JP2007268078A - 測定装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】人体の所定の部位の生体情報を測定して当該所定の部位の活動間隔を検出し、検出した活動間隔毎にその活動効率を算出すること。
【解決手段】筋電測定装置10では、測定される測定値に基づいて、所定部位の活動開始時点と活動終了時点とを検出し、この検出される活動開始時点と活動終了時点までの活動時間と、活動開始時点から次の活動開始時点が検出されるまでの活動間隔とを算出する。一方制御装置30では、CPU320は各筋電測定装置10それぞれに測定開始信号を送信するとともに、筋電測定装置10から送信された前記活動時間及び前記活動間隔に基づいて算出される活動効率を表示する。
【選択図】図2
【解決手段】筋電測定装置10では、測定される測定値に基づいて、所定部位の活動開始時点と活動終了時点とを検出し、この検出される活動開始時点と活動終了時点までの活動時間と、活動開始時点から次の活動開始時点が検出されるまでの活動間隔とを算出する。一方制御装置30では、CPU320は各筋電測定装置10それぞれに測定開始信号を送信するとともに、筋電測定装置10から送信された前記活動時間及び前記活動間隔に基づいて算出される活動効率を表示する。
【選択図】図2
Description
本発明は、生体情報を測定する測定装置に関する。
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測定装置が知られており、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に広く利用されている。例えば、筋電位を測定する測定装置として、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筋電位計測装置が知られている(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に開示されている筋電位計測装置は、測定された筋電位をもとに筋肉状態の推定を行うものではあるが、筋肉の活動間隔を検出し、検出した活動間隔毎にその活動効率を算出するものではなかった。
本発明は、人体の所定の部位の生体情報を測定して当該所定の部位の活動間隔を検出し、検出した活動間隔毎にその活動効率を算出することを目的とする。
本発明は、人体の所定の部位の生体情報を測定して当該所定の部位の活動間隔を検出し、検出した活動間隔毎にその活動効率を算出することを目的とする。
以上の課題を解決するための請求項1に記載の発明の測定装置は、
人体の所定の部位の生体情報を連続的に測定する測定手段(例えば、図2の測定部110;図9のステップb20)と、
こ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のステップb30〜b80)と、
この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9のステップa50.a60)と、
この算出手段により算出される活動効率を表示する制御を行う表示制御手段(例えば、図2のCPU320,表示部330;図9のステップa70)と、
を備えることを特徴としている。
人体の所定の部位の生体情報を連続的に測定する測定手段(例えば、図2の測定部110;図9のステップb20)と、
こ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のステップb30〜b80)と、
この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9のステップa50.a60)と、
この算出手段により算出される活動効率を表示する制御を行う表示制御手段(例えば、図2のCPU320,表示部330;図9のステップa70)と、
を備えることを特徴としている。
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の測定装置であって、
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のステップb30,b60,b100)を有し、測定値が前記所定の基準値を超え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(例えば、図2のCPU120;図9のステップb40,b80)ことを特徴としている。
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のステップb30,b60,b100)を有し、測定値が前記所定の基準値を超え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(例えば、図2のCPU120;図9のステップb40,b80)ことを特徴としている。
また、請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の測定装置であって、
活動間隔毎に活動発生回数を計数する計数手段(例えば、図2のCPU120;図9のステップb125)を備え、
前記表示制御手段は、前記算出手段により算出される活動効率とともに、前記計数手段により計数される活動発生回数を表示する制御を行う(例えば、図2のCPU320,表示部330;図9のステップa70)ことを特徴としている。
活動間隔毎に活動発生回数を計数する計数手段(例えば、図2のCPU120;図9のステップb125)を備え、
前記表示制御手段は、前記算出手段により算出される活動効率とともに、前記計数手段により計数される活動発生回数を表示する制御を行う(例えば、図2のCPU320,表示部330;図9のステップa70)ことを特徴としている。
また、請求項4に記載の発明は、請求項1〜3の何れか一項に記載の測定装置であって、
前記表示制御手段は、前記算出手段により算出される活動効率の経時的変化を表示する変化表示制御手段(例えば、図2のCPU320,表示部330;図9のステップa70)を有することを特徴としている。
前記表示制御手段は、前記算出手段により算出される活動効率の経時的変化を表示する変化表示制御手段(例えば、図2のCPU320,表示部330;図9のステップa70)を有することを特徴としている。
また、請求項5に記載の発明は、請求項1〜4の何れか一項に記載の測定装置であって、
前記表示制御手段は、前記算出手段により算出される活動効率の平均値を算出して表示する制御を行う平均値表示制御手段(例えば、図2のCPU320,表示部330;図9のステップa70)を有することを特徴としている。
前記表示制御手段は、前記算出手段により算出される活動効率の平均値を算出して表示する制御を行う平均値表示制御手段(例えば、図2のCPU320,表示部330;図9のステップa70)を有することを特徴としている。
請求項1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することができる。そして、この活動効率を表示してユーザに提示することができる。
請求項2に記載の発明によれば、前記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閾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。
請求項3に記載の発明によれば、活動効率とともに活動発生回数を表示してユーザに提示することができる。
請求項4に記載の発明によれば、活動効率の経時敵変化を表示してユーザに提示することができる。
請求項5に記載の発明によれば、活動効率の平均値を表示してユーザに提示することができる。
以下、本発明の測定装置について、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、ユーザが測定装置としての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10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、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。
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。
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。
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(例えば振幅)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(例えば振幅)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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
また、上記した実施形態では、本発明の測定装置を複数の筋電測定装置10と制御装置30とで構成される生体情報測定システムに適用した場合を例にとって説明したが、本発明は、筋電測定装置10と制御装置30とが一体化した装置にも同様に適用が可能である。
1生体情報測定システム
10−1,2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
115A/D変換器
120CPU
130送受信部
140記憶部
30制御装置
310入力部
320CPU
330表示部
340送受信部
350記憶部
10−1,2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
115A/D変換器
120CPU
130送受信部
140記憶部
30制御装置
310入力部
320CPU
330表示部
340送受信部
350記憶部
Claims (5)
- 人体の所定の部位の生体情報を連続的に測定する測定手段と、
こ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と、
この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、
この算出手段により算出される活動効率を表示する制御を行う表示制御手段と、
を備えることを特徴とする測定装置。 - 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を有し、測定値が前記所定の基準値を超え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請求項1に記載の測定装置。
- 活動間隔毎に活動発生回数を計数する計数手段を備え、
前記表示制御手段は、前記算出手段により算出される活動効率とともに、前記計数手段により計数される活動発生回数を表示する制御を行うことを特徴とする請求項1又は2に記載の測定装置。 - 前記表示制御手段は、前記算出手段により算出される活動効率の経時的変化を表示する変化表示制御手段を有することを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載の測定装置。
- 前記表示制御手段は、前記算出手段により算出される活動効率の平均値を算出して表示する制御を行う平均値表示制御手段を有することを特徴とする請求項1〜4の何れか一項に記載の測定装置。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006099319A JP2007268078A (ja) | 2006-03-31 | 2006-03-31 | 測定装置 |
EP07006441A EP1839572A2 (en) | 2006-03-31 | 2007-03-28 | Biological information measuring device and biological information measuring system |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2015221134A (ja) * | 2014-05-23 | 2015-12-10 | 日本電信電話株式会社 | 運動可視化装置およびプログラム |
WO2020070947A1 (ja) * | 2018-10-05 | 2020-04-09 | 日本電信電話株式会社 | 筋電位処理装置、筋電位処理方法および筋電位処理プログラム |
-
2006
- 2006-03-31 JP JP2006099319A patent/JP2007268078A/ja active Pending
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