JP2014023550A - Method and device for measuring respiration - Google Patents

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  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and a device for measuring respiration by accurately extracting only a respiratory waveform in non-contact respiration measurement during a pedalling exercise in a bicycle.SOLUTION: A method for measuring respiration in a non-contact manner in which respiration of a person who operates a bicycle ergometer is measured by calculating a distance variation distribution in the chest and abdomen of the person comprises: a first step for dividing an area corresponding to the chest and abdomen of the person into a plurality of lattice areas; a second step for analyzing a frequency of a distance variation in each of the areas obtained by the division in the first step; a third step for calculating a main frequency in each of the areas from a result of the frequency analysis in the second step; a fourth step for extracting only a respiration main area in which a main frequency having been calculated in each of the areas in the third step is a respiration frequency; and a fifth step for calculating an average respiratory waveform in entire respiration main areas by extracting respiration waveforms through band pass filter processing of a respiration frequency band to a distance variation waveform in each of the respiration main areas obtained by the extraction in the fourth step.

Description

本発明は、自転車エルゴメータによるペダルこぎ運動中の呼吸を非接触で計測する呼吸計測方法および装置に関するものである。   The present invention relates to a respiration measurement method and apparatus for measuring respiration during pedaling exercise by a bicycle ergometer in a non-contact manner.

運動負荷試験とは、運動中の心拍応答や血圧あるいは心電図など、医学的な側面から身体の生理学的な変化を確認し、より安全に効果的な運動を行なうために実施される体力測定・運動能力測定である。   The exercise load test is a physical fitness measurement / exercise that is performed in order to confirm physiological changes in the body from medical aspects such as heartbeat response, blood pressure, or electrocardiogram during exercise, and to perform exercise more safely and effectively. It is a capability measurement.

運動負荷試験において算定される指標のひとつとして、嫌気性作業閾値(AT:Anaerobic Threshold)が知られている。ATは最大酸素摂取量と同様に全身持久力(スタミナ)の体力指標として用いられ、最大限までの運動を実施しなくても算定可能であることから、健康づくりや生活習慣病の予防・改善を目的とした運動における強度の目安として広く利用されている。ATにおける運動強度は、最大運動の50〜60%程度の運動強度に相当し、かつ、キツさを感じない程度の無理なく実施可能な運動である。血液中の乳酸が急増しないため運動を長時間持続でき、息切れを起こさない、心臓への負担が少ないという利点がある。   As one of the indexes calculated in the exercise load test, an anaerobic work threshold (AT) is known. AT is used as a physical strength index for whole body endurance (stamina) as well as maximum oxygen intake, and can be calculated without exercising to the maximum, so health promotion and prevention / improvement of lifestyle-related diseases It is widely used as a measure of strength in exercise aimed at. The exercise intensity in the AT corresponds to an exercise intensity of about 50 to 60% of the maximum exercise, and is an exercise that can be performed without difficulty to the extent that it does not feel tight. Since there is no rapid increase in lactic acid in the blood, there is an advantage that exercise can be continued for a long time, shortness of breath does not occur, and the burden on the heart is small.

このATは概念的な指標であることから、より具体的な指標として、換気性作業閾値(VT:Ventilation Threshold)や乳酸性作業閾値(LT:Lactate Threshold)が、指標として利用されている(非特許文献1)   Since this AT is a conceptual index, a ventilatory work threshold (VT) or a lactate work threshold (LT) is used as a more specific index (non-indicating). Patent Document 1)

運動負荷試験では、呼気ガス分析装置を併用することで、非侵襲的に全身持久性体力や運動の安全限界などを客観的に測定できる。特に、直線的漸増負荷法(ランプ負荷法)は、安全性と効果の両面で有効とされるVTを測定する上で有効な方法と考えられている。ランプ負荷法は、自転車エルゴメータを用いて行われるのが一般的であり、ランプ負荷法による測定の利点として、運動の強度を定量化できること、また、負荷を細かく設定できることが挙げられる。
VTは、筋肉への酸素供給が十分に足りている状態から不足が生じる状態に移行する変化点となる運動強度であり、この変化点は、運動負荷の漸増に伴い、以下の生理現象として現れる。
1)酸素摂取量の増加に対して二酸化炭素排出量の増加が上回る。
2)換気量の増加割合が上昇する。
In the exercise load test, the combined use of an exhalation gas analyzer can objectively measure systemic endurance, physical fitness limits, etc. non-invasively. In particular, the linear incremental load method (lamp load method) is considered to be an effective method for measuring VT that is effective in both safety and effectiveness. The ramp load method is generally performed using a bicycle ergometer, and advantages of the measurement by the ramp load method include that the intensity of exercise can be quantified and the load can be set finely.
VT is an exercise intensity that is a changing point for transition from a state where oxygen supply to the muscle is sufficient to a state where deficiency occurs, and this changing point appears as the following physiological phenomenon as the exercise load gradually increases. .
1) The increase in carbon dioxide emissions exceeds the increase in oxygen intake.
2) Increase rate of ventilation increases.

VT算定において用いられる呼気ガス分析装置は、流量計、酸素濃度計、二酸化炭素濃度計からなる測定部分と、それらの測定値からVO2、VCO2、VEなどの基本的パラメータを計算する演算部、さらにこれらのデータに心拍数や血圧などを加えてモニター画面に表示したり、ATなどを決定するための解析部からなる。ガス分析器と流量計の組合せによる測定モードとしてはBreath−by−breath法が広く用いられている。Breath−by−breath法においては、呼気と吸気のガス濃度の差からVO2、VCO2を求める方法である。他にも、Mixing chamber法と呼ばれる方法が知られているが、非定常状態では誤差が大きく測定値の信頼性が極めて低下することから、漸増負荷試験にはBreath−by−breath法が適していると考えられている(非特許文献2)。   The breath gas analyzer used in the VT calculation includes a measurement part composed of a flow meter, an oxygen concentration meter, and a carbon dioxide concentration meter, a calculation unit that calculates basic parameters such as VO2, VCO2, and VE from those measured values, It consists of an analysis unit for adding the heart rate, blood pressure, etc. to these data and displaying them on the monitor screen, or determining AT and the like. The Breath-by-breath method is widely used as a measurement mode using a combination of a gas analyzer and a flow meter. In the Breath-by-breath method, VO2 and VCO2 are obtained from the difference in gas concentration between exhaled air and inspired gas. In addition, a method called a mixing chamber method is known, but since the error is large in the non-steady state and the reliability of the measured value is extremely lowered, the Breath-by-breath method is suitable for the incremental load test. (Non-Patent Document 2).

しかし、一般に、呼気ガス分析装置は大変に高価であるため、医療機関や研究機関でしか利用されていないのが現状であり、スポーツクラブなどで気軽に利用することはできない。呼気ガス分析装置による測定時には、口鼻を覆う形でマスクを着用する必要があるため、運動中の呼吸が自然な状態であるとは言い難い。また、測定終了後にマスクの洗浄が必要である。このため、拘束感が少なく簡便な測定が実施しにくいといった欠点を持つ。
本発明の発明者の内のひとりは、VTが運動負荷の漸増に伴い換気量の増加割合が上昇する点として現れることに着目し、画像工学技術を応用した非接触呼吸計測方法を応用したVT算定方法について提案している(非特許文献3)。この非接触呼吸計測方法は、胸腹部に投影しパターン光を撮影し、動画像解析することにより非接触での呼吸計測を実現するものであり、本発明の発明者の内のひとりによってなされた発明(特許文献1)に示された非接触呼吸計測方法に基づくものである。
However, since the breath gas analyzer is generally very expensive, it is currently used only in medical institutions and research institutions and cannot be used easily in sports clubs. At the time of measurement by the breath gas analyzer, it is necessary to wear a mask covering the mouth and nose, so it is difficult to say that breathing during exercise is in a natural state. In addition, the mask needs to be cleaned after the measurement is completed. For this reason, there is a drawback that it is difficult to carry out simple measurement with little sense of restraint.
One of the inventors of the present invention pays attention to the fact that VT appears as a point where the rate of increase in ventilation increases with the gradual increase in exercise load, and applied a non-contact respiration measurement method using image engineering technology. A calculation method is proposed (Non-patent Document 3). This non-contact respiration measurement method realizes non-contact respiration measurement by projecting on the chest and abdomen, photographing pattern light, and analyzing moving images, and was made by one of the inventors of the present invention. This is based on the non-contact respiratory measurement method shown in the invention (Patent Document 1).

非特許文献3においては、リカベント型自転車エルゴメータによるペダルこぎ運動中の非接触呼吸計測が実現できることが明らかとなり、さらに、VT算定が高い精度で実施可能であることが示されている。非特許文献3に示された非接触呼吸計測方法を応用したVT算定方法について以下に説明する。   Non-Patent Document 3 reveals that non-contact respiration measurement during pedaling exercise by a recumbent bicycle ergometer can be realized, and further, it is shown that VT calculation can be performed with high accuracy. A VT calculation method to which the non-contact respiration measurement method shown in Non-Patent Document 3 is applied will be described below.

図10および図11にシステム構成の概要を示す。図10にはリカンベント型自転車エルゴメータを用いる場合の構成が、図11にはアップライト型自転車エルゴメータを用いる場合の構成が、それぞれ記されている。   10 and 11 show an outline of the system configuration. FIG. 10 shows a configuration when a recumbent bicycle ergometer is used, and FIG. 11 shows a configuration when an upright bicycle ergometer is used.

システムにおいては、パターン光投影装置101および撮像装置102が、自転車エルゴメータ103でペダルこぎ運動を行う被験者104の正面に設置される。そして、パターン光投影装置101から被験者104の胸腹部にパターン光105が投影される。パターン光は撮像装置102により撮影され、画像処理装置106に動画像として取り込まれる。撮影される画像には、被験者の胸部、腹部、足の付け根が撮影される。被験者は、測定中、ペダルこぎ運動を行う。   In the system, the pattern light projection device 101 and the imaging device 102 are installed in front of the subject 104 who performs a pedaling motion with the bicycle ergometer 103. Then, the pattern light 105 is projected from the pattern light projector 101 onto the chest and abdomen of the subject 104. The pattern light is photographed by the imaging device 102 and taken into the image processing device 106 as a moving image. The subject's chest, abdomen, and base of the foot are photographed in the photographed image. The subject performs a pedaling exercise during the measurement.

三角測量の原理に基づき、パターン光の画像中での座標は、実空間においてパターン光が投影されている座標と対応する。すなわち、画像中でのパターン光の分布は、被験者の胸腹部の三次元形状を反映している。当該手法はパターン光を投影しその分布を画像解析することで三次元形状を復元するアクティブステレオ法の一種であると言える。   Based on the principle of triangulation, the coordinates of the pattern light in the image correspond to the coordinates on which the pattern light is projected in real space. That is, the distribution of pattern light in the image reflects the three-dimensional shape of the subject's thoracoabdominal region. This method can be said to be a kind of active stereo method in which a three-dimensional shape is restored by projecting pattern light and analyzing the distribution of the image.

被験者の胸腹部の距離変化、すなわち、呼吸の上下動に伴い、動画像中のパターン光は画像中を周期的に移動する。動画像中のパターン光が移動する方向は、パターン光投影装置と撮像装置とを結ぶ方向である。図12に示す光学配置において被験者121の胸郭部の上下動ΔZと撮像素子122上(すなわち画像中)でのそれぞれのパターン光123の移動量ΔPとの間には次の数式の関係が成り立つ。
(1)
The pattern light in the moving image periodically moves in the image as the distance between the chest and abdomen of the subject changes, that is, as the breath moves up and down. The direction in which the pattern light in the moving image moves is the direction connecting the pattern light projector and the imaging device. In the optical arrangement shown in FIG. 12, the following mathematical relationship is established between the vertical movement ΔZ of the thorax of the subject 121 and the movement amount ΔP of each pattern light 123 on the image sensor 122 (that is, in the image).
(1)

ここで、Lはパターン光投影装置のレンズ中心124と撮像装置のレンズ中心125との距離、Zはパターン光が投影された部位126と線分Lとの距離、ΔZはパターン光が投影された部位126の変動距離、デルタPは画像中におけるパターン光123の移動距離をそれぞれ示している。前記数式(1)は、三角測量の原理に基づくものである。Z>>ΔZであるから、画像中でのパターン光123の移動距離は、パターン光が投影された部位126の動きの大きさ、すなわち、被験者の動きの大きさと、比例関係にあると言える。 Here, L is the distance between the lens center 124 of the pattern light projector and the lens center 125 of the imaging device, Z is the distance between the portion 126 on which the pattern light is projected and the line segment L, and ΔZ is the pattern light projected. The variation distance delta P of the part 126 indicates the movement distance of the pattern light 123 in the image. Formula (1) is based on the principle of triangulation. Since Z >> ΔZ, it can be said that the movement distance of the pattern light 123 in the image is proportional to the magnitude of the movement of the portion 126 onto which the pattern light is projected, that is, the magnitude of the subject's movement.

呼吸を測定するために、まず、パターンのフレーム間移動量を算出する。そして、各パターンのフレーム間移動量を、全パターンについて総和を算出する。前記の通り、パターンのフレーム間移動量は三角測量の原理に基づき体表面と撮像装置との距離変化に相当することから、パターンのフレーム間移動量の総和は体積変化に相当する量である。   In order to measure respiration, first, the amount of movement of the pattern between frames is calculated. Then, the sum of the movement amount between frames of each pattern is calculated for all patterns. As described above, the amount of movement of the pattern between frames corresponds to a change in the distance between the body surface and the imaging device based on the principle of triangulation, and therefore the total amount of movement of the pattern between frames corresponds to a change in volume.

被験者がペダルこぎ運動をせずにじっとしている状態(安静状態)においては、胸腹部に表れる動きは呼吸によるものである。したがって、パターンのフレーム間移動量の総和を時系列に並べることで呼吸波形が得られる。波形の正負符号は呼吸の状態を示し、呼気状態と吸気状態では符号が逆転する。   In a state where the subject is still without pedaling (resting state), the movement that appears in the chest and abdomen is due to breathing. Therefore, a respiratory waveform can be obtained by arranging the total amount of movement of the pattern between frames in time series. The sign of the waveform indicates the state of breathing, and the sign is reversed between the expiration state and the inspiration state.

前述の通り、当該手法は三角測量の原理に基づく測定法であることから、呼吸波形の積分値は、呼吸に伴う胸腹部の体積変動に相当する量である。それぞれの積分値の値を準一回換気量(QTV)と定義する。このQTVは実際の呼吸流量である一回換気量TVに準ずることから、QTVと1分間当りの呼吸数との積は、分時換気量(VE)に相当するものと考えることができる。ここで、QTVと1分間当りの呼吸数の積を、準分時換気量(QVE)と呼ぶこととする。当該手法においては、運動強度漸増に伴うQVEの増加率が変化する点に対応する運動強度をVTとして算定するものである。   As described above, since this method is a measurement method based on the principle of triangulation, the integrated value of the respiration waveform is an amount corresponding to the volume change of the thoracoabdominal region accompanying respiration. Each integrated value is defined as quasi-tidal volume (QTV). Since this QTV is based on the tidal volume TV which is the actual respiratory flow rate, the product of the QTV and the respiratory rate per minute can be considered to correspond to the minute ventilation (VE). Here, the product of QTV and the respiration rate per minute is referred to as quasi-minute ventilation (QVE). In this method, the exercise intensity corresponding to the point at which the increasing rate of QVE accompanying the increase in exercise intensity changes is calculated as VT.

被験者がペダルこぎをしている状態では、胸腹部には呼吸による動き以外にペダルこぎによる動きが含まれるため、フレーム間移動量を時系列に並べて得られる波形は呼吸運動とペダルこぎ運動の合成波形である。上記のQVEの算出においては、ペダルこぎ運動成分はノイズ成分となるため、ペダルこぎ運動成分を除去する必要がある。   When the subject is pedaling, the chest and abdomen include movement due to pedaling in addition to movement due to breathing, so the waveform obtained by arranging the movement amount between frames in time series is a combination of breathing movement and pedaling movement It is a waveform. In the above QVE calculation, the pedal movement component becomes a noise component, so it is necessary to remove the pedal movement component.

当該手法では、被験者のペダルこぎのペダル回転数を、自転車エルゴメータによる運動で一般的に利用されるペダル回転数である60回転/分(1Hz)と定めることとした。被験者がペダルこぎを行っている状態で算出される波形から、ペダル回転数に対応する周波数(1Hz)よりも高い周波数成分を、ローパスフィルタ処理によりカットすることで、呼吸運動の周波数成分のみを抽出する。ローパスフィルタ処理によって抽出された呼吸運動成分波形は、呼吸の周期変動を示す。一般に自転車エルゴメータでは、ペダル回転数がメトロノーム音によって管理されるが、実際には誤差が含まれるため呼吸周波数以上の周波数成分をカットする。   In this method, the pedal rotation speed of the subject's pedal pad is determined to be 60 rotations / minute (1 Hz), which is a pedal rotation speed generally used in exercise by a bicycle ergometer. By extracting the frequency component higher than the frequency (1 Hz) corresponding to the pedal rotation speed from the waveform calculated while the subject is pedaling, only the respiratory motion frequency component is extracted. To do. The respiratory motion component waveform extracted by the low-pass filter processing indicates the periodic fluctuation of respiration. In general, in a bicycle ergometer, the number of pedal rotations is managed by a metronome sound. However, since an error is actually included, a frequency component higher than the respiration frequency is cut.

図13のグラフ中の細線は、運動強度100〜140W時に実測された波形である。この測定波形から0.916Hz以下の低周波成分を抽出することで細線に示すような呼吸運動成分のみを抽出することが可能である。   The thin line in the graph of FIG. 13 is a waveform actually measured when the exercise intensity is 100 to 140 W. By extracting a low frequency component of 0.916 Hz or less from this measured waveform, it is possible to extract only a respiratory motion component as shown by a thin line.

図14はランプ負荷法における当該非接触呼吸計測手法のQVE算定結果について示したグラフである。図14(1)はリカベント型自転車エルゴメータによる結果、図14(2)はアップライト型自転車エルゴメータによる結果をそれぞれ示している。同時計測結果として、呼気ガス分析装置による直接計測により得られたVEを併せて示している。この結果より、運動強度の漸増にともなうQVEとVEの変化は傾向として一致していることがわかる。すなわち、この結果は、当該非接触呼吸計測手法においても、呼気ガス分析装置と同様に運動強度漸増に伴う呼気量の変化を捉えることができていることを示している。   FIG. 14 is a graph showing the QVE calculation result of the non-contact respiratory measurement method in the lamp load method. FIG. 14 (1) shows the results obtained using the recumbent bicycle ergometer, and FIG. 14 (2) shows the results obtained using the upright bicycle ergometer. As a result of simultaneous measurement, VE obtained by direct measurement by the breath gas analyzer is also shown. From this result, it can be seen that the changes in QVE and VE accompanying the gradual increase in exercise intensity coincide with each other as trends. That is, this result shows that the non-contact breath measurement method can capture the change in the expiratory volume accompanying the gradual increase of the exercise intensity as in the expiratory gas analyzer.

一方で、部分的に両者の値に乖離が見られ、運動強度が増加するに連れて乖離が大きくなっていることがわかる。特に、アップライト型自転車エルゴメータにおいては、乖離の度合いが大きい。これは、運動強度の増加に伴い体動が大きくなるため、非接触呼吸計測手法において体動成分のカットが正確に行われていないためと考えられた。
このため、正確なVT算定のためには、より正確な運動中の非接触呼吸計測を実現する必要があるものと考えられた。
On the other hand, there is a partial difference between the two values, and it can be seen that the difference increases as the exercise intensity increases. In particular, in the upright bicycle ergometer, the degree of deviation is large. This was thought to be due to the fact that body motion increased with increasing exercise intensity, so that the body motion component was not accurately cut in the non-contact respiratory measurement technique.
For this reason, it was considered necessary to realize more accurate non-contact respiration measurement during exercise for accurate VT calculation.

特許第3477166号公報Japanese Patent No. 3477166

大宮一人:心筋梗塞.臨床スポーツ医学、16(7)、pp.763−769、1999Omiya Hitoshi: Myocardial infarction. Clinical Sports Medicine, 16 (7), pp. 763-769, 1999 伊東春樹、谷口興一:Anaerobic Threshold(AT)、循環器負荷試験法、水野康、福田市蔵編、診断と治療社、pp.256−294、1991Haruki Ito, Koichi Taniguchi: Anaerobic Threshold (AT), Cardiovascular load test method, Yasushi Mizuno, Fukuda City, Ed. 256-294, 1991 青木広宙,市村志朗,藤原豊樹,清岡智,越地耕二,続敬之,仲村秀俊,藤本英雄:パターン光投影による非接触呼吸計測を用いた換気性作業閾値算定の提案、電気学会論文誌C、Vol.131−C、No.1、pp.152−159、2011Hiroaki Aoki, Shiro Ichimura, Toyoki Fujiwara, Satoshi Kiyooka, Koji Koshiji, Takayuki Seo, Hidetoshi Nakamura, Hideo Fujimoto: Proposal of ventilatory work threshold calculation using non-contact respiratory measurement by pattern light projection, IEEJ Transactions C, Vol. 131-C, no. 1, pp. 152-159, 2011

前記の通り、これまで検討されてきたペダルこぎ運動中の非接触呼吸計測手法においては、運動強度の増加に伴い体動が大きくなることが原因となり、体動成分のカットが正確に行われず、正確な呼吸計測を実施できていないという課題が残されていた。このため、正確なVT算定のためには、より正確な運動中の非接触呼吸計測を実現する必要があるものと考えられる。   As described above, in the non-contact breathing measurement method during the pedaling exercise that has been studied so far, the body movement increases with the increase in exercise intensity, and the body movement component is not accurately cut, The problem that accurate respiratory measurement could not be carried out remained. For this reason, for accurate VT calculation, it is considered necessary to realize non-contact breath measurement during exercise more accurately.

本発明が解決しようとする課題は、自転車エルゴメータによるペダルこぎ運動中の非接触呼吸計測においてペダルこぎ運動と呼吸とを分離し呼吸波形のみを正確に抽出することである。   The problem to be solved by the present invention is to separate the pedaling motion and the respiration and accurately extract only the respiration waveform in the non-contact respiration measurement during the pedaling motion by the bicycle ergometer.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、第1に、自転車エルゴメータを運転する人の胸腹部の距離変動分布を算出することでその呼吸を非接触で計測する呼吸計測方法において、前記人の胸腹部に該当する領域を格子状の複数の領域に分割する第1のステップと、該第1のステップで分割された各領域の距離変動を周波数分析する第2のステップと、該第2のステップの周波数分析の結果から各領域の主要周波数を算定する第3のステップと、該第3のステップで各領域の内で算定された主要周波数が呼吸周波数である呼吸主要領域のみを抽出する第4のステップと、該第4のステップで抽出された各呼吸主要領域において距離変動波形に対し呼吸周波数帯のバンドパスフィルター処理を行うことで呼吸波形を抽出し全呼吸主要領域における平均呼吸波形を算出する第5のステップと、を含むことを特徴とする呼吸計測方法を提供する。   The present invention has been made to solve the above-mentioned problems. First, a respiration measurement method for measuring respiration in a non-contact manner by calculating a distance fluctuation distribution of the chest and abdomen of a person driving a bicycle ergometer. A first step of dividing a region corresponding to the person's thoracoabdominal region into a plurality of lattice-shaped regions, and a second step of performing frequency analysis of distance variation of each region divided in the first step; A third step of calculating a main frequency of each region from the result of frequency analysis of the second step, and a respiratory main region in which the main frequency calculated in each region in the third step is a respiration frequency A fourth step of extracting only the respiratory waveform, and by performing bandpass filter processing of the respiratory frequency band on the distance fluctuation waveform in each respiratory main region extracted in the fourth step to extract the respiratory waveform It provides a respirometry method characterized by comprising a fifth step of calculating an average respiration waveform in key region.

また、本発明は、第2に、自転車エルゴメータを運転する人の胸腹部の距離変動分布を計測することでその呼吸を非接触で計測する呼吸計測装置であって、前記人の胸腹部の距離分布情報を取得する距離分布取得手段と、該距離分布取得手段により取得された距離分布を時系列に差分することで距離変動分布を算出する距離変動分布取得手段と、該距離変動分布取得手段により取得された距離変動分布において前記人の胸腹部に該当する領域を格子状の複数の領域に分割する第1のステップと、該第1のステップで分割された各領域の距離変動を周波数分析する第2のステップと、該第2のステップの周波数分析の結果から各領域の主要周波数を算定する第3のステップと該第3のステップで各領域の内で算定された主要周波数が呼吸周波数である呼吸主要領域のみを抽出する第4のステップと、該第4のステップで抽出された各呼吸主要領域において距離変動波形に対し呼吸周波数帯のバンドパスフィルター処理を行うことで呼吸波形を抽出し全呼吸主要領域における平均呼吸波形を算出する第5のステップとを実行することで呼吸波形を取得する呼吸波形取得手段と、を備えることを特徴とする呼吸計測装置を提供する。   Secondly, the present invention is a respiration measurement device that measures the respiration in a non-contact manner by measuring a distance fluctuation distribution of the chest abdomen of a person who operates a bicycle ergometer. A distance distribution acquisition means for acquiring distribution information, a distance fluctuation distribution acquisition means for calculating a distance fluctuation distribution by time-differing the distance distribution acquired by the distance distribution acquisition means, and the distance fluctuation distribution acquisition means. A first step of dividing an area corresponding to the person's chest and abdomen in the acquired distance fluctuation distribution into a plurality of grid-like areas, and frequency analysis of distance fluctuation of each area divided in the first step The second step, the third step for calculating the main frequency of each region from the result of the frequency analysis of the second step, and the main frequency calculated in each region in the third step are the respiratory frequencies. A fourth step of extracting only a certain breathing main region, and a breathing waveform is extracted by performing a bandpass filter process of the breathing frequency band on the distance fluctuation waveform in each breathing main region extracted in the fourth step. And a respiratory waveform acquisition unit that acquires a respiratory waveform by executing a fifth step of calculating an average respiratory waveform in the entire respiratory main region.

第1の課題解決手段である呼吸計測方法および第2の課題解決手段である呼吸計測装置においては、呼吸運動に伴う距離変動が主要成分となる領域のみを呼吸波形算出に用いることで、ペダルこぎ運動の影響を効率的に除去し、正確な呼吸計測を実現する効果を有する。   In the respiration measurement method that is the first problem solving means and the respiration measurement device that is the second problem solving means, only the region in which the distance fluctuation accompanying the respiration movement is the main component is used for calculating the respiration waveform. It has the effect of efficiently removing the influence of exercise and realizing accurate respiration measurement.

図1は本発明の呼吸計測方法の各ステップについて示した流れ図である。FIG. 1 is a flowchart showing each step of the respiration measurement method of the present invention. 図2は本発明の呼吸計測方法の第1のステップにおける処理を示した説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing processing in the first step of the respiration measurement method of the present invention. 図3は本発明の呼吸計測方法の第2のステップで得られたパワースペクトラムを示した説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing the power spectrum obtained in the second step of the respiration measurement method of the present invention. 図4は本発明の呼吸計測装置の構成を示した説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing the configuration of the respiratory measurement device of the present invention. 図5はプロトタイプシステムの距離分布取得手段で取得された距離分布情報を示した図面代用写真である。(実施例1)FIG. 5 is a drawing substitute photograph showing distance distribution information acquired by the distance distribution acquisition means of the prototype system. Example 1 図6はプロトタイプシステムの呼吸波形取得手段で格子状の領域に分割された胸腹部領域を示した図面代用写真である。(実施例1)FIG. 6 is a drawing-substituting photograph showing the thoracoabdominal region divided into grid-like regions by the respiratory waveform acquisition means of the prototype system. Example 1 図7は主要周波数がペダルこぎ運動/呼吸の周波数帯である領域について示した図面代用写真である。(実施例1)FIG. 7 is a drawing-substituting photograph showing a region where the main frequency is the pedaling / respiration frequency band. Example 1 図8はプロトタイプシステムで得られた呼吸波形を示したグラフである。(実施例1)FIG. 8 is a graph showing a respiratory waveform obtained by the prototype system. Example 1 図9はプロトタイプシステムで得られた呼吸波形から算出されたQVEの変化を示したグラフである。(実施例1)FIG. 9 is a graph showing changes in QVE calculated from the respiratory waveform obtained by the prototype system. Example 1 図10は従来技術の構成を示した説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram showing the configuration of the prior art. 図10は従来技術の構成を示した説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram showing the configuration of the prior art. 図12は従来技術の計測原理を示した説明図である。FIG. 12 is an explanatory diagram showing the measurement principle of the prior art. 図13は従来技術の計測結果を示したグラフである。FIG. 13 is a graph showing measurement results of the prior art. 図13は従来技術の計測結果を示したグラフである。FIG. 13 is a graph showing measurement results of the prior art.

本発明の呼吸計測方法は、自転車エルゴメータを運転する人の呼吸を非接触で計測するものであり、図1に示すように5つのステップから構成される処理が行われる。本発明の呼吸計測方法において処理対象となる自転車エルゴメータを運転する人の胸腹部の距離変動分布は、アクティブステレオ法に基づき計測される。   The respiration measurement method of the present invention measures the respiration of a person driving a bicycle ergometer in a non-contact manner, and a process composed of five steps is performed as shown in FIG. The distance fluctuation distribution of the chest and abdomen of a person who drives the bicycle ergometer to be processed in the respiratory measurement method of the present invention is measured based on the active stereo method.

まず、第1のステップにおいては、図2に示すように、人の胸腹部に該当する領域21を格子状の複数の領域22に分割がなされる。人の胸腹部に該当する領域21の分割数あるいは格子状の複数の領域22の長辺/短辺の長さは適宜設定されるものであるが、実空間での格子の一辺の長さが5cm以下であれば十分である。   First, in the first step, as shown in FIG. 2, a region 21 corresponding to a person's chest and abdomen is divided into a plurality of lattice-shaped regions 22. The number of divisions of the region 21 corresponding to the person's chest and abdomen or the lengths of the long sides / short sides of the plurality of lattice-like regions 22 are set as appropriate, but the length of one side of the lattice in real space is 5 cm or less is sufficient.

次に、第2のステップにおいて、第1のステップで分割された各領域の距離変動を周波数分析する。周波数分析には、例えば、高速フーリエ変換が用いられる。各領域の周波数分析の結果としては、図3に示すようなパワースペクトラム31が得られる。   Next, in the second step, frequency analysis is performed on the distance variation of each region divided in the first step. For frequency analysis, for example, fast Fourier transform is used. As a result of frequency analysis of each region, a power spectrum 31 as shown in FIG. 3 is obtained.

そして、第3のステップでは、第2のステップの周波数分析の結果から各領域における主要周波数の算定が行われる。図3に示すように、各領域において算出されるパワースペクトラム31には、呼吸の周波数帯32およびペダルこぎ運動の周波数帯33にピーク34が現れる。ピーク34の大きさが最大となる周波数が各領域における主要周波数として考えることができる。   In the third step, the main frequency in each region is calculated from the result of the frequency analysis in the second step. As shown in FIG. 3, in the power spectrum 31 calculated in each region, a peak 34 appears in the frequency band 32 of respiration and the frequency band 33 of pedaling motion. The frequency at which the size of the peak 34 is maximum can be considered as the main frequency in each region.

第4のステップにおいては、第3のステップで各領域の内で算定された主要周波数が呼吸周波数である呼吸主要領域のみを抽出する。図3のパワースペクトラム31においてピーク34が呼吸の周波数帯32に現れた領域は、呼吸運動が支配的な呼吸主要領域として考えられる。第4のステップでは、この領域を呼吸主要領域として定め、全領域の中から抽出する。   In the fourth step, only the respiratory main region whose main frequency calculated in each region in the third step is the respiratory frequency is extracted. In the power spectrum 31 of FIG. 3, the region where the peak 34 appears in the respiration frequency band 32 is considered as a respiration main region in which respiration motion is dominant. In the fourth step, this region is defined as the main respiratory region and extracted from all regions.

第5のステップでは、第4のステップで抽出された各呼吸主要領域において距離変動波形に対し、呼吸周波数帯のバンドパスフィルター処理を行うことで、呼吸波形のみを抽出する。そして、全呼吸主要領域において呼吸波形の平均を求める。     In the fifth step, only the respiratory waveform is extracted by performing the bandpass filter processing of the respiratory frequency band on the distance fluctuation waveform in each respiratory main region extracted in the fourth step. Then, the average of the respiratory waveform is obtained in the entire respiratory main region.

当該手法は三角測量の原理に基づく測定法であることから、呼吸波形を呼気あるいは吸気の一回分を時間積分した値は、呼気あるいは吸気の一回分の胸腹部の距離変動に相当する。さらに、その値に呼吸主要領域の面積分を乗じたものは、呼気あるいは吸気の一回分の胸腹部の体積変動に相当する。この値は一回換気量(TV)と準定量的に等しい値であることから準一回換気量(QTV)と呼ぶ。さらに、QTVと1分間当りの呼吸数との積は、分時換気量(VE)に準定量的に等しいと考えられるため準分時換気量(QVE)と呼ぶ。QVEは、QTVと1分間当りの呼吸数の積として算出することができる。そして、QVEの変化から人の作業性換気閾値を算定することが可能である。   Since this method is a measurement method based on the principle of triangulation, a value obtained by time-integrating a breath waveform for one breath or inspiration corresponds to a change in the distance between the chest and abdomen for one breath or one breath. Further, a value obtained by multiplying the value by the area of the main respiratory region corresponds to a change in the volume of the thoracoabdominal part for one breath or inspiration. Since this value is quasi-quantitatively equal to the tidal volume (TV), it is called quasi-tidal volume (QTV). Further, since the product of QTV and the respiration rate per minute is considered to be quasi-quantitatively equal to the minute ventilation (VE), it is called quasi-minute ventilation (QVE). QVE can be calculated as the product of QTV and respiratory rate per minute. Then, it is possible to calculate the human work ventilation threshold from the change in QVE.

本発明の呼吸計測装置は、自転車エルゴメータを運転する人の胸腹部の距離変動をアクティブステレオ法に基づき算出することで人の呼吸を非接触で計測する。本発明の呼吸計測装置は、図4に示すように、距離分布取得手段41、距離変動分布取得手段42、呼吸波形取得手段43とを備える。   The respiration measurement device of the present invention measures a person's respiration in a non-contact manner by calculating a distance variation of the chest and abdomen of a person who operates a bicycle ergometer based on an active stereo method. As shown in FIG. 4, the respiratory measurement device of the present invention includes a distance distribution acquisition unit 41, a distance fluctuation distribution acquisition unit 42, and a respiratory waveform acquisition unit 43.

図4では、距離分布取得手段41、距離変動分布取得手段42、および、呼吸波形取得手段43は、自転車エルゴメータ44の一部に備え付けられているような形態を示しているが、本発明の呼吸計測装置の形態はこれに限定されるものではない。例えば、距離分布取得手段が自転車エルゴメータに備え付けられ、距離分布情報を取得するものとし、距離分布取得手段で取得された距離分布情報が、無線を用いて、自転車エルゴメータと離れた位置に配置された距離変動分布取得手段および呼吸波形取得手段は伝送されるような形態も考えられることは言うまでもない。   In FIG. 4, the distance distribution acquisition means 41, the distance fluctuation distribution acquisition means 42, and the respiration waveform acquisition means 43 are shown as being provided in a part of the bicycle ergometer 44. The form of the measuring device is not limited to this. For example, a distance distribution acquisition means is provided in a bicycle ergometer to acquire distance distribution information, and the distance distribution information acquired by the distance distribution acquisition means is arranged at a position away from the bicycle ergometer using radio. Needless to say, the distance variation distribution acquisition means and the respiratory waveform acquisition means may be transmitted.

距離分布取得手段41においては、アクティブステレオ法に基づき、自転車エルゴメータ44を運転する人45の胸腹部の距離分布情報を取得する。距離分布取得手段41はアクティブステレオ法による距離計測を行うための、パターン光投影装置46と撮像装置47から構成される。パターン光投影装置46より人45の胸腹部にパターン光が投影され、撮像装置46で撮像されるパターン光の分布を画像解析することで、パターン光が投影される実空間における三次元座標(撮像装置との距離)を算出することが可能である。   In the distance distribution acquisition means 41, the distance distribution information of the thoracoabdominal part of the person 45 who drives the bicycle ergometer 44 is acquired based on the active stereo method. The distance distribution acquisition unit 41 includes a pattern light projection device 46 and an imaging device 47 for performing distance measurement by the active stereo method. The pattern light is projected onto the chest and abdomen of the person 45 from the pattern light projector 46, and the distribution of the pattern light imaged by the imaging device 46 is subjected to image analysis, so that the three-dimensional coordinates (imaging image) in the real space where the pattern light is projected It is possible to calculate the distance to the device.

距離変動分布取得手段42においては、距離分布取得手段41により取得された距離分布を時系列に差分することで距離変動分布が算出される。
呼吸波形取得手段43においては、前記の呼吸計測方法が実行される。すなわち、以下の5段階のステップに基づき、呼吸波形の算出が行われる。
In the distance fluctuation distribution acquisition means 42, the distance fluctuation distribution is calculated by subtracting the distance distribution acquired by the distance distribution acquisition means 41 in time series.
In the respiration waveform acquisition means 43, the respiration measurement method is executed. That is, the respiration waveform is calculated based on the following five steps.

第1のステップでは、距離変動分布取得手段により取得された距離変動分布において人の胸腹部に該当する領域を格子状の複数の領域に分割する。次に、第2のステップでは、第1のステップで分割された各領域の距離変動を周波数分析する。次いで、第3のステップでは、第2のステップの周波数分析の結果から各領域の主要周波数を算定する。そして、第4のステップでは、第3のステップで各領域の内で算定された主要周波数が呼吸周波数である呼吸主要領域のみを抽出する。最後に、第5のステップでは、第4のステップで抽出された呼吸主要領域における距離変動の平均値を求めることで呼吸波形を算出する。   In the first step, an area corresponding to a person's chest / abdomen is divided into a plurality of grid-like areas in the distance fluctuation distribution acquired by the distance fluctuation distribution acquisition means. Next, in the second step, a frequency analysis is performed on the distance variation of each region divided in the first step. Next, in the third step, the main frequency in each region is calculated from the result of the frequency analysis in the second step. In the fourth step, only the breathing main region in which the main frequency calculated in each region in the third step is the breathing frequency is extracted. Finally, in the fifth step, a respiratory waveform is calculated by obtaining an average value of distance fluctuations in the main respiratory region extracted in the fourth step.

算出された呼吸波形は、前述のように、QVE算出に用いられ、QVEの変化から人の作業性換気閾値(VT)を算定することも可能である。
なお、本発明は、以上に説明した実施形態によって限定されるものではないことはいう
までもない。
The calculated respiration waveform is used for QVE calculation as described above, and it is also possible to calculate the human work ventilation threshold (VT) from the change in QVE.
Needless to say, the present invention is not limited to the embodiment described above.

本発明の有効性を検証するために、プロトタイプシステムを開発した。以下に、プロトタイプシステムに実装された本発明の呼吸計測方法について示す。
図5は、プロトタイプシステムの距離分布取得手段であるアクティブステレオセンサーで取得される距離分布情報である。アップライト型自転車エルゴメータでペダルこぎ運動を行う人の胸腹部を中心に距離分布情報を取得した。そして、距離分布情報のフレーム間差分を行うことで、距離変化分布を取得した。
In order to verify the effectiveness of the present invention, a prototype system was developed. The following describes the respiratory measurement method of the present invention implemented in a prototype system.
FIG. 5 shows distance distribution information acquired by an active stereo sensor which is a distance distribution acquisition means of the prototype system. We obtained distance distribution information centered on the chest and abdomen of a person who performs pedaling exercises with an upright bicycle ergometer. And distance change distribution was acquired by performing the difference between frames of distance distribution information.

図6は、人の胸腹部に該当する領域を格子状の複数の領域に分割した結果である。そして、分割された各領域の距離変動について周波数分析を行い、周波数分析の結果から各領域の主要周波数を算定した。   FIG. 6 shows a result of dividing an area corresponding to a person's chest and abdomen into a plurality of grid-like areas. Then, frequency analysis was performed on the distance variation of each divided region, and the main frequency of each region was calculated from the result of frequency analysis.

図7は、各領域における主要周波数が、ペダルこぎ運動の周波数帯である領域と、呼吸周波数帯である領域を、それぞれ示している。このように、体の部位によって主要周波数が異なることがわかる。腕部や脚部は、ペダルこぎ運動が顕著に距離変動として現れる領域であり、胸壁・腹壁領域においては、呼吸運動による距離変動が主要であることが明らかである。   FIG. 7 shows a region where the main frequency in each region is a frequency range of pedaling motion and a region where it is a respiratory frequency band. Thus, it can be seen that the main frequency varies depending on the body part. The arms and legs are areas where pedaling movements appear significantly as distance fluctuations, and it is clear that distance fluctuations due to breathing movements are dominant in the chest wall and abdominal wall areas.

主要周波数が呼吸周波数である呼吸主要領域のみを抽出し、各呼吸主要領域において距離変動波形に対し呼吸周波数帯のバンドパスフィルター処理を行う。バンドパスフィルター処理により抽出された波形を全呼吸主要領域において平均化することで得られた呼吸波形が図8である。なお、計測対象となった被験者(人)は、毎分30Wで運動強度が漸増するランプ負荷法によるペダルこぎ運動を実施している。   Only the breathing main region whose main frequency is the breathing frequency is extracted, and the bandpass filter processing of the breathing frequency band is performed on the distance fluctuation waveform in each breathing main region. FIG. 8 shows a respiratory waveform obtained by averaging the waveform extracted by the bandpass filter processing in the entire main respiratory region. In addition, the test subject (person) used as measurement object is implementing the pedaling exercise by the ramp load method in which exercise intensity increases gradually at 30W / min.

図9は、波形から求めたQVEの値である。比較結果として、直接流量計測手段である呼気ガス分析装置を用いた同時計測結果を示している。また、呼吸主要領域を抽出せずに、胸腹部に該当する領域全体から求められた呼吸波形(前出の非特許文献3による方法)から算出したQVEを合わせて示している。なお、縦軸は、開始30秒間分のQVEの平均値を基準に正規化されている。   FIG. 9 shows the value of QVE obtained from the waveform. As a comparison result, a simultaneous measurement result using an expiratory gas analyzer which is a direct flow rate measuring means is shown. In addition, QVE calculated from a respiratory waveform (a method according to the aforementioned Non-Patent Document 3) obtained from the entire region corresponding to the thoracoabdominal region without extracting the main respiratory region is also shown. The vertical axis is normalized based on the average value of QVE for the first 30 seconds.

図9より、胸腹部に該当する領域全体から求められた呼吸波形から算出したQVEよりも、本発明により算出されるQVEの方が、呼気ガス分析装置によるQVEの変化トレンドと一致していることがわかる。また、胸腹部に該当する領域全体から求められた呼吸波形から算出したQVEは、フローメータによるQVEの値から乖離することがあるが、本発明により算出されるQVEにおいては乖離は発生していない。したがって、本発明による呼吸計測の有用性が示された。   From FIG. 9, the QVE calculated by the present invention is more consistent with the change trend of the QVE by the breath gas analyzer than the QVE calculated from the respiration waveform obtained from the entire region corresponding to the thoracoabdominal region. I understand. In addition, the QVE calculated from the respiratory waveform obtained from the entire region corresponding to the thoracoabdominal region may deviate from the QVE value obtained by the flow meter, but no deviation occurs in the QVE calculated according to the present invention. . Therefore, the usefulness of the respiration measurement according to the present invention was shown.

本発明の呼吸計測方法および呼吸計測装置は、従来、呼気ガス分析装置で行われていたペダルこぎ運動中の呼吸計測を非接触・無拘束で実現するものである。マスクの着用の手間や清掃などのメンテナンスを必要としないことから、手軽な運動負荷試験用呼吸計測装置としての実装・利用が期待できる。作業性換気閾値の算定への応用が期待できることから、簡便な代謝機能測定が実現する。これにより効率的な運動トレーニングの実施が可能となることから国民の健康増進に寄与するものと期待される。   The respiration measurement method and respiration measurement apparatus of the present invention realizes respiration measurement during pedaling exercise, which has been conventionally performed by an exhalation gas analyzer, in a non-contact and unconstrained manner. Since it does not require maintenance such as wearing a mask or cleaning, it can be expected to be implemented and used as a breathing measurement device for a simple exercise load test. Since it can be expected to be applied to the calculation of workability ventilation threshold, simple metabolic function measurement is realized. As a result, efficient exercise training can be implemented, which is expected to contribute to the promotion of national health.

21 人の胸腹部に該当する領域
22 格子状の複数の領域
31 パワースペクトラム
32 呼吸の周波数帯
33 ペダルこぎ運動の周波数帯
34 ピーク
41 距離分布取得手段
42 距離変動分布取得手段
43 呼吸波形取得手段
44 自転車エルゴメータ
45 運転する人
46 パターン光投影装置
47 撮像装置
101 パターン光投影装置
102 撮像装置
103 自転車エルゴメータ
104 被験者
105 パターン光
106 画像処理装置
121 被験者
122 撮像素子
123 パターン光
124 パターン光投影装置のレンズ中心
125 撮像装置のレンズ中心
126 パターン光が投影された部位
21 Region corresponding to human chest 22 A plurality of lattice-shaped regions 31 Power spectrum 32 Respiration frequency band 33 Pedal motion frequency band 34 Peak 41 Distance distribution acquisition means 42 Distance fluctuation distribution acquisition means 43 Respiration waveform acquisition means 44 Bicycle ergometer 45 Driving person 46 Pattern light projection device 47 Imaging device 101 Pattern light projection device 102 Imaging device 103 Bicycle ergometer 104 Subject 105 Pattern light 106 Image processing device 121 Subject 122 Imaging element 123 Pattern light 124 Lens center of pattern light projection device 125 Lens center of the imaging device 126 Part where pattern light is projected

Claims (2)

自転車エルゴメータを運転する人の胸腹部の距離変動分布を算出することでその呼吸を非接触で計測する呼吸計測方法において、
前記人の胸腹部に該当する領域を格子状の複数の領域に分割する第1のステップと、
該第1のステップで分割された各領域の距離変動を周波数分析する第2のステップと、
該第2のステップの周波数分析の結果から各領域の主要周波数を算定する第3のステップと、
該第3のステップで各領域の内で算定された主要周波数が呼吸周波数である呼吸主要領域のみを抽出する第4のステップと、
該第4のステップで抽出された各呼吸主要領域において距離変動波形に対し呼吸周波数帯のバンドパスフィルター処理を行うことで呼吸波形を抽出し全呼吸主要領域における平均呼吸波形を算出する第5のステップと、
を含むことを特徴とする呼吸計測方法。
In a respiration measurement method that measures the respiration in a non-contact manner by calculating the distance fluctuation distribution of the chest and abdomen of a person driving a bicycle ergometer,
Dividing the region corresponding to the person's chest and abdomen into a plurality of lattice-shaped regions;
A second step of performing frequency analysis on the distance variation of each region divided in the first step;
A third step of calculating a main frequency of each region from the result of the frequency analysis of the second step;
A fourth step of extracting only a respiratory main region in which the main frequency calculated in each region in the third step is a respiratory frequency;
A respiration waveform is extracted by performing a bandpass filter process of the respiration frequency band on the distance variation waveform in each respiration main region extracted in the fourth step, and an average respiration waveform in all respiration main regions is calculated. Steps,
A respiration measurement method comprising:
自転車エルゴメータを運転する人の胸腹部の距離変動分布を計測することでその呼吸を非接触で計測する呼吸計測装置であって、
前記人の胸腹部の距離分布情報を取得する距離分布取得手段と、
該距離分布取得手段により取得された距離分布を時系列に差分することで距離変動分布を算出する距離変動分布取得手段と、
該距離変動分布取得手段により取得された距離変動分布において前記人の胸腹部に該当する領域を格子状の複数の領域に分割する第1のステップと、該第1のステップで分割された各領域の距離変動を周波数分析する第2のステップと、該第2のステップの周波数分析の結果から各領域の主要周波数を算定する第3のステップと、該第3のステップで各領域の内で算定された主要周波数が呼吸周波数である呼吸主要領域のみを抽出する第4のステップと、該第4のステップで抽出された各呼吸主要領域において距離変動波形に対し呼吸周波数帯のバンドパスフィルター処理を行うことで呼吸波形を抽出し全呼吸主要領域における平均呼吸波形を算出する第5のステップとを実行することで呼吸波形を取得する呼吸波形取得手段と、
を備えることを特徴とする呼吸計測装置。
A respiratory measurement device that measures the respiration in a non-contact manner by measuring the distance fluctuation distribution of the chest and abdomen of a person driving a bicycle ergometer,
Distance distribution acquisition means for acquiring distance distribution information of the chest and abdomen of the person;
Distance fluctuation distribution acquisition means for calculating the distance fluctuation distribution by subtracting the distance distribution acquired by the distance distribution acquisition means in time series; and
A first step of dividing a region corresponding to the person's thoracoabdominal region into a plurality of lattice-shaped regions in the distance variation distribution acquired by the distance variation distribution acquisition means; and each region divided in the first step A second step of frequency analysis of the distance variation of the first, a third step of calculating a main frequency of each region from the result of the frequency analysis of the second step, and a calculation within each region in the third step A fourth step of extracting only the breathing main region whose breathing frequency is the breathing frequency, and a bandpass filter processing of the breathing frequency band for the distance fluctuation waveform in each breathing main region extracted in the fourth step Respiration waveform acquisition means for acquiring a respiration waveform by executing a fifth step of extracting a respiration waveform and calculating an average respiration waveform in the entire respiration main region by performing,
A respiratory measurement device comprising:
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