JP2007268072A - 生体情報測定システム - Google Patents

Abstract

【課題】複数の身体部位で同時に生体情報の測定が可能で且つリアルタイムに手元で生体情報を視認できる生体情報測定システムを提供すること。
【解決手段】制御装置３０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それぞれに測定開始信号を送信するとともに、各筋電測定装置１０から随時送信される測定結果を表示部３３０に表示する。一方、複数の筋電測定装置１０は、制御装置３０から測定開始信号が送信された場合に、測定部１１０による筋電位の測定を開始し、この測定された筋肉の活動状態を測定結果として制御装置３０に送信する。
【選択図】図２

Description

本発明は、生体情報を測定する生体情報測定システムに関する。

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装置が知られている。この生体情報測定装置は、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装置としては、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。）。
特開２００４−２０２１９６号公報

しかしながら、特許文献１に開示されている技術のような測定装置は表示部を持たず、測定された筋電情報を記憶するメモリーカードを装置本体から取り外し、パソコンなどの外部処理装置に接続しないと筋電情報を見ることができない。そのため、ユーザは、運動中に筋肉の動作状態をリアルタイムで見ることができないという問題がある。また、一の測定装置はそれ自体他の測定装置と独立して構成されており、一の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った。そのため、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。
本発明は、上記した問題点に鑑み為されたもので、複数の身体部位で同時に生体情報の測定が可能で且つリアルタイムで生体情報を視認できる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。

以上の課題を解決するための請求項１に記載の発明は、
身体各部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とは別体で構成され、前記複数の測定装置での測定によって得られた生体情報を経時的に表示する制御装置（例えば、図２の制御装置３０）とを備えた生体情報測定システムであって、
前記制御装置は、
ユーザ操作による入力に応じて生成された測定開始信号を前記複数の測定装置の各々に送信する開始信号送信手段（例えば、図２のＣＰＵ３２０，送受信部３４０；図９のステップａ１０，ａ２０）と、
前記複数の測定装置の各々から生体情報を受信する測定結果受信手段（例えば、図２の送受信部３４０；図９のステップａ３０）と、
前記測定結果受信手段での受信によって得られた生体情報を経時的に表示する表示手段（図２のＣＰＵ３２０，表示部３３０；；図９のステップａ７０）と、
を備え、
前記複数の測定装置の各々は、
前記制御装置から測定開始信号を受信する測定開始信号受信手段（例えば、図２のＣＰＵ３２０、送受信部１３０；図９のステップｂ１０）と、
前記測定開始信号受信手段で測定開始信号を受信した後に、生体情報の測定を開始する測定手段（例えば、図２のＣＰＵ１２０，測定部１１０；図９のステップｂ２０）と、
前記測定手段での測定によって得られた測定結果を前記制御装置に送信する測定結果送信手段（例えば、図２のＣＰＵ１２０，送受信部１３０；図９のステップｂ１４０）と、
を備えることを特徴とする。

請求項２に記載の生体情報測定システムは、請求項１に記載の生体情報測定システムにおいて、前記複数の測定装置の各々は、生体情報としての筋電位を測定する測定装置であり、筋電位の値が基準値以上となった時点を筋肉活動開始タイミングと判定する開始タイミング判定手段（例えば、図２のＣＰＵ１２０；ステップｂ３０）を備えていることを特徴とする。

請求項３に記載の生体情報測定システムは、請求項１又は２に記載の生体情報測定システムにおいて、前記複数の測定装置の各々は、筋電位の値が所定時間基準値未満となった時点を筋肉活動終了タイミングと判定する終了タイミング判定手段（例えば、図２のＣＰＵ１２０；ステップｂ１００）を備えていることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、一つの制御装置に対するユーザ操作の測定開始操作に応答して、複数の測定装置によって身体各部の生体情報を同時に測定し、その測定結果を 一つの制御装置側で表示することができる。このために、複数の身体部位の生体情報の関連性を確実かつ容易に確認することができる。この結果、例えば、運動中の複数の筋肉の活動状態の関連性を確実かつ容易に確認することができる。
また、請求項１に記載の発明によれば、生体情報を測定する測定装置と、生体情報を経時的に表示する制御装置とが別体となっているので、ユーザは、制御装置に対する測定開始操作を手元で行うことができるばかりでなく、測定中もリアルタイムで測定結果を制御装置側で確実に視認することができる。

請求項２に記載の発明によれば、筋電位の値が基準値以上となった時点を筋肉活動開始タイミングと判定するので、測定開始時に生ずるノイズの影響を防ぐことができる。その結果、例えば筋肉活動状態の評価を的確に行えることになる。

請求項３に記載の発明によれば、筋電位の値が所定時間基準値未満となった時点を筋肉活動終了タイミングと判定するので、ノイズの影響を防ぐことがでる。その結果、例えば筋肉活動状態の評価を的確に行えることになる。

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９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。

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、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、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が装着され、腕に制御装置３０が装着される。

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。

［機能構成］
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の機能構成の一例を示すブロック図である。
先ず、筋電測定装置１０の機能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。

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により検出された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から入力された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。

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。

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。

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。

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）を検出し、１回のペダリング毎に筋肉状態の測定を行う。

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。
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。

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１４２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）などを算出する。
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、この例に限られない。たとえば、前述した筋電発生データ１４２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（MedianFrequency）などを算出するようにしてもよい。

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１４２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解析を行う。

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。

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。

次に、制御装置３０の機能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。

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。
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。

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。

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、たとえば、測定された筋肉の活動状態（生体情報）等を表示する。

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。

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３５１が格納されている。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る。

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る。

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。
ペダリング効率＝（筋力持続時間（Ｔｖ）／筋電発生間隔（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。

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。

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］
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。

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ａ１０）、ＣＰＵ３２０が、各筋電測定装置１０の各々に測定開始信号を送信する（ステップａ２０）。

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ｂ１０）、測定部１１０による筋電位の測定を開始させる（ステップｂ２０）。

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ｂ３０：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ｂ４０）。

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、筋電発生データエリア１４２に記憶する（ステップｂ５０）。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ｂ６０：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ｂ７０：ＹＥＳ）、ステップｂ６０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ｂ８０）、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ｂ９０）、記憶部１４０の筋力持続時間（Ｔｖ）エリア１４５に保存する。

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ｂ１００：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ｂ４０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ｂ４０からｂ１００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。

一方、ＣＰＵ１２０は、ステップ１００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ｂ１００：ＹＥＳ）で、前回の筋電位の記憶を終了する（ステップ１００）。そして、ＣＰＵ１２０は、ステップｂ４０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ｂ１２０）、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ｂ１３０）、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にそれぞれ保存する。

続いてＣＰＵ１２０は、ステップｂ９０で算出した筋力持続時間（Ｔｖ）、ステップｂ１２０で算出した筋電発生間隔（Ｔｓｙｃ）、ステップｂ１３０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ｂ１２５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。

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ａ３０）、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３５３に追加して格納する（ステップａ４０）。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。

続いてＣＰＵ３２０は、ペダリング効率を算出する（ステップａ５０）。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。

続いてＣＰＵ３２０は、平均ペダリング効率を算出する（ステップａ６０）。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。

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表示部３３０の表示を制御した後（ステップａ７０）、ステップａ３０に戻る。
例えば、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グラフ表示又は数値表示する。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又は数値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又は数値表示する。
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。
さらに、左足と右足とで対比させてグラフ表示又は数値表示をすれば、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。

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複数の筋電測定装置１０によって、各部位における筋電位を同時に測定することができる。そして、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。またこのとき、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を比較しながら運動できる。

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。

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、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。

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。

さらに、現在表示の指標を直前の指標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。

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。

本願発明の生体情報測定システムの使用例を示す図。 本願発明の生体情報測定システムを構成する筋電測定装置及び制御装置の機能構成の一例を示すブロック図。 （Ａ）および（Ｂ）は左足と右足の各筋電波形の一例を示す図。 筋電測定装置の記憶部の構成例を示す図。 制御装置の記憶部の具体的な構成例を示す図。 筋肉状態データのデータ構成例を示す図。 ペダリング効率データのデータ内容を模式的に示した図。 平均ペダリング効率データのデータ内容を模式的に示した図。 筋電測定装置及び制御装置における処理の流れを説明するためのフローチャート。

符号の説明

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

Claims (3)

1. 身体各部の生体情報を測定する複数の測定装置と、前記複数の測定装置とは別体で構成され、前記複数の測定装置での測定によって得られた生体情報を経時的に表示する制御装置とを備えた生体情報測定システムであって、
   前記制御装置は、
   ユーザ操作による入力に応じて生成された測定開始信号を前記複数の測定装置の各々に送信する開始信号送信手段と、
   前記複数の測定装置の各々から生体情報を受信する測定結果受信手段と、
   前記測定結果受信手段での受信によって得られた生体情報を経時的に表示する表示手段と、
   を備え、
   前記複数の測定装置の各々は、
   前記制御装置から測定開始信号を受信する測定開始信号受信手段と、
   前記測定開始信号受信手段で測定開始信号を受信した場合に、生体情報の測定を開始する測定手段と、
   前記測定手段での測定によって得られた生体情報を前記制御装置に送信する測定結果送信手段と、
   を備えることを特徴とする生体情報測定システム。
2. 前記複数の測定装置の各々は、生体情報としての筋電位を測定する測定装置であり、筋電位の値が基準値以上となった時点を筋肉活動開始タイミングと判定する開始タイミング判定手段を備えていることを特徴とする請求項１に記載の生体情報測定システム。
3. 前記複数の測定装置の各々は、筋電位の値が所定時間基準値未満となった時点を筋肉活動終了タイミングと判定する終了タイミング判定手段を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の生体情報測定システム。

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