JP2012035055A - Respiration training apparatus and respiration training system - Google Patents

Respiration training apparatus and respiration training system Download PDF

Info

Publication number
JP2012035055A
JP2012035055A JP2011088771A JP2011088771A JP2012035055A JP 2012035055 A JP2012035055 A JP 2012035055A JP 2011088771 A JP2011088771 A JP 2011088771A JP 2011088771 A JP2011088771 A JP 2011088771A JP 2012035055 A JP2012035055 A JP 2012035055A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
breathing
value
bioelectrical impedance
lissajous
subject
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2011088771A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5622202B2 (en
Inventor
Yoshihisa Masuo
善久 増尾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tanita Corp
Original Assignee
Tanita Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tanita Corp filed Critical Tanita Corp
Priority to JP2011088771A priority Critical patent/JP5622202B2/en
Priority to EP11173341A priority patent/EP2407100A1/en
Priority to US13/181,171 priority patent/US20120016254A1/en
Publication of JP2012035055A publication Critical patent/JP2012035055A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5622202B2 publication Critical patent/JP5622202B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable training of breathing efficiently using bioelectrical impedances.SOLUTION: A living body determination apparatus 1 includes a bioelectrical impedance determinination part 200 for determining the bioelectrical impedance of a specified region in a human subject. A CPU 170 controls the bioelectrical impedance determinination part 200 to determinine a first bioelectrical impedance Za at the upper body trunk of the human subject and a second bioelectrical impedance Zb at the middle body trunk. Besides, the CPU 170 defines, in mutually orthogonally crossed two axes, one axis to be the first bioelectrical impedance Za and the other axis to be the second bioelectrical impedance Zb, to generate display data of a Lissajous figure showing change over time in the measurement values of the first bioelectrical impedance Za and the second bioelectrical impedance Zb.

Description

本発明は、呼吸を訓練するための装置およびシステムに関する。   The present invention relates to an apparatus and system for training breathing.

生体電気インピーダンスを測定し、測定結果に基づいて生体の状態を推定する各種の装置が知られている。そのような装置の一つとして、特許文献1には、体幹インピーダンスに基づいて肺活量を推定する技術が開示されている。   Various devices that measure bioelectric impedance and estimate the state of a living body based on the measurement result are known. As one of such devices, Patent Document 1 discloses a technique for estimating vital capacity based on trunk impedance.

呼吸は、生体データ(血圧、体温、皮膚温、脳波、脈波など)の中で唯一自己コントロールが可能なものであることから、ヨガ、ピラティス、気功、カイロプラクティックなど、呼吸によって心身の機能を高める多くの健康法がある。また、呼吸法は大別すると胸式呼吸と腹式呼吸に分けられる。   Breathing is the only biological data (blood pressure, body temperature, skin temperature, electroencephalogram, pulse wave, etc.) that can be self-controlled. Therefore, breathing, such as yoga, pilates, qigong, chiropractic, etc. There are many health laws to enhance. Breathing can be broadly divided into chest breathing and abdominal breathing.

特開2007−50127号公報(段落0020参照)Japanese Patent Laying-Open No. 2007-50127 (see paragraph 0020)

ところで、呼吸を訓練する場合、胸式呼吸や腹式呼吸が正しくできているか否かや、それらの呼吸の大きさを把握できるとよい。しかしながら、従来の技術では、生体電気インピーダンスから被験者の呼吸が胸式なのか腹式なのかすら知ることができなかった。
本発明は、生体電気インピーダンスを利用して呼吸を効率よく訓練することが可能な呼吸訓練装置および呼吸訓練システムを提供することを課題とする。
By the way, when breathing is trained, it is desirable to be able to grasp whether or not chest breathing and abdominal breathing are correctly performed and the magnitude of those breaths. However, in the prior art, it has not been possible to know from the bioelectrical impedance whether the subject's breathing is chest or abdominal.
An object of the present invention is to provide a breathing training apparatus and a breathing training system that can efficiently train breathing using bioelectrical impedance.

以下、本発明について説明する。なお、本発明の理解を容易にするため括弧書きにて添付図面の符号などを付記するが、それにより本発明が図示の態様に限定されるものではない。   The present invention will be described below. In addition, in order to make an understanding of this invention easy, the code | symbol etc. of an accompanying drawing are attached in parenthesis, However, This invention is not limited to the aspect of illustration by it.

上述した課題を解決するため、本発明に係る呼吸訓練装置(1)は、被験者の肺を含み腹部を含まない体幹上部の第1生体電気インピーダンス(Za)と、被験者の腹部を含む体幹中部の第2生体電気インピーダンス(Zb)とを測定する生体電気インピーダンス測定部(170、200)と、互いに直交する2軸のうち、一方の軸を第1生体電気インピーダンス、他方の軸を第2生体電気インピーダンスとし、第1生体電気インピーダンスの測定値および第2生体電気インピーダンスの測定値の経時的変化を示すリサージュ図形(図32〜図35、図37〜図39)の表示データを生成する表示データ生成部(170)と、を備えることを特徴とする。   In order to solve the above-described problems, a respiratory training device (1) according to the present invention includes a first bioelectrical impedance (Za) of an upper trunk that includes a lung of a subject and does not include an abdomen, and a trunk that includes the abdomen of the subject. The bioelectrical impedance measuring unit (170, 200) that measures the second bioelectrical impedance (Zb) in the middle, and one of the two axes orthogonal to each other is the first bioelectrical impedance and the other is the second A display for generating display data of a Lissajous figure (FIGS. 32 to 35 and FIGS. 37 to 39) showing bioelectrical impedance and a change with time of the measured value of the first bioelectrical impedance and the measured value of the second bioelectrical impedance A data generation unit (170).

なお、互いに直交する2軸とは、例えばX軸とY軸である。但し、これに限らず、例えばX軸とY軸をそれぞれ45度傾けた2軸などであってもよい。また、リサージュ図形は、例えば、図32や図33に示すように1呼吸分の様子を示すものであってもよいし、図34や図35に示すように複数回の呼吸の様子を連続して示すものであってもよい。また、呼吸訓練装置は、リサージュ図形を表示する表示部を備えていてもよいし、リサージュ図形の表示データを外部の表示装置に出力する出力部を備えていてもよい。   Note that the two axes orthogonal to each other are, for example, the X axis and the Y axis. However, the present invention is not limited to this. For example, the X axis and the Y axis may be two axes inclined by 45 degrees. Further, the Lissajous figure may indicate, for example, one breathing state as shown in FIGS. 32 and 33, or a plurality of breathing states continuously as shown in FIGS. 34 and 35. May be shown. The respiratory training apparatus may include a display unit that displays a Lissajous figure, or may include an output unit that outputs display data of the Lissajous figure to an external display device.

例えば、胸式呼吸の場合、図10に示すように、吸気では第1生体電気インピーダンスZaおよび第2生体電気インピーダンスZbはともに増加方向に変化し、呼気では第1生体電気インピーダンスZaおよび第2生体電気インピーダンスZbはともに減少方向に変化する。したがって、被験者の呼吸のうち胸式呼吸の占める割合が極めて高い場合、例えば図32や図34に示すようにリサージュ図形の軌跡は傾斜した直線状になる。また、胸式呼吸が浅ければリサージュ図形の軌跡は小さくなり、胸式呼吸が深ければリサージュ図形の軌跡は大きくなる。   For example, in the case of thoracic respiration, as shown in FIG. 10, the first bioelectrical impedance Za and the second bioelectrical impedance Zb change in an increasing direction during inspiration, and the first bioelectrical impedance Za and the second living body during exhalation. Both the electrical impedances Zb change in a decreasing direction. Therefore, when the ratio of the chest type respiration in the respiration of the subject is extremely high, the locus of the Lissajous figure becomes an inclined straight line as shown in FIGS. 32 and 34, for example. Also, if the chest breathing is shallow, the locus of the Lissajous figure becomes small, and if the chest breathing is deep, the locus of the Lissajous figure becomes large.

これに対し、腹式呼吸の場合、図9に示すように、吸気では第1生体電気インピーダンスZaおよび第2生体電気インピーダンスZbはともに増加方向に変化し、呼気では第1生体電気インピーダンスZaは減少方向に変化する一方、第2生体電気インピーダンスZbは増加方向に変化する。したがって、被験者の呼吸に腹式呼吸が含まれる場合、例えば図33や図35に示すようにリサージュ図形の軌跡は屈曲した形状になる。   On the other hand, in the case of abdominal breathing, as shown in FIG. 9, both the first bioelectrical impedance Za and the second bioelectrical impedance Zb change in an increasing direction during inspiration, and the first bioelectrical impedance Za decreases during exhalation. While changing in the direction, the second bioelectrical impedance Zb changes in the increasing direction. Therefore, when the subject's breathing includes abdominal breathing, the locus of the Lissajous figure is bent as shown in FIGS. 33 and 35, for example.

なお、図33に示すリサージュ図形は、1呼吸に占める胸式呼吸と腹式呼吸の割合が50%ずつになる場合のものである。この場合、リサージュ図形の軌跡はブーメラン状(“く”の字状)になり、軌跡の形状が上下でほぼ対称になる。但し、腹式呼吸の占める割合が胸式呼吸よりも低ければ、リサージュ図形の軌跡は、胸式呼吸の場合の軌跡に相当する直線部分(図33では右上がりの直線部分)の占める割合が大きくなり、そこから屈曲した部分(図33では右下がりの直線部分)の占める割合が小さくなる。逆に、腹式呼吸の占める割合が胸式呼吸よりも高ければ、リサージュ図形の軌跡は、胸式呼吸の場合の軌跡に相当する直線部分(図33では右上がりの直線部分)の占める割合が小さくなり、そこから屈曲した部分(図33では右下がりの直線部分)の占める割合が大きくなる。このように被験者の呼吸に腹式呼吸が含まれる場合、リサージュ図形の軌跡は、胸式呼吸と腹式呼吸の割合に応じて屈曲形状が様々に変化する。   Note that the Lissajous figure shown in FIG. 33 is a case where the ratio of the chest breathing and the abdominal breathing to one breath is 50%. In this case, the locus of the Lissajous figure has a boomerang shape ("<" shape), and the shape of the locus is almost symmetrical vertically. However, if the proportion of the abdominal breathing is lower than that of the chest breathing, the locus of the Lissajous figure has a larger proportion of the straight line portion corresponding to the trajectory in the case of the chest breathing (the straight line portion rising to the right in FIG. 33). Thus, the proportion of the bent portion (the straight downward portion in FIG. 33) is reduced. On the contrary, if the proportion of the abdominal breathing is higher than that of the chest breathing, the locus of the Lissajous figure is the proportion of the straight line portion corresponding to the locus in the case of the chest breathing (the straight line portion rising to the right in FIG. 33). It becomes smaller, and the proportion of the bent portion (the straight downward portion in FIG. 33) increases. In this way, when the subject's breathing includes abdominal breathing, the trajectory of the Lissajous figure varies in bending shape depending on the ratio of chest breathing and abdominal breathing.

また、理論上、腹式呼吸の割合が100%になる場合、リサージュ図形の軌跡は、胸式呼吸の場合の軌跡とは反対方向に傾斜した直線状になる。しかしながら、例えば息を止めて胸式呼吸を全く行わないようにした状態で腹部を凹ませたり膨らませたりした場合であっても、横隔膜の上下に伴って肺が収縮したり拡張したりするため、疾患などで横隔膜が全く機能しない場合を除き、被験者が呼吸を行う場合には胸式呼吸が必ず含まれることになる。したがって、実際には、腹式呼吸の占める割合がどんなに高い場合であっても、リサージュ図形の軌跡には、胸式呼吸の場合の軌跡に相当する直線部分が必ず含まれ、屈曲した形状となる。また、図33に示すように、胸式呼吸の場合の軌跡に相当する直線部分(近似直線LN1)に対し、そこから折れ曲がった部分(近似直線LN2)がどれだけ屈曲しているのかを示す屈曲角度AGは、腹式呼吸が浅ければ小さくなり、腹式呼吸が深ければ大きくなる。また、腹式呼吸の場合も、呼吸が浅ければリサージュ図形の軌跡は小さくなり、呼吸が深ければリサージュ図形の軌跡は大きくなる。   Theoretically, when the rate of abdominal breathing is 100%, the locus of the Lissajous figure is a straight line inclined in the opposite direction to the locus of chest breathing. However, for example, even when the abdomen is recessed or inflated with the breath stopped and no chest breathing performed, the lungs contract and expand with the diaphragm above and below, Except when the diaphragm does not function at all due to disease or the like, chest breathing is always included when the subject breathes. Therefore, in fact, no matter how high the abdominal breathing rate is, the Lissajous figure trajectory always includes a straight line portion corresponding to the trajectory in the case of chest breathing, resulting in a bent shape. . Further, as shown in FIG. 33, a bending indicating how much a bent portion (approximate straight line LN2) is bent with respect to a straight line portion (approximate straight line LN1) corresponding to the locus in the case of chest breathing. The angle AG decreases when the abdominal breathing is shallow, and increases when the abdominal breathing is deep. Also, in the case of abdominal breathing, the trajectory of the Lissajous figure becomes smaller when breathing is shallow, and the trajectory of the Lissajous figure becomes larger when breathing is deep.

このように胸式呼吸の場合と腹式呼吸の場合ではリサージュ図形の軌跡の形状が異なる。また、胸式呼吸や腹式呼吸の大きさ(深さ)によってリサージュ図形の軌跡の大きさや形状が変化する。したがって、被験者はリサージュ図形を見ることで、現在の自分の呼吸が胸式呼吸なのか腹式呼吸なのか、あるいは現在の自分の呼吸が胸式呼吸と腹式呼吸のうちどちらの占める割合が高いのかを把握することができる。また、胸式呼吸や腹式呼吸の大きさについてもリサージュ図形から把握することができる。   Thus, the shape of the locus of the Lissajous figure is different between the chest breathing and the abdominal breathing. Further, the size and shape of the locus of the Lissajous figure changes depending on the magnitude (depth) of chest-type breathing and abdominal-type breathing. Therefore, the subject can look at the Lissajous figure to determine whether their current breathing is chest or abdominal breathing, or whether their current breathing is more of the chest or abdominal breathing. Can be grasped. In addition, the magnitude of chest breathing and abdominal breathing can be grasped from the Lissajous figure.

また、被験者は、胸式呼吸の訓練を行う場合、リサージュ図形の軌跡が傾斜した直線状になり、そのサイズが大きくなるように意識して呼吸を行えばよい。また、腹式呼吸の訓練を行う場合には、リサージュ図形の軌跡が屈曲した形状になり、そのサイズや屈曲角度AGが大きくなるように意識して呼吸を行えばよい。このようにリサージュ図形を見ながら呼吸の訓練を行うことができると、胸式呼吸や腹式呼吸が正しくできているか否かやその大きさを随時確認しながら訓練を進めることができる。   In addition, when the subject performs exercises for chest breathing, the subject may respire consciously so that the locus of the Lissajous figure becomes an inclined straight line and the size thereof increases. Further, when abdominal breathing exercises are performed, breathing may be performed with an awareness that the locus of the Lissajous figure is bent and the size and bending angle AG are increased. If breathing training can be performed while looking at the Lissajous figure in this way, the training can be advanced while confirming whether or not chest breathing and abdominal breathing are correctly performed and their sizes as needed.

また、胸式呼吸と腹式呼吸の他に、腹を凹ませた状態を維持しながら呼息と吸息を行う呼吸法(以降、ドローイン呼吸と記載する)がある。ドローイン呼吸の場合、図30に示すように、吸気では第1生体電気インピーダンスZaおよび第2生体電気インピーダンスZbはともに増加方向に変化し、呼気では第1生体電気インピーダンスZaおよび第2生体電気インピーダンスZbはともに減少方向に変化する。この変化は胸式呼吸の場合と同じである。これはドローイン呼吸の場合、腹を凹ませた状態を維持しながら胸式呼吸によって呼息と吸息を行っているためである。但し、ドローイン呼吸の場合は、腹を凹ませるために腹部に力を入れているので、図30に示すように体幹中部の第2生体電気インピーダンスZbの振幅基準レベルが胸式呼吸の場合よりも高くなる。このためドローイン呼吸の場合と胸式呼吸の場合のリサージュ図形を比較すると、図45に示すように、両者の軌跡はともに傾斜した直線状になるが、第2生体電気インピーダンスZbを割り当てた他方の軸方向(図45ではX軸方向)に軌跡の位置がずれる。   In addition to chest-type breathing and abdominal-type breathing, there is a breathing method (hereinafter referred to as draw-in breathing) in which exhalation and inspiration are performed while maintaining a state in which the abdomen is recessed. In the case of draw-in respiration, as shown in FIG. 30, both the first bioelectrical impedance Za and the second bioelectrical impedance Zb change in an increasing direction during inspiration, and the first bioelectrical impedance Za and the second bioelectrical impedance Zb during exhalation. Both change in a decreasing direction. This change is the same as for chest breathing. This is because in the case of draw-in breathing, exhalation and inhalation are performed by chest breathing while maintaining a state where the abdomen is recessed. However, in the case of draw-in breathing, since the abdomen is pressed to dent the abdomen, the amplitude reference level of the second bioelectrical impedance Zb in the middle trunk as shown in FIG. Also gets higher. For this reason, when comparing the Lissajous figures in the case of draw-in breathing and chest breathing, as shown in FIG. 45, the trajectories of both are linear, but the other bioelectric impedance Zb is assigned to the other. The locus is shifted in the axial direction (X-axis direction in FIG. 45).

したがって、被験者はリサージュ図形を見ることで、現在の自分の呼吸がドローイン呼吸であるか否かも把握することができる。また、ドローイン呼吸の場合も、呼吸が浅ければリサージュ図形の軌跡は小さくなり、呼吸が深ければリサージュ図形の軌跡は大きくなる。したがって、ドローイン呼吸の大きさについてもリサージュ図形から把握することができる。また、ドローイン呼吸の場合も、リサージュ図形を見ながら訓練を行うことで、ドローイン呼吸が正しくできているか否かやその大きさを随時確認しながら訓練を進めることができる。   Therefore, the subject can grasp whether or not his / her respiration is a draw-in respiration by looking at the Lissajous figure. In the case of draw-in breathing, the trajectory of the Lissajous figure becomes smaller if the breathing is shallow, and the trajectory of the Lissajous figure becomes larger if the breathing is deep. Therefore, the magnitude of the draw-in breath can also be grasped from the Lissajous figure. Also, in the case of draw-in breathing, training can be carried out while confirming whether or not the draw-in breathing is correctly performed and the size thereof by performing training while looking at the Lissajous figure.

以上のようにリサージュ図形を表示することができると、被験者は呼吸を訓練しながら、現在の自分の呼吸の種別やその大きさ、さらには胸式呼吸や腹式呼吸やドローイン呼吸が正しくできているか否かを把握することができる。また、呼吸の種別やその大きさ、あるいは胸式呼吸や腹式呼吸やドローイン呼吸が正しくできているか否かを、生体電気インピーダンスの測定値に基づいて客観的に把握することができる。したがって、呼吸を効率よく訓練することが可能になる。   If the Lissajous figure can be displayed as described above, the subject can correct his / her current breathing type and size as well as chest, abdominal and draw-in breathing while training breathing. It is possible to grasp whether or not. In addition, it is possible to objectively grasp the type and size of respiration, or whether chest respiration, abdominal respiration, and draw-in respiration are correctly performed based on the measured value of bioelectrical impedance. Therefore, it becomes possible to train respiration efficiently.

また、呼吸を効率よく訓練することができると呼吸筋を効果的に鍛えることができる。特に、呼吸筋に含まれる腹横筋は、呼吸だけでなく運動機能にも大きな影響を及ぼす体幹部の筋肉である。また、ドローイン呼吸は、呼吸筋だけでなく、例えば脊柱起立筋など、体幹部のインナーマッスルを強化することができる。したがって、呼吸の訓練は、呼吸機能を高めるだけでなく、運動機能の強化や、腰痛の改善/予防、ダイエットなどにも効果がある。また、例えば、深呼吸(深い腹式呼吸)を行ったり、呼息を吸息よりも長くしたりすることで、副交感神経の働きを高めてリラックスした状態に導くことができるなど、呼吸の訓練は心身の健康状態をよくする効果もある。
さらに、本発明によれば、第1生体電気インピーダンスZaと第2生体電気インピーダンスZbを測定して両者の経時的変化を示すリサージュ図形を表示するだけでよく、後述する第1実施形態に記載しているように複雑な呼吸解析処理を行う必要がないので、呼吸訓練装置の制御構成を簡素化することもできる。
Moreover, if the breathing can be efficiently trained, the respiratory muscles can be effectively trained. In particular, the transverse abdominal muscles included in the respiratory muscles are trunk muscles that greatly affect not only breathing but also motor function. In addition, draw-in breathing can strengthen not only the respiratory muscles but also the inner muscles of the trunk, such as the spine standing muscles. Therefore, breathing exercises are effective not only for improving respiratory function, but also for strengthening motor function, improving / preventing back pain, and dieting. Also, for example, breathing exercises such as taking deep breaths (deep abdominal breathing) or making exhalation longer than inspiration can lead to a more relaxed state by increasing the function of parasympathetic nerves. It also has the effect of improving mental and physical health.
Furthermore, according to the present invention, it is only necessary to measure the first bioelectrical impedance Za and the second bioelectrical impedance Zb and to display a Lissajous figure showing a change with time of both, which will be described in the first embodiment described later. As described above, since it is not necessary to perform complicated respiration analysis processing, the control configuration of the breathing exercise apparatus can be simplified.

なお、呼吸の訓練には、例えば、呼吸器疾患の患者が低下した呼吸機能を回復する目的で行うリハビリや、アスリートが運動機能を強化する目的で行うトレーニング、健常者が呼吸機能や心身の健康状態を高める目的で行うトレーニング、健常者が、喫煙、生活習慣病、運動不足、加齢などで低下した呼吸機能を改善する目的で行うトレーニングなどが含まれる。   Respiratory training includes, for example, rehabilitation performed for the purpose of recovering reduced respiratory function in patients with respiratory diseases, training performed for the purpose of strengthening motor functions by athletes, and respiratory function and physical and mental health for healthy individuals. Training that is performed for the purpose of improving the state, training that is performed by a healthy person for the purpose of improving respiratory function that has decreased due to smoking, lifestyle-related diseases, lack of exercise, aging, and the like.

また、例えばインダクタンス式呼吸プレチスモグラフィーでは、被験者の胸部(剣状突起部)と腹部(臍部)の両方にコイルを内蔵した測定バンドを巻き付け、コイルのインダクタンス変化から、呼吸時の胸部の周囲径変化に相当する胸部変化率Rrc(%)と、呼吸時の腹部の周囲径変化に相当する腹部変化率Rabd(%)を測定する。このようなインダクタンス式呼吸プレチスモグラフィーの中には、例えば、X軸を腹部変化率Rabdとし、Y軸を胸部変化率RrcとするKonno-Mead Diagramに準じたリサージュ図形を表示するものがある。   In addition, for example, in inductance-type respiratory plethysmography, a measurement band with a coil is wrapped around both the subject's thorax (sword-shaped projection) and abdomen (umbilical portion), and the change in the inductance of the coil results in the surroundings of the chest during breathing. The chest change rate Rrc (%) corresponding to the diameter change and the abdominal change rate Rabd (%) corresponding to the change in the peripheral diameter of the abdomen during breathing are measured. Among such inductance-type respiratory plethysmographs, for example, there is one that displays a Lissajous figure according to the Konno-Mead Diagram with the X axis as the abdominal change rate Rabd and the Y axis as the chest change rate Rrc.

しかしながら、インダクタンス式呼吸プレチスモグラフィーの場合、被験者の胸部と腹部に測定バンドを装着しなければならない。また、被験者が測定を意識したり測定時に緊張したりすると、胸部変化率Rrcや腹部変化率Rabdが大きく変動してしまう。このため睡眠時には比較的信頼性の高い測定結果を得ることができるが、被験者が起きている状態で測定を行うと、信頼性の高い測定結果を得られないケースが多々見受けられる。   However, in the case of inductance-type respiratory plethysmography, measurement bands must be worn on the subject's chest and abdomen. In addition, when the subject is conscious of measurement or is nervous during measurement, the chest change rate Rrc and the abdomen change rate Rabd vary greatly. For this reason, a relatively reliable measurement result can be obtained during sleep, but there are many cases in which a highly reliable measurement result cannot be obtained when measurement is performed while the subject is awake.

これに対し、生体電気インピーダンスによる測定の場合、例えば四肢誘導八電極法を利用すれば両掌と両足裏の部分に電流電極や電圧電極を配置すればよく、被験者の体幹部に電流電極や電圧電極を貼り付ける必要がないので拘束性が少ない。また、生体電気インピーダンスの場合、例えば体幹上部の第1生体電気インピーダンスZaであれば、測定値のうちおよそ8割が肺への空気の出し入れによるもので、残り2割が呼吸筋などによるものである。したがって、インダクタンス式呼吸プレチスモグラフィーの場合に比べ、被験者が測定を意識したり測定時に緊張したりすることによる影響を低減し、より信頼性の高い測定結果を得ることが可能になる。これに加え、肺への空気の出し入れや横隔膜の上下動など、呼吸に直結した情報を高い感度で測定することが可能になる。   On the other hand, in the case of measurement by bioelectrical impedance, for example, if the limb induction eight electrode method is used, current electrodes and voltage electrodes may be disposed on both palms and soles, and current electrodes and voltages are applied to the trunk of the subject. Since there is no need to affix electrodes, there are few restrictions. In the case of bioelectric impedance, for example, in the case of the first bioelectric impedance Za at the upper part of the trunk, about 80% of the measured values are due to the inflow / outflow of air to the lungs, and the remaining 20% are due to respiratory muscles, etc. It is. Therefore, as compared with the case of inductance-type respiratory plethysmography, it is possible to reduce the influence of the subject being aware of the measurement or being nervous during the measurement, and obtain a more reliable measurement result. In addition to this, it is possible to measure with high sensitivity information directly related to breathing, such as air in and out of the lungs and vertical movement of the diaphragm.

このためリサージュ図形についても、生体電気インピーダンスによるリサージュ図形は、インダクタンス式呼吸プレチスモグラフィーによるリサージュ図形に比べ、肺への空気の出し入れや横隔膜の上下動など、呼吸に直結した情報を高い感度で反映したものになる。また、上述したようにインダクタンス式呼吸プレチスモグラフィーによるリサージュ図形は、例えば、X軸を腹部変化率Rabdとし、Y軸を胸部変化率Rrcとするものである。この場合、1呼吸分の軌跡は、胸式呼吸の場合と腹式呼吸の場合でともに右上がりの直線状になる。また、右上がりの直線状の軌跡とX軸とのなす角を軌跡の傾斜角としたとき、胸式呼吸の割合が高いほど軌跡の傾斜角は大きくなって90度に近づき、腹式呼吸の割合が高いほど軌跡の傾斜角は小さくなって0度に近づく。つまり、インダクタンス式呼吸プレチスモグラフィーによるリサージュ図形の場合、胸式呼吸の場合と腹式呼吸の場合では軌跡の傾きが変化するだけで、本発明のように軌跡の形状が異なる訳ではないので、リサージュ図形から呼吸の種別を把握しにくい。
なお、レスピトレースで測定した胸部周囲径Ribと腹部周囲径Abを用いてKonno-Mead Diagramに準じたリサージュ図形を表示する場合についても同様である。
For this reason, the Lissajous figure based on bioelectrical impedance reflects information directly related to breathing, such as air in / out of the lungs and the vertical movement of the diaphragm, with higher sensitivity than the Lissajous figure based on the inductance-type respiratory plethysmography. It will be. Further, as described above, the Lissajous figure obtained by inductance-type respiratory plethysmography has, for example, the X axis as the abdomen change rate Rabd and the Y axis as the chest change rate Rrc. In this case, the trajectory for one breath is a straight line that rises to the right in both cases of chest breathing and abdominal breathing. In addition, when the angle between the linear trajectory rising to the right and the X-axis is taken as the inclination angle of the trajectory, the inclination angle of the trajectory increases as the ratio of chest respiration increases and approaches 90 degrees. The higher the ratio is, the smaller the inclination angle of the trajectory approaches 0 degrees. In other words, in the case of a Lissajous figure based on inductance-type respiratory plethysmography, the shape of the trajectory is not different as in the present invention because the inclination of the trajectory changes only in the case of chest respiration and abdominal respiration. It is difficult to grasp the type of breathing from the figure.
The same applies to the case where a Lissajous figure conforming to the Konno-Mead Diagram is displayed using the chest circumference Rib and abdominal circumference Ab measured by respi tracing.

本発明に係る呼吸訓練装置(1)の態様として、生体電気インピーダンス測定部(170、200)は、被験者の肺の上部を含み腹部を含まない体幹上部の第1生体電気インピーダンスZaと、被験者の肺の中下部および腹部を含む体幹中部の第2生体電気インピーダンスZbとを測定してもよい。   As an aspect of the respiratory training device (1) according to the present invention, the bioelectrical impedance measuring unit (170, 200) includes a first bioelectrical impedance Za in the upper trunk portion that includes the upper part of the subject's lung and does not include the abdomen, and the subject. The second bioelectrical impedance Zb of the middle trunk including the middle lower part and the abdomen of the lungs may be measured.

例えば、肺を含み腹部を含まない体幹上部の第1生体電気インピーダンスZaを測定するため、被験者の体幹部表面のうち右肺と左肺の部分に電流電極や電圧電極を貼り付けることが考えられる。また、腹部を含む体幹中部の第2生体電気インピーダンスZbを測定するため、被験者のみぞ落ちと臍下の部分に電流電極や電圧電極を貼り付けることが考えられる。しかしながら、このような方法では被験者に電流電極や電圧電極を貼り付ける手間が掛かる。四肢誘導八電極法を利用すれば、両掌と両足裏の部分に電流電極や電圧電極を配置することで、被験者の肺の上部を含み腹部を含まない体幹上部の第1生体電気インピーダンスZaと、被験者の肺の中下部および腹部を含む体幹中部の第2生体電気インピーダンスZbを測定することができる。このため電流電極や電圧電極を被験者の体幹部に貼り付ける必要がない。なお、両掌間の測定では、肺の他に左右上肢の生体電気インピーダダンスが測定されるが、左右上肢を動かさなければ、その部分の生体電気インピーダンスは変化しないので、リサージュ図形から呼吸の種別やその大きさなどを把握する上でさほど問題にならない。   For example, in order to measure the first bioelectrical impedance Za of the upper trunk that includes the lung and does not include the abdomen, a current electrode or a voltage electrode may be attached to the right lung and the left lung of the trunk surface of the subject. It is done. Further, in order to measure the second bioelectrical impedance Zb in the middle of the trunk including the abdomen, it is conceivable to paste the current electrode and the voltage electrode on the part of the subject's groove and the navel. However, such a method requires time and effort to attach the current electrode and the voltage electrode to the subject. If the limb-guided eight-electrode method is used, the first bioelectric impedance Za of the upper trunk including the upper part of the subject's lung and not including the abdomen is arranged by arranging current electrodes and voltage electrodes on both palms and soles. Then, the second bioelectric impedance Zb of the middle trunk including the middle lower part and the abdomen of the subject's lung can be measured. For this reason, it is not necessary to affix a current electrode or a voltage electrode on a test subject's trunk. In the measurement between both palms, the bioelectrical impedance of the left and right upper limbs is measured in addition to the lungs, but if the left and right upper limbs are not moved, the bioelectrical impedance of that part does not change. It doesn't matter so much in grasping the size and the size.

本発明に係る呼吸訓練装置(1)の態様として、被験者の右肺を含み腹部を含まない体幹上部右側の第1生体電気インピーダンス(ZaR)と、被験者の左肺を含み腹部を含まない体幹上部左側の第2生体電気インピーダンス(ZaL)と、被験者の腹部を含む体幹中部の第3生体電気インピーダンス(Zb)とを測定する生体電気インピーダンス測定部(170、200)と、互いに直交する2軸のうち、一方の軸を第1生体電気インピーダンス、他方の軸を第3生体電気インピーダンスとし、第1生体電気インピーダンスの測定値および第3生体電気インピーダンスの測定値の経時的変化を示す第1リサージュ図形(図40:右肺用)の表示データを生成するとともに、一方の軸を第2生体電気インピーダンス、他方の軸を第3生体電気インピーダンスとし、第2生体電気インピーダンスの測定値および第3生体電気インピーダンスの測定値の経時的変化を示す第2リサージュ図形(図40:左肺用)の表示データを生成する表示データ生成部(170)と、を備えるようにしてもよい。   As aspects of the respiratory training device (1) according to the present invention, the first bioelectrical impedance (ZaR) on the right side of the upper trunk including the subject's right lung and not including the abdomen, and the body including the subject's left lung and not including the abdomen A bioelectrical impedance measuring unit (170, 200) that measures the second bioelectrical impedance (ZaL) on the left side of the trunk and the third bioelectrical impedance (Zb) in the middle of the trunk including the abdomen of the subject are orthogonal to each other. Of the two axes, one axis is the first bioelectrical impedance and the other axis is the third bioelectrical impedance, and the first bioelectrical impedance measurement value and the third bioelectrical impedance measurement value change over time The display data of one Lissajous figure (FIG. 40: for right lung) is generated, one axis is the second bioelectric impedance, and the other axis is the third bioelectric impedance. A display data generation unit (170) that generates display data of a second Lissajous figure (FIG. 40: for the left lung) indicating a change with time of the measured value of the second bioelectrical impedance and the measured value of the third bioelectrical impedance. ).

この構成であっても上述した呼吸訓練装置と同様の効果を奏する。また、右肺用の第1リサージュ図形と左肺用の第2リサージュ図形を表示することが可能になるので、呼吸の種別やその大きさなどを左右の肺ごとに把握することができる。また、2つのリサージュ図形を見比べることで左右の肺の換気能力の違いを容易に把握することができる。さらに、右肺用と左肺用の2つのリサージュ図形を表示することで、左右の肺ごとに呼吸の訓練を行うことが可能になる。健常者の場合、左右の肺で換気能力に差がでることはほとんどないが、例えば、片肺に疾患がある者は、左右の肺で換気能力が大きく異なる。また、過去に肺疾患を経験した者も、左右の肺で換気能力に差がでることがある。例えば、右肺に比べ左肺の換気能力が低い場合など、左肺の換気能力を高めたい場合は、左腕を右肩の後ろに回し、右手で左肘を後ろに押すようにして左肺に負荷を与え、この状態を維持しながら呼吸を行うことで、左肺の換気能力を集中的に鍛えることができる。   Even if it is this structure, there exists an effect similar to the respiratory training apparatus mentioned above. In addition, since it is possible to display the first Lissajous figure for the right lung and the second Lissajous figure for the left lung, it is possible to grasp the type of breathing and the size thereof for each left and right lung. Also, by comparing the two Lissajous figures, it is possible to easily grasp the difference in ventilation capacity between the left and right lungs. Furthermore, by displaying two Lissajous figures for the right lung and the left lung, it becomes possible to perform breathing training for each of the left and right lungs. In the case of a healthy person, there is almost no difference in ventilation capacity between the left and right lungs. For example, a person with a disease in one lung has a large difference in ventilation capacity between the left and right lungs. Also, those who have experienced lung disease in the past may have differences in ventilation capacity between the left and right lungs. For example, if you want to increase the ventilation capacity of the left lung, such as when the ventilation capacity of the left lung is lower than the right lung, turn the left arm behind the right shoulder and push the left elbow back with the right hand to the left lung. By giving a load and breathing while maintaining this state, the ventilation ability of the left lung can be intensively trained.

本発明に係る呼吸訓練装置(1)の態様として、生体電気インピーダンス測定部(170、200)は、被験者の右肺の上部を含み腹部を含まない体幹上部右側の第1生体電気インピーダンス(ZaR)と、被験者の左肺の上部を含み腹部を含まない体幹上部左側の第2生体電気インピーダンス(ZaL)と、被験者の肺の中下部および腹部を含む体幹中部の第3生体電気インピーダンス(Zb)とを測定してもよい。
この場合も、四肢誘導八電極法を利用して両掌と両足裏の部分に電流電極や電圧電極を配置することで、体幹上部右側の第1生体電気インピーダンスZaRと、体幹上部左側の第2生体電気インピーダンスZaLと、体幹中部の第3生体電気インピーダンスZbを測定することができるので、電流電極や電圧電極を被験者の体幹部に貼り付ける必要がない。
As an aspect of the respiratory training device (1) according to the present invention, the bioelectrical impedance measuring unit (170, 200) includes the upper part of the right lung of the subject and the first bioelectrical impedance (ZaR) on the right side of the upper trunk without including the abdomen. ), A second bioelectric impedance (ZaL) on the left side of the upper trunk that includes the upper part of the left lung of the subject and does not include the abdomen, and a third bioelectrical impedance (ZaL) of the middle part of the trunk including the middle lower part and the abdomen of the subject's lung. Zb) may be measured.
In this case as well, the current and voltage electrodes are arranged on both palms and soles using the limb-guided eight-electrode method, so that the first bioelectrical impedance ZaR on the upper right side of the trunk and the left side of the upper left side of the trunk Since the second bioelectrical impedance ZaL and the third bioelectrical impedance Zb in the middle of the trunk can be measured, there is no need to attach a current electrode or a voltage electrode to the trunk of the subject.

本発明に係る呼吸訓練装置(1)の態様として、表示データ生成部(170)は、第1リサージュ図形と第2リサージュ図形とが重ねて表示されるように、第1リサージュ図形の表示データおよび第2リサージュ図形の表示データを生成してもよい。
この場合、右肺用の第1リサージュ図形と左肺用の第2リサージュ図形を重ねて表示することが可能になるので、左右の肺の換気能力の違いを容易に把握することができる。
As an aspect of the breathing exercise apparatus (1) according to the present invention, the display data generation unit (170) includes the display data of the first Lissajous figure and the display data of the first Lissajous figure so that the first Lissajous figure and the second Lissajous figure are displayed in an overlapping manner. Display data of the second Lissajous figure may be generated.
In this case, since the first Lissajous figure for the right lung and the second Lissajous figure for the left lung can be displayed in an overlapping manner, the difference in ventilation capacity between the left and right lungs can be easily grasped.

本発明に係る呼吸訓練装置(1)の態様として、表示データ生成部(170)は、第1リサージュ図形の軌跡と第2リサージュ図形の軌跡との表示態様が異なるように、第1リサージュ図形の表示データおよび第2リサージュ図形の表示データを生成してもよい。
この場合、例えば、右肺用の第1リサージュ図形と左肺用の第2リサージュ図形を重ねて表示しても、軌跡の表示態様(例えば色や線種など)の違いから右肺用と左肺用の2つのリサージュ図形を容易に見分けることができる。
As an aspect of the breathing exercise apparatus (1) according to the present invention, the display data generation unit (170) is configured to display the first Lissajous figure so that the display form of the first Lissajous figure and the second Lissajous figure is different. Display data and display data of the second Lissajous figure may be generated.
In this case, for example, even if the first Lissajous figure for the right lung and the second Lissajous figure for the left lung are displayed in an overlapping manner, the right lung and the left lung due to the difference in the display mode of the trajectory (for example, color and line type). Two Lissajous figures for the lung can be easily distinguished.

本発明に係る呼吸訓練装置(1)の態様として、第1リサージュ図形の軌跡と第2リサージュ図形の軌跡との差異を検出する軌跡解析部(170)をさらに備え、表示データ生成部(170)は、差異が強調して表示されるように第1リサージュ図形の表示データおよび第2リサージュ図形の表示データを生成してもよい。
このようにしても左右の肺の換気能力の違いを容易に把握することができる。
As an aspect of the breathing exercise apparatus (1) according to the present invention, the respiratory training device (1) further includes a trajectory analysis unit (170) for detecting a difference between the trajectory of the first Lissajous figure and the trajectory of the second Lissajous figure, and a display data generation unit (170). The display data of the first Lissajous figure and the display data of the second Lissajous figure may be generated so that the difference is displayed with emphasis.
Even in this way, it is possible to easily grasp the difference in ventilation capacity between the left and right lungs.

本発明に係る呼吸訓練装置(1)の態様として、第1生体電気インピーダンスの測定値の振幅基準レベルを示す第1センタリング値(Za0)と、第2生体電気インピーダンスの測定値の振幅基準レベルを示す第2センタリング値(Zb0)とを生成するセンタリング値生成部(170)をさらに備え、表示データ生成部(170)は、第1センタリング値および第2センタリング値によって定まるリサージュ図形上の位置がリサージュ図形を表示する表示領域(160A)の中心になるように、リサージュ図形の表示データを生成してもよい。
この場合、表示領域の中央にリサージュ図形を表示することが可能になるので、リサージュ図形を見易くすることができる。
As an aspect of the respiratory training device (1) according to the present invention, the first centering value (Za0) indicating the amplitude reference level of the measurement value of the first bioelectrical impedance and the amplitude reference level of the measurement value of the second bioelectrical impedance are set. And a centering value generation unit (170) that generates a second centering value (Zb0) to be displayed. The display data generation unit (170) has a Lissajous position on the Lissajous figure determined by the first centering value and the second centering value. The display data of the Lissajous figure may be generated so as to be the center of the display area (160A) for displaying the figure.
In this case, since the Lissajous figure can be displayed at the center of the display area, the Lissajous figure can be easily seen.

本発明に係る呼吸訓練装置(1)の態様として、第1生体電気インピーダンスの測定値の振幅基準レベルを示す第1センタリング値(Za0)と、第2生体電気インピーダンスの測定値の振幅基準レベルを示す第2センタリング値(Zb0)とを生成するセンタリング値生成部(170)をさらに備え、表示データ生成部(170)は、リサージュ図形の表示データを生成する場合に行う処理として、第1センタリング値に基づいてリサージュ図形の一方の軸方向のセンタリングを行う第1センタリング処理と、第2センタリング値に基づいてリサージュ図形の他方の軸方向のセンタリングを行う第2センタリング処理とを有し、第2センタリング処理を行う頻度が第1センタリング処理を行う頻度より少なくなるようにしてもよい。   As an aspect of the respiratory training device (1) according to the present invention, the first centering value (Za0) indicating the amplitude reference level of the measurement value of the first bioelectrical impedance and the amplitude reference level of the measurement value of the second bioelectrical impedance are set. A centering value generation unit (170) that generates a second centering value (Zb0) to be displayed, and the display data generation unit (170) performs a first centering value as a process performed when generating display data of the Lissajous figure. A first centering process for centering the Lissajous figure in one axial direction based on the second centering process and a second centering process for centering the Lissajous figure in the other axial direction based on the second centering value. The frequency of performing the process may be less than the frequency of performing the first centering process.

ドローイン呼吸の場合と胸式呼吸の場合のリサージュ図形を比較すると、図45に示すように、両者の軌跡はともに傾斜した直線状になるが、第2生体電気インピーダンスZbを割り当てた他方の軸方向(図45ではX軸方向)に軌跡の位置がずれる。ここで、センタリングを頻繁に行うと、リサージュ図形が常に表示領域の中央に表示されてしまうため、リサージュ図形からドローイン呼吸と胸式呼吸を見分けることができなくなってしまう。上述の態様によれば、例えば、第1センタリング処理は1呼吸ごとに行う一方、第2センタリング処理は最初の1回だけ行って後は行わないようにするなど、第1センタリング処理よりも第2センタリング処理を行う頻度を少なくしているので、ドローイン呼吸の場合と胸式呼吸の場合ではリサージュ図形の軌跡の位置が他方の軸方向にずれることになる。このためリサージュ図形からドローイン呼吸と胸式呼吸を見分けることができるようになる。また、第2センタリング処理を行う頻度を少なくした分だけ呼吸訓練装置の消費電力を低減することができる。また、頻度が少ないとはいえ、第2センタリング処理も行っているので、表示領域の中央にリサージュ図形を表示して見易くすることができる。   When comparing the Lissajous figures in the case of draw-in respiration and chest respiration, as shown in FIG. 45, both trajectories are linearly inclined, but the other axial direction to which the second bioelectric impedance Zb is assigned. The position of the locus is shifted in the X-axis direction in FIG. Here, if centering is frequently performed, the Lissajous figure is always displayed in the center of the display area, so that it becomes impossible to distinguish the draw-in breath and the chest-type breath from the Lissajous figure. According to the above-described aspect, for example, the first centering process is performed every breath, while the second centering process is performed only once for the first time and is not performed later. Since the frequency of performing the centering process is reduced, the position of the locus of the Lissajous figure is shifted in the other axial direction in the case of the draw-in breathing and the case of the chest breathing. This makes it possible to distinguish between draw-in breathing and chest breathing from the Lissajous figure. Moreover, the power consumption of the breathing exercise apparatus can be reduced by the amount that the frequency of performing the second centering process is reduced. Moreover, although the frequency is low, the second centering process is also performed, so that the Lissajous figure can be displayed at the center of the display area for easy viewing.

本発明に係る呼吸訓練装置(1)の態様として、第1生体電気インピーダンスの測定値の振幅を示す第1振幅値と、第2生体電気インピーダンスの測定値の振幅を示す第2振幅値とを特定する振幅値特定部(170)をさらに備え、表示データ生成部(170)は、第1振幅値および第2振幅値を用いて2軸のレンジを調整し、リサージュ図形の表示データを生成してもよい。
この場合、2軸のレンジを調整することで、リサージュ図形を表示する表示領域に対して丁度よい大きさでリサージュ図形を表示することが可能になる。また、表示領域の中央にリサージュ図形を表示することもできる。このためリサージュ図形を見易くすることができる。
As an aspect of the respiratory training device (1) according to the present invention, a first amplitude value indicating the amplitude of the measured value of the first bioelectrical impedance and a second amplitude value indicating the amplitude of the measured value of the second bioelectrical impedance are provided. An amplitude value specifying unit (170) for specifying is further provided, and the display data generating unit (170) adjusts the biaxial range using the first amplitude value and the second amplitude value, and generates display data of the Lissajous figure. May be.
In this case, it is possible to display the Lissajous figure with a size just right for the display area for displaying the Lissajous figure by adjusting the range of the two axes. A Lissajous figure can also be displayed at the center of the display area. This makes it easy to see the Lissajous figure.

本発明に係る呼吸訓練装置(1)の態様として、第1生体電気インピーダンスの測定値の振幅を示す第1振幅値と、第2生体電気インピーダンスの測定値の振幅を示す第2振幅値とを特定する振幅値特定部(170)をさらに備え、表示データ生成部(170)は、リサージュ図形の表示データを生成する場合に行う処理として、第1振幅値を用いて一方の軸のレンジを調整する第1レンジ調整処理と、第2振幅値を用いて他方の軸のレンジを調整する第2レンジ調整処理とを有し、第2レンジ調整処理を行う頻度が第1レンジ調整処理を行う頻度より少なくなるようにしてもよい。
この場合もリサージュ図形からドローイン呼吸と胸式呼吸を見分けることができるようになる。また、第2レンジ調整処理を行う頻度を少なくした分だけ呼吸訓練装置の消費電力を低減することができる。また、頻度が少ないとはいえ、第2レンジ調整処理も行っているので、リサージュ図形を表示する表示領域に対して丁度よい大きさでリサージュ図形を表示して見易くすることができる。
As an aspect of the respiratory training device (1) according to the present invention, a first amplitude value indicating the amplitude of the measured value of the first bioelectrical impedance and a second amplitude value indicating the amplitude of the measured value of the second bioelectrical impedance are provided. An amplitude value specifying unit (170) for specifying is further provided, and the display data generating unit (170) adjusts the range of one axis using the first amplitude value as processing to be performed when generating the display data of the Lissajous figure. Frequency of performing the first range adjustment processing and the second range adjustment processing of adjusting the range of the other axis using the second amplitude value, and the frequency of performing the second range adjustment processing is the frequency of performing the first range adjustment processing You may make it become less.
Also in this case, it becomes possible to distinguish between draw-in breathing and chest breathing from the Lissajous figure. Moreover, the power consumption of the breathing exercise apparatus can be reduced by the amount that the frequency of performing the second range adjustment process is reduced. In addition, although the frequency is low, the second range adjustment process is also performed, so that the Lissajous figure can be displayed in a size that is just right with respect to the display area for displaying the Lissajous figure for easy viewing.

本発明に係る呼吸訓練装置(1)の態様として、表示データ生成部(170)は、リサージュ図形の軌跡の表示態様が最新の1呼吸とそれ以外の過去の呼吸とで異なるようにリサージュ図形の表示データを生成してもよい。
例えば、図34や図35に示すように複数回の呼吸の様子を連続して示すリサージュ図形の場合、軌跡の表示態様が同じであると、最新の1呼吸分の軌跡が把握しづらい。上述の態様であれば、表示態様(例えば色や線種など)の違いから最新の1呼吸分の軌跡を容易に把握することができる。
As a mode of the breathing training apparatus (1) according to the present invention, the display data generation unit (170) is configured to display the Lissajous figure so that the display mode of the locus of the Lissajous figure is different between the latest one breath and the other past breaths. Display data may be generated.
For example, as shown in FIG. 34 and FIG. 35, in the case of a Lissajous figure that continuously shows the state of breathing a plurality of times, if the trajectory display mode is the same, it is difficult to grasp the latest trajectory for one breath. If it is the above-mentioned aspect, the latest locus | trajectory for one breath can be easily grasped | ascertained from the difference in a display aspect (for example, a color, a line type, etc.).

本発明に係る呼吸訓練装置(1)の態様として、表示データ生成部(170)は、リサージュ図形の軌跡の表示態様が経過時間に応じて変化するようにリサージュ図形の表示データを生成してもよい。
例えば、経過時間が増えるほど軌跡の色が薄くなるようにすれば、新しい軌跡ほど色が濃いので、最新の1呼吸分の軌跡など、新しい軌跡を容易に把握することができる。
As a mode of the breathing exercise apparatus (1) according to the present invention, the display data generation unit (170) generates the display data of the Lissajous figure so that the display mode of the locus of the Lissajous figure changes according to the elapsed time. Good.
For example, if the color of the trajectory becomes lighter as the elapsed time increases, the new trajectory becomes darker because the color of the new trajectory becomes darker, so that a new trajectory such as the latest trajectory for one breath can be easily grasped.

本発明に係る呼吸訓練装置(1)の態様として、表示データ生成部(170)は、リサージュ図形の表示データを生成するとともに、目標とする呼吸の種別と当該呼吸の大きさとに応じた呼吸指導用のリサージュ図形の表示データを生成してもよい。
この場合、被験者の呼吸の様子を示すリサージュ図形の他に、目標とする呼吸の様子を示す呼吸指導用のリサージュ図形を表示することが可能になる。したがって、被験者は、両方のリサージュ図形を見比べながら呼吸の訓練を行うことができる。この場合、被験者は、自分の呼吸の様子を示すリサージュ図形の軌跡が呼吸指導用のリサージュ図形の軌跡と一致するように意識して呼吸を行うことで、目標とする呼吸を体得することができる。このように呼吸指導用のリサージュ図形を用いることで、被験者の呼吸を効果的に指導することができる。
As an aspect of the breathing exercise apparatus (1) according to the present invention, the display data generation unit (170) generates display data of a Lissajous figure and performs breathing guidance according to the target breathing type and the breathing magnitude. Display data for the Lissajous figure may be generated.
In this case, in addition to the Lissajous figure indicating the breathing state of the subject, it is possible to display a Lissajous figure for breathing guidance indicating the target breathing state. Therefore, the subject can perform breathing training while comparing both Lissajous figures. In this case, the subject can acquire the target breath by consciously breathing so that the locus of the Lissajous figure indicating the state of his / her breathing matches the locus of the Lissajous figure for breathing guidance. . Thus, by using the Lissajous figure for breathing guidance, the subject's breathing can be effectively taught.

なお、表示データ生成部(170)は、被験者の呼吸の様子を示すリサージュ図形と呼吸指導用のリサージュ図形とが重ねて表示されるように両者の表示データを生成してもよい。このようにすれば目標とする呼吸との差異を容易に把握することができる。また、表示データ生成部(170)は、被験者の呼吸の様子を示すリサージュ図形の軌跡と、呼吸指導用のリサージュ図形の軌跡との表示態様が異なるように、両者の表示データを生成してもよい。このようにすれば、例えば、被験者の呼吸の様子を示すリサージュ図形と呼吸指導用のリサージュ図形を重ねて表示しても、軌跡の表示態様(例えば色や線種など)の違いから両者を容易に見分けることができる。   Note that the display data generation unit (170) may generate display data of both so that a Lissajous figure indicating the breathing state of the subject and a Lissajous figure for breathing guidance are displayed in an overlapping manner. In this way, the difference from the target breath can be easily grasped. Further, the display data generation unit (170) may generate both display data so that the display form of the Lissajous figure showing the breathing state of the subject and the Lissajous figure for breathing guidance are different in display mode. Good. In this way, for example, even if the Lissajous figure indicating the breathing state of the subject and the Lissajous figure for breathing guidance are displayed in an overlapping manner, both of them can be easily displayed due to the difference in the display mode of the trajectory (for example, color and line type). Can be distinguished.

本発明に係る呼吸訓練装置(1)の態様として、リサージュ図形の軌跡の傾斜角を算出する傾斜角算出部(170)と、傾斜角算出部が算出した傾斜角を予め定められた基準傾斜角と比較して、肺の換気能力の良否を判定する換気能力判定部(170)と、をさらに備えてもよい。
この場合、肺の換気能力の良否をリサージュ図形の軌跡から簡単に判定することができる。なお、立位、座位、仰臥位など、測定時の姿勢によってリサージュ図形の軌跡の傾斜角は異なるので、基準傾斜角も測定時の姿勢に応じて異なる。
As an aspect of the breathing exercise apparatus (1) according to the present invention, an inclination angle calculation unit (170) that calculates an inclination angle of a locus of a Lissajous figure, and an inclination angle calculated by the inclination angle calculation unit is a predetermined reference inclination angle. And a ventilation capacity determination unit (170) that determines whether the lung ventilation capacity is good or bad.
In this case, the quality of the lung ventilation ability can be easily determined from the locus of the Lissajous figure. Note that the inclination angle of the locus of the Lissajous figure varies depending on the posture at the time of measurement, such as standing, sitting, and the supine position, so the reference inclination angle also differs depending on the posture at the time of measurement.

本発明に係る呼吸訓練装置(1)の態様として、第1生体電気インピーダンスの測定値と第2生体電気インピーダンスの測定値とに基づいて、被験者の1呼吸ごとに当該1呼吸における呼吸深度を抽出する呼吸深度抽出部(170)と、呼吸深度抽出部が抽出した呼吸深度の経時的変化を示すグラフの表示データを生成するグラフ生成部(170)と、をさらに備え、グラフの時間軸は非線形であって、所定の時間幅を1区間としたとき、最新の1区間と最古の1区間では時間軸のレンジが異なり、最新の1区間の方が最古の1区間より時間分解能が高くなるようにしてもよい。
例えば、呼吸の訓練時間は1回当たり10分〜数十分と比較的長い時間になることが多い。このため測定開始時から現在に到るまでのグラフ全体を表示しようとすると、グラフを時間軸方向に圧縮しなければならない。この際、グラフ全体を均一に圧縮すると、測定区間全体に亘って一律に時間分解能が下がってしまうため、直近の呼吸の大きさについて詳細を把握しづらくなる。上述した態様によれば、表示するグラフの時間軸を非線形にし、最古の1区間より最新の1区間の時間分解能を高くすることができるので、直近の呼吸の大きさについて詳細を容易に把握することができる。
As an aspect of the breathing training apparatus (1) according to the present invention, based on the measured value of the first bioelectrical impedance and the measured value of the second bioelectrical impedance, the breathing depth in one breath is extracted for each breath of the subject. And a graph generation unit (170) that generates display data of a graph indicating a temporal change in the breathing depth extracted by the breathing depth extraction unit, and the time axis of the graph is nonlinear However, when the predetermined time width is one section, the time axis range is different in the latest one section and the oldest section, and the latest one section has higher time resolution than the oldest section. It may be made to become.
For example, the exercise time for breathing is often a relatively long time of 10 minutes to several tens of minutes. For this reason, when trying to display the entire graph from the start of measurement to the present, the graph must be compressed in the time axis direction. At this time, if the entire graph is uniformly compressed, the time resolution is reduced uniformly over the entire measurement section, and it becomes difficult to grasp details about the magnitude of the most recent breath. According to the above-described aspect, the time axis of the graph to be displayed can be made non-linear, and the time resolution of the latest one section can be made higher than the oldest one section, so that the details of the most recent breathing can be easily grasped. can do.

本発明に係る呼吸訓練装置(1)の態様として、呼吸の能力に応じて定められた階級ごとに、呼吸を訓練するための訓練メニューと、当該階級をクリアするためのクリア条件とを記憶する記憶部(120)と、第1生体電気インピーダンスの測定値と第2生体電気インピーダンスの測定値とに基づいて、被験者の呼吸の能力を検出する呼吸能力検出部(170)と、記憶部を参照し、呼吸能力検出部が検出した呼吸の能力に応じた階級を特定し、特定した階級に対応する訓練メニューに基づいて被験者の呼吸を訓練するための処理を行い、特定した階級に対応するクリア条件が成立すると、被験者の階級を当該階級より上位の次の階級に移行させる訓練管理部(170)と、をさらに備えてもよい。
この場合、被験者は、自分の呼吸の能力に見合った訓練メニューに基づいて呼吸の訓練を行うことができる。また、訓練メニューを階級ごとに分けて用意し、1階級ごとにクリアしながら次の階級に進むといったゲーム性を持たすことで、楽しみながら呼吸の訓練を行うことができるので、呼吸の訓練に対する被験者のモチベーションを高めることもできる。
As an aspect of the breathing training apparatus (1) according to the present invention, a training menu for training breathing and a clear condition for clearing the class are stored for each class determined according to the breathing ability. See the storage unit (120), the breathing ability detection unit (170) that detects the breathing ability of the subject based on the measurement value of the first bioelectrical impedance and the measurement value of the second bioelectrical impedance, and the storage unit Then, the class corresponding to the breathing ability detected by the breathing ability detection unit is specified, and the process for training the subject's breathing is performed based on the training menu corresponding to the specified class, and the clear corresponding to the specified class is performed. When the condition is satisfied, a training management unit (170) that shifts the class of the subject to the next class higher than the class may be further provided.
In this case, the subject can perform breathing training based on a training menu corresponding to his / her breathing ability. In addition, the training menu is prepared for each class, and by having the game characteristics of proceeding to the next class while clearing each class, it is possible to perform breathing training while having fun, so subjects for breathing training You can also increase your motivation.

本発明に係る呼吸訓練装置(1)の態様として、第1生体電気インピーダンスの測定値と、第2生体電気インピーダンスの測定値とに基づいて、被験者の呼吸が腹式呼吸なのか胸式呼吸なのかを判別可能な判別情報を求める解析部(170)と、をさらに備えてもよい。この場合、被験者の呼吸の種別(腹式呼吸なのか胸式呼吸なのか)を正確に判別できるという利点がある。
なお、解析部の代わりに、第1生体電気インピーダンスの測定値と、第2生体電気インピーダンスの測定値とに基づいて、被験者の呼吸が腹式呼吸なのか胸式呼吸なのかを判定する判定部(170)を備えてもよい。
As an aspect of the respiratory training device (1) according to the present invention, whether the subject's breathing is abdominal breathing or chest breathing based on the measured value of the first bioelectrical impedance and the measured value of the second bioelectrical impedance. And an analysis unit (170) that obtains discrimination information that can discriminate whether or not. In this case, there is an advantage that the type of breathing of the subject (abdominal breathing or chest breathing) can be accurately determined.
In addition, instead of the analysis unit, a determination unit that determines whether the subject's respiration is abdominal respiration or chest respiration based on the first bioelectrical impedance measurement value and the second bioelectrical impedance measurement value (170) may be provided.

本発明に係る呼吸訓練装置(1)の態様として、第1生体電気インピーダンスの測定値の振幅基準レベルを示す第1センタリング値(Za0)、および、第2生体電気インピーダンスの測定値の振幅基準レベルを示す第2センタリング値(Zb0)を生成するセンタリング値生成部(170)と、第1生体電気インピーダンスの測定値の第1センタリング値に対する相対値である第1相対値(ΔZa)を求める第1相対値算出部(170)と、第2生体電気インピーダンスの測定値の第2センタリング値に対する相対値である第2相対値(ΔZb)を求める第2相対値算出部(170)と、をさらに備え、解析部は、第1相対値と第2相対値とに基づいて判別情報を求めてもよい。   As an aspect of the respiratory training device (1) according to the present invention, the first centering value (Za0) indicating the amplitude reference level of the first bioelectrical impedance measurement value and the amplitude reference level of the second bioelectrical impedance measurement value A first centering value generator (170) for generating a second centering value (Zb0) indicating the first relative value (ΔZa), which is a relative value of the measured value of the first bioelectrical impedance to the first centering value A relative value calculation unit (170); and a second relative value calculation unit (170) for obtaining a second relative value (ΔZb) that is a relative value of the measurement value of the second bioelectrical impedance to the second centering value. The analysis unit may obtain the discrimination information based on the first relative value and the second relative value.

この態様では、解析部が、第1相対値と第2相対値とに基づいて、被験者の呼吸が腹式呼吸なのか胸式呼吸なのかを判別可能な判別情報を求めることにより、被験者の呼吸の種別をリアルタイムで正確に判別できる。より具体的には、上記判別情報は、被験者の胸部の周囲径の変化と腹部の周囲径の変化との比(ΔRib/ΔAb)を示すものである。本発明では、被験者の胸部の周囲径の変化と腹部の周囲径の変化との比(ΔRib/ΔAb)と、上述の第1相対値および第2相対値との間には相関関係があることを見出し、解析部は、判別情報と、第1相対値および第2相対値との関係を表す回帰式にしたがって演算処理を実行することで、第1相対値および第2相対値に対応する判別情報を求める。そして、その求めた判別情報から、被験者の呼吸の種別を推定できるという具合である。その回帰式は、以下の形で表される。
ΔRib/ΔAb=(a×ΔZb−ΔZa)/ΔZa+b
ΔRib:被験者の胸部の周囲径の変化、ΔAb:被験者の腹部の周囲径の変化、ΔRib/ΔAb:判別情報、ΔZa:第1相対値、ΔZb:第2相対値、a,b:定数。
In this aspect, the analysis unit obtains discrimination information that can discriminate whether the subject's breathing is abdominal breathing or chest breathing based on the first relative value and the second relative value. Type can be accurately identified in real time. More specifically, the discrimination information indicates the ratio (ΔRib / ΔAb) between the change in the circumference of the subject's chest and the change in the circumference of the abdomen. In the present invention, there is a correlation between the ratio (ΔRib / ΔAb) between the change in the circumference of the subject's chest and the change in the circumference of the abdomen and the first relative value and the second relative value described above. And the analysis unit executes a calculation process according to the regression information representing the relationship between the determination information and the first relative value and the second relative value, thereby determining the determination corresponding to the first relative value and the second relative value. Ask for information. Then, the type of breathing of the subject can be estimated from the obtained discrimination information. The regression equation is expressed in the following form.
ΔRib / ΔAb = (a × ΔZb−ΔZa) / ΔZa + b
ΔRib: change in the circumference of the subject's chest, ΔAb: change in the circumference of the subject's abdomen, ΔRib / ΔAb: discrimination information, ΔZa: first relative value, ΔZb: second relative value, a, b: constant.

この態様において、ΔRib/ΔAbの値が所定の閾値を上回る場合は、被験者の呼吸は胸式呼吸である一方、所定の閾値以下の場合は腹式呼吸であると推定される。このため、解析部によって求められたΔRib/ΔAbの値から、被験者の呼吸が胸式呼吸であるのか腹式呼吸であるのかを精度良く判定できるという利点がある。   In this aspect, when the value of ΔRib / ΔAb exceeds a predetermined threshold, it is estimated that the subject's breathing is chest-type breathing, whereas when the value is equal to or smaller than the predetermined threshold, it is estimated to be abdominal breathing. For this reason, there is an advantage that it is possible to accurately determine whether the subject's breathing is chest breathing or abdominal breathing from the value of ΔRib / ΔAb obtained by the analysis unit.

本発明に係る呼吸訓練装置(1)の態様として、解析部(170)は、第1生体電気インピーダンスの測定値と、第2生体電気インピーダンスの測定値とに基づいて、被験者の呼吸が、腹式呼吸なのか、胸式呼吸なのか、腹部を凹ませた状態を維持しながら呼息と吸息を行う呼吸法なのかを判別可能な判別情報を求めてもよい。この態様では、被験者の呼吸が、腹式呼吸なのか胸式呼吸なのかに加え、ドローイン呼吸(腹部を凹ませた状態を維持しながら呼息と吸息を行う呼吸法)なのかを正確に判別することができる。
なお、この場合も、解析部の代わりに、第1生体電気インピーダンスの測定値と、第2生体電気インピーダンスの測定値とに基づいて、被験者の呼吸が、腹式呼吸なのか、胸式呼吸なのか、腹部を凹ませた状態を維持しながら呼息と吸息を行う呼吸法なのかを判定する判定部(170)を備えてもよい。
As an aspect of the breathing training apparatus (1) according to the present invention, the analysis unit (170) determines whether the subject's breathing is based on the measured value of the first bioelectrical impedance and the measured value of the second bioelectrical impedance. Distinguishing information that can discriminate whether the breathing method is breathing or breathing while maintaining a state where the abdomen is dented, may be obtained. In this mode, whether the subject's breathing is abdominal breathing or chest breathing, and whether it is draw-in breathing (a breathing method that exhales and inhales while keeping the abdomen recessed) Can be determined.
Also in this case, whether the subject's breathing is abdominal breathing or chest breathing based on the measured value of the first bioelectrical impedance and the measured value of the second bioelectrical impedance instead of the analysis unit. Alternatively, a determination unit (170) may be provided that determines whether the breathing method performs exhalation and inhalation while maintaining a state in which the abdomen is recessed.

この態様において、ΔRib/ΔAbの値が所定の閾値以下の場合は、被験者の呼吸は腹式呼吸であり、ΔRib/ΔAbの値が所定の閾値を超え、かつセンタリング値生成部が生成した第2センタリング値が被験者の胸式呼吸時の第2センタリング値より所定値以上大きい場合は、被験者の呼吸はドローイン呼吸であり、ΔRib/ΔAbの値が所定の閾値を超え、かつセンタリング値生成部が生成した第2センタリング値が被験者の胸式呼吸時の第2センタリング値と所定値との加算値未満の場合は、被験者の呼吸は胸式呼吸であると推定される。このため解析部によって求められたΔRib/ΔAbの値から、被験者の呼吸が胸式呼吸であるのか腹式呼吸であるのかドローイン呼吸であるのかを精度良く判定することができる。   In this aspect, when the value of ΔRib / ΔAb is equal to or less than a predetermined threshold, the subject's breathing is abdominal breathing, the value of ΔRib / ΔAb exceeds the predetermined threshold, and the second generated by the centering value generation unit If the centering value is larger than the second centering value during the subject's chest breathing by a predetermined value or more, the subject's breathing is a draw-in breath, the value of ΔRib / ΔAb exceeds a predetermined threshold, and the centering value generator generates If the second centering value is less than the sum of the second centering value and the predetermined value during the subject's chest breathing, the subject's breathing is estimated to be chest breathing. For this reason, from the value of ΔRib / ΔAb obtained by the analysis unit, it can be accurately determined whether the subject's breathing is chest breathing, abdominal breathing, or draw-in breathing.

本発明に係る呼吸訓練装置(1)の態様として、第1生体電気インピーダンスの測定値と、第1センタリング値とが等しくなるゼロクロスタイミングを抽出するゼロクロスタイミング抽出部(170)をさらに備え、生体電気インピーダンス測定部は、所定の周期でサンプリングタイミングに到達するたびに、第1生体電気インピーダンスおよび第2生体電気インピーダンスを測定し、センタリング値生成部は、所定数のサンプリングタイミングの各々における第1生体電気インピーダンスの測定値に基づいて第1センタリング値を生成する一方、ゼロクロスタイミング抽出部で抽出されたゼロクロスタイミングにおける第2生体電気インピーダンスの測定値に基づいて第2センタリング値を生成してもよい。   As an aspect of the respiratory training device (1) according to the present invention, the respiratory training device (1) further includes a zero cross timing extraction unit (170) that extracts a zero cross timing at which the measured value of the first bioelectrical impedance is equal to the first centering value. The impedance measuring unit measures the first bioelectrical impedance and the second bioelectrical impedance every time the sampling timing is reached at a predetermined cycle, and the centering value generating unit is configured to measure the first bioelectrical power at each of the predetermined number of sampling timings. While generating the first centering value based on the measured impedance value, the second centering value may be generated based on the measured value of the second bioelectrical impedance at the zero cross timing extracted by the zero cross timing extraction unit.

ここで、被験者が、吸気と呼気とからなる呼吸を行うと、その呼吸に応じて、体幹上部の第1生体電気インピーダンスおよび体幹中部の第2生体電気インピーダンスは変化する。腹式呼吸と胸式呼吸とドローイン呼吸とで肺は同じように伸縮変化し、吸気では肺組織に含まれる空気量が増加するために肺の生体電気ンピーダンスは増加方向に変化し、呼気では肺組織に含まれる空気量が減るために肺の生体電気インピーダンスは減少方向に変化する。つまり、被験者の呼吸が腹式呼吸と胸式呼吸とドローイン呼吸の何れの場合であっても、肺を含み腹部を含まない第1生体電気インピーダンスは、吸気では増加方向に変化する一方、呼気では減少方向に変化する。
また、腹式呼吸では、呼気時に腹部骨格筋の働きによって内臓組織が横隔膜を押し上げる方向に上昇するので、腹部の生体電気インピーダンスは増加方向に変化する。つまり、腹式呼吸の呼気では、肺の生体電気インピーダンスの減少を腹部の生体電気インピーダンスの増加が打ち消すように作用する。一方、胸式呼吸やドローイン呼吸ではそのようなことはない。したがって、被験者の呼吸が腹式呼吸の場合、腹部を含む第2生体電気インピーダンスの変化は、上述の第1生体電気インピーダンスの変化とは異なる態様を示す。
Here, when the subject performs breathing consisting of inspiration and expiration, the first bioelectrical impedance of the upper trunk and the second bioelectrical impedance of the middle trunk change according to the breathing. The lungs expand and contract in the same way during abdominal breathing, chest breathing, and draw-in breathing, and the amount of air contained in lung tissue increases during inspiration, so the bioelectrical impedance of the lungs changes in the increasing direction, and lungs during exhalation As the amount of air contained in the tissue decreases, the bioelectrical impedance of the lung changes in a decreasing direction. That is, regardless of whether the subject's breathing is abdominal breathing, chest breathing, or draw-in breathing, the first bioelectrical impedance that includes the lungs and does not include the abdomen changes in an increasing direction during inspiration, while in exhalation. It changes in the decreasing direction.
In abdominal breathing, the visceral tissue rises in the direction of pushing up the diaphragm by the action of the abdominal skeletal muscle during exhalation, so the bioelectrical impedance of the abdomen changes in the increasing direction. That is, in the expiration of abdominal breathing, the increase in the bioelectrical impedance of the abdomen cancels the decrease in the bioelectrical impedance of the lungs. On the other hand, this is not the case with chest breathing and draw-in breathing. Therefore, when the subject's breathing is abdominal breathing, a change in the second bioelectric impedance including the abdomen is different from the above-described change in the first bioelectric impedance.

被験者の呼吸が胸式呼吸であっても腹式呼吸であってもドローイン呼吸であっても、第1生体電気インピーダンスの変化を示す波形は略正弦波状となる。体動などによる影響で、第1生体電気インピーダンスの変化を示す波形が乱れても、それに応じた第1センタリング値(第1生体電気インピーダンスの変化を示す波形から、呼吸に起因した情報を抽出するための振幅基準レベル)が得られるように、センタリング値生成部は、所定数のサンプリングタイミングの各々における第1生体電気インピーダンスの測定値に基づいて第1センタリング値を生成する。より具体的には、センタリング値生成部は、サンプリングタイミングごとに、当該サンプリングタイミングよりも所定の時間長だけ前の時点を始点とし、当該サンプリングタイミングを終点とするセンタリング期間内の複数のサンプリングタイミングの各々における第1生体電気インピーダンスの測定値を用いた移動平均処理を行い、その結果に基づいて、当該サンプリングタイミングにおける第1センタリング値を求める。これにより、体動などによる影響で、第1生体電気インピーダンスの変化を示す波形が乱れても、それに応じた第1センタリング値を精度良く生成できる。上記センタリング期間の時間長は、当該サンプリングタイミングにおける被験者の呼吸速度に応じて可変に設定される。なお、ここでの「移動平均処理」には、重み付けのない平均処理だけでなく、重み付けのある平均処理も含まれる。例えば各サンプリングタイミングにおける周波数の相違に応じた重み付けがされたうえで、平均処理が行われる態様であってもよい。   Regardless of whether the subject's breathing is chest breathing, abdominal breathing or draw-in breathing, the waveform indicating the change in the first bioelectrical impedance is substantially sinusoidal. Even if the waveform indicating the change in the first bioelectrical impedance is disturbed due to the influence of body movement or the like, the first centering value corresponding to that is extracted (information resulting from respiration from the waveform indicating the change in the first bioelectrical impedance). The centering value generation unit generates the first centering value based on the measured value of the first bioelectrical impedance at each of the predetermined number of sampling timings. More specifically, for each sampling timing, the centering value generator generates a plurality of sampling timings within a centering period starting from a time point that is a predetermined time length before the sampling timing and ending with the sampling timing. A moving average process using the measured value of the first bioelectric impedance in each is performed, and based on the result, the first centering value at the sampling timing is obtained. Thereby, even if the waveform indicating the change in the first bioelectrical impedance is disturbed due to the influence of body movement or the like, the first centering value corresponding to the waveform can be generated with high accuracy. The time length of the centering period is variably set according to the breathing rate of the subject at the sampling timing. Here, the “moving average process” includes not only an unweighted average process but also an average process with a weight. For example, the averaging process may be performed after weighting according to the difference in frequency at each sampling timing.

一方、腹式呼吸に伴う第2生体電気インピーダンスの変化は、第1生体電気インピーダンスの変化とは異なる態様(非正弦波状)となるので、第1センタリング値を求める場合と同様に、所定数のサンプリングタイミングの各々における第2生体電気インピーダンスの測定値を用いた移動平均処理を行っても、これらの振幅基準レベル、すなわち、第2生体電気インピーダンスの変化を示す波形から、呼吸に起因した情報を抽出するための振幅基準レベルを精度良く求めることは困難である。   On the other hand, the change in the second bioelectric impedance due to the abdominal breathing has a different form (non-sinusoidal) from the change in the first bioelectrical impedance. Even if the moving average processing using the measurement value of the second bioelectric impedance at each sampling timing is performed, information derived from respiration is obtained from the amplitude reference level, that is, the waveform indicating the change in the second bioelectric impedance. It is difficult to accurately obtain an amplitude reference level for extraction.

そこで、上記態様では、センタリング値生成部は、ゼロクロスタイミング抽出部で抽出されたゼロクロスタイミングにおける第2生体電気インピーダンスの測定値に基づいて、当該サンプリングタイミングにおける第2センタリング値を生成する。具体的には、センタリング値生成部は、サンプリングタイミングごとに、当該サンプリングタイミングがゼロクロスタイミングであるか否かを判定し、当該サンプリングタイミングがゼロクロスタイミングである場合は、当該サンプリングタイミングにおける第2生体電気インピーダンスの測定値に基づいて、当該サンプリングタイミングにおける第2センタリング値を生成する一方、当該サンプリングタイミングがゼロクロスタイミングでない場合は、当該サンプリングタイミングの直前のサンプリングタイミングで生成した第2センタリング値を、当該サンプリングタイミングにおける第2センタリング値として採用する。これにより、第2生体電気インピーダンスの測定値の振幅基準レベルを精度良く求めることができる。   Therefore, in the above aspect, the centering value generation unit generates the second centering value at the sampling timing based on the measurement value of the second bioelectrical impedance at the zero cross timing extracted by the zero cross timing extraction unit. Specifically, for each sampling timing, the centering value generation unit determines whether or not the sampling timing is a zero-cross timing. If the sampling timing is the zero-cross timing, the second bioelectric at the sampling timing is determined. Based on the measured impedance value, the second centering value at the sampling timing is generated. On the other hand, if the sampling timing is not zero cross timing, the second centering value generated at the sampling timing immediately before the sampling timing is The second centering value at the timing is adopted. Thereby, the amplitude reference level of the measured value of the second bioelectrical impedance can be obtained with high accuracy.

本発明に係る呼吸訓練装置(1)の態様として、被験者の1呼吸ごとに、当該1呼吸における呼吸深度を抽出する呼吸深度抽出部(170)と、被験者の1呼吸ごとに、解析部により求められた判別情報に基づいて当該1呼吸に占める腹式呼吸の割合を示す腹式レベルを求める腹式レベル算出部(170)と、被験者の1呼吸ごとに、当該1呼吸における呼吸深度および腹式レベルに基づいて、当該1呼吸における腹式呼吸および胸式呼吸の各々の大きさと余裕度とを報知する報知部(170、160)と、をさらに備えてもよい。より具体的には、呼吸深度抽出部で抽出された呼吸深度を正規化する正規化部(170)をさらに備え、報知部は、呼吸深度と、1呼吸で肺に出入りする空気量を示す1回換気量との関係を示す第2の回帰式にしたがって演算処理を実行することで、正規化部にて正規化された呼吸深度に対応する1回換気量を求め、その求めた1回換気量と、腹式レベルとに基づいて、被験者の腹式呼吸および胸式呼吸の各々の大きさと余裕度とを決定して報知する。   As an aspect of the breathing training apparatus (1) according to the present invention, a breathing depth extraction unit (170) that extracts a breathing depth in one breath for each breath of the subject, and an analysis unit for each breath of the subject. An abdominal level calculation unit (170) for obtaining an abdominal level indicating the proportion of the abdominal breathing in the one breath based on the determined discrimination information, and the breathing depth and abdominal formula in the one breath for each breath of the subject You may further provide the alerting | reporting part (170,160) which alert | reports each magnitude | size and margin of abdominal respiration and chest respiration in the said 1 respiration based on a level. More specifically, it further includes a normalization unit (170) that normalizes the respiration depth extracted by the respiration depth extraction unit, and the notification unit indicates the respiration depth and the amount of air that enters and exits the lung in one breath. The tidal volume corresponding to the breathing depth normalized by the normalization unit is obtained by executing the arithmetic processing according to the second regression equation indicating the relationship with the tidal volume, and the obtained tidal volume Based on the amount and the abdominal level, the magnitude and margin of each of the subject's abdominal respiration and chest respiration are determined and notified.

この態様では、報知部は、被験者の1呼吸ごとに、当該1呼吸における腹式呼吸および胸式呼吸の各々の大きさと余裕度とを被験者に対して報知するので、被験者は、自分の胸部呼吸筋および腹部呼吸筋の活用の強みと弱みとを認識できる。これにより、被験者に対して、自分の強みを自覚させつつも、自分の弱みを活性化させるための腹式呼吸等の呼吸筋トレーニングへのモチベーションを確保させることができる。また、この態様によれば、スパイロなどのように、被験者が最大の呼吸を行わなくとも、当該被験者の呼吸能力の余裕を把握できるので、被験者の安全を確保するという観点からも好ましいという利点がある。   In this aspect, the notification unit notifies the subject of the magnitude and margin of each of the abdominal breathing and the chest breathing in one breath for each breath of the subject. Recognize the strengths and weaknesses of utilizing muscles and abdominal respiratory muscles. This makes it possible to ensure motivation for respiratory muscle training such as abdominal breathing for activating one's weakness while making the subject aware of his strength. In addition, according to this aspect, it is possible to grasp the margin of the subject's breathing ability even if the subject does not perform the maximum breathing, such as a spiro, which is preferable from the viewpoint of ensuring the safety of the subject. is there.

また、上述した課題を解決するため、本発明に係る呼吸訓練装置(300)は、生体電気インピーダンス測定装置(200’)が測定した、被験者の肺を含み腹部を含まない体幹上部の第1生体電気インピーダンス(Za)と、被験者の腹部を含む体幹中部の第2生体電気インピーダンス(Zb)とを入力する入力部(320)と、互いに直交する2軸のうち、一方の軸を第1生体電気インピーダンス、他方の軸を第2生体電気インピーダンスとし、第1生体電気インピーダンスの測定値および第2生体電気インピーダンスの測定値の経時的変化を示すリサージュ図形の表示データを生成する表示データ生成部(360)と、を備えることを特徴とする。   In order to solve the above-described problem, the respiratory training device (300) according to the present invention is the first upper trunk that includes the lungs of the subject and does not include the abdomen, as measured by the bioelectrical impedance measuring device (200 ′). The input unit (320) for inputting the bioelectrical impedance (Za) and the second bioelectrical impedance (Zb) of the trunk including the abdomen of the subject, and one of the two axes orthogonal to each other is the first axis A display data generation unit that generates display data of a Lissajous figure indicating changes over time in the measured value of the first bioelectrical impedance and the measured value of the second bioelectrical impedance, with the bioelectrical impedance being the second bioelectrical impedance on the other axis (360).

本発明に係る呼吸訓練装置(300)の態様として、生体電気インピーダンス測定装置(200’)が測定した、被験者の右肺を含み腹部を含まない体幹上部右側の第1生体電気インピーダンス(ZaR)と、被験者の左肺を含み腹部を含まない体幹上部左側の第2生体電気インピーダンス(ZaL)と、被験者の腹部を含む体幹中部の第3生体電気インピーダンス(Zb)とを入力する入力部(320)と、互いに直交する2軸のうち、一方の軸を第1生体電気インピーダンス、他方の軸を第3生体電気インピーダンスとし、第1生体電気インピーダンスの測定値および第3生体電気インピーダンスの測定値の経時的変化を示す第1リサージュ図形の表示データを生成するとともに、一方の軸を第2生体電気インピーダンス、他方の軸を第3生体電気インピーダンスとし、第2生体電気インピーダンスの測定値および第3生体電気インピーダンスの測定値の経時的変化を示す第2リサージュ図形の表示データを生成する表示データ生成部(360)と、を備えてもよい。   As an aspect of the respiratory training device (300) according to the present invention, the first bioelectric impedance (ZaR) on the right side of the upper trunk, which includes the right lung of the subject and does not include the abdomen, measured by the bioelectrical impedance measuring device (200 ′). And a second bioelectrical impedance (ZaL) on the upper left side of the trunk that includes the left lung of the subject and does not include the abdomen, and a third bioelectrical impedance (Zb) in the middle of the trunk that includes the abdomen of the subject (320) and one of the two orthogonal axes is the first bioelectrical impedance and the other axis is the third bioelectrical impedance, and the measured value of the first bioelectrical impedance and the measurement of the third bioelectrical impedance The display data of the first Lissajous figure showing the change over time of the value is generated, one axis is the second bioelectrical impedance, and the other axis is the third living body. A display data generation unit (360) that generates display data of a second Lissajous figure that represents electrical impedance and represents a time-dependent change in the measured value of the second bioelectrical impedance and the measured value of the third bioelectrical impedance. Good.

以上の構成を有する呼吸訓練装置においても、呼吸を訓練するためのバイオフィードバック情報としてリサージュ図形を活用することができるので、呼吸を効率よく訓練することが可能になる。なお、呼吸訓練装置は、例えば、ゲーム機、パーソナルコンピュータ、携帯型電子機器(例えば携帯電話機など)であってもよい。   Also in the breathing training apparatus having the above configuration, the Lissajous figure can be utilized as biofeedback information for training breathing, and therefore it is possible to train breathing efficiently. Note that the breathing training apparatus may be, for example, a game machine, a personal computer, or a portable electronic device (for example, a mobile phone).

また、上述した課題を解決するため、本発明に係る呼吸訓練システム(5)は、被験者の肺を含み腹部を含まない体幹上部の第1生体電気インピーダンス(Za)と、被験者の腹部を含む体幹中部の第2生体電気インピーダンス(Zb)とを測定する生体電気インピーダンス測定部(200’、360)と、互いに直交する2軸のうち、一方の軸を第1生体電気インピーダンス、他方の軸を第2生体電気インピーダンスとし、第1生体電気インピーダンスの測定値および第2生体電気インピーダンスの測定値の経時的変化を示すリサージュ図形を生成するリサージュ図形生成部(300、360)と、リサージュ図形生成部が生成したリサージュ図形を表示する表示部(400)と、を備えることを特徴とする。   In order to solve the above-described problem, the respiratory training system (5) according to the present invention includes the first bioelectric impedance (Za) of the upper trunk including the lungs of the subject and not including the abdomen, and the abdomen of the subject. The bioelectrical impedance measuring unit (200 ′, 360) that measures the second bioelectrical impedance (Zb) in the middle of the trunk, and one of the two axes orthogonal to each other is the first bioelectrical impedance and the other axis Is a second bioelectrical impedance, and a Lissajous graphic generation unit (300, 360) for generating a Lissajous graphic indicating a change over time of the measured value of the first bioelectrical impedance and the measured value of the second bioelectrical impedance, and Lissajous graphic generation And a display unit (400) for displaying the Lissajous figure generated by the unit.

本発明に係る呼吸訓練システム(5)の態様として、被験者の右肺を含み腹部を含まない体幹上部右側の第1生体電気インピーダンスと(ZaR)、被験者の左肺を含み腹部を含まない体幹上部左側の第2生体電気インピーダンス(ZaL)と、被験者の腹部を含む体幹中部の第3生体電気インピーダンス(Zb)とを測定する生体電気インピーダンス測定部(200’、360)と、互いに直交する2軸のうち、一方の軸を第1生体電気インピーダンス、他方の軸を第3生体電気インピーダンスとし、第1生体電気インピーダンスの測定値および第3生体電気インピーダンスの測定値の経時的変化を示す第1リサージュ図形を生成するとともに、一方の軸を第2生体電気インピーダンス、他方の軸を第3生体電気インピーダンスとし、第2生体電気インピーダンスの測定値および第3生体電気インピーダンスの測定値の経時的変化を示す第2リサージュ図形を生成するリサージュ図形生成部(300、360)と、リサージュ図形生成部が生成した第1リサージュ図形および第2リサージュ図形を表示する表示部(400)と、を備えるようにしてもよい。   As aspects of the breathing training system (5) according to the present invention, the first bioelectric impedance (ZaR) on the upper right side of the trunk including the right lung of the subject and not including the abdomen, and the body including the left lung of the subject and not including the abdomen A bioelectrical impedance measuring unit (200 ′, 360) that measures the second bioelectrical impedance (ZaL) on the left side of the trunk and the third bioelectrical impedance (Zb) in the middle of the trunk including the abdomen of the subject, and orthogonal to each other Of these two axes, one axis is the first bioelectrical impedance and the other axis is the third bioelectrical impedance, and the measured value of the first bioelectrical impedance and the measured value of the third bioelectrical impedance are shown over time. A first Lissajous figure is generated, and one axis is a second bioelectrical impedance and the other axis is a third bioelectrical impedance. A Lissajous figure generating unit (300, 360) for generating a second Lissajous figure indicating a change over time in the measured value of the air impedance and the measured value of the third bioelectrical impedance; the first Lissajous figure generated by the Lissajous figure generating unit; And a display unit (400) for displaying the second Lissajous figure.

以上の構成を有する呼吸訓練システムにおいても、呼吸を訓練するためのバイオフィードバック情報としてリサージュ図形を活用することができるので、呼吸を効率よく訓練することが可能になる。なお、呼吸訓練システムは、例えば、ゲーム機、パーソナルコンピュータ、携帯型電子機器などを用いて構成されていてもよい。   Also in the breathing training system having the above configuration, the Lissajous figure can be utilized as biofeedback information for training breathing, so that breathing can be efficiently trained. Note that the breathing exercise system may be configured using, for example, a game machine, a personal computer, a portable electronic device, or the like.

本発明に係る実施形態の生体測定装置の電気的構成について示すブロック図である。It is a block diagram shown about the electrical constitution of the biometric device of the embodiment concerning the present invention. 生体測定装置の外観例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the example of an external appearance of a biometric apparatus. 生体測定装置の電極配置を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows electrode arrangement | positioning of a biometric apparatus. 電流電極の選択と電圧電極の選択とを説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating selection of a current electrode and selection of a voltage electrode. 生体測定装置の動作内容を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement content of a biometric apparatus. 体幹を構成する組織の概略を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the outline of the structure | tissue which comprises a trunk. 体幹の生体電気インピーダンスの等価回路を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the equivalent circuit of the bioelectrical impedance of a trunk. 呼吸と生体電気インピーダンスの変化の関係を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the relationship between respiration and the change of bioelectrical impedance. 腹式呼吸における生体電気インピーダンスの変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the bioelectrical impedance in abdominal respiration. 胸式呼吸における生体電気インピーダンスの変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the bioelectrical impedance in chest type respiration. 腹式呼吸に伴う胸部および腹部の周囲径変化を示す図である。It is a figure which shows the circumference change of the chest and abdomen accompanying abdominal respiration. 胸式呼吸に伴う胸部および腹部の周囲径変化を示す図である。It is a figure which shows the circumference diameter change of the chest and abdomen accompanying chest type respiration. 胸部の周囲径変化と腹部の周囲径変化との比と、第1相対値および第2相対値との関係を示す相関図である。It is a correlation diagram showing the relationship between the ratio between the change in the circumference of the chest and the change in the circumference of the abdomen, and the first relative value and the second relative value. 呼吸解析処理の処理内容の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the processing content of a respiration analysis process. 第1センタリング処理の処理内容を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the processing content of a 1st centering process. 呼吸タイミング抽出処理の処理内容を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the processing content of a respiration timing extraction process. 呼吸タイミング抽出処理の処理内容を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the processing content of a respiration timing extraction process. 呼吸スピード判別フラッグ設定処理の処理内容を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the processing content of a breathing speed discrimination | determination flag setting process. 第1センタリング値抽出処理の処理内容を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the processing content of a 1st centering value extraction process. 第2センタリング値の生成方法を概念的に説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating notionally the production | generation method of a 2nd centering value. 第2相対値算出処理の処理内容を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the processing content of a 2nd relative value calculation process. 腹式呼吸における第1相対値と第2相対値との経時的変化を示す図である。It is a figure which shows the time-dependent change of the 1st relative value and 2nd relative value in abdominal respiration. ΔRib/ΔAb推定演算処理の処理内容を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the processing content of (DELTA) Rib / (DELTA) Ab estimation calculation processing. ΔRib/ΔAb推定演算処理の処理内容を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the processing content of (DELTA) Rib / (DELTA) Ab estimation calculation processing. ΔRib/ΔAb推定演算処理の演算結果を示す図である。It is a figure which shows the calculation result of (DELTA) Rib / (DELTA) Ab estimation calculation processing. 表示部での表示態様を示す図である。It is a figure which shows the display mode in a display part. 呼吸深度抽出処理の処理内容を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the processing content of the respiration depth extraction process. 呼吸レベル表示処理の処理内容を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the processing content of a respiration level display process. 呼吸深度と1回換気量との間の関係を示す相関図である。It is a correlation diagram which shows the relationship between respiration depth and a tidal volume. 体幹上部および体幹中部の生体電気インピーダンスの時間変化を示すグラフである。It is a graph which shows the time change of the bioelectrical impedance of a trunk upper part and a trunk trunk. 呼吸種別判別処理の処理内容を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the processing content of a respiration classification discrimination | determination process. 胸式呼吸のときに得られる1呼吸分のリサージュ図形を示す図である。It is a figure which shows the Lissajous figure for one breath obtained at the time of chest type breathing. 腹式呼吸のときに得られる1呼吸分のリサージュ図形を示す図である。It is a figure which shows the Lissajous figure for 1 breath obtained at the time of abdominal breathing. 胸式呼吸のときに得られる複数回の呼吸分のリサージュ図形を示す図である。It is a figure which shows the Lissajous figure for several times of breaths obtained at the time of chest type breathing. 腹式呼吸のときに得られる複数回の呼吸分のリサージュ図形を示す図である。It is a figure which shows the Lissajous figure for several times of breaths obtained at the time of abdominal breathing. リサージュ図形表示処理の処理内容を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the processing content of a Lissajous figure display process. 胸式呼吸から腹式呼吸へのリサージュ図形の変化を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the change of the Lissajous figure from chest type breathing to abdominal type breathing. X軸とY軸を入れ替えた場合のリサージュ図形を示す図である。It is a figure which shows a Lissajous figure at the time of switching X axis and Y axis. X軸とY軸を入れ替えた場合のリサージュ図形における胸式呼吸から腹式呼吸への変化を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the change from the chest type | mold breathing to abdominal type | mold breathing in the Lissajous figure at the time of switching an X-axis and a Y-axis. 右肺用と左肺用の2つのリサージュ図形(1呼吸分)を重ねて表示した場合を示す図である。It is a figure which shows the case where two Lissajous figures (for 1 breath) for right lung and left lung are displayed superimposed. 右肺用と左肺用の2つのリサージュ図形の差異を強調表示した場合を示す図である。It is a figure which shows the case where the difference of two Lissajous figures for right lung and left lung is highlighted. 右肺用と左肺用の2つのリサージュ図形の平均値をプロットした場合を示す図である。It is a figure which shows the case where the average value of two Lissajous figures for right lung and left lung is plotted. リサージュ図形の表示位置をセンタリングする方法を説明するための模式図(その1)である。It is a schematic diagram (the 1) for demonstrating the method of centering the display position of a Lissajous figure. リサージュ図形の表示位置をセンタリングする方法を説明するための模式図(その2)である。It is a schematic diagram (2) for demonstrating the method of centering the display position of a Lissajous figure. ドローイン呼吸の場合と胸式呼吸の場合のリサージュ図形を示す図である。It is a figure which shows the Lissajous figure in the case of draw-in respiration and the case of chest respiration. 最新の1呼吸とそれ以外の過去の呼吸とで軌跡の色の濃淡を変えた場合のリサージュ図形を示す図である。It is a figure which shows a Lissajous figure at the time of changing the color of the color of a locus | trajectory with the latest one breath and other past breaths. リサージュ図形によるアシスト表示を説明するための図(その1)である。It is FIG. (1) for demonstrating the assist display by a Lissajous figure. リサージュ図形によるアシスト表示を説明するための図(その2)である。It is FIG. (2) for demonstrating the assist display by a Lissajous figure. 肺の換気能力の良否を判定する方法を説明するための図(その1)である。It is FIG. (1) for demonstrating the method to determine the quality of the ventilation capability of a lung. 肺の換気能力の良否を判定する方法を説明するための図(その2)である。It is FIG. (2) for demonstrating the method to determine the quality of the ventilation capability of a lung. 肺の換気能力の良否を判定する方法を説明するための図(その3)である。It is FIG. (3) for demonstrating the method to determine the quality of the ventilation capability of a lung. 呼吸レベルの時間変化を示すグラフである。It is a graph which shows the time change of a respiration level. アシスト情報の表示態様を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the display mode of assist information. アシスト情報の表示態様の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the display mode of assist information. 呼吸の大きさを報知する表示態様の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the display mode which alert | reports the magnitude | size of respiration. 家庭用のゲーム機を用いた生体測定システムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the biometric system using a home game machine. ゲーム機の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of a game machine. 訓練メニュー管理テーブルのデータ構成を示す図である。It is a figure which shows the data structure of a training menu management table. 呼吸訓練管理処理の処理内容を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the processing content of a breathing exercise management process.

<1.第1実施形態>
<1−1:生体測定装置の構成>
図1は、本発明の実施形態に係る生体測定装置1の構成を示すブロック図である。この生体測定装置1は、生体の状態を測定するものであるが、その機能の一部は、呼吸の種別や胸式呼吸の程度及び腹式呼吸の程度を判定する呼吸判定装置としての役割を担う。
生体測定装置1は、体重を測定するとともに装置全体の動作を管理する管理部100と、被験者の各部位の生体電気インピーダンスを測定する生体電気インピーダンス測定部200とを備える。管理部100は、体重計110、第1記憶部120、第2記憶部130、音声処理部140、スピーカ145、入力部150、並びに表示部160を備える。これらの構成要素は、バスを介してCPU(Central Processing Unit)170と接続されている。CPU170は、装置全体を制御する制御中枢として機能する。なお、CPU170は図示せぬクロック信号発生回路からクロック信号の供給を受けて動作する。また、各構成要素には図示せぬ電源スイッチがオン状態になると、電源回路から電源が供給される。
<1. First Embodiment>
<1-1: Configuration of Biometric Apparatus>
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a biometric apparatus 1 according to an embodiment of the present invention. This living body measuring apparatus 1 measures the state of a living body, but a part of its function serves as a breath determining apparatus that determines the type of breathing, the degree of chest breathing, and the degree of abdominal breathing. Bear.
The biometric apparatus 1 includes a management unit 100 that measures body weight and manages the operation of the entire apparatus, and a bioelectrical impedance measurement unit 200 that measures bioelectrical impedance of each part of the subject. The management unit 100 includes a weight scale 110, a first storage unit 120, a second storage unit 130, a sound processing unit 140, a speaker 145, an input unit 150, and a display unit 160. These components are connected to a CPU (Central Processing Unit) 170 via a bus. The CPU 170 functions as a control center that controls the entire apparatus. The CPU 170 operates by receiving a clock signal from a clock signal generation circuit (not shown). Further, when a power switch (not shown) is turned on to each component, power is supplied from the power supply circuit.

体重計110は、被験者の体重を測定し、その測定した体重データを、バスを介してCPU170に出力する。第1記憶部120は、不揮発性のメモリであって、例えばROM(Read Only Memory)で構成される。第1記憶部120には、装置全体を制御する制御プログラムが記憶されている。CPU170は、制御プログラムにしたがって所定の演算を実行する。   The weight scale 110 measures the weight of the subject, and outputs the measured weight data to the CPU 170 via the bus. The first storage unit 120 is a non-volatile memory, and is composed of, for example, a ROM (Read Only Memory). The first storage unit 120 stores a control program for controlling the entire apparatus. CPU 170 executes a predetermined calculation according to the control program.

第2記憶部130は、揮発性のメモリであり、例えば、DRAM(Dynamic Random Access Memory)等によって構成される。第2記憶部130はCPU170の作業領域として機能し、CPU170が所定の演算を実行する際にデータを記憶する。また、音声処理部140は、CPU170の制御の下、音声データをDA変換して得た音声信号を増幅してスピーカ145に出力する。スピーカ145は増幅した音声信号を振動に変換して放音する。これによって、呼吸方法の指導などのアドバイス情報を音によって被験者に報知することができる。   The second storage unit 130 is a volatile memory, and includes, for example, a DRAM (Dynamic Random Access Memory) or the like. The second storage unit 130 functions as a work area of the CPU 170, and stores data when the CPU 170 executes a predetermined calculation. In addition, the audio processing unit 140 amplifies an audio signal obtained by DA converting audio data under the control of the CPU 170 and outputs the amplified audio signal to the speaker 145. The speaker 145 converts the amplified audio signal into vibration and emits the sound. Thus, advice information such as guidance on the breathing method can be notified to the subject by sound.

入力部150は、各種のスイッチから構成され、被験者がスイッチを操作すると、身長、年齢、及び性別といった情報が入力される。表示部160は、体重や呼吸の種別といった測定結果や、腹式呼吸に導くための呼気と吸気のリズムやパターンなどのアドバイス情報を知らせる機能、あるいは被験者に各種の情報の入力を促すメッセージを表示する機能を有する。表示部160は、例えば、液晶表示装置などで構成される。   The input unit 150 includes various switches, and when a subject operates the switches, information such as height, age, and sex is input. The display unit 160 displays a measurement result such as weight and type of breath, a function for notifying advice information such as a rhythm and a pattern of exhalation and inspiration for leading to abdominal breathing, or a message prompting the subject to input various information. It has the function to do. The display unit 160 is configured by, for example, a liquid crystal display device.

次に、生体電気インピーダンス測定部200は、被験者(人体)の生体電気インピーダンスを測定する。生体電気インピーダンス測定部200は、交流電流出力回路210、基準電流検出回路220、電位差検出回路230、A/D変換器240、電極切換回路251及び252を備える。
交流電流出力回路210は基準電流Irefを生成する手段である。交流電流出力回路210は、基準電流Irefの実効値が予め定められた値となるように、当該基準電流Irefを生成する。基準電流検出回路220は、被測定対象に流れる基準電流Irefの大きさを検出して電流データDiとしてCPU170に出力するとともに、被験者に基準電流Irefを通電する。この場合、電極切換回路252は、電流電極X1〜X4の中から2つを選択して電流を供給する。
さらに、電位差検出回路230は、電圧電極Y1〜Y4の中から選択された2つの電圧電極の間の電位差を検出して電位差信号ΔVを生成する。A/D変換器240は電位差信号ΔVをアナログ信号からデジタル信号に変換し電圧データDvとしてCPU170に出力する。CPU170は電圧データDvと電流データDiとに基づいて生体電気インピーダンスZ(=Dv/Di)を計算する。
Next, the bioelectrical impedance measuring unit 200 measures the bioelectrical impedance of the subject (human body). The bioelectrical impedance measurement unit 200 includes an alternating current output circuit 210, a reference current detection circuit 220, a potential difference detection circuit 230, an A / D converter 240, and electrode switching circuits 251 and 252.
The alternating current output circuit 210 is a means for generating a reference current Iref. The alternating current output circuit 210 generates the reference current Iref so that the effective value of the reference current Iref becomes a predetermined value. The reference current detection circuit 220 detects the magnitude of the reference current Iref flowing through the object to be measured and outputs it as current data Di to the CPU 170 and energizes the subject with the reference current Iref. In this case, the electrode switching circuit 252 selects two of the current electrodes X1 to X4 and supplies current.
Further, the potential difference detection circuit 230 detects a potential difference between two voltage electrodes selected from the voltage electrodes Y1 to Y4 and generates a potential difference signal ΔV. The A / D converter 240 converts the potential difference signal ΔV from an analog signal to a digital signal and outputs it to the CPU 170 as voltage data Dv. The CPU 170 calculates a bioelectric impedance Z (= Dv / Di) based on the voltage data Dv and the current data Di.

第1記憶部120は、各種データを予め記憶することができる。たとえば、各部位の生体電気インピーダンスを変数として体脂脂肪率や筋肉量を算出するための相関式又は相関テーブルが記憶されている。
CPU170は、体重、被験者の各種の部位の生体電気インピーダンス(例えば、上肢生体電気インピーダンス、下肢生体電気インピーダンス、体幹生体電気インピーダンス)、を演算し、かつ、各種の入出力、測定、演算等について制御する。なお、生体電気インピーダンスなどに基づいて、内臓脂肪/皮下脂肪、内臓脂肪量、皮下脂肪率、皮下脂肪量、全身の脂肪率、身体の各部位の脂肪率(上肢脂肪率、下肢脂肪率、体幹脂肪率など)を演算することもできる。
The first storage unit 120 can store various data in advance. For example, a correlation equation or a correlation table for calculating body fat fat percentage and muscle mass using the bioelectrical impedance of each part as a variable is stored.
The CPU 170 calculates body weight, bioelectrical impedance (for example, upper limb bioelectrical impedance, lower limb bioelectrical impedance, trunk bioelectrical impedance) of various parts of the subject, and various input / output, measurement, calculation, and the like. Control. Based on bioelectrical impedance, etc., visceral fat / subcutaneous fat, visceral fat mass, subcutaneous fat percentage, subcutaneous fat mass, whole body fat percentage, fat percentage of each part of body (upper limb fat percentage, lower limb fat percentage, body Stem fat percentage etc.) can also be calculated.

図2に、生体測定装置1の外観例を示す。生体測定装置1は、L字型の形状をしており、台座部20の上に柱状の筐体部30を備える。台座部20には、左足用の電流電極X1及び電圧電極Y1と、右足用の電流電極X2及び電圧電極Y2が設けられている。また、筐体部30の上部には、表示部160が設けられている。この表示部160は、タッチパネルで構成されており、入力部150としても機能する。さらに、筐体部30の左右の側面には、左手用の電極部30Lと右手用の電極部30Rが設けられている。   In FIG. 2, the example of an external appearance of the biometric apparatus 1 is shown. The biometric device 1 has an L-shape and includes a columnar casing 30 on the pedestal 20. The pedestal 20 is provided with a current electrode X1 and a voltage electrode Y1 for the left foot, and a current electrode X2 and a voltage electrode Y2 for the right foot. A display unit 160 is provided on the upper portion of the housing unit 30. The display unit 160 is configured with a touch panel and also functions as the input unit 150. Further, left and right electrode portions 30 </ b> L and right hand electrode portions 30 </ b> R are provided on the left and right side surfaces of the housing portion 30.

図3は筐体部30の上部を拡大した拡大図である。この図に示すように、左手用の電極部30Lは電流電極X3及び電圧電極Y3を備え、右手用の電極部30Rは電流電極X4及び電圧電極Y4を備える。被験者は、台座30の上に立ち、左右の手を下げた状態で電極部30L及び電極部30Rを握ることによって、測定を行う。   FIG. 3 is an enlarged view in which the upper part of the housing part 30 is enlarged. As shown in this figure, the left-hand electrode portion 30L includes a current electrode X3 and a voltage electrode Y3, and the right-hand electrode portion 30R includes a current electrode X4 and a voltage electrode Y4. The subject performs measurement by standing on the pedestal 30 and holding the electrode part 30L and the electrode part 30R with the left and right hands lowered.

電極切換回路251及び252は、CPU170の制御の下、両手及び両足に装着される8個の電極を選択する。この8個の電極を適宜選択することによって、人体の所定の部位における生体電気インピーダンスZを計測することが可能となる。例えば、図4(A)に示すように基準電流Irefを左足用の電流電極X1と左手用の電流電極X3との間に供給し、左足用の電圧電極Y1と左手用の電圧電極Y3との間で電位差を計測すれば、全身の生体電気インピーダンスを計測することができる。なお、基準電流Irefを電流電極X2及びX4の間に流し、電圧電極Y2及びY4の間の電位差を計測しても全身の生体電気インピーダンスを計測することができる。さらに、図4(K)に示すように両掌を短絡させ、両足を短絡させ、両掌から両足までの生体電気インピーダンスを全身の生体電気インピーダンスとして測定してもよい。   The electrode switching circuits 251 and 252 select eight electrodes to be worn on both hands and both feet under the control of the CPU 170. By appropriately selecting these eight electrodes, it is possible to measure the bioelectrical impedance Z at a predetermined part of the human body. For example, as shown in FIG. 4A, the reference current Iref is supplied between the current electrode X1 for the left foot and the current electrode X3 for the left hand, and the voltage electrode Y1 for the left foot and the voltage electrode Y3 for the left hand If the potential difference is measured between them, the bioelectrical impedance of the whole body can be measured. Note that the bioelectric impedance of the whole body can be measured even if the reference current Iref is passed between the current electrodes X2 and X4 and the potential difference between the voltage electrodes Y2 and Y4 is measured. Furthermore, as shown in FIG. 4 (K), both palms may be short-circuited, both feet may be short-circuited, and the bioelectric impedance from both palms to both feet may be measured as the bioelectric impedance of the whole body.

また、図4(B)に示すように基準電流Irefを右足用の電流電極X2と右手用の電流電極X4との間に供給し、右足用の電圧電極Y2と左足用の電圧電極Y1との間で電位差を計測すれば、右下肢の生体電気インピーダンスZを計測することができる。また、図4(C)に示すように基準電流Irefを左足用の電流電極X1と左手用の電流電極X3との間に供給し、左足用の電圧電極Y1と右足用の電圧電極Y2との間で電位差を計測すれば、左下肢の生体電気インピーダンスZを計測することができる。   Further, as shown in FIG. 4B, the reference current Iref is supplied between the right foot current electrode X2 and the right hand current electrode X4, and the right foot voltage electrode Y2 and the left foot voltage electrode Y1 are connected. If the potential difference is measured between them, the bioelectrical impedance Z of the right lower limb can be measured. Further, as shown in FIG. 4C, the reference current Iref is supplied between the left foot current electrode X1 and the left hand current electrode X3, and the left foot voltage electrode Y1 and the right foot voltage electrode Y2 are connected. If the potential difference is measured between them, the bioelectrical impedance Z of the left lower limb can be measured.

また、図4(D)に示すように基準電流Irefを右手用の電流電極X4と右足用の電流電極X2との間に供給し、右手用の電圧電極Y4と左手用の電圧電極Y3との間の電位差を計測すれば、右上肢(体幹上部)の生体電気インピーダンスZを計測することができる。ただし、これに限らず、基準電流Irefを左手用の電流電極X3と右手用の電流電極X4との間に供給し、右手用の電圧電極Y4と右足用の電圧電極Y2との間の電位差を計測することでも、右上肢(体幹上部)の生体電気インピーダンスZを計測することができる。   Further, as shown in FIG. 4D, the reference current Iref is supplied between the right-hand current electrode X4 and the right-foot current electrode X2, and the right-hand voltage electrode Y4 and the left-hand voltage electrode Y3 are connected. By measuring the potential difference between them, the bioelectrical impedance Z of the upper right limb (upper trunk) can be measured. However, the present invention is not limited thereto, and the reference current Iref is supplied between the left-hand current electrode X3 and the right-hand current electrode X4, and the potential difference between the right-hand voltage electrode Y4 and the right-foot voltage electrode Y2 is determined. The bioelectric impedance Z of the upper right limb (upper trunk) can also be measured by measuring.

また、図4(E)に示すように基準電流Irefを左手用の電流電極X3と左足用の電流電極X1との間に供給し、右手用の電圧電極Y4と左手用の電圧電極Y3との間で電位差を計測すれば、左上肢(体幹上部)の生体電気インピーダンスZを計測することができる。ただし、これに限らず、基準電流Irefを左手用の電流電極X3と右手用の電流電極X4との間に供給し、左手用の電圧電極Y3と左足用の電圧電極Y1との間の電位差を計測することでも、左上肢(体幹上部)の生体電気インピーダンスZを計測することができる。   Further, as shown in FIG. 4E, the reference current Iref is supplied between the left-hand current electrode X3 and the left-foot current electrode X1, and the right-hand voltage electrode Y4 and the left-hand voltage electrode Y3 are connected. If the potential difference is measured between them, the bioelectrical impedance Z of the left upper limb (upper trunk) can be measured. However, the reference current Iref is supplied between the left-hand current electrode X3 and the right-hand current electrode X4, and the potential difference between the left-hand voltage electrode Y3 and the left-foot voltage electrode Y1 is not limited thereto. The bioelectrical impedance Z of the left upper limb (upper trunk) can also be measured by measuring.

また、図4(F)に示すように基準電流Irefを右手用の電流電極X4と左手用の電流電極X3との間に供給し、右手用の電圧電極Y4と左手用の電圧電極Y3との間で電位差を計測すれば、両掌間の生体電気インピーダンスZを計測することができる。ここで、体幹を体幹上部と体幹中部に分けた場合、左上肢、右上肢、及び掌間の生体電気インピーダンスは、いずれも体幹上部が含まれる。このため、左上肢、右上肢、及び掌間の生体電気インピーダンスを体幹上部の生体電気インピーダンスとして取り扱うことも可能である。   Further, as shown in FIG. 4F, the reference current Iref is supplied between the right-hand current electrode X4 and the left-hand current electrode X3, and the right-hand voltage electrode Y4 and the left-hand voltage electrode Y3 are connected. If the potential difference is measured between the two, the bioelectric impedance Z between both palms can be measured. Here, when the trunk is divided into the upper trunk and the middle trunk, the bioelectrical impedance between the left upper limb, the upper right limb, and the palm includes the upper trunk. For this reason, it is also possible to handle the bioelectric impedance between the left upper limb, the upper right limb, and the palm as the bioelectric impedance of the upper trunk.

さらに、図4(G)に示すように基準電流Irefを左手用の電流電極X3と左足用の電流電極X1との間に供給し、右手用の電圧電極Y4と右足用の電圧電極Y2との間で電位差を計測すれば、体幹中部の生体電気インピーダンスを計測することができる。また、図4(H)に示すように基準電流Irefを右手用の電流電極X4と右足用の電流電極X2との間に供給し、左手用の電圧電極Y3と左足用の電圧電極Y1との間で電位差を計測すれば、体幹中部の生体電気インピーダンスを計測することができる。また、図4(I)に示すように基準電流Irefを右手用の電流電極X4と左足用の電流電極X1との間に供給し、左手用の電圧電極Y3と右足用の電圧電極Y2との間で電位差を計測すれば、体幹中部を斜めに横切る生体電気インピーダンスを計測することができる。図4(J)に示すように基準電流Irefを右足用の電流電極X2と左手用の電流電極X3との間に供給し、右手用の電圧電極Y4と左足用の電圧電極Y1との間で電位差を計測すれば、体幹中部を斜めに横切る生体電気インピーダンスを計測することができる。   Further, as shown in FIG. 4G, the reference current Iref is supplied between the left hand current electrode X3 and the left foot current electrode X1, and the right hand voltage electrode Y4 and the right foot voltage electrode Y2 are connected. If the potential difference is measured between the two, the bioelectrical impedance in the middle of the trunk can be measured. Further, as shown in FIG. 4H, the reference current Iref is supplied between the right-hand current electrode X4 and the right-foot current electrode X2, and the left-hand voltage electrode Y3 and the left-foot voltage electrode Y1 are connected. If the potential difference is measured between the two, the bioelectrical impedance in the middle of the trunk can be measured. Further, as shown in FIG. 4 (I), the reference current Iref is supplied between the current electrode X4 for the right hand and the current electrode X1 for the left foot, and the voltage electrode Y3 for the left hand and the voltage electrode Y2 for the right foot By measuring the potential difference between the two, it is possible to measure the bioelectrical impedance that crosses the middle part of the trunk diagonally. As shown in FIG. 4J, the reference current Iref is supplied between the current electrode X2 for the right foot and the current electrode X3 for the left hand, and between the voltage electrode Y4 for the right hand and the voltage electrode Y1 for the left foot. By measuring the potential difference, bioelectrical impedance that crosses the middle of the trunk diagonally can be measured.

なお、体幹部の生体電気インピーダンスZxの測定方法は、上述した方法に限定されるものではなく、両手両足の電極のうち、基準電流Irefを供給する電極と電位差を検出する電極とを適宜選択することによって、手、足、あるいは全身といった人体の各部位の生体電気インピーダンスZを各々測定し、測定結果を加減算して体幹中部の生体電気インピーダンスZを算出すればよい。さらに、四肢以外に頭部の耳たぶなどを四肢のいずれかの代用として使用しても、体幹部の生体電気インピーダンスZxの測定は可能である。くわえて、体幹に接触電極を設ける場合には言うに及ばない。   The method for measuring the bioelectrical impedance Zx of the trunk is not limited to the above-described method, and an electrode for supplying a reference current Iref and an electrode for detecting a potential difference are appropriately selected from the electrodes of both hands and feet. Thus, the bioelectrical impedance Z of each part of the human body such as the hand, foot, or whole body is measured, and the bioelectrical impedance Z of the middle trunk is calculated by adding and subtracting the measurement results. Further, the bioelectrical impedance Zx of the trunk can be measured even if the earlobe of the head is used as a substitute for any of the limbs in addition to the limbs. In addition, it goes without saying that a contact electrode is provided on the trunk.

<1−2:生体測定装置の動作>
図5は、生体測定装置1の動作を示すフローチャートである。まず、入力部150における電源スイッチ(図示省略)がオンされると、図示せぬ電力供給部から電気系統各部に電力を供給し、表示部160により身長を含む身体特定情報(身長、性別、年齢など)を入力するための画面を表示する(ステップS1)。
続いて、入力部150から身長、性別、年齢等が入力されると、体重計110により体重が測定され、CPU170は体重を取得する(ステップS2)。
<1-2: Operation of Biometric Device>
FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the biometric apparatus 1. First, when a power switch (not shown) in the input unit 150 is turned on, power is supplied to each part of the electric system from a power supply unit (not shown), and body identification information including height (height, gender, age) is displayed on the display unit 160. Etc.) is displayed (step S1).
Subsequently, when height, sex, age, and the like are input from the input unit 150, the weight is measured by the weight scale 110, and the CPU 170 acquires the weight (step S2).

ステップS2の後、CPU170は、呼吸解析処理を実行する(ステップS3)。この処理では、CPU170は、被験者の呼吸が腹式呼吸なのか胸式呼吸なのかを判別可能な判別情報を求める。この詳細な内容については後述する。ステップS3の後、CPU170は、被験者の1呼吸ごとに、当該1呼吸における腹式呼吸および胸式呼吸の各々の大きさと余裕度とを表示する呼吸レベル表示処理を実行する(ステップS4)。この詳細な内容についても後述する。   After step S2, CPU 170 executes a breath analysis process (step S3). In this processing, the CPU 170 obtains discrimination information that can discriminate whether the subject's breathing is abdominal breathing or chest breathing. Details of this will be described later. After step S3, the CPU 170 executes a respiration level display process for displaying the magnitude and margin of each of abdominal respiration and chest respiration in one respiration for each respiration of the subject (step S4). This detailed content will also be described later.

<1−3:呼吸解析の原理>
次に、呼吸解析の原理について説明する。図6は、体幹部の組織の概略を示す模式図である。図6に示すように、体幹部の組織は、横隔膜によって上下に分けられている。上部には、肺と、内外肋間筋などの胸部骨格筋とが形成されている。一方、下部には、内臓組織と、内外腹斜筋・腹横筋や腹直筋などからなる腹部骨格筋とが形成されている。
腹式呼吸及び胸式呼吸のいずれにしても、呼気時に横隔膜は上昇して肺が圧縮され、吸気時に横隔膜は下降して肺は伸長拡大する。胸式呼吸に無い腹式呼吸の特徴は、腹直筋や内外腹斜筋・腹横筋などの腹部呼吸筋の伸縮により内臓組織と供に横隔膜を上下させる点にある。
<1-3: Principle of respiratory analysis>
Next, the principle of respiratory analysis will be described. FIG. 6 is a schematic diagram showing an outline of the tissue of the trunk. As shown in FIG. 6, the trunk tissue is divided into upper and lower portions by a diaphragm. In the upper part, lungs and thoracic skeletal muscles such as internal and external intercostals are formed. On the other hand, a visceral tissue and abdominal skeletal muscles including internal and external oblique / lateral abdominal muscles and rectus abdominis muscles are formed in the lower part.
In both abdominal breathing and chest breathing, the diaphragm rises and the lungs are compressed during expiration, and the diaphragm descends and the lungs expand and expand during inspiration. A feature of abdominal breathing that does not exist in chest breathing is that the diaphragm is moved up and down along with the visceral tissues by expansion and contraction of abdominal respiratory muscles such as the rectus abdominis, internal and external oblique and transverse abdominal muscles.

ここで、体幹上部の第1生体電気インピーダンスZaと体幹中部の第2生体電気インピーダンスZbとは、図7に示す等価回路で表すことができる。図7に示すように、第1生体電気インピーダンスZaは、胸部骨格筋の生体電気インピーダンスZ1、および、肺の生体電気インピーダンスZ2の並列インピーダンスと、上肢骨格筋の生体電気インピーダンスZ3とが直列に接続されたものとなる。ここで、Z1およびZ2の並列インピーダンスは、肺の上葉部の生体電気インピーダンスに相当する。   Here, the first bioelectric impedance Za of the upper trunk and the second bioelectric impedance Zb of the middle trunk can be represented by an equivalent circuit shown in FIG. As shown in FIG. 7, the first bioelectrical impedance Za is a serial connection of the bioelectrical impedance Z1 of the thoracic skeletal muscle and the parallel impedance of the bioelectrical impedance Z2 of the lung and the bioelectrical impedance Z3 of the upper limb skeletal muscle. Will be. Here, the parallel impedance of Z1 and Z2 corresponds to the bioelectrical impedance of the upper lobe of the lung.

また、図7に示すように、第2生体電気インピーダンスZbは、胸部骨格筋の生体電気インピーダンスZ4、および、肺の生体電気インピーダンスZ5の並列インピーダンスと、腹部骨格筋の生体電気インピーダンスZ6、および、内臓組織の生体電気インピーダンスZ7の並列インピーダンスとが直列に接続されたものとなる。ここで、Z4およびZ5の並列インピーダンスは、肺の中下葉部の生体電気インピーダンスに相当する。また、横隔膜の生体電気インピーダンスは、内臓組織に代表される生体電気インピーダンスZ7に含ませて考えることができる。   Further, as shown in FIG. 7, the second bioelectric impedance Zb includes the bioelectrical impedance Z4 of the thoracic skeletal muscle, the parallel impedance of the bioelectrical impedance Z5 of the lung, the bioelectrical impedance Z6 of the abdominal skeletal muscle, and The parallel impedance of the bioelectric impedance Z7 of the visceral tissue is connected in series. Here, the parallel impedance of Z4 and Z5 corresponds to the bioelectrical impedance of the middle and lower lobe of the lung. Further, the bioelectric impedance of the diaphragm can be considered to be included in the bioelectric impedance Z7 typified by visceral tissue.

次に、図8を参照して、呼吸と生体電気インピーダンスの変化との関係を説明する。呼吸に連動した第1生体電気インピーダンスZaの変化は、肺に絶縁性の高い空気が出入りすることによる電気的特質(電気導電性、1/体積抵抗率)の変化が主な原因であると考えられる。つまり、呼気(呼息)では肺組織中に含まれる空気量が減るため肺の生体電気インピーダンスZ2は減少方向に変化する(ΔZlu<0)。一方、吸気(吸息)では空気量が増加するため、肺の生体電気インピーダンスZ2は増加方向に変化する(ΔZlu>0)。   Next, with reference to FIG. 8, the relationship between respiration and changes in bioelectrical impedance will be described. Changes in the first bioelectric impedance Za linked to respiration are thought to be mainly due to changes in electrical characteristics (electrical conductivity, 1 / volume resistivity) due to the entry and exit of highly insulating air into and from the lungs. It is done. That is, in exhalation (exhalation), the amount of air contained in the lung tissue decreases, so that the bioelectric impedance Z2 of the lung changes in a decreasing direction (ΔZlu <0). On the other hand, in the inspiration (inhalation), the amount of air increases, so that the bioelectric impedance Z2 of the lung changes in the increasing direction (ΔZlu> 0).

胸式で胸郭を広げる呼吸法(胸式呼吸)では、内外肋間筋などの呼吸骨格筋の伸縮変化と肺の伸縮変化が同じ方向に作用するので、肺の生体電気インピーダンスZ2が増加すれば胸部骨格筋の生体電気インピーダンスZ1も増加し、肺の生体電気インピーダンスZ2が減少すれば胸部骨格筋の生体電気インピーダンスZ1も減少する。一方、腹式呼吸は胸郭の変化がほとんど見られない呼吸法なので、胸部骨格筋の生体電気インピーダンスZ1はほとんど変化せず、肺の生体電気インピーダンスZ2が呼吸に伴って大きく変化する。なお、第1生体電気インピーダンスZaには、上肢骨格筋の生体電気インピーダンスZ3が含まれているが、上肢骨格筋は、呼吸に直接的に寄与する筋肉ではない。本実施形態では、被験者は、図2に示す測定装置の台座部20の上に立ち、左右の腕を下げた状態で30L及び30Rを握り計測を行うので、計測中に上肢骨格筋(Z3)が動くことは殆ど無い。図9および図10に示すように、被験者の呼吸が、胸式呼吸および腹式呼吸の何れの場合であっても、吸気では第1生体電気インピーダンスZaは増加方向に変化し、呼気では第1生体電気インピーダンスZaは減少方向に変化するという具合である。   In the breathing method (thoracic breathing) that expands the thorax with the chest type, the expansion and contraction of the respiratory skeletal muscles such as the internal and external intercostal muscles and the expansion and contraction of the lungs act in the same direction, so if the lung bioelectrical impedance Z2 increases, the chest The bioelectrical impedance Z1 of the skeletal muscle also increases, and if the bioelectrical impedance Z2 of the lung decreases, the bioelectrical impedance Z1 of the thoracic skeletal muscle also decreases. On the other hand, since abdominal breathing is a breathing method in which changes in the rib cage are hardly seen, the bioelectrical impedance Z1 of the thoracic skeletal muscle hardly changes, and the bioelectrical impedance Z2 of the lung changes greatly with respiration. The first bioelectric impedance Za includes the bioelectrical impedance Z3 of the upper limb skeletal muscle, but the upper limb skeletal muscle is not a muscle that directly contributes to respiration. In the present embodiment, the subject stands on the pedestal portion 20 of the measuring apparatus shown in FIG. 2 and grasps 30L and 30R in a state where the left and right arms are lowered, so the upper limb skeletal muscle (Z3) is measured during the measurement. Rarely moves. As shown in FIGS. 9 and 10, the first bioelectrical impedance Za changes in an increasing direction in inspiration and the first in exhalation, regardless of whether the subject's breathing is chest breathing or abdominal breathing. The bioelectrical impedance Za changes in a decreasing direction.

一方、呼吸に連動した第2生体電気インピーダンスZbの変化は、横隔膜の動きと連動している。上述したように腹式呼吸及び胸式呼吸のいずれの場合も、横隔膜は呼気時上昇し、吸気時下降する。そして、腹式呼吸の特徴は、腹部呼吸筋の伸縮により内臓組織とともに横隔膜を上下させる点にある。より具体的には、腹式呼吸の呼気時のみ、腹筋を緊張させて内臓組織と伴に横隔膜を押し上げ上昇させることで、内臓組織と腹部骨格筋との並列部の生体電気インピーダンスが上昇する(ΔZst>0)。このとき、肺組織の生体電気インピーダンスは減少する(ΔZlu<0)。このため、横隔膜から上部の生体電気インピーダンスの減少を横隔膜から下部の生体電気インピーダンスの増加が打ち消すように作用する。このように、胸式呼吸と腹式呼吸とでは、横隔膜から下部にある腹部骨格筋と内臓組織の動きが異なる。   On the other hand, the change of the second bioelectric impedance Zb linked to respiration is linked to the movement of the diaphragm. As described above, in both cases of abdominal breathing and chest breathing, the diaphragm rises during expiration and falls during inspiration. A feature of abdominal breathing is that the diaphragm is moved up and down together with the visceral tissue by expansion and contraction of the abdominal respiratory muscles. More specifically, only during expiration of abdominal breathing, the bioelectrical impedance of the parallel part of the visceral tissue and the abdominal skeletal muscle increases by tensioning the abdominal muscles and pushing up the diaphragm along with the visceral tissue ( ΔZst> 0). At this time, the bioelectrical impedance of the lung tissue decreases (ΔZlu <0). For this reason, it acts so that the increase in the bioelectric impedance in the upper part from the diaphragm cancels the increase in the bioelectric impedance in the lower part from the diaphragm. Thus, the movements of the abdominal skeletal muscle and the visceral tissue below the diaphragm differ between the chest breathing and the abdominal breathing.

図9に示すように、被験者の呼吸が腹式呼吸の場合、吸気では第2生体電気インピーダンスZbは増加方向に変化する一方、呼気では、横隔膜から上部の生体電気インピーダンスの減少を横隔膜から下部の生体電気インピーダンスの増加が打ち消すように作用するので、第2生体電気インピーダンスZbは増加方向に変化する。また、図10に示すように、被験者の呼吸が胸式呼吸の場合は、上述した第1生体電気インピーダンスZaの変化と同様に、吸気では第2生体電気インピーダンスZbは増加方向に変化する一方、呼気では第2生体電気インピーダンスZbは減少方向に変化するという具合である。   As shown in FIG. 9, when the subject's breathing is abdominal breathing, the second bioelectrical impedance Zb changes in an increasing direction during inhalation, while in exhalation, a decrease in the bioelectrical impedance from the diaphragm to the lower part is performed from the diaphragm to the lower part. Since the increase in bioelectrical impedance acts to cancel out, the second bioelectrical impedance Zb changes in the increasing direction. Also, as shown in FIG. 10, when the subject's breathing is chest breathing, the second bioelectrical impedance Zb changes in an increasing direction during inspiration, as in the change in the first bioelectrical impedance Za described above, In exhalation, the second bioelectrical impedance Zb changes in a decreasing direction.

次に、図11および図12を参照して、被験者の呼吸と、被験者の胸部の周囲径Ribおよび腹部の周囲径Abとの関係について説明する。まず、被験者の呼吸が腹式呼吸である場合を想定する。図11は、レスピトレース(米国A.M.I社製)で、被験者の腹式呼吸に連動した胸部および腹部の各々の周囲径変化を時系列的に捕捉した結果を示す図である。図11からも理解されるように、被験者の呼吸が腹式呼吸の場合は、その呼吸に応じて腹部の周囲径Abが変化する一方、胸部の周囲径Ribは殆ど変化しない。したがって、腹式呼吸の場合は、被験者の胸部の周囲径Ribの変化(Ribの測定値の基準レベルを示すRib基準値に対するRib(測定値)の相対値)ΔRibと、被験者の腹部の周囲径Abの変化(Abの測定値の基準レベルを示すAb基準値に対するAb(測定値)の相対値)ΔAbとの比を示すΔRib/ΔAbは、「1」を下回るという具合である。なお、レスピトレースの情報は、測定値の基準値に対する相対値のピーク値またはボトム値の絶対値(0-P)、および、ピーク値とボトム値との絶対値の和(P-P)のうちの何れかで検出される。ここでは、被験者の1呼吸ごとに、呼吸の種別の判定が行われるので、レスピトレースの情報は、P-Pの形で検出される。   Next, with reference to FIG. 11 and FIG. 12, the relationship between the breathing of the subject and the peripheral diameter Rib of the subject's chest and the peripheral diameter Ab of the abdomen will be described. First, it is assumed that the subject's breathing is abdominal breathing. FIG. 11 is a diagram showing a result of capturing time-series changes in the peripheral diameter of each of the chest and abdomen in conjunction with the subject's abdominal breathing with Respitrace (manufactured by A.M.I., USA). As can be understood from FIG. 11, when the subject's breathing is abdominal breathing, the peripheral diameter Ab of the abdomen changes according to the breathing, while the peripheral diameter Rib of the chest hardly changes. Therefore, in the case of abdominal breathing, the change in the circumference of the subject's chest circumference Rib (the relative value of Rib (measurement value) relative to the Rib reference value indicating the reference level of the Rib measurement value) ΔRib and the circumference of the subject's abdomen ΔRib / ΔAb indicating the ratio of Ab change (relative value of Ab (measured value) to Ab reference value indicating the reference level of the measured value of Ab) ΔAb is less than “1”. The response trace information includes the peak value or absolute value of the bottom value relative to the reference value of the measurement value (0-P), and the sum of the absolute value of the peak value and the bottom value (PP). It is detected by either. Here, since the determination of the type of breathing is performed for each breath of the subject, the information on the response trace is detected in the form of PP.

次に、被験者の呼吸が胸式呼吸である場合を想定する。図12は、レスピトレース(米国A.M.I社製)で、被験者の胸式呼吸に連動した胸部および腹部の各々の周囲径変化を時系列的に捕捉した結果を示す図である。被験者の呼吸が胸式呼吸の場合は、その呼吸に応じた胸部の周囲径Ribの変化は、腹部の周囲径Abの変化よりも大きいので、上述のΔRib/ΔAbは、「1」を上回るという具合である。ここでは、ΔRib/ΔAbは、被験者の呼吸が腹式呼吸なのか胸式呼吸なのかを判別可能な判別情報であると捉えることができる。   Next, it is assumed that the subject's breathing is chest breathing. FIG. 12 is a diagram showing a result of capturing time-series changes in the peripheral diameter of each of the chest and abdomen in conjunction with the subject's chest breathing with Respitrace (manufactured by A.M.I., USA). When the subject's breathing is thoracic breathing, the change in the peripheral diameter Rib of the chest corresponding to the respiration is larger than the change in the peripheral diameter Ab of the abdomen, and thus the above-described ΔRib / ΔAb exceeds “1”. Condition. Here, ΔRib / ΔAb can be regarded as discrimination information that can discriminate whether the subject's breathing is abdominal breathing or chest breathing.

本実施形態では、被験者の胸部の周囲径の変化ΔRibと腹部の周囲径の変化ΔAbとの比(=ΔRib/ΔAb)と、第1生体電気インピーダンスZaの測定値の第1センタリング値Za0に対する相対値である第1相対値ΔZa、および、第2生体電気インピーダンスZbの測定値の第2センタリング値Zb0に対する第2相対値ΔZbとの間には相関関係があることを見出し、その相関関係を表す式を用いて、第1相対値ΔZaおよび第2相対値ΔZbに対応するΔRib/ΔAbの値を求める。そして、その求めたΔRib/ΔAbの値から、被験者の呼吸の種別(胸式呼吸なのか腹式呼吸なのか)を推定できるという具合である。この詳細な内容は後述するが、「第1センタリング値Za0」とは、第1生体電気インピーダンスZaの変化を示す波形から、呼吸に起因した情報を抽出するための振幅基準レベルを示すものであり、「第2センタリング値Zb0」とは、第2生体電気インピーダンスZbの変化を示す波形から、呼吸に起因した情報を抽出するための振幅基準レベルを示すものである。   In the present embodiment, the ratio (= ΔRib / ΔAb) of the change ΔRib in the circumference of the chest of the subject and the change ΔAb in the circumference of the abdomen, and the relative value of the measured value of the first bioelectrical impedance Za to the first centering value Za0. It is found that there is a correlation between the first relative value ΔZa that is a value and the second relative value ΔZb of the measured value of the second bioelectrical impedance Zb with respect to the second centering value Zb0, and represents the correlation Using the equation, the value of ΔRib / ΔAb corresponding to the first relative value ΔZa and the second relative value ΔZb is obtained. The type of breathing (whether chest breathing or abdominal breathing) of the subject can be estimated from the obtained ΔRib / ΔAb value. Although the detailed contents will be described later, the “first centering value Za0” indicates an amplitude reference level for extracting information resulting from respiration from a waveform indicating a change in the first bioelectrical impedance Za. The “second centering value Zb0” indicates an amplitude reference level for extracting information resulting from respiration from a waveform indicating a change in the second bioelectric impedance Zb.

図13は、複数の被験者の測定データから得られた、ΔRib/ΔAbと、ΔZb/ΔZaとの関係を示す相関図である。図13からも理解されるように、ΔRib/ΔAbと、ΔZb/ΔZaとの間には相関係数R=0.651、P<0.01という高い相関が得られ、以下の回帰式(1)が成立する。
ΔRib/ΔAb=a0×ΔZb/ΔZa+b0 ・・・(1)
a0:回帰係数,b0:定数。
FIG. 13 is a correlation diagram showing the relationship between ΔRib / ΔAb and ΔZb / ΔZa obtained from the measurement data of a plurality of subjects. As can be understood from FIG. 13, a high correlation of correlation coefficient R = 0.651 and P <0.01 is obtained between ΔRib / ΔAb and ΔZb / ΔZa, and the following regression equation (1 ) Holds.
ΔRib / ΔAb = a0 × ΔZb / ΔZa + b0 (1)
a0: regression coefficient, b0: constant.

また、上記回帰式(1)は以下のように変形できる。
ΔRib/ΔAb=(a0×ΔZb−ΔZa)/ΔZa+b1 ・・・(2)
b1:定数(=b0+1)。
The regression equation (1) can be modified as follows.
ΔRib / ΔAb = (a0 × ΔZb−ΔZa) / ΔZa + b1 (2)
b1: Constant (= b0 + 1).

ここで、呼吸に伴う第1生体電気インピーダンスZaの変化は、肺の上葉部の生体電気インピーダンス(Z1およびZ2の並列インピーダンス)の変化であると捉えることができる。一方、第2生体電気インピーダンスZbの変化は、肺の中下葉部の生体電気インピーダンス(Z4およびZ5の並列インピーダンス)の変化と、腹部の生体電気インピーダンス(Z6およびZ7の並列インピーダンス)の変化との和であると捉えることができる。肺の上葉部の生体電気インピーダンスの変化、および、肺の中下葉部の生体電気インピーダンスの変化は、同じ部位(胸部)の生体電気インピーダンスの変化であるとみなせば、第2生体電気インピーダンスZbの変化と第1生体電気インピーダンスZaの変化との差分は、腹部の生体電気インピーダンスの変化に相当する。そうすると、上記式(2)は、腹部の生体電気インピーダンスの変化と胸部の生体電気インピーダンスの変化との比と、ΔRib/ΔAbとの関係を表す式であると捉えることもできる。上記式(2)のa0は、肺の上葉部と中下葉部との測定感度の相違を補正するための補正係数であるとみなすことができる。   Here, the change in the first bioelectric impedance Za accompanying respiration can be regarded as a change in the bioelectric impedance (parallel impedance of Z1 and Z2) of the upper lobe of the lung. On the other hand, changes in the second bioelectrical impedance Zb include changes in the bioelectrical impedance (parallel impedance of Z4 and Z5) of the middle and lower lobes of the lung, and changes in the bioelectrical impedance of the abdomen (parallel impedance of Z6 and Z7). Can be seen as the sum of If the change of the bioelectric impedance of the upper lobe of the lung and the change of the bioelectric impedance of the middle and lower lobe of the lung are considered to be changes of the bioelectric impedance of the same part (chest), the second bioelectric impedance The difference between the change in Zb and the change in the first bioelectric impedance Za corresponds to the change in the bioelectric impedance of the abdomen. Then, the above equation (2) can be regarded as an equation representing the relationship between ΔRib / ΔAb and the ratio between the change in the bioelectrical impedance of the abdomen and the change in the bioelectrical impedance of the chest. In the above equation (2), a0 can be regarded as a correction coefficient for correcting a difference in measurement sensitivity between the upper lobe portion and the middle lower lobe portion of the lung.

<1−4:呼吸解析処理>
次に、CPU170が実行する呼吸解析処理について説明する。図14は、呼吸解析処理の具体的な内容を説明するためのフローチャートである。本実施形態では、通常の1呼吸(=1回の吸気+1回の呼気)につき、10回の呼吸解析処理を実行するように設定される。ここでは、通常の1呼吸に要する時間を4秒とみなし、CPU170は、0.4秒ごとに、呼吸解析処理を実行するという具合である。以下では、呼吸解析処理を実行するタイミング(0.4秒ごとのタイミング)をサンプリングタイミングと呼ぶ。なお、これは一例であり、呼吸解析処理を実行するタイミングは任意に設定可能である。
<1-4: Respiration analysis processing>
Next, the breath analysis process executed by the CPU 170 will be described. FIG. 14 is a flowchart for explaining specific contents of the breath analysis process. In the present embodiment, it is set so that 10 breath analysis processes are executed for one normal breath (= one inspiration + 1 exhalation). Here, the time required for one normal breath is regarded as 4 seconds, and the CPU 170 executes the breath analysis process every 0.4 seconds. Hereinafter, the timing for executing the breath analysis process (timing every 0.4 seconds) is referred to as sampling timing. This is only an example, and the timing for executing the breath analysis process can be arbitrarily set.

図14に示すように、まず、CPU170は、サンプリングタイミングに到達したか否かを判定し(ステップS10)、ステップS10の結果が肯定である場合はステップS20に進む。ここでは、第n番目(n≧1)のサンプリングタイミングに到達した場合を想定して、ステップS20以下の各ステップの具体的な内容を説明する。ステップS20以下の各ステップの具体的な説明に先立ち、まずは、各ステップの内容の概略を簡単に説明する。ステップS10の後のステップS20において、CPU170は、体幹上部の第1生体電気インピーダンスZaを測定する。ステップS20の後のステップS30において、CPU170は、体幹中部の第2生体電気インピーダンスZbを測定する。ステップS30の後のステップS40において、CPU170は、ステップS20で測定した第1生体電気インピーダンスZaおよびステップS30で測定した第2生体電気インピーダンスZbの各々について、スムージング処理を実行する。ステップS40の後のステップS50において、CPU170は、第1生体電気インピーダンスZaの測定値の振幅基準レベルを示す第1センタリング値Za0を生成する。ステップS50の後のステップS60において、CPU170は、第1生体電気インピーダンスZaの測定値の第1センタリング値Za0に対する相対値である第1相対値ΔZaを算出する。ステップS60の後のステップS70において、CPU170は、第2生体電気インピーダンスZbの測定値の振幅基準レベルを示す第2センタリング値Zb0を生成し、その生成した第2センタリング値Zb0を用いて、第2生体電気インピーダンスZbの測定値の第2センタリング値Zb0に対する相対値である第2相対値ΔZbを算出する。ステップS70の後のステップS80において、CPU170は、上記回帰式(2)にしたがって演算処理を実行することで、第1相対値ΔZaおよび第2相対値ΔZbに対応するΔRib/ΔAbの値を求めるという具合である。以下、各ステップの具体的な内容を順番に説明していく。   As shown in FIG. 14, first, the CPU 170 determines whether or not the sampling timing has been reached (step S10), and proceeds to step S20 if the result of step S10 is affirmative. Here, assuming the case where the nth (n ≧ 1) sampling timing has been reached, the specific contents of each step after step S20 will be described. Prior to specific description of each step after step S20, first, an outline of the contents of each step will be briefly described. In step S20 after step S10, the CPU 170 measures the first bioelectric impedance Za of the upper trunk. In step S30 after step S20, the CPU 170 measures the second bioelectric impedance Zb of the middle trunk. In step S40 after step S30, the CPU 170 performs a smoothing process on each of the first bioelectric impedance Za measured in step S20 and the second bioelectric impedance Zb measured in step S30. In step S50 after step S40, the CPU 170 generates a first centering value Za0 indicating the amplitude reference level of the measured value of the first bioelectrical impedance Za. In step S60 after step S50, the CPU 170 calculates a first relative value ΔZa that is a relative value of the measured value of the first bioelectrical impedance Za with respect to the first centering value Za0. In step S70 after step S60, the CPU 170 generates a second centering value Zb0 indicating the amplitude reference level of the measurement value of the second bioelectrical impedance Zb, and uses the generated second centering value Zb0 to generate the second centering value Zb0. A second relative value ΔZb that is a relative value of the measured value of the bioelectrical impedance Zb with respect to the second centering value Zb0 is calculated. In step S80 after step S70, the CPU 170 executes a calculation process according to the regression equation (2) to obtain a value of ΔRib / ΔAb corresponding to the first relative value ΔZa and the second relative value ΔZb. Condition. Hereinafter, the specific contents of each step will be described in order.

ステップS20において、CPU170は、体幹上部の第1生体電気インピーダンスZaを測定する。例えば、CPU170は、左手用の電流電極X3と右手用の電流電極X4とを選択するように電極切換回路252を制御するとともに、右足用の電圧電極Y2と右手用の電圧電極Y4とを選択するように電極切換回路251を制御する。そして、CPU170は、右手と左手との間に流れる基準電流Irefの大きさを示す電流データDiと、右足用の電圧電極Y2と右手用の電圧電極Y4との間の電位差を示す電圧データDvとから、右上肢(体幹上部)の第1生体電気インピーダンスZaを測定する。ここでは、第n番目(n≧1)のサンプリングタイミングにおける第1生体電気インピーダンスの実測値をZa(n)’と表記する。   In step S20, the CPU 170 measures the first bioelectric impedance Za of the upper trunk. For example, the CPU 170 controls the electrode switching circuit 252 so as to select the current electrode X3 for the left hand and the current electrode X4 for the right hand, and selects the voltage electrode Y2 for the right foot and the voltage electrode Y4 for the right hand. Thus, the electrode switching circuit 251 is controlled. The CPU 170 outputs current data Di indicating the magnitude of the reference current Iref flowing between the right hand and the left hand, and voltage data Dv indicating the potential difference between the right foot voltage electrode Y2 and the right hand voltage electrode Y4. The first bioelectric impedance Za of the upper right limb (upper trunk) is measured. Here, the measured value of the first bioelectrical impedance at the nth (n ≧ 1) sampling timing is expressed as Za (n) ′.

ステップS20の後、CPU170は、体幹中部の第2生体電気インピーダンスZbを測定する(ステップS30)。例えば、CPU170は、左足用の電流電極X1と右手用の電流電極X4とを選択するように電極切換回路252を制御するとともに、左手用の電圧電極Y3と右足用の電圧電極Y2とを選択するように電極切換回路251を制御する。そして、CPU170は、左足と右手との間に流れる基準電流Irefの大きさを示す電流データDiと、左手用の電圧電極Y3と右足用の電圧電極Y2との間の電位差を示す電圧データDvとから、体幹中部の第2生体電気インピーダンスZbを測定する。ここでは、第n番目のサンプリングタイミングにおける第2生体電気インピーダンスの実測値をZb(n)’と表記する。   After step S20, the CPU 170 measures the second bioelectric impedance Zb of the middle trunk (step S30). For example, the CPU 170 controls the electrode switching circuit 252 so as to select the current electrode X1 for the left foot and the current electrode X4 for the right hand, and selects the voltage electrode Y3 for the left hand and the voltage electrode Y2 for the right foot. Thus, the electrode switching circuit 251 is controlled. The CPU 170 outputs current data Di indicating the magnitude of the reference current Iref flowing between the left foot and the right hand, and voltage data Dv indicating the potential difference between the left hand voltage electrode Y3 and the right foot voltage electrode Y2. Then, the second bioelectric impedance Zb in the middle of the trunk is measured. Here, the measured value of the second bioelectrical impedance at the nth sampling timing is expressed as Zb (n) ′.

ステップS30の後、CPU170は、ステップS20で測定した第1生体電気インピーダンスZa(n)’およびステップS30で測定した第2生体電気インピーダンスZb(n)’の各々について、スムージング処理を実行する(ステップS40)。まず、第1生体電気インピーダンスZa(n)’のスムージング処理について具体的に説明する。CPU170は、第n−2番目のサンプリングタイミングにおける第1生体電気インピーダンスの実測値Za(n−2)’と、第n−1番目のサンプリングタイミングにおける第1生体電気インピーダンスの実測値Za(n−1)’と、第n番目のサンプリングタイミングにおける第1生体電気インピーダンスの実測値Za(n)’とを用いた移動平均処理を行う。そして、その処理結果を、第n番目のサンプリングタイミングにおける第1生体電気インピーダンスの測定値として採用する(スムージング処理)。ここでは、スムージング処理が行われた後の、第n番目のサンプリングタイミングにおける第1生体電気インピーダンスの測定値を、Za(n)と表記する。   After step S30, the CPU 170 performs a smoothing process on each of the first bioelectrical impedance Za (n) ′ measured in step S20 and the second bioelectrical impedance Zb (n) ′ measured in step S30 (step S30). S40). First, the smoothing process of the first bioelectric impedance Za (n) ′ will be specifically described. The CPU 170 measures the measured value Za (n-2) ′ of the first bioelectrical impedance at the (n−2) th sampling timing and the measured value Za (n−) of the first bioelectrical impedance at the (n−1) th sampling timing. 1) ′ and a moving average process using the measured value Za (n) ′ of the first bioelectrical impedance at the nth sampling timing. And the process result is employ | adopted as a measured value of the 1st bioelectrical impedance in the nth sampling timing (smoothing process). Here, the measured value of the first bioelectrical impedance at the nth sampling timing after the smoothing process is performed is denoted as Za (n).

次に、第2生体電気インピーダンスZb(n)’のスムージング処理について具体的に説明する。CPU170は、第n−2番目のサンプリングタイミングにおける第2生体電気インピーダンスの実測値Zb(n−2)’と、第n−1番目のサンプリングタイミングにおける第2生体電気インピーダンスの実測値Zb(n−1)’と、第n番目のサンプリングタイミングにおける第2生体電気インピーダンスの実測値Zb(n)’とを用いた移動平均処理を行う。そして、その処理結果を、第n番目のサンプリングタイミングにおける第2生体電気インピーダンスの測定値として採用する(スムージング処理)。ここでは、スムージング処理が行われた後の、第n番目のサンプリングタイミングにおける第2生体電気インピーダンスの測定値を、Zb(n)と表記する。   Next, the smoothing process of the second bioelectrical impedance Zb (n) ′ will be specifically described. The CPU 170 measures the second measured value Zb (n-2) ′ of the second bioelectrical impedance at the (n−2) th sampling timing and the measured value Zb (n−) of the second bioelectrical impedance at the (n−1) th sampling timing. 1) ′ and a moving average process using the measured value Zb (n) ′ of the second bioelectrical impedance at the n-th sampling timing are performed. And the process result is employ | adopted as a measured value of the 2nd bioelectrical impedance in the nth sampling timing (smoothing process). Here, the measured value of the second bioelectrical impedance at the nth sampling timing after the smoothing process is performed is denoted as Zb (n).

ステップS40の後、CPU170は、第1生体電気インピーダンスZaの測定値の振幅基準レベルを示す第1センタリング値Za0を生成する第1センタリング処理を実行する(ステップS50)。ここでは、第n番目のサンプリングタイミングにおける第1センタリング値をZa0(n)と表記する。本実施形態では、CPU170は、第n番目のサンプリングタイミングよりも所定の時間長だけ前の時点を始点とし、第n番目のサンプリングタイミングを終点とするセンタリング期間内の複数のサンプリングタイミングの各々における第1生体電気インピーダンスZaの測定値に基づいて、第n番目のサンプリングタイミングにおける第1センタリング値Za0(n)を生成する。センタリング期間の時間長は、第n番目のサンプリングタイミングにおける被験者の呼吸の速度に応じて可変に設定される。以下、その具体的な内容について詳細に説明する。   After step S40, the CPU 170 executes a first centering process for generating a first centering value Za0 indicating the amplitude reference level of the measured value of the first bioelectrical impedance Za (step S50). Here, the first centering value at the nth sampling timing is expressed as Za0 (n). In the present embodiment, the CPU 170 starts the time point a predetermined time before the n-th sampling timing as the start point and the n-th sampling timing as the end point in each of the plurality of sampling timings in the centering period. Based on the measured value of the 1 bioelectrical impedance Za, the first centering value Za0 (n) at the nth sampling timing is generated. The time length of the centering period is variably set according to the breathing speed of the subject at the nth sampling timing. The specific contents will be described in detail below.

図15は、第1センタリング処理の具体的な内容を示すフローチャートである。図15に示すように、まず、CPU170は、10個のサンプリングタイミングの各々における第1生体電気インピーダンスZaの測定値の振幅基準レベルを示すMA10を抽出するMA10抽出処理を実行する(ステップS51)。より具体的には、CPU170は、第n−9番目〜第n番目の10個のサンプリングタイミングの各々における第1生体電気インピーダンスZaの測定値(Za(n−9)〜Za(n))を用いて移動平均処理を行い、その処理結果を、第n番目のサンプリングタイミングにおけるMA10(n)として抽出する([Za(n−9)+Za(n−8)+・・・+Za(n)]/10→MA10(n))。   FIG. 15 is a flowchart showing specific contents of the first centering process. As shown in FIG. 15, first, the CPU 170 executes an MA10 extraction process for extracting MA10 indicating the amplitude reference level of the measurement value of the first bioelectrical impedance Za at each of the ten sampling timings (step S51). More specifically, the CPU 170 obtains the measured values (Za (n-9) to Za (n)) of the first bioelectric impedance Za at each of the n-9th to nth sampling timings. The moving average processing is performed, and the processing result is extracted as MA10 (n) at the nth sampling timing ([Za (n−9) + Za (n−8) +... + Za (n)] / 10 → MA10 (n)).

ステップS51の後、CPU170は、20個のサンプリングタイミングの各々における第1生体電気インピーダンスZaの測定値の振幅基準レベルを示すMA20を抽出するMA20抽出処理を実行する(ステップS52)。より具体的には、CPU170は、第n−19番目〜第n番目の20個のサンプリングタイミングの各々における第1生体電気インピーダンスZaの測定値(Za(n−19)〜Za(n))を用いて移動平均処理を行い、その処理結果を、第n番目のサンプリングタイミングにおけるMA20(n)として抽出する([Za(n−19)+Za(n−18)+・・・+Za(n)]/20→MA20(n))。   After step S51, the CPU 170 executes MA20 extraction processing for extracting MA20 indicating the amplitude reference level of the measurement value of the first bioelectrical impedance Za at each of the 20 sampling timings (step S52). More specifically, the CPU 170 obtains measured values (Za (n-19) to Za (n)) of the first bioelectric impedance Za at each of the n-19th to nth 20 sampling timings. The moving average processing is performed, and the processing result is extracted as MA20 (n) at the nth sampling timing ([Za (n−19) + Za (n−18) +... + Za (n)] / 20 → MA20 (n)).

ステップS52の後、CPU170は、10個のサンプリングタイミングの各々における第1生体電気インピーダンスZaの測定値のうち最大の値をMAX10として抽出するMAX10抽出処理を実行する(ステップS53)。より具体的には、CPU170は、第n−9番目〜第n番目の10個のサンプリングタイミングの各々における第1生体電気インピーダンスZaの測定値のうち最大の値を、第n番目のサンプリングタイミングにおけるMAX10(n)として抽出するという具合である。   After step S52, the CPU 170 executes MAX10 extraction processing for extracting the maximum value as MAX10 among the measured values of the first bioelectrical impedance Za at each of the ten sampling timings (step S53). More specifically, the CPU 170 calculates the maximum value among the measured values of the first bioelectrical impedance Za at each of the n-9th to nth sampling timings at the nth sampling timing. That is, it is extracted as MAX10 (n).

ステップS53の後、CPU170は、10個のサンプリングタイミングの各々における第1生体電気インピーダンスZaの測定値のうち最小の値をMIN10として抽出するMIN10抽出処理を実行する(ステップS54)。より具体的には、CPU170は、第n−9番目〜第n番目の10個のサンプリングタイミングの各々における第1生体電気インピーダンスZaの測定値のうち最小の値を、第n番目のサンプリングタイミングにおけるMIN10(n)として抽出するという具合である。   After step S53, the CPU 170 executes a MIN10 extraction process for extracting the minimum value of the measured values of the first bioelectric impedance Za at each of the ten sampling timings as MIN10 (step S54). More specifically, the CPU 170 obtains the minimum value among the measured values of the first bioelectrical impedance Za at each of the n-9th to nth sampling timings at the nth sampling timing. That is, it is extracted as MIN10 (n).

ステップS54の後、CPU170は、20個のサンプリングタイミングの各々におけるMAX10とMIN10との平均値(第n番目のサンプリングタイミングにおける平均値をAV10(n)と表記)について移動平均処理を行い、その処理結果を、中央値として算出する中央値算出処理を実行する(ステップS55)。より具体的には、CPU170は、第n−19番目〜第n番目の20個のサンプリングタイミングの各々における平均値(AV10(n−19)〜AV10(n))について移動平均処理を行い、その処理結果を、第n番目のサンプリングタイミングにおける中央値CNT20(n)として抽出する([AV10(n−19)+AV10(n−18)+・・・+AV10(n)]/20→CNT20(n))。ここでは、説明を省略するが、中央値CNT20(n)は、体動などに起因するアーチファクト(データ波形の歪み)等による処理に適さない異常波形の抽出に用いられる。   After step S54, the CPU 170 performs a moving average process on the average value of MAX10 and MIN10 at each of the 20 sampling timings (the average value at the nth sampling timing is expressed as AV10 (n)). A median calculation process for calculating the result as a median is executed (step S55). More specifically, the CPU 170 performs a moving average process on average values (AV10 (n-19) to AV10 (n)) at each of the n-19th to nth 20 sampling timings, The processing result is extracted as the median value CNT20 (n) at the nth sampling timing ([AV10 (n−19) + AV10 (n−18) +... + AV10 (n)] / 20 → CNT20 (n) ). Although the description is omitted here, the median value CNT20 (n) is used to extract an abnormal waveform that is not suitable for processing due to artifacts (distortion of data waveform) caused by body movements or the like.

ステップS55の後、CPU170は、第n番目のサンプリングタイミングにおける被験者の呼吸のタイミングを抽出する呼吸タイミング抽出処理を実行する(ステップS56)。以下では、図16および図17を参照しながら、呼吸タイミング抽出処理の具体的な内容を説明する。図16および図17は、呼吸タイミング抽出処理の具体的な内容を示すフローチャートである。図16に示すように、まずCPU170は、第n番目のサンプリングタイミングにおける第1生体電気インピーダンスZaの微分係数dZa(n)を抽出する微分係数抽出処理を実行する(ステップS201)。より具体的には、CPU170は、以下の式(3)にしたがって演算処理を実行することで、微分係数dZa(n)を抽出する。
[Za(n)−Za(n−2)]/1.2=dZa(n) ・・・(3)
After step S55, the CPU 170 executes a breathing timing extraction process for extracting the breathing timing of the subject at the nth sampling timing (step S56). Hereinafter, specific contents of the breathing timing extraction process will be described with reference to FIGS. 16 and 17. 16 and 17 are flowcharts showing specific contents of the breathing timing extraction process. As shown in FIG. 16, first, the CPU 170 executes a differential coefficient extraction process for extracting the differential coefficient dZa (n) of the first bioelectric impedance Za at the nth sampling timing (step S201). More specifically, the CPU 170 extracts the differential coefficient dZa (n) by executing arithmetic processing according to the following equation (3).
[Za (n) −Za (n−2)] / 1.2 = dZa (n) (3)

次に、CPU170は、ステップS201で抽出した微分係数dZa(n)の絶対値が0.1より小さいか否かを判定する(ステップS202)。ステップS202の結果が肯定である場合、CPU170は、微分係数dZa(n)の極性判別フラッグF0(n)を「0」に設定してステップS204に進む。極性判別フラッグF0(n)が「0」であるとは、第n番目のサンプリングタイミングにおいて、第1生体電気インピーダンスZaの値は極大値(ピーク値)または極小値(ボトム値)であることを意味する。   Next, the CPU 170 determines whether or not the absolute value of the differential coefficient dZa (n) extracted in step S201 is smaller than 0.1 (step S202). If the result of step S202 is affirmative, the CPU 170 sets the polarity determination flag F0 (n) of the differential coefficient dZa (n) to “0” and proceeds to step S204. The polarity determination flag F0 (n) being “0” means that the value of the first bioelectrical impedance Za is a maximum value (peak value) or a minimum value (bottom value) at the n-th sampling timing. means.

一方、ステップS202の結果が否定である場合、CPU170は、微分係数dZa(n)の値が0より大きいか否かを判定する(ステップS203)。ステップS203の結果が肯定である場合、CPU170は、極性判別フラッグF0(n)を「+1」に設定してステップS204へ進む。極性判別フラッグF0(n)が「+1」であるとは、第n番目のサンプリングタイミングにおいて、第1生体電気インピーダンスZaの変化の方向は正側であることを意味する。ステップS203の結果が否定である場合、CPU170は、極性判別フラッグF0(n)を「-1」に設定してステップS204へ進む。極性判別フラッグF0(n)が「-1」であるとは、第n番目のサンプリングタイミングにおいて、第1生体電気インピーダンスZaの変化の方向は負側であることを意味する。   On the other hand, when the result of step S202 is negative, the CPU 170 determines whether or not the value of the differential coefficient dZa (n) is greater than 0 (step S203). If the result of step S203 is affirmative, the CPU 170 sets the polarity determination flag F0 (n) to “+1” and proceeds to step S204. The polarity determination flag F0 (n) being “+1” means that the change direction of the first bioelectrical impedance Za is on the positive side at the nth sampling timing. If the result of step S203 is negative, the CPU 170 sets the polarity determination flag F0 (n) to “−1” and proceeds to step S204. The polarity determination flag F0 (n) being “−1” means that the direction of change of the first bioelectrical impedance Za is negative on the nth sampling timing.

ステップS204において、CPU170は、第n番目のサンプリングタイミングにおける極性判別フラッグF0(n)の絶対値と、第n−1番目のサンプリングタイミングにおける極性判別フラッグF0(n−1)の絶対値とが等しく、かつ、F0(n−1)の値とF0(n)の値とが等しくないか否かを判定する。ステップS204の結果が肯定である場合、CPU170は、F0(n)を「0」に設定して、次のステップS206(図17参照)へ進む。ステップS204の結果が否定である場合、CPU170は、ステップS204の直前で設定したF0(n)の値を維持したまま、次のステップS206へ進む。   In step S204, the CPU 170 makes the absolute value of the polarity determination flag F0 (n) at the nth sampling timing equal to the absolute value of the polarity determination flag F0 (n-1) at the (n-1) th sampling timing. In addition, it is determined whether the value of F0 (n-1) is not equal to the value of F0 (n). If the result of step S204 is affirmative, the CPU 170 sets F0 (n) to “0” and proceeds to the next step S206 (see FIG. 17). If the result of step S204 is negative, the CPU 170 proceeds to the next step S206 while maintaining the value of F0 (n) set immediately before step S204.

図17を参照しながら、呼吸タイミング抽出処理の具体的な内容の説明を続ける。CPU170は、第n番目のサンプリングタイミングにおける極性判別フラッグF0(n)が「0」であるか否かを判定する(ステップS206)。ステップS206の結果が否定である場合、CPU170は、ピーク/ボトム判別フラッグF1(n)を「0」に設定して、ステップS209へ進む。ピーク/ボトム判別フラッグF1(n)が「0」であるとは、第n番目のサンプリングタイミングにおける第1生体電位インピーダンスの測定値Za(n)は、ピーク値またはボトム値ではないことを意味する。
一方、ステップS206の結果が肯定である場合、CPU170は、3個のサンプリングタイミングの各々における極性判別フラッグF0の和が「+1」よりも大きいか否かを判定する(ステップS207)。より具体的には、CPU170は、第n−2番目のサンプリングタイミング〜第n番目のサンプリングタイミングの各々における極性判別フラッグ(F0(n−2)〜F0(n))の和が「+1」よりも大きいか否かを判定する。
The description of the specific content of the breathing timing extraction process will be continued with reference to FIG. The CPU 170 determines whether or not the polarity determination flag F0 (n) at the nth sampling timing is “0” (step S206). If the result of step S206 is negative, the CPU 170 sets the peak / bottom determination flag F1 (n) to “0” and proceeds to step S209. The peak / bottom determination flag F1 (n) being “0” means that the measured value Za (n) of the first biopotential impedance at the nth sampling timing is not a peak value or a bottom value. .
On the other hand, when the result of step S206 is affirmative, the CPU 170 determines whether or not the sum of the polarity determination flags F0 at each of the three sampling timings is greater than “+1” (step S207). More specifically, the CPU 170 determines that the sum of the polarity determination flags (F0 (n-2) to F0 (n)) at each of the (n-2) th sampling timing to the nth sampling timing is "+1". It is judged whether it is larger than.

ステップS207の結果が肯定である場合、CPU170は、ピーク/ボトム判別フラッグF1(n)を「+1」に設定して、ステップS209へ進む。ピーク/ボトム判別フラッグF1(n)が「+1」であるとは、第n番目のサンプリングタイミングにおける第1生体電気インピーダンスの測定値Za(n)はピーク値(最大値)であることを意味する。   If the result of step S207 is affirmative, the CPU 170 sets the peak / bottom determination flag F1 (n) to “+1”, and proceeds to step S209. The peak / bottom discrimination flag F1 (n) being “+1” means that the measured value Za (n) of the first bioelectrical impedance at the nth sampling timing is a peak value (maximum value). To do.

ステップS207の結果が否定である場合、CPU170は、3個のサンプリングタイミングの各々における極性判別フラッグF0の和が「-1」よりも小さいか否かを判定する(ステップS208)。より具体的には、CPU170は、第n−2番目のサンプリングタイミング〜第n番目のサンプリングタイミングの各々における極性判別フラッグ(F0(n−2)〜F0(n))の和が「-1」よりも小さいか否かを判定する。   If the result of step S207 is negative, the CPU 170 determines whether or not the sum of the polarity determination flags F0 at each of the three sampling timings is smaller than “−1” (step S208). More specifically, the CPU 170 determines that the sum of the polarity determination flags (F0 (n-2) to F0 (n)) at each of the (n-2) th sampling timing to the nth sampling timing is "-1". Or less.

ステップS208の結果が肯定である場合、CPU170は、ピーク/ボトム判別フラッグF1(n)を「-1」に設定して、ステップS209へ進む。ピーク/ボトム判別フラッグF1(n)が「-1」であるとは、第n番目のサンプリングタイミングにおける第1生体電気インピーダンスの測定値Za(n)はボトム値(最小値)であることを意味する。一方、ステップS208の結果が否定である場合、CPU170は、ピーク/ボトム判別フラッグF1(n)を「0」に設定して、ステップS209へ進むという具合である。   If the result of step S208 is affirmative, the CPU 170 sets the peak / bottom determination flag F1 (n) to “−1”, and proceeds to step S209. The peak / bottom discrimination flag F1 (n) being “−1” means that the measured value Za (n) of the first bioelectrical impedance at the nth sampling timing is a bottom value (minimum value). To do. On the other hand, if the result of step S208 is negative, the CPU 170 sets the peak / bottom discrimination flag F1 (n) to “0” and proceeds to step S209.

ステップS209において、CPU170は、ピーク/ボトム判別フラッグF1(n)が「+1」であるか否かを判定する。ステップS209の結果が否定である場合、CPU170は、直前の第n−1番目のサンプリングタイミングにおけるサンプリングカウンタ値N(n−1)に1を加算する一方(ステップS210)、ステップS209の結果が肯定である場合、CPU170は、サンプリングカウンタ値Nを初期化する(ステップS211)。ここで、図9および図10からも理解されるように、被験者の呼吸が胸式呼吸および腹式呼吸の何れの場合であっても、呼吸に伴う第1生体電気インピーダンスZaの変化を示す波形は略正弦波状であるところ、サンプリングカウンタ値Nは、第1生体電気インピーダンスZaの測定値がピーク値に到達するたびに初期化(サンプリングカウンタ値=0)され、次のピーク値に到達するまでのサンプリングタイミングの回数が順次にカウントされていくという具合である。以上で、図15のステップS56における呼吸タイミング抽出処理が終了する。   In step S209, the CPU 170 determines whether or not the peak / bottom determination flag F1 (n) is “+1”. When the result of step S209 is negative, the CPU 170 adds 1 to the sampling counter value N (n−1) at the immediately preceding n−1th sampling timing (step S210), while the result of step S209 is positive. If so, the CPU 170 initializes the sampling counter value N (step S211). Here, as can be understood from FIGS. 9 and 10, a waveform showing a change in the first bioelectrical impedance Za accompanying respiration regardless of whether the subject's respiration is chest respiration or abdominal respiration. Is substantially sinusoidal, the sampling counter value N is initialized (sampling counter value = 0) every time the measured value of the first bioelectrical impedance Za reaches the peak value, and until the next peak value is reached. The number of sampling timings is sequentially counted. This completes the breathing timing extraction process in step S56 of FIG.

再び図15に戻って説明を続ける。上述の呼吸タイミング抽出処理が終了すると、CPU170は、被験者の呼吸が速めの呼吸なのか遅めの呼吸なのかを判別する呼吸スピード判別フラッグを設定する(ステップS57)。以下、図18を参照しながら、ステップS57でCPU170が実行する呼吸スピード判別フラッグ設定処理の具体的な内容を説明する。図18は、呼吸スピード判別フラッグ設定処理の具体的な内容を示すフローチャートである。図18に示すように、まずCPU170は、極性判別フラッグF0(n)が「0」であるか否かを判定する(ステップS301)。ステップS301の結果が否定である場合、CPU170は、第n番目のサンプリングタイミングにおける呼吸スピード判別フラッグFma(n)は、直前の第n−1番目のサンプリングタイミングにおける呼吸スピード判別フラッグFma(n−1)に等しいとみなして処理を終了する。   Returning to FIG. 15 again, the description will be continued. When the above-described respiration timing extraction process ends, the CPU 170 sets a respiration speed determination flag for determining whether the subject's respiration is fast or slow respiration (step S57). Hereinafter, specific contents of the breathing speed determination flag setting process executed by the CPU 170 in step S57 will be described with reference to FIG. FIG. 18 is a flowchart showing specific contents of the breathing speed determination flag setting process. As shown in FIG. 18, first, the CPU 170 determines whether or not the polarity determination flag F0 (n) is “0” (step S301). When the result of step S301 is negative, the CPU 170 determines that the breathing speed determination flag Fma (n) at the nth sampling timing is the breathing speed determination flag Fma (n−1) at the immediately preceding n−1th sampling timing. ) And the process ends.

ステップS301の結果が肯定である場合、CPU170は、ピーク/ボトム判別フラッグF1(n)が「+1」であるか否かを判定する(ステップS302)。ステップS302の結果が肯定である場合、CPU170は、直前の第n−1番目のサンプリングタイミングにおけるサンプリングカウンタ値N(n−1)が「10」よりも大きいか否かを判定する(ステップS303)。ここで、被験者の呼吸のスピードが遅ければ、第1生体電気インピーダンスZaの測定値がピーク値に到達してから、次のピーク値に到達するまでの時間長は長くなり、次のピーク値に到達する直前のサンプリングカウンタ値Nも大きくなる。本実施形態では、CPU170は、第n番目のサンプリングタイミングにおいて第1生体電気インピーダンスZaの測定値がピーク値に到達したと判断した場合は、その直前の第n−1番目のサンプリングタイミングにおけるサンプリングカウンタ値が「10」よりも大きいか否かを判定し、当該サンプリングカウンタ値が「10」よりも大きいと判定した場合は、被験者の呼吸は遅めの呼吸であると判断する。具体的には、ステップS303の結果が肯定である場合、CPU170は、呼吸スピード判別フラッグFma(n)を「20」に設定して処理を終了する。呼吸スピード判別フラッグFma(n)が「20」であるとは、被験者の呼吸が遅めの呼吸であることを意味する。また、ステップS303の結果が否定である場合、CPU170は、被験者の呼吸は速めの呼吸であると判断して呼吸スピード判別フラッグFma(n)を「10」に設定して処理を終了する。呼吸スピード判別フラッグFma(n)が「10」であるとは、被験者の呼吸が速めの呼吸であることを意味する。   If the result of step S301 is affirmative, the CPU 170 determines whether or not the peak / bottom determination flag F1 (n) is “+1” (step S302). If the result of step S302 is affirmative, the CPU 170 determines whether or not the sampling counter value N (n−1) at the immediately preceding n−1th sampling timing is greater than “10” (step S303). . Here, if the breathing speed of the subject is slow, the time length from when the measured value of the first bioelectrical impedance Za reaches the peak value until it reaches the next peak value becomes longer, and the next peak value is reached. The sampling counter value N immediately before reaching also increases. In the present embodiment, when the CPU 170 determines that the measured value of the first bioelectrical impedance Za has reached the peak value at the nth sampling timing, the sampling counter at the n−1th sampling timing immediately before the measured value. It is determined whether or not the value is greater than “10”, and if it is determined that the sampling counter value is greater than “10”, it is determined that the subject's breathing is slow breathing. Specifically, if the result of step S303 is affirmative, the CPU 170 sets the breathing speed determination flag Fma (n) to “20” and ends the process. The breathing speed determination flag Fma (n) being “20” means that the subject's breathing is slow breathing. If the result of step S303 is negative, the CPU 170 determines that the subject's breathing is fast breathing, sets the breathing speed discrimination flag Fma (n) to “10”, and ends the process. The breathing speed determination flag Fma (n) being “10” means that the subject's breathing is fast breathing.

一方、ステップS302の結果が否定である場合、CPU170は、ピーク/ボトム判別フラッグF1(n)が「-1」であるか否かを判定する(ステップS304)。ステップS304の結果が否定である場合、CPU170は、第n番目のサンプリングタイミングにおける呼吸スピード判別フラッグFma(n)は、直前の第n−1番目のサンプリングタイミングにおける呼吸スピード判別フラッグFma(n−1)に等しいとみなして処理を終了する。ステップS304の結果が肯定である場合、CPU170は、直前の第n−1番目のサンプリングタイミングにおけるサンプリングカウンタ値N(n−1)が「5」よりも大きいか否かを判定する(ステップS305)。本実施形態では、CPU170は、ボトム値に到達する直前のサンプリングカウンタ値N(n−1)が「5」よりも大きい場合は、被験者の呼吸は遅めの呼吸であると判断する一方、ボトム値に到達する直前のサンプリングカウンタ値N(n−1)が「5」よりも小さい場合は、被験者の呼吸は速めの呼吸であると判断する。具体的には、CPU170は、ステップS305の結果が肯定である場合は、呼吸スピード判別フラッグFma(n)を「20」に設定して処理を終了する一方、ステップS305の結果が否定である場合は、呼吸スピード判別フラッグFma(n)を「10」に設定して処理を終了するという具合である。以上で、図15のステップS57における呼吸スピード判別フラッグ設定処理が終了する。   On the other hand, when the result of step S302 is negative, the CPU 170 determines whether or not the peak / bottom determination flag F1 (n) is “−1” (step S304). When the result of step S304 is negative, the CPU 170 determines that the respiration speed determination flag Fma (n) at the nth sampling timing is the respiration speed determination flag Fma (n−1) at the immediately preceding n−1th sampling timing. ) And the process ends. If the result of step S304 is affirmative, the CPU 170 determines whether or not the sampling counter value N (n−1) at the immediately preceding (n−1) th sampling timing is greater than “5” (step S305). . In the present embodiment, when the sampling counter value N (n−1) immediately before reaching the bottom value is larger than “5”, the CPU 170 determines that the subject's breathing is slow breathing, while the bottom When the sampling counter value N (n−1) immediately before reaching the value is smaller than “5”, it is determined that the subject's breathing is fast breathing. Specifically, if the result of step S305 is affirmative, CPU 170 sets the respiration speed determination flag Fma (n) to “20” and ends the process, while the result of step S305 is negative. Indicates that the breathing speed determination flag Fma (n) is set to “10” and the process is terminated. This completes the breathing speed determination flag setting process in step S57 of FIG.

再び図15に戻って説明を続ける。上述の呼吸スピード判別フラッグ設定処理が終了すると、CPU170は、第n番目のサンプリングタイミングにおける第1センタリング値Za0(n)を抽出する(ステップS58)。以下、図19を参照しながら、ステップS58でCPU170が実行する第1センタリング値抽出処理の具体的な内容を説明する。図19は、第1センタリング値抽出処理の具体的な内容を示すフローチャートである。図19に示すように、まずCPU170は、呼吸スピード判別フラッグFma(n)が「10」であるか否かを判定する(ステップS401)。言い換えれば、CPU170は、第n番目のサンプリングタイミングにおける被験者の呼吸が速めの呼吸であるか否かを判定するという具合である。   Returning to FIG. 15 again, the description will be continued. When the above-described breathing speed determination flag setting process ends, the CPU 170 extracts the first centering value Za0 (n) at the nth sampling timing (step S58). Hereinafter, specific contents of the first centering value extraction process executed by the CPU 170 in step S58 will be described with reference to FIG. FIG. 19 is a flowchart showing specific contents of the first centering value extraction process. As shown in FIG. 19, first, the CPU 170 determines whether or not the respiration speed determination flag Fma (n) is “10” (step S401). In other words, the CPU 170 determines whether or not the subject's breathing at the n-th sampling timing is fast breathing.

本実施形態では、被験者の呼吸速度に応じて可変に設定されるセンタリング期間内の複数のサンプリングタイミングの各々における第1生体電気インピーダンスZaの測定値に基づいて、第n番目のサンプリングタイミングにおける第1センタリング値Za0(n)が生成される。上記ステップS401の結果が肯定である場合、つまりは第n番目のサンプリングタイミングにおける被験者の呼吸が速めの呼吸である場合は、その速めの1呼吸に要する時間長(ここでは約4.0秒)がセンタリング期間として設定される。すなわち、被験者の呼吸が速めの呼吸である場合は、第n−9番目のサンプリングを始点とし、第n番目のサンプリングタイミングを終点とする期間がセンタリング期間として設定され、第n−9番目〜第n番目のサンプリングタイミングの各々における第1生体電気インピーダンスの測定値を用いた移動平均処理の結果に基づいて第1センタリング値Za0(n)が生成される。より具体的には、ステップS401の結果が肯定である場合、CPU170は、図15のステップS51で求めたMA10(n)に基づいて、第n番目のサンプリングタイミングにおける第1センタリング値Za0(n)を生成する(ステップS402)。さらに詳述すると、CPU170は、第n−2番目のサンプリングタイミングにおける第1センタリング値Za0(n−2)と、第n−1番目のサンプリングタイミングにおける第1センタリング値Za0(n−1)と、MA10(n)とを用いて移動平均処理を行い、その処理結果を、第n番目のサンプリングタイミングにおける第1センタリング値Za0(n)として採用する([Za0(n−2)+Za0(n−1)+MA10(n)]/3→Za0(n))。   In this embodiment, based on the measured value of the first bioelectrical impedance Za at each of a plurality of sampling timings within a centering period that is variably set according to the breathing rate of the subject, the first at the nth sampling timing. A centering value Za0 (n) is generated. If the result of step S401 is affirmative, that is, if the subject's breathing at the n-th sampling timing is a fast breath, the time length required for one fast breath (here, approximately 4.0 seconds) is centered. Set as period. That is, when the subject's breathing is fast breathing, a period from the n-9th sampling as the start point and the nth sampling timing as the end point is set as the centering period, and the n-9th to A first centering value Za0 (n) is generated based on the result of the moving average process using the measurement value of the first bioelectrical impedance at each of the nth sampling timings. More specifically, when the result of step S401 is affirmative, the CPU 170 determines the first centering value Za0 (n) at the nth sampling timing based on MA10 (n) obtained in step S51 of FIG. Is generated (step S402). More specifically, the CPU 170 has a first centering value Za0 (n-2) at the (n-2) th sampling timing, a first centering value Za0 (n-1) at the (n-1) th sampling timing, The moving average processing is performed using MA10 (n), and the processing result is adopted as the first centering value Za0 (n) at the nth sampling timing ([Za0 (n−2) + Za0 (n−1). ) + MA10 (n)] / 3 → Za0 (n)).

一方、上記ステップS401の結果が否定である場合、つまりは第n番目のサンプリングタイミングにおける被験者の呼吸が遅めの呼吸である場合は、その遅めの1呼吸に要する時間長(ここでは約8.0秒)がセンタリング期間として設定される。すなわち、被験者の呼吸が遅めの呼吸である場合は、第n−19番目のサンプリングを始点とし、第n番目のサンプリングタイミングを終点とする期間がセンタリング期間として設定され、第n−19番目〜第n番目のサンプリングタイミングの各々における第1生体電気インピーダンスの測定値を用いた移動平均処理の結果に基づいて第1センタリング値Za0(n)が生成される。より具体的には、ステップS401の結果が否定である場合、CPU170は、図15のステップS52で求めたMA20(n)に基づいて、第n番目のサンプリングタイミングにおける第1センタリング値Za0(n)を生成する(ステップS403)。さらに詳述すると、CPU170は、Za0(n−2)と、Za0(n−1)と、MA20(n)とを用いて移動平均処理を行い、その処理結果を、第n番目のサンプリングタイミングにおける第1センタリング値Za0(n)として採用する([Za0(n−2)+Za0(n−1)+MA20(n)]/3→Za0(n))。以上で、図14のステップS50における第1センタリング処理が終了する。   On the other hand, if the result of step S401 is negative, that is, if the subject's breathing at the n-th sampling timing is a slow breath, the length of time required for that slow breath (here, approximately 8.0) Second) is set as the centering period. That is, when the subject's breathing is slow breathing, the period from the n-19th sampling as the start point and the nth sampling timing as the end point is set as the centering period. A first centering value Za0 (n) is generated based on the result of the moving average process using the measurement value of the first bioelectrical impedance at each of the nth sampling timings. More specifically, if the result of step S401 is negative, the CPU 170 determines the first centering value Za0 (n) at the nth sampling timing based on MA20 (n) obtained in step S52 of FIG. Is generated (step S403). More specifically, the CPU 170 performs moving average processing using Za0 (n-2), Za0 (n-1), and MA20 (n), and the processing result is obtained at the nth sampling timing. Adopted as the first centering value Za0 (n) ([Za0 (n−2) + Za0 (n−1) + MA20 (n)] / 3 → Za0 (n)). This completes the first centering process in step S50 of FIG.

前述したように、被験者の呼吸が胸式呼吸であっても腹式呼吸であっても、第1生体電気インピーダンスZaの変化を示す波形は略正弦波状となる。CPU170は、体動などによる影響で、第1生体電気インピーダンスZaの変化を示す波形が乱れても、それに応じた第1センタリング値Za0が得られるように、所定数のサンプリングタイミングの各々における第1生体電気インピーダンスZaの測定値に基づいて第1センタリング値Za0を生成する。より具体的には、CPU170は、サンプリングタイミングごとに、当該サンプリングタイミングよりも所定の時間長だけ前の時点を始点とし、当該サンプリングタイミングを終点とするセンタリング期間内の複数のサンプリングタイミングの各々における第1生体電気インピーダンスの測定値を用いた移動平均処理を行い、その結果に基づいて、当該サンプリングタイミングにおける第1センタリング値Za0を求めるので、体動などによる影響で、第1生体電気インピーダンスZaの変化を示す波形が乱れても、それに応じた第1センタリング値Za0を精度良く生成できる。そして、各サンプリングタイミングに対応するセンタリング期間の時間長は、当該サンプリングタイミングにおける被験者の呼吸速度に応じて可変に設定されるという具合である。   As described above, the waveform indicating the change in the first bioelectrical impedance Za is substantially sinusoidal regardless of whether the subject's breathing is chest breathing or abdominal breathing. Even if the waveform indicating the change in the first bioelectric impedance Za is disturbed due to the influence of body movement or the like, the CPU 170 obtains the first centering value Za0 according to the first waveform at each of the predetermined number of sampling timings. A first centering value Za0 is generated based on the measured value of the bioelectric impedance Za. More specifically, for each sampling timing, the CPU 170 starts at a time point that is a predetermined time length before the sampling timing and starts at the sampling timing in each of a plurality of sampling timings within the centering period with the sampling timing as an end point. Since the moving average process using the measurement value of one bioelectrical impedance is performed and the first centering value Za0 at the sampling timing is obtained based on the result, the change in the first bioelectrical impedance Za due to the influence of body movement or the like Even if the waveform indicating is disturbed, the first centering value Za0 corresponding to the waveform can be generated with high accuracy. The time length of the centering period corresponding to each sampling timing is variably set according to the breathing rate of the subject at the sampling timing.

図14に戻って説明を続ける。図14に示すように、ステップS50の第1センタリング処理が終了すると、CPU170は、第1生体電気インピーダンスの測定値Za(n)の第1センタリング値Za0(n)に対する相対値である第1相対値ΔZa(n)を算出する第1相対値算出処理を実行する(ステップS60)。より具体的には、CPU170は、ステップS40で求めた第1生体電気インピーダンスの測定値Za(n)と、ステップS50で求めた第1センタリング値Za0(n)との差分を求め、その求めた差分値を、第n番目のサンプリングタイミングにおける第1相対値ΔZa(n)として採用するという具合である。   Returning to FIG. 14, the description will be continued. As illustrated in FIG. 14, when the first centering process in step S50 is completed, the CPU 170 performs a first relative that is a relative value of the first bioelectrical impedance measurement value Za (n) with respect to the first centering value Za0 (n). A first relative value calculation process for calculating the value ΔZa (n) is executed (step S60). More specifically, the CPU 170 obtains the difference between the first bioelectrical impedance measurement value Za (n) obtained in step S40 and the first centering value Za0 (n) obtained in step S50. The difference value is employed as the first relative value ΔZa (n) at the nth sampling timing.

ステップS60の後、CPU170は、第2生体電気インピーダンスZbの測定値の振幅基準レベルを示す第2センタリング値Zb0を生成し、その生成した第2センタリング値Zb0を用いて、第2生体電気インピーダンスZbの測定値の第2センタリング値Zb0に対する相対値である第2相対値ΔZbを算出する(ステップS70)。   After step S60, the CPU 170 generates a second centering value Zb0 indicating the amplitude reference level of the measurement value of the second bioelectrical impedance Zb, and uses the generated second centering value Zb0 to generate the second bioelectrical impedance Zb. A second relative value ΔZb, which is a relative value of the measured value to the second centering value Zb0, is calculated (step S70).

ここで、前述したように、腹式呼吸の呼気における第2生体電気インピーダンスZbの変化は、第1生体電気インピーダンスZaの変化とは異なる態様を示すので、第1センタリング値Za0を求める場合と同様に、所定数のサンプリングタイミングの各々における第2生体電気インピーダンスZbの測定値を用いた移動平均処理を行っても、これらの振幅基準レベル、すなわち、第2生体電気インピーダンスZbの変化を示す波形から、呼吸に起因した情報を抽出するための振幅基準レベル(第2センタリング値Zb0)を精度良く求めることはできない。   Here, as described above, the change in the second bioelectrical impedance Zb in the exhalation of abdominal breathing is different from the change in the first bioelectrical impedance Za, and thus is similar to the case of obtaining the first centering value Za0. In addition, even if the moving average process using the measurement value of the second bioelectric impedance Zb at each of the predetermined number of sampling timings is performed, the amplitude reference level, that is, the waveform indicating the change of the second bioelectric impedance Zb is used. The amplitude reference level (second centering value Zb0) for extracting information resulting from respiration cannot be obtained with high accuracy.

そこで、本実施形態では、図20に示すように、第1生体電気インピーダンスZaの測定値と、第1センタリング値Za0とが等しくなるゼロクロスタイミングを抽出し、当該ゼロクロスタイミングにおける第2生体電気インピーダンスZbの測定値に基づいて第2センタリング値Zb0を生成している。これにより、第2生体電気インピーダンスZbの測定値の振幅基準レベルを精度良く抽出できる。図20は、第2センタリング値Zb0の生成方法を概念的に説明するための図である。以下では、図21を参照しながら、ステップS70でCPU170が実行する第2相対値算出処理の具体的な内容を説明する。   Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 20, the zero cross timing at which the measured value of the first bioelectric impedance Za is equal to the first centering value Za0 is extracted, and the second bioelectric impedance Zb at the zero cross timing is extracted. The second centering value Zb0 is generated based on the measured value. Thereby, the amplitude reference level of the measured value of the second bioelectrical impedance Zb can be extracted with high accuracy. FIG. 20 is a diagram for conceptually explaining a method of generating the second centering value Zb0. Hereinafter, specific contents of the second relative value calculation process executed by the CPU 170 in step S70 will be described with reference to FIG.

図21は、第2相対値算出処理の具体的な内容を示すフローチャートである。図21に示すように、CPU170は、5個のサンプリングタイミングの各々における第1相対値ΔZaのうち最小の値を抽出する(ステップS71)。より具体的には、CPU170は、第n−4番目〜第n番目のサンプリングタイミングの各々における第1相対値ΔZaの絶対値|ΔZa|(|ΔZa(n−4)|〜|ΔZa(n)|)のうち最小の値を、第n番目のサンプリングタイミングにおけるクロスポイント判定値ΔMIN5(n)として抽出するという具合である。   FIG. 21 is a flowchart showing specific contents of the second relative value calculation process. As shown in FIG. 21, the CPU 170 extracts the minimum value from the first relative values ΔZa at each of the five sampling timings (step S71). More specifically, the CPU 170 determines the absolute value | ΔZa | (| ΔZa (n−4) | to | ΔZa (n) of the first relative value ΔZa at each of the (n−4) th to n-th sampling timings. The minimum value of |) is extracted as the cross-point determination value ΔMIN5 (n) at the n-th sampling timing.

ステップS71の後、CPU170は、直前のサンプリングタイミングにおけるクロスポイント判定値と、ステップS71で抽出したクロスポイント判定値とが等しく、且つ、直前のサンプリングタイミングがゼロクロスタイミングであるか否かを判定する(ステップS72)。より具体的には、CPU170は、第n−1番目のサンプリングタイミングにおけるクロスポイント判定値ΔMIN5(n−1)とΔMIN5(n)とが等しく、且つ、第n−1番目のサンプリングタイミングにおけるクロスポイント判定フラッグF2(n−1)が「+1」に設定されているか否かを判定する。クロスポイント判定フラッグF2(n−1)が「+1」に設定されている場合は、第n−1番目のサンプリングタイミングがゼロクロスタイミングであるとみなされる。なお、クロスポイント判定フラッグF2の初期値(デフォルト値)、つまりは第1番目のサンプリングタイミングにおけるクロスポイント判定フラッグF2(1)の値は「0」に設定されている。   After step S71, the CPU 170 determines whether or not the cross point determination value at the immediately preceding sampling timing is equal to the cross point determination value extracted at step S71 and the immediately preceding sampling timing is zero cross timing ( Step S72). More specifically, the CPU 170 determines that the cross point determination values ΔMIN5 (n−1) and ΔMIN5 (n) at the (n−1) th sampling timing are equal and the crosspoint at the (n−1) th sampling timing. It is determined whether or not the determination flag F2 (n−1) is set to “+1”. When the cross point determination flag F2 (n-1) is set to "+1", the (n-1) th sampling timing is regarded as the zero cross timing. The initial value (default value) of the cross point determination flag F2, that is, the value of the cross point determination flag F2 (1) at the first sampling timing is set to “0”.

ステップS72の結果が肯定の場合、CPU170は、第n番目のサンプリングタイミングはゼロクロスタイミングではないと判定し、クロスポイント判定フラッグF2(n)を「0」に設定してステップS74へ進む。ステップS72の結果が否定の場合、CPU170は、第n番目のサンプリングタイミングにおける第1相対値ΔZa(n)の絶対値が0.3以下であるか否かを判定する(ステップS73)。ステップS73の結果が否定の場合、CPU170は、第n番目のサンプリングタイミングはゼロクロスタイミングではないと判定し、クロスポイント判定フラッグF2(n)を「0」に設定してステップS74へ進む。ステップS73の結果が肯定の場合、CPU170は、第n番目のサンプリングタイミングはゼロクロスタイミングであると判定し、クロスポイント判定フラッグF2(n)を「+1」に設定してステップS74へ進む。   If the result of step S72 is affirmative, the CPU 170 determines that the nth sampling timing is not the zero cross timing, sets the cross point determination flag F2 (n) to “0”, and proceeds to step S74. If the result of step S72 is negative, the CPU 170 determines whether or not the absolute value of the first relative value ΔZa (n) at the nth sampling timing is 0.3 or less (step S73). If the result of step S73 is negative, the CPU 170 determines that the nth sampling timing is not the zero cross timing, sets the cross point determination flag F2 (n) to “0”, and proceeds to step S74. If the result of step S73 is affirmative, the CPU 170 determines that the nth sampling timing is zero cross timing, sets the cross point determination flag F2 (n) to “+1”, and proceeds to step S74.

次に、CPU170は、第n番目のサンプリングタイミングにおけるクロスポイント判定フラッグF2(n)が「+1」であるか否かを判定する(ステップS74)。ステップS74の結果が肯定の場合、CPU170は、第2センタリング値Zb0を抽出する(ステップS75)。より具体的には、CPU170は、第n−2番目のサンプリングタイミングにおける第2センタリング値Zb0(n−2)と、第n−1番目のサンプリングタイミングにおける第2センタリング値Zb0(n−1)と、第n番目のサンプリングタイミングにおける第2生体電気インピーダンスの測定値Zb(n)とを用いて移動平均処理を行い、その処理結果を、第n番目のサンプリングタイミングにおける第2センタリング値Zb0(n)として抽出する([Zb0(n−2)+Zb0(n−1)+Zb(n)]/3→Zb0(n))。一方、ステップS74の結果が否定の場合、CPU170は、直前の第n−1番目のサンプリングタイミングにおける第2センタリング値Zb0(n−1)を、第n番目のサンプリングタイミングにおける第2センタリング値Zb0(n)として採用する(Zb0(n−1)→Zb0(n))。   Next, the CPU 170 determines whether or not the cross point determination flag F2 (n) at the nth sampling timing is “+1” (step S74). If the result of step S74 is affirmative, the CPU 170 extracts the second centering value Zb0 (step S75). More specifically, the CPU 170 obtains the second centering value Zb0 (n-2) at the (n-2) th sampling timing and the second centering value Zb0 (n-1) at the (n-1) th sampling timing. The moving average process is performed using the measured value Zb (n) of the second bioelectrical impedance at the nth sampling timing, and the processing result is obtained as the second centering value Zb0 (n) at the nth sampling timing. ([Zb0 (n-2) + Zb0 (n-1) + Zb (n)] / 3 → Zb0 (n)). On the other hand, if the result of step S74 is negative, the CPU 170 changes the second centering value Zb0 (n−1) at the immediately preceding n−1th sampling timing to the second centering value Zb0 ( n) (Zb0 (n−1) → Zb0 (n)).

そして、CPU170は、第n番目のサンプリングタイミングにおける第2相対値ΔZb(n)を算出する(ステップS76)。より具体的には、CPU170は、第2生体電気インピーダンスの測定値Zb(n)と、第2センタリング値Zb0(n)との差分を、第n番目のサンプリングタイミングにおける第2相対値ΔZb(n)として採用するという具合である。以上で、図14のステップS70における第2相対値算出処理が終了する。   Then, the CPU 170 calculates a second relative value ΔZb (n) at the nth sampling timing (step S76). More specifically, the CPU 170 calculates the difference between the second bioelectrical impedance measurement value Zb (n) and the second centering value Zb0 (n) as the second relative value ΔZb (n at the nth sampling timing. ) Is adopted. This completes the second relative value calculation process in step S70 of FIG.

例えば被験者の呼吸が腹式呼吸であって、第1生体電気インピーダンスZaおよび第2生体電気インピーダンスZbが図9のように変化する場合、第1相対値ΔZaおよび第2相対値ΔZbの経時的変化を示す波形は、図22のようになる。第1相対値ΔZaの経時的変化を示す波形は、第1生体電気インピーダンスZaの測定値の振幅基準レベルである第1センタリング値Za0をゼロ基準とするものであり、第2相対値ΔZbの経時的変化を示す波形は、第2生体電気インピーダンスZbの測定値の振幅基準レベルである第2センタリング値Zb0をゼロ基準とするものである。両波形を重ねることで、吸気における第1相対値ΔZaおよび第2相対値ΔZbの各々の波形と、呼気における第1相対値ΔZaおよび第2相対値ΔZbの各々の波形とを判別することができる。本実施形態では、CPU170は、第1相対値ΔZaの値に基づいて、被験者の呼吸が吸気であるか呼気であるかを判定する。より具体的には、CPU170は、第1相対値ΔZaが正の値である場合は吸気であると判定し、負の値である場合は呼気であると判定するという具合である。また、吸気における第1相対値ΔZaおよび第2相対値ΔZbの各々の波形の振幅および積分値の違いに基づいて、前述の回帰式(2)の係数を補正してもよい。これにより、測定精度の向上が図られる。   For example, when the subject's breathing is abdominal breathing and the first bioelectrical impedance Za and the second bioelectrical impedance Zb change as shown in FIG. 9, the first time relative value ΔZa and the second relative value ΔZb change over time. The waveform showing is as shown in FIG. The waveform showing the temporal change of the first relative value ΔZa is based on the first centering value Za0, which is the amplitude reference level of the measured value of the first bioelectrical impedance Za, as the zero reference, and the second relative value ΔZb is elapsed with time. The waveform indicating the change in the state is based on the second centering value Zb0, which is the amplitude reference level of the measurement value of the second bioelectric impedance Zb, as a zero reference. By superimposing both waveforms, it is possible to determine the waveforms of the first relative value ΔZa and the second relative value ΔZb in inhalation and the waveforms of the first relative value ΔZa and the second relative value ΔZb in expiration. . In the present embodiment, the CPU 170 determines whether the subject's breathing is inspiration or expiration based on the value of the first relative value ΔZa. More specifically, the CPU 170 determines that it is inspiration when the first relative value ΔZa is a positive value, and determines that it is expiration when the first relative value ΔZa is a negative value. Further, the coefficient of the regression equation (2) described above may be corrected based on the difference in the amplitude and integral value of each waveform of the first relative value ΔZa and the second relative value ΔZb in the intake air. Thereby, the measurement accuracy is improved.

再び図14に戻って説明を続ける。図14に示すように、ステップS70の第2相対値算出処理が終了すると、CPU170は、第1相対値ΔZa(n)および第2相対値ΔZb(n)に対応するΔRib/ΔAbを推定するΔRib/ΔAb推定演算処理を実行する(ステップS80)。以下、図23および図24を参照しながら、ステップS80でCPU170が実行するΔRib/ΔAb推定演算処理の具体的な内容を説明する。図23および図24は、ΔRib/ΔAb推定演算処理の具体的な内容を示すフローチャートである。図23に示すように、まずCPU170は、第n番目のサンプリングタイミングにおける第1相対値ΔZa(n)の値が「0」以上であるか否かを判定する(ステップS81)。   Returning to FIG. 14 again, the description will be continued. As shown in FIG. 14, when the second relative value calculation process in step S70 is completed, the CPU 170 estimates ΔRib / ΔAb corresponding to the first relative value ΔZa (n) and the second relative value ΔZb (n). / ΔAb estimation calculation processing is executed (step S80). The specific contents of the ΔRib / ΔAb estimation calculation process executed by the CPU 170 in step S80 will be described below with reference to FIGS. 23 and 24 are flowcharts showing specific contents of the ΔRib / ΔAb estimation calculation process. As shown in FIG. 23, first, the CPU 170 determines whether or not the value of the first relative value ΔZa (n) at the n-th sampling timing is “0” or more (step S81).

ステップS81の結果が否定の場合、CPU170は、被験者の呼吸が呼気であると判断し、第n番目のサンプリングタイミングにおけるΔRib/ΔAb(n)の推定演算を行う(ステップS82)。より具体的には、CPU170は、上述の回帰式(2)にしたがって演算処理を実行することで、第1相対値ΔZa(n)および第2相対値ΔZb(n)に対応するΔRib/ΔAb(n)を求める。一方、ステップS81の結果が肯定の場合、CPU170は、被験者の呼吸が吸気であると判断し、第n番目のサンプリングタイミングにおけるΔRib/ΔAb(n)の値を初期値に設定する。本実施形態では、ステップS81の結果が肯定の場合、CPU170は、第n番目のサンプリングタイミングにおけるΔRib/ΔAb(n)の値を、初期値である「1.0」に設定する。   If the result of step S81 is negative, the CPU 170 determines that the subject's breath is exhalation, and performs an estimation calculation of ΔRib / ΔAb (n) at the nth sampling timing (step S82). More specifically, the CPU 170 executes arithmetic processing according to the above-described regression equation (2), whereby ΔRib / ΔAb (corresponding to the first relative value ΔZa (n) and the second relative value ΔZb (n). n). On the other hand, if the result of step S81 is affirmative, the CPU 170 determines that the subject's breathing is inspiration, and sets the value of ΔRib / ΔAb (n) at the nth sampling timing to an initial value. In this embodiment, when the result of step S81 is positive, the CPU 170 sets the value of ΔRib / ΔAb (n) at the n-th sampling timing to “1.0” which is an initial value.

次に、CPU170は、ΔRib/ΔAb(n)の値が、−2.5以上であり、且つ4.5以下であるか否かを判定する(ステップS83)。ステップS83の結果が否定の場合、CPU170は、ΔRib/ΔAbの値を、初期値である「1.0」に設定してステップS84へ進む。ステップS83の結果が肯定の場合、CPU170は、そのままステップS84へ進む。   Next, the CPU 170 determines whether or not the value of ΔRib / ΔAb (n) is −2.5 or more and 4.5 or less (step S83). If the result of step S83 is negative, the CPU 170 sets the value of ΔRib / ΔAb to the initial value “1.0” and proceeds to step S84. If the result of step S83 is affirmative, the CPU 170 proceeds to step S84 as it is.

ステップS84において、CPU170は、ΔRib/ΔAb(n)の絶対値と、直前の第n−1番目のサンプリングタイミングにおけるΔRib/ΔAb(n−1)の絶対値との差分(|ΔRib/ΔAb(n)|−|ΔRib/ΔAb(n−1)|)が0.3よりも大きいか否かを判定する。ステップS84の結果が否定である場合、CPU170は、直前の第n−1番目のサンプリングタイミングにおけるΔRib/ΔAb(n−1)と、ΔRib/ΔAbとの平均を求め、その求めた平均値を、第n番目のサンプリングタイミングにおけるΔRib/ΔAb(n)として採用([ΔRib/ΔAb(n−1)+ΔRib/ΔAb(n)]/2→ΔRib/ΔAb(n))して次のステップS85(図24参照)へ進む。一方、ステップS84の結果が肯定である場合、CPU170は、第n番目のサンプリングタイミングにおけるΔRib/ΔAb(n)の値を、初期値である「1.0」に設定して次のステップS85へ進む。   In step S84, the CPU 170 determines the difference (| ΔRib / ΔAb (n) between the absolute value of ΔRib / ΔAb (n) and the absolute value of ΔRib / ΔAb (n−1) at the immediately preceding (n−1) th sampling timing. ) | − | ΔRib / ΔAb (n−1) |) is determined as to whether it is greater than 0.3. When the result of step S84 is negative, the CPU 170 obtains the average of ΔRib / ΔAb (n−1) and ΔRib / ΔAb at the immediately preceding (n−1) -th sampling timing, and calculates the obtained average value. Adopted as ΔRib / ΔAb (n) at the n-th sampling timing ([ΔRib / ΔAb (n−1) + ΔRib / ΔAb (n)] / 2 → ΔRib / ΔAb (n)) and the next step S85 (FIG. 24). On the other hand, if the result of step S84 is affirmative, the CPU 170 sets the value of ΔRib / ΔAb (n) at the n-th sampling timing to the initial value “1.0” and proceeds to the next step S85.

図24を参照しながら、ΔRib/ΔAb推定演算処理の具体的な内容の説明を続ける。図24に示すように、ステップS85において、CPU170は、第n番目のサンプリングタイミングにおける第1相対値ΔZa(n)が「0」よりも小さいか否かを判定する。ステップS85の結果が肯定の場合、CPU170は、被験者の呼吸が呼気であると判断し、直前の積分回数のカウント値Niに1を加算する。より具体的には、CPU170は、直前の第n−1番目のサンプリングタイミングにおける積分回数のカウント値Ni(n−1)に1を加算した値を、第n番目のサンプリングタイミングにおける積分回数のカウント値Ni(n)として採用する。   With reference to FIG. 24, the description of the specific contents of the ΔRib / ΔAb estimation calculation process will be continued. As shown in FIG. 24, in step S85, the CPU 170 determines whether or not the first relative value ΔZa (n) at the nth sampling timing is smaller than “0”. If the result of step S85 is affirmative, the CPU 170 determines that the subject's breathing is exhalation, and adds 1 to the count value Ni of the previous integration count. More specifically, the CPU 170 counts the number of integrations at the nth sampling timing by adding a value obtained by adding 1 to the count value Ni (n−1) of the number of integrations at the immediately preceding n−1th sampling timing. The value Ni (n) is adopted.

一方、ステップS85の結果が否定の場合、CPU170は、被験者の呼吸が吸気であると判断し、積分回数のカウント値Niの値を「0」に初期化する。すなわち、この場合、第n番目のサンプリングタイミングにおける積分回数のカウント値Ni(n)は「0」に設定されるという具合である。   On the other hand, if the result of step S85 is negative, the CPU 170 determines that the subject's breathing is inspiration, and initializes the count value Ni of the number of integrations to “0”. That is, in this case, the count value Ni (n) of the number of integrations at the nth sampling timing is set to “0”.

続いて、図24に示すように、CPU170は、第1相対値ΔZa(n)が「0」よりも小さいか否かを再び判定する(ステップS86)。ステップS86の結果が肯定の場合、CPU170は、直前の第n−1番目のサンプリングタイミングにおけるΔRib/ΔAbの積分値(ΣΔRib/ΔAb(n−1))と、ΔRib/ΔAb(n)との和を求めることで、第n番目のサンプリングタイミングにおけるΔRib/ΔAbの積分値(ΣΔRib/ΔAb(n))を求めて次のステップS87へ進む。一方、ステップS86の結果が否定の場合、つまりは、被験者の呼吸状態が吸気であると判断した場合は、CPU170は、ピーク/ボトム判別フラッグF1(n)を「+1」に設定して次のステップS87へ進む。   Subsequently, as illustrated in FIG. 24, the CPU 170 determines again whether or not the first relative value ΔZa (n) is smaller than “0” (step S86). If the result of step S86 is affirmative, the CPU 170 calculates the sum of ΔRib / ΔAb integral value (ΣΔRib / ΔAb (n−1)) and ΔRib / ΔAb (n) at the immediately preceding (n−1) th sampling timing. Is obtained, and the integrated value (ΣΔRib / ΔAb (n)) of ΔRib / ΔAb at the n-th sampling timing is obtained, and the process proceeds to the next step S87. On the other hand, if the result of step S86 is negative, that is, if it is determined that the subject's breathing state is inhalation, the CPU 170 sets the peak / bottom determination flag F1 (n) to “+1” and then continues. The process proceeds to step S87.

次に、CPU170は、第n番目のサンプリングタイミングにおける積分回数のカウント値Ni(n)がゼロであるか否かを判定する(ステップS87)。ステップS87の結果が否定の場合、CPU170は、第n番目のサンプリングタイミングにおけるΔRib/ΔAbの積分値[ΣΔRib/ΔAb(n)]を、第n番目のサンプリングタイミングにおける積分回数のカウント値Ni(n)で割ることで、ΔRib/ΔAbの平均値を求める。一方、ステップS87の結果が肯定の場合、CPU170は、直前の第n−1番目のサンプリングタイミングにおけるΔRib/ΔAbの平均値([ΣΔRib/ΔAb(n−1)]/Ni(n−1))を、第n番目のサンプリングタイミングにおけるΔRib/ΔAbの平均値として採用する。以上で、ΔRib/ΔAb推定演算処理が終了し、第n番目のサンプリングタイミングにおける呼吸解析処理が終了する。   Next, the CPU 170 determines whether or not the count value Ni (n) of the number of integrations at the nth sampling timing is zero (step S87). If the result of step S87 is negative, the CPU 170 obtains the integrated value [ΣΔRib / ΔAb (n)] of ΔRib / ΔAb at the nth sampling timing, and the count value Ni (n of the number of integrations at the nth sampling timing). ) To obtain an average value of ΔRib / ΔAb. On the other hand, when the result of step S87 is affirmative, the CPU 170 determines the average value of [Delta] Rib / [Delta] Ab at the immediately preceding (n-1) th sampling timing ([[Sigma] [Delta] Rib / [Delta] Ab (n-1)] / Ni (n-1)). Is adopted as the average value of ΔRib / ΔAb at the nth sampling timing. This completes the ΔRib / ΔAb estimation calculation process, and the breath analysis process at the nth sampling timing ends.

被験者の呼吸が腹式呼吸であって、第1相対値ΔZaおよび第2相対値ΔZbが図22のように変化する場合、上述のΔRib/ΔAbの平均値([ΣΔRib/ΔAb]/Ni)は、図25のように変化する。図25において、呼気におけるΔRib/ΔAbの値(平均値)が1.0以下である場合は、被験者の呼吸は腹式呼吸であると推定される一方、1.0を上回る場合は、被験者の呼吸は胸式呼吸であると推定されるという具合である。   When the subject's breathing is abdominal breathing and the first relative value ΔZa and the second relative value ΔZb change as shown in FIG. 22, the above average value of ΔRib / ΔAb ([ΣΔRib / ΔAb] / Ni) is As shown in FIG. In FIG. 25, when the value (average value) of ΔRib / ΔAb in exhalation is 1.0 or less, the subject's breathing is estimated to be abdominal breathing. Respiration is estimated to be chest respiration.

以上に説明したように、本実施形態では、CPU170が呼吸解析処理を実行することで、サンプリングタイミングごとに、当該サンプリングタイミングにおける第1相対値ΔZaおよび第2相対値ΔZbに対応するΔRib/ΔAbが求められるので、被験者の呼吸の種別(腹式呼吸なのか胸式呼吸なのか)をリアルタイムで正確に判別できるという利点がある。   As described above, in the present embodiment, when the CPU 170 executes the breath analysis process, ΔRib / ΔAb corresponding to the first relative value ΔZa and the second relative value ΔZb at the sampling timing is calculated for each sampling timing. Therefore, there is an advantage that the type of breathing (abdominal breathing or chest breathing) of the subject can be accurately determined in real time.

<1−5:呼吸レベル表示処理>
次に、CPU170が実行する呼吸レベル表示処理について説明する。本実施形態では、CPU170は、被験者の1呼吸ごとに、当該1呼吸における腹式呼吸および胸式呼吸の各々の大きさと余裕度とを表示(報知)する呼吸レベル表示処理を実行する。より具体的には、CPU170は、被験者の1呼吸ごとに、当該1呼吸における呼吸の深さを示す呼吸深度と、当該1呼吸における呼吸解析処理の結果とから、当該1呼吸における胸式呼吸および腹式呼吸の各々の大きさと余裕度とを表示部160に表示するように制御する。図26に示すように、本実施形態では、1呼吸における胸式呼吸および腹式呼吸の各々の大きさと余裕度のほか、当該1呼吸に占める腹式呼吸の割合を示す腹式レベルを表示部160に表示するように制御する。図26に示す第1バーグラフBG1は、胸式呼吸および腹式呼吸の各々の大きさと余裕度とを表示するためのものである。一方、図26に示す第2バーグラフBG2は、被験者の腹式レベルを表示するためのものである。これらの詳細な内容については後述する。
<1-5: Respiration level display process>
Next, a respiration level display process executed by the CPU 170 will be described. In the present embodiment, the CPU 170 executes a breathing level display process for displaying (notifying) the size and margin of each abdominal breathing and chest breathing in one breath for each breath of the subject. More specifically, for each breath of the subject, the CPU 170 determines the chest breathing in the one breath and the breathing analysis indicating the depth of the breath in the one breath and the result of the breath analysis process in the one breath. Control is performed so that the magnitude and margin of each abdominal breath are displayed on the display unit 160. As shown in FIG. 26, in the present embodiment, in addition to the magnitude and margin of each of the chest breathing and the abdominal breathing in one breath, the abdominal level indicating the proportion of the abdominal breathing in the one breath is displayed on the display unit. The display is controlled to be displayed at 160. The first bar graph BG1 shown in FIG. 26 is for displaying the magnitude and margin of each of the chest breathing and the abdominal breathing. On the other hand, the second bar graph BG2 shown in FIG. 26 is for displaying the subject's abdominal level. Details of these will be described later.

呼吸レベル表示処理の具体的な説明に先立って、図27を参照しながら、CPU170が実行する呼吸深度抽出処理について説明する。図27は、CPU170が実行する呼吸深度抽出処理の具体的な内容を示すフローチャートである。後述するように、この呼吸深度抽出処理で抽出された被験者の呼吸深度(呼吸の深さ)は、呼吸レベル表示処理に用いられる。   Prior to specific description of the respiration level display process, a respiration depth extraction process executed by the CPU 170 will be described with reference to FIG. FIG. 27 is a flowchart showing specific contents of the breathing depth extraction process executed by the CPU 170. As will be described later, the breathing depth (breathing depth) of the subject extracted by this breathing depth extraction process is used for the breathing level display process.

図27に示すように、まずCPU170は、サンプリングタイミングに到達したか否かを判定し(ステップS501)、ステップS501の結果が肯定である場合は次のステップS502へ進む。ステップS502において、CPU170は、被験者の呼吸が吸気であるか否かを判定する。具体的には、CPU170は、当該サンプリングタイミングにおける第1相対値ΔZaの値が正の値である場合には吸気であると判定する一方、負の値である場合には呼気であると判定するという具合である。CPU170は、吸気であると判定した場合は、吸気判別フラッグF3を「1」に設定する一方、呼気であると判定した場合は、吸気判別フラッグF3を「0」に設定する。なお、初期状態においては、吸気判別フラッグF3は「1」に設定される(つまりはF3のデフォルト値は1に設定される)。   As shown in FIG. 27, first, the CPU 170 determines whether or not the sampling timing has been reached (step S501), and if the result of step S501 is affirmative, the process proceeds to the next step S502. In step S502, the CPU 170 determines whether or not the subject's breathing is inspiration. Specifically, the CPU 170 determines that it is inspiration when the value of the first relative value ΔZa at the sampling timing is a positive value, and determines that it is expiration when the value is a negative value. That's it. If the CPU 170 determines that it is inhalation, it sets the inhalation determination flag F3 to “1”, whereas if it determines that it is expiration, it sets the inspiration determination flag F3 to “0”. In the initial state, the intake determination flag F3 is set to “1” (that is, the default value of F3 is set to 1).

ステップS502の結果が肯定の場合、CPU170は、ピークホールド処理を実行する(ステップS503)。より具体的には、CPU170は、吸気での複数のサンプリングタイミングの各々における第1相対値ΔZaのうち最大の値をピーク値ΔZa(MAX)として保持する。一方、ステップS502の結果が否定の場合、CPU170は、ボトムホールド処理を実行する(ステップS504)。より具体的には、CPU170は、呼気での複数のサンプリングタイミングの各々における第1相対値ΔZaのうち最小の値をボトム値ΔZa(MIN)として保持する。   If the result of step S502 is positive, the CPU 170 executes a peak hold process (step S503). More specifically, the CPU 170 holds the maximum value as the peak value ΔZa (MAX) among the first relative values ΔZa at each of a plurality of sampling timings during intake. On the other hand, if the result of step S502 is negative, the CPU 170 executes bottom hold processing (step S504). More specifically, the CPU 170 holds the minimum value among the first relative values ΔZa at each of a plurality of sampling timings during expiration as the bottom value ΔZa (MIN).

次に、CPU170は、当該サンプリングタイミングがゼロクロスタイミングであるか否かを判定する(ステップS505)。より具体的には、CPU170は、当該サンプリングタイミングにおけるクロスポイント判定フラッグF2が「+1」であるか否かを判定することで、当該サンプリングタイミングがゼロクロスタイミングであるか否かを判定するという具合である。ステップS505の結果が否定の場合、当該サンプリングタイミングにおける呼吸深度抽出処理は終了する。一方、ステップS505の結果が肯定の場合、CPU170は、当該サンプリングタイミングにおける第1生体電気インピーダンスZaの微分係数dZaが正極性(>0)であるか否かを判定する(ステップS506)。言い換えれば、CPU170は、当該サンプリングタイミングが、呼気から吸気へと変化するタイミングであるか否かを判定する。   Next, the CPU 170 determines whether or not the sampling timing is a zero cross timing (step S505). More specifically, the CPU 170 determines whether or not the sampling timing is the zero cross timing by determining whether or not the cross point determination flag F2 at the sampling timing is “+1”. It is. If the result of step S505 is negative, the respiration depth extraction process at the sampling timing ends. On the other hand, when the result of step S505 is positive, the CPU 170 determines whether or not the differential coefficient dZa of the first bioelectric impedance Za at the sampling timing is positive (> 0) (step S506). In other words, the CPU 170 determines whether or not the sampling timing is a timing for changing from expiration to inspiration.

ステップS506の結果が肯定の場合、CPU170は、当該サンプリングタイミングが、呼気から吸気へと変化するタイミングであると判断して、そのときホールドされているピーク値ΔZa(MAX)とボトム値ΔZa(MIN)との絶対値の和を、直前の1呼吸における呼吸深度ΔZap−pとして抽出する(ステップS507)。その後、CPU170は、吸気フラッグ設定処理を実行する(ステップS508)。より具体的には、CPU170は、吸気判別フラッグF3を「1」に設定する。そして、CPU170は、ピークホールド処理を初期化する(ステップS509)。より具体的には、CPU170は、ステップS503で保持していたピーク値ΔZa(MAX)を、「0」に設定(初期化)して、当該サンプリングタイミングにおける呼吸深度抽出処理を終了する。   If the result of step S506 is affirmative, the CPU 170 determines that the sampling timing is a timing at which the expiration changes from inspiration to inspiration, and the peak value ΔZa (MAX) and bottom value ΔZa (MIN) held at that time are determined. ) And the absolute value are extracted as the breathing depth ΔZap-p in the immediately preceding one breath (step S507). Thereafter, the CPU 170 executes an intake flag setting process (step S508). More specifically, the CPU 170 sets the intake determination flag F3 to “1”. Then, the CPU 170 initializes the peak hold process (step S509). More specifically, the CPU 170 sets (initializes) the peak value ΔZa (MAX) held in step S503 to “0”, and ends the respiration depth extraction process at the sampling timing.

一方、ステップS506の結果が否定の場合、CPU170は、当該サンプリングタイミングが、吸気から呼気へと変化するタイミングであると判断して、呼気フラッグ設定処理を実行する(ステップS510)。より具体的には、CPU170は、吸気判別フラッグF3を「0」に設定する。そして、CPU170は、ボトムホールド処理を初期化する(ステップS511)。より具体的には、CPU170は、ステップS504で保持していたボトム値ΔZa(MIN)を、「0」に設定(初期化)して、当該サンプリングタイミングにおける呼吸深度抽出処理を終了する。   On the other hand, if the result of step S506 is negative, the CPU 170 determines that the sampling timing is a timing at which the sampling changes from inspiration to expiration, and executes an expiration flag setting process (step S510). More specifically, the CPU 170 sets the intake determination flag F3 to “0”. Then, the CPU 170 initializes the bottom hold process (step S511). More specifically, the CPU 170 sets (initializes) the bottom value ΔZa (MIN) held in step S504 to “0”, and ends the respiration depth extraction process at the sampling timing.

次に、図28を参照しながら、CPU170が実行する呼吸レベル表示処理の具体的な内容を説明する。図28は、呼吸レベル表示処理の具体的な内容を示すフローチャートである。図28に示すように、CPU170は、直前の1呼吸における呼吸深度を正規化する(ステップS601)。ここで、「呼吸深度を正規化する」とは、前述の呼吸深度抽出処理で抽出された直前の1呼吸における呼吸深度の値を、被験者間における体格等の個人差の影響を取り除いた値に補正することを意味する。具体的には、ステップS601において、CPU170は、直前の1呼吸における呼吸深度ΔZap−pを、当該1呼吸における第2センタリング値Zb0(詳述すれば、当該1呼吸における複数のサンプリングタイミングの各々における第2センタリング値Zb0の平均値)で割った後に100を乗じて求めた値を、呼吸深度の正規化値%ΔZa(=(ΔZap−p/Zb0)×100)として採用する。   Next, the specific contents of the respiration level display process executed by the CPU 170 will be described with reference to FIG. FIG. 28 is a flowchart showing specific contents of the respiration level display process. As shown in FIG. 28, the CPU 170 normalizes the breathing depth in the immediately preceding one breath (step S601). Here, “normalize the breathing depth” is a value obtained by removing the influence of individual differences such as the physique among subjects from the value of the breathing depth immediately before one breath extracted by the above-described breathing depth extraction process. It means to correct. Specifically, in step S601, the CPU 170 sets the breathing depth ΔZap-p in the immediately preceding one breath to the second centering value Zb0 in the one breath (specifically, in each of a plurality of sampling timings in the one breath. A value obtained by dividing by 100 after being divided by the average value of the second centering value Zb0) is employed as a normalized value of breathing depth% ΔZa (= (ΔZap−p / Zb0) × 100).

次に、CPU170は、ステップS601で求めた呼吸深度の正規化値%ΔZaの値に応じて、着色表示すべき第1バーグラフBG1の段階数(以下、「第1表示段階数」と呼ぶ)を決定する(ステップS602)。より具体的には、CPU170は、ステップS601で求めた呼吸深度の正規化値%ΔZaに対応する1回換気量の正規化値%ΔTVを求め、その求めた%ΔTVの値に応じて、第1表示段階数を決定する。ここで、「1回換気量」とは、被験者の1呼吸で肺に出入りする空気量を示すものであり、ΔTVと表記する。また、「1回換気量を正規化する」とは、スパイロなどで計測された1回換気量ΔTVの値(実測値)を、被験者間における体格等の個人差の影響を取り除いた値に補正することを意味する。本実施形態では、1回換気量ΔTVの正規化を行う際には、スパイロなどで計測された被験者の肺活量の値(実測値)VCを、標準肺活量を示す標準VCで割り算した形で表される係数%VC(=実測VC/標準VC)が用いられる。具体的には、計測された1回換気量ΔTVの値(実測値)を上述の係数%VCで割ることで、1回換気量の正規化値%ΔTV(=ΔTV/%VC)が求められる。なお、例えば男性の標準肺活量VCmale(ml)は、(27.63−0.112×年齢)×身長(cm)で表され、女性の標準肺活量VCfemale(ml)は、(21.78−0.101×年齢)×身長(cm)で表される。   Next, the CPU 170 determines the number of stages of the first bar graph BG1 to be colored and displayed according to the value of the normalized value% ΔZa of the respiration depth obtained in step S601 (hereinafter referred to as “first display stage number”). Is determined (step S602). More specifically, the CPU 170 obtains a normalized value% ΔTV of the tidal volume corresponding to the normalized value% ΔZa of the breathing depth obtained in step S601, and according to the obtained value of% ΔTV, The number of display stages is determined. Here, “tidal volume” indicates the amount of air that enters and exits the lung in one breath of the subject and is expressed as ΔTV. “Normalizing the tidal volume” means correcting the tidal volume value ΔTV (measured value) measured by a spiro etc. to a value that removes the influence of individual differences such as physique between subjects. It means to do. In the present embodiment, when normalizing the tidal volume ΔTV, the value (actually measured value) VC of the subject's vital capacity measured by a spiro or the like is divided by the standard VC indicating the standard vital capacity. Coefficient% VC (= actual VC / standard VC) is used. Specifically, the normalized value% ΔTV (= ΔTV /% VC) of the tidal volume is obtained by dividing the measured value (actually measured value) of the tidal volume ΔTV by the above-described coefficient% VC. . For example, male standard vital capacity VCmale (ml) is expressed by (27.63-0.112 × age) × height (cm), and female standard vital capacity VCfemale (ml) is (21.78-0. 101 × age) × height (cm).

図29は、男女合わせて20人で、各々の1回換気量ΔTVを3回ずつ(小程度の換気、中程度の換気、大程度の換気を各1回)測定したときの、1回換気量の正規化値%ΔTVと呼吸深度の正規化値%ΔZaとの関係を示す相関図である。図29に示すように、1回換気量の正規化値%ΔTVと呼吸深度の正規化値%ΔZaとは相関係数r=0.75という高い相関が得られ、以下の回帰式(4)が成立する。
%ΔZa=c0×%ΔTV ・・・(4)
c0:回帰係数。
FIG. 29 shows tidal ventilation when 20 people in both men and women measure each tidal volume ΔTV three times (small ventilation, medium ventilation, and large ventilation once). It is a correlation diagram which shows the relationship between the normalized value% ΔTV of the quantity and the normalized value% ΔZa of the respiratory depth. As shown in FIG. 29, the normalized value% ΔTV of the tidal volume and the normalized value% ΔZa of the respiratory depth have a high correlation coefficient r = 0.75, and the following regression equation (4) Is established.
% ΔZa = c0 ×% ΔTV (4)
c0: regression coefficient.

CPU170は、上述の回帰式(4)にしたがって演算処理を実行することで、ステップS601で求めた呼吸深度の正規化値%ΔZaに対応する1回換気量の正規化値%ΔTVを求める。そして、CPU170は、その求めた1回換気量の正規化値%ΔTVに応じて、第1表示段階数を決定する。本実施形態では、第1表示段階数の最大値は、胸式5段階と腹式5段階とを合わせた「10」に設定されている(図26参照)。   The CPU 170 obtains a normalized value% ΔTV of the tidal volume corresponding to the normalized value% ΔZa of the respiration depth obtained in step S601 by executing arithmetic processing according to the regression equation (4). Then, the CPU 170 determines the first display step number according to the obtained normalized value% ΔTV of the tidal volume. In the present embodiment, the maximum value of the number of first display steps is set to “10”, which is a combination of the five chest methods and the five belly methods (see FIG. 26).

図29に示すように、本実施形態では、1回換気量の正規化値%ΔTVの値が第1所定値α1以上である場合は、被験者の呼吸レベルは「最大」とみなされる。この場合、CPU170は、第1表示段階数を最大値である「10」に決定する。また、1回換気量の正規化値%ΔTVの値が第2所定値α2(<α1)以上であって、かつ第1所定値α1を下回る場合は、被験者の呼吸レベルは、「大程度」とみなされる(図29参照)。この場合、CPU170は、第1表示段階数を「8」に決定する。さらに、1回換気量の正規化値%ΔTVが第3所定値α3(<α2)以上であって、かつ第2所定値α2を下回る場合は、被験者の呼吸レベルは「中程度」とみなされる(図29参照)。この場合、CPU170は、第1表示段階数を「6」に決定する。また、1回換気量の正規化値%ΔTVの値が第4所定値α4(<α3)以上であって、かつ第3所定値α3を下回る場合は、被験者の呼吸レベルは「小程度」とみなされる(図29参照)。この場合、CPU170は、第1表示段階数を「4」に決定する。また、1回換気量の正規化値%ΔTVの値が第4所定値α4を下回る場合は、被験者の呼吸レベルは、安静時における必須レベル程度とみなされる(図29参照)。この場合、CPU170は、第1表示段階数を「2」に決定するという具合である。   As shown in FIG. 29, in this embodiment, when the value of the normalized value% ΔTV of the tidal volume is equal to or greater than the first predetermined value α1, the breathing level of the subject is regarded as “maximum”. In this case, the CPU 170 determines the first display step number to be “10” which is the maximum value. Further, when the value of the normalized tidal volume value% ΔTV is equal to or larger than the second predetermined value α2 (<α1) and is lower than the first predetermined value α1, the respiration level of the subject is “large”. (See FIG. 29). In this case, the CPU 170 determines the first display step number as “8”. Further, when the normalized value% ΔTV of the tidal volume is equal to or larger than the third predetermined value α3 (<α2) and is lower than the second predetermined value α2, the subject's respiratory level is regarded as “medium”. (See FIG. 29). In this case, the CPU 170 determines the first display step number as “6”. When the value of the tidal volume normalized value% ΔTV is equal to or larger than the fourth predetermined value α4 (<α3) and lower than the third predetermined value α3, the subject's breathing level is “small”. Considered (see FIG. 29). In this case, the CPU 170 determines the first display step number as “4”. In addition, when the value of the normalized value% ΔTV of the tidal volume is lower than the fourth predetermined value α4, the subject's breathing level is regarded as an essential level at rest (see FIG. 29). In this case, the CPU 170 determines the number of first display steps as “2”.

再び図28に戻って説明を続ける。図28に示すように、ステップS602の段階数決定処理が終了すると、CPU170は、直前の1呼吸における腹式レベルを決定する(ステップS603)。具体的には、CPU170は、直前の1呼吸におけるΔRib/ΔAbの値(平均値)に応じて、腹式レベルの数値を決定する。腹式レベルの数値は0〜100までの値で表され、その値が0に近いほど腹式呼吸の程度は小さく(被験者の呼吸に占める腹式呼吸の割合は小さく)、100に近いほど腹式呼吸の程度は大きい(被験者の呼吸に占める腹式呼吸の割合は大きい)。   Returning to FIG. 28 again, the description will be continued. As shown in FIG. 28, when the stage number determination process in step S602 ends, the CPU 170 determines the abdominal level in the immediately preceding one breath (step S603). Specifically, CPU 170 determines the numerical value of the abdominal level according to the value (average value) of ΔRib / ΔAb in the immediately preceding one breath. The numerical value of the abdominal level is represented by a value from 0 to 100. The closer the value is to 0, the smaller the level of abdominal breathing (the proportion of the abdominal breathing in the subject's breathing is smaller). The degree of breathing is large (the proportion of abdominal breathing in the subject's breathing is large).

図28に示すように、ステップS603の後、CPU170は、ステップS602で決定した第1表示段階数を、腹式と胸式とに分割する段階数分割処理を実行する(ステップS604)。より具体的には、CPU170は、ステップS602で決定した第1表示段階数と、ステップS603で決定した腹式レベルとに基づいて、段階数分割処理を実行する。ここでは、全体の呼吸レベルを示す第1表示段階数が「6」である一方、腹式レベルは「70」である場合を想定して説明を続ける。腹式レベルが「70」であるとは、腹式呼吸と胸式呼吸との割合は、7:3であるとみなされるので、第1表示段階数「6」は、胸式で2段階、腹式で4段階に分割される。つまり、図26のように、胸式呼吸の大きさを示す第1バーグラフのBG1の表示段階数は「2」、腹式呼吸の大きさを示す第1バーグラフBG1の表示段階数は「4」になるように設定される。   As shown in FIG. 28, after step S603, the CPU 170 executes a stage number division process for dividing the first display stage number determined in step S602 into an abdominal type and a chest type (step S604). More specifically, the CPU 170 executes the stage number division process based on the first display stage number determined in step S602 and the abdominal level determined in step S603. Here, the description will be continued assuming that the first display stage number indicating the entire respiration level is “6” while the abdominal level is “70”. If the abdominal level is “70”, the ratio between the abdominal breathing and the chest breathing is considered to be 7: 3, so the first display stage number “6” Divided into 4 stages in the abdomen. That is, as shown in FIG. 26, the number of display stages of BG1 of the first bar graph indicating the magnitude of chest breathing is “2”, and the number of display stages of the first bar graph BG1 indicating the magnitude of abdominal breathing is “ 4 ".

図28に示すように、ステップS604の後、CPU170は、被験者の呼吸速度に応じたマージンレベルを決定する(ステップS605)。いま、直前の1呼吸が安静呼吸であって、当該1呼吸に要する時間長が4秒以上であった場合を想定する。本実施形態では、被験者の呼吸速度に応じた必須の呼吸レベルに対応する第1バーグラフBG1の段階数が予め定められており、安静呼吸時の呼吸速度に応じた必須の呼吸レベルに対応する第1バーグラフBG1の段階数は「2」に設定されている。CPU170は、その段階数「2」を、胸式と腹式に1段階ずつ割り振る。上述のステップS604で説明したように、ここでは、胸式呼吸の大きさを示す第1バーグラフBG1の表示段階数は「2」、腹式呼吸の大きさを示す第1バーグラフBG1の表示段階数は「4」となるように設定されているので、胸式呼吸については1段階分の余裕があり、腹式呼吸については3段階分の余裕があるという具合である。   As shown in FIG. 28, after step S604, the CPU 170 determines a margin level according to the breathing rate of the subject (step S605). Now, it is assumed that the last breath is a rest breath and the time length required for the breath is 4 seconds or more. In the present embodiment, the number of steps of the first bar graph BG1 corresponding to the essential respiratory level according to the breathing rate of the subject is determined in advance, and corresponds to the essential respiratory level according to the respiratory rate during rest breathing. The number of steps of the first bar graph BG1 is set to “2”. The CPU 170 assigns the stage number “2” to the breast type and the abdominal type one by one. As described in step S604 above, here, the number of display stages of the first bar graph BG1 indicating the magnitude of the chest breathing is “2”, and the display of the first bar graph BG1 indicating the magnitude of the abdominal breathing is displayed. Since the number of stages is set to “4”, there is a margin for one stage for chest breathing and a margin for three stages for abdominal breathing.

この場合は、腹式呼吸の大きさを示す第1バーグラフBG1の表示段階数が「1」以上であれば、被験者の腹式呼吸の大きさは必須レベルを満たしていることを意味し、その表示段階数が「2」であれば、被験者の腹式呼吸の大きさは必須レベルを上回る「小程度」のレベルを満たしていることを意味し、その表示段階数が「3」であれば、さらに上の「中程度」のレベルを満たしていることを意味し、その表示段階数が「4」であれば、さらに上の「大程度」のレベルを満たしていることを意味し、その表示段階数が「5」であれば、被験者の腹式呼吸の大きさは「最大」レベルを満たしていることを意味するという具合である。前述したように、ここでは、腹式呼吸の大きさを示す第1バーグラフBG1の表示段階数数は「4」に設定されているので、被験者の腹式呼吸の大きさは「大程度」のレベルを満たしており、必須レベル(表示段階数「1」)に対して十分な余裕があることが分かる。胸式呼吸についても同様であり、ここでは、胸式呼吸の大きさを示す第1バーグラフBG1の表示段階数数は「2」に設定されているので、被験者の胸式呼吸の大きさは「小程度」のレベルを満たしており、必須レベル(表示段階数「1」)を上回っていることが分かる。   In this case, if the number of display steps of the first bar graph BG1 indicating the magnitude of abdominal breathing is “1” or more, it means that the subject's abdominal breathing magnitude meets the required level, If the number of display steps is “2”, it means that the subject's abdominal breathing level satisfies the “small” level exceeding the required level, and if the display step number is “3”. Means that the “medium” level above is met, and if the number of display stages is “4”, it means that the “large” level is met, If the number of display steps is “5”, it means that the magnitude of the subject's abdominal breathing satisfies the “maximum” level. As described above, since the number of display steps of the first bar graph BG1 indicating the magnitude of abdominal breathing is set to “4”, the magnitude of the subject's abdominal breathing is “large”. It can be seen that there is a sufficient margin with respect to the required level (the number of display stages “1”). The same applies to thoracic breathing. Here, since the number of display steps of the first bar graph BG1 indicating the magnitude of thoracic breathing is set to “2”, the magnitude of thoracic breathing of the subject is It can be seen that the level of “small” is satisfied and exceeds the required level (number of display steps “1”).

なお、被験者の呼吸速度が大きいほど、当該呼吸速度に応じた必須の呼吸レベルに対応する第1バーグラフBG1の段階数は増加するので、結果として、胸式呼吸および腹式呼吸の必須レベルに対応する段階数も増加する。例えば1呼吸に要する時間長が3秒以上であって、かつ4秒未満である場合は、必須の呼吸レベルに対応する第1バーグラフBG1の段階数は「4」に設定され、その段階数「4」は、胸式と腹式に2段階ずつ割り振られる。これに応じて、胸式呼吸および腹式呼吸の各々のマージンレベルが変化するという具合である。   As the subject's breathing rate increases, the number of stages of the first bar graph BG1 corresponding to the mandatory breathing level corresponding to the breathing rate increases. The corresponding number of stages also increases. For example, if the time length required for one breath is 3 seconds or more and less than 4 seconds, the number of stages of the first bar graph BG1 corresponding to the required breathing level is set to “4”, and the number of stages “4” is assigned in two stages for the chest type and the abdominal type. Correspondingly, the respective margin levels of chest and abdominal breathing change.

ステップS605の後、CPU170は、被験者の胸式呼吸および腹式呼吸の各々の大きさと余裕度とを第1バーグラフBG1で表示する一方、被験者の腹式レベルを第2バーグラフBG2で表示する(ステップS606)。図26に示すように、CPU170は、着色表示すべき第1バーグラフBG1の段階数(胸式2段階、腹式4段階)のうち腹式呼吸および胸式呼吸の各々の必須レベルに対応する段階数と、マージン分に対応する段階数とを異なる色で表示するので、被験者は、自分の腹式呼吸および胸式呼吸の各々の大きさと余裕度とを容易に把握することができる。   After step S605, the CPU 170 displays the magnitude and margin of each of the subject's chest breathing and abdominal breathing as a first bar graph BG1, while displaying the subject's abdominal level as a second bar graph BG2. (Step S606). As shown in FIG. 26, the CPU 170 corresponds to the essential levels of the abdominal breathing and the chest breathing among the number of stages of the first bar graph BG1 to be colored and displayed (two breast stages, four abdominal stages). Since the number of steps and the number of steps corresponding to the margin are displayed in different colors, the subject can easily grasp the size and margin of each of his abdominal breathing and chest breathing.

また、図26に示すように、第2バーグラフBG2で表示される腹式レベルの段階数は「5」に設定され、上述のステップS603で求められた腹式レベルの数値に応じて、5つの段階のうちの何れかが選択的に着色表示される。具体的には、CPU170は、腹式レベルの数値が0〜20の場合は1段階目のみを着色表示するように制御し、腹式レベルの数値が21〜40の場合は2段階目のみを着色表示するように制御し、腹式レベルの数値が41〜60の場合は3段階目のみを着色表示するように制御し、腹式レベルの数値が61〜80の場合は4段階目のみを着色表示するように制御し、腹式レベルの数値が81〜100の場合は5段階目のみを着色表示するように制御する。前述したように、ここでは、腹式レベルは「70」である場合を想定しているので、図26に示すように、CPU170は、第2バーグラフBG2の4段階目のみを着色表示するように制御するという具合である。   Further, as shown in FIG. 26, the number of steps of the abdominal level displayed in the second bar graph BG2 is set to “5”, and 5 is set according to the numerical value of the abdominal level determined in the above-described step S603. Any one of the two stages is selectively colored. Specifically, the CPU 170 performs control so that only the first step is colored when the abdominal level value is 0 to 20, and only the second step is displayed when the abdominal level value is 21 to 40. If the numerical value of the abdominal level is 41 to 60, control is performed so that only the third step is displayed in color. If the numerical value of the abdominal level is 61 to 80, only the fourth step is controlled. Control is performed so that the display is colored. When the numerical value of the abdominal level is 81 to 100, control is performed so that only the fifth stage is displayed in color. As described above, since it is assumed here that the abdomen level is “70”, as shown in FIG. 26, the CPU 170 color-displays only the fourth stage of the second bar graph BG2. It is a condition to control to.

以上に説明したように、本実施形態では、CPU170は、被験者の1呼吸ごとに、当該1呼吸における腹式呼吸および胸式呼吸の大きさと余裕度とを表示部160に表示するように制御するので、被験者は、自分の胸部呼吸筋および腹部呼吸筋の活用の強みと弱みとを認識できる。これにより、被験者に対して、自分の強みを自覚させつつも、自分の弱みを活性化させるための腹式呼吸等の呼吸筋トレーニングへのモチベーションを確保させることができる。また、本実施形態によれば、スパイロなどのように、被験者が最大の呼吸を行わなくとも、当該被験者の呼吸能力の余裕を把握できるので、被験者の安全を確保するという観点からも好ましいという利点がある。   As described above, in this embodiment, the CPU 170 controls the display unit 160 to display the size and margin of abdominal breathing and chest breathing in one breath for each breath of the subject. Thus, the subject can recognize the strengths and weaknesses of utilizing his chest respiratory muscles and abdominal respiratory muscles. This makes it possible to ensure motivation for respiratory muscle training such as abdominal breathing for activating one's weakness while making the subject aware of his strength. In addition, according to the present embodiment, it is preferable from the viewpoint of ensuring the safety of the subject because the subject can grasp the margin of the breathing ability of the subject without performing the maximum breathing, such as a spiro. There is.

<2.第2実施形態>
胸式呼吸と腹式呼吸の他に、腹を凹ませた状態を維持しながら呼息と吸息を行うドローイン呼吸がある。ドローイン呼吸は、普段の生活ではあまり使われることがない体幹部のインナーマッスル(例えば腹横筋や脊柱起立筋など)を効果的に鍛えることができる。インナーマッスルの強化は、呼吸機能を高めるだけでなく、背骨を支える筋肉が強化されて体幹部の筋肉が力を発揮し易くなることから、運動機能などの強化にもつながる。例えば、ドローイン呼吸は、運動機能の向上を目的としてアスリートのトレーニングに取り入れられている。また、理学療法やリハビリテーションの現場では、腰痛の改善や腰痛の予防対策としてドローイン呼吸が利用されている。また、ドローイン呼吸はダイエットにも効果がある。
<2. Second Embodiment>
In addition to chest and abdominal breathing, there is a draw-in breath that exhales and inhales while maintaining a depressed state. Draw-in breathing can effectively train inner trunk muscles that are not often used in everyday life (for example, the transverse abdominal muscles and the spine upright muscles). Strengthening the inner muscle not only enhances breathing function, but also strengthens the muscles that support the spine, making it easier for the muscles of the trunk to exert their power, leading to enhancement of motor functions and the like. For example, draw-in breathing has been incorporated into athlete training for the purpose of improving motor function. In physical therapy and rehabilitation, draw-in breathing is used to improve low back pain and prevent low back pain. Draw-in breathing is also effective for dieting.

第1実施形態で説明した生体測定装置1を応用すれば、被験者の呼吸が胸式呼吸なのか腹式呼吸なのかに加え、ドローイン呼吸なのかを判別することが可能になる。以下、ドローイン呼吸を判別する場合について説明する。なお、生体測定装置のハードウェア構成は基本的に第1実施形態で説明したものと同じであるので、第1実施形態と同一の符号を付し、説明を省略するものとする。   If the biometric apparatus 1 described in the first embodiment is applied, it is possible to determine whether the subject's breathing is a chest breathing or abdominal breathing, as well as a draw-in breathing. Hereinafter, the case of determining draw-in breathing will be described. Since the hardware configuration of the biometric apparatus is basically the same as that described in the first embodiment, the same reference numerals as those in the first embodiment are used and description thereof is omitted.

図30は、体幹上部の第1生体電気インピーダンスZaと体幹中部の第2生体電気インピーダンスZbの時間変化を示すグラフである。同図に示すようにドローイン呼吸の場合、吸気では第1生体電気インピーダンスZaおよび第2生体電気インピーダンスZbはともに増加方向に変化し、呼気では第1生体電気インピーダンスZaおよび第2生体電気インピーダンスZbはともに減少方向に変化する。この変化は胸式呼吸の場合と同じである。これはドローイン呼吸の場合、腹を凹ませた状態を維持しながら胸式呼吸によって呼息と吸息を行っているためである。但し、ドローイン呼吸の場合は、腹を凹ませるために腹部に力を入れているので、体幹中部の第2生体電気インピーダンスZbの振幅基準レベルが胸式呼吸の場合よりも高くなる。   FIG. 30 is a graph showing temporal changes of the first bioelectric impedance Za at the upper trunk and the second bioelectric impedance Zb at the middle trunk. As shown in the figure, in the case of draw-in respiration, both the first bioelectrical impedance Za and the second bioelectrical impedance Zb change in an increasing direction in inspiration, and in the exhalation, the first bioelectrical impedance Za and the second bioelectrical impedance Zb are Both change in a decreasing direction. This change is the same as for chest breathing. This is because in the case of draw-in breathing, exhalation and inhalation are performed by chest breathing while maintaining a state where the abdomen is recessed. However, in the case of draw-in respiration, since force is applied to the abdomen to dent the abdomen, the amplitude reference level of the second bioelectrical impedance Zb in the middle of the trunk is higher than in the case of chest respiration.

このようにドローイン呼吸の場合と胸式呼吸の場合では第2生体電気インピーダンスZbの振幅基準レベルが異なるので、これを利用してドローイン呼吸を判別することが可能である。すなわち、第1実施形態で説明した呼吸解析処理(図14)を行った後、ΔRib/ΔAbの平均値が1.0を上回るため胸式呼吸であると判別した場合において、第2生体電気インピーダンスZbの振幅基準レベル(第2センタリング値Zb0)が、胸式呼吸の場合における第2生体電気インピーダンスZbの振幅基準レベルよりも所定値以上高い場合に、これをドローイン呼吸と判別すればよい。   As described above, since the amplitude reference level of the second bioelectrical impedance Zb is different between the case of the draw-in respiration and the case of the chest respiration, it is possible to determine the draw-in respiration using this. That is, after performing the respiration analysis process described in the first embodiment (FIG. 14), the second bioelectric impedance is determined when it is determined that the respiration is chest respiration because the average value of ΔRib / ΔAb exceeds 1.0. When the amplitude reference level of Zb (second centering value Zb0) is higher than the amplitude reference level of the second bioelectrical impedance Zb in the case of chest-type respiration, this may be determined as draw-in respiration.

但し、胸式呼吸の場合における第2生体電気インピーダンスZbの振幅基準レベルは、被験者ごとに異なる。したがって、上述した方法でドローイン呼吸を判別するためには、胸式呼吸の場合における第2生体電気インピーダンスZbの振幅基準レベルを事前に測定して第2記憶部130に記憶しておく必要がある。また、上述した所定値についても第1記憶部120に予め記憶しておく必要がある。   However, the amplitude reference level of the second bioelectrical impedance Zb in the case of thoracic breathing differs for each subject. Therefore, in order to determine draw-in respiration by the above-described method, it is necessary to measure in advance the amplitude reference level of the second bioelectrical impedance Zb in the case of chest respiration and store it in the second storage unit 130. . In addition, the above-described predetermined value needs to be stored in the first storage unit 120 in advance.

このため本実施形態に係る生体測定装置1(CPU170)は、例えば、被験者に対して胸式呼吸を行うよう指示するメッセージを報知し、被験者が胸式呼吸を行っている期間において取得した多数の第2センタリング値Zb0の平均値を算出し、これを胸式呼吸の場合における第2生体電気インピーダンスZbの振幅基準レベルとして第2記憶部130に記憶する。以降、このようにして第2記憶部130に記憶された、胸式呼吸の場合における第2生体電気インピーダンスZbの振幅基準レベルをZb1と表記する。一方、第1記憶部120に記憶しておく所定値は、予め多数の被験者から採取した、胸式呼吸の場合における第2生体電気インピーダンスZbの振幅基準レベルと、ドローイン呼吸の場合における第2生体電気インピーダンスZbの振幅基準レベルとの差分に基づいて、その値を設定することができる。以降、第1記憶部120に記憶されている所定値をΔZb1と表記する。   For this reason, the biometric apparatus 1 (CPU 170) according to the present embodiment notifies, for example, a message for instructing the subject to perform chest-type breathing, and obtains a number of times acquired during the period in which the subject is performing chest-type breathing. The average value of the second centering value Zb0 is calculated and stored in the second storage unit 130 as the amplitude reference level of the second bioelectrical impedance Zb in the case of chest breathing. Hereinafter, the amplitude reference level of the second bioelectrical impedance Zb stored in the second storage unit 130 in this way in the case of thoracic respiration is denoted as Zb1. On the other hand, the predetermined values stored in the first storage unit 120 are the amplitude reference level of the second bioelectrical impedance Zb in the case of chest respiration and the second living body in the case of draw-in respiration collected from a large number of subjects in advance. The value can be set based on the difference between the electrical impedance Zb and the amplitude reference level. Hereinafter, the predetermined value stored in the first storage unit 120 is expressed as ΔZb1.

図31は、呼吸種別判別処理の処理内容を示すフローチャートである。
同図に示す処理は、第1実施形態で説明した呼吸解析処理を行った後に実行される。すなわち、本実施形態においてもCPU170は、図14に示した呼吸解析処理を行い、サンプリングタイミングごとに、第1生体電気インピーダンスZaの測定(ステップS20)と、第2生体電気インピーダンスZbの測定(ステップS30)と、スムージング処理(ステップS40)と、第1センタリング処理(ステップS50)と、第1相対値算出処理(ステップS60)と、第2相対値算出処理(ステップS70)と、ΔRib/ΔAb推定演算処理(ステップS80)を実行する。
FIG. 31 is a flowchart showing the processing content of the breathing type determination processing.
The processing shown in the figure is executed after performing the breath analysis processing described in the first embodiment. That is, also in the present embodiment, the CPU 170 performs the respiration analysis processing shown in FIG. 14, and measures the first bioelectric impedance Za (step S20) and the second bioelectric impedance Zb (steps) at each sampling timing. S30), smoothing processing (step S40), first centering processing (step S50), first relative value calculation processing (step S60), second relative value calculation processing (step S70), and ΔRib / ΔAb estimation. Arithmetic processing (step S80) is executed.

この後、CPU170は、呼吸種別判別処理を開始し、まず、ΔRib/ΔAb推定演算処理(ステップS80)によって求められたΔRib/ΔAbの平均値([ΣΔRib/ΔAb]/Ni)が1.0以下であるか否かを判定する(ステップS701)。ステップS701の結果が肯定である場合、CPU170は、被験者の呼吸が腹式呼吸であると判別する(ステップS702)。   Thereafter, the CPU 170 starts the respiration type determination process. First, the average value ([ΣΔRib / ΔAb] / Ni) of ΔRib / ΔAb obtained by the ΔRib / ΔAb estimation calculation process (step S80) is 1.0 or less. It is determined whether or not (step S701). If the result of step S701 is affirmative, the CPU 170 determines that the subject's breathing is abdominal breathing (step S702).

一方、ステップS701の結果が否定である場合、CPU170は、胸式呼吸の場合における第2生体電気インピーダンスZbの振幅基準レベルZb1を第2記憶部130から読み出すとともに、所定値ΔZb1を第1記憶部120から読み出す(ステップS703)。なお、第1記憶部120に記憶されている所定値ΔZb1を標準値とし、この標準値を、事前に入力された身長、年齢、性別(図5のステップS1)や、事前に測定した体重(図5のステップS2)を用いた演算によって補正してもよい。   On the other hand, if the result of step S701 is negative, the CPU 170 reads out the amplitude reference level Zb1 of the second bioelectrical impedance Zb in the case of chest-type breathing from the second storage unit 130 and the predetermined value ΔZb1 as the first storage unit. Read from 120 (step S703). Note that the predetermined value ΔZb1 stored in the first storage unit 120 is set as a standard value, and this standard value is used as a pre-input height, age, gender (step S1 in FIG. 5) or a pre-measured weight ( You may correct | amend by the calculation using step S2) of FIG.

この後、CPU170は、第2相対値算出処理(ステップS70)において第2相対値ΔZbを算出する過程で生成された第2センタリング値Zb0が、胸式呼吸の場合における第2生体電気インピーダンスZbの振幅基準レベルZb1と所定値ΔZb1との加算値以上であるか否かを判定する(ステップS704)。なお、ステップS704で使用する第2センタリング値Zb0は、例えば、直前の1呼吸における第2センタリング値Zb0の平均値や、直前の複数サンプリング期間における第2センタリング値Zb0の平均値などであってもよい。ステップS704の結果が肯定である場合、CPU170は、被験者の呼吸がドローイン呼吸であると判別する(ステップS705)。また、ステップS704の結果が否定である場合、CPU170は、被験者の呼吸が胸式呼吸であると判別する(ステップS706)。   Thereafter, the CPU 170 uses the second centering value Zb0 generated in the process of calculating the second relative value ΔZb in the second relative value calculation process (step S70) as the second bioelectrical impedance Zb in the case of chest breathing. It is determined whether or not the value is equal to or greater than the sum of the amplitude reference level Zb1 and the predetermined value ΔZb1 (step S704). The second centering value Zb0 used in step S704 may be, for example, the average value of the second centering value Zb0 in the immediately preceding one breath or the average value of the second centering value Zb0 in the immediately preceding multiple sampling periods. Good. When the result of step S704 is affirmative, the CPU 170 determines that the subject's breathing is draw-in breathing (step S705). If the result of step S704 is negative, the CPU 170 determines that the subject's breathing is chest breathing (step S706).

以上説明したように本実施形態によれば、被験者の呼吸が腹式呼吸なのか胸式呼吸なのかドローイン呼吸なのかをリアルタイムで正確に判別することができる。なお、生体測定装置1は、胸式呼吸や腹式呼吸に加えてドローイン呼吸を判別するのではなく、ドローイン呼吸であるか否かのみを判別してもよい。   As described above, according to the present embodiment, it is possible to accurately determine in real time whether the subject's breathing is abdominal breathing, chest breathing or draw-in breathing. Note that the biometric apparatus 1 may determine only whether or not it is draw-in respiration, instead of determining draw-in respiration in addition to chest respiration and abdominal respiration.

また、第2記憶部130に記憶しておくZb1(胸式呼吸の場合における第2生体電気インピーダンスZbの振幅基準レベル)は、被験者が胸式呼吸を行っている期間において取得した複数の第2センタリング値Zb0の平均値に限らない。例えば、被験者が胸式呼吸を行っている期間中において任意のタイミングで取得した1個の第2センタリング値Zb0であってもよい。また、CPU170は、第2記憶部130から読み出したZb1に対し、所定値ΔZb1を加算するのではなく、1.0より大きい所定の係数(例えば1.035)を乗算して加算値(Zb1+ΔZb1)に相当する閾値を算出してもよい。この場合の係数も、所定値ΔZb1の場合と同様に、予め多数の被験者から採取した、胸式呼吸の場合における第2生体電気インピーダンスZbの振幅基準レベルと、ドローイン呼吸の場合における第2生体電気インピーダンスZbの振幅基準レベルとの差分に基づいて、その値を設定することができる。また、このようにして算出された閾値をZb1の代わりに第2記憶部130に記憶しておき、上述した呼吸種別判別処理のステップS704では、第2センタリング値Zb0が第2記憶部130から読み出した閾値以上であるか否かを判定してもよい。   Zb1 (the amplitude reference level of the second bioelectrical impedance Zb in the case of chest breathing) stored in the second storage unit 130 is a plurality of second values acquired during the period in which the subject is performing chest breathing. It is not limited to the average value of the centering value Zb0. For example, it may be one second centering value Zb0 acquired at an arbitrary timing during a period in which the subject is performing chest breathing. In addition, the CPU 170 does not add a predetermined value ΔZb1 to Zb1 read from the second storage unit 130, but multiplies a predetermined coefficient (for example, 1.035) larger than 1.0 to add the value (Zb1 + ΔZb1). A threshold value corresponding to may be calculated. As in the case of the predetermined value ΔZb1, the coefficient in this case is also the amplitude reference level of the second bioelectrical impedance Zb in the case of chest-type respiration collected in advance from a large number of subjects, and the second bioelectricity in the case of draw-in respiration. The value can be set based on the difference between the impedance Zb and the amplitude reference level. Further, the threshold value calculated in this way is stored in the second storage unit 130 instead of Zb1, and the second centering value Zb0 is read from the second storage unit 130 in step S704 of the above-described respiration type determination process. It may be determined whether or not it is equal to or greater than the threshold value.

また、第1実施形態で説明した呼吸深度抽出処理や呼吸レベル表示処理は、被験者の呼吸の種別によらず実行されるので、被験者がドローイン呼吸を行っている場合にも実行される。したがって、ドローイン呼吸の場合にも図26に示した第1バーグラフBG1や第2バーグラフBG2が表示される。よって、被験者は、第1バーグラフBG1のうち胸式呼吸の大きさを示すレベルメータを見ることで、自分が行っているドローイン呼吸の大きさを確認することができる。   Moreover, since the respiration depth extraction process and respiration level display process which were demonstrated by 1st Embodiment are performed irrespective of a test subject's respiration type, it is performed also when a test subject is performing the draw-in respiration. Accordingly, the first bar graph BG1 and the second bar graph BG2 shown in FIG. 26 are also displayed in the case of draw-in respiration. Therefore, the subject can confirm the magnitude of the draw-in breath that he / she is performing by looking at the level meter indicating the magnitude of the chest-type breathing in the first bar graph BG1.

なお、生体測定装置1は、以下に示す方法でドローイン呼吸の判別を行ってもよい。
[方法1]図30に示すように、ドローイン呼吸の場合、胸式呼吸や腹式呼吸の場合に比べ、体幹中部の第2生体電気インピーダンスZbの振幅基準レベルのみが上方にシフトする。そこで、CPU170は、体幹上部の第1生体電気インピーダンスZaの振幅基準レベルを示す第1センタリング値Za0と、体幹中部の第2生体電気インピーダンスZbの振幅基準レベルを示す第2センタリング値Zb0とを監視し、第2センタリング値Zb0のみが所定値(例えば0.5Ω)以上増加した場合に、ドローイン呼吸であると判別する。
The biometric apparatus 1 may determine draw-in respiration by the following method.
[Method 1] As shown in FIG. 30, in the case of draw-in respiration, only the amplitude reference level of the second bioelectric impedance Zb in the middle of the trunk is shifted upward in comparison with the case of chest respiration or abdominal respiration. Therefore, the CPU 170 has a first centering value Za0 indicating the amplitude reference level of the first bioelectrical impedance Za in the upper trunk and a second centering value Zb0 indicating the amplitude reference level of the second bioelectrical impedance Zb in the middle of the trunk. When only the second centering value Zb0 increases by a predetermined value (for example, 0.5Ω) or more, it is determined that it is a draw-in respiration.

[方法2]図30に示すように、ドローイン呼吸の場合、胸式呼吸や腹式呼吸の場合に比べ、第1生体電気インピーダンスZaの振幅値(最大値−最小値)と、第2生体電気インピーダンスZbの振幅値(最大値−最小値)がともに小さくなる。そこで、これらの振幅値からドローイン呼吸であるか否かを判別できるようにするため、振幅値について閾値を定めて第1記憶部120に記憶しておく。そして、CPU170は、第1生体電気インピーダンスZaの振幅値と、第2生体電気インピーダンスZbの振幅値とを監視し、両者の振幅値がともに閾値(例えば1.8Ω)以下となり、かつ、上述した[方法1]により第2センタリング値Zb0のみが所定値以上増加した場合に、ドローイン呼吸であると判別する。なお、第1記憶部120には、第1生体電気インピーダンスZa用と第2生体電気インピーダンスZb用の2つの閾値が記憶されていてもよいし、両者で共用する1つの閾値が記憶されていてもよい。 [Method 2] As shown in FIG. 30, in the case of draw-in respiration, the amplitude value (maximum value-minimum value) of the first bioelectric impedance Za and the second bioelectricity are compared with those in the case of chest respiration or abdominal respiration. The amplitude value (maximum value−minimum value) of the impedance Zb becomes smaller. Therefore, in order to be able to determine whether or not it is a draw-in breath from these amplitude values, a threshold value is determined for the amplitude value and stored in the first storage unit 120. Then, the CPU 170 monitors the amplitude value of the first bioelectrical impedance Za and the amplitude value of the second bioelectrical impedance Zb, both amplitude values are equal to or less than a threshold value (for example, 1.8Ω), and described above. When only the second centering value Zb0 is increased by a predetermined value or more by [Method 1], it is determined that it is a draw-in breath. The first storage unit 120 may store two threshold values for the first bioelectric impedance Za and the second bioelectric impedance Zb, or may store one threshold value shared by both. Also good.

[方法3]ドローイン呼吸の場合、第1生体電気インピーダンスZaの測定波形と第2生体電気インピーダンスZbの測定波形は、胸式呼吸の場合と同様の特徴を示す。すなわち、吸気では第1生体電気インピーダンスZaおよび第2生体電気インピーダンスZbはともに増加方向に変化し、呼気では第1生体電気インピーダンスZaおよび第2生体電気インピーダンスZbはともに減少方向に変化する。そこで、CPU170は、第1生体電気インピーダンスZaの測定波形と、第2生体電気インピーダンスZbの測定波形とを監視し、両者の測定波形が胸式呼吸の場合と同様の特徴を示し、かつ、上述した[方法1]により第2センタリング値Zb0のみが所定値以上増加した場合に、ドローイン呼吸であると判別する。 [Method 3] In the case of draw-in respiration, the measurement waveform of the first bioelectrical impedance Za and the measurement waveform of the second bioelectrical impedance Zb show the same characteristics as those in the case of chest respiration. That is, in inspiration, both the first bioelectrical impedance Za and the second bioelectrical impedance Zb change in an increasing direction, and in expiration, both the first bioelectrical impedance Za and the second bioelectrical impedance Zb change in a decreasing direction. Therefore, the CPU 170 monitors the measurement waveform of the first bioelectrical impedance Za and the measurement waveform of the second bioelectrical impedance Zb, both of the measurement waveforms exhibit the same characteristics as in the case of chest type respiration, and When only the second centering value Zb0 is increased by a predetermined value or more by the [Method 1], it is determined that the breath is a draw-in breath.

<3.第3実施形態>
例えば、被験者の1呼吸ごとに、当該1呼吸における第1生体電気インピーダンスZaの波形と第2生体電気インピーダンスZbの波形とから得られるリサージュ図形を表示することで、現状の呼吸が、胸式呼吸および腹式呼吸のうちのどちらの依存性が高いのかを被験者に報知する態様とすることもできる。ここで、被験者の呼吸が胸式呼吸の場合、図10に示すように、吸気では第1生体電気インピーダンスZaおよび第2生体電気インピーダンスZbはともに増加方向に変化し、呼気では第1生体電気インピーダンスZaおよび第2生体電気インピーダンスZbはともに減少方向に変化する。したがって、この場合の1呼吸分のリサージュ図形は、例えば図32のようになる。すなわち、1呼吸に占める胸式呼吸の割合が極めて高い場合は、ほぼ直線状の軌跡を描くリサージュ図形が得られる。
<3. Third Embodiment>
For example, by displaying a Lissajous figure obtained from the waveform of the first bioelectrical impedance Za and the waveform of the second bioelectrical impedance Zb in one respiration for each respiration of the subject, the current respiration is a chest respiration It can also be set as the aspect which alert | reports to a test subject which of the dependence of abdominal respiration is high. Here, when the subject's breathing is chest breathing, as shown in FIG. 10, both the first bioelectrical impedance Za and the second bioelectrical impedance Zb change in an increasing direction during inhalation, and the first bioelectrical impedance during exhalation. Both Za and the second bioelectric impedance Zb change in a decreasing direction. Therefore, the Lissajous figure for one breath in this case is, for example, as shown in FIG. That is, when the ratio of chest-type breathing to one breath is extremely high, a Lissajous figure that draws a substantially linear locus is obtained.

一方、被験者の呼吸が腹式呼吸の場合、図9に示すように、吸気では第1生体電気インピーダンスZaおよび第2生体電気インピーダンスZbはともに増加方向に変化し、呼気では第1生体電気インピーダンスZaは減少方向に変化する一方、第2生体電気インピーダンスZbは増加方向に変化する。したがって、この場合のリサージュ図形は、例えば図33のようになる。すなわち、被験者の呼吸に腹式呼吸が含まれる場合は、例えば「ブーメラン」型など、屈曲した形状の軌跡を描くリサージュ図形が得られる。   On the other hand, when the subject's breathing is abdominal breathing, as shown in FIG. 9, both the first bioelectrical impedance Za and the second bioelectrical impedance Zb change in an increasing direction during inspiration, and the first bioelectrical impedance Za during exhalation. Changes in the decreasing direction, while the second bioelectrical impedance Zb changes in the increasing direction. Therefore, the Lissajous figure in this case is as shown in FIG. 33, for example. That is, when the subject's breathing includes abdominal breathing, a Lissajous figure that draws a locus of a bent shape, such as a “Boomerang” type, is obtained.

この態様では、被験者の直前の1呼吸の様子を示すリサージュ図形を表示するようにすることで、被験者は、自分の呼吸が胸式呼吸なのか腹式呼吸なのかを容易に認識できる。そして、この態様では、上述の呼吸解析処理を行う必要が無いので、簡易な構成で、被験者の呼吸の種別を推定できるという顕著な効果を奏する。また、例えば被験者は、リサージュ図形の態様を直線状に近づけることを意識しながら呼吸することで、その呼吸を胸式呼吸に近付けることができる。つまり、リサージュ図形の表示は、呼吸法トレーニングのためのバイオフィードバック情報として活用できる。   In this aspect, by displaying a Lissajous figure indicating the state of one breath immediately before the subject, the subject can easily recognize whether his or her breathing is chest or abdominal breathing. And in this aspect, since it is not necessary to perform the above-mentioned respiration analysis processing, there exists a remarkable effect that a subject's respiration type can be presumed with simple composition. In addition, for example, the subject can bring the respiration closer to the chest-type respiration by respiring while conscious of bringing the Lissajous figure form closer to a straight line. That is, the display of the Lissajous figure can be used as biofeedback information for breathing exercise training.

ここでは、図32および図33に示すように、被験者の直前の1呼吸の様子を示すリサージュ図形を表示する態様を説明したが、これに限らず、例えば図34および図35に示すように、複数回の呼吸の各々のデータ(第1生体電気インピーダンスZa,第2生体電気インピーダンスZb)に基づくリサージュ図形を表示することもできる。被験者の呼吸のうち胸式呼吸の占める割合が高い場合(胸式呼吸の依存度が高い場合)は、例えば図34のようなリサージュ図形が得られる一方、被験者の呼吸に腹式呼吸が含まれる場合は、例えば図35のようなリサージュ図形が得られる。また、例えば被験者の1呼吸ごとに、当該1呼吸における第1相対値ΔZaの波形と第2相対値ΔZbの波形とから得られるリサージュ図形を表示してもよい。   Here, as shown in FIG. 32 and FIG. 33, the aspect of displaying the Lissajous figure indicating the state of one breath immediately before the subject has been described. It is also possible to display a Lissajous figure based on each data (first bioelectric impedance Za, second bioelectric impedance Zb) of multiple breaths. When the proportion of chest breathing in the subject's breathing is high (when the chest breathing dependency is high), for example, a Lissajous figure as shown in FIG. 34 is obtained, while the subject breathing includes abdominal breathing. In this case, for example, a Lissajous figure as shown in FIG. 35 is obtained. Further, for example, a Lissajous figure obtained from the waveform of the first relative value ΔZa and the waveform of the second relative value ΔZb in each breath may be displayed for each breath of the subject.

以下に、リサージュ図形を表示する場合について詳述する。なお、生体測定装置のハードウェア構成は基本的に第1実施形態で説明したものと同じであるので、第1実施形態と同一の符号を付し、説明を省略するものとする。   The case where a Lissajous figure is displayed will be described in detail below. Since the hardware configuration of the biometric apparatus is basically the same as that described in the first embodiment, the same reference numerals as those in the first embodiment are used and description thereof is omitted.

<3−1:リサージュ図形の表示>
図36は、リサージュ図形表示処理の処理内容を示すフローチャートである。
同図に示すフローチャートのうち、ステップS801〜S804までの処理は、第1実施形態で説明した呼吸解析処理(図14)のステップS10〜S40までの処理と同じである。すなわち、本実施形態においてもCPU170は、サンプリングタイミングに到達すると(ステップS801:YES)、生体電気インピーダンス測定部200を制御して第1生体電気インピーダンスZaと第2生体電気インピーダンスZbを測定する(ステップS802,S803)。また、CPU170は、第1生体電気インピーダンスZaの測定値と第2生体電気インピーダンスZbの測定値に対し、スムージング処理を行う(ステップS804)。
<3-1: Display of Lissajous figure>
FIG. 36 is a flowchart showing the contents of the Lissajous figure display process.
In the flowchart shown in the figure, the processing from step S801 to S804 is the same as the processing from step S10 to S40 of the respiratory analysis processing (FIG. 14) described in the first embodiment. That is, also in this embodiment, when the sampling timing is reached (step S801: YES), the CPU 170 controls the bioelectrical impedance measuring unit 200 to measure the first bioelectrical impedance Za and the second bioelectrical impedance Zb (step S801). S802, S803). Further, the CPU 170 performs a smoothing process on the measured value of the first bioelectric impedance Za and the measured value of the second bioelectric impedance Zb (step S804).

この後、CPU170は、例えば、X軸を第2生体電気インピーダンスZbとし、Y軸を第1生体電気インピーダンスZaとするリサージュ図形の表示データを生成する(ステップS805)。ここで、第2記憶部130にはリサージュ図形描画領域が設けられている。このリサージュ図形描画領域は、表示部160に表示するリサージュ図形の表示データを一時的に記憶しておく記憶領域である。リサージュ図形の表示データを生成する場合、CPU170は、リサージュ図形描画領域のうち、第2生体電気インピーダンスZbの測定値(X座標値)と第1生体電気インピーダンスZaの測定値(Y座標値)によって定まる位置にドットをプロットし、リサージュ図形の軌跡を更新する。また、CPU170は、リサージュ図形描画領域からリサージュ図形の表示データを読み出して表示部160に出力し、リサージュ図形を表示部160に表示する(ステップS806)。なお、同図に示す処理はサンプリングタイミングごとに行われるので、ステップS805では、サンプリングタイミングごとにリサージュ図形の軌跡を更新することになる。また、リサージュ図形の表示もサンプリングタイミングごとに更新される。   Thereafter, the CPU 170 generates display data of a Lissajous figure having, for example, the X axis as the second bioelectric impedance Zb and the Y axis as the first bioelectric impedance Za (step S805). Here, the second storage unit 130 is provided with a Lissajous figure drawing area. This Lissajous figure drawing area is a storage area for temporarily storing display data of the Lissajous figure displayed on the display unit 160. When generating the display data of the Lissajous figure, the CPU 170 uses the measured value (X coordinate value) of the second bioelectrical impedance Zb and the measured value (Y coordinate value) of the first bioelectrical impedance Za in the Lissajous figure drawing area. Plot dots at fixed positions and update the locus of the Lissajous figure. Further, the CPU 170 reads the display data of the Lissajous figure from the Lissajous figure drawing area, outputs it to the display unit 160, and displays the Lissajous figure on the display unit 160 (Step S806). Since the processing shown in the figure is performed at every sampling timing, the locus of the Lissajous figure is updated at every sampling timing in step S805. The display of the Lissajous figure is also updated at every sampling timing.

したがって、表示部160には、被験者が呼吸を行っている場合、リアルタイムでリサージュ図形が表示される。例えば、胸式呼吸の占める割合が極めて高い場合、図32や図34に示すリサージュ図形が表示される。また、被験者の呼吸に腹式呼吸が含まれる場合、図33や図35に示すリサージュ図形が表示される。また、被験者の呼吸が胸式から腹式に徐々に変化する場合、例えば図37に示すように、リサージュ図形の軌跡は、右上がりの直線状から、徐々に下側の部分が右側に折れ曲がりながら伸び、屈曲した形状に変化する。   Therefore, when the subject is breathing, the Lissajous figure is displayed on the display unit 160 in real time. For example, when the proportion of chest breathing is extremely high, the Lissajous figure shown in FIGS. 32 and 34 is displayed. When the subject's breathing includes abdominal breathing, the Lissajous figure shown in FIGS. 33 and 35 is displayed. In addition, when the subject's breathing gradually changes from the chest type to the abdominal type, for example, as shown in FIG. Elongates and changes to a bent shape.

図32や図34に示したように、胸式呼吸の占める割合が極めて高い場合、リサージュ図形の軌跡は右上がりの直線状になる。また、胸式呼吸が浅ければリサージュ図形の軌跡は小さくなり、胸式呼吸が深ければリサージュ図形の軌跡は大きくなる。   As shown in FIG. 32 and FIG. 34, when the proportion of chest breathing is extremely high, the locus of the Lissajous figure becomes a straight line that rises to the right. Also, if the chest breathing is shallow, the locus of the Lissajous figure becomes small, and if the chest breathing is deep, the locus of the Lissajous figure becomes large.

一方、図33や図35に示したように、被験者の呼吸に腹式呼吸が含まれる場合、リサージュ図形の軌跡は屈曲した形状になる。なお、図33に示すリサージュ図形は、1呼吸に占める胸式呼吸と腹式呼吸の割合が50%ずつになる場合のものである。この場合、リサージュ図形の軌跡はブーメラン状(“く”の字状)になり、軌跡の形状が上下でほぼ対称になる。但し、腹式呼吸の占める割合が胸式呼吸よりも低ければ、リサージュ図形の軌跡は、胸式呼吸の場合の軌跡に相当する右上がりの直線部分の占める割合が大きくなり、そこから屈曲した部分(図33では右下がりの直線部分)の占める割合が小さくなる。逆に、腹式呼吸の占める割合が胸式呼吸よりも高ければ、リサージュ図形の軌跡は、胸式呼吸の場合の軌跡に相当する右上がりの直線部分の占める割合が小さくなり、そこから屈曲した部分の占める割合が大きくなる。このように被験者の呼吸に腹式呼吸が含まれる場合、リサージュ図形の軌跡は、胸式呼吸と腹式呼吸の割合に応じて屈曲形状が様々に変化する。   On the other hand, as shown in FIGS. 33 and 35, when the subject's breathing includes abdominal breathing, the locus of the Lissajous figure becomes a bent shape. Note that the Lissajous figure shown in FIG. 33 is a case where the ratio of the chest breathing and the abdominal breathing to one breath is 50%. In this case, the locus of the Lissajous figure has a boomerang shape ("<" shape), and the shape of the locus is almost symmetrical vertically. However, if the proportion of abdominal breathing is lower than that of chest breathing, the locus of the Lissajous figure will be larger in the proportion of the straight line that goes up to the right corresponding to the locus of chest breathing, and the part bent from there The proportion of the straight line portion (lower straight line in FIG. 33) is reduced. On the other hand, if the proportion of abdominal breathing is higher than that of chest breathing, the locus of the Lissajous figure becomes smaller in the proportion of the straight line that goes up to the right corresponding to the locus of chest breathing, and then bends from there. The proportion of the part increases. In this way, when the subject's breathing includes abdominal breathing, the trajectory of the Lissajous figure varies in bending shape depending on the ratio of chest breathing and abdominal breathing.

また、理論上、腹式呼吸の割合が100%になる場合、リサージュ図形の軌跡は、胸式呼吸の場合の軌跡とは反対方向に傾斜した直線状(図33の場合、右下がりの直線状)になる。しかしながら、例えば息を止めて胸式呼吸を全く行わないようにした状態で腹部を凹ませたり膨らませたりした場合であっても、横隔膜の上下に伴って肺が収縮したり拡張したりするため、疾患などで横隔膜が全く機能しない場合を除き、被験者が呼吸を行う場合には胸式呼吸が必ず含まれることになる。したがって、実際には、腹式呼吸の占める割合がどんなに高い場合であっても、リサージュ図形の軌跡には、胸式呼吸の場合の軌跡に相当する右上がりの直線部分が必ず含まれ、屈曲した形状となる。また、図33に示すように、胸式呼吸の場合の軌跡に相当する右上がりの直線部分(近似直線LN1)に対し、そこから折れ曲がった部分(近似直線LN2)がどれだけ屈曲しているのかを示す屈曲角度AGは、腹式呼吸が浅ければ小さくなり、腹式呼吸が深ければ大きくなる。また、腹式呼吸の場合も、呼吸が浅ければリサージュ図形の軌跡は小さくなり、呼吸が深ければリサージュ図形の軌跡は大きくなる。   Theoretically, when the rate of abdominal breathing is 100%, the locus of the Lissajous figure is a straight line that is inclined in the opposite direction to the locus of the chest breathing (in the case of FIG. 33, a straight line that descends to the right). )become. However, for example, even when the abdomen is recessed or inflated with the breath stopped and no chest breathing performed, the lungs contract and expand with the diaphragm above and below, Except when the diaphragm does not function at all due to disease or the like, chest breathing is always included when the subject breathes. Therefore, in fact, no matter how high the proportion of abdominal breathing is, the Lissajous figure's trajectory always includes a straight line that rises to the right, corresponding to the trajectory of chest breathing, and is bent. It becomes a shape. Further, as shown in FIG. 33, how much the bent portion (approximate straight line LN2) is bent with respect to the straight upward part (approximate straight line LN1) corresponding to the trajectory in the case of chest breathing. The bend angle AG is smaller when the abdominal breathing is shallow, and is larger when the abdominal breathing is deep. Also, in the case of abdominal breathing, the trajectory of the Lissajous figure becomes smaller when breathing is shallow, and the trajectory of the Lissajous figure becomes larger when breathing is deep.

このように胸式呼吸の場合と腹式呼吸の場合ではリサージュ図形の軌跡の形状が異なる。また、胸式呼吸や腹式呼吸の大きさ(深さ)によってリサージュ図形の軌跡の大きさや形状が変化する。したがって、被験者はリサージュ図形を見ることで、現在の自分の呼吸が胸式呼吸なのか腹式呼吸なのか、あるいは現在の自分の呼吸が胸式呼吸と腹式呼吸のうちどちらの占める割合が高いのかを把握することができる。また、胸式呼吸や腹式呼吸の大きさについてもリサージュ図形から把握することができる。   Thus, the shape of the locus of the Lissajous figure is different between the chest breathing and the abdominal breathing. Further, the size and shape of the locus of the Lissajous figure changes depending on the magnitude (depth) of chest-type breathing and abdominal-type breathing. Therefore, the subject can look at the Lissajous figure to determine whether their current breathing is chest or abdominal breathing, or whether their current breathing is more of the chest or abdominal breathing. Can be grasped. In addition, the magnitude of chest breathing and abdominal breathing can be grasped from the Lissajous figure.

また、被験者は、胸式呼吸の訓練を行う場合、リサージュ図形の軌跡が右上がりの直線状になり、そのサイズが大きくなるように意識して呼吸を行えばよい。また、腹式呼吸の訓練を行う場合には、リサージュ図形の軌跡が屈曲した形状になり、そのサイズや屈曲角度AGが大きくなるように意識して呼吸を行えばよい。このようにリサージュ図形を見ながら呼吸の訓練を行うことができると、胸式呼吸や腹式呼吸が正しくできているか否かやその大きさを随時確認しながら訓練を進めることができる。   In addition, when the subject performs chest-type breathing training, the subject may breathe consciously so that the locus of the Lissajous figure becomes a straight line that rises to the right and the size thereof increases. Further, when abdominal breathing exercises are performed, breathing may be performed with an awareness that the locus of the Lissajous figure is bent and the size and bending angle AG are increased. If breathing training can be performed while looking at the Lissajous figure in this way, the training can be advanced while confirming whether or not chest breathing and abdominal breathing are correctly performed and their sizes as needed.

また、被験者の呼吸がドローイン呼吸の場合、第2実施形態において図30を用いて説明したように、吸気では第1生体電気インピーダンスZaおよび第2生体電気インピーダンスZbはともに増加方向に変化し、呼気では第1生体電気インピーダンスZaおよび第2生体電気インピーダンスZbはともに減少方向に変化する。この変化は胸式呼吸の場合と同じである。これはドローイン呼吸の場合、腹を凹ませた状態を維持しながら胸式呼吸によって呼息と吸息を行っているためである。但し、ドローイン呼吸の場合は、腹を凹ませるために腹部に力を入れているので、図30に示したように第2生体電気インピーダンスZbの振幅基準レベルが胸式呼吸の場合よりも高くなる。このためドローイン呼吸の場合と胸式呼吸の場合のリサージュ図形を比較すると、図45に示すように、両者の軌跡はともに右上がりの直線状になるが、第2生体電気インピーダンスZbを割り当てた軸方向(図45ではX軸方向)に軌跡の位置がずれる。   Further, when the subject's breathing is draw-in breathing, as described with reference to FIG. 30 in the second embodiment, both the first bioelectrical impedance Za and the second bioelectrical impedance Zb change in an increasing direction during inspiration, and expiration Then, both the first bioelectrical impedance Za and the second bioelectrical impedance Zb change in a decreasing direction. This change is the same as for chest breathing. This is because in the case of draw-in breathing, exhalation and inhalation are performed by chest breathing while maintaining a state where the abdomen is recessed. However, in the case of draw-in respiration, since force is applied to the abdomen to dent the abdomen, the amplitude reference level of the second bioelectrical impedance Zb is higher than that in the case of chest respiration as shown in FIG. . For this reason, when comparing the Lissajous figures in the case of draw-in breathing and chest breathing, as shown in FIG. 45, both trajectories are linearly rising to the right, but the axis to which the second bioelectric impedance Zb is assigned. The position of the locus is shifted in the direction (X-axis direction in FIG. 45).

したがって、被験者はリサージュ図形を見ることで、現在の自分の呼吸がドローイン呼吸であるか否かも把握することができる。また、ドローイン呼吸の場合も、呼吸が浅ければリサージュ図形の軌跡は小さくなり、呼吸が深ければリサージュ図形の軌跡は大きくなる。したがって、ドローイン呼吸の大きさについてもリサージュ図形から把握することができる。また、ドローイン呼吸の場合も、リサージュ図形を見ながら訓練を行うことで、ドローイン呼吸が正しくできているか否かやその大きさを随時確認しながら訓練を進めることができる。   Therefore, the subject can grasp whether or not his / her respiration is a draw-in respiration by looking at the Lissajous figure. In the case of draw-in breathing, the trajectory of the Lissajous figure becomes smaller if the breathing is shallow, and the trajectory of the Lissajous figure becomes larger if the breathing is deep. Therefore, the magnitude of the draw-in breath can also be grasped from the Lissajous figure. Also, in the case of draw-in breathing, training can be carried out while confirming whether or not the draw-in breathing is correctly performed and the size thereof by performing training while looking at the Lissajous figure.

以上のようにリサージュ図形を表示することができると、被験者は呼吸を訓練しながら、現在の自分の呼吸の種別やその大きさ、さらには胸式呼吸や腹式呼吸やドローイン呼吸が正しくできているか否かを把握することができる。また、呼吸の種別やその大きさ、あるいは胸式呼吸や腹式呼吸やドローイン呼吸が正しくできているか否かを、生体電気インピーダンスの測定値に基づいて客観的に把握することができる。したがって、呼吸を効率よく訓練することが可能になる。   If the Lissajous figure can be displayed as described above, the subject can correct his / her current breathing type and size as well as chest, abdominal and draw-in breathing while training breathing. It is possible to grasp whether or not. In addition, it is possible to objectively grasp the type and size of respiration, or whether chest respiration, abdominal respiration, and draw-in respiration are correctly performed based on the measured value of bioelectrical impedance. Therefore, it becomes possible to train respiration efficiently.

また、呼吸を効率よく訓練することができると、呼吸筋(例えば、腹横筋、横隔膜、内肋間筋、外肋間筋、胸鎖乳突筋、前斜角筋、中斜角筋、後斜角筋、腹直筋、内腹斜筋、外腹斜筋など)を効果的に鍛えることができる。特に、呼吸筋に含まれる腹横筋は、呼吸だけでなく運動機能にも大きな影響を及ぼす体幹部の筋肉である。また、ドローイン呼吸は、呼吸筋だけでなく、例えば脊柱起立筋など、体幹部のインナーマッスルを強化することができる。したがって、呼吸の訓練は、呼吸機能を高めるだけでなく、運動機能の強化や、腰痛の改善/予防、ダイエットなどにも効果がある。また、例えば、深呼吸(深い腹式呼吸)を行ったり、呼息を吸息よりも長くしたりすることで、副交感神経の働きを高めてリラックスした状態に導くことができるなど、呼吸の訓練は心身の健康状態をよくする効果もある。   In addition, respiratory training (for example, transverse abdominal muscles, diaphragm, internal intercostal muscles, external intercostal muscles, sternocleidomastoid muscles, anterior oblique muscles, mid oblique muscles, posterior oblique muscles) , Straight abdominal muscle, internal oblique muscle, external oblique muscle, etc.) can be effectively trained. In particular, the transverse abdominal muscles included in the respiratory muscles are trunk muscles that greatly affect not only breathing but also motor function. In addition, draw-in breathing can reinforce not only the respiratory muscles but also the inner muscles of the trunk, such as the spine standing muscles. Therefore, breathing exercises are effective not only for improving respiratory function, but also for strengthening motor function, improving / preventing back pain, and dieting. Also, for example, breathing exercises such as taking deep breaths (deep abdominal breathing) or making exhalation longer than inspiration can lead to a more relaxed state by increasing the function of parasympathetic nerves. It also has the effect of improving mental and physical health.

また、生体測定装置1は、第1生体電気インピーダンスZaと第2生体電気インピーダンスZbを測定して両者の経時的変化を示すリサージュ図形を表示するだけでよく、第1実施形態で説明した呼吸解析処理(図14)のうち、第1センタリング処理(ステップS50)、第1相対値算出処理(ステップS60)、第2相対値算出処理(ステップS70)、ΔRib/ΔAb推定演算処理(ステップS80)を行う必要がないので、生体測定装置1の制御構成を簡素化することもできる。   In addition, the biometric device 1 only needs to measure the first bioelectrical impedance Za and the second bioelectrical impedance Zb and display a Lissajous figure showing the change over time of both, and the respiratory analysis described in the first embodiment Among the processes (FIG. 14), the first centering process (step S50), the first relative value calculation process (step S60), the second relative value calculation process (step S70), and the ΔRib / ΔAb estimation calculation process (step S80) are performed. Since it is not necessary to perform, the control structure of the biometric apparatus 1 can be simplified.

なお、呼吸の訓練には、例えば、呼吸器疾患の患者が低下した呼吸機能を回復する目的で行うリハビリや、アスリートが運動機能を強化する目的で行うトレーニング、健常者が呼吸機能や心身の健康状態を高める目的で行うトレーニング、健常者が、喫煙、生活習慣病、運動不足、加齢などで低下した呼吸機能を改善する目的で行うトレーニングなどが含まれる。   Respiratory training includes, for example, rehabilitation performed for the purpose of recovering reduced respiratory function in patients with respiratory diseases, training performed for the purpose of strengthening motor functions by athletes, and respiratory function and physical and mental health for healthy individuals. Training that is performed for the purpose of improving the state, training that is performed by a healthy person for the purpose of improving respiratory function that has decreased due to smoking, lifestyle-related diseases, lack of exercise, aging, and the like.

また、図32〜図35および図37には、X軸を第2生体電気インピーダンスZbとし、Y軸を第1生体電気インピーダンスZaとするリサージュ図形を例示したが、リサージュ図形はX軸とY軸を入れ替えたものであってもよい。例えば、図38は、X軸を第1生体電気インピーダンスZaとし、Y軸を第2生体電気インピーダンスZbとするリサージュ図形(腹式呼吸の場合)であるが、X軸とY軸を入れ替えてもリサージュ図形の軌跡は屈曲した形状になる。なお、このようにX軸とY軸を入れ替えたリサージュ図形において、被験者の呼吸が胸式から腹式に徐々に変化する場合、例えば図39に示すように、リサージュ図形の軌跡は、右上がりの直線状から、徐々に下側の部分が上側に折れ曲がりながら伸び、屈曲した形状に変化する。また、リサージュ図形は、図50に示すようにX軸とY軸をそれぞれ45度傾けたものであってもよい。要は、互いに直交する2軸のうち、一方の軸を第1生体電気インピーダンスZaとし、他方の軸を第2生体電気インピーダンスZbとするリサージュ図形であればよい。   32 to 35 and FIG. 37 exemplify a Lissajous figure in which the X axis is the second bioelectric impedance Zb and the Y axis is the first bioelectric impedance Za, the Lissajous figure is the X axis and the Y axis. May be replaced. For example, FIG. 38 is a Lissajous figure (in the case of abdominal breathing) in which the X axis is the first bioelectric impedance Za and the Y axis is the second bioelectric impedance Zb, but the X axis and the Y axis may be interchanged. The locus of the Lissajous figure is bent. In the case of the Lissajous figure in which the X axis and the Y axis are interchanged in this way, when the subject's breathing gradually changes from the chest type to the abdominal type, for example, as shown in FIG. From the straight line shape, the lower part gradually expands while bending upward and changes to a bent shape. Further, the Lissajous figure may be obtained by inclining the X axis and the Y axis by 45 degrees as shown in FIG. In short, any Lissajous figure may be used as long as one of the two axes orthogonal to each other is the first bioelectrical impedance Za and the other axis is the second bioelectrical impedance Zb.

<3−2:右肺用のリサージュ図形と左肺用のリサージュ図形の表示>
左右の肺の換気能力の違いを把握できるようにするため、右肺用のリサージュ図形と左肺用のリサージュ図形を表示してもよい。ここで、右肺用のリサージュ図形を生成するためには、第1生体電気インピーダンスZaとして、図4(D)に示した右上肢、すなわち被験者の右肺の上部を含み腹部を含まない体幹上部右側の生体電気インピーダンスを測定する必要がある。また、左肺用のリサージュ図形を生成するためには、第1生体電気インピーダンスZaとして、図4(E)に示した左上肢、すなわち被験者の左肺の上部を含み腹部を含まない体幹上部左側の生体電気インピーダンスを測定する必要がある。つまり、右肺用と左肺用の2つのリサージュ図形を表示するためには、体幹上部右側の生体電気インピーダンスと、体幹上部左側の生体電気インピーダンスと、体幹中部の生体電気インピーダンスの3つを測定する必要がある。
<3-2: Display of Lissajous figure for right lung and Lissajous figure for left lung>
A Lissajous figure for the right lung and a Lissajous figure for the left lung may be displayed so that the difference in ventilation capacity between the left and right lungs can be grasped. Here, in order to generate a Lissajous figure for the right lung, the first bioelectrical impedance Za includes the upper right limb shown in FIG. 4D, that is, the trunk including the upper part of the subject's right lung and not including the abdomen. It is necessary to measure the bioelectrical impedance on the upper right side. Moreover, in order to generate a Lissajous figure for the left lung, as the first bioelectrical impedance Za, the upper left trunk shown in FIG. 4E, that is, the upper part of the trunk including the upper part of the subject's left lung and not including the abdomen It is necessary to measure the bioelectrical impedance on the left side. That is, in order to display two Lissajous figures for the right lung and the left lung, 3 of the bioelectrical impedance on the upper right side of the trunk, the bioelectrical impedance on the left side of the upper trunk, and the bioelectrical impedance on the middle part of the trunk. One needs to be measured.

以降、本明細書では、右肺用と左肺用の2つのリサージュ図形を表示する場合、体幹上部右側の生体電気インピーダンスを第1生体電気インピーダンスZaRと表記し、体幹上部左側の生体電気インピーダンスを第2生体電気インピーダンスZaLと表記し、体幹中部の生体電気インピーダンスを第3生体電気インピーダンスZbと表記する。   Hereinafter, in the present specification, when displaying two Lissajous figures for the right lung and the left lung, the bioelectric impedance on the right side of the upper trunk is referred to as a first bioelectric impedance ZaR, and the bioelectricity on the left side of the upper trunk is displayed. The impedance is expressed as a second bioelectric impedance ZaL, and the bioelectric impedance in the middle of the trunk is expressed as a third bioelectric impedance Zb.

右肺用と左肺用の2つのリサージュ図形を表示する場合、CPU170は、リサージュ図形表示処理(図36)のステップS802,S803において、電流電極X1〜X4や電圧電極Y1〜Y4の選択を適宜切り換えながら、第1生体電気インピーダンスZaRと、第2生体電気インピーダンスZaLと、第3生体電気インピーダンスZbを測定する。例えば、第1生体電気インピーダンスZaRを測定する場合、CPU170は、左手用の電流電極X3と右手用の電流電極X4とを選択するように電極切換回路252を制御するとともに、右足用の電圧電極Y2と右手用の電圧電極Y4とを選択するように電極切換回路251を制御する。そして、CPU170は、右手と左手との間に流れる基準電流Irefの大きさを示す電流データDiと、右足用の電圧電極Y2と右手用の電圧電極Y4との間の電位差を示す電圧データDvとから、体幹上部右側の第1生体電気インピーダンスZaRを測定する。また、第2生体電気インピーダンスZaLを測定する場合、CPU170は、左手用の電流電極X3と右手用の電流電極X4とを選択するように電極切換回路252を制御するとともに、左足用の電圧電極Y1と左手用の電圧電極Y3とを選択するように電極切換回路251を制御する。そして、CPU170は、右手と左手との間に流れる基準電流Irefの大きさを示す電流データDiと、左足用の電圧電極Y1と左手用の電圧電極Y3との間の電位差を示す電圧データDvとから、体幹上部左側の第2生体電気インピーダンスZaLを測定する。   When displaying two Lissajous figures for the right lung and left lung, the CPU 170 appropriately selects the current electrodes X1 to X4 and the voltage electrodes Y1 to Y4 in steps S802 and S803 of the Lissajous figure display process (FIG. 36). While switching, the first bioelectrical impedance ZaR, the second bioelectrical impedance ZaL, and the third bioelectrical impedance Zb are measured. For example, when measuring the first bioelectrical impedance ZaR, the CPU 170 controls the electrode switching circuit 252 so as to select the current electrode X3 for the left hand and the current electrode X4 for the right hand, and the voltage electrode Y2 for the right foot. And the right-hand voltage electrode Y4 are controlled. The CPU 170 outputs current data Di indicating the magnitude of the reference current Iref flowing between the right hand and the left hand, and voltage data Dv indicating the potential difference between the right foot voltage electrode Y2 and the right hand voltage electrode Y4. From the above, the first bioelectric impedance ZaR on the upper right side of the trunk is measured. When measuring the second bioelectrical impedance ZaL, the CPU 170 controls the electrode switching circuit 252 so as to select the current electrode X3 for the left hand and the current electrode X4 for the right hand, and the voltage electrode Y1 for the left foot. And the left-hand voltage electrode Y3 are controlled. The CPU 170 outputs current data Di indicating the magnitude of the reference current Iref flowing between the right hand and the left hand, and voltage data Dv indicating the potential difference between the left foot voltage electrode Y1 and the left hand voltage electrode Y3. From the above, the second bioelectric impedance ZaL on the upper left side of the trunk is measured.

次に、CPU170は、ステップS804において、第1生体電気インピーダンスZaRの測定値と、第2生体電気インピーダンスZaLの測定値と、第3生体電気インピーダンスZbの測定値に対し、スムージング処理を行う。また、CPU170は、ステップS805において、例えば、X軸を第3生体電気インピーダンスZbとし、Y軸を第1生体電気インピーダンスZaRとする右肺用のリサージュ図形と、X軸を第3生体電気インピーダンスZbとし、Y軸を第2生体電気インピーダンスZaLとする左肺用のリサージュ図形とについて表示データを生成する。また、CPU170は、ステップS806において、右肺用と左肺用の2つのリサージュ図形の表示データを表示部160に出力する。   Next, in step S804, the CPU 170 performs a smoothing process on the measured value of the first bioelectrical impedance ZaR, the measured value of the second bioelectrical impedance ZaL, and the measured value of the third bioelectrical impedance Zb. In step S805, the CPU 170, for example, a right lung Lissajous figure having the X-axis as the third bioelectrical impedance Zb and the Y-axis as the first bioelectrical impedance ZaR, and the X-axis as the third bioelectrical impedance Zb. Display data is generated for a Lissajous figure for the left lung having the Y axis as the second bioelectrical impedance ZaL. In step S806, CPU 170 outputs display data of two Lissajous figures for right lung and left lung to display unit 160.

この場合、右肺用と左肺用の2つのリサージュ図形を表示することができるので、呼吸の種別やその大きさなどを左右の肺ごとに把握することができる。また、2つのリサージュ図形を見比べることで左右の肺の換気能力の違いを容易に把握することができる。また、右肺用と左肺用の2つのリサージュ図形を表示することで、左右の肺ごとに呼吸の訓練を行うことが可能になる。健常者の場合、左右の肺で換気能力に差がでることはほとんどないが、例えば、片肺に疾患がある者は、左右の肺で換気能力が大きく異なる。また、過去に肺疾患を経験した者も、左右の肺で換気能力に差がでることがある。例えば、右肺に比べ左肺の換気能力が低い場合など、左肺の換気能力を高めたい場合は、左腕を右肩の後ろに回し、右手で左肘を後ろに押すようにして左肺に負荷を与え、この状態を維持しながら呼吸を行うことで、左肺の換気能力を集中的に鍛えることができる。   In this case, since two Lissajous figures for the right lung and the left lung can be displayed, the type and size of breathing can be grasped for each left and right lung. Also, by comparing the two Lissajous figures, it is possible to easily grasp the difference in ventilation capacity between the left and right lungs. Further, by displaying two Lissajous figures for the right lung and the left lung, it becomes possible to perform breathing training for each of the left and right lungs. In the case of a healthy person, there is almost no difference in ventilation capacity between the left and right lungs. For example, a person with a disease in one lung has a large difference in ventilation capacity between the left and right lungs. Also, those who have experienced lung disease in the past may have differences in ventilation capacity between the left and right lungs. For example, if you want to increase the ventilation capacity of the left lung, such as when the ventilation capacity of the left lung is lower than the right lung, turn the left arm behind the right shoulder and push the left elbow back with the right hand to the left lung. By giving a load and breathing while maintaining this state, the ventilation ability of the left lung can be intensively trained.

ところで、右肺用と左肺用の2つのリサージュ図形を並べて表示してもよいが、左右の肺の換気能力の違いを把握し易くするためには、図40に示すように両者を重ねて表示するのがよい。この場合、CPU170は、リサージュ図形描画領域に右肺用のリサージュ図形と左肺用のリサージュ図形を重ねて描画すればよい。また、右肺用と左肺用の2つのリサージュ図形を重ねて表示する場合には、両者を容易に見分けられるようにするため、右肺用のリサージュ図形の軌跡と、左肺用のリサージュ図形の軌跡との表示態様を変えるのがよい。例えば、CPU170は、右肺用と左肺用の2つのリサージュ図形の表示データを生成する場合に、右肺用のリサージュ図形については軌跡の色を青にし、左肺用のリサージュ図形については軌跡の色を赤にすることができる。また、CPU170は、軌跡の色を変えることの他に、例えば、軌跡を示す線の太さや線種(例えば実線と破線など)を変えることができる。なお、右肺用と左肺用の2つのリサージュ図形を並べて表示する場合に、両者の軌跡の表示態様を変えてもよい。   By the way, the two Lissajous figures for the right and left lungs may be displayed side by side. However, in order to make it easier to grasp the difference in the ventilation capacity between the left and right lungs, they are overlapped as shown in FIG. It is good to display. In this case, the CPU 170 only has to draw the Lissajous figure for the right lung and the Lissajous figure for the left lung in the Lissajous figure drawing area. In addition, when two Lissajous figures for the right and left lungs are displayed in a superimposed manner, the Lissajous figure for the right lung and the Lissajous figure for the left lung are displayed so that they can be easily distinguished from each other. It is preferable to change the display mode of the trajectory. For example, when the CPU 170 generates display data of two Lissajous figures for the right lung and the left lung, the locus color is set to blue for the Lissajous figure for the right lung, and the locus for the Lissajous figure for the left lung. The color of can be red. In addition to changing the color of the trajectory, the CPU 170 can change, for example, the thickness of the line indicating the trajectory and the line type (for example, a solid line and a broken line). When two Lissajous figures for the right lung and the left lung are displayed side by side, the display mode of the trajectory of both may be changed.

また、図41に示すように、右肺用と左肺用の2つのリサージュ図形の差異を強調表示してもよい。この場合、CPU170は、例えば、サンプリングタイミングごとに、第3生体電気インピーダンスZbの測定値(X座標値)と第1生体電気インピーダンスZaRの測定値(Y座標値)によって定まる右肺用のリサージュ図形上の座標(XR,YR)と、第3生体電気インピーダンスZbの測定値(X座標値)と第2生体電気インピーダンスZaLの測定値(Y座標値)によって定まる左肺用のリサージュ図形上の座標(XL,YL)とを比較する。そして、CPU170は、両者が異なる場合に、座標(XR,YR)と座標(XL,YL)を結ぶバー(直線)の表示データを生成する。このように右肺用と左肺用の2つのリサージュ図形の差異を強調して表示することができると、左右の肺の換気能力の違いを把握し易くなる。   In addition, as shown in FIG. 41, the difference between the two Lissajous figures for the right lung and the left lung may be highlighted. In this case, the CPU 170, for example, the Lissajous figure for the right lung determined by the measured value (X coordinate value) of the third bioelectrical impedance Zb and the measured value (Y coordinate value) of the first bioelectrical impedance ZaR at each sampling timing. Coordinates on the Lissajous figure for the left lung determined by the upper coordinates (XR, YR), the measured value (X coordinate value) of the third bioelectrical impedance Zb, and the measured value (Y coordinate value) of the second bioelectrical impedance ZaL Compare with (XL, YL). Then, when the two are different, the CPU 170 generates display data of a bar (straight line) connecting the coordinates (XR, YR) and the coordinates (XL, YL). Thus, if the difference between the two Lissajous figures for the right lung and the left lung can be highlighted and displayed, it becomes easy to grasp the difference in the ventilation capacity between the left and right lungs.

なお、CPU170は、バーの色を呼気相と吸気相で変えてもよい。図20に示した第1生体電気インピーダンスZaの測定波形において、第1センタリング値Za0よりも上側の部分は吸気相、第1センタリング値Za0よりも下側の部分は呼気相になる。したがって、例えば、直前の1呼吸における第1センタリング値Za0の平均値が図41において図中二点差線で示す直線の部分であった場合、この直線の上下でバーの色を変えればよい。但し、このように呼気相と吸気相でバーの色を変えるためには、第1生体電気インピーダンスZaRについて第1実施形態で説明した第1センタリング処理を行う必要がある。あるいは第1生体電気インピーダンスZaRの代わりに第2生体電気インピーダンスZaLについて、第1実施形態で説明した第2センタリング処理を行う必要がある。   Note that the CPU 170 may change the color of the bar between the expiration phase and the inspiration phase. In the measurement waveform of the first bioelectric impedance Za shown in FIG. 20, the portion above the first centering value Za0 is the inspiratory phase, and the portion below the first centering value Za0 is the expiration phase. Therefore, for example, when the average value of the first centering value Za0 in the immediately preceding one breath is a straight line portion indicated by a two-dot difference line in FIG. 41, the color of the bar may be changed above and below this straight line. However, in order to change the color of the bar between the expiration phase and the inspiration phase in this way, it is necessary to perform the first centering process described in the first embodiment for the first bioelectric impedance ZaR. Alternatively, the second centering process described in the first embodiment needs to be performed on the second bioelectrical impedance ZaL instead of the first bioelectrical impedance ZaR.

また、CPU170は、同じサンプリングタイミングにおける座標(XR,YR)と座標(XL,YL)を比較し、一方のX座標値から他方のX座標値を減算した解が正か負かでバーの色を変えたり、一方のY座標値から他方のY座標値を減算した解が正か負かでバーの色を変えたりしてもよい。また、CPU170は、同じサンプリングタイミングにおける座標(XR,YR)と座標(XL,YL)を比較し、両座標間の距離に応じてバーの色のトーンを変えてもよい。例えば、両座標間の距離が大きければ色を濃くし、両座標間の距離が小さければ色を薄くすることができる。また、CPU170は、バーを表示する代わりに、バーを表示しているエリアを淡い色で塗りつぶしてもよい。   Further, the CPU 170 compares the coordinates (XR, YR) and the coordinates (XL, YL) at the same sampling timing, and determines whether the color obtained by subtracting the other X coordinate value from one X coordinate value is positive or negative. Or the bar color may be changed depending on whether the solution obtained by subtracting the other Y coordinate value from one Y coordinate value is positive or negative. Further, the CPU 170 may compare the coordinates (XR, YR) and the coordinates (XL, YL) at the same sampling timing, and change the color tone of the bar according to the distance between the two coordinates. For example, the color can be darkened if the distance between the two coordinates is large, and the color can be lightened if the distance between the two coordinates is small. Further, instead of displaying the bar, the CPU 170 may fill the area displaying the bar with a light color.

また、CPU170は、右肺用と左肺用の2つのリサージュ図形の差分面積(図41においてバーが表示されているエリア)を求め、差分面積の大きさから左右の肺で換気能力がどの程度違うのかを例えば5段階にランク分けして被験者に報知してもよい。この場合、差分面積の代わりにバー(差分線)の総和を用いてもよい。また、CPU170は、図42に示すように、サンプリングタイミングごとに座標(XR,YR)と座標(XL,YL)の中間座標を算出してこの位置にドットをプロットし、右肺用と左肺用の2つのリサージュ図形の平均値を表示するようにしてもよい。また、CPU170は、右肺用と左肺用の2つのリサージュ図形を並べて表示する場合に、例えば、右肺用のリサージュ図形の軌跡のうち左肺用のリサージュ図形の軌跡と異なる部分をより太い線で強調表示する一方、左肺用のリサージュ図形の軌跡のうち右肺用のリサージュ図形の軌跡と異なる部分をより太い線で強調表示してもよい。   Further, the CPU 170 obtains a difference area between the two Lissajous figures for the right lung and the left lung (the area where the bar is displayed in FIG. 41), and how much the ventilation capacity is in the left and right lungs from the size of the difference area. For example, the difference may be classified into five levels and notified to the subject. In this case, the sum of bars (difference lines) may be used instead of the difference area. Further, as shown in FIG. 42, the CPU 170 calculates an intermediate coordinate between the coordinates (XR, YR) and the coordinates (XL, YL) at each sampling timing, and plots a dot at this position. The average value of the two Lissajous figures may be displayed. In addition, when the CPU 170 displays two Lissajous figures for the right lung and the left lung side by side, for example, a portion different from the locus of the left lung Lissajous figure among the locus of the right lung Lissajous figure is thicker. While highlighting with a line, a portion different from the locus of the Lissajous figure for the right lung among the locus of the Lissajous figure for the left lung may be highlighted with a thicker line.

なお、右肺用のリサージュ図形や左肺用のリサージュ図形についても、X軸とY軸を入れ替えることなどが可能であり、互いに直交する2軸のうち、一方の軸を第1生体電気インピーダンスZaR(または第2生体電気インピーダンスZaL)、他方の軸を第3生体電気インピーダンスZbとするリサージュ図形であればよい。また、図40〜図42には腹式呼吸の場合のリサージュ図形を示したが、胸式呼吸やドローイン呼吸の場合のリサージュ図形であってもよい。また、右肺用と左肺用の2つのリサージュ図形のうち、いずれか一方のみを表示するようにしてもよい。例えば、被験者は、右肺について呼吸の訓練を行う場合、入力部150を操作して右肺用のリサージュ図形だけを表示するよう指示することができる。この場合、CPU170は、リサージュ図形表示処理において、第1生体電気インピーダンスZaRと第3生体電気インピーダンスZbを測定し、右肺用のリサージュ図形のみを生成して表示部160に表示する。   In addition, for the Lissajous figure for the right lung and the Lissajous figure for the left lung, the X axis and the Y axis can be interchanged, and one of the two axes orthogonal to each other is defined as the first bioelectric impedance ZaR. (Or the second bioelectric impedance ZaL) may be a Lissajous figure having the other axis as the third bioelectric impedance Zb. 40 to 42 show a Lissajous figure in the case of abdominal breathing, but it may be a Lissajous figure in the case of chest breathing or draw-in breathing. Further, only one of the two Lissajous figures for the right lung and the left lung may be displayed. For example, when performing a breathing exercise on the right lung, the subject can operate the input unit 150 to instruct to display only the Lissajous figure for the right lung. In this case, the CPU 170 measures the first bioelectrical impedance ZaR and the third bioelectrical impedance Zb in the Lissajous graphic display process, generates only the Lissajous graphic for the right lung, and displays it on the display unit 160.

<3−3:表示位置のセンタリング>
第1実施形態で説明した第1センタリング値Za0や第2センタリング値Zb0を使用してリサージュ図形の表示位置をセンタリングすることができる。以下、X軸を第2生体電気インピーダンスZbとし、Y軸を第1生体電気インピーダンスZaとするリサージュ図形の場合を例に説明を行う。
<3-3: Centering of display position>
The display position of the Lissajous figure can be centered using the first centering value Za0 and the second centering value Zb0 described in the first embodiment. Hereinafter, a case of a Lissajous figure in which the X axis is the second bioelectric impedance Zb and the Y axis is the first bioelectric impedance Za will be described as an example.

まず、CPU170は、図36に示したリサージュ図形表示処理においてスムージング処理(ステップS804)を終えた後、第1実施形態で説明した呼吸解析処理(図14)のステップS50〜ステップS70までの処理を行い、第1センタリング値Za0と第2センタリング値Zb0を抽出する。なお、図20からも明らかとなるように、第1センタリング値Za0は、第1生体電気インピーダンスZaの測定波形の振幅基準レベルを示し、第2センタリング値Zb0は、第2生体電気インピーダンスZbの測定波形の振幅基準レベルを示す。   First, after finishing the smoothing process (step S804) in the Lissajous figure display process shown in FIG. 36, the CPU 170 performs the processes from step S50 to step S70 of the breath analysis process (FIG. 14) described in the first embodiment. The first centering value Za0 and the second centering value Zb0 are extracted. As is clear from FIG. 20, the first centering value Za0 indicates the amplitude reference level of the measurement waveform of the first bioelectrical impedance Za, and the second centering value Zb0 is the measurement of the second bioelectrical impedance Zb. Indicates the amplitude reference level of the waveform.

また、CPU170は、リサージュ図形表示処理のステップS805においてリサージュ図形の表示データを生成する場合に、図43に示すように、第1センタリング値Za0と第2センタリング値Zb0によって定まるリサージュ図形上の座標C(Zb0,Za0)が、表示部160においてリサージュ図形を表示するリサージュ図形表示領域160Aの中心に位置するように、リサージュ図形描画領域に描画されているリサージュ図形の作図位置を修正する。このようにすればリサージュ図形表示領域160Aの中央にリサージュ図形を表示することができるので、リサージュ図形を見易くすることができる。   Further, when the CPU 170 generates display data of the Lissajous figure in step S805 of the Lissajous figure display process, as shown in FIG. The drawing position of the Lissajous figure drawn in the Lissajous figure drawing area is corrected so that (Zb0, Za0) is positioned at the center of the Lissajous figure display area 160A for displaying the Lissajous figure on the display unit 160. In this way, since the Lissajous figure can be displayed at the center of the Lissajous figure display area 160A, the Lissajous figure can be easily seen.

なお、第1センタリング値Za0や第2センタリング値Zb0は、移動平均処理を行って得られる値であるので、サンプリングタイミングごとに表示位置のセンタリングを行っても、リサージュ図形の表示位置が短い時間間隔で急激に変化するといった問題は起こらない。但し、サンプリングタイミングごとにリサージュ図形の表示位置をセンタリングすると処理負荷が増大する。したがって、例えば、1呼吸ごとに、直前の1呼吸における第1センタリング値Za0の平均値と第2センタリング値Zb0の平均値を使用して、リサージュ図形の表示位置をセンタリングしてもよい。また、予め定められた測定区間(例えば20秒)ごとに、直前の測定区間における第1センタリング値Za0の平均値と第2センタリング値Zb0の平均値を使用して、リサージュ図形の表示位置をセンタリングしてもよい。このようにリサージュ図形の表示位置をセンタリングするタイミングは、任意に定めることができる。   Since the first centering value Za0 and the second centering value Zb0 are values obtained by performing the moving average process, even if the display position is centered at each sampling timing, the display position of the Lissajous figure is a short time interval. The problem of sudden changes does not occur. However, if the display position of the Lissajous figure is centered at each sampling timing, the processing load increases. Therefore, for example, for each breath, the display position of the Lissajous figure may be centered using the average value of the first centering value Za0 and the average value of the second centering value Zb0 in the immediately preceding one breath. In addition, for each predetermined measurement interval (for example, 20 seconds), the display position of the Lissajous figure is centered using the average value of the first centering value Za0 and the average value of the second centering value Zb0 in the immediately preceding measurement interval. May be. Thus, the timing for centering the display position of the Lissajous figure can be arbitrarily determined.

また、X軸の表示レンジとY軸の表示レンジを調整することでリサージュ図形の表示位置をセンタリングすることもできる。この場合、CPU170は、例えば1呼吸ごとに、第1生体電気インピーダンスZaの測定値の最大値と最小値を検出し、両者を第1振幅値(最大値,最小値)として取得する。また、CPU170は、第2生体電気インピーダンスZbの測定値についても、1呼吸ごとに最大値と最小値を検出し、両者を第2振幅値(最大値,最小値)として取得する。この後、CPU170は、第2振幅値を用いてX軸の表示レンジを調整する一方、第1振幅値を用いてY軸の表示レンジを調整する。   Further, the display position of the Lissajous figure can be centered by adjusting the display range of the X axis and the display range of the Y axis. In this case, for example, for each breath, the CPU 170 detects the maximum value and the minimum value of the measurement value of the first bioelectrical impedance Za, and acquires both as the first amplitude value (maximum value, minimum value). Also, the CPU 170 detects the maximum value and the minimum value for each breath of the measured value of the second bioelectrical impedance Zb, and acquires both as the second amplitude value (maximum value, minimum value). Thereafter, the CPU 170 adjusts the display range of the X axis using the second amplitude value, and adjusts the display range of the Y axis using the first amplitude value.

例えば、CPU170は、リサージュ図形表示領域160AのX軸方向の幅を10としたとき、第2振幅値の最大値と最小値の差分が8〜9程度の大きさとなり、かつ第2振幅値の最大値と最小値がともにリサージュ図形表示領域160A内に表示されるように、リサージュ図形描画領域に描画されているリサージュ図形のX軸方向の大きさや位置を調整する。同様に、CPU170は、リサージュ図形表示領域160AのY軸方向の幅を10としたとき、第1振幅値の最大値と最小値の差分が8〜9程度の大きさとなり、かつ第1振幅値の最大値と最小値がともにリサージュ図形表示領域160A内に表示されるように、リサージュ図形描画領域に描画されているリサージュ図形のY軸方向の大きさや位置を調整する。   For example, when the width of the Lissajous figure display area 160A in the X-axis direction is 10, the CPU 170 has a difference between the maximum value and the minimum value of the second amplitude value of about 8 to 9, and the second amplitude value The size and position of the Lissajous figure drawn in the Lissajous figure drawing area are adjusted so that both the maximum value and the minimum value are displayed in the Lissajous figure display area 160A. Similarly, when the width of the Lissajous figure display area 160A in the Y-axis direction is 10, the CPU 170 has a difference between the maximum value and the minimum value of the first amplitude value of about 8 to 9, and the first amplitude value. The size and position in the Y-axis direction of the Lissajous figure drawn in the Lissajous figure drawing area are adjusted so that both the maximum value and the minimum value are displayed in the Lissajous figure display area 160A.

このようにすれば、例えば図44に示すように、リサージュ図形表示領域160Aに対して丁度よい大きさでリサージュ図形を表示することができる。また、リサージュ図形表示領域160Aの中央にリサージュ図形を表示することもできる。このためリサージュ図形を見易くすることができる。なお、2軸の表示レンジを調整するタイミングについても任意に定めることができる。但し、少なくとも1呼吸分の軌跡の全体がリサージュ図形表示領域160Aに収まることが望ましいので、CPU170は、1呼吸分以上の測定波形から第1振幅値と第2振幅値を取得するのがよい。   In this way, for example, as shown in FIG. 44, the Lissajous figure can be displayed in a size that is just right for the Lissajous figure display area 160A. A Lissajous figure can also be displayed at the center of the Lissajous figure display area 160A. This makes it easy to see the Lissajous figure. Note that the timing for adjusting the display range of the two axes can be arbitrarily determined. However, since it is desirable that the entire trajectory for at least one breath fits in the Lissajous figure display area 160A, the CPU 170 may acquire the first amplitude value and the second amplitude value from the measurement waveform for one breath or more.

ところで、ドローイン呼吸の場合と胸式呼吸の場合のリサージュ図形を比較すると、図45に示すように、両者の軌跡はともに右上がりの直線状になるが、第2生体電気インピーダンスZbを割り当てたX軸方向に軌跡の位置がずれる。ここで、センタリングを頻繁に行うと、リサージュ図形が常にリサージュ図形表示領域160Aの中央に表示されてしまうため、リサージュ図形からドローイン呼吸と胸式呼吸を見分けることができなくなってしまう。これを防ぐためには、X軸方向についてのセンタリングをあまり行わないようにすればよい。   By the way, when comparing the Lissajous figures in the case of the draw-in breathing and the chest breathing, as shown in FIG. 45, both of the loci are linearly rising to the right, but the X is assigned the second bioelectrical impedance Zb. The position of the locus is shifted in the axial direction. Here, if centering is frequently performed, the Lissajous figure is always displayed in the center of the Lissajous figure display area 160A, so that it becomes impossible to distinguish the draw-in breath and the chest-type breath from the Lissajous figure. In order to prevent this, centering in the X-axis direction should not be performed so much.

つまり、例えば、第1センタリング値Za0と第2センタリング値Zb0を使用してリサージュ図形の表示位置をセンタリングする場合であれば、第1センタリング値Za0に基づいてリサージュ図形のY軸方向のセンタリングを行う処理を第1センタリング処理とし、第2センタリング値Zb0に基づいてリサージュ図形のX軸方向のセンタリングを行う処理を第2センタリング処理としたとき、CPU170は、第2センタリング処理を行う頻度を、第1センタリング処理を行う頻度よりも少なくすればよい。また、第1振幅値と第2振幅値を使用して表示位置をリサージュ図形のセンタリングする場合であれば、第1振幅値を用いてY軸の表示レンジを調整する処理を第1レンジ調整処理とし、第2振幅値を用いてX軸の表示レンジを調整する処理を第2レンジ調整処理としたとき、CPU170は、第2レンジ調整処理を行う頻度を、第1レンジ調整処理を行う頻度よりも少なくすればよい。   That is, for example, if the display position of the Lissajous figure is centered using the first centering value Za0 and the second centering value Zb0, the Lissajous figure is centered in the Y-axis direction based on the first centering value Za0. When the process is the first centering process and the process of performing the centering of the Lissajous figure in the X-axis direction based on the second centering value Zb0 is the second centering process, the CPU 170 determines the frequency of the second centering process as the first centering process. The frequency may be less than the frequency of performing the centering process. If the display position is centered in the Lissajous figure using the first amplitude value and the second amplitude value, the process of adjusting the display range of the Y axis using the first amplitude value is the first range adjustment process. When the process of adjusting the display range of the X axis using the second amplitude value is the second range adjustment process, the CPU 170 determines the frequency of performing the second range adjustment process from the frequency of performing the first range adjustment process. Less.

この場合、例えば、第1センタリング処理(または第1レンジ調整処理)は1呼吸ごとに行う一方、第2センタリング処理(または第2レンジ調整処理)は測定開始時などに1回だけ行って後は行わないようにすることができる。また、第1センタリング処理(または第1レンジ調整処理)は1呼吸ごとに行う一方、第2センタリング処理(または第2レンジ調整処理)は30呼吸ごとに行うようにしてもよい。また、第1センタリング処理(または第1レンジ調整処理)は8秒ごとに行う一方、第2センタリング処理(または第2レンジ調整処理)は5分ごとに行うようにしてもよい。   In this case, for example, the first centering process (or the first range adjustment process) is performed for each breath, while the second centering process (or the second range adjustment process) is performed only once at the start of measurement or the like. It can be avoided. The first centering process (or the first range adjustment process) may be performed every breath, while the second centering process (or the second range adjustment process) may be performed every 30 breaths. The first centering process (or first range adjustment process) may be performed every 8 seconds, while the second centering process (or second range adjustment process) may be performed every 5 minutes.

このように第2生体電気インピーダンスZbを割り当てたX軸方向についてのセンタリングをあまり行わないようにすれば、リサージュ図形の軌跡の形状が同じであっても、ドローイン呼吸の場合と胸式呼吸の場合では軌跡の表示位置がX軸方向にシフトすることになる。したがって、リサージュ図形からドローイン呼吸と胸式呼吸を見分けることができるようになる。また、第2センタリング処理や第2レンジ調整処理を行う頻度を少なくした分だけ生体測定装置1の消費電力を低減することができる。また、頻度が少ないとはいえ、第2センタリング処理や第2レンジ調整処理を行っているので、リサージュ図形表示領域160Aの中央にリサージュ図形を表示したり、リサージュ図形表示領域160Aに対して丁度よい大きさでリサージュ図形を表示したりすることができる。   In this way, if the centering in the X-axis direction to which the second bioelectrical impedance Zb is assigned is not performed so much, even if the shape of the Lissajous locus is the same, the case of the draw-in breathing and the case of the chest breathing Then, the display position of the locus is shifted in the X-axis direction. Therefore, it becomes possible to distinguish between draw-in breathing and chest breathing from the Lissajous figure. In addition, the power consumption of the biometric device 1 can be reduced by the amount that the frequency of performing the second centering process and the second range adjustment process is reduced. Further, although the frequency is low, the second centering process and the second range adjustment process are performed, so that the Lissajous figure is displayed in the center of the Lissajous figure display area 160A, or just right for the Lissajous figure display area 160A. Lissajous figures can be displayed in size.

なお、体幹中部の第2生体電気インピーダンスZbは、体幹上部の第1生体電気インピーダンスZaに比べ、腕などの四肢の動きによるアーチファクトの影響を受けにくく、測定値の変動範囲が比較的安定している。このため第2生体電気インピーダンスZbを割り当てたX軸方向についてのセンタリングをそれほど頻繁に行わなくても、リサージュ図形がリサージュ図形表示領域160A内に収まらない、などといった問題はほとんど起こらない。   Note that the second bioelectric impedance Zb in the middle of the trunk is less susceptible to artifacts due to movement of the extremities such as the arms, and the variation range of the measured value is relatively stable, compared to the first bioelectric impedance Za in the upper trunk. is doing. For this reason, even if the centering in the X-axis direction to which the second bioelectric impedance Zb is assigned is not performed so frequently, there is almost no problem that the Lissajous figure does not fit in the Lissajous figure display area 160A.

また、X軸を第1生体電気インピーダンスZaとし、Y軸を第2生体電気インピーダンスZbとするリサージュ図形の場合であれば、Y軸方向についての表示位置のセンタリングをあまり行わないようにすればよい。要は、互いに直交する2軸のうち、第2生体電気インピーダンスZbを割り当てた軸方向についてのセンタリングの頻度を、第1生体電気インピーダンスZaを割り当てた軸方向についてのセンタリングの頻度よりも少なくすればよい。また、図43や図44には腹式呼吸の場合のリサージュ図形を示したが、胸式呼吸やドローイン呼吸の場合のリサージュ図形であってもよい。   Further, in the case of a Lissajous figure in which the X axis is the first bioelectric impedance Za and the Y axis is the second bioelectric impedance Zb, the display position in the Y axis direction should not be centered much. . In short, the centering frequency in the axial direction to which the second bioelectrical impedance Zb is assigned among the two axes orthogonal to each other should be less than the centering frequency in the axial direction to which the first bioelectrical impedance Za is assigned. Good. 43 and 44 show a Lissajous figure in the case of abdominal breathing, but it may be a Lissajous figure in the case of chest breathing or draw-in breathing.

また、体幹上部の第1生体電気インピーダンスZaは、体幹中部の第2生体電気インピーダンスZbに比べ、その変動範囲が比較的大きいが、これは腕などの四肢の動きによるアーチファクトの影響が大きいためであり、これを無視してセンタリングの頻度を少なくしてもさほど問題にはならない。そこで、第2生体電気インピーダンスZbを割り当てた軸方向についてのセンタリングを行う頻度(例えば30呼吸ごとや5分ごと)で、第1生体電気インピーダンスZaを割り当てた軸方向についてのセンタリングを行うようにしてもよい。つまり、第2生体電気インピーダンスZbを割り当てた軸方向と、第1生体電気インピーダンスZaを割り当てた軸方向とでセンタリングを行う頻度を同じにし、センタリングを行う時間間隔を30呼吸ごとや5分ごとなどに広げてもよい。   Further, the first bioelectric impedance Za of the upper trunk has a relatively large variation range compared to the second bioelectric impedance Zb of the middle trunk, but this is largely affected by artifacts due to movement of the extremities such as arms. For this reason, even if this is ignored and the frequency of centering is reduced, it does not matter much. Therefore, centering in the axial direction to which the first bioelectrical impedance Za is assigned is performed at a frequency (for example, every 30 breaths or every 5 minutes) for the axial direction to which the second bioelectrical impedance Zb is assigned. Also good. That is, the centering frequency is the same in the axial direction to which the second bioelectrical impedance Zb is assigned and the axial direction to which the first bioelectrical impedance Za is assigned, and the time interval for centering is set every 30 breaths, every 5 minutes, etc. You may spread it out.

<3−4:軌跡表示処理>
図34や図35に示したように複数回の呼吸の様子を連続して示すリサージュ図形の場合、軌跡の表示態様が同じであると最新の1呼吸分の軌跡が把握しづらい。そこで、最新の1呼吸とそれ以外の過去の呼吸とでリサージュ図形の軌跡の表示態様を変えてもよい。
<3-4: Trajectory display processing>
As shown in FIG. 34 and FIG. 35, in the case of a Lissajous figure that continuously shows the state of breathing a plurality of times, it is difficult to grasp the latest one-breath trajectory if the trajectory display mode is the same. Therefore, the display mode of the locus of the Lissajous figure may be changed between the latest one breath and the other past breaths.

例えば、CPU170は、リサージュ図形の表示データを生成する場合に、図46に示すように、最新の1呼吸の軌跡の色を濃くし、それ以外の過去の呼吸の軌跡の色を薄くすることができる。また、CPU170は、最新の1呼吸の軌跡を実線にし、それ以外の過去の呼吸の軌跡を点線にしてもよい。また、CPU170は、最新の1呼吸とそれ以外の過去の呼吸とで軌跡の色を変えてもよい。例えば、CPU170は、第1生体電気インピーダンスZaや第2生体電気インピーダンスZbの測定波形に基づいて新たな1呼吸が始まったか否かを判定し、新たな1呼吸が始まると、新たに始まった呼吸についての軌跡の色を赤にし、前回の呼吸の軌跡の色を赤から青に変更する。   For example, when generating the display data of the Lissajous figure, the CPU 170 may darken the color of the latest one respiratory trajectory and lighten the colors of the other past respiratory trajectories as shown in FIG. it can. Further, the CPU 170 may make the latest one respiration trajectory a solid line, and other past respiration trajectories may be a dotted line. The CPU 170 may change the color of the trajectory between the latest one breath and the other past breaths. For example, the CPU 170 determines whether or not a new one breath has started based on the measurement waveform of the first bioelectric impedance Za and the second bioelectric impedance Zb, and when the new one breath starts, the newly started breath The trajectory color for is changed to red, and the color of the previous respiratory trajectory is changed from red to blue.

なお、CPU170は、経過時間に応じてリサージュ図形の軌跡の表示態様を変えてもよい。例えば、経過時間が増えるほど軌跡の色が薄くなるようにすれば、新しい軌跡ほど色が濃いので、最新の1呼吸分の軌跡など、新しい軌跡を容易に把握することができる。また、リサージュ図形は、図46に示したものに限らず、例えば、X軸とY軸を入れ替えたものや、直交した状態を保ったままX軸とY軸を任意の角度だけ回転させたものであってもよい。また、図46には腹式呼吸の場合のリサージュ図形を示したが、胸式呼吸やドローイン呼吸の場合のリサージュ図形であってもよい。   CPU 170 may change the display mode of the locus of the Lissajous figure according to the elapsed time. For example, if the color of the trajectory becomes lighter as the elapsed time increases, the new trajectory becomes darker because the new trajectory is darker. In addition, the Lissajous figure is not limited to that shown in FIG. 46, for example, the X axis and the Y axis are interchanged, or the X axis and the Y axis rotated by an arbitrary angle while maintaining an orthogonal state. It may be. 46 shows a Lissajous figure in the case of abdominal breathing, it may be a Lissajous figure in the case of chest breathing or draw-in breathing.

<3−5:アシスト表示>
図47に示すように、被験者の呼吸の様子を示すリサージュ図形MLに対し、目標とする呼吸の様子を示すリサージュ図形TLを重ねて表示してもよい。以下、この章では、被験者の呼吸の様子を示すリサージュ図形を実測リサージュ図形MLと表記し、目標とする呼吸の様子を示すリサージュ図形を目標リサージュ図形TLと表記する。
<3-5: Assist display>
As shown in FIG. 47, a Lissajous figure TL indicating a target breathing state may be superimposed on a Lissajous figure ML indicating a subject's breathing state. Hereinafter, in this chapter, a Lissajous figure indicating the breathing state of the subject is referred to as an actually measured Lissajous figure ML, and a Lissajous figure indicating the target breathing state is referred to as a target Lissajous figure TL.

目標リサージュ図形TLは、例えば、被験者の直前の1呼吸の様子を示す実測リサージュ図形MLなど、被験者の過去の実測リサージュ図形MLを加工して生成することができる。例えば、被験者が胸式呼吸やドローイン呼吸の訓練を行っている場合、CPU170は、直前の1呼吸の様子を示す実測リサージュ図形ML(右上がりの直線状の軌跡)の大きさを1.1倍など所定の倍率で拡大し、これを目標リサージュ図形TLの表示データとすることができる。また、被験者が腹式呼吸の訓練を行っている場合、CPU170は、直前の1呼吸の様子を示す実測リサージュ図形ML(屈曲した形状の軌跡)の大きさを所定の倍率で拡大したり、屈曲角度AGの大きさを調整したりして、目標リサージュ図形TLの表示データを生成することができる。   The target Lissajous figure TL can be generated by processing a past Lissajous figure ML of the subject, such as a measured Lissajous figure ML indicating the state of one breath immediately before the subject. For example, when the subject is practicing chest-type breathing or draw-in breathing, the CPU 170 increases the size of the measured Lissajous figure ML (straight-up linear trajectory) indicating the state of one breath immediately before by 1.1 times. For example, the display data of the target Lissajous figure TL can be used. When the subject is performing abdominal breathing exercise, the CPU 170 enlarges the size of the measured Lissajous figure ML (bent shape trajectory) indicating the state of one breath immediately before by a predetermined magnification, The display data of the target Lissajous figure TL can be generated by adjusting the size of the angle AG.

また、CPU170は、目標リサージュ図形TLをリサージュ図形表示領域160Aに表示する一方、第1生体電気インピーダンスZaの測定値と第2生体電気インピーダンスZbの測定値に基づいて被験者の現在の呼吸の様子を示す実測リサージュ図形MLの表示データを生成し、これを目標リサージュ図形TLと重ねてリサージュ図形表示領域160Aに表示する。このようにすれば、被験者は、現在の自分の呼吸の様子を示す実測リサージュ図形MLと、目標とする呼吸の様子を示す目標リサージュ図形TLとを見比べながら、呼吸の訓練を行うことができる。また、被験者は、実測リサージュ図形MLの軌跡が目標リサージュ図形TLの軌跡と一致するように意識して呼吸を行うことで、目標とする呼吸を体得することができる。   In addition, the CPU 170 displays the target Lissajous figure TL in the Lissajous figure display area 160A, while showing the current breathing state of the subject based on the measured value of the first bioelectric impedance Za and the measured value of the second bioelectric impedance Zb. Display data of the actually measured Lissajous figure ML is generated and displayed on the Lissajous figure display area 160A so as to overlap the target Lissajous figure TL. In this way, the subject can perform breathing training while comparing the measured Lissajous figure ML indicating the current state of breathing with the target Lissajous figure TL indicating the state of target breathing. In addition, the subject can acquire the target respiration by performing respiration while keeping the trajectory of the actually measured Lissajous figure ML coincident with the trajectory of the target Lissajous figure TL.

また、CPU170は、過去の実測リサージュ図形MLを加工して目標リサージュ図形TLを生成するのではなく、被験者に行わせたい呼吸の種別(胸式呼吸、腹式呼吸、ドローイン呼吸など)やその大きさに応じた目標リサージュ図形TLを生成することもできる。例えば、呼吸を訓練するための訓練メニューとして、小程度の大きさの胸式呼吸を1回行った後、中程度の大きさの腹式呼吸を1回行うことが定められている場合、CPU170は、小程度の大きさの胸式呼吸に対応する目標リサージュ図形TLを生成してこれを表示し、被験者が最初の1呼吸を終えて次の1呼吸を行う前に、中程度の大きさの腹式呼吸に対応する目標リサージュ図形TLを生成してこれを表示する。なお、目標リサージュ図形TLを表示するタイミングを制御すれば、被験者の呼吸のリズムを指導することもできる。このように目標リサージュ図形TLを用いて被験者の呼吸を指導するアシスト表示を行えば、被験者に対し、呼吸の種別やその大きさ、呼吸のリズムなどを効果的に指導することができる。   In addition, the CPU 170 does not process the past measured Lissajous figure ML to generate the target Lissajous figure TL, but the type of breath (chest breathing, abdominal breathing, draw-in breathing, etc.) to be performed by the subject and its size. A target Lissajous figure TL corresponding to the size can also be generated. For example, when it is determined that a small-sized chest-type breath is performed once and then a middle-sized abdominal breath is performed once as a training menu for training breathing, the CPU 170 Generates and displays a target Lissajous figure TL corresponding to a small-sized chest-type breath and displays it, before the subject completes the first breath and takes the next breath. A target Lissajous figure TL corresponding to the abdominal breathing is generated and displayed. In addition, if the timing which displays target Lissajous figure TL is controlled, a test subject's breathing rhythm can also be instruct | indicated. If the assist display for instructing the subject's breathing is performed using the target Lissajous figure TL in this way, the subject can be effectively instructed on the type and size of breathing, the rhythm of breathing, and the like.

なお、CPU170は、実測リサージュ図形MLと目標リサージュ図形TLとで軌跡の表示態様(例えば色や線種など)を変え、両者を容易に見分けられるようにしてもよい。また、CPU170は、図48に示すように、実測リサージュ図形MLの軌跡と目標リサージュ図形TLの軌跡とで相違する部分にバーを表示し、両者の差異を強調表示してもよい。また、CPU170は、実測リサージュ図形MLと目標リサージュ図形TLの差分面積(図48においてバーが表示されているエリア)を求め、差分面積の大きさから両者がどの程度違うのかを例えば5段階にランク分けして被験者に報知してもよい。この場合、差分面積の代わりにバー(差分線)の総和を用いてもよい。   The CPU 170 may change the display mode (for example, color, line type, etc.) of the trajectory between the measured Lissajous figure ML and the target Lissajous figure TL so that both can be easily distinguished. Further, as shown in FIG. 48, the CPU 170 may display a bar on a portion that is different between the locus of the actually measured Lissajous figure ML and the locus of the target Lissajous figure TL, and highlight the difference between the two. Further, the CPU 170 obtains a difference area between the actually measured Lissajous figure ML and the target Lissajous figure TL (an area where a bar is displayed in FIG. 48), and ranks how much the two differ from the size of the difference area, for example, in five levels. You may divide and alert | report to a test subject. In this case, the sum of bars (difference lines) may be used instead of the difference area.

また、必ずしも実測リサージュ図形MLと目標リサージュ図形TLを重ねて表示する必要はなく、両者を並べて表示してもよい。また、実測リサージュ図形MLや目標リサージュ図形TLは、図47や図48に示したものに限らず、例えば、X軸とY軸を入れ替えたものや、直交した状態を保ったままX軸とY軸を任意の角度だけ回転させたものであってもよい。   Further, it is not always necessary to display the measured Lissajous figure ML and the target Lissajous figure TL in an overlapping manner, and both may be displayed side by side. Further, the measured Lissajous figure ML and the target Lissajous figure TL are not limited to those shown in FIGS. 47 and 48, for example, the X axis and the Y axis are exchanged, or the X axis and the Y axis are maintained in an orthogonal state. The shaft may be rotated by an arbitrary angle.

<3−6:肺の換気能力の良否判定>
リサージュ図形の軌跡の傾斜角から肺の換気能力の良否を判定することができる。例えば図49に示すように胸式呼吸の場合、CPU170は、1呼吸分の軌跡(サンプリングタイミングごとに得られる第1生体電気インピーダンスZaの測定値と第2生体電気インピーダンスZbの測定値によって定まるXY座標値)から、最小二乗法などによって近似直線LNを求める。次に、CPU170は、近似直線LNとX軸とのなす角αを算出し、これをリサージュ図形の軌跡の傾斜角αとする。
<3-6: Determination of good or bad lung ventilation>
The quality of the lung ventilation ability can be determined from the inclination angle of the locus of the Lissajous figure. For example, as shown in FIG. 49, in the case of chest breathing, the CPU 170 determines the trajectory for one breath (XY determined by the measured value of the first bioelectric impedance Za and the measured value of the second bioelectric impedance Zb obtained at each sampling timing). The approximate straight line LN is obtained from the coordinate values by the least square method or the like. Next, the CPU 170 calculates an angle α formed by the approximate straight line LN and the X axis, and sets this as the inclination angle α of the locus of the Lissajous figure.

図49に示すように、X軸を第2生体電気インピーダンスZb、Y軸を第1生体電気インピーダンスZaとした場合、肺の換気能力が高いほど1呼吸分の軌跡を示す楕円が立ってくる(傾斜角αが大きくなり90度に近くなる)。逆に、肺の換気能力が低いほど1呼吸分の軌跡を示す楕円が寝てくる(傾斜角αが小さくなり0度に近くなる)。したがって、CPU170は、傾斜角αを予め定められた基準傾斜角βと比較し、傾斜角αが基準傾斜角β以上の場合は肺の換気能力が良いと判定し、傾斜角αが基準傾斜角βよりも小さい場合は肺の換気能力が悪いと判定することができる。なお、基準傾斜角βは、肺の換気能力の良否を判定するための閾値であり、予め多数の被験者から採取した1呼吸分の軌跡の傾斜角に基づいてその値を定めることができる。また、基準傾斜角βの値は第1記憶部120に記憶されている。   As shown in FIG. 49, when the X-axis is the second bioelectrical impedance Zb and the Y-axis is the first bioelectrical impedance Za, an ellipse indicating a trajectory for one breath rises as the lung ventilation capacity increases ( (The inclination angle α increases and approaches 90 degrees). Conversely, the lower the ventilation capacity of the lung, the lower the ellipse indicating the trajectory for one breath (the inclination angle α decreases and approaches 0 degrees). Therefore, the CPU 170 compares the inclination angle α with a predetermined reference inclination angle β, and determines that the lung ventilation ability is good when the inclination angle α is equal to or larger than the reference inclination angle β, and the inclination angle α is the reference inclination angle. If it is smaller than β, it can be determined that the lungs have poor ventilation capacity. The reference inclination angle β is a threshold value for determining the quality of the lung ventilation ability, and can be determined based on the inclination angle of the trajectory for one breath collected from a large number of subjects in advance. Further, the value of the reference inclination angle β is stored in the first storage unit 120.

以上のようにすれば肺の換気能力の良否をリサージュ図形の軌跡から簡単に判定することができる。なお、立位、座位、仰臥位など、測定時の姿勢によって1呼吸分の軌跡の傾斜角は異なる。したがって、基準傾斜角βの値は、測定時の姿勢と対応付けて第1記憶部120に複数記憶されていてもよい。この場合、例えば、入力部150から測定時の姿勢を入力するようにして、入力された姿勢に対応する基準傾斜角βの値を第1記憶部120から読み出して使用すればよい。また、第1記憶部120に記憶されている基準傾斜角βを標準値とし、この標準値を、事前に入力された身長、年齢、性別(図5のステップS1)や、事前に測定した体重(図5のステップS2)などを用いた演算によって補正してもよい。   By doing so, it is possible to easily determine whether the lung ventilation ability is good or not from the locus of the Lissajous figure. Note that the inclination angle of the trajectory for one breath varies depending on the posture at the time of measurement, such as standing, sitting, and supine. Therefore, a plurality of values of the reference inclination angle β may be stored in the first storage unit 120 in association with the posture at the time of measurement. In this case, for example, the posture at the time of measurement may be input from the input unit 150, and the value of the reference inclination angle β corresponding to the input posture may be read from the first storage unit 120 and used. Further, the reference inclination angle β stored in the first storage unit 120 is set as a standard value, and the standard value is used as the height, age, sex (step S1 in FIG. 5) input in advance, and the weight measured in advance. You may correct | amend by the calculation using (step S2 of FIG. 5) etc.

また、図50に示すように、座標変換処理によって基準傾斜角βを示す直線が垂直になるようにリサージュ図形を回転させた場合、1呼吸分の軌跡を示す楕円が、垂直方向と同じか垂直方向よりも左側に傾いている場合は肺の換気能力が良く、垂直方向よりも右側に傾いている場合は肺の換気能力が悪いと判定することができる。また、図51に示すように腹式呼吸の場合は、1呼吸分の軌跡のうち図中実線で示す楕円で囲んだ部分について近似直線LNを求めることで、胸式呼吸の場合と同じように肺の換気能力の良否を判定することができる。また、ドローイン呼吸の場合は、胸式呼吸の場合と同じようにして肺の換気能力の良否を判定することができる。   As shown in FIG. 50, when the Lissajous figure is rotated by the coordinate conversion process so that the straight line indicating the reference inclination angle β is vertical, the ellipse indicating the trajectory for one breath is the same as or perpendicular to the vertical direction. It can be determined that the lung ventilation capacity is good when tilted to the left of the direction, and the lung ventilation capacity is poor when tilted to the right of the vertical direction. In the case of abdominal breathing as shown in FIG. 51, an approximate straight line LN is obtained for the portion surrounded by an ellipse indicated by a solid line in the trajectory for one breath, as in the case of chest breathing. The quality of the lung ventilation ability can be determined. In the case of draw-in respiration, the quality of the lung ventilation ability can be determined in the same manner as in the case of chest respiration.

また、換気能力の良否判定に用いるリサージュ図形の軌跡は、必ずしも1呼吸分の軌跡に限らず、2呼吸分の軌跡や半呼吸分の軌跡であってもよい。また、X軸とY軸を入れ替えたリサージュ図形や、直交した状態を保ったままX軸とY軸を任意の角度だけ回転させたリサージュ図形などであっても、軌跡の傾斜角から肺の換気能力の良否を判定することができる。また、第1記憶部120に記憶されている基準傾斜角βの値を任意の値に設定し、被験者の肺の換気能力が予め定められた基準能力値よりも高いか否かを判定してもよい。   Further, the locus of the Lissajous figure used for the determination of the quality of the ventilation ability is not necessarily limited to the locus for one breath, and may be the locus for two breaths or the locus for half breaths. Even if a Lissajous figure with the X axis and Y axis swapped, or a Lissajous figure with the X axis and Y axis rotated by an arbitrary angle while maintaining an orthogonal state, the ventilation of the lungs from the inclination angle of the trajectory The ability can be judged. Further, the value of the reference inclination angle β stored in the first storage unit 120 is set to an arbitrary value, and it is determined whether or not the subject's lung ventilation ability is higher than a predetermined reference ability value. Also good.

<3−7:呼吸深度グラフの時間軸圧縮表示>
CPU170は、第1実施形態で説明した呼吸深度抽出処理(図27)を行うことで、1呼吸ごとに呼吸の深さを示す呼吸深度(呼吸レベル)を抽出することができる。つまり、CPU170は、第1生体電気インピーダンスZaの測定値と第2生体電気インピーダンスZbの測定値に基づいて、1呼吸ごとに呼吸深度を抽出することができる。また、CPU170は、抽出した呼吸深度に対し、第1実施形態で説明した呼吸深度の正規化処理(図28:ステップS601)を行った後、呼吸深度の時間変化を示すグラフ(以降、呼吸深度グラフ)を生成して、これを表示部160に表示することができる。例えば呼吸深度グラフは図52(A)のようになる。
<3-7: Time axis compression display of respiratory depth graph>
The CPU 170 can extract the respiration depth (respiration level) indicating the respiration depth for each respiration by performing the respiration depth extraction process (FIG. 27) described in the first embodiment. That is, the CPU 170 can extract the breathing depth for each breath based on the measurement value of the first bioelectric impedance Za and the measurement value of the second bioelectric impedance Zb. In addition, the CPU 170 performs a respiration depth normalization process (FIG. 28: step S601) described in the first embodiment on the extracted respiration depth, and then shows a graph showing the temporal change in the respiration depth (hereinafter, respiration depth). Graph) can be generated and displayed on the display unit 160. For example, the respiration depth graph is as shown in FIG.

ところで、被験者は、訓練によって呼吸の大きさ(深さ)がどのように変化したのかを把握するため呼吸深度グラフを参照する。この際、呼吸の大きさの変化を把握する上で特に重要になるのは、直近の呼吸の大きさである。呼吸の訓練時間は1回あたり10分〜数十分と比較的長い時間になることが多いので、測定開始時から現在に到るまでのグラフ全体を表示部160に表示しようとすると、グラフを時間軸方向に圧縮しなければならない。この際、グラフ全体を均一に圧縮すると、測定区間全体に亘って一律に時間分解能が下がってしまうため、直近の呼吸の大きさについて詳細を把握しづらくなる。   By the way, the subject refers to the breathing depth graph in order to grasp how the magnitude (depth) of breathing has changed due to training. At this time, what is particularly important in grasping the change in the magnitude of the breath is the magnitude of the most recent breath. Since the exercise time for breathing is a relatively long time of 10 minutes to several tens of minutes in many cases, when trying to display the entire graph from the start of measurement to the present time on the display unit 160, the graph is displayed. It must be compressed in the time axis direction. At this time, if the entire graph is uniformly compressed, the time resolution is reduced uniformly over the entire measurement section, and it becomes difficult to grasp details about the magnitude of the most recent breath.

そこで、CPU170は、呼吸深度グラフの表示データを生成する場合に、グラフの時間軸を非線形に圧縮し、任意の時間幅を1区間としたとき、少なくとも直近の1区間と測定開始時の1区間とで時間軸のレンジが異なり、直近の1区間の方が測定開始時の1区間よりも時間分解能が高くなるようにする。例えば、CPU170は、図52(B)に示すように時間軸を対数目盛にすることで(片対数グラフ化)、直近の測定区間ほど時間分解能を高くすることができる。また、CPU170は、図52(C)に示すように、測定開始時から現在に到る測定区間全体を3つの区間1〜3に分割し、直近の区間1が最も時間分解能が高くなるように時間軸のレンジを区間ごとに変えることができる。このようにすれば、呼吸深度グラフを時間軸方向に圧縮して表示しても、直近の呼吸の大きさについて詳細を容易に把握することができる。   Therefore, when generating the display data of the respiration depth graph, the CPU 170 compresses the time axis of the graph in a non-linear manner and sets an arbitrary time width as one section, and at least one section at the latest and one section at the start of measurement. And the time axis range is different, and the time resolution is higher in the latest one section than in the first section at the start of measurement. For example, the CPU 170 can increase the time resolution in the most recent measurement section by setting the time axis to a logarithmic scale as shown in FIG. In addition, as shown in FIG. 52C, the CPU 170 divides the entire measurement section from the start of measurement to the present into three sections 1 to 3, so that the latest section 1 has the highest time resolution. The time axis range can be changed for each section. In this way, even if the respiration depth graph is compressed and displayed in the time axis direction, the details of the most recent respiration can be easily grasped.

なお、以上説明した第3実施形態において、右肺用や左肺用のリサージュ図形についても、表示位置のセンタリングや、軌跡表示処理、アシスト表示、肺の換気能力の良否判定を行うことができる。また、CPU170は、第1実施形態で説明した呼吸解析処理(図14)のステップS10〜ステップS70までの処理を行って第1相対値ΔZaと第2相対値ΔZbを算出し、第1相対値ΔZaと第2相対値ΔZbを用いてリサージュ図形の表示データを生成してもよい。つまり、CPU170は、互いに直交する2軸のうち、一方の軸を第1相対値ΔZaとし、他方の軸を第2相対値ΔZbとするリサージュ図形の表示データを生成してもよい。   In the third embodiment described above, centering of the display position, trajectory display processing, assist display, and quality determination of lung ventilation ability can also be performed for the right lung and left lung Lissajous figures. Further, the CPU 170 calculates the first relative value ΔZa and the second relative value ΔZb by performing the processes from step S10 to step S70 of the breath analysis process (FIG. 14) described in the first embodiment, and calculates the first relative value. The display data of the Lissajous figure may be generated using ΔZa and the second relative value ΔZb. That is, the CPU 170 may generate Lissajous graphic display data in which one of the two axes orthogonal to each other is the first relative value ΔZa and the other axis is the second relative value ΔZb.

また、本実施形態と第1,第2実施形態を適宜組み合わせることができる。例えば、生体測定装置1は、リサージュ図形を表示するとともに被験者の呼吸が胸式呼吸か腹式呼吸かを判別して報知してもよい。また、生体測定装置1は、リサージュ図形を表示するとともに図26に示したバーグラフBG1,BG2を表示してもよい。また、生体測定装置1は、リサージュ図形を表示するとともに被験者の呼吸が胸式呼吸か腹式呼吸かドローイン呼吸かを判別して報知してもよい。   Moreover, this embodiment and 1st, 2nd embodiment can be combined suitably. For example, the biometric apparatus 1 may display and display a Lissajous figure and determine whether the subject's breathing is chest or abdominal breathing. In addition, the biometric apparatus 1 may display the Lissajous figure and the bar graphs BG1 and BG2 shown in FIG. In addition, the biometric apparatus 1 may display and display a Lissajous figure and determine whether the subject's breathing is chest breathing, abdominal breathing, or draw-in breathing.

<4.変形例>
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下の変形が可能である。また、以下に示す変形例のうち2以上の変形例を組み合わせることもできる。
<4. Modification>
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and for example, the following modifications are possible. Also, two or more of the modifications shown below can be combined.

(1)変形例1
CPU170は、被験者の呼吸を指導するためのアシスト報知を行うこともできる。例えば吸気・呼気のリズムおよびパターンと、必要な呼吸の深さとを、図53に示す第3バーグラフBG3の形で表示部160に表示する態様であってもよい。図53に示すように、第3バーグラフBG3で表示可能な段階数は「6」であり、吸気側に3段階、呼気側に3段階に振り分けられている。ここでは、表示される段階数が多いほど、必要な呼吸の深さも大きくなる。例えば吸気側の表示段階数が「1」である場合、つまりは、吸気側の1段階目のみが着色表示される場合は、被験者に対して小程度の吸気を行うべきであることを報知するものである。また、吸気側の表示段階数が「2」である場合、つまりは、吸気側の1段階目および2段階目が着色表示される場合は、被験者に対して中程度の吸気を行うべきであることを報知するものである。さらに、吸気側の表示段階数が「3」である場合、つまりは、吸気側の1段階目〜3段階目までが着色表示される場合は、被験者に対して大程度の吸気を行うべきであることを報知するものである。
(1) Modification 1
CPU170 can also perform the assist alerting | reporting for instruct | indicating a test subject's respiration. For example, the display unit 160 may display the inspiration / expiration rhythm and pattern and the necessary respiration depth in the form of a third bar graph BG3 shown in FIG. As shown in FIG. 53, the number of stages that can be displayed on the third bar graph BG3 is “6”, and the number is divided into three stages on the inspiratory side and three stages on the expiratory side. Here, the greater the number of steps displayed, the greater the required breathing depth. For example, when the number of display steps on the intake side is “1”, that is, when only the first step on the intake side is displayed in color, the subject is informed that a small amount of intake should be performed. Is. In addition, when the number of display steps on the inhalation side is “2”, that is, when the first and second steps on the inhalation side are displayed in color, moderate inspiration should be performed on the subject. This is to be notified. Furthermore, when the number of display stages on the inhalation side is “3”, that is, when the first to third stages on the inhalation side are colored and displayed, a large amount of inhalation should be performed on the subject. This is to notify that there is.

一方、呼気側の表示段階数が「1」である場合、つまりは、呼気側の1段階目のみが着色表示される場合は、被験者に対して小程度の呼気を行うべきであることを報知するものである。また、呼気側の表示段階数が「2」である場合、つまりは、呼気側の1段階目および2段階目が着色表示される場合は、被験者に対して中程度の呼気を行うべきであることを報知するものである。さらに、呼気側の表示段階数が「3」である場合、つまりは、呼気側の1段階目〜3段階目までが着色表示される場合は、被験者に対して大程度の呼気を行うべきであることを報知するものである。   On the other hand, when the number of display stages on the expiration side is “1”, that is, when only the first stage on the expiration side is displayed in color, it is notified that a small amount of expiration should be given to the subject. To do. In addition, when the number of exhalation-side display stages is “2”, that is, when the exhalation-side first stage and the second stage are displayed in color, moderate exhalation should be performed on the subject. This is to be notified. Furthermore, when the number of display stages on the exhalation side is “3”, that is, when the first to third stages on the exhalation side are colored and displayed, a large amount of exhalation should be performed on the subject. This is to notify that there is.

例えば、被験者に対して、中程度の吸気を2回行った後、中程度の呼気を2回行うようにアシスト報知する場合は、第3バーグラフBG3の表示は図54のように変化するという具合である。ここで、1回の呼吸に要する時間を2秒とすれば、4秒間で、2回の呼気および2回の吸気を、それぞれ指定の呼吸レベルで行うように指導していることに相当する。なお、これは一例であり、様々なアシスト情報(吸気・呼気のリズム、パターンおよび大きさ)を報知することが可能である。例えば被験者の呼吸を腹式呼吸に導くためのアシスト情報を報知することもできる。また、第3バーグラフBG3による表示の代わりに、音声によるアシスト報知を行う態様であってもよいし、両者を組み合わせる態様であってもよい。   For example, if the subject is instructed to perform medium inspiration twice and then perform medium exhalation twice, the display of the third bar graph BG3 changes as shown in FIG. Condition. Here, if the time required for one breath is 2 seconds, it corresponds to instructing to perform two exhalations and two inspirations at a specified breathing level in 4 seconds. This is only an example, and various assist information (inspiratory / expiratory rhythm, pattern and size) can be notified. For example, assist information for guiding the subject's breathing to abdominal breathing can be notified. Further, instead of the display by the third bar graph BG3, a mode of performing voice assist notification or a mode of combining both may be used.

上述したようなアシスト報知を行うことで、被験者が、呼吸のリズム、パターン、深さを意識した呼吸を行うように導くことができる。また、被験者は、前述の第1バーグラフBG1および第2バーグラフBG2の表示を見ることで、自分の現状の呼吸の状態を確認できる。言い換えれば、第1バーグラフBG1および第2バーグラフBG2の表示を、呼吸法トレーニングのためのバイオフィードバック情報として活用できる。   By performing the assist notification as described above, it is possible to guide the subject to breathe in consideration of the rhythm, pattern, and depth of breathing. In addition, the subject can check his / her current breathing state by looking at the display of the first bar graph BG1 and the second bar graph BG2. In other words, the display of the first bar graph BG1 and the second bar graph BG2 can be used as biofeedback information for breathing exercise training.

(2)変形例2
図55に示すように呼吸の大きさを示す肺の模式図を表示部160に表示してもよい。この場合、呼吸が大きくなるにつれ肺の色つき部分の面積が拡大し、呼吸が小さくなるにつれ肺の色つき部分の面積が減少する。これは測定結果に基づいて表示してもよいし、呼吸の指導情報として表示してもよい。
また、人や動物などのアニメーション画像を表示して呼吸の種別とその大きさを報知してもよい。例えば、小さな胸式呼吸の場合は、胸部が小さく膨張と収縮を繰り返すアニメーション画像を表示し、大きな胸式呼吸の場合は、胸部が大きく膨張と収縮を繰り返すアニメーション画像を表示する。また、小さな腹式呼吸の場合は、腹部が小さく膨張と収縮を繰り返すアニメーション画像を表示し、大きな腹式呼吸の場合は、腹部が大きく膨張と収縮を繰り返すアニメーション画像を表示する。また、小さなドローイン呼吸の場合は、腹部が小さく凹んだ状態で、胸部も小さく膨張と収縮を繰り返すアニメーション画像を表示し、大きなドローイン呼吸の場合は、腹部が大きく凹んだ状態で、胸部も大きく膨張と収縮を繰り返すアニメーション画像を表示する。このようなアニメーション画像についても測定結果に基づいて表示してもよいし、呼吸の指導情報として表示してもよい。
以上のようにすれば被験者に対してよりわかりやすく測定結果や指導情報を報知することができる。
(2) Modification 2
As shown in FIG. 55, a schematic diagram of the lungs indicating the magnitude of respiration may be displayed on the display unit 160. In this case, the area of the colored portion of the lung increases as the respiration increases, and the area of the colored portion of the lung decreases as the respiration decreases. This may be displayed based on the measurement result, or may be displayed as breathing guidance information.
Also, an animation image of a person or animal may be displayed to notify the type of breathing and its size. For example, in the case of small chest breathing, an animation image in which the chest is small and repeats expansion and contraction is displayed. In the case of large chest breathing, an animation image in which the chest is large and repeats expansion and contraction is displayed. In the case of small abdominal breathing, an animation image in which the abdomen is small and repeats expansion and contraction is displayed. In the case of large abdominal breathing, an animation image in which the abdomen is large and repeats expansion and contraction is displayed. In the case of small draw-in breathing, an animated image that repeats expansion and contraction is displayed with the abdomen being small and recessed, and in the case of large draw-in breathing, the chest is also greatly expanded with the abdomen greatly recessed. An animation image that repeats shrinkage is displayed. Such animation images may also be displayed based on the measurement results, or may be displayed as breathing instruction information.
If it does in the above way, a measurement result and guidance information can be reported to a subject more easily.

(3)変形例3
上述の各実施形態では、電流電極および電圧電極の一例として、両手両足を電極の接点とする四肢誘導八電極法を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、耳電極との四肢誘導法とを組み合わせて、体幹上部の生体電気インピーダンスを測定してもよい。
この場合には、耳電極を用いることによって、体幹上部の生体電気インピーダンスの測定について両腕計測ではなく片腕計測が可能となる。なお、耳電極を用いる場合には、イヤホンやヘッドホンに耳電極を組み込むことによって、音声等の音報知・音刺激との組み合わせが効果的である。
また、上述した各実施形態では、立位での計測であったが、本発明はこれに限定されるものではなく、便座での生体電気インピーダンスを計測するようにしてもよい。この場合には、便座や手摺に電極確保することができる。さらに、ポケッタブルやウェアラブルでのリラクゼーション姿勢(椅子座位等)で生体電気インピーダンスを計測するようにしてもよい。この場合には、マッサージチェアー等の手摺と足置き等に電極確保することができる。
さらに、入浴中の呼吸計測も可能である。この場合には、浴槽手摺部と浴槽底の御尻や足裏接触側面部に電極を設ける。浴槽内のお湯よりも、体幹の方が、生理食塩水でできているので電流通電が支配的になる。よって、入浴中にリラックスした状態で呼吸法のトレーニングを行うことができる。
くわえて、上述した各実施形態の生体測定装置1に、血圧計の腕帯と手で握る等で接触させる血圧計を付加し、血圧計に電極配置して呼吸変化や腕の筋の緊張具合を血圧測定時の補正情報として活用してもよい。
また、被験者がリラックスした状態で呼吸の訓練を行えることが望ましい。したがって、呼吸の訓練中に、のどかな風景の映像を表示したり、心のやすらぐ音楽や鳥の鳴き声、滝の音などを流したり、呼吸の訓練を行う場所の温度や湿度を調整したりすることも重要である。また、呼吸法の訓練ビデオを付加して訓練効率を高めてもよい。
(3) Modification 3
In each of the above-described embodiments, the limb induction eight-electrode method using both hands and both feet as electrode contacts has been described as an example of a current electrode and a voltage electrode, but the present invention is not limited to this. For example, the bioelectrical impedance of the upper trunk may be measured in combination with the limb induction method with the ear electrode.
In this case, by using the ear electrode, the measurement of the bioelectrical impedance of the upper trunk can be performed by one-arm measurement rather than by both-arm measurement. In the case where an ear electrode is used, a combination with sound notification / stimulation such as voice is effective by incorporating the ear electrode into an earphone or a headphone.
In each of the above-described embodiments, the measurement is performed in the standing position. However, the present invention is not limited to this, and the bioelectrical impedance in the toilet seat may be measured. In this case, electrodes can be secured on the toilet seat and handrail. Furthermore, the bioelectrical impedance may be measured in a pocketable or wearable relaxation posture (chair sitting position, etc.). In this case, an electrode can be secured for a handrail such as a massage chair and a footrest.
Furthermore, respiration measurement during bathing is also possible. In this case, electrodes are provided on the bathtub handrail part, the bottom of the bathtub bottom, and the sole contact side part. Current flow becomes dominant because the trunk is made of physiological saline rather than hot water in the bathtub. Therefore, breathing training can be performed in a relaxed state during bathing.
In addition, a sphygmomanometer that is brought into contact with the sphygmomanometer arm band by hand or the like is added to the biometric device 1 of each of the above-described embodiments, and electrodes are placed on the sphygmomanometer to change breathing or torso muscle tension. May be used as correction information during blood pressure measurement.
It is also desirable that the subject can perform breathing training in a relaxed state. Therefore, during breathing exercises, you can display an idyllic landscape image, play peaceful music, bird calls, waterfall sounds, etc., or adjust the temperature and humidity of the place where breathing exercises are performed It is also important. In addition, breathing exercise training videos may be added to increase training efficiency.

(4)変形例4
上述の各実施形態では、CPU170は、右手と左手との間に流れる基準電流Irefの大きさを示す電流データDiと、右足用の電圧電極Y2と右手用の電圧電極Y4との間の電位差を示す電圧データDvとから、右上肢の生体電気インピーダンスを測定しているが、これに限らず、肺の上部を含み、腹部を含まない体幹上部の第1生体電気インピーダンスZaの測定方法は任意である。例えば右手と左手との間に流れる基準電流Irefの大きさを示す電流データDiと、左足用の電圧電極Y1と左手用の電圧電極Y3との間の電位差を示す電圧データDvとから、左上肢の生体電気インピーダンスを測定し、それを第1生体電気インピーダンスZaとして採用してもよい。
また、上述の各実施形態では、CPU170は、左足と右手との間に流れる基準電流Irefの大きさを示す電流データDiと、左手用の電圧電極Y3と右足用の電圧電極Y2との間の電位差を示す電圧データDvとから、体幹中部の第2生体電気インピーダンスZbを測定しているが、これに限らず、肺の中下部および腹部を含む体幹中部の第2生体電気インピーダンスZbの測定方法は任意である。例えば右足と左手との間に流れる基準電流Irefの大きさを示す電流データDiと、右手用の電圧電極Y4と左足用の電圧電極Y1との間で電位差を示す電圧データDvとから、体幹中部を斜めに横切る生体電気インピーダンスを測定し、それを第2生体電気インピーダンスZbとして採用してもよい。
(4) Modification 4
In each of the embodiments described above, the CPU 170 calculates the potential difference between the current data Di indicating the magnitude of the reference current Iref flowing between the right hand and the left hand and the voltage electrode Y2 for the right foot and the voltage electrode Y4 for the right hand. Although the bioelectrical impedance of the upper right limb is measured from the voltage data Dv shown, the measurement method of the first bioelectrical impedance Za of the upper trunk including the upper part of the lung and not including the abdomen is arbitrary. It is. For example, from the current data Di indicating the magnitude of the reference current Iref flowing between the right hand and the left hand and the voltage data Dv indicating the potential difference between the voltage electrode Y1 for the left foot and the voltage electrode Y3 for the left hand, Alternatively, the bioelectric impedance may be measured and used as the first bioelectric impedance Za.
Further, in each of the above-described embodiments, the CPU 170 determines between the current data Di indicating the magnitude of the reference current Iref flowing between the left foot and the right hand, and the voltage electrode Y3 for the left hand and the voltage electrode Y2 for the right foot. The second bioelectric impedance Zb of the middle trunk is measured from the voltage data Dv indicating the potential difference. However, the second bioelectric impedance Zb of the middle trunk including the middle lower part and the abdomen of the lung is not limited thereto. The measuring method is arbitrary. For example, from the current data Di indicating the magnitude of the reference current Iref flowing between the right foot and the left hand and the voltage data Dv indicating the potential difference between the voltage electrode Y4 for the right hand and the voltage electrode Y1 for the left foot, the trunk The bioelectrical impedance that crosses the middle part diagonally may be measured and used as the second bioelectrical impedance Zb.

また、四肢誘導八電極法を利用せず、被験者の体幹部に電流電極と電圧電極を直接貼り付けて、被験者の肺を含み腹部を含まない体幹上部の生体電気インピーダンスや、被験者の右肺を含み腹部を含まない体幹上部右側の生体電気インピーダンス、被験者の左肺を含み腹部を含まない体幹上部左側の生体電気インピーダンス、被験者の腹部を含む体幹中部の生体電気インピーダンスを測定してもよい。   In addition, without using the limb-guided eight-electrode method, the current electrode and the voltage electrode are directly attached to the trunk of the subject, the bioelectric impedance of the upper trunk including the lung of the subject and not including the abdomen, and the right lung of the subject The bioelectrical impedance of the upper right side of the trunk without including the abdomen, the bioelectrical impedance of the upper left side of the trunk including the left lung of the subject and not including the abdomen, and the bioelectrical impedance of the middle part of the trunk including the abdomen of the subject are measured. Also good.

また、右肺用と左肺用の2つのリサージュ図形を表示するため、第1〜第3生体電気インピーダンスZaR,ZaL,Zbを測定する場合、CPU170は、体幹上部の第1生体電気インピーダンスZaとして第1生体電気インピーダンスZaRまたは第2生体電気インピーダンスZaLを使用し、体幹中部の第2生体電気インピーダンスZbとして第3生体電気インピーダンスZbを使用して呼吸解析処理(第1実施形態)を行うことで、右肺または左肺を対象として被験者の呼吸の種別を判別することができる。同様に、CPU170は、体幹上部の第1生体電気インピーダンスZaとして第1生体電気インピーダンスZaRまたは第2生体電気インピーダンスZaLを使用し、体幹中部の第2生体電気インピーダンスZbとして第3生体電気インピーダンスZbを使用して呼吸深度抽出処理と呼吸レベル表示処理(第1実施形態)を行うことで、右肺または左肺を対象として第1バーグラフBG1や第2バーグラフBG2を表示することができる。   Further, when measuring the first to third bioelectric impedances ZaR, ZaL, Zb in order to display the two Lissajous figures for the right lung and the left lung, the CPU 170 causes the first bioelectric impedance Za on the upper trunk to be displayed. The first bioelectrical impedance ZaR or the second bioelectrical impedance ZaL is used as the second bioelectrical impedance Zb, and the third bioelectrical impedance Zb is used as the second bioelectrical impedance Zb in the middle of the trunk to perform the respiratory analysis processing (first embodiment). Thus, the type of breathing of the subject can be determined for the right lung or the left lung. Similarly, the CPU 170 uses the first bioelectric impedance ZaR or the second bioelectric impedance ZaL as the first bioelectric impedance Za of the upper trunk and the third bioelectric impedance as the second bioelectric impedance Zb of the middle trunk. By performing breathing depth extraction processing and breathing level display processing (first embodiment) using Zb, the first bar graph BG1 and the second bar graph BG2 can be displayed for the right lung or the left lung. .

(5)変形例5
上述の呼吸レベル表示処理において、CPU170は、直前の1呼吸における呼吸深度ΔZap−pを、当該1呼吸における第2センタリング値Zb0で割った後に100を乗じて求めた値を、呼吸深度の正規化値%ΔZa(=(ΔZap−p/Zb0)×100)として採用しているが、これに限らず、呼吸深度ΔZap−pの正規化方法は任意である。要するに、呼吸深度ΔZap−pの値を、被験者間における体格等の個人差の影響を取り除いた値に補正するものであればよい。例えば骨格筋量(骨格筋の発達具合)を示す指標をMV、被験者の身長や生体電気インピーダンスの測定区間の長さを示す指標をH、身体骨格筋の発達に有用な部位の生体電気インピーダンスをZxと表記すると、MV∝H2/Zxという関係が成り立つので、第2センタリング値Zb0の代わりに、H2/Zxを用いて呼吸深度ΔZap−pを正規化してもよい。また、上述の指標MVの推定には、重回帰分析による多変量項として性別や年齢や体重などを含めることで、精度向上を図ることができる。
(5) Modification 5
In the above-described respiration level display processing, the CPU 170 normalizes the respiration depth by dividing the respiration depth ΔZap-p in the immediately preceding one breath by the second centering value Zb0 in the one respiration and multiplying by 100. Although the value% ΔZa (= (ΔZap−p / Zb0) × 100) is adopted, the normalization method of the respiration depth ΔZap−p is arbitrary. In short, what is necessary is just to correct | amend the value of respiration depth (DELTA) Zap-p to the value which remove | eliminated the influence of individual differences, such as a physique, between test subjects. For example, MV is an index indicating the amount of skeletal muscle (development of skeletal muscle), H is an index indicating the length of a subject's height or bioelectrical impedance measurement section, and bioelectrical impedance of a site useful for the development of body skeletal muscle When expressed as Zx, a relationship of MV∝H2 / Zx is established, and instead of the second centering value Zb0, the respiration depth ΔZap-p may be normalized using H2 / Zx. In addition, in the estimation of the index MV, accuracy can be improved by including gender, age, weight, and the like as multivariate terms by multiple regression analysis.

(6)変形例6
例えば、ゲーム機を用いたシステムに本発明を適用することができる。
図56は、家庭用のゲーム機300を用いた生体測定システム5の構成を示す図である。同図に示すように生体測定システム5は、生体情報入力装置200’と、ゲーム機300と、コントローラ350と、モニタ400を備える。また、ゲーム機300のディスクスロットには光ディスク500が挿入される。
(6) Modification 6
For example, the present invention can be applied to a system using a game machine.
FIG. 56 is a diagram showing a configuration of the biometric system 5 using the home game machine 300. As shown in FIG. As shown in the figure, the biological measurement system 5 includes a biological information input device 200 ′, a game machine 300, a controller 350, and a monitor 400. In addition, the optical disk 500 is inserted into the disk slot of the game machine 300.

生体情報入力装置200’は、被験者を載せる載台20’と、左手用の電極部30Lと、右手用の電極部30Rを備える。この生体情報入力装置200’は、基本的に図1に示した生体電気インピーダンス測定部200と同様の構成を有し、これに体重計を加えた構成となっている。また、生体情報入力装置200’は、通信ケーブルによってコントローラ350と接続されており、被験者の各部位の生体電気インピーダンスや体重を測定し、これらの生体情報をコントローラ350を介してゲーム機300に供給する。   The biological information input device 200 ′ includes a platform 20 ′ on which a subject is placed, a left-hand electrode unit 30 </ b> L, and a right-hand electrode unit 30 </ b> R. This biometric information input device 200 ′ has basically the same configuration as the bioelectrical impedance measuring unit 200 shown in FIG. 1, and has a configuration in which a scale is added. The biological information input device 200 ′ is connected to the controller 350 via a communication cable, measures the bioelectrical impedance and body weight of each part of the subject, and supplies the biological information to the game machine 300 via the controller 350. To do.

コントローラ350は、操作情報などを入力する入力装置である。コントローラ350は、Bluetooth(登録商標)などの無線通信によってゲーム機300と通信を行い、被験者が入力した操作情報や、生体情報入力装置200’から出力された生体情報をゲーム機300に送信する。例えば、身長、年齢、性別などの情報もコントローラ350を操作して入力することができる。モニタ400は、例えばテレビジョン受像機であり、通信ケーブルによってゲーム機300と接続されている。光ディスク500には、上述した第1〜第3実施形態や変形例(1)〜(5)で説明した各種の処理を制御するためのプログラムやデータが記憶されている。   The controller 350 is an input device for inputting operation information and the like. The controller 350 communicates with the game machine 300 by wireless communication such as Bluetooth (registered trademark), and transmits operation information input by the subject and biometric information output from the biometric information input device 200 ′ to the game machine 300. For example, information such as height, age, and sex can be input by operating the controller 350. The monitor 400 is, for example, a television receiver, and is connected to the game machine 300 via a communication cable. The optical disc 500 stores programs and data for controlling various processes described in the first to third embodiments and the modifications (1) to (5).

なお、同図には、生体情報入力装置200’で測定された生体情報がコントローラ350を経由してゲーム機300に供給される場合を例示したが、生体情報入力装置200’は、生体情報を無線通信によってゲーム機300に直接供給してもよい。この場合、生体情報入力装置200’は、ゲーム機300と無線通信を行うための無線通信モジュールを備える。また、生体情報入力装置200’は、生体情報を有線通信によってゲーム機300に直接供給してもよい。この場合は、生体情報入力装置200’とゲーム機300を通信ケーブルで直接接続すればよい。また、左手用の電極部30Lの代わりに、電流電極X3と電圧電極Y3を設けた左手用のコントローラ350を備える一方、右手用の電極部30Rの代わりに、電流電極X4と電圧電極Y4を設けた右手用のコントローラ350を備えてもよい。   In the figure, the case where the biological information measured by the biological information input device 200 ′ is supplied to the game machine 300 via the controller 350 is illustrated, but the biological information input device 200 ′ stores the biological information. You may supply directly to the game machine 300 by wireless communication. In this case, the biometric information input device 200 ′ includes a wireless communication module for performing wireless communication with the game machine 300. Further, the biometric information input device 200 ′ may directly supply the biometric information to the game machine 300 through wired communication. In this case, the biological information input device 200 ′ and the game machine 300 may be directly connected with a communication cable. Further, a left-hand controller 350 provided with a current electrode X3 and a voltage electrode Y3 is provided instead of the left-hand electrode portion 30L, while a current electrode X4 and a voltage electrode Y4 are provided instead of the right-hand electrode portion 30R. Alternatively, a right hand controller 350 may be provided.

図57は、ゲーム機300の構成を示すブロック図である。
同図に示すようにゲーム機300は、ROM301と、RAM302と、ハードディスク303と、ディスクドライブ310と、無線通信モジュール320と、画像処理部330と、音声処理部340と、CPU360を備える。ROM301には、ゲーム機300の基本制御を司るプログラムなどが記憶されている。RAM302は、CPU360のワークエリアとして用いられる。ハードディスク303には、例えば後述する訓練メニュー管理テーブルTBL(図58)など、光ディスク500から読み出されたプログラムやデータなどが記憶される。ディスクドライブ310は、光ディスク500からプログラムやデータを読み出す。なお、プログラムやデータは、光ディスク500などの記録媒体によってゲーム機300に提供されるだけでなく、通信網を介してサーバなどからダウンロードされてもよい。この場合、ゲーム機300はネットワーク通信モジュールを備える。
FIG. 57 is a block diagram showing a configuration of the game machine 300.
As shown in the figure, the game machine 300 includes a ROM 301, a RAM 302, a hard disk 303, a disk drive 310, a wireless communication module 320, an image processing unit 330, an audio processing unit 340, and a CPU 360. The ROM 301 stores a program that performs basic control of the game machine 300. The RAM 302 is used as a work area for the CPU 360. The hard disk 303 stores programs and data read from the optical disc 500 such as a training menu management table TBL (FIG. 58) described later. The disk drive 310 reads programs and data from the optical disk 500. The program and data are not only provided to the game machine 300 by a recording medium such as the optical disc 500, but may be downloaded from a server or the like via a communication network. In this case, the game machine 300 includes a network communication module.

無線通信モジュール320は、コントローラ350との間で行われる無線通信を制御する。なお、無線通信モジュール320は、生体情報入力装置200’が測定した生体情報をゲーム機300に入力するための入力部である。画像処理部330は、画像データを生成してモニタ400に出力する。音声処理部340は、効果音や音声などのオーディオデータを生成してモニタ400(スピーカ)に出力する。CPU360は、ROM301やハードディスク303などに記憶されている各種のプログラムを実行することでゲーム機300の全体を制御する。例えば、CPU360は、無線通信モジュール320を制御し、コントローラ350を介して生体情報入力装置200’と通信を行うことができる。また、CPU360は、生体情報入力装置200’に対し、電流電極X1〜X4や電圧電極Y1〜Y4の切り換え、生体電気インピーダンスの測定、体重の測定などを指示することができる。   The wireless communication module 320 controls wireless communication performed with the controller 350. The wireless communication module 320 is an input unit for inputting the biological information measured by the biological information input device 200 ′ to the game machine 300. The image processing unit 330 generates image data and outputs it to the monitor 400. The audio processing unit 340 generates audio data such as sound effects and audio and outputs the audio data to the monitor 400 (speaker). The CPU 360 controls the entire game machine 300 by executing various programs stored in the ROM 301, the hard disk 303, and the like. For example, the CPU 360 can control the wireless communication module 320 and communicate with the biological information input device 200 ′ via the controller 350. Further, the CPU 360 can instruct the biological information input device 200 'to switch the current electrodes X1 to X4 and the voltage electrodes Y1 to Y4, measure the bioelectrical impedance, measure the weight, and the like.

また、CPU360は、例えば、第1実施形態で説明した呼吸解析処理を行い、被験者の呼吸が胸式呼吸なのか腹式呼吸なのかを判別することができる。また、CPU360は、第1実施形態で説明した呼吸深度抽出処理や呼吸レベル表示処理を行い、胸式呼吸や腹式呼吸の大きさを示す第1バーグラフBG1や、腹式レベルを示す第2バーグラフBG2をモニタ400に表示することができる。また、CPU360は、第2実施形態で説明した吸種別判別処理を行い、被験者の呼吸が胸式呼吸なのか腹式呼吸なのかドローイン呼吸なのかを判別することができる。また、CPU360は、第3実施形態で説明したリサージュ図形表示処理を行い、リサージュ図形をモニタ400に表示することができる。また、CPU360は、バーグラフBG1〜BG3、リサージュ図形、肺の模式図などを利用して被験者の呼吸を訓練するための処理を行うことができる。このようにCPU360は、上述した第1〜第3実施形態や変形例(1)〜(5)で説明した各種の処理を行うことが可能である。   Further, the CPU 360 can perform, for example, the breath analysis process described in the first embodiment, and can determine whether the subject's breathing is chest breathing or abdominal breathing. In addition, the CPU 360 performs the respiration depth extraction process and the respiration level display process described in the first embodiment, and the first bar graph BG1 indicating the magnitude of chest respiration and abdominal respiration, and the second indicating abdominal respiration level. The bar graph BG2 can be displayed on the monitor 400. In addition, the CPU 360 can perform the suction type determination process described in the second embodiment to determine whether the subject's breathing is chest breathing, abdominal breathing, or draw-in breathing. Further, the CPU 360 can perform the Lissajous figure display processing described in the third embodiment and display the Lissajous figure on the monitor 400. Further, the CPU 360 can perform processing for training the breathing of the subject using the bar graphs BG1 to BG3, the Lissajous figure, the schematic diagram of the lung, and the like. As described above, the CPU 360 can perform various processes described in the first to third embodiments and the modifications (1) to (5).

図58は、訓練メニュー管理テーブルTBLのデータ構成を示す図である。
訓練メニュー管理テーブルTBLは、被験者が自分の呼吸の能力に見合った訓練メニューで呼吸の訓練を行えるようにするためのものである。訓練メニュー管理テーブルTBLには、呼吸の能力に応じて定められた階級(ランク)ごとに、呼吸を訓練するための訓練メニューと、この階級をクリアして次の階級に進むためのクリア条件が記憶されている。例えば、同図に示す例では、ランク1〜ランク5までの5つの階級が設けられている。また、1階級ごとに20個の訓練メニューが用意されている。
FIG. 58 is a diagram showing a data configuration of the training menu management table TBL.
The training menu management table TBL is used for allowing the subject to perform breathing training using a training menu suitable for his / her breathing ability. The training menu management table TBL has a training menu for training breathing and a clear condition for clearing this class and proceeding to the next class for each class (rank) determined according to the breathing ability. It is remembered. For example, in the example shown in the figure, five classes from rank 1 to rank 5 are provided. In addition, 20 training menus are prepared for each class.

例えば、訓練メニューの具体例として、胸式呼吸や腹式呼吸をマスターするための訓練、胸式呼吸と腹式呼吸を組み合わせた完全呼吸をマスターするための訓練、ドローイン呼吸をマスターするための訓練、腹式呼吸や完全呼吸によって肺の換気能力を高める訓練、左右の肺ごとに換気能力を高める訓練、ドローイン呼吸によって呼吸機能や運動機能を高める訓練、ヨガなどで用いられる様々なポーズを使用して呼吸筋に負荷を与えながら各種の呼吸を行って呼吸機能や運動機能を強化する訓練などを例示することができる。   For example, as a specific example of the training menu, training to master chest breathing and abdominal breathing, training to master full breathing that combines chest breathing and abdominal breathing, training to master draw-in breathing, Using exercises to increase the ventilation capacity of the lungs by abdominal breathing and complete breathing, training to increase the ventilation capacity of the left and right lungs, training to increase respiratory function and motor function by draw-in breathing, various poses used in yoga etc. The exercise | movement which reinforces a respiratory function and an exercise | movement function by performing various respiration while giving a load to a respiratory muscle can be illustrated.

なお、完全呼吸とは、腹部と胸部と肩甲部を使って肺の換気能力を最大限に活用しながら呼息と吸息を行う呼吸法である。完全呼吸を行う場合、例えば、吸息時には、まず腹を膨らませながら息を吸い、次に胸を前に突き出す感じで胸郭を広げながら息を吸い、最後に肩を上げながら息を吸っていく。これにより横隔膜が最大限に開いた状態になる。また、呼息時には、その逆で、まず肩を下げながら息を吐き、次に広げた胸郭を元に戻しながら息を吐き、最後に腹を凹ませながら息を吐いていく。   Complete breathing is a breathing method that uses the abdomen, chest, and shoulders to make the best use of the ventilation capacity of the lungs and exhale and inhale. For complete breathing, for example, when inhaling, first inhale while inflating the belly, then inhale while expanding the ribcage with the feeling of protruding the chest forward, and finally inhale while raising the shoulder. As a result, the diaphragm is fully opened. When exhaling, on the contrary, first exhale while lowering the shoulder, then exhale while returning the expanded rib cage, and finally exhale while denting the abdomen.

また、訓練メニューには、例えば、被験者の呼吸の様子を示すリサージュ図形(または被験者の呼吸の様子を示すバーグラフBG1,BG2や肺の模式図)を使用し、被験者が自分の呼吸の様子を確認しながら訓練を行えるようにするもの、目標とする呼吸の様子を示すリサージュ図形(または目標とする呼吸の様子を示すバーグラフBG3や肺の模式図)を使用し、被験者が目標とする呼吸の様子を確認しながら訓練を行えるようにするもの、被験者の呼吸の様子を示すリサージュ図形(または被験者の呼吸の様子を示すバーグラフBG1,BG2や肺の模式図)と、目標とする呼吸の様子を示すリサージュ図形(または目標とする呼吸の様子を示すバーグラフBG3や肺の模式図)の両方を使用し、被験者が自分の呼吸の様子と目標とする呼吸の様子を見比べながら訓練を行えるようにするものなどが含まれる。   The training menu uses, for example, a Lissajous figure showing the subject's breathing (or bar graphs BG1 and BG2 showing the subject's breathing and a schematic diagram of the lungs). Using a Lissajous figure (or a bar graph BG3 showing the state of the target breath or a schematic diagram of the lung) that enables the training while confirming, the subject's target breathing That allows training while confirming the state of the subject, a Lissajous figure showing the subject's breathing state (or bar graphs BG1 and BG2 showing the subject's breathing state, and a schematic diagram of the lungs) and the target breathing Using both the Lissajous figure indicating the state (or the bar graph BG3 indicating the state of the target breath and the schematic diagram of the lungs), the subject should compare his breathing state with the target breathing state. It is included, such as those that allows for the training.

また、クリア条件の具体例として、胸式呼吸や腹式呼吸の大きさが予め定められた基準値以上であること、肺の換気能力が予め定められた基準値以上であること、ドローイン呼吸ができること、腹式レベルが所定レベル以上であること、20個の訓練メニューを全て訓練し終えたことなどを例示することができる。なお、訓練メニュー管理テーブルTBLにおいて階級は2つ以上であればよいし、訓練メニューについても1階級ごとに1つ以上あればよい。また、階級分けや訓練内容の具体例として以下を例示することができる。   Further, as specific examples of clear conditions, the magnitude of chest breathing or abdominal breathing is greater than or equal to a predetermined reference value, the lung ventilation capacity is greater than or equal to a predetermined reference value, Examples include what can be done, that the abdominal level is equal to or higher than a predetermined level, and that all 20 training menus have been trained. In the training menu management table TBL, the number of classes may be two or more, and the training menu may be one or more for each class. Moreover, the following can be illustrated as a specific example of classification and training content.

[ランク1/中高度呼吸器疾患患者向けトレーニング]
基本的な胸郭部呼吸運動を司る胸部呼吸筋を胸式呼吸によって鍛え、呼吸器疾患によって低下した呼吸機能を回復させるためのリハビリ用トレーニング。
[ランク2/軽度呼吸器疾患患者向けトレーニング]
横隔膜などの腹部呼吸筋を腹式呼吸によって鍛え、呼吸器疾患によって低下した呼吸機能を回復させるためのリハビリ用トレーニング。
[ランク3/健常者向け標準トレーニング]
胸式呼吸と腹式呼吸を組み合わせた完全呼吸によって胸部呼吸筋と腹部呼吸筋の両方を鍛え、呼吸機能の更なる向上や、喫煙、生活習慣病、運動不足、加齢などで低下した呼吸機能の改善を図るためのトレーニング。
[ランク4/軽度負荷トレーニング]
ドローイン呼吸によって体幹部のインナーマッスル(例えば腹横筋や脊柱起立筋など)を鍛え、呼吸機能の向上の他、腰痛予防や運動機能を高めるためのトレーニング。
[ランク5/アスリート向け中高度負荷トレーニング]
例えばヨガで用いられるポーズなど呼吸筋に負荷を与える姿勢とドローイン呼吸を組み合わせて運動機能を強化するためのトレーニング。
[Rank 1 / Training for patients with moderate to advanced respiratory disease]
Rehabilitation training to train the chest respiratory muscles that perform basic thoracic breathing exercises by thoracic breathing to restore respiratory function that has been reduced by respiratory disease.
[Rank 2: Training for patients with mild respiratory disease]
Rehabilitation training for abdominal respiratory muscles such as the diaphragm to be trained by abdominal breathing to restore respiratory function that has been reduced by respiratory disease.
[Rank 3 / Standard training for healthy people]
Complete breathing combined with chest breathing and abdominal breathing to train both chest and abdominal breathing muscles to further improve respiratory function and reduce respiratory function due to smoking, lifestyle-related diseases, lack of exercise, aging, etc. Training to improve.
[Rank 4 / light load training]
Training to strengthen the inner muscles of the trunk (such as transverse abdominal muscles and standing spine muscles) by draw-in breathing, improve respiratory function, and prevent back pain and exercise function.
[Rank 5 / Medium-level load training for athletes]
Training for strengthening motor functions by combining postures that apply stress to respiratory muscles, such as those used in yoga, and draw-in breathing.

なお、ランク1,2として挙げた呼吸器疾患の患者向けトレーニングは、あくまで治療施設での医療指導の遵守が大前提である。また、疾患のレベルにもよるが、基本的には横隔膜がある程度機能し、呼吸を訓練することで呼吸機能の改善が期待できる者を対象者としている。また、ランク1〜5に対し、口をすぼめながら呼吸をするといった負荷を組み合わせることもできる。また、呼吸法とポーズの組み合わせ方やトレーニングの時間配分などは、適宜任意に定めることができる。   In addition, the training for patients with respiratory diseases listed as ranks 1 and 2 is based on the premise that the medical guidance at the treatment facility is strictly followed. Depending on the level of the disease, the subject is basically a person whose diaphragm functions to some extent and who can expect improvement in respiratory function by training breathing. Moreover, it is possible to combine loads such as breathing while purging the mouth with respect to ranks 1 to 5. In addition, the combination of breathing method and pose, the time distribution of training, and the like can be arbitrarily determined as appropriate.

図59は、呼吸訓練管理処理の処理内容を示すフローチャートである。
同図に示す呼吸訓練管理処理は、例えば、被験者が本システム5を利用して呼吸の訓練を始める場合にCPU360によって実行される。CPU360は、呼吸訓練管理処理を開始すると、まず、被験者の呼吸の能力を検出する処理を行う(ステップS901)。例えば、CPU360は、胸式呼吸や腹式呼吸を行うよう被験者に指示するメッセージを報知するとともに、第1実施形態で説明した呼吸解析処理や呼吸深度抽出処理、あるいは第3実施形態で説明したリサージュ図形表示処理や肺の換気能力の良否判定を行う。これにより、CPU360は、例えば、胸式呼吸や腹式呼吸の大きさ、肺の換気能力、腹式レベルなどを被験者の呼吸の能力として検出する。
FIG. 59 is a flowchart showing the contents of the breathing exercise management process.
The breathing training management process shown in the figure is executed by the CPU 360 when, for example, the subject starts breathing training using the system 5. When starting the respiratory training management process, the CPU 360 first performs a process of detecting the breathing ability of the subject (step S901). For example, the CPU 360 notifies a message instructing the subject to perform chest-type breathing or abdominal-type breathing, and also performs the breath analysis processing and breathing depth extraction processing described in the first embodiment, or the Lissajous described in the third embodiment. The quality of the graphic display process and lung ventilation capacity is determined. Thus, the CPU 360 detects, for example, the magnitude of chest breathing or abdominal breathing, lung ventilation ability, abdominal level, and the like as the subject's breathing ability.

なお、被験者の呼吸の能力を通常時の呼吸から検出するため、呼吸の測定を行っていることを被験者に報知せずにステップS901に示す処理を行ってもよい。また、ステップS901では、第1生体電気インピーダンスZaと第2生体電気インピーダンスZbを測定して被験者の呼吸の能力を検出してもよいし、第1〜第3生体電気インピーダンスZaR,ZaL,Zbを測定して被験者の呼吸の能力を検出してもよい。   In order to detect the breathing ability of the subject from normal breathing, the process shown in step S901 may be performed without notifying the subject that the breathing is being measured. In step S901, the first bioelectric impedance Za and the second bioelectric impedance Zb may be measured to detect the breathing ability of the subject, or the first to third bioelectric impedances ZaR, ZaL, and Zb may be detected. Measurement may be made to detect the breathing ability of the subject.

次に、CPU360は、訓練メニュー管理テーブルTBLを参照し、ステップS901で検出した被験者の呼吸の能力に応じた階級を特定する(ステップS902)。また、CPU360は、特定した階級に対応する訓練メニューを訓練メニュー管理テーブルTBLから選択する(ステップS903)。例えば、被験者の階級がランク3であった場合、CPU360は、図58に示す訓練メニュー管理テーブルTBLを参照し、メニュー41〜メニュー60を選択する。   Next, the CPU 360 refers to the training menu management table TBL, and identifies a class corresponding to the subject's breathing ability detected in step S901 (step S902). Further, the CPU 360 selects a training menu corresponding to the specified class from the training menu management table TBL (step S903). For example, when the class of the subject is rank 3, the CPU 360 refers to the training menu management table TBL shown in FIG. 58 and selects the menus 41 to 60.

この後、CPU360は、ステップS903で選択した訓練メニューを使用して、被験者の呼吸を訓練するための処理を行う(ステップS904)。例えば、被験者の階級がランク3であった場合、CPU360は、メニュー41〜メニュー60を使用して呼吸を訓練するための処理を行う。また、ランク3が上述した健常者向けの標準トレーニングであった場合、CPU360は、訓練メニューに基づいて、胸式呼吸と腹式呼吸を組み合わせた完全呼吸をマスターするための訓練や、完全呼吸によって肺の換気能力を高める訓練を行う。また、CPU360は、例えば、被験者の呼吸の様子を示すリサージュ図形(または被験者の呼吸の様子を示すバーグラフBG1,BG2や肺の模式図)をモニタ400に表示し、被験者が自分の呼吸の様子を確認しながら訓練を行えるようにすることができる。また、CPU360は、目標とする呼吸の様子を示すリサージュ図形(または目標とする呼吸の様子を示すバーグラフBG3や肺の模式図)をモニタ400に表示し、被験者が目標とする呼吸の様子を確認しながら訓練を行えるようにすることができる。また、CPU360は、被験者の呼吸の様子を示すリサージュ図形(または被験者の呼吸の様子を示すバーグラフBG1,BG2や肺の模式図)と、目標とする呼吸の様子を示すリサージュ図形(または目標とする呼吸の様子を示すバーグラフBG3や肺の模式図)の両方をモニタ400に表示し、被験者が自分の呼吸の様子と目標とする呼吸の様子を見比べながら訓練を行えるようにすることができる。   Thereafter, the CPU 360 performs a process for training the subject's breathing using the training menu selected in step S903 (step S904). For example, when the class of the subject is rank 3, the CPU 360 performs a process for training breathing using the menus 41 to 60. In addition, when rank 3 is the above-described standard training for healthy persons, the CPU 360 performs training for mastering complete breathing that combines chest breathing and abdominal breathing based on the training menu, and lungs through complete breathing. Provide training to increase ventilation capacity. In addition, the CPU 360 displays, for example, a Lissajous figure indicating the state of breathing of the subject (or bar graphs BG1 and BG2 indicating the state of breathing of the subject or a schematic diagram of the lung) on the monitor 400, and the state of the subject's own breathing. Training can be performed while confirming. In addition, the CPU 360 displays a Lissajous figure (or a bar graph BG3 indicating a target breathing state or a schematic diagram of the lung) on the monitor 400 indicating the target breathing state, and the subject's target breathing state is displayed. Training can be performed while checking. Further, the CPU 360 displays a Lissajous figure (or bar graphs BG1 and BG2 showing the subject's breathing and a schematic diagram of the lung) showing the subject's breathing, and a Lissajous figure (or Both the bar graph BG3 showing the state of breathing and the schematic diagram of the lung) can be displayed on the monitor 400 so that the subject can practice while comparing his breathing state with the target breathing state. .

この後、CPU360は、被験者の現在の階級に対応するクリア条件を訓練メニュー管理テーブルTBLから読み出し、クリア条件が成立しているか否かを判定する(ステップS905)。例えば、被験者の現在の階級がランク3であった場合、CPU360は、図58に示す訓練メニュー管理テーブルTBLから条件Cを読み出し、この条件Cが成立しているか否かを判定する。   Thereafter, the CPU 360 reads a clear condition corresponding to the current class of the subject from the training menu management table TBL, and determines whether the clear condition is satisfied (step S905). For example, when the current class of the subject is rank 3, the CPU 360 reads the condition C from the training menu management table TBL shown in FIG. 58 and determines whether or not the condition C is satisfied.

例えば、条件Cが「腹式呼吸の大きさが予め定められた基準値以上」であった場合、CPU360は、第1実施形態で説明した呼吸解析処理や呼吸深度抽出処理を行い、被験者の腹式呼吸の大きさが基準値以上であるか否かを判定する。また、条件Cが「肺の換気能力が予め定められた基準値以上」であった場合、CPU360は、第3実施形態で説明した肺の換気能力の良否判定を行い、肺の換気能力が基準値以上であるか否かを判定する。また、条件Cが「ドローイン呼吸ができること」であった場合、CPU360は、第2実施形態で説明した呼吸種別判別処理を行い、被験者の呼吸がドローイン呼吸であるか否かを判定する。また、条件Cが「20個の訓練メニューを全て訓練し終えたこと」であった場合、CPU360は、メニュー41〜メニュー60による訓練を全て終えている場合にクリア条件が成立したと判定する。   For example, when the condition C is “the magnitude of the abdominal breathing is equal to or greater than a predetermined reference value”, the CPU 360 performs the breath analysis process and the breath depth extraction process described in the first embodiment, and the abdomen of the subject. It is determined whether or not the magnitude of the expression breath is equal to or greater than a reference value. When the condition C is “the lung ventilation capacity is equal to or greater than a predetermined reference value”, the CPU 360 determines whether the lung ventilation capacity is good or not as described in the third embodiment. It is determined whether or not it is greater than or equal to the value. On the other hand, when the condition C is “capable of drawing in”, the CPU 360 performs the breathing type determination process described in the second embodiment, and determines whether or not the subject's breathing is draw-in breathing. Further, when the condition C is “finished all 20 training menus”, the CPU 360 determines that the clear condition is satisfied when all the trainings from the menus 41 to 60 have been completed.

ステップS905の結果が否定である場合は、ステップS904に戻り、現在の階級における呼吸の訓練を継続する。一方、ステップS905の結果が肯定である場合、CPU360は、被験者の階級を次の階級にランクアップさせた後(ステップS906)、ステップS903に戻る。例えば、被験者の階級がランク3であった場合、CPU360は、ステップS906において被験者の階級をランク4に変更してステップS903に戻る。これにより、訓練メニュー管理テーブルTBLからランク4に対応する訓練メニュー(メニュー61〜メニュー80)が選択され、新たな訓練が開始される。   If the result of step S905 is negative, the process returns to step S904, and breathing training in the current class is continued. On the other hand, when the result of step S905 is affirmative, the CPU 360 ranks up the subject's class to the next class (step S906), and then returns to step S903. For example, when the class of the subject is rank 3, the CPU 360 changes the class of the subject to rank 4 in step S906 and returns to step S903. Thereby, a training menu (menu 61 to menu 80) corresponding to rank 4 is selected from the training menu management table TBL, and a new training is started.

なお、被験者がコントローラ350を操作して訓練の終了を指示すると、同図に示す呼吸訓練管理処理が終了する。この際、CPU360は、被験者の現在の階級を示すランク情報をハードディスク303に記憶し、被験者が次に呼吸の訓練を行う場合は、ハードディスク303に記憶してあるランク情報を読み出してステップS903から処理を開始する。   Note that when the subject operates the controller 350 to instruct the end of exercise, the breathing exercise management process shown in FIG. At this time, the CPU 360 stores rank information indicating the current class of the subject in the hard disk 303, and when the subject performs breathing training next time, the rank information stored in the hard disk 303 is read and processed from step S903. To start.

以上説明したように本変形例によれば、ゲーム機300を用いることで、体重や体脂肪を測定するのと同じように家庭内で手軽に呼吸を測定することが可能になる。また、呼吸の訓練についても家庭内で手軽に行える。また、本変形例によれば、被験者は、自分の呼吸の能力に見合った訓練メニューに基づいて呼吸の訓練を行うことができるので、効率よく呼吸を訓練することができる。また、訓練メニューを階級ごとに分けて用意し、1階級ごとにクリアしながら次の階級に進むといったゲーム性を持たすことで、楽しみながら呼吸の訓練を行うことができるので、呼吸の訓練に対する被験者のモチベーションを高めることもできる。   As described above, according to this modification, by using the game machine 300, it is possible to easily measure respiration in the home in the same way as measuring body weight and body fat. In addition, breathing training can be done easily at home. Further, according to the present modification, the subject can perform respiration training based on the training menu corresponding to his / her respiration ability, so that respiration can be efficiently trained. In addition, the training menu is prepared for each class, and by having the game characteristics of proceeding to the next class while clearing each class, it is possible to perform breathing training while having fun, so subjects for breathing training You can also increase your motivation.

なお、第1〜第3実施形態で説明した生体測定装置1において呼吸訓練管理処理(図59)を行ってもよい。この場合、呼吸訓練管理処理を行うためのプログラムや呼吸訓練管理テーブルTBL(図58)などを第1記憶部120に記憶しておけばよい。また、ゲーム機300の代わりに、パーソナルコンピュータや携帯型電子機器(例えば携帯電話機など)を用いてもよいし、携帯型電子機器の場合には、表示装置としてヘッドマウントディスプレイを使用してもよい。   In addition, you may perform a breathing exercise management process (FIG. 59) in the biometric apparatus 1 demonstrated by 1st-3rd embodiment. In this case, a program for performing a breathing exercise management process, a breathing exercise management table TBL (FIG. 58), and the like may be stored in the first storage unit 120. Further, instead of the game machine 300, a personal computer or a portable electronic device (for example, a mobile phone) may be used. In the case of a portable electronic device, a head mounted display may be used as a display device. .

(7)変形例7
生体測定装置1は、表示部160を備えず、外部の表示装置にリサージュ図形やバーグラフBG1〜BG3などを表示してもよい。また、生体測定装置1は、生体電気インピーダンス測定部200を備えず、外部の生体電気インピーダンス測定装置で測定された、第1生体電気インピーダンスZaと第2生体電気インピーダンスZb(または第1〜第3生体電気インピーダンスZaR,ZaL,Zb)を無線通信や有線通信によって入力する入力部を備えていてもよい。この場合、入力部は、例えば、無線通信モジュール、ネットワーク通信モジュール、USB(Universal Serial Bus)インターフェイスなどの通信インターフェイスになる。
(7) Modification 7
The biometric apparatus 1 may not include the display unit 160 and may display a Lissajous figure, bar graphs BG1 to BG3, etc. on an external display device. In addition, the biometric device 1 does not include the bioelectrical impedance measuring unit 200, and the first bioelectrical impedance Za and the second bioelectrical impedance Zb (or first to third) measured by an external bioelectrical impedance measuring device. You may provide the input part which inputs bioelectrical impedance ZaR, ZaL, Zb) by radio | wireless communication or wire communication. In this case, the input unit is, for example, a communication interface such as a wireless communication module, a network communication module, or a USB (Universal Serial Bus) interface.

(8)変形例8
本発明は、呼吸の訓練機能のみを有する装置やシステムに限定されない。例えば、フィットネス用のトレーニング装置など、呼吸の訓練機能がその一部に組み込まれた各種のトレーニング装置やトレーニングシステムに本発明を適用することができる。
(8) Modification 8
The present invention is not limited to a device or system having only a breathing training function. For example, the present invention can be applied to various training devices and training systems in which a breathing training function is incorporated in a part thereof, such as a fitness training device.

1 生体測定装置
5 生体測定システム
120 第1記憶部
150 入力部
170 CPU
200 生体電気インピーダンス測定部
200’ 生体情報入力装置
Za 第1生体電気インピーダンス(体幹上部)
Zb 第2生体電気インピーダンス(体幹中部)
300 ゲーム機
320 無線通信モジュール
360 CPU
400 モニタ
1 Biological Measuring Device 5 Biological Measuring System 120 First Storage Unit 150 Input Unit 170 CPU
200 Bioelectrical impedance measurement unit 200 ′ Biological information input device Za First bioelectrical impedance (upper trunk)
Zb Second bioelectric impedance (mid-trunk)
300 game machine 320 wireless communication module 360 CPU
400 monitors

Claims (34)

被験者の肺を含み腹部を含まない体幹上部の第1生体電気インピーダンスと、前記被験者の腹部を含む体幹中部の第2生体電気インピーダンスとを測定する生体電気インピーダンス測定部と、
互いに直交する2軸のうち、一方の軸を前記第1生体電気インピーダンス、他方の軸を前記第2生体電気インピーダンスとし、前記第1生体電気インピーダンスの測定値および前記第2生体電気インピーダンスの測定値の経時的変化を示すリサージュ図形の表示データを生成する表示データ生成部と、を備える、
ことを特徴とする呼吸訓練装置。
A bioelectrical impedance measuring unit for measuring a first bioelectrical impedance of the upper trunk including the lung of the subject and not including the abdomen, and a second bioelectrical impedance of the middle trunk including the abdomen of the subject;
Of the two axes orthogonal to each other, one axis is the first bioelectrical impedance and the other axis is the second bioelectrical impedance, and the measured value of the first bioelectrical impedance and the measured value of the second bioelectrical impedance A display data generation unit for generating display data of a Lissajous figure showing a change over time of
A breathing training apparatus characterized by that.
前記生体電気インピーダンス測定部は、前記被験者の肺の上部を含み腹部を含まない体幹上部の第1生体電気インピーダンスと、前記被験者の肺の中下部および腹部を含む体幹中部の第2生体電気インピーダンスとを測定する、
ことを特徴とする請求項1に記載の呼吸訓練装置。
The bioelectrical impedance measuring unit includes a first bioelectrical impedance of an upper trunk that includes an upper part of the subject's lung and does not include an abdomen, and a second bioelectrical part of the trunk that includes the middle lower part and the abdomen of the subject's lung. Measure impedance and
The respiratory training device according to claim 1.
被験者の右肺を含み腹部を含まない体幹上部右側の第1生体電気インピーダンスと、前記被験者の左肺を含み腹部を含まない体幹上部左側の第2生体電気インピーダンスと、前記被験者の腹部を含む体幹中部の第3生体電気インピーダンスとを測定する生体電気インピーダンス測定部と、
互いに直交する2軸のうち、一方の軸を前記第1生体電気インピーダンス、他方の軸を前記第3生体電気インピーダンスとし、前記第1生体電気インピーダンスの測定値および前記第3生体電気インピーダンスの測定値の経時的変化を示す第1リサージュ図形の表示データを生成するとともに、前記一方の軸を前記第2生体電気インピーダンス、前記他方の軸を前記第3生体電気インピーダンスとし、前記第2生体電気インピーダンスの測定値および前記第3生体電気インピーダンスの測定値の経時的変化を示す第2リサージュ図形の表示データを生成する表示データ生成部と、を備える、
ことを特徴とする呼吸訓練装置。
A first bioelectrical impedance on the right side of the upper trunk that includes the right lung of the subject and does not include the abdomen; a second bioelectrical impedance on the left side of the upper trunk that includes the left lung of the subject and does not include the abdomen; A bioelectrical impedance measuring unit for measuring a third bioelectrical impedance of the middle trunk including
Of the two axes orthogonal to each other, one axis is the first bioelectrical impedance and the other axis is the third bioelectrical impedance. The measured value of the first bioelectrical impedance and the measured value of the third bioelectrical impedance Display data of a first Lissajous figure showing a change over time of the first bioelectrical impedance, the one axis as the second bioelectrical impedance, the other axis as the third bioelectrical impedance, and the second bioelectrical impedance A display data generation unit that generates display data of a second Lissajous figure indicating a change over time of the measurement value and the measurement value of the third bioelectrical impedance,
A breathing training apparatus characterized by that.
前記生体電気インピーダンス測定部は、前記被験者の右肺の上部を含み腹部を含まない体幹上部右側の第1生体電気インピーダンスと、前記被験者の左肺の上部を含み腹部を含まない体幹上部左側の第2生体電気インピーダンスと、前記被験者の肺の中下部および腹部を含む体幹中部の第3生体電気インピーダンスとを測定する、
ことを特徴とする請求項3に記載の呼吸訓練装置。
The bioelectrical impedance measurement unit includes a first bioelectrical impedance on the right side of the upper trunk that includes the upper part of the subject's right lung and does not include the abdomen, and an upper left side of the trunk that includes the upper part of the left lung of the subject and does not include the abdomen. Measuring the second bioelectrical impedance of the subject and the third bioelectrical impedance of the middle trunk including the middle and lower abdomen of the subject's lung,
The breathing training apparatus according to claim 3.
前記表示データ生成部は、前記第1リサージュ図形と前記第2リサージュ図形とが重ねて表示されるように、前記第1リサージュ図形の表示データおよび前記第2リサージュ図形の表示データを生成する、
ことを特徴とする請求項3または請求項4に記載の呼吸訓練装置。
The display data generation unit generates display data of the first Lissajous figure and display data of the second Lissajous figure so that the first Lissajous figure and the second Lissajous figure are displayed in an overlapping manner.
The respiratory training device according to claim 3 or 4, wherein
前記表示データ生成部は、前記第1リサージュ図形の軌跡と前記第2リサージュ図形の軌跡との表示態様が異なるように、前記第1リサージュ図形の表示データおよび前記第2リサージュ図形の表示データを生成する、
ことを特徴とする請求項3から請求項5の何れかに記載の呼吸訓練装置。
The display data generation unit generates display data of the first Lissajous figure and display data of the second Lissajous figure so that a display mode of the locus of the first Lissajous figure is different from that of the second Lissajous figure. To
The respiratory training apparatus according to any one of claims 3 to 5, wherein the respiratory training apparatus is characterized.
前記第1リサージュ図形の軌跡と前記第2リサージュ図形の軌跡との差異を検出する軌跡解析部をさらに備え、
前記表示データ生成部は、前記差異が強調して表示されるように前記第1リサージュ図形の表示データおよび前記第2リサージュ図形の表示データを生成する、
ことを特徴とする請求項3から請求項6の何れかに記載の呼吸訓練装置。
A trajectory analysis unit for detecting a difference between the trajectory of the first Lissajous figure and the trajectory of the second Lissajous figure;
The display data generation unit generates display data of the first Lissajous figure and display data of the second Lissajous figure so that the difference is highlighted and displayed;
The respiratory training apparatus according to any one of claims 3 to 6, wherein the respiratory training apparatus is characterized.
前記第1生体電気インピーダンスの測定値の振幅基準レベルを示す第1センタリング値と、前記第2生体電気インピーダンスの測定値の振幅基準レベルを示す第2センタリング値とを生成するセンタリング値生成部をさらに備え、
前記表示データ生成部は、前記第1センタリング値および前記第2センタリング値によって定まる前記リサージュ図形上の位置が前記リサージュ図形を表示する表示領域の中心になるように、前記リサージュ図形の表示データを生成する、
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の呼吸訓練装置。
A centering value generator for generating a first centering value indicating an amplitude reference level of the measurement value of the first bioelectrical impedance and a second centering value indicating the amplitude reference level of the measurement value of the second bioelectrical impedance; Prepared,
The display data generation unit generates display data of the Lissajous figure so that a position on the Lissajous figure determined by the first centering value and the second centering value is a center of a display area for displaying the Lissajous figure. To
The respiratory training device according to claim 1 or 2, wherein
前記第1生体電気インピーダンスの測定値の振幅基準レベルを示す第1センタリング値と、前記第2生体電気インピーダンスの測定値の振幅基準レベルを示す第2センタリング値とを生成するセンタリング値生成部をさらに備え、
前記表示データ生成部は、前記リサージュ図形の表示データを生成する場合に行う処理として、前記第1センタリング値に基づいて前記リサージュ図形の前記一方の軸方向のセンタリングを行う第1センタリング処理と、前記第2センタリング値に基づいて前記リサージュ図形の前記他方の軸方向のセンタリングを行う第2センタリング処理とを有し、
前記第2センタリング処理を行う頻度が前記第1センタリング処理を行う頻度より少ない、
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の呼吸訓練装置。
A centering value generator for generating a first centering value indicating an amplitude reference level of the measurement value of the first bioelectrical impedance and a second centering value indicating the amplitude reference level of the measurement value of the second bioelectrical impedance; Prepared,
The display data generation unit, as a process performed when generating the display data of the Lissajous figure, a first centering process for centering the Lissajous figure in the one axial direction based on the first centering value; A second centering process for performing centering in the other axial direction of the Lissajous figure based on a second centering value;
The frequency of performing the second centering process is less than the frequency of performing the first centering process;
The respiratory training device according to claim 1 or 2, wherein
前記第1生体電気インピーダンスの測定値の振幅を示す第1振幅値と、前記第2生体電気インピーダンスの測定値の振幅を示す第2振幅値とを特定する振幅値特定部をさらに備え、
前記表示データ生成部は、前記第1振幅値および前記第2振幅値を用いて前記2軸のレンジを調整し、前記リサージュ図形の表示データを生成する、
ことを特徴とする請求項1、請求項2、請求項8、請求項9の何れかに記載の呼吸訓練装置。
An amplitude value specifying unit for specifying a first amplitude value indicating the amplitude of the measurement value of the first bioelectrical impedance and a second amplitude value indicating the amplitude of the measurement value of the second bioelectrical impedance;
The display data generation unit adjusts the range of the two axes using the first amplitude value and the second amplitude value, and generates display data of the Lissajous figure.
The respiratory training device according to any one of claims 1, 2, 8, and 9.
前記第1生体電気インピーダンスの測定値の振幅を示す第1振幅値と、前記第2生体電気インピーダンスの測定値の振幅を示す第2振幅値とを特定する振幅値特定部をさらに備え、
前記表示データ生成部は、前記リサージュ図形の表示データを生成する場合に行う処理として、前記第1振幅値を用いて前記一方の軸のレンジを調整する第1レンジ調整処理と、前記第2振幅値を用いて前記他方の軸のレンジを調整する第2レンジ調整処理とを有し、
前記第2レンジ調整処理を行う頻度が前記第1レンジ調整処理を行う頻度より少ない、
ことを特徴とする請求項1、請求項2、請求項8、請求項9の何れかに記載の呼吸訓練装置。
An amplitude value specifying unit for specifying a first amplitude value indicating the amplitude of the measurement value of the first bioelectrical impedance and a second amplitude value indicating the amplitude of the measurement value of the second bioelectrical impedance;
The display data generation unit performs a process for generating display data of the Lissajous figure, a first range adjustment process for adjusting a range of the one axis using the first amplitude value, and the second amplitude. A second range adjustment process for adjusting the range of the other axis using a value,
The frequency of performing the second range adjustment process is less than the frequency of performing the first range adjustment process.
The respiratory training device according to any one of claims 1, 2, 8, and 9.
前記表示データ生成部は、前記リサージュ図形の軌跡の表示態様が最新の1呼吸とそれ以外の過去の呼吸とで異なるように前記リサージュ図形の表示データを生成する、
ことを特徴とする請求項1、請求項2、請求項8から請求項11の何れかに記載の呼吸訓練装置。
The display data generation unit generates the display data of the Lissajous figure so that the display mode of the locus of the Lissajous figure is different between the latest one breath and the other past breaths.
The breathing training apparatus according to any one of claims 1, 2, and 8 to 11.
前記表示データ生成部は、前記リサージュ図形の軌跡の表示態様が経過時間に応じて変化するように前記リサージュ図形の表示データを生成する、
ことを特徴とする請求項1、請求項2、請求項8から請求項11の何れかに記載の呼吸訓練装置。
The display data generation unit generates display data of the Lissajous figure so that a display mode of a locus of the Lissajous figure changes according to an elapsed time;
The breathing training apparatus according to any one of claims 1, 2, and 8 to 11.
前記表示データ生成部は、前記リサージュ図形の表示データを生成するとともに、目標とする呼吸の種別と当該呼吸の大きさとに応じた呼吸指導用のリサージュ図形の表示データを生成する、
ことを特徴とする請求項1、請求項2、請求項8から請求項13の何れかに記載の呼吸訓練装置。
The display data generation unit generates display data of the Lissajous figure, and generates display data of a Lissajous figure for breathing guidance according to a target breathing type and the magnitude of the breathing.
The respiratory training apparatus according to any one of claims 1, 2, and 8 to 13.
前記リサージュ図形の軌跡の傾斜角を算出する傾斜角算出部と、
前記傾斜角算出部が算出した傾斜角を予め定められた基準傾斜角と比較して、肺の換気能力の良否を判定する換気能力判定部と、をさらに備える、
ことを特徴とする請求項1、請求項2、請求項8から請求項14の何れかに記載の呼吸訓練装置。
An inclination angle calculation unit for calculating an inclination angle of the locus of the Lissajous figure;
A ventilation capability determination unit that compares the inclination angle calculated by the inclination angle calculation unit with a predetermined reference inclination angle to determine the quality of the lung ventilation capability;
The respiratory training apparatus according to any one of claims 1, 2, and 8 to 14.
前記第1生体電気インピーダンスの測定値と前記第2生体電気インピーダンスの測定値とに基づいて、前記被験者の1呼吸ごとに当該1呼吸における呼吸深度を抽出する呼吸深度抽出部と、
前記呼吸深度抽出部が抽出した呼吸深度の経時的変化を示すグラフの表示データを生成するグラフ生成部と、をさらに備え、
前記グラフの時間軸は非線形であって、所定の時間幅を1区間としたとき、最新の1区間と最古の1区間では前記時間軸のレンジが異なり、前記最新の1区間の方が前記最古の1区間より時間分解能が高い、
ことを特徴とする請求項1、請求項2、請求項8から請求項15の何れかに記載の呼吸訓練装置。
A breathing depth extraction unit that extracts a breathing depth in one breath for each breath of the subject, based on the measured value of the first bioelectrical impedance and the measured value of the second bioelectrical impedance;
A graph generation unit that generates display data of a graph indicating temporal changes in the respiration depth extracted by the respiration depth extraction unit;
The time axis of the graph is non-linear, and when the predetermined time width is one section, the range of the time axis is different between the latest one section and the oldest one section, and the latest one section is more The time resolution is higher than the oldest section,
The respiratory training apparatus according to any one of claims 1, 2, and 8 to 15.
呼吸の能力に応じて定められた階級ごとに、呼吸を訓練するための訓練メニューと、当該階級をクリアするためのクリア条件とを記憶する記憶部と、
前記第1生体電気インピーダンスの測定値と前記第2生体電気インピーダンスの測定値とに基づいて、前記被験者の呼吸の能力を検出する呼吸能力検出部と、
前記記憶部を参照し、前記呼吸能力検出部が検出した呼吸の能力に応じた階級を特定し、特定した階級に対応する前記訓練メニューに基づいて前記被験者の呼吸を訓練するための処理を行い、前記特定した階級に対応する前記クリア条件が成立すると、前記被験者の階級を当該階級より上位の次の階級に移行させる訓練管理部と、をさらに備える、
ことを特徴とする請求項1、請求項2、請求項8から請求項16の何れかに記載の呼吸訓練装置。
A storage unit that stores a training menu for training breathing and a clear condition for clearing the class for each class determined according to the ability of breathing,
A breathing ability detector that detects the breathing ability of the subject based on the measured value of the first bioelectrical impedance and the measured value of the second bioelectrical impedance;
Referring to the storage unit, a class corresponding to the breathing ability detected by the breathing ability detection unit is specified, and a process for training breathing of the subject is performed based on the training menu corresponding to the specified class A training management unit that, when the clear condition corresponding to the specified class is established, further shifts the class of the subject to the next class higher than the class,
The breathing exercise apparatus according to any one of claims 1, 2, and 8 to 16.
前記第1生体電気インピーダンスの測定値と、前記第2生体電気インピーダンスの測定値とに基づいて、前記被験者の呼吸が腹式呼吸なのか胸式呼吸なのかを判別可能な判別情報を求める解析部と、をさらに備える、
ことを特徴とする請求項1、請求項2、請求項8から請求項17の何れかに記載の呼吸訓練装置。
Based on the measured value of the first bioelectrical impedance and the measured value of the second bioelectrical impedance, an analysis unit that obtains discrimination information that can determine whether the subject's breathing is abdominal breathing or chest breathing And further comprising
The breathing exercise apparatus according to any one of claims 1, 2, and 8 to 17.
前記第1生体電気インピーダンスの測定値の振幅基準レベルを示す第1センタリング値、および、前記第2生体電気インピーダンスの測定値の振幅基準レベルを示す第2センタリング値を生成するセンタリング値生成部と、
前記第1生体電気インピーダンスの測定値の前記第1センタリング値に対する相対値である第1相対値を求める第1相対値算出部と、
前記第2生体電気インピーダンスの測定値の前記第2センタリング値に対する相対値である第2相対値を求める第2相対値算出部と、をさらに備え、
前記解析部は、前記第1相対値と前記第2相対値とに基づいて前記判別情報を求める、
ことを特徴とする請求項18に記載の呼吸訓練装置。
A centering value generator for generating a first centering value indicating an amplitude reference level of the measurement value of the first bioelectrical impedance and a second centering value indicating an amplitude reference level of the measurement value of the second bioelectrical impedance;
A first relative value calculation unit for obtaining a first relative value that is a relative value of the measured value of the first bioelectrical impedance with respect to the first centering value;
A second relative value calculation unit that obtains a second relative value that is a relative value of the measurement value of the second bioelectrical impedance with respect to the second centering value;
The analysis unit obtains the discrimination information based on the first relative value and the second relative value;
The breathing training apparatus according to claim 18.
前記判別情報は、前記被験者の胸部の周囲径の変化と腹部の周囲径の変化との比を示すものであり、
前記解析部は、
前記判別情報と、前記第1相対値および前記第2相対値との関係を表す回帰式にしたがって演算処理を実行することで、前記第1相対値および前記第2相対値に対応する前記判別情報を求める、
ことを特徴とする請求項19に記載の呼吸訓練装置。
The discrimination information indicates a ratio between a change in the circumference of the chest of the subject and a change in the circumference of the abdomen,
The analysis unit
The discrimination information corresponding to the first relative value and the second relative value by executing a calculation process according to a regression equation representing a relationship between the discrimination information and the first relative value and the second relative value. Seeking
The breathing exercise apparatus according to claim 19.
前記回帰式は以下の形で表される、
ことを特徴とする請求項20に記載の呼吸訓練装置。
ΔRib/ΔAb=(a×ΔZb−ΔZa)/ΔZa+b
ΔRib:被験者の胸部の周囲径の変化、ΔAb:被験者の腹部の周囲径の変化、ΔRib/ΔAb:判別情報、ΔZa:第1相対値、ΔZb:第2相対値、a,b:定数。
The regression equation is represented in the following form:
The respiratory training device according to claim 20, wherein:
ΔRib / ΔAb = (a × ΔZb−ΔZa) / ΔZa + b
ΔRib: change in the circumference of the subject's chest, ΔAb: change in the circumference of the subject's abdomen, ΔRib / ΔAb: discrimination information, ΔZa: first relative value, ΔZb: second relative value, a, b: constant.
前記ΔRib/ΔAbの値が所定の閾値を超える場合は、前記被験者の呼吸は胸式呼吸である一方、前記所定の閾値以下の場合は腹式呼吸である、
ことを特徴とする請求項21に記載の呼吸訓練装置。
If the value of ΔRib / ΔAb exceeds a predetermined threshold, the subject's breathing is chest breathing, whereas if it is less than or equal to the predetermined threshold, it is abdominal breathing,
The breathing training apparatus according to claim 21, wherein:
前記解析部は、前記第1生体電気インピーダンスの測定値と、前記第2生体電気インピーダンスの測定値とに基づいて、前記被験者の呼吸が、腹式呼吸なのか、胸式呼吸なのか、腹部を凹ませた状態を維持しながら呼息と吸息を行う呼吸法なのかを判別可能な判別情報を求める、
ことを特徴とする請求項18から請求項21に記載の呼吸訓練装置。
Based on the measured value of the first bioelectrical impedance and the measured value of the second bioelectrical impedance, the analysis unit determines whether the subject's breathing is abdominal breathing, chest breathing, Find discriminating information that can discriminate between breathing and breathing while maintaining a recessed state.
The breathing training apparatus according to claim 18 to 21, wherein
前記解析部は、前記第1生体電気インピーダンスの測定値と、前記第2生体電気インピーダンスの測定値とに基づいて、前記被験者の呼吸が、腹式呼吸なのか、胸式呼吸なのか、腹部を凹ませた状態を維持しながら呼息と吸息を行う呼吸法なのかを判別可能な判別情報を求め、
前記ΔRib/ΔAbの値が所定の閾値以下の場合は、前記被験者の呼吸は腹式呼吸であり、
前記ΔRib/ΔAbの値が前記所定の閾値を超え、かつ前記センタリング値生成部が生成した前記第2センタリング値が前記被験者の胸式呼吸時の前記第2センタリング値より所定値以上大きい場合は、前記被験者の呼吸は腹部を凹ませた状態を維持しながら呼息と吸息を行う呼吸法であり、
前記ΔRib/ΔAbの値が前記所定の閾値を超え、かつ前記センタリング値生成部が生成した前記第2センタリング値が前記被験者の胸式呼吸時の前記第2センタリング値と前記所定値との加算値未満の場合は、前記被験者の呼吸は胸式呼吸である、
ことを特徴とする請求項21に記載の呼吸訓練装置。
Based on the measured value of the first bioelectrical impedance and the measured value of the second bioelectrical impedance, the analysis unit determines whether the subject's breathing is abdominal breathing, chest breathing, Find discriminating information that allows you to discriminate between breathing and breathing while maintaining the indented state,
If the value of ΔRib / ΔAb is less than or equal to a predetermined threshold, the subject's breathing is abdominal breathing,
When the value of ΔRib / ΔAb exceeds the predetermined threshold value and the second centering value generated by the centering value generation unit is greater than the second centering value during the chest breathing of the subject by a predetermined value or more, Breathing of the subject is a breathing method that performs exhalation and inspiration while maintaining a state where the abdomen is recessed,
The value of ΔRib / ΔAb exceeds the predetermined threshold value, and the second centering value generated by the centering value generation unit is an addition value of the second centering value and the predetermined value during chest breathing of the subject. If less, the subject's breathing is chest breathing,
The breathing training apparatus according to claim 21, wherein:
前記第1生体電気インピーダンスの測定値と、前記第1センタリング値とが等しくなるゼロクロスタイミングを抽出するゼロクロスタイミング抽出部をさらに備え、
前記生体電気インピーダンス測定部は、
所定の周期でサンプリングタイミングに到達するたびに、前記第1生体電気インピーダンスおよび前記第2生体電気インピーダンスを測定し、
前記センタリング値生成部は、
所定数の前記サンプリングタイミングの各々における前記第1生体電気インピーダンスの測定値に基づいて前記第1センタリング値を生成する一方、前記ゼロクロスタイミング抽出部で抽出された前記ゼロクロスタイミングにおける前記第2生体電気インピーダンスの測定値に基づいて前記第2センタリング値を生成する、
ことを特徴とする請求項8、請求項9、請求項19から請求項24の何れかに記載の呼吸訓練装置。
A zero cross timing extraction unit for extracting a zero cross timing at which the measured value of the first bioelectrical impedance is equal to the first centering value;
The bioelectrical impedance measuring unit is
Measuring the first bioelectrical impedance and the second bioelectrical impedance each time the sampling timing is reached at a predetermined period;
The centering value generation unit
While generating the first centering value based on the measured value of the first bioelectrical impedance at each of the predetermined number of sampling timings, the second bioelectrical impedance at the zero crossing timing extracted by the zero crossing timing extracting unit Generating the second centering value based on the measured value of
The respiratory training device according to any one of claims 8, 9, and 19 to 24.
前記センタリング値生成部は、
前記サンプリングタイミングごとに、当該サンプリングタイミングよりも所定の時間長だけ前の時点を始点とし、当該サンプリングタイミングを終点とするセンタリング期間内の複数の前記サンプリングタイミングの各々における前記第1生体電気インピーダンスの測定値を用いて移動平均処理を行い、その結果に基づいて、当該サンプリングタイミングにおける前記第1センタリング値を生成する、
ことを特徴とする請求項25に記載の呼吸訓練装置。
The centering value generation unit
For each of the sampling timings, the measurement of the first bioelectrical impedance at each of the plurality of sampling timings within a centering period starting from a time point a predetermined time before the sampling timing and ending at the sampling timing A moving average process is performed using the value, and the first centering value at the sampling timing is generated based on the result.
26. The respiratory training apparatus according to claim 25.
前記センタリング期間の時間長は、前記被験者の呼吸速度に応じて可変に設定される、
ことを特徴とする請求項26に記載の呼吸訓練装置。
The time length of the centering period is variably set according to the breathing rate of the subject.
27. The respiratory training apparatus according to claim 26.
前記センタリング値生成部は、
前記サンプリングタイミングごとに、当該サンプリングタイミングが前記ゼロクロスタイミングであるか否かを判定し、当該サンプリングタイミングが前記ゼロクロスタイミングである場合は、当該サンプリングタイミングにおける前記第2生体電気インピーダンスの測定値に基づいて、当該サンプリングタイミングにおける前記第2センタリング値を生成する一方、当該サンプリングタイミングがゼロクロスタイミングでない場合は、当該サンプリングタイミングの直前の前記サンプリングタイミングで生成した前記第2センタリング値を、当該サンプリングタイミングにおける前記第2センタリング値として採用する、
ことを特徴とする請求項25から請求項27の何れかに記載の呼吸訓練装置。
The centering value generation unit
For each sampling timing, it is determined whether or not the sampling timing is the zero cross timing, and when the sampling timing is the zero cross timing, based on the measurement value of the second bioelectrical impedance at the sampling timing And generating the second centering value at the sampling timing, if the sampling timing is not zero-cross timing, the second centering value generated at the sampling timing immediately before the sampling timing is the second centering value at the sampling timing. 2 Adopted as a centering value
The respiratory training apparatus according to any one of claims 25 to 27, wherein:
前記被験者の1呼吸ごとに、当該1呼吸における呼吸深度を抽出する呼吸深度抽出部と、
前記被験者の1呼吸ごとに、前記解析部により求められた前記判別情報に基づいて当該1呼吸に占める腹式呼吸の割合を示す腹式レベルを求める腹式レベル算出部と、
前記被験者の1呼吸ごとに、当該1呼吸における前記呼吸深度および前記腹式レベルに基づいて、当該1呼吸における腹式呼吸および胸式呼吸の各々の大きさと余裕度とを報知する報知部と、をさらに備える、
ことを特徴とする請求項19から請求項28の何れかに記載の呼吸訓練装置。
A breathing depth extraction unit that extracts a breathing depth in the one breath for each breath of the subject;
An abdominal level calculation unit for obtaining an abdominal level indicating the proportion of the abdominal breathing in the one breath based on the discrimination information obtained by the analysis unit for each breath of the subject;
An informing unit for notifying each of the abdominal breathing and the chest breathing in one breath and the margin for each breath of the subject based on the breathing depth and the abdominal level in the one breath; Further comprising
The respiratory training apparatus according to any one of claims 19 to 28, wherein:
前記呼吸深度抽出部で抽出された前記呼吸深度を正規化する正規化部をさらに備え、
前記報知部は、
前記呼吸深度と、1呼吸で肺に出入りする空気量を示す1回換気量との関係を示す第2の回帰式にしたがって演算処理を実行することで、前記正規化部にて正規化された前記呼吸深度に対応する前記1回換気量を求め、
その求めた前記1回換気量と、前記腹式レベルとに基づいて、前記被験者の腹式呼吸および胸式呼吸の各々の大きさと余裕度とを決定して報知する、
ことを特徴とする請求項29に記載の呼吸訓練装置。
A normalization unit that normalizes the respiration depth extracted by the respiration depth extraction unit;
The notification unit
Normalized by the normalization unit by executing arithmetic processing according to the second regression equation indicating the relationship between the breathing depth and the tidal volume indicating the amount of air entering and exiting the lung in one breath Obtaining the tidal volume corresponding to the breathing depth;
Based on the determined tidal volume and the abdominal level, the magnitude and margin of each of the subject's abdominal breathing and chest breathing are determined and reported,
30. A respiratory training apparatus according to claim 29.
生体電気インピーダンス測定装置が測定した、被験者の肺を含み腹部を含まない体幹上部の第1生体電気インピーダンスと、前記被験者の腹部を含む体幹中部の第2生体電気インピーダンスとを入力する入力部と、
互いに直交する2軸のうち、一方の軸を前記第1生体電気インピーダンス、他方の軸を前記第2生体電気インピーダンスとし、前記第1生体電気インピーダンスの測定値および前記第2生体電気インピーダンスの測定値の経時的変化を示すリサージュ図形の表示データを生成する表示データ生成部と、を備える、
ことを特徴とする呼吸訓練装置。
An input unit for inputting the first bioelectric impedance of the upper trunk including the subject's lung and not including the abdomen, and the second bioelectric impedance of the middle trunk including the subject's abdomen measured by the bioelectrical impedance measuring device When,
Of the two axes orthogonal to each other, one axis is the first bioelectrical impedance and the other axis is the second bioelectrical impedance, and the measured value of the first bioelectrical impedance and the measured value of the second bioelectrical impedance A display data generation unit for generating display data of a Lissajous figure showing a change over time of
A breathing training apparatus characterized by that.
生体電気インピーダンス測定装置が測定した、被験者の右肺を含み腹部を含まない体幹上部右側の第1生体電気インピーダンスと、前記被験者の左肺を含み腹部を含まない体幹上部左側の第2生体電気インピーダンスと、前記被験者の腹部を含む体幹中部の第3生体電気インピーダンスとを入力する入力部と、
互いに直交する2軸のうち、一方の軸を前記第1生体電気インピーダンス、他方の軸を前記第3生体電気インピーダンスとし、前記第1生体電気インピーダンスの測定値および前記第3生体電気インピーダンスの測定値の経時的変化を示す第1リサージュ図形の表示データを生成するとともに、前記一方の軸を前記第2生体電気インピーダンス、前記他方の軸を前記第3生体電気インピーダンスとし、前記第2生体電気インピーダンスの測定値および前記第3生体電気インピーダンスの測定値の経時的変化を示す第2リサージュ図形の表示データを生成する表示データ生成部と、を備える、
ことを特徴とする呼吸訓練装置。
The first bioelectrical impedance measured by the bioelectrical impedance measuring apparatus on the right side of the upper trunk including the right lung of the subject and not including the abdomen, and the second living body on the left side of the upper trunk including the left lung of the subject and not including the abdomen. An input unit for inputting the electrical impedance and the third bioelectrical impedance of the middle trunk including the abdomen of the subject;
Of the two axes orthogonal to each other, one axis is the first bioelectrical impedance and the other axis is the third bioelectrical impedance. The measured value of the first bioelectrical impedance and the measured value of the third bioelectrical impedance Display data of a first Lissajous figure showing a change over time of the first bioelectrical impedance, the one axis as the second bioelectrical impedance, the other axis as the third bioelectrical impedance, and the second bioelectrical impedance A display data generation unit that generates display data of a second Lissajous figure indicating a change over time of the measurement value and the measurement value of the third bioelectrical impedance,
A breathing training apparatus characterized by that.
被験者の肺を含み腹部を含まない体幹上部の第1生体電気インピーダンスと、前記被験者の腹部を含む体幹中部の第2生体電気インピーダンスとを測定する生体電気インピーダンス測定部と、
互いに直交する2軸のうち、一方の軸を前記第1生体電気インピーダンス、他方の軸を前記第2生体電気インピーダンスとし、前記第1生体電気インピーダンスの測定値および前記第2生体電気インピーダンスの測定値の経時的変化を示すリサージュ図形を生成するリサージュ図形生成部と、
前記リサージュ図形生成部が生成した前記リサージュ図形を表示する表示部と、を備える、
ことを特徴とする呼吸訓練システム。
A bioelectrical impedance measuring unit for measuring a first bioelectrical impedance of the upper trunk including the lung of the subject and not including the abdomen, and a second bioelectrical impedance of the middle trunk including the abdomen of the subject;
Of the two axes orthogonal to each other, one axis is the first bioelectrical impedance and the other axis is the second bioelectrical impedance, and the measured value of the first bioelectrical impedance and the measured value of the second bioelectrical impedance A Lissajous figure generating unit for generating a Lissajous figure showing a change in time of
A display unit for displaying the Lissajous figure generated by the Lissajous figure generation unit,
A respiratory training system characterized by that.
被験者の右肺を含み腹部を含まない体幹上部右側の第1生体電気インピーダンスと、前記被験者の左肺を含み腹部を含まない体幹上部左側の第2生体電気インピーダンスと、前記被験者の腹部を含む体幹中部の第3生体電気インピーダンスとを測定する生体電気インピーダンス測定部と、
互いに直交する2軸のうち、一方の軸を前記第1生体電気インピーダンス、他方の軸を前記第3生体電気インピーダンスとし、前記第1生体電気インピーダンスの測定値および前記第3生体電気インピーダンスの測定値の経時的変化を示す第1リサージュ図形を生成するとともに、前記一方の軸を前記第2生体電気インピーダンス、前記他方の軸を前記第3生体電気インピーダンスとし、前記第2生体電気インピーダンスの測定値および前記第3生体電気インピーダンスの測定値の経時的変化を示す第2リサージュ図形を生成するリサージュ図形生成部と、
前記リサージュ図形生成部が生成した前記第1リサージュ図形および前記第2リサージュ図形を表示する表示部と、を備える、
ことを特徴とする呼吸訓練システム。
A first bioelectrical impedance on the right side of the upper trunk that includes the right lung of the subject and does not include the abdomen; a second bioelectrical impedance on the left side of the upper trunk that includes the left lung of the subject and does not include the abdomen; A bioelectrical impedance measuring unit for measuring a third bioelectrical impedance of the middle trunk including
Of the two axes orthogonal to each other, one axis is the first bioelectrical impedance and the other axis is the third bioelectrical impedance. The measured value of the first bioelectrical impedance and the measured value of the third bioelectrical impedance A first Lissajous figure showing a change over time of the second bioelectrical impedance, the first bioelectrical impedance as the second axis and the third bioelectrical impedance as the other axis, and a measured value of the second bioelectrical impedance, A Lissajous figure generating unit for generating a second Lissajous figure showing a change over time of the measurement value of the third bioelectrical impedance;
A display unit for displaying the first Lissajous figure and the second Lissajous figure generated by the Lissajous figure generation unit;
A respiratory training system characterized by that.
JP2011088771A 2010-07-15 2011-04-13 Breathing training apparatus and breathing training system Active JP5622202B2 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011088771A JP5622202B2 (en) 2010-07-15 2011-04-13 Breathing training apparatus and breathing training system
EP11173341A EP2407100A1 (en) 2010-07-15 2011-07-08 Respiration characteristic analysis
US13/181,171 US20120016254A1 (en) 2010-07-15 2011-07-12 Respiration characteristic analysis apparatus and respiration characteristic analysis system

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010160950 2010-07-15
JP2010160950 2010-07-15
JP2011088771A JP5622202B2 (en) 2010-07-15 2011-04-13 Breathing training apparatus and breathing training system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2012035055A true JP2012035055A (en) 2012-02-23
JP5622202B2 JP5622202B2 (en) 2014-11-12

Family

ID=45847715

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011088770A Pending JP2012035054A (en) 2010-07-15 2011-04-13 Respiratory determination device and respiratory determination system
JP2011088771A Active JP5622202B2 (en) 2010-07-15 2011-04-13 Breathing training apparatus and breathing training system

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011088770A Pending JP2012035054A (en) 2010-07-15 2011-04-13 Respiratory determination device and respiratory determination system

Country Status (1)

Country Link
JP (2) JP2012035054A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019518284A (en) * 2016-06-10 2019-06-27 アップル インコーポレイテッドApple Inc. Breathing sequence user interface
JP2020130471A (en) * 2019-02-15 2020-08-31 チェスト株式会社 Respiratory resistance measuring device and display control method

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5713013U (en) * 1980-06-30 1982-01-23
JPH02279135A (en) * 1989-04-20 1990-11-15 Olympus Optical Co Ltd Vioimpedance measuring instrument
JP2007517553A (en) * 2004-01-16 2007-07-05 コンプメディクス リミテッド Apparatus and method for monitoring, detecting and classifying sleep breathing disorders derived from electrocardiograms

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5713013U (en) * 1980-06-30 1982-01-23
JPH02279135A (en) * 1989-04-20 1990-11-15 Olympus Optical Co Ltd Vioimpedance measuring instrument
JP2007517553A (en) * 2004-01-16 2007-07-05 コンプメディクス リミテッド Apparatus and method for monitoring, detecting and classifying sleep breathing disorders derived from electrocardiograms

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019518284A (en) * 2016-06-10 2019-06-27 アップル インコーポレイテッドApple Inc. Breathing sequence user interface
CN112230770A (en) * 2016-06-10 2021-01-15 苹果公司 Respiratory sequence user interface
US11033708B2 (en) 2016-06-10 2021-06-15 Apple Inc. Breathing sequence user interface
US11738168B2 (en) 2016-06-10 2023-08-29 Apple Inc. Breathing sequence user interface
JP2020130471A (en) * 2019-02-15 2020-08-31 チェスト株式会社 Respiratory resistance measuring device and display control method
JP7045073B2 (en) 2019-02-15 2022-03-31 チェスト株式会社 Respiratory resistance measuring device and display control method

Also Published As

Publication number Publication date
JP2012035054A (en) 2012-02-23
JP5622202B2 (en) 2014-11-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20120016255A1 (en) Respiration characteristic analysis apparatus and respiration characteristic analysis system
JP4732527B2 (en) Respiratory judgment device
JP5841716B2 (en) Method and system for interpreting and analyzing physiological information, performance information and situation information
US10531827B2 (en) Apparatus and method for beneficial modification of biorhythmic activity
US20120016254A1 (en) Respiration characteristic analysis apparatus and respiration characteristic analysis system
CA2599148A1 (en) Methods and systems for physiological and psycho-physiological monitoring and uses thereof
KR101123131B1 (en) Abdominal breathing guidance apparatus
JP2020168415A (en) Detector
JP5610159B2 (en) Breathing training apparatus and breathing training system
WO2019077304A1 (en) Device and method for guiding breathing of a user
JP6307457B2 (en) Exercise state feedback method, system, and program
JP5622202B2 (en) Breathing training apparatus and breathing training system
JP6330009B2 (en) Feedback method, system, and program for exercise state and psychological state
JP5633875B2 (en) Ventilation characteristics judgment device
JP6431785B2 (en) Psychological state feedback method, system, and program
Zhu et al. The influence of biofeedback on respiratory training effect
WO2023078535A1 (en) System and method for monitoring a physiological state of a user and providing at least one personalized breathing exercise to the user, and virtual monitoring program for executing the method
WO2022219236A1 (en) System, method and computer program for monitoring health of a person
Kim A Study on the Assistant Device for the Treatment of Hypertension by Breathing Exercise
Al Rumon et al. Nisshash: Design of An IoT-based Smart T-Shirt for Guided Breathing Exercises
CN114099893A (en) Mental health evaluating and deep respiration conditioning system
JP6093787B2 (en) Feedback method, system, and program for exercise state and psychological state
CN113907725A (en) Multi-parameter biofeedback therapeutic instrument and therapeutic system
EP4157083A1 (en) Devices and methods for sensing physiological characteristics

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20130624

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140722

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140811

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140902

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140916

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5622202

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250