算出装置が起動されてから現在までにおいて、総代謝量の変化した挙動が表示される。   Subsequently, it is determined whether or not a display request for the total metabolic rate time course graph has been made (S12). The display request of the total metabolic rate time lapse graph is made by a button (not shown) that can be operated by the subject on the surface of the display device 30. When the display request of the total metabolic rate time course graph is made (S12: Yes), the total metabolic rate time course graph as shown in FIG. 9B is displayed on the screen of the display device 30 (S13). ). That is, the behavior in which the total metabolic rate has changed from when the metabolic rate calculation device is activated to the present is displayed.

一方、総代謝量時間経過グラフの表示要求がされていない場合には(S12:No)、推定心拍数時間経過グラフの表示要求がされたか否かを判定する(S14)。推定心拍数時間経過グラフの表示要求は、表示装置30の表面に被検者が操作可能なボタン(図示せず)によって行われる。推定心拍数時間経過グラフの表示要求がされた場合には(S14:Yes)、表示装置30の画面には、図9(c)に示すような推定心拍数時間経過グラフが表示される。つまり、代謝量算出装置が起動されてから現在までにおいて、推定心拍数HRの変化した挙動が表示される(S15)。ただし、推定心拍数HRは、上述した代謝量算出処理において説明したように、運動時のみ算出されるものである。従って、安静時と判定された場合には、推定心拍数HRはゼロとして表示される。   On the other hand, if the display request for the total metabolic rate time lapse graph has not been made (S12: No), it is determined whether or not the display request for the estimated heart rate time lapse graph has been made (S14). The display request of the estimated heart rate time lapse graph is made by a button (not shown) that can be operated by the subject on the surface of the display device 30. When the display request of the estimated heart rate time lapse graph is requested (S14: Yes), the estimated heart rate time lapse graph as shown in FIG. 9C is displayed on the screen of the display device 30. That is, the behavior in which the estimated heart rate HR has changed from the start of the metabolic rate calculation device to the present is displayed (S15). However, the estimated heart rate HR is calculated only during exercise, as described in the metabolic rate calculation process described above. Therefore, when it is determined that the person is at rest, the estimated heart rate HR is displayed as zero.

一方、推定心拍数時間経過グラフの表示要求がされていない場合には(S14:No)、初期画面切替要求がされたか否かを判定する(S16)。初期画面切替要求は、表示装置30の表面に被検者が操作可能なボタン(図示せず)によって行われる。初期画面切替要求がされた場合には(S16:Yes)、表示装置30の画面には、図9(a)に示す画面に切り替えられる。初期画面切替要求がされていない場合には(S16:No)、代謝量算出装置がOFFされるまで、ステップS12に戻り処理を繰り返す。つまり、表示装置30の表示画面は、操作者による表示要求に応じた表示画面に適宜切り替えられる。   On the other hand, when the display request of the estimated heart rate time lapse graph has not been made (S14: No), it is determined whether or not an initial screen switching request has been made (S16). The initial screen switching request is made by a button (not shown) that can be operated by the subject on the surface of the display device 30. When an initial screen switching request is made (S16: Yes), the screen of the display device 30 is switched to the screen shown in FIG. If an initial screen switching request has not been made (S16: No), the process returns to step S12 and is repeated until the metabolic rate calculation device is turned off. That is, the display screen of the display device 30 is appropriately switched to a display screen according to a display request from the operator.

(本実施形態の効果)
本実施形態において、被検者の筋肉伸縮量に相当するものを用いて代謝量の算出を行った。被検者の筋肉伸縮量は、被検者の実際の活動に応じたものとなる。また、筋肉伸縮量を時間積分した値が代謝量に相関があることを見出すことにより、筋肉伸縮量を検出することで運動時における代謝量を算出することができるようになった。
(Effect of this embodiment)
In this embodiment, the amount of metabolism was calculated using the amount corresponding to the amount of muscle expansion and contraction of the subject. The amount of muscle expansion / contraction of the subject depends on the actual activity of the subject. In addition, by finding that the value obtained by integrating the amount of muscle expansion and contraction with time has a correlation with the amount of metabolism, the amount of metabolism during exercise can be calculated by detecting the amount of muscle expansion and contraction.

従って、本実施形態によれば、歩数計によって検出できない自転車運転時においても高精度に代謝量を算出でき、歩数計において誤検出の原因であった活動に関係のない動作の影響を受けることもなく、高精度に代謝量を算出できる。また、心拍計の場合に問題であった食事の場合や感情の変化がある場合であっても、筋肉伸縮量は影響を受けないため、高精度に代謝量を算出できる。   Therefore, according to the present embodiment, the amount of metabolism can be calculated with high accuracy even during bicycle driving that cannot be detected by the pedometer, and the pedometer may be affected by an operation that is not related to the activity that caused the false detection. The metabolic rate can be calculated with high accuracy. In addition, even in the case of a meal or a change in emotion that was a problem in the case of a heart rate monitor, the amount of muscle expansion and contraction is not affected, so that the metabolic rate can be calculated with high accuracy.

さらに、筋肉伸縮量の周波数に基づいて運動時であるか、それとも安静時であるかを区別することにより、確実に両者を区別することができる。従って、運動時の代謝量Q1は、筋肉伸縮量を時間積分した値に基づいて算出し、安静時の代謝量Q2は、基礎代謝量に基づいて算出することにより、全体としての総代謝量Qtを高精度に算出できる。   Furthermore, by distinguishing between exercise time and rest based on the frequency of the amount of muscle expansion and contraction, the two can be reliably distinguished. Accordingly, the metabolic rate Q1 during exercise is calculated based on a value obtained by integrating the amount of muscle expansion and contraction over time, and the metabolic rate Q2 during rest is calculated based on the basal metabolic rate, so that the total metabolic rate Qt as a whole is calculated. Can be calculated with high accuracy.

ただし、筋肉伸縮量の周波数解析した結果では、通常、複数の周波数成分を含む。この複数の周波数成分の中で、どの周波数成分により判定するかは重要である。本実施形態においては、筋肉伸縮量の出力値最大の周波数Fを抽出して、当該周波数Fを判定基準として用いた。これにより、確実に、運動時であるか安静時であるかを判定することができる。   However, the result of frequency analysis of the amount of muscle expansion and contraction usually includes a plurality of frequency components. It is important to determine which frequency component among the plurality of frequency components. In the present embodiment, the frequency F with the maximum output value of the amount of muscle expansion and contraction is extracted, and the frequency F is used as a criterion. Thereby, it can be determined reliably whether it is at the time of exercise or at rest.

さらに、本実施形態によれば、推定心拍数HRを算出している。ここで、実際の心拍数は、食事や感情の変化などの影響を受ける。しかし、本実施形態によれば、運動時の心拍数に特化した心拍数を抽出することができるため、運動に応じた心拍数の変化を確実に観察することができる。   Furthermore, according to this embodiment, the estimated heart rate HR is calculated. Here, the actual heart rate is affected by changes in diet and emotion. However, according to the present embodiment, since a heart rate specialized in the heart rate during exercise can be extracted, a change in the heart rate corresponding to the exercise can be reliably observed.

また、本実施形態においては、筋肉伸縮量の検出に際して、被検者の皮膚の動きを検出できるセンサを用いた。被検者の皮膚の近傍に、検出したい筋肉が存在すれば、当該皮膚の動きは、当該筋肉の動きに相当するものとなる。従って、被検者の皮膚の動きを検出することで、確実に、被検者の筋肉伸縮量を検出できる。   In the present embodiment, a sensor capable of detecting the movement of the subject's skin is used when detecting the amount of muscle expansion and contraction. If there is a muscle to be detected in the vicinity of the subject's skin, the movement of the skin corresponds to the movement of the muscle. Therefore, by detecting the movement of the subject's skin, the amount of muscle expansion and contraction of the subject can be reliably detected.

また、本実施形態のおけるセンサ本体12は、センサ本体12の伸縮量に応じて抵抗が変化するものを用いている。このように、変形量に応じて物理量が変化するセンサを用いることで、確実に被検者の皮膚の動きを検出できる。さらに、小型化を図ることもできるため、被検者に対する装着性の点でも有効となる。さらに、筋肉伸縮量検出センサ10は、伸縮可能な材料により形成した。従って、装着性や、装着感を良好とすることができる。   Moreover, the sensor main body 12 in this embodiment uses what changes resistance according to the expansion-contraction amount of the sensor main body 12. FIG. Thus, by using a sensor whose physical quantity changes according to the deformation amount, it is possible to reliably detect the movement of the subject's skin. Furthermore, since the size can be reduced, it is also effective in terms of wearability to the subject. Further, the muscle expansion / contraction amount detection sensor 10 is formed of a material that can expand and contract. Therefore, it is possible to improve the mounting property and the mounting feeling.

<その他>
上記実施形態においては、センサ本体12として、変形量に応じて抵抗が変化するものを用いた。この他に、センサ本体12として、変形量に応じてインピーダンスまたは静電容量が変化するものを適用することもできる。この場合には、電源として交流電源を供給することで、他は実質的に同様の構成を適用できる。
<Others>
In the above-described embodiment, the sensor body 12 whose resistance changes according to the deformation amount is used. In addition to this, a sensor body 12 whose impedance or capacitance changes according to the deformation amount can be applied. In this case, a substantially similar configuration can be applied by supplying AC power as a power source.

また、上記実施形態においては、代謝量算出装置を被検者の大腿部に装着することとした。大腿部は、人間の通常の生活において最も使用する部位である。従って、大腿部に代謝量算出装置を装着することで、被検者の総代謝量Qtを算出することができる。ただし、上半身に特化した運動を行う場合、例えばベンチプレスを用いた運動や、下半身の身障者に対しては、腕部や腹部に代謝量算出装置を装着することで、適切な総代謝量Qtの算出が可能となる。   In the above embodiment, the metabolic rate calculating device is attached to the thigh of the subject. The thigh is the most used part in normal human life. Therefore, the total metabolic rate Qt of the subject can be calculated by mounting the metabolic rate calculation device on the thigh. However, when performing exercises specialized for the upper body, for example, exercise using a bench press, or for persons with disabilities in the lower body, an appropriate metabolic rate Qt can be obtained by attaching a metabolic amount calculation device to the arm or abdomen. Can be calculated.

10:筋肉伸縮量検出センサ
11:基材、 12:センサ本体、 13、14:電極
20:コントローラ
21:直流電源、 22:電圧計、 23:記憶装置、 24:演算処理部
30:表示装置
40:ベルト部材
10: muscle expansion / contraction amount detection sensor 11: base material, 12: sensor main body, 13, 14: electrode 20: controller 21: DC power supply, 22: voltmeter, 23: storage device, 24: arithmetic processing unit 30: display device 40 : Belt member

Claims (9)

被検者の筋肉伸縮量を検出する筋肉伸縮量検出センサと、
前記筋肉伸縮量を時間積分した値に基づいて運動時の代謝量を算出する運動代謝量算出手段と、
を備えることを特徴とする代謝量算出装置。
A muscle expansion / contraction amount detection sensor for detecting the muscle expansion / contraction amount of the subject;
Exercise metabolic rate calculation means for calculating a metabolic rate during exercise based on a value obtained by integrating the amount of muscle expansion and contraction over time;
A metabolic rate calculation device comprising:
所定期間に前記筋肉伸縮量検出センサにより検出された前記筋肉伸縮量に対して周波数解析を行う周波数解析手段をさらに備え、
前記運動代謝量算出手段は、前記筋肉伸縮量の周波数が所定周波数以上である場合に、前記筋肉伸縮量を時間積分した値に基づいて運動時の代謝量を算出する請求項1に記載の代謝量算出装置。
A frequency analysis means for performing frequency analysis on the muscle stretch amount detected by the muscle stretch amount detection sensor in a predetermined period;
2. The metabolism according to claim 1, wherein when the frequency of the muscle stretching amount is equal to or higher than a predetermined frequency, the exercise metabolic rate calculating unit calculates a metabolic amount during exercise based on a value obtained by integrating the muscle stretching amount over time. Quantity calculation device.
前記筋肉伸縮量の周波数が前記所定周波数より小さい場合に、基礎代謝量を安静時の代謝量として算出する安静代謝量算出手段と、
前記運動時の代謝量と前記安静時の代謝量とを合計して総代謝量を算出する総代謝量算出手段と、
を備える請求項2に記載の代謝量算出装置。
A resting metabolic rate calculating means for calculating a basal metabolic rate as a resting metabolic rate when the frequency of the muscle stretching amount is smaller than the predetermined frequency;
A total metabolic rate calculating means for calculating a total metabolic rate by totaling the metabolic rate during the exercise and the metabolic rate at rest;
The metabolic rate calculation apparatus according to claim 2, comprising:
前記筋肉伸縮量の周波数が前記所定周波数以上である場合に、前記筋肉伸縮量を時間積分した値に基づいて運動時の推定心拍数を算出する推定心拍数算出手段を備える請求項2または3に記載の代謝量算出装置。   The estimated heart rate calculating means for calculating an estimated heart rate during exercise based on a value obtained by integrating the amount of muscle expansion / contraction with time when the frequency of the muscle expansion / contraction amount is equal to or higher than the predetermined frequency. The metabolic rate calculation apparatus described. 前記周波数解析手段は、前記所定期間における前記筋肉伸縮量に対して周波数解析を行い、前記所定期間に検出された前記筋肉伸縮量の各周波数成分のうち前記筋肉伸縮量が最大値となる周波数を抽出し、抽出された当該周波数を前記所定期間における前記筋肉伸縮量の周波数として設定する請求項2〜4の何れか一項に記載の代謝量算出装置。   The frequency analysis means performs frequency analysis on the amount of muscle expansion and contraction during the predetermined period, and determines a frequency at which the amount of muscle expansion and contraction is a maximum value among the frequency components of the amount of muscle expansion and contraction detected during the predetermined period. The metabolic rate calculation apparatus according to any one of claims 2 to 4, wherein the extracted frequency is set as a frequency of the muscle expansion and contraction amount in the predetermined period. 前記筋肉伸縮量検出センサは、前記被検者の皮膚の変形量に基づき前記筋肉伸縮量を検出する請求項1〜5の何れか一項に記載の代謝量算出装置。   The metabolic rate calculation device according to any one of claims 1 to 5, wherein the muscle stretch amount detection sensor detects the muscle stretch amount based on a deformation amount of the subject's skin. 前記筋肉伸縮量検出センサは、前記被検者の皮膚に当接して設けられ、前記皮膚の動きに応じて変形可能であって、当該変形量に応じた物理量を出力するセンサである請求項6に記載の代謝量算出装置。   The muscle expansion / contraction amount detection sensor is provided in contact with the skin of the subject, is a sensor that can be deformed according to the movement of the skin, and outputs a physical quantity according to the deformation amount. The metabolic rate calculation apparatus according to 1. 前記筋肉伸縮量検出センサは、当該筋肉伸縮量検出センサの変形量に応じて抵抗値、インピーダンス、静電容量の何れかを変化させるセンサである請求項7に記載の代謝量算出装置。   The metabolic rate calculation apparatus according to claim 7, wherein the muscle expansion / contraction amount detection sensor is a sensor that changes any one of a resistance value, an impedance, and a capacitance according to a deformation amount of the muscle expansion / contraction amount detection sensor. 前記筋肉伸縮量検出センサは、前記被検者の脚部における前記筋肉伸縮量を検出する請求項1〜8の何れか一項に記載の代謝量算出装置。   The metabolic rate calculation device according to any one of claims 1 to 8, wherein the muscle expansion / contraction amount detection sensor detects the muscle expansion / contraction amount in the leg of the subject.
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