JP2007268016A - Biological information measuring device and biological information measuring system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、生体情報測定装置及び生体情報測定システムに係り、特に、生体情報を測定して得られた測定結果を表示可能な生体情報測定装置及び生体情報測定システムに関する。 The present invention relates to a biological information measuring device and a biological information measuring system, and more particularly to a biological information measuring device and a biological information measuring system capable of displaying a measurement result obtained by measuring biological information.
従来から、例えば筋電位、脈拍、血圧、体温等の生体情報の変化を測定する生体情報測定システムが知られている。この生体情報測定システムは、医療機器としてだけではなく、健康維持や、運動状態を把握するため等の目的で広く利用されている。このうち筋電位を測定する生体情報測定システムとしては、例えば、装着部位の筋電位を測定して筋肉状態を推定し、推定した筋肉状態を表示するものが知られている(特許文献1参照)。
しかしながら、この特許文献1に開示されている技術は、表示を要求する表示ボタンを押すと、測定開始時から積算された筋肉状態を表す値が数字で表示される構成であるため、筋肉状態を表示することは可能であるが、運動等に伴う筋肉状態の経時的変化を表示することはできない。
However, the technique disclosed in
また、特許文献1に開示されている技術は、測定装置がそれ自体他の測定装置と独立している構成となっている。このため、ある運動中に身体の複数箇所の生体情報を同期させて測定することは困難であり、複数箇所の測定結果を比較対照して参考にする等、ある筋肉運動と他の筋肉運動の関連性を見いだすことができないという問題があった。
特に、自転車のペダリングの技術を訓練する場合のように、左右の足でペダルを踏む際の力のかかり方が均等であるか、バランスよくペダリングを行っているかを知りたい場合等には、身体の複数箇所の生体情報を同期させて測定し、ユーザがその測定結果を比較して検討することができることが好ましい。
Further, the technique disclosed in
Especially when you want to know whether the pedaling with the left and right feet is applied equally or whether you are pedaling in a balanced manner, such as when you are training bicycle pedaling techniques. It is preferable that the biometric information of a plurality of locations is measured in synchronization, and the user can compare and examine the measurement results.
本発明は、上記した問題点に鑑み為されたもので、複数の生体情報の測定結果を比較して参照できる形式で表示可能な生体情報測定装置及び生体情報測定システムを提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a biological information measuring device and a biological information measuring system that can be displayed in a format that allows comparison and reference of measurement results of a plurality of biological information. Yes.
以上の課題を解決するための請求項1に記載の発明は、人体の所定の部位の生体情報を連続的に測定する複数の測定手段(例えば、図2の筋電測定装置10,10)と、
前記複数の測定手段での生体情報の測定によって得られた測定結果を経時的に表示する表示手段(例えば、図2の表示部330)と、
前記測定結果を前記各測定手段ごとに並列して表示するように前記表示手段の表示を制御する表示制御手段(例えば、図2のCPU320;図10のステップa7)と、を備えていることを特徴とする生体情報測定装置である。
The invention according to
Display means (for example, the
Display control means (for example,
また、請求項2に記載の生体情報測定装置は、請求項1に記載の生体情報測定装置において、前記複数の測定手段により測定される測定値に基づいて、前記所定の部位の活動開始時点及び活動終了時点を検出する検出手段(例えば、図2のCPU120;図9及び図10のステップb4及びステップb8)と、
前記検出手段により検出される活動開始時点から活動終了時点までの活動時間と、前記活動開始時点から前記検出手段により次の活動開始時点が検出されるまでの活動間隔とに基づいて、活動効率を算出する算出手段(例えば、図2のCPU320;図10のステップa5)と、を備え、
前記表示制御手段は、前記表示手段に前記算出手段により算出される活動効率を前記各測定手段ごとに並列して表示する制御を行うことを特徴とする。
Further, the biological information measuring device according to
Based on the activity time from the activity start time to the activity end time detected by the detection means and the activity interval from the activity start time to the detection of the next activity start time by the detection means, the activity efficiency is determined. Calculating means (for example,
The display control means controls the display means to display the activity efficiency calculated by the calculation means in parallel for each of the measurement means.
また、請求項3に記載の生体情報測定装置は、請求項1又は請求項2に記載の生体情報測定装置において、前記検出手段は、前記測定手段により測定される測定値を所定の基準値と比較する比較手段(例えば、図2のCPU120;図9及び図10のステップb3及びステップb6)を有し、測定値が前記所定の基準値以上となった時点を活動開始時点とし、当該活動開始時点の後に前記所定の基準値未満となった時点を活動終了時点として検出することを特徴とする。
Further, the biological information measuring device according to
また、請求項4に記載の発明は、人体の所定の部位の生体情報を測定する複数の測定装置(例えば、図2の筋電測定装置10,10)と、前記複数の測定装置による生体情報の測定によって得られた測定結果を経時的に表示する制御装置(例えば、図2の制御装置30)とを備える生体情報測定システムであって、
前記制御装置は、
前記複数の測定装置での生体情報の測定によって得られた測定結果を経時的に表示する表示手段(例えば、図2の表示部330)と、
前記測定結果を前記各測定装置ごとに並列して表示するように前記表示手段の表示を制御する表示制御手段(例えば、図2のCPU320;図10のステップa7)と、を備えていることを特徴とする生体情報測定システムである。
According to a fourth aspect of the present invention, there are provided a plurality of measurement devices (for example,
The controller is
Display means (for example, the
Display control means (for example,
請求項1及び請求項4に記載の発明によれば、複数の測定手段での生体情報の測定によって得られた測定結果を各測定手段ごとに表示手段に並列して表示するので、ユーザは複数箇所の身体の状況を比較対照して、体全体のバランス等に考慮しつつ適切な運動を行うことができるとの効果を奏する。 According to the first and fourth aspects of the present invention, since the measurement results obtained by measuring the biological information by the plurality of measurement means are displayed in parallel on the display means for each measurement means, there are a plurality of users. By comparing and contrasting the situation of the body of the place, there is an effect that appropriate exercise can be performed while considering the balance of the whole body.
また、請求項2に記載の発明によれば、人体の所定の部位の生体情報を測定し、当該所定の部位の活動時間と活動間隔とに基づいて活動効率を算出し、これを各測定手段ごとに表示手段に並列して表示することができる。これにより、ユーザは複数箇所の身体の活動効率を比較対照して、体全体のバランス等に考慮しつつ適切な運動を行うことができるとの効果を奏する。 According to the second aspect of the present invention, the biological information of a predetermined part of the human body is measured, and the activity efficiency is calculated based on the activity time and the activity interval of the predetermined part. Can be displayed in parallel on the display means. Thereby, there is an effect that the user can perform appropriate exercise while comparing and contrasting the activity efficiency of the body in a plurality of places and considering the balance of the whole body.
また、請求項3に記載の発明によれば、所定の部位の生体情報の測定値を予め設定された所定の基準値と比較することにより、当該所定の部位の活動開始時点及び活動終了時点を検出することができる。これにより当該所定の部位の活動時間と活動間隔とを適切に算出することができ、ユーザが運動を行う際の参考となる情報を得ることができるとの効果を奏する。
According to the invention described in
以下、本発明の生体情報測定システムの好適な実施形態について、図1〜図11を参照して詳細に説明する。尚、以下では、生体情報としてサイクリング運動時の筋電位を測定する場合を例にとって説明する。 Hereinafter, a preferred embodiment of the biological information measurement system of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. In the following description, an example of measuring myoelectric potential during cycling exercise as biological information will be described.
図1は、ユーザが生体情報測定システム1を装着した様子を示す図である。この生体情報測定システム1は、ユーザの身体各部に装着可能な測定装置としての複数の筋電測定装置10と、各筋電測定装置10,10と別体で、各筋電測定装置10,10との間でデータ通信が可能な腕時計型の制御装置30とで構成される。この実施形態に係る生体情報測定システム1において、サイクリング運動時の筋電位を測定する場合には、例えば、複数の測定装置として、図1に示すように、両足の大腿四頭筋の外側広筋にそれぞれ筋電測定装置10,10が装着され、腕に制御装置30が装着される。制御装置30には、筋電測定装置10,10からそれぞれ左右の足の筋電位を測定した結果が送られるようになっている。
FIG. 1 is a diagram illustrating a state in which a user wears the biological
この装着にあたって、ユーザは、筋電測定装置10の電極部111(図2参照)を両足の大腿四頭筋の外側広筋にそれぞれ貼付してバンド等で固定するとともに、制御装置30を手首に装着する。そして、ユーザは、制御装置30を操作して筋電位の測定を開始させてからペダルを踏み込んで運動を開始する。或いは、ユーザは、運動途中から筋電位の測定を開始させることも可能である。
このようなサイクリング運動を行う場合、両足の筋肉は活動と休止を繰り返すので、その筋肉の活動状態と休止状態とを筋電位により検出すれば、筋肉運動の経時的変化状態を得ることができる。
At the time of wearing, the user attaches the electrode portion 111 (see FIG. 2) of the
When such a cycling exercise is performed, the muscles of both legs repeat the activity and the pause, so that the time-varying state of the muscle exercise can be obtained by detecting the activity state and the pause state of the muscle by the myoelectric potential.
[制御構成]
図2は、生体情報測定システム1を構成する筋電測定装置10及び制御装置30の制御構成の一例を示すブロック図である。
[Control configuration]
FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of a control configuration of the
先ず、筋電測定装置10の制御構成について説明する。この筋電測定装置10は、測定部110と、CPU120と、送受信部130と、記憶部140とを備えて構成されている。
First, the control configuration of the
このうち測定部110は、筋電位を測定する機能部であり、上述した外側広筋等の身体各部の肌に接触される一対の電極からなり、当該一対の電極間の電位差を経時的に検出する電極部111と、この電極部111により検出される電位差を低インピーダンス変換して出力するインピーダンス変換器112と、このインピーダンス変換器112から入力される信号を所定の信号レベルまで増幅して出力する増幅器113と、この増幅器113から入力される信号のうち所定の周波数範囲の信号を通過させて範囲外の周波数成分を除去するフィルタ114と、このフィルタ114から入力される信号をA/D変換して出力するA/D変換器115とで構成されている。
Among these, the
具体的には、電極部111で検出された2点間の電位変化は数10μV〜数mVで筋電位の周波数帯は2〜10KHzである。一般に、生体のインピーダンスは非常に高いので、インピーダンス変換器(例えば電圧フォロー型の回路)112でインピーダンス変換を行う。次に、増幅器(例えば作動増幅器)113により、電圧を100倍程度に増幅し、筋電波形を処理できるようにする。この増幅器113により増幅された波形には、様々な雑音(ノイズ)が重畳されている。そこで、次段のフィルタ114によって、筋電波形として処理する範囲外の周波数成分を除去する。次に、フィルタ114から入力される信号(アナログ信号)をA/D変換器(例えば12bitのA/D変換器)115でデジタル信号化する。
なお、ここではフィルタ114としてアナログフィルタを使用したが、アナログフィルタの代わりに、デジタルフィルタを用いてもよい。この場合には、デジタルフィルタは、A/D変換器115の後段に設けられる。
Specifically, the potential change between the two points detected by the
Although an analog filter is used as the
CPU120は、記憶部140に格納されたプログラムやデータ、制御装置30から送信されたデータ等に基づいて筋電測定装置10内の各機能部への指示やデータの転送等を行い、筋電測定装置10を制御する。また本実施形態を実現するため、CPU120は、測定部110により連続的に測定される筋電位(生体情報)を基に筋肉の活動状態(筋肉状態)を測定し、測定結果(生体情報)を制御装置30に送信する筋肉状態測定処理を実行する。
The
この筋肉状態測定処理について、図3を参照して具体的に説明する。同図は、筋電波形の一例を示す図であり、左足の外側広筋に貼付された左足用の筋電測定装置10の測定部110で測定された筋電位の波形を上段(図3(A))に、右足の外側広筋に貼付された右足用の筋電測定装置10の測定部110で測定された筋電位の波形を下段(図3(B))に示している。なお、実際の筋肉状態測定処理は、A/D変換器115でデジタル化された信号の値をCPU120で演算することによってなされる。しかし、説明の便宜のために、ここでは、図3のアナログの筋電波形を用いて説明することとする。
This muscle state measurement process will be specifically described with reference to FIG. The figure shows an example of the myoelectric waveform, and shows the waveform of the myoelectric potential measured by the measuring
この筋肉状態測定処理では、CPU120は、測定された筋電位に基づいて、筋肉活動開始時点である筋肉活動開始タイミング(ta)と、筋肉活動終了時点である筋肉活動終了タイミング(tb)を検出する検出手段として機能するとともに、1回のペダリング毎に筋肉状態の測定を行う。
In this muscle state measurement process, the
具体的には、CPU120は、測定された筋電位の値が予め定められている基準値(所定の閾値)以上となった時点(以下「タイミング」という)を筋肉活動開始タイミング(ta)と判定する。また、CPU120は、その筋肉活動開始タイミング(ta)からの筋電位の経時的変化を後述する筋電発生データとして記憶部140の筋電発生データエリア142に記憶する。そして、CPU120は、筋電位の値が基準値未満となったかどうかを監視し、筋電位の値が基準値未満となった場合には、その時点から所定時間(Ts)の間に測定された筋電位の値が基準値を下回ったままか否かを判定する。下回ったままならば、上述の基準値未満となった時点を筋肉活動終了タイミング(tb)とする。また、CPU140は、筋肉活動開始タイミング(ta)から筋肉活動終了タイミング(tb)までの時間、すなわち、当該ペダリングにおいて筋肉が活動している(ペダルを踏み込んでいる)時間を、筋力持続時間(Tv)として算出し、記憶部140に記憶する。
Specifically, the
なお、ここでは、測定された筋電位の値が基準値以上となったタイミングを筋肉活動開始タイミング(ta)と判定することとしたが、所定時間内にその基準値以上となった回数が所定回数に至ったときに、その所定時間内で最初に基準値以上となった時点を筋肉活動開始タイミング(ta)としてもよい。或いは、所定時間内にその基準値以上となった回数が所定回数に至ったときに、その所定時間内で最後に基準値以上となった時点を筋肉活動開始タイミング(ta)としてもよい。以下、同様である。このようにするのは、特に、測定の開始時に筋電位の波形にノイズが混入し、そのノイズによって筋電測定装置10が誤動作するのを防止するためである。
Here, the timing at which the measured myoelectric potential value becomes equal to or higher than the reference value is determined as the muscle activity start timing (ta). A point in time when the number of times reaches the first time within the predetermined time when the number of times is reached may be set as the muscle activity start timing (ta). Alternatively, when the number of times that the reference value is exceeded within the predetermined time reaches the predetermined number of times, the time when the number of times reaches the reference value last within the predetermined time may be set as the muscle activity start timing (ta). The same applies hereinafter. The reason for doing this is to prevent noise from being mixed into the myoelectric potential waveform at the start of measurement and causing the
その後、CPU120は、測定された筋電位の値が再び基準値以上となったならば、その時点で次回の筋肉活動が開始されたと判定する。この場合、CPU120は、前回の筋肉活動開始タイミング(ta)から当該時点までの時間、すなわち、前回のペダルの踏込みから次回のペダルの踏込みまでの時間、つまり1回のペダリングに要した時間を、活動間隔である筋電発生間隔(Tsyc)として算出するとともに、活動発生回数であるペダリング回数を更新する。そして、CPU120は、前回のペダリングにおける筋電位の変化である筋電発生データから筋張力を評価するための指標である整流化平均値(ARV:Averaged Rectified Value)と、筋疲労を評価するための指標である平均周波数(MPF:Mean Power Frequency)等を算出する。
Thereafter, the
すなわち、CPU120は、得られた筋電波形をもとに振幅値を処理して整流化平均値(ARV)を求める。この整流化平均値は、発揮された筋力を示す指標となる。また、CPU120は、得られた筋電波形をFFT解析して平均周波数(MPF)を求める。この平均周波数は、筋肉の疲労度を示す指標となる。
なお、この例では、CPU120は、整流化平均値(ARV)と、平均周波数(MPF)などを算出することとしているが、CPU120により算出される指標はこの例に限られない。例えば、前述した筋電発生データから主に筋張力に関係する実効値(RMS:Root-Mean-Square-Value)、積分値、または、筋疲労に関係するメジアン周波数(Median Frequency)等を算出するようにしてもよい。
That is, the
In this example, the
そして、筋肉活動開始タイミング(ta)を更新するとともに筋電発生データエリア142内の筋電発生データをリセットし、上述の処理を行って次のペダリングに係る筋肉状態の測定を行う。
Then, the muscle activity start timing (ta) is updated, the myoelectric generation data in the myoelectric
送受信部130は、制御装置30との間で無線通信を行うための機能部であり、例えば図示しないアンテナを介して制御装置30から送信された信号を復調してCPU120に出力する一方、CPU120から入力される制御信号を変調増幅し、アンテナを介して制御装置30に送信する。
The transmission /
記憶部140は、ROMやRAM等のICメモリ、ハードディスク等の情報記憶媒体及びその読取装置等によって実現されるものであり、CPU120に筋電測定装置10を制御させるためのプログラム等が格納されている。図4は、記憶部140の具体的な構成例を示す図であり、本実施形態を実現するため、前述の筋肉状態測定処理を実行するための筋肉状態測定プログラムが筋肉状態測定プログラムエリア141に格納されている。また、データとして、筋電発生データと、筋肉活動開始タイミング(ta)と、筋肉活動終了タイミング(tb)と、筋力持続時間(Tv)と、筋電発生間隔(Tsyc)と、ペダリング回数と、整流化平均値(ARV)と、平均周波数(MPF)とが、筋電発生データエリア142と、筋肉活動開始タイミング(ta)エリア143と、筋肉活動終了タイミング(tb)エリア144と、筋力持続時間(Tv)エリア145と、筋電発生間隔(Tsyc)エリア146と、ペダリング回数エリア147と、整流化平均値(ARV)エリア148と、平均周波数(MPF)エリア149とにそれぞれ格納され、それぞれペダリングのサイクル毎に上書きされて更新される。
The
次に、制御装置30の制御構成について説明する。図2に示すように、制御装置30は、入力部310と、CPU320と、表示部330と、送受信部340と、記憶部350とを備えて構成されている。
Next, the control configuration of the
このうち入力部310は、例えば各種スイッチやダイヤル、タッチパネル等によって実現されるものであり、操作入力に応じた操作信号をCPU320に出力する。この入力部310の機能により、筋電位の測定開始指示や測定終了指示、運動モード設定等の入力手段が実現される。
Among these, the
ここで、運動モード設定について説明すれば、例えば、短期、中期、長期の3つのモードが設定される。短期モードは、例えば1〜2分以内の全力運動を想定したもので、測定開始から連続して測定するモードである。また、中期モードは、例えば10分程度の運動を想定したもので、測定開始から短時間で繰り返して測定するモードである。また、長期モードは、例えばマラソン等を想定したもので、例えば5分おきに繰り返して測定するモードである。 Here, the exercise mode setting will be described. For example, three modes of short-term, medium-term, and long-term are set. The short-term mode is a mode that continuously measures from the start of measurement, assuming full power movement within 1 to 2 minutes, for example. Further, the medium-term mode is a mode in which, for example, an exercise of about 10 minutes is assumed, and measurement is repeatedly performed in a short time from the start of measurement. The long-term mode is a mode in which, for example, marathon is assumed, and measurement is repeated every 5 minutes, for example.
CPU320は、記憶部350に格納されているプログラムやデータ、入力部310から入力される操作信号や筋電測定装置10から送信されたデータ等に基づいて制御装置30内の各機能部への指示やデータの転送等を行い、制御装置30や生体情報測定システム1全体の制御等を行う。また、本実施形態を実現するため、CPU320は、入力部310から測定開始指示が入力された場合に各筋電測定装置10,10それぞれに測定開始信号を送信する一方、各筋電測定装置10,10から随時送信される測定結果に基づいて表示部330の表示を制御する筋肉状態表示処理を実行する。
The
本実施形態において、CPU320は、筋電測定装置10で測定された筋電位の測定結果や、測定結果をもとに測定された筋肉の活動状態等を各筋電測定装置10,10ごとに並列して表示部330に表示するように表示部330の表示を制御する表示制御手段として機能する。
In the present embodiment, the
表示部330は、LCDやLED等の表示装置により実現されるものであり、CPU320の指示に従って、筋電測定装置10で測定された筋電位の測定結果、例えば、測定された筋肉の活動状態(生体情報)等を表示する。
The
本実施形態においては、前記のようにCPU320の制御により、左右の足に装着された筋電測定装置10からそれぞれ測定結果が送られると、CPU320は算出手段として後述するように筋電測定装置10から送られた各測定結果に基づいて左右の足のペダリング効率をそれぞれ算出する。そして、例えば図11に示すように、左右の足のペダリング効率を比較対照できるように表示部330に並列的に表示するようになっている。後述するようにペダリング効率は値が小さい程ペダリング効率が高く、図11の場合、左足のペダリング効率は50%以下であり、右足のペダリング効率は50%以上であるため、左足のペダリング効率は良好であるが、右足のペダリング効率は悪いことが分かる。ユーザはこのような左右の足のペダリング効率の違いを参照して自分のペダリング技術の評価、訓練を行うことができる。
In the present embodiment, as described above, when the measurement results are sent from the
送受信部340は、筋電測定装置10との間で無線通信を行うための機能部であり、例えば図示しないアンテナを介して筋電測定装置10から送信された信号を復調してCPU320に出力するとともに、CPU320から入力される制御信号を変調増幅し、アンテナを介して制御装置30に送信する。
The transmission /
記憶部350は、ROMやRAM等のICメモリ、ハードディスク等の情報記憶媒体及びその読取装置等によって実現されるものであり、CPU320に制御装置30を制御させるためのプログラム等が格納される。図5は、記憶部350の具体的な構成例を示す図であり、本実施形態を実現するため、前述の筋肉状態表示処理を実行するための筋肉状態表示プログラムが筋肉状態表示プログラムエリア351に格納されている。また、データとして、筋肉状態データと、ペダリング効率データと、平均ペダリング効率データとが、筋肉状態データエリア353と、ペダリング効率データエリア355と、平均ペダリング効率データエリア357とにそれぞれ格納されている。
格納される。
The
Stored.
筋肉状態データエリア353は、筋電測定装置10毎に用意され、該当する筋電測定装置10から送信された測定結果をそれぞれ記憶する。図6は、筋肉状態データエリア353のデータ構成例を示す図である。同図に示すように、筋肉状態データエリア353には、測定結果であるペダリング回数、筋力持続時間(Tv)、筋電発生間隔(Tsyc)、整流化平均値(ARV)、及び平均周波数(MPF)の各値が、その受信順に割り振られるペダリング回数と対応付けられて格納されている。
The muscle
ペダリング効率データエリア355は、筋電測定装置10毎に用意され、該当する筋電測定装置10から送信された測定結果に基づいて算出される活動効率であるペダリング効率を記憶する。以下に、ペダリング効率の算出式(1)を示す。
The pedaling
ペダリング効率=(筋力持続時間(Tv)/筋電発生間隔(Tsyc))×100
・・・(1)
Pedaling efficiency = (muscle strength duration (Tv) / myoelectric generation interval (Tsyc)) × 100
... (1)
すなわち、ペダリング効率は、1回のペダリング時間に対して実際に筋肉が活動した時間が占める割合を示す値であって、その値が小さい程ペダリング効率が高くなる。尚、その逆数をペダリング効率としてもよい。この場合には、その値が大きい程ペダリング効率が高くなる。 That is, the pedaling efficiency is a value indicating the ratio of the time when the muscles actually act to one pedaling time. The smaller the value, the higher the pedaling efficiency. The reciprocal number may be used as pedaling efficiency. In this case, the larger the value, the higher the pedaling efficiency.
図7は、ペダリング効率データエリア355のデータ内容を模式的に示した図であり、同図において、左足用の筋電測定装置10での測定結果に基づくペダリング効率データを左側に、右足用の筋電測定装置10での測定結果に基づくペダリング効率データを右側に示している。図7に示すように、ペダリング効率データエリア355には、上記した算出式(1)により算出されたペダリング効率がペダリング回数と対応付けられて記憶される。
FIG. 7 is a diagram schematically showing the data contents of the pedaling
平均ペダリング効率データエリア357は、筋電測定装置10毎に用意され、1回のサイクリング運動で得られたペダリング効率の平均値を記憶する。図8は、平均ペダリング効率データエリア357のデータ内容を模式的に示した図であり、同図において、左足用のペダリング効率データに基づく平均ペダリング効率データを左側に、右足用のペダリング効率データに基づく平均ペダリング効率データを右側に示している。この平均ペダリング効率データエリア357には、ペダリング効率データに基づいて現在のサイクリング運動に係る現時点での平均ペダリング効率が随時更新されて記憶されるとともに、過去のサイクリング運動において最終的に得られた平均ペダリング効率が記憶される。すなわち、例えば現在サイクリング運動が行われているならば、当該サイクリング運動(図8では7回目のサイクリング運動)に係る平均ペダリング効率がペダリング毎に更新されていく。
[処理の流れ]
The average pedaling
[Process flow]
次に、筋電測定装置10及び制御装置30における処理の流れについて、図9及び図10を参照して説明する。尚、ここで説明する処理は、筋電測定装置10のCPU120が筋肉状態測定プログラムエリア141から筋肉状態測定プログラムを読み出して実行し、制御装置30のCPU320が筋肉状態表示プログラムエリア351から筋肉状態表示プログラムを読み出して実行することにより実現される処理であり、制御装置30において、入力部310から測定終了指示が入力された場合、或いはプログラムに基づき所定時間経過した場合に終了される。
Next, the flow of processing in the
すなわち、先ず、制御装置30において入力部310から測定開始指示が入力された場合に(ステップa1)、CPU320が、各筋電測定装置10,10の各々に測定開始信号を送信する(ステップa2)。
That is, first, when a measurement start instruction is input from the
これに応答して筋電測定装置10では、CPU120は、筋肉状態測定処理を実行する。すなわちCPU120は、測定開始信号を受信したならば(ステップb1)、測定部110による筋電位の測定を開始させる(ステップb2)。
In response to this, in the
そして、CPU120は、測定部110により連続的に測定される筋電位の値を基準値と比較する。測定された筋電位の値(例えば、振幅)が基準値以上となった場合には(ステップb3:YES)、CPU120は、その時点を筋肉活動開始タイミング(ta)エリア143に記憶する(ステップb4)。
Then, the
この場合には、CPU120は、この筋肉活動開始タイミング(ta)からの筋電位の記憶を開始し、記憶部140の筋電発生データエリア142に保存する(ステップb5)。また、CPU120は、測定される筋電位の変化を監視し、筋電位の値(例えば、振幅)が基準値未満となった場合には(ステップb6:YES)、図3を参照して上述したように、その時点から所定時間(Ts)が経過するまでの間に測定された筋電位の値が基準値を下回ったままか否かを判定する。そして、CPU120は、下回ったままならば筋肉活動終了と判定し(ステップb7:YES)、ステップb6で判定した基準値未満となった時点を筋肉活動終了タイミング(tb)エリア144に記憶するとともに(ステップb8)、筋肉活動開始タイミング(ta)エリア143に記憶されている筋肉活動開始タイミング(ta)から筋肉活動終了タイミング(tb)エリア144に記憶されている筋肉活動終了タイミング(tb)までの時間を筋力持続時間(Tv)として算出し(ステップb9)、記憶部140の筋力持続時間(Tv)エリア145に保存する。
In this case, the
そして、CPU120は、測定部110により測定される筋電位の値が再び基準値以上となったならば(ステップb10:YES)、次回のペダリングについての筋電位を得るためステップb4に戻り、その基準値以上となった時点を次回の筋肉活動開始タイミング(ta)とし、ステップb4からb10のまでのステップを経て次回のペダリングに関する測定を行う。
When the value of the myoelectric potential measured by the measuring
一方、CPU120は、ステップb10で測定部110により測定される筋電位の値が基準値以上となった時点(ステップb10:YES)で、前回の筋電位の記憶を終了する(ステップb11)。そして、CPU120は、ペダリング回数を更新するとともに(ステップb12)、CPU120は、ステップb4で決定した筋肉活動開始タイミング(ta)から筋肉活動終了タイミング(tb)までの時間を筋電発生間隔(Tsyc)として算出し(ステップb13)、算出結果を筋電発生間隔(Tsyc)エリア146に保存する。次いでCPU120は、得られた今回のペダリングにおける筋電発生データに基づいて整流化平均値(ARV)及び平均周波数(MPF)を算出し(ステップb14)、記憶部140の整流化平均値(ARV)エリア148及び平均周波数(MPF)エリア149にそれぞれに保存する。
On the other hand, when the value of the myoelectric potential measured by the measuring
続いてCPU120は、ステップb9で算出した筋力持続時間(Tv)、ステップb13で算出した筋電発生間隔(Tsyc)、ステップb14で算出した整流化平均値(ARV)及び平均周波数(MPF)の各値をステップb12で更新したペダリング回数と対応付けて、測定結果として制御装置30に送信する(ステップb15)。
Subsequently, the
一方、制御装置30では、CPU320は、測定結果を受信したならば(ステップa3)、受信した測定結果を、当該測定結果を送信した筋電測定装置10用の筋肉状態データエリア353に追加して格納する(ステップa4)。すなわち、左足用の筋電測定装置10から受信した測定結果を左足用の筋肉状態データエリア353に追加して格納し、右足用の筋電測定装置10から受信した測定結果を右足用の筋肉状態データエリア353に追加して格納する。
On the other hand, in the
続いてCPU320は、ペダリング効率を算出する(ステップa5)。具体的には、ステップa40で筋肉状態データエリア353に追加した測定結果から、筋力持続時間(Tv)及び筋電発生間隔(Tsyc)の各値を読み出す。そして、上記した算出式(1)に従ってペダリング効率を算出し、算出されたペダリング効率データをペダリング回数と対応付けてペダリング効率データエリア355に追加して格納する処理を、左足と右足それぞれについて行う。
Subsequently, the
続いてCPU320は、平均ペダリング効率を算出する(ステップa6)。すなわち、ペダリング効率データエリア355に格納されているペダリング効率の平均値を今回のサイクリング運動に係る平均ペダリング効率として算出し、平均ペダリング効率データエリア357に格納されている平均ペダリング効率データを更新する処理を、左足と右足それぞれについて行う。
Subsequently, the
そして、CPU320は、筋肉状態データ、ペダリング効率データ、及び平均ペダリング効率データの各データに基づいて、各筋電測定装置10,10ごとに並列して表示するように表示部330の表示を制御する(ステップa7)。
Then, the
例えば、CPU320は、設定された運動モードに応じた表示周期となるように表示部330に表示させるグラフの横軸を設定し、筋力持続時間(Tv)、筋電発生間隔(Tsyc)、整流化平均値(ARV)、平均周波数(MPF)、ペダリング効率、今回のサイクリング運動に係る平均ペダリング効率の各値の経時的変化を、左足と右足とで対比させて表示部330にグラフ表示する。また、今回のサイクリング運動に係る平均ペダリング効率と併せて過去のサイクリング運動に係る平均ペダリング効率をグラフ表示することとしてもよく、例えば、左足と右足とで対比させてグラフ表示する。
For example, the
これによれば、筋電位をもとに測定した両足の緊張度や筋疲労に係る情報を、ペダリング毎に測定してユーザに提示することができる。また、ペダリング効率及び平均ペダリング効率の各値を、ペダリング毎に算出してユーザに提示することができるので、ユーザは、これらの値をペース配分の参考にしながら運動することができる。
また、このように、左足と右足とで対比させてグラフ表示をすれば、ユーザは、左右の対称性(バランス等)を容易に把握することができる。
According to this, it is possible to measure the information about the degree of tension of both feet and muscle fatigue measured based on the myoelectric potential for each pedaling and present it to the user. Moreover, since each value of pedaling efficiency and average pedaling efficiency can be calculated for each pedaling and presented to the user, the user can exercise while referring to these values for pace distribution.
Further, if the left and right feet are compared and displayed in a graph as described above, the user can easily grasp the left-right symmetry (balance, etc.).
さらにCPU320は、次の測定結果を受信したかを判断し(ステップa8)、次の測定結果を受信した場合には(ステップa8:YES)、CPU320はステップa3からステップa7の処理を繰り返し、新たに取得した測定結果を先に表示されている測定結果と並べて表示部330に表示させる。他方、次の測定結果を受信していない場合には(ステップa8:NO)、CPU320は筋肉状態表示処理を終了する。
Furthermore, the
以上説明したように、本実施形態によれば、身体各部に装着された筋電測定装置10によって、測定した筋電位をもとに該当部位の筋肉状態を測定し、制御装置30において随時更新表示することができる。そして、このとき、例えば右足と左足にそれぞれ筋電測定装置10を装着している場合に、これらの筋電測定装置10により得られた測定結果を、各筋電測定装置10,10ごとに並列して表示する。このように、身体の各部位で測定された筋電位の測定結果を対比させて表示することができるので、ユーザは、各部位の筋肉状態の違い、ペダリング効率のバランス等を参照しながら運動できる。
As described above, according to the present embodiment, the
尚、上記した実施形態では、サイクリング運動時の筋電位を測定する場合を例にとって説明としたが、例えばウォーキング、ジョギング又はマラソンといった他の運動時における筋電位を測定する場合にも同様に適用可能である。 In the embodiment described above, the case where the myoelectric potential during cycling exercise is measured has been described as an example. However, the present invention can be similarly applied to the case where the myoelectric potential during other exercises such as walking, jogging, or marathon is measured. It is.
また、上記した実施形態では、両足の外側広筋の2箇所に筋電測定装置10を装着して筋電位を測定する場合について説明したが、筋電測定装置10が装着される箇所はこれに限定されるものではなく、例えば大腿直筋や大腿二頭筋、ヒラメ筋といった他の足の筋肉や、上腕二頭筋や上腕三頭筋等の腕の筋肉等、筋電位を測定して筋肉状態を測定したい他の筋肉に装着することとしても勿論構わない。また、筋電測定装置10を装着する箇所は2箇所に限定されず、さらに多くの箇所に装着して、より複数の身体部位の筋肉状態を表示部に並列的に表示可能に構成してもよい。
In the above-described embodiment, the case where the
また、本実施形態においては、図11に示すように、ペダリング1回ごとの左右のペダリング効率を比較できるようにしたが、左右それぞれ複数回のペダリングのペダリング効率の平均値を表示部330に表示させ、一定期間のペダリングにおける左右のペダリング効率の違いを比較できるようにしてもよい。例えば、一日のペダリングにおける左右のペダリング効率の違いを一つのグラフとして表示させ、次に運動をする際には、これと比べてペダリング効率が向上したか否かを比較できるようにしてもよい。
Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 11, the left and right pedaling efficiencies for each pedaling can be compared, but the average value of the pedaling efficiencies of the left and right pedaling is displayed on the
さらに、制御装置30を次のような構成としてもよい。すなわち、記憶部350に格納される筋肉状態データ、ペダリング効率データ、及び平均ペダリング効率データの各データをパソコン等の外部で利用可能なように、メモリカード等の可搬型の情報記憶媒体に保存する構成としてもよい。或いは、上述の各データを外部に伝送するための機能部を設けることとしてもよい。
Furthermore, the
また、送受信部130,340を安く実現するため、上記運動モードをそれぞれの筋電測定装置10で設定できるようにし、筋電測定装置10は送受信機能のうち送信機能のみを有し、一方、制御装置30は送受信機能のうち受信機能のみを有するように構成してもよい。この場合には、筋電測定装置10側に入力部が必要となる。
Moreover, in order to implement | achieve the transmission /
さらに、現在表示の測定結果を直前の測定結果と比較しやすいように、例えば、制御装置30において、直前のピッチ(周期)に対し、次回のピッチの増減に応じて、色を変化させて表示するようにしてもよい。例えば、ピッチが増加した場合には「赤」、減少の場合には「緑」、変化なしの場合には「黄」とする。
Further, in order to easily compare the measurement result of the current display with the previous measurement result, for example, the
また、現在のピッチ(周期)に対し、増加又は減少したい意思を入力する手段を設け、制御装置30において、現ピッチを基準に次第に増加又は減少したピッチを表示するようにしてもよい。或いは、それに加えて、検出ピッチの変化状態に応じて、そのピッチタイミングに指定方向の増減を入れて表示するようにしてもよい。
Further, a means for inputting an intention to increase or decrease with respect to the current pitch (cycle) may be provided, and the
また、本実施形態においては、筋電測定装置10と制御装置30とをそれぞれ別体として備えるシステムについて説明したが、筋電位を測定する複数の測定手段と、測定手段での生体情報の測定によって得られた測定結果を経時的に表示する表示手段と、測定結果を各測定手段ごとに並列して表示するように表示手段の表示を制御する表示制御手段とを一体の装置の中に備える生体情報測定装置であってもよい。
Moreover, in this embodiment, although the system provided with the
1 生体情報測定システム
10 筋電測定装置
110 測定部
111 電極
112 インピーダンス変換器
113 増幅器
114 フィルタ
115 A/D変換器
120 CPU
130 送受信部
140 記憶部
30 制御装置
310 入力部
320 CPU
330 表示部
340 送受信部
350 記憶部
DESCRIPTION OF
130 Transmission /
330
Claims (4)
前記複数の測定手段での生体情報の測定によって得られた測定結果を経時的に表示する表示手段と、
前記測定結果を前記各測定手段ごとに並列して表示するように前記表示手段の表示を制御する表示制御手段と、を備えていることを特徴とする生体情報測定装置。 A plurality of measuring means for continuously measuring biological information of a predetermined part of the human body;
Display means for displaying the measurement results obtained by measuring biological information by the plurality of measurement means over time;
And a display control means for controlling the display of the display means so as to display the measurement result in parallel for each of the measurement means.
前記検出手段により検出される活動開始時点から活動終了時点までの活動時間と、前記活動開始時点から前記検出手段により次の活動開始時点が検出されるまでの活動間隔とに基づいて、活動効率を算出する算出手段と、を備え、
前記表示制御手段は、前記表示手段に前記算出手段により算出される活動効率を前記各測定手段ごとに並列して表示する制御を行うことを特徴とする請求項1に記載の生体情報測定装置。 Detection means for detecting an activity start time and an activity end time of the predetermined part based on measurement values measured by the plurality of measurement means;
Based on the activity time from the activity start time to the activity end time detected by the detection means and the activity interval from the activity start time to the detection of the next activity start time by the detection means, the activity efficiency is determined. Calculating means for calculating,
The biological information measuring apparatus according to claim 1, wherein the display control unit controls the display unit to display the activity efficiency calculated by the calculation unit in parallel for each of the measurement units.
前記制御装置は、
前記複数の測定装置での生体情報の測定によって得られた測定結果を経時的に表示する表示手段と、
前記測定結果を前記各測定装置ごとに並列して表示するように前記表示手段の表示を制御する表示制御手段と、を備えていることを特徴とする生体情報測定システム。 A biological information measurement system comprising a plurality of measurement devices that measure biological information of a predetermined part of a human body and a control device that displays measurement results obtained by measuring biological information by the plurality of measurement devices over time. And
The controller is
Display means for displaying, over time, measurement results obtained by measuring biological information in the plurality of measuring devices;
A biological information measurement system comprising: display control means for controlling display of the display means so as to display the measurement result in parallel for each of the measurement devices.
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