JP2014166559A - Biological information measurement device and method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a biological information measurement device for generating and displaying information for leveling loads of a plurality of members in mountain-climbing or the like.SOLUTION: A biological information measurement device comprises: a pulse wave measurement unit 10 for measuring a pulse wave of a user; a storage unit 23 for storing body information; a heart rate calculation unit 41 for calculating a heart rate HRa based on a pulse wave signal; a regression formula generation unit 42 for generating regression formula information showing relation between a relative heart rate %HR and a relative oxygen intake %VOon the basis of the body information; a relative oxygen intake calculation unit 43 for calculating a relative oxygen intake %VOof the user on the basis of the regression formula information and calculated heart rate HRa; a target value calculation unit 44 which acquires another user's relative oxygen intake %VOb, calculates a target relative oxygen intake %VOby averaging the relative oxygen intake of the user and the acquired relative oxygen intake, and calculates difference Δ%VObetween the target relative oxygen intake and the relative oxygen intake of the user; and a display unit 4 for displaying the difference.

Description

本発明は、生体情報測定装置に係り、具体的には心拍数を測定して酸素摂取量を推定することが可能な生体情報測定装置に関する。   The present invention relates to a biological information measuring device, and more particularly to a biological information measuring device capable of estimating the oxygen intake by measuring a heart rate.

健康的な観点および予防医学的な観点からも人間が食物を摂取し、体内に取り込んだカロリーと、これを日常生活により消費するカロリーのバランスがとれていることが重要である。しかし、現代社会においては、交通機関などの発達により、カロリー消費量は減少する傾向にある。その一方で、食物によるカロリー摂取量は増加する傾向にあり、摂取カロリーとカロリー消費量とのバランスが崩れてきている。そこで、積極的に運動を行って、カロリー消費量を増やし、カロリー摂取量とカロリー消費量との関係を管理することが重要となる。そこで、以下の特許文献1には、一般の利用者が簡単に健康管理を行える携帯型の装置について記載されている。この装置によれば、利用者の心拍数を常時計測し、その心拍数と利用者の身体的情報(身長、体重、年齢、性別など)とに基づいて、酸素摂取量を推定することができるようになっている。酸素摂取量は、単位時間、単位重量あたりの酸素の消費量(体積)であり、カロリー消費量は、利用者の体重と酸素摂取量との乗算値に比例する。   From the viewpoint of health and preventive medicine, it is important that the balance between the calories consumed by humans and taken into the body and the calories consumed in daily life is balanced. However, in modern society, calorie consumption tends to decrease due to the development of transportation facilities. On the other hand, the calorie intake by food tends to increase, and the balance between the calorie intake and the calorie consumption has collapsed. Therefore, it is important to exercise actively, increase calorie consumption, and manage the relationship between calorie intake and calorie consumption. Therefore, Patent Document 1 below describes a portable device that allows a general user to easily perform health care. According to this apparatus, the heart rate of the user can be constantly measured, and the oxygen intake can be estimated based on the heart rate and the physical information (height, weight, age, sex, etc.) of the user. It is like that. The oxygen intake is the consumption (volume) of oxygen per unit time and unit weight, and the calorie consumption is proportional to the product of the user's body weight and oxygen intake.

ところで、上述したような健康管理に対する社会的関心を向上させ、近年問題視されているメタボリック症候群などに起因する生活習慣病を予防することを目的として、以下の非特許文献1に記載されているように、厚生労働省は、2006年にカロリー消費量の指標として、運動強度を表す「メッツ」、およびその「メッツ」に時間を乗じた運動量を表す「エクササイズ」という単位を策定し、様々な運動の種別と運動強度(メッツ)との対応関係を規定した。そして、理想的な運動量は、1週間で23エクササイズであるとした。   By the way, it describes in the following nonpatent literature 1 for the purpose of improving the social interest with respect to the above health management, and preventing the lifestyle-related disease resulting from the metabolic syndrome etc. which are regarded as a problem in recent years. In 2006, the Ministry of Health, Labor and Welfare formulated a unit called “Met” that represents exercise intensity and “Exercise” that represents the amount of exercise by multiplying that “Met” by time as an indicator of calorie consumption. The correspondence between the type of exercise and exercise intensity (Mets) was defined. The ideal amount of exercise is 23 exercises per week.

しかし、この適正運動量である23エクササイズは、達成することが難しい数値であることが判明した。例えば、早歩き(ウォーキング)や自転車走行は、4メッツの運動強度であり、ウォーキングを毎日30分行って、毎日4エクササイズの運動を行っていたとしても、1週間の運動量は14エクササイズであり、23エクササイズには、遠く及ばない。もちろん、運動の時間を長くしたり、強度が大きな運動を日常的に行ったりすれば23エクササイズは、達成可能な数値であるが、繁忙で疲労が蓄積しやすい平日に強度の大きな運動をしたり、長時間継続して運動を行ったりすること自体が現実的ではない。   However, this proper exercise amount of 23 exercises proved difficult to achieve. For example, fast walking (walking) and cycling are 4 Mets exercise intensity, even if walking 30 minutes every day and doing 4 exercises every day, the amount of exercise per week is 14 exercises, 23 exercises are not far away. Of course, if you exercise longer or exercise more intensely, 23 exercises can be achieved, but you can exercise more intensely on weekdays when you are busy and tend to accumulate fatigue. It is not realistic to exercise for a long time.

その一方で、休日の増加や自然志向者の増加に伴って、休日にハイキングや登山などを楽しむ人が多くなって来た。ハイキングの運動強度は6メッツといわれており、1週間に4時間のハイキングを行えば、1週間分のエクササイズを達成することができる。したがて、ハイキングや登山は平日に運動機会が少ない人には有効な健康管理手法と言える。   On the other hand, with the increase in holidays and nature-oriented people, more people enjoy hiking and climbing on holidays. The exercise intensity of hiking is said to be 6 mets, and if you hike for 4 hours per week, you can achieve one week of exercise. Therefore, hiking and mountain climbing can be said to be an effective health management method for those who have few exercise opportunities on weekdays.

特開2009−61246号公報JP 2009-61246 A

株式会社Impress Watch、”現代家電の基礎用語 第36回:運動量を測る「メッツ/エクササイズ」とは”、[online]、[平成22年3月5日検索]、インターネット<URL:http://kaden.watch.impress.co.jp/cda/word/2009/02/13/3522.html>Impress Watch, Inc., “Basic Terms of Modern Home Appliances 36th: What is“ Mets / Exercise ”for Measuring Momentum”, [online], [Search March 5, 2010], Internet <URL: http: // kaden.watch.impress.co.jp/cda/word/2009/02/13/3522.html>

上述したように、休日のハイキングや登山は、日常生活における運動不足の解消方法の一つとして有効である。ところで、ハイキングや登山は、複数人でパーティを組んで行うことが普通である。そのため、パーティを構成する複数のメンバーは、同じ行程を同じ速度で歩くことが前提となる。しかし、パーティの中の各メンバーは、それぞれに、体力、経験、体調、携行する装備の重量などが異なり、同じ行程でも、大きな疲労感を感じる人、物足りないと感じる人など、各メンバーで負荷の度合いに差が生じる。したがって、ハイキングや登山においては、メンバー間の健康状態に不均衡が生じる可能性がある。これでは、パーティを組んでハイキングや登山を行うことの意義が無くなる。   As described above, hiking and mountain climbing on holidays are effective as a method for resolving lack of exercise in daily life. By the way, hiking and mountain climbing are usually performed in a party with a plurality of people. Therefore, it is assumed that a plurality of members making up the party walk the same journey at the same speed. However, each member in the party has different physical strength, experience, physical condition, weight of equipment to carry, etc., and even in the same process, people who feel great fatigue, those who feel unsatisfactory, etc. There is a difference in degree. Therefore, when hiking or climbing, there may be an imbalance in the health status among members. This eliminates the significance of hiking and climbing in a party.

そこで、本発明は、ハイキングや登山において、パーティを構成する各メンバーがそれぞれ同じような負荷を感じるようにするための指標となる情報を心拍数から生成して表示する生体情報測定装置を提供することを目的としている。なお、その他の目的については以下で明らかにする。   Therefore, the present invention provides a biological information measuring device that generates and displays information that serves as an index for allowing members of a party to feel the same load during hiking and mountain climbing from a heart rate. The purpose is that. Other purposes will be clarified below.

上記目的を達成するための主たる発明は、利用者の身体に装着されて、当該利用者の生体情報を測定して、酸素摂取量を推定する生体情報測定装置であって、
利用者の拍動に相当する信号成分を含んだ脈波信号を測定する脈波測定部と、
利用者の身体的特徴に関わる身体情報を記憶する記憶部と、
前記脈波信号に基づいて心拍数を計算する心拍数計算部と、
上記身体情報に基づいて相対心拍数と相対酸素摂取量との関係を示す回帰式情報を生成する回帰式生成部と、
前記回帰式情報と前記心拍数計算部により計算された心拍数HRaとに基づいて、当該心拍数HRaに対応する自己の相対酸素摂取量%VO2aを計算する相対酸素摂取量計算部と、
他者の相対酸素摂取量%VO2bを取得して、前記自己の相対酸素摂取量%VO2aとの平均値%VO2taを目標相対酸素摂取量として計算するとともに、当該目標相対酸素摂取量%VO2taと前記自己の相対酸素摂取量%VO2aとの差分Δ%VO2aを計算する目標値計算部と、
前記差分Δ%VO2aを付帯するディスプレイに表示出力する目標値表示部とを備えたことを特徴としている。
A main invention for achieving the above object is a biological information measuring device that is worn on a user's body, measures the biological information of the user, and estimates an oxygen intake amount.
A pulse wave measurement unit for measuring a pulse wave signal including a signal component corresponding to a user's pulsation;
A storage unit for storing physical information related to the physical characteristics of the user;
A heart rate calculator for calculating a heart rate based on the pulse wave signal;
A regression equation generating unit that generates regression equation information indicating the relationship between the relative heart rate and the relative oxygen intake based on the physical information;
A relative oxygen intake calculation unit that calculates a relative oxygen intake% VO 2 a of the self corresponding to the heart rate HRa based on the regression equation information and the heart rate HRa calculated by the heart rate calculation unit;
The other person's relative oxygen intake% VO 2 b is obtained, the average value% VO 2 ta of the self relative oxygen intake% VO 2 a is calculated as the target relative oxygen intake, and the target relative oxygen A target value calculation unit for calculating a difference Δ% VO 2 a between the intake amount VO 2 ta and the relative oxygen intake amount VO 2 a of the self;
And a target value display unit for displaying the difference Δ% VO 2 a on a display attached thereto.

本発明の実施形態に係る生体情報測定装置を前面から見たときの外観図である。It is an external view when the biological information measuring device concerning the embodiment of the present invention is seen from the front. 上記生体情報測定装置を背面から見たときの外観図(A)と、側面から見たときの外観図(B)である。They are the external view (A) when the said biological information measuring device is seen from the back, and the external view (B) when it sees from the side. 上記生体情報測定装置が備える脈波センサーの構造図である。It is a structural diagram of a pulse wave sensor provided in the biological information measuring device. 上記生体情報測定装置の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the said biological information measuring device. 相対心拍数と相対酸素摂取量との関係である回帰式情報についての説明図である。It is explanatory drawing about the regression type information which is the relationship between a relative heart rate and a relative oxygen intake. 同じ行程で歩行するAとBの二人の回帰式情報を示す図である。It is a figure which shows the regression type information of two people of A and B who walk on the same process. 上記生体測定装置における情報処理の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of the information processing in the said biometric apparatus. 上記AとBが目標とすべき相対酸素摂取量の推定原理を示す図である。It is a figure which shows the estimation principle of the relative oxygen uptake which A and B should aim at.

===本発明の実施例の特徴===
パーティでのハイキングや登山(以下、便宜上「トレッキング」と総称する。)において、パーティのメンバー全員が感じる負荷を同程度にさせるための何らかの情報を提示できれば、メンバー間の健康状態を均等に維持、増進させることができると考えた。また、体力がない登山者のパーティからの離脱を抑止し、体力不足による無理な登山による怪我などの危険性を低減することにも寄与できると考えた。
しかし、パーティでのトレッキングでは、全メンバーが、同じ距離を、ほぼ同じ歩速で、同じ時間歩くことになり、運動強度を各メンバーで変えることができない。
=== Characteristics of Embodiments of the Invention ===
In a party hike or climb (hereinafter referred to as “trekking” for convenience), if you can provide some information to make all the party members feel at the same level, maintain a healthy health condition among the members. I thought it could be improved. In addition, we thought that it was possible to prevent the climbers who had no physical strength from leaving the party, and to reduce the risk of injuries caused by excessive climbing due to insufficient physical strength.
However, in trekking at a party, all members walk at the same distance at the same walking speed for the same time, and the exercise intensity cannot be changed by each member.

ここで、観点を変え、メンバー間で運動強度がほぼ同じなら、単位時間、単位重量あたりの体積で表現される酸素摂取量がほぼ同じであり、その酸素摂取量に重量を乗算したエネルギー消費量の差がメンバー間での負荷の度合いの差となることに着目した。そして、携行する荷物の当初の重量(装備重量)を再配分し、各メンバーが感じる負荷を同程度にしようと考えた。もちろん、その重量の再配分に際しては、感じる負荷を客観的な数値にするとともに、その負荷の差を、装備重量の差に換算することが必要となる。本発明はこのような要求に応えるために創作されたものであり、本発明の実施例は、上記主たる発明に対応する実施例における特徴の他に、以下の特徴を備えている。   Here, if the exercise intensity is almost the same between members, the oxygen intake expressed by the volume per unit time and unit weight is almost the same, and the energy consumption by multiplying the oxygen intake by the weight We paid attention to the difference in the load between the members. He then redistributed the initial weight (equipment weight) of the baggage he was carrying and thought to make the load felt by each member the same. Of course, when the weight is redistributed, it is necessary to make the sensed load an objective numerical value and to convert the difference in load into the difference in equipment weight. The present invention was created to meet such a demand, and the embodiment of the present invention has the following features in addition to the features in the embodiments corresponding to the main invention.

前記記憶部は、前記利用者が携行する装備の重量waを記憶し、
心拍数HRaと前記回帰式情報とに基づいて、酸素素摂取量VO2aを計算するとともに、前記目標相対酸素摂取量%VO2taと前記回帰式情報とに基づいて、目標酸素摂取量VO2taを計算する酸素摂取量推定部と、
前記目標値計算部により計算された前記差分Δ%VO2aと、前記酸素摂取量VO2aと、前記目標酸素摂取量VO2taと、前記身体情報と、前記装備の重量waとに基づいて、装備重量に対して増減すべき重量Δwaを計算する重量配分計算部とを備え、
前記目標値表示部は、当該増減すべき重量Δwaを前記ディスプレイに表示すること。
The storage unit stores a weight wa of equipment carried by the user,
Based on the heart rate HRa and the regression information, the oxygen intake VO 2 a is calculated, and the target oxygen intake VO 2 is calculated based on the target relative oxygen intake% VO 2 ta and the regression information. 2 an oxygen intake estimation unit for calculating 2 ta;
Based on the difference Δ% VO 2 a calculated by the target value calculation unit, the oxygen intake VO 2 a, the target oxygen intake VO 2 ta, the physical information, and the weight wa of the equipment. A weight distribution calculation unit for calculating a weight Δwa that should be increased or decreased with respect to the equipment weight,
The target value display unit displays the weight Δwa to be increased or decreased on the display.

前記記憶部は、前記利用者以外の他者の身体情報と装備の重量wbとを記憶し、
前記回帰式情報生成部は、前記他者の身体情報に基づいて当該他者の前記回帰式情報を生成し、
前記相対酸素摂取量計算部は、他者の心拍数HRbを入力して、当該他者の心拍数HRbと前記他者の回帰式情報とに基づいて、当該他者の心拍数HRbに対応する他者の相対酸素摂取量%VO2bを計算し、
前記目標値計算部は、前記目標相対酸素摂取量%VO2taと前記他者の相対酸素摂取量%VO2bとの差分Δ%VO2bを計算し、
前記重量配分計算部は、前記目標値計算部により計算された前記差分Δ%VO2bと、前記他者の身体情報と、前記他者の装備の重量wbとに基づいて、当該装備重量wbに対する他者の増減すべき重量Δwbと、前記利用者と前記他者のそれぞれについての前記増減すべき重量Δwの絶対値の平均値Δwaveとを計算し、
前記目標値表示部は、少なくとも、前記他者の増減すべき重量Δwbと前記平均値Δwaveいずれかを前記ディスプレイに表示すること。
The storage unit stores physical information of other persons other than the user and weight wb of equipment,
The regression equation information generation unit generates the regression equation information of the other person based on the physical information of the other person,
The relative oxygen intake calculation unit inputs the heart rate HRb of the other person and corresponds to the heart rate HRb of the other person based on the heart rate HRb of the other person and the regression equation information of the other person. Calculate the relative oxygen uptake% VO 2 b of others
The target value calculation unit calculates a difference Δ% VO 2 b between the target relative oxygen intake% VO 2 ta and the relative oxygen intake% VO 2 b of the other person,
Based on the difference Δ% VO 2 b calculated by the target value calculation unit, the physical information of the other person, and the weight wb of the other person's equipment, the weight distribution calculation unit A weight Δwb to be increased / decreased by another person and an average value Δw ave of an absolute value of the weight Δw to be increased / decreased for each of the user and the other person,
The target value display unit displays at least one of the weight Δwb and the average value Δw ave of the other person to be increased or decreased on the display.

人体の体動に伴う体動信号を測定する体動信号測定部と
前記体動信号に基づいて、利用者が休憩状態にあるか否かを判断する休憩検出部と、
前記目標値計算部は、前記休憩検出部により、利用者が休憩中にあると判断されると、前記差分Δ%VO2aを計算する際に、当該休憩の開始直前における心拍数HRaを採用すること。
A body motion signal measuring unit that measures a body motion signal associated with body motion of the human body, and a rest detection unit that determines whether the user is in a rest state based on the body motion signal;
The target value calculation unit adopts the heart rate HRa immediately before the start of the break when calculating the difference Δ% VO 2 a when the break detection unit determines that the user is in a break. To do.

他の生体情報測定装置と無線信号により通信する通信部を備え、
前記記憶部は、前記利用者以外の他者の身体情報と他者の装備の重量とを前記通信部を受け取って前記記憶部に記憶し、
前記相対酸素摂取量計算部は、前記信部を介して前記他者の心拍数を入力すること。
A communication unit that communicates with other biological information measurement devices by radio signals,
The storage unit receives the communication unit and the physical information of the other person other than the user and the weight of the other person's equipment, stores the communication unit in the storage unit,
The relative oxygen intake calculation unit inputs the heart rate of the other person via the liaison unit.

===本発明の実施形態===
本発明の具体的な実施形態として、腕時計型の生体情報測定装置(以下、測定装置)を挙げる。この測定装置は、例えば、トレッキングのパーティにおいて、荷物を分担し合えるメンバーがそれぞれ装着し、これを装着している人(以下、利用者、あるいは装着者)の脈波をセンサーを用いて電気信号(脈波信号)に変換してその脈波信号を解析するとともに、ユーザー入力により装着者の身体情報を受け付け、脈波信号の解析結果と身体情報とに基づいて,トレッキング中の負荷を推定し、最終的には、パーティのメンバー間で荷物を再配分する際の装備重量の過不足分を提示する重量分配機能を備えている。
=== Embodiment of the Invention ===
As a specific embodiment of the present invention, a wristwatch-type biological information measuring device (hereinafter, measuring device) is given. This measuring device is, for example, installed at a trekking party by members who can share luggage, and the pulse wave of the person wearing the baggage (hereinafter referred to as the user or the wearer) is detected using an electrical signal. (Pulse wave signal) is converted into a pulse wave signal, and the physical information of the wearer is received by user input, and the load during trekking is estimated based on the analysis result of the pulse wave signal and the physical information. Finally, it is equipped with a weight distribution function that presents the excess or deficiency of equipment weight when redistributing luggage among party members.

<構造>
図1に当該測定装置1の外観図を示した。この測定装置1は、一般的なデジタル腕時計と同様の外観を有し、人の手首に装着するためのリストバンド2を備え、ケース3の前面には時刻、この装置の動作状態、および各種生体情報(脈拍数、カロリー消費量など)を文字や数字、あるいはアイコンによって表示するための液晶表示器(LCD)4が配置されている。また、ケース3の周囲やケース3前面のフレーム部分にはこの測定装置を操作するための各種ボタン5が配設されている。また、この測定装置は、内蔵する二次電池を電源として動作し、ケース3の側面には、外部の充電器と接続されて、内蔵二次電池を充電するための充電端子6が配設されている。
<Structure>
FIG. 1 shows an external view of the measuring apparatus 1. This measuring device 1 has an appearance similar to that of a general digital wristwatch, and includes a wristband 2 for wearing on a wrist of a person. A time, an operating state of the device, and various living bodies are provided on the front surface of a case 3. A liquid crystal display (LCD) 4 for displaying information (pulse rate, calorie consumption, etc.) by letters, numbers, or icons is arranged. Various buttons 5 for operating the measuring device are disposed around the case 3 and on the frame portion on the front surface of the case 3. In addition, this measuring device operates using a built-in secondary battery as a power source, and a charging terminal 6 for charging the built-in secondary battery connected to an external charger is disposed on the side of the case 3. ing.

図2(A)に、測定装置1を後面、すなわちケース3の背面から見たときの外観図を示した。また、図2(B)に利用者の腕100に装着された状態の測定装置1の側面を示した。ケース3の背面には、利用者の脈波を検出して脈波信号を出力するための脈波センサー10が配設されている。この脈波センサー10は、ケース3の背面に接触している利用者の手首100にて脈波を検出する。本実施形態では、脈波を光学的に検出するための構成を備えている。   FIG. 2A shows an external view of the measuring device 1 when viewed from the rear surface, that is, the back surface of the case 3. Further, FIG. 2B shows a side view of the measuring apparatus 1 mounted on the user's arm 100. A pulse wave sensor 10 for detecting a user's pulse wave and outputting a pulse wave signal is disposed on the back surface of the case 3. The pulse wave sensor 10 detects a pulse wave at the user's wrist 100 that is in contact with the back surface of the case 3. In the present embodiment, a configuration for optically detecting a pulse wave is provided.

図3は、脈波センサー10の内部構造をケース3の側面から見たときの拡大図である。ケース3の背面側に円形底面を有する半球状の収納空間内に、LEDなどの光源12と、フォトトランジスタなどの受光素子13とが内蔵されている。半球の内面は鏡面11であり、半球の底面側を下方とすると、受光素子13と光源12は、基板14の上面と下面にそれぞれ実装されている。   FIG. 3 is an enlarged view when the internal structure of the pulse wave sensor 10 is viewed from the side surface of the case 3. A light source 12 such as an LED and a light receiving element 13 such as a phototransistor are incorporated in a hemispherical storage space having a circular bottom surface on the back side of the case 3. The inner surface of the hemisphere is a mirror surface 11, and the light receiving element 13 and the light source 12 are respectively mounted on the upper surface and the lower surface of the substrate 14 when the bottom surface side of the hemisphere is downward.

光源12により、利用者の手首100の皮膚101に向けて光Leが照射されると、その照射光Leが皮下の血管102に反射して半球内に反射光Lrとして戻ってくる。その反射光Lrは、半球状の鏡面11にてさらに反射して、受光素子13に上方から入射する。   When the light source 12 emits light Le toward the skin 101 of the user's wrist 100, the irradiated light Le is reflected by the subcutaneous blood vessel 102 and returns to the hemisphere as reflected light Lr. The reflected light Lr is further reflected by the hemispherical mirror surface 11 and enters the light receiving element 13 from above.

この血管102からの反射光Lrは、血液中のヘモグロビンの吸光作用により、血流の変動を反映してその強度が変動する。脈波センサー10は、拍動よりも早い周期で光源12を所定の周期で点滅させ、受光素子13は、光源12の点灯機会ごとに受光強度に応じた脈波信号を光電変換によって出力する。なお、本実施形態では、128Hzの周波数で光源12を点滅させている。   The intensity of the reflected light Lr from the blood vessel 102 changes due to the light absorption action of hemoglobin in the blood, reflecting the change in blood flow. The pulse wave sensor 10 causes the light source 12 to blink at a predetermined cycle earlier than the pulsation, and the light receiving element 13 outputs a pulse wave signal corresponding to the received light intensity by photoelectric conversion for every lighting opportunity of the light source 12. In the present embodiment, the light source 12 is blinked at a frequency of 128 Hz.

<機能ブロック構成>
図4に上記測定装置1の機能ブロック構成を示した。測定装置1のードウエア構成は、時刻やタイマーなどの計時に関わる機能と、拍動、体動、体温などの生体情報を測定する機能とを備えたコンピューターである。測定装置1は、CPU20、RAM21、ROM22からなるコンピューター本体を制御部とし、外部記憶としてフラッシュメモリー23を備えている。そして、CPU20を動作させるための基準クロックを生成するための発振回路24と、その基準クロックから計時用のクロックを生成する分周回路25を備えている。
<Functional block configuration>
FIG. 4 shows a functional block configuration of the measuring apparatus 1. The hardware configuration of the measuring device 1 is a computer having a function related to timekeeping such as time and a timer and a function of measuring biological information such as pulsation, body movement, and body temperature. The measuring apparatus 1 includes a computer body including a CPU 20, a RAM 21, and a ROM 22 as a control unit, and includes a flash memory 23 as an external storage. An oscillation circuit 24 for generating a reference clock for operating the CPU 20 and a frequency dividing circuit 25 for generating a clock for clocking from the reference clock are provided.

ユーザーインターフェイスに関わる構成としては、CPU20からの指示に従って情報をLCD4に表示するための表示部26、圧電振動子27などを用いてアラーム音や振動を出力するための警報部28、操作ボタン5に対する操作状態を記述する操作データを生成してCPU20に入力するための入力部29を備えている。   As a configuration related to the user interface, a display unit 26 for displaying information on the LCD 4 according to an instruction from the CPU 20, an alarm unit 28 for outputting an alarm sound or vibration using a piezoelectric vibrator 27, and the operation buttons 5 are provided. An input unit 29 for generating operation data describing the operation state and inputting it to the CPU 20 is provided.

また、測定装置1は、生体情報を測定するための構成として、各種センサー(10,31)を備えている。脈波センサー10は、上述したように、LEDなどの光源12と受光素子13を主体にして構成されている。体動センサー31は、3軸の加速度センサーであり、3軸方向のそれぞれの加速度に応じて3系統の体動信号を出力する。なお3軸方向は、例えば、図1に示したように、ケース3前面の法線方向(紙面奥から手前方向)をZ軸、時計の6時から12に向かう方向をY軸、そして、これら2軸と直交する方向をX軸、などとすることができる。この場合、X軸は、測定装置1を装着した状態で、肘から手首に向かう方向とほぼ一致する。   Moreover, the measuring apparatus 1 is provided with various sensors (10, 31) as a structure for measuring biological information. As described above, the pulse wave sensor 10 is mainly composed of a light source 12 such as an LED and a light receiving element 13. The body motion sensor 31 is a three-axis acceleration sensor, and outputs three systems of body motion signals according to the respective accelerations in the three-axis directions. For example, as shown in FIG. 1, the normal direction of the front surface of the case 3 (from the back to the front of the paper) is the Z axis, and the direction from 6 o'clock to 12 is the Y axis. The direction orthogonal to the two axes can be the X axis. In this case, the X axis substantially coincides with the direction from the elbow to the wrist with the measuring device 1 attached.

また、脈波センサー10からの脈波信号、体動センサー31からの体動信号をそれぞれ増幅する脈波信号増幅回路32、および体動信号増幅回路33と、それぞれの増幅回路(32,33)を経て増幅された脈波信号と体動信号を所定のサンプリング周期ごとに個別にサンプリングして数値化し、それぞれの信号を脈波データ、および体動データに変換するA/D変換回路34を備えている。本実施形態では、16Hzのサンプリング周波数で各信号をA/D変換している。   The pulse wave signal amplifying circuit 32 and the body motion signal amplifying circuit 33 for amplifying the pulse wave signal from the pulse wave sensor 10 and the body motion signal from the body motion sensor 31, respectively, and the amplifier circuits (32, 33). An A / D conversion circuit 34 for individually sampling and digitizing the pulse wave signal and the body motion signal amplified through the predetermined sampling period and converting them into pulse wave data and body motion data is provided. ing. In this embodiment, each signal is A / D converted at a sampling frequency of 16 Hz.

脈波形整形回路35、および体動波形整形回路36は、脈波信号増幅回路32、および体動信号増幅回路33を経て増幅された脈波信号、および体動信号を、それぞれに所定の閾値との比較に基づいて2値化する。CPU20は、これらの波形整形回路(35,36)からの入力信号に基づいて脈波あるいは体動の有無を検出する。   The pulse waveform shaping circuit 35 and the body motion waveform shaping circuit 36 respectively use the pulse wave signal and the body motion signal amplified through the pulse wave signal amplification circuit 32 and the body motion signal amplification circuit 33 as a predetermined threshold value. Based on the comparison, binarization is performed. The CPU 20 detects the presence or absence of a pulse wave or body movement based on the input signals from these waveform shaping circuits (35, 36).

なお、心拍数測定部41、回帰式生成部42、相対酸素摂取量計算部43、目標値計算部44、酸素摂取量推定部45、荷物配分計算部46は、CPU20がROM22などに格納されたプログラムを実行することで実現される機能ブロック構成であり、本実施形態では、個別のハードウエアとしては存在していない。もちろん、これらの構成(41〜46)は、DSPなどに置換することも可能である。   Note that the heart rate measuring unit 41, the regression equation generating unit 42, the relative oxygen intake calculating unit 43, the target value calculating unit 44, the oxygen intake estimating unit 45, and the load distribution calculating unit 46 are stored in the ROM 22 or the like of the CPU 20. This is a functional block configuration realized by executing a program, and does not exist as individual hardware in this embodiment. Of course, these configurations (41 to 46) can be replaced with a DSP or the like.

通信部50は、パーソナルコンピューターなどの外部の情報処理装置とCPU20とのデータ通信に関わる情報処理を行う。CPU20は、この通信部50を介して情報処理装置に各種データを転送したり、情報処理装置から各種データを受け取ったりする。なお、通信部50と外部の情報処理装置とは、所定の通信規格に準拠したケーブルを介して直接接続される形態もあり得るし、クレイドルと呼ばれる充電器と兼用の中間装置を介して接続される形態もあり得る。無線信号により通信する形態も考えられる。ケーブル接続の場合は、ケース3の外面にケーブルと接続するためのコネクターを設けておけばよい。無線通信の場合は、情報処理装置側にその無線通信用のインターフェイスがあればよい。   The communication unit 50 performs information processing related to data communication between an external information processing apparatus such as a personal computer and the CPU 20. The CPU 20 transfers various data to the information processing apparatus via the communication unit 50 and receives various data from the information processing apparatus. Note that the communication unit 50 and the external information processing apparatus may be directly connected via a cable conforming to a predetermined communication standard, or may be connected via an intermediate device that is also used as a charger called a cradle. There may be a form. A form in which communication is performed using a radio signal is also conceivable. In the case of cable connection, a connector for connecting to the cable may be provided on the outer surface of the case 3. In the case of wireless communication, it is only necessary that the information processing apparatus has an interface for wireless communication.

本実施形態では、通信部50は、クレイドルを介して情報処理装置と通信する形態を採用している。そして、通信部50とクレイドルとは無線信号により通信し、クレイドルと情報処理装置とが有線接続されて通信するように構成されている。それによって、情報処理装置には、特殊な無線通信インターフェイスが不要となり、測定装置1には、コネクターが不要となる。   In the present embodiment, the communication unit 50 employs a form that communicates with the information processing apparatus via a cradle. The communication unit 50 and the cradle communicate with each other by a radio signal, and the cradle and the information processing apparatus are configured to communicate with each other through a wired connection. As a result, the information processing apparatus does not require a special wireless communication interface, and the measuring apparatus 1 does not require a connector.

具体的には、クレイドルは、測定装置1を着脱自在に装着可能な形状をなし、装着状態にある測定装置と無線信号により測定装置1の通信部50と通信するための構成と、情報処理装置とUSBなどの汎用の通信規格に準じたプロトコルで通信するための構成とを備え、測定装置1と情報処理装置の双方との通信において送受信されるプロトコルの異なる信号を解釈して相互変換する。それによって、CPU20は、通信部50を介して情報処理装置とのデータ通信が可能となる。   Specifically, the cradle has a shape that allows the measuring device 1 to be detachably mounted, and a configuration for communicating with the communication device 50 of the measuring device 1 by a wireless signal with the measuring device in the mounted state, and an information processing device And a configuration for communicating with a protocol in accordance with a general-purpose communication standard such as USB, and interprets and mutually converts signals having different protocols transmitted and received in communication between both the measuring apparatus 1 and the information processing apparatus. Thereby, the CPU 20 can perform data communication with the information processing apparatus via the communication unit 50.

そして、以上の測定装置1の構成により、CPU20は、入力部29からの操作データに従ってROM22に記憶されている所定のプログラムを実行するとともに、その実行結果やA/D変換回路34からのデータなどをRAM21に書込んだり、その書き込んだデータをRAM21から読み出したりする。また、表示部26を制御して情報処理の実行結果、測定装置1の動作状態、あるいは時刻などをLCD4に表示させたり、警報部28を制御して音声や振動による信号を出力したりする。   With the above-described configuration of the measuring apparatus 1, the CPU 20 executes a predetermined program stored in the ROM 22 in accordance with operation data from the input unit 29, and the execution result, data from the A / D conversion circuit 34, etc. Is written into the RAM 21 and the written data is read out from the RAM 21. Further, the display unit 26 is controlled to display the execution result of information processing, the operation state of the measuring apparatus 1 or the time on the LCD 4, and the alarm unit 28 is controlled to output a signal by voice or vibration.

===測定装置の基本機能===
上記構成を備えた本実施形態に係る測定装置1の主要な機能は、脈波センサー10からの脈波信号に基づいて心拍数を常時測定し、その測定結果に基づいて、酸素摂取量を推定することにある。そして、トレッキング時にパーティのメンバー間で、相互の体力差に見合うように荷物を重量配分するための指標となる情報を、推定した酸素摂取量に基づいて計算する。以下では、まず、測定装置1の基本機能である、心拍数の測定機能と酸素摂取量の推定機能とについて、その動作や情報処理の内容を説明する。
=== Basic functions of measuring device ===
The main function of the measurement apparatus 1 according to the present embodiment having the above-described configuration is to constantly measure the heart rate based on the pulse wave signal from the pulse wave sensor 10 and estimate the oxygen intake based on the measurement result. There is to do. Then, based on the estimated oxygen intake, information serving as an index for distributing the weight of the luggage so as to match the physical strength difference between the party members during trekking is calculated. Below, the operation | movement and the content of information processing are first demonstrated about the measurement function of the heart rate which is the basic function of the measuring apparatus 1, and the estimation function of oxygen uptake.

<心拍数の測定>
測定装置1の装着者に歩行などの体動がある場合、脈波センサー10が出力する脈波信号は、体動の影響により乱れた血流の変動を反映している。そこで、CPU20は、心拍数測定部41により、脈波データから体動に相関するノイズ成分を除去して拍動信号のみを抽出するともに、拍動信号の周波数(あるいは周期)に基づいて心拍数を計算する。具体的には、FIRフィルターなどによって構成されるデジタルフィルターを適用フィルターとして生成し、その適用フィルター用いてノイズを含んだ脈波信号から拍動信号を抽出する。そして、抽出した拍動信号のデータをFFT解析することにより拍動の周波数(あるいは周期)を特定し、その特定された周波数や周期に基づいて1分間あたりの拍動、すなわち心拍数を計算する。
<Measurement of heart rate>
When the wearer of the measuring apparatus 1 has body movement such as walking, the pulse wave signal output from the pulse wave sensor 10 reflects fluctuations in blood flow disturbed by the influence of body movement. Therefore, the CPU 20 uses the heart rate measuring unit 41 to remove noise components correlated with body movements from the pulse wave data and extract only the pulsation signal, and also based on the frequency (or period) of the pulsation signal. Calculate Specifically, a digital filter constituted by an FIR filter or the like is generated as an applied filter, and a pulsation signal is extracted from a pulse wave signal including noise using the applied filter. Then, the frequency (or period) of the beat is specified by performing FFT analysis on the extracted beat signal data, and the beat per minute, that is, the heart rate is calculated based on the specified frequency or period. .

なお、安静時など体動が極めて少ない場合、脈波信号の波形は、ほぼ正確に心拍に応じたピークを示す。このような場合には、そのピークの出現間隔が拍動周期となり、上記のフィルタリング処理やFFT解析をしなくても心拍数を測定することができる。すなわち、トレッキングに際し、歩行を停止した状態で測定装置1に心拍数に基づく酸素摂取量を推定させることを前提とすれば、体動データ処理に関わる構成や情報処理は不要となる。   When body movement is extremely small, such as at rest, the waveform of the pulse wave signal shows a peak corresponding to the heartbeat almost accurately. In such a case, the peak appearance interval becomes the pulsation cycle, and the heart rate can be measured without performing the above filtering process or FFT analysis. In other words, when trekking is performed, if it is assumed that the measuring apparatus 1 estimates the oxygen intake based on the heart rate while walking is stopped, the configuration and information processing related to body motion data processing are not necessary.

<酸素摂取量の推定>
図5は、酸素摂取量の推定原理の一例を示す図である。フラッシュメモリー23などには、心拍数HRと酸素摂取量VO2との対応関係(回帰式)を記述するデータ(回帰式情報)が記憶されている。本実施形態に係る測定装置1では、図5に示したように、心拍数HRと酸素摂取量VO2を、それぞれ、相対心拍数%HRと相対酸素摂取量%VO2という数値で扱っている。当該図5に示したグラフ110の横軸111である相対心拍数%HRは、安静時の心拍数HRrestを0%とし、最大心拍数HRmaxを100%としたときに実際の心拍数HRの割合であり、以下の式(2)によって求められる。
%HR=(HR−HRrest)/(HRmax−HRrest)×100[%]…(1)
<Estimation of oxygen intake>
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the principle of estimating the oxygen intake. The flash memory 23 or the like stores data (regression formula information) that describes the correspondence (regression formula) between the heart rate HR and the oxygen intake VO 2 . In the measuring apparatus 1 according to the present embodiment, as shown in FIG. 5, the heart rate HR and the oxygen intake VO 2 are handled as numerical values of a relative heart rate% HR and a relative oxygen intake% VO 2 , respectively. . The relative heart rate% HR, which is the horizontal axis 111 of the graph 110 shown in FIG. 5, is the actual heart rate HR when the resting heart rate HR rest is 0% and the maximum heart rate HRmax is 100%. It is a ratio and is calculated | required by the following formula | equation (2).
% HR = (HR-HR rest ) / (HR max -HR rest) × 100 [%] ... (1)

一方、グラフ110の縦軸112となる相対酸素摂取量%VO2は、利用者の安静時の酸素摂取量VO2restを0%とし、同じ利用者の最大酸素摂取量VO2maxを100%としたときに対する実際の酸素摂取量VO2の割合であり、以下の式(2)によって求められる。
%VO2=(VO2−VO2rest)/(VO2max−VO2rest)×100[%]…(2)
On the other hand, the relative oxygen intake% VO 2 on the vertical axis 112 of the graph 110 is defined such that the resting oxygen intake VO 2rest of the user is 0% and the maximum oxygen intake VO 2max of the same user is 100%. It is the ratio of the actual oxygen intake VO 2 with respect to time, and is obtained by the following equation (2).
% VO 2 = (VO 2 −VO 2rest ) / (VO 2max −VO 2rest ) × 100 [%] (2)

なお、上記式(1)(2)において、安静時の心拍数HRrest、最大心拍数HRmax、安静時の酸素摂取量VO2rest、最大酸素摂取量VO2maxは、ACSM(American College of Sports Medicine )が提唱する推定法に従って、利用者の身体的特徴を示す身体情報(身長T、体重W、年齢Age、性別)から求めることができる。具体的には、ACSMでは、HRmaxを220から年齢Ageを減算した値とし、HRrestとVO2maxについては、以下の表1に示した対応関係を採用することを推奨している。

Figure 2014166559
In the above formulas (1) and (2), the resting heart rate HR rest , the maximum heart rate HR max , the resting oxygen uptake VO 2rest , and the maximum oxygen uptake VO 2max are ACSM (American College of Sports Medicine). ) Can be obtained from physical information (height T, weight W, age Age, sex) indicating the physical characteristics of the user. Specifically, ACSM recommends that HR max be a value obtained by subtracting age Age from 220, and that the correspondence shown in Table 1 below be adopted for HR rest and VO 2max .
Figure 2014166559

また、VO2restは、周知のハリス・ベネディクト方程式に従って計算している。
当該方程式について、男性(M)用を以下の式(3)に、女性(F)用を以下の式(4)に示した。
VO2rest(M)=66.47+(13.75×W)
+(5.0×T)−(6.76×Age)…(3)
VO2rest(F)=66.51+(9.56×W)
+(1.85×T)−(4.68×Age)…(4)
VO 2rest is calculated according to the well-known Harris-Benedict equation.
About the said equation, the thing for men (M) was shown in the following formula | equation (3), and the thing for women (F) was shown in the following formula | equation (4).
VO 2rest (M) = 66.47 + (13.75 × W)
+ (5.0 × T) − (6.76 × Age) (3)
VO 2rest (F) = 66.51 + (9.56 × W)
+ (1.85 × T) − (4.68 × Age) (4)

なお、表1に示したテーブルは、ROM22などに格納されている。また、身体情報については、ユーザー入力により取得する。利用者は、測定装置1を操作し、自身の身体情報として、身長T(m)、体重W(Kg)、年齢Age、性別を入力する。また、装備重量w(Kg)も入力しておく。CPU20は、入力部29から身体情報と装備重量の情報とを受け取り、フラッシュメモリー23などの適宜な記憶領域に記憶する。そして、CPU20は、回帰式生成部42により、入力された身体情報と上記表1に示したテーブルとに基づいてHRrestとVO2max特定し、回帰式情報を生成する。 The table shown in Table 1 is stored in the ROM 22 or the like. Physical information is acquired by user input. The user operates the measuring apparatus 1 and inputs height T (m), weight W (Kg), age Age, and sex as his / her physical information. The equipment weight w (Kg) is also input. The CPU 20 receives physical information and equipment weight information from the input unit 29 and stores them in an appropriate storage area such as the flash memory 23. And CPU20 specifies HR rest and VO2max based on the input physical information and the table shown in the said Table 1 by the regression equation production | generation part 42, and produces | generates regression equation information.

なお、年齢Ageについては、ユーザー入力された生年月日から算出するとともに、CPU20の計時に関わる基本機能であるカレンダー機能によって毎年自動更新されるようにしておいてもよい。また、身体情報の入力方法としては、通信部50を介して通信可能に接続されている外部の情報処理装置を用いることもできる。この場合は、情報処理装置に、身体情報のユーザー入力を受け付けて、その身体情報を測定装置1に転送するためのプログラムをインストールしておけばよい。   The age Age may be calculated from the date of birth input by the user, and may be automatically updated every year by a calendar function that is a basic function related to timekeeping by the CPU 20. Moreover, as an input method of physical information, an external information processing apparatus connected to be communicable via the communication unit 50 can also be used. In this case, a program for accepting user input of physical information and transferring the physical information to the measuring device 1 may be installed in the information processing apparatus.

以上より、相対心拍数%HRと、相対酸素摂取量%VO2とによって表現された回帰式では、図5に示した直線(回帰直線)130のように、%HR=%VO2の関係となる。CPU20は、相対酸素摂取量計算部43により、測定した心拍数HRを式(1)に代入して相対心拍数%HR=相対酸素摂取量%VO2を求め、酸素摂取量推定部45がこの相対酸素摂取量%VO2を式(2)に代入して酸素摂取量VO2を計算する。 From the above, the relative heart rate% HR, the regression equation is represented by the relative oxygen uptake% VO 2, as a straight line (regression line) 130 shown in FIG. 5,% HR =% and relationship VO 2 Become. CPU20 is the relative oxygen intake quantity calculator 43 calculates the relative heart rate% HR = relative oxygen uptake% VO 2 measured heart rate HR are substituted into equation (1), oxygen uptake quantity estimating section 45 is the By substituting the relative oxygen intake% VO 2 into the formula (2), the oxygen intake VO 2 is calculated.

===本発明の実施例===
測定装置1は、トレッキング時にパーティの各メンバーの腕に装着されて使用され、各メンバーは、自身の測定装置1を操作し、トレッキング中に自身の相対酸素摂取量を計算させるとともに、この自身の相対酸素摂取量と他のメンバーの相対酸素摂取量とに基づいて自身が目標とすべき相対酸素摂取量(目標相対酸素摂取量)を提示させる。最終的には、その目標相対酸素摂取量と、身体情報や装備重量とに基づいて、重量配分の目安などを計算させて表示させる。そして、本発明の実施形態に係る測定装置1は、重量配分の目安やその目安の指標となる情報を表示する重量分配機能に特徴があり、以下では、本発明の実施例として、その重量分配機能に関わる具体的な情報処理や動作の例をいくつか挙げる。
=== Embodiment of the Invention ===
The measuring device 1 is used while being worn on the arm of each member of the party during trekking. Each member operates his / her own measuring device 1 to calculate his / her relative oxygen intake during trekking, and his own device. Based on the relative oxygen intake and the relative oxygen intake of other members, the relative oxygen intake (target relative oxygen intake) that should be targeted is presented. Finally, based on the target relative oxygen intake, physical information, and equipment weight, a weight distribution standard is calculated and displayed. The measuring device 1 according to the embodiment of the present invention is characterized by a weight distribution function that displays a guide for weight distribution and information that serves as an index for the guide. In the following, as an example of the present invention, the weight distribution is described. Here are some examples of specific information processing and operations related to functions.

===第1の実施例===
本発明の第1の実施例として、重量を再配分する際の目安を計算するために最も重要な情報である目標相対酸素摂取量を、自他の相対酸素摂取量から求めるための情報処理や動作を示す。ここでは、具体的に、二人のメンバーAとBを想定し、メンバーAが装着する測定装置1によって、メンバーAに対する目標相対酸素摂取量を推定し、さらにその目標相対酸素摂取量からメンバーAにおける装備重量の過不足分を計算する例を挙げる。
=== First Embodiment ===
As a first embodiment of the present invention, information processing for obtaining a target relative oxygen intake, which is the most important information for calculating a guideline for redistributing weight, from other relative oxygen intakes The operation is shown. Here, specifically, assuming two members A and B, the target relative oxygen intake for the member A is estimated by the measuring device 1 worn by the member A, and the member A is further estimated from the target relative oxygen intake. Here is an example of calculating the excess and deficiency of equipment weight.

表2に、メンバーAおよびBの身体情報、装備重量、身体情報から計算される上記の各パラメーター(HRrest,HRmax,VO2rest,VO2max)を示した。
また、図6(A)(B)に、表2から導き出されるメンバーAとBのそれぞれに対応する回帰式情報を示すグラフ(110a,110b)を示した。なお、表2、および以下の記載では、身体情報や各パラメーターについて、メンバー「A」のものと、メンバー「B」のものとを区別するために、身体情報や装備重量を示す記号や符号(T,W,wなど)、およびパラメーターを示す記号や符号(%HRrest,%HRmax,%VO2rest,%VO2max,HRrest,HRmax,VO2rest,VO2max)の後に「a」または「b」を付記している。

Figure 2014166559
Table 2 shows the parameters (HR rest , HR max , VO 2 rest , VO 2 max ) calculated from the physical information, equipment weight, and physical information of members A and B.
Moreover, the graph (110a, 110b) which shows the regression type information corresponding to each of the members A and B derived | led-out from Table 2 to FIG. 6 (A) (B) was shown. In addition, in Table 2 and the following description, in order to distinguish physical information and parameters from those of member “A” and those of member “B”, symbols and signs indicating physical information and equipment weight ( T, W, w, etc.), and the symbol and sign (% HR rest indicating the parameter,% HR max,% VO2 rest ,% VO2 max, HR rest, HR max, VO2 rest, "a" after the VO2 max) or “B” is appended.
Figure 2014166559

メンバーAとBの測定装置1は、それぞれの心拍数測定部41により、トレッキングの行程中に心拍数HRを測定する。歩行を開始すると、心拍数は、徐々に上昇していき、急激な歩速変化が少ないトレッキングなどでは、歩行時間の経過とともに、心拍数がある一定値内で推移するようになる。もちろん、メンバー間では、心拍数HRや相対心拍数%HRが各人の体力差に応じて異なってくる。   The measuring devices 1 of the members A and B measure the heart rate HR during the trekking process by the respective heart rate measuring units 41. When walking is started, the heart rate gradually increases, and in trekking or the like in which a rapid change in the walking speed is small, the heart rate changes within a certain value as the walking time elapses. Of course, between members, the heart rate HR and the relative heart rate% HR differ according to the physical strength difference of each person.

<目標相対酸素摂取量の計算>
図7に、第1の実施例におけるCPU20による情報処理の流れを示した。メンバーAの測定装置1におけるCPU20は、心拍数測定部41により、脈波信号を測定することで心拍数を計算し、その心拍数の経時変化をフラッシュメモリー23などに記憶していく(s1,s2)。そして、例えば、1分前と現在の心拍数を比較していき、その差が所定の数値範囲内で所定時間継続したことを検出すると、現時点から過去所定時間分の平均の心拍数(以下、心拍数)HRaを随時計算していく(s3→s4)。
<Calculation of target relative oxygen intake>
FIG. 7 shows the flow of information processing by the CPU 20 in the first embodiment. The CPU 20 in the measurement apparatus 1 of the member A calculates a heart rate by measuring the pulse wave signal by the heart rate measuring unit 41, and stores the temporal change of the heart rate in the flash memory 23 or the like (s1, s2). Then, for example, comparing the current heart rate with one minute ago and detecting that the difference has continued for a predetermined time within a predetermined numerical range, the average heart rate (hereinafter, Heart rate) HRa is calculated from time to time (s3 → s4).

まず、パーティが休憩地点に到着したときなど、適宜な時点で、メンバーAは、測定装置1に対して相対酸素摂取量%VO2aを推定させるための所定の操作を行う。CPU20は、相対酸素摂取量計算部43により、その操作時点以前で計算された直近の心拍数HRaを式(1)に代入して相対心拍数(以下、相対心拍数)%HRaを計算し、図6(A)に示した回帰直線130a上の点を特定する(s5→s6)。具体的に、以下の表3に、メンバーAとBのそれぞれの測定装置1にて計算される、酸素摂取量に関わる数値を示した。なお、表3には、後述する装備重量を再配分する際の指標となる差分エネルギー、およびその差分エネルギーに基づいて計算される装備重量の過不足分も含まれている。

Figure 2014166559
First, at an appropriate time such as when the party arrives at a break point, the member A performs a predetermined operation for causing the measuring apparatus 1 to estimate the relative oxygen intake% VO 2 a. The CPU 20 calculates the relative heart rate (hereinafter referred to as relative heart rate)% HRa by substituting the latest heart rate HRa calculated before the operation time into the equation (1) by the relative oxygen intake calculation unit 43, A point on the regression line 130a shown in FIG. 6A is specified (s5 → s6). Specifically, Table 3 below shows numerical values related to the oxygen intake calculated by the measuring devices 1 of the members A and B, respectively. Table 3 also includes differential energy that serves as an index for redistributing equipment weight, which will be described later, and excess / shortage of equipment weight calculated based on the differential energy.
Figure 2014166559

表3に示したように、例えば、メンバーAの平均HRaが131(bpm:拍/min)であるとすると、上記式(1)により、%HRa=54%=%VO2aと計算される。そして、CPU20は、表示部26を制御して、この計算値%HRa(=%VO2a)をLCD4に表示させる(s7)。 As shown in Table 3, for example, if the average HRa of member A is 131 (bpm: beats / min),% HRa = 54% =% VO 2 a is calculated by the above equation (1). . Then, the CPU 20 controls the display unit 26 to display the calculated value% HRa (=% VO 2 a) on the LCD 4 (s7).

同様にしてメンバーBも測定装置1を操作し、メンバーBの相対心拍数%HRbを計算させる。ここでは、メンバーBの心拍数HRbを135(bpm)であり、%HRb=64%と計算され、この数値がメンバーBの相対酸素摂取量%VO2bであり、この相対酸素摂取量%VO2bがメンバーBの測定装置1にて表示出力される。 Similarly, the member B operates the measuring apparatus 1 to calculate the relative heart rate% HRb of the member B. Here, the heart rate HRb of member B is 135 (bpm), calculated as% HRb = 64%, and this value is the relative oxygen intake% VO 2 b of member B, and this relative oxygen intake% VO 2 b is displayed and output by the measuring device 1 of the member B.

つぎに、メンバーAは、所定の操作を行い、メンバーBの測定装置1に表示されている相対酸素摂取量%VO2bの値「64」を自身の測定装置1に入力する。CPU20は、目標値計算部44により、メンバーAの相対酸素摂取量%VO2a=54%と、入力されたメンバーBの相対酸素摂取量%VO2b=64%との平均値%VO2t=59%を計算する(s8→s9)。 Next, the member A performs a predetermined operation and inputs the value “64” of the relative oxygen intake% VO 2 b displayed on the measuring device 1 of the member B to the measuring device 1 of itself. The CPU 20 uses the target value calculation unit 44 to calculate the average value% VO 2 of the relative oxygen intake% VO 2 a = 54% of the member A and the input relative oxygen intake% VO 2 b = 64% of the member B. Calculate t = 59% (s8 → s9).

この値%VO2t=59%は、メンバーAとBの相対酸素摂取量の平均値であり、換言すれば、これがメンバーAとBのトレッキングによる負荷の平均値であり、この値%VO2t=59%が、メンバーAとBの双方がトレッキングによって健康状態を均等に維持、増進するための目標相対酸素摂取量%VO2tとなる。 This value% VO 2 t = 59% is an average value of relative oxygen intake of members A and B, in other words, this is an average value of the load caused by trekking of members A and B, and this value% VO 2 t = 59% is the target relative oxygen intake% VO 2 t for both members A and B to maintain and improve their health condition evenly by trekking.

CPU20は、メンバーBについての相対酸素摂取量%VO2b=64%が入力されると、計算した目標相対酸素摂取量%VO2tを表示出力する(s10)。メンバーAは、先に計算された自身の相対酸素摂取量%VO2a=54%が目標相対酸素摂取量%VO2t=59%よりも小さいことから、メンバーBの装備重量の一部を自身が負担すべきであることを認知することができる。 When the relative oxygen intake% VO 2 b = 64% for the member B is input, the CPU 20 displays and outputs the calculated target relative oxygen intake% VO 2 t (s10). Since member A's relative oxygen intake% VO 2 a = 54% previously calculated is smaller than target relative oxygen intake% VO 2 t = 59%, member A has a part of the equipment weight of member B You can recognize that you should pay.

図8に目標相対酸素摂取量の推定原理を回帰式情報のグラフ130cによって示した。メンバーAとBのそれぞれについて、相対酸素摂取量(%VO2a,%VO2b)に対応する回帰直線上130cの二点(Pa,Pb)の中点Ptが目標相対酸素摂取量%VO2tに対応する。 FIG. 8 shows the estimation principle of the target relative oxygen intake by a graph 130c of regression information. For each of members A and B, the midpoint Pt of two points (Pa, Pb) on the regression line corresponding to the relative oxygen intake (% VO 2 a,% VO 2 b) is the target relative oxygen intake% VO 2 corresponds to t.

<装備重量の過不足分計算>
以上までの情報処理(s1〜s10)では、メンバーAにメンバーBの装備重量の一部を負担すべきことを認知させることができる。つぎに、測定装置1において、その負担すべき重量がどのくらいであるのかを計算するための情報処理について説明する。概略的には、先に求めたメンバーAとBの目標相対酸素摂取量%VO2t=59%を、メンバーAにおける絶対値としての酸素摂取量(目標酸素摂取量)VO2ta(mL/Kg/min)に換算し(s11)、その目標酸素摂取量VO2taと実際の酸素摂取量VO2aとの差分に相当するエネルギー消費量ΔE(mL/min)から装備重量の過不足分を計算してそれを表示する(s13〜s15)、という情報処理の流れとなる。
<Calculation of excess and shortage of equipment weight>
In the information processing (s1 to s10) described above, the member A can be made aware that a part of the equipment weight of the member B should be borne. Next, information processing for calculating how much weight should be borne in the measuring apparatus 1 will be described. Schematically, the target relative oxygen intake% VO 2 t = 59% of the members A and B obtained previously is used as the absolute value of the oxygen intake (target oxygen intake) VO 2 ta (mL / Kg / min) (s11), and the excess or deficiency of the equipment weight from the energy consumption ΔE (mL / min) corresponding to the difference between the target oxygen intake VO 2 ta and the actual oxygen intake VO 2 a Is calculated and displayed (s13 to s15).

まず、メンバーAの測定装置1において、CPU20は、酸素摂取量推定部45により、測定されたメンバーAの心拍数HRa=131(bpm)から求めた相対酸素摂取量(推定相対酸素摂取量)%VO2a=54%を上記式(2)に代入して、表3に示した酸素摂取量の絶対値VO2a=27.9(mL/Kg/min)を求める。また、目標相対酸素摂取量%VO2t=59%から同様にしてメンバーAの目標酸素摂取量VO2at=30.26(mL/Kg/min)を求める。 First, in the measurement apparatus 1 of the member A, the CPU 20 causes the oxygen intake estimation unit 45 to calculate the relative oxygen intake (estimated relative oxygen intake)% obtained from the measured heart rate HRa = 131 (bpm) of the member A. Substituting VO 2 a = 54% into the above equation (2), the absolute value VO 2 a = 27.9 (mL / Kg / min) of the oxygen intake shown in Table 3 is obtained. Similarly, the target oxygen intake amount VO 2 at = 30.26 (mL / Kg / min) of the member A is obtained from the target relative oxygen intake amount% VO 2 t = 59%.

目標酸素摂取量VO2atと心拍数HRaに基づく酸素摂取量VO2aとの差分ΔVO2a=2.36に相当するエネルギーが、メンバーAにとっての過不足分のエネルギー量(差分エネルギー)ΔEである。差分エネルギーΔEの単位は、mL/minであり、酸素摂取量VO2の単位がmL/Kg/minであるので、差分エネルギーΔEaは、次式(5)によって求めることができる。
ΔEa=ΔVO2at×(Wa+wa)…(5)
The energy corresponding to the difference ΔVO 2 a = 2.36 between the target oxygen intake VO 2 at and the oxygen intake VO 2 a based on the heart rate HRa is the energy amount (difference energy) ΔE of the excess and deficiency for the member A It is. Since the unit of the differential energy ΔE is mL / min and the unit of the oxygen intake VO 2 is mL / Kg / min, the differential energy ΔEa can be obtained by the following equation (5).
ΔEa = ΔVO 2 at × (Wa + wa) (5)

そして、差分エネルギーΔEa=177.03mL/minと計算される。最後に、この差分エネルギーに相当する重量、すなわち、最終的な単位がKgとなるように、装備重量の過不足分Δwaを次式(6)により計算する。
Δwa=ΔE/V02t…(6)
And it calculates with difference energy (DELTA) Ea = 177.03mL / min. Finally, the excess / deficiency Δwa of the equipment weight is calculated by the following equation (6) so that the weight corresponding to the difference energy, that is, the final unit is Kg.
Δwa = ΔE / V0 2 t (6)

以上により、最終的にメンバーAに不足している装備重量が約5.85Kgと計算される。そして、このΔwaをLCD4に表示出力すれば、メンバーAにおける目標酸素摂取量V02tと実際の心拍数HRaから推定された酸素摂取量V02aとの差分に相当する重量Δwaが分かり、メンバーAはメンバーBから、このΔwaに相当する荷物を配分してもらえばよい。 Thus, the equipment weight that is finally lacking in member A is calculated to be about 5.85 kg. If this Δwa is displayed on the LCD 4, the weight Δwa corresponding to the difference between the target oxygen intake V0 2 t of the member A and the oxygen intake V0 2 a estimated from the actual heart rate HRa can be obtained. A may have the member B distribute the baggage corresponding to this Δwa.

<応用例>
第1の実施例では、メンバーAにおける装備重量waの過不足分Δwaを計算していたが、メンバーAとBでは体重(Wa,Wb)が異なり、当初の装備重量(wa,wb)も異なることが多い。そのため、メンバーBの測定装置1におけるメンバーBの装備重量wbの過不足分Δwbと、第1の実施例において計算したメンバーAの過不足分ΔWaとは必ずしも相殺し合わない。すなわち、ΔWa+Δwb=0となるとは限らない。
<Application example>
In the first embodiment, the excess / deficiency Δwa of the equipment weight wa in the member A is calculated, but the body weight (Wa, Wb) is different between the members A and B, and the initial equipment weight (wa, wb) is also different. There are many cases. Therefore, the excess / deficiency Δwb of the equipment weight wb of the member B in the measurement apparatus 1 of the member B and the excess / deficiency ΔWa of the member A calculated in the first embodiment do not necessarily cancel each other. That is, ΔWa + Δwb = 0 is not always satisfied.

表3に示したように、同じ行程では二人の酸素摂取量(V02a,V02b)にはほとんど差が無いが、身体情報の差によって相対酸素摂取量(%V02a,%V02b)に差が生まれる。そして、その差がメンバーA、Bの二人の目標酸素摂取量%V02at,%V02btの違いとなる。さらに、総重量(Wa+wa,Wb+wb)の差によってエネルギー消費量に差が出るため、結局、双方の測定装置1において計算される装備重量の過不足分(Δwa,Δwb)は、その絶対値が異なった数値となる。 As shown in Table 3, there is almost no difference in the oxygen intake (V0 2 a, V0 2 b) of the two people in the same process, but relative oxygen intake (% V0 2 a,%) due to differences in physical information A difference arises in V0 2 b). The difference is the difference between the target oxygen intake% V0 2 at and% V0 2 bt of the two members A and B. Furthermore, since there is a difference in energy consumption due to the difference in total weight (Wa + wa, Wb + wb), the absolute value of the excess or deficiency (Δwa, Δwb) of the equipment weight calculated in both measuring devices 1 is eventually different. It becomes a numerical value.

もちろん、第1の実施例でも、メンバーAとBの双方の測定装置1にて計算された重量の過不足分(Δwa,Δwb)をメンバー同士で確認し合い、双方の過不足分の絶対値の範囲(約5.8Kg〜6.2Kg)でメンバーBの装備重量の一部をメンバーAに負担させたり、その平均値(約6.00Kg)を別途計算したりすればよいが、ここでは、第1の実施例の応用例として、メンバーAとBの双方の測定装置1にて計算された重量の過不足分(Δwa,Δwb)の平均値ΔwaveをメンバーAの測定装置1にて計算させる例を示す。 Of course, also in the first embodiment, the excess and deficiency (Δwa, Δwb) of the weight calculated by the measuring devices 1 of both the members A and B are confirmed with each other, and the absolute value of both excess and deficiency is obtained. In the range (about 5.8 kg to 6.2 kg), the member A may be charged a part of the equipment weight of the member B, or the average value (about 6.00 kg) may be calculated separately. As an application example of the first embodiment, the average value Δw ave of the excess and deficiency (Δwa, Δwb) of the weight calculated by the measuring devices 1 of both the members A and B is measured by the measuring device 1 of the member A. An example of calculation is shown.

表3に具体的に示した数値を使って第3の実施例を説明すると、メンバーBにおける過不足分Δwb=−6.17Kg、あるいは、その絶対値|Δwb|=6.17をメンバーAの測定装置1に入力する。メンバーAの測定装置1は、荷物配分計算部45により、自身にて計算した装備重量の不足分Δwa=5.85Kgの絶対値と入力されたメンバーBにおける過不足分ΔWbの絶対値|Δwb|=6.17Kgとの平均値Δwaveを6.00Kgと計算し、その数値を表示する。 Explaining the third embodiment using the numerical values specifically shown in Table 3, the excess / deficiency Δwb = −6.17 Kg in member B, or the absolute value | Δwb | = 6.17 of member A Input to the measuring device 1. The measuring apparatus 1 of the member A uses the load distribution calculating unit 45 to calculate the absolute value of the shortage Δwa = 5.85 kg of the equipment weight calculated by itself and the absolute value | Δwb | The average value Δw ave of 6.17 kg is calculated as 6.00 kg, and the numerical value is displayed.

===第2の実施例===
上記第1、および第2の実施例では、基本的に、メンバーA(B)は、自身の測定装置1では、自身の身体情報のみを記憶させて、相手B(A)に関する情報として、相手の相対酸素摂取量%VO2b(%VO2a)、および相手の重量過不足分Δwb(Δwa)を適時に入力して、目標相対酸素摂取量%VO2ta(%VO2tb)や、再配分すべき重量Δwaveを表示出力させて、確認していた。
=== Second Embodiment ===
In the first and second embodiments, the member A (B) basically stores only his / her physical information in the own measuring device 1 and uses the partner A (B) as information on the partner B (A). Relative oxygen intake% VO 2 b (% VO 2 a) and the partner's excess / deficiency Δwb (Δwa) in a timely manner, and target relative oxygen intake% VO 2 ta (% VO 2 tb) The weight Δw ave to be redistributed was displayed and confirmed.

このような実施例に限らず、例えば、トレッキングに先立って、相手B(A)の身体情報を自身A(B)の測定装置1に入力し、自身A(B)の測定装置1に相手B(A)の回帰式情報110b(110a)を生成させておけば、相手B(A)の心拍数HRb(HRa)を入力するだけで、相手B(A)の相対心拍数%HRb(%HRa)、すなわち相手B(A)の相対酸素摂取量%VO2b(%VO2a)や目標酸素摂取量VO2tb(VO2ta)が計算でき、最終的に、再配分すべき重量Δwaveを計算することができる。
それによって、煩わしい数値入力操作を最小限に押さえることができる。また、相手が、測定装置1を所持していない場合でも、他の計器や自身で脈を取って計測した心拍数を入力すれば再配分すべき重量Δwaveを計算することができる。なお、相手B(A)の身体情報については、外部の情報処理装置を用いて入力してもよいし、測定装置1のボタン5を操作することで入力してもよい。
For example, prior to trekking, the physical information of the partner B (A) is input to the measuring device 1 of the own A (B) and the partner B is input to the measuring device 1 of the own A (B). If the regression equation information 110b (110a) of (A) is generated, the relative heart rate% HRb (% HRa) of the partner B (A) can be obtained simply by inputting the heart rate HRb (HRa) of the partner B (A). ), That is, the relative oxygen intake% VO 2 b (% VO 2 a) and the target oxygen intake VO 2 tb (VO 2 ta) of the partner B (A) can be calculated, and finally the weight Δw to be redistributed ave can be calculated.
Thereby, troublesome numerical input operations can be minimized. Even if the partner does not have the measuring device 1, the weight Δw ave to be redistributed can be calculated by inputting the heart rate measured by taking another pulse with another meter or himself / herself. Note that the physical information of the partner B (A) may be input using an external information processing apparatus, or may be input by operating the button 5 of the measuring apparatus 1.

===第3の実施例===
上記第1および第2の実施例では、休憩時などにメンバーAが自身の測定装置1を操作して心拍数HRaに基づく酸素摂取量VO2aを計算させていた。しかし、休憩時にその操作を忘れると、休憩後に適正に重量配分された装備でトレッキングを再開することができなくなる。そこで、第3の実施例として、測定装置1にて休憩の開始を判断し、自動的に心拍数HRに基づく酸素摂取量VO2の計算を行って、目標相対酸素摂取量%VO2tを表示したり、他のメンバーの相対酸素摂取量%VO2などの入力を促したりする事例を示す。
=== Third embodiment ===
In the first and second embodiments, the member A operates his / her own measuring device 1 during a break or the like to calculate the oxygen intake VO 2 a based on the heart rate HRa. However, if the operation is forgotten during the break, trekking cannot be resumed with equipment properly distributed in weight after the break. Therefore, as a third embodiment, the measurement apparatus 1 determines the start of a break, automatically calculates the oxygen intake VO 2 based on the heart rate HR, and calculates the target relative oxygen intake% VO 2 t. An example of displaying or prompting input of relative oxygen intake% VO 2 of other members is shown.

第3の実施例では、測定装置1は、休憩の開始を判断するために、体動信号の処理機能を利用している。体動センサー31からの体動信号は3次元方向のそれぞれの加速度の変化を示しており、CPU20は、その3次元方向の各加速度を表現する体動データをフィルタリング処理とFFT解析とによって、体動信号に含まれている歩行に伴う振動を抽出する。もし、その歩行に伴う振動が検出できない状態が所定時間継続すれば、利用者が休憩をしているものとし、その継続時間の開始以前の直近の平均の心拍数HRに基づいて、上記第1あるいは第2の実施例にて示した、重量再配分機能に関わる情報処理を実行してく。   In the third embodiment, the measuring apparatus 1 uses a body motion signal processing function in order to determine the start of a break. The body motion signal from the body motion sensor 31 indicates a change in acceleration in each of the three-dimensional directions, and the CPU 20 performs filtering processing and FFT analysis on the body motion data expressing each acceleration in the three-dimensional direction. Extracts vibrations associated with walking included in the motion signal. If a state in which vibration associated with the walking cannot be detected continues for a predetermined time, it is assumed that the user is taking a break, and the first average heart rate HR before the start of the duration is based on the first average heart rate HR. Alternatively, execute the information processing related to the weight redistribution function shown in the second embodiment.

なお、休憩状態の検出方法については、フィルタリング処理とFFT解析によらず、体動データが示す加速度が所定の範囲内であれば、体動が少なく、歩行していないと判断し、その状態が所定時間継続することを持って休憩状態であるか否かを判断してもよい。   In addition, about the detection method of a rest state, if the acceleration which a body motion data shows is in the predetermined range irrespective of a filtering process and FFT analysis, it will judge that there is little body motion and is not walking, and the state is You may judge whether it is in a resting state with continuing for a predetermined time.

===その他の実施例===
上記第2の実施例では、装備重量を分かち合うメンバー同士が自身の測定装置1に相手の身体情報を入力し、重量再配分機能に関わる数値入力作業を必要最小限とすることができた。しかし、事前の情報入力やトレッキングの現場での操作は可能な限り少ない方がよい。そこで、測定装置1を構成する通信部50の無線通信機能を利用し、各メンバーの測定装置間1で情報をやりとりするようにしてもよい。
=== Other Embodiments ===
In the second embodiment, the members sharing the equipment weights input the physical information of the other party into their own measuring device 1, and the numerical input work related to the weight redistribution function can be minimized. However, it is better to do as little information as possible in advance and input on the trekking site. Therefore, the wireless communication function of the communication unit 50 constituting the measuring device 1 may be used to exchange information between the measuring devices 1 of each member.

例えば、トレッキングに先立って、メンバーAとBが使う二台の測定装置1に対して所定の操作を行い、互いに通信させて各種情報を通信相手に記憶させる。また、トレッキングに際しては、通信相手B(A)の測定装置1にて随時測定されている心拍数HRb(HRa)の情報を随時受信し、その心拍数HRb(HRa)と、先に記憶した他のメンバーB(A)の身体情報とに基づいて、相手の酸素摂取量VO2b(VO2a)と、それに基づく再配分すべき重量Δwaveをリアルタイムで計算する。各メンバーA(B)はその計算結果の表示を測定装置1に指示するだけでよい。常時更新しながら連続的に表示させるようにしてもよい。 For example, prior to trekking, a predetermined operation is performed on the two measuring devices 1 used by the members A and B to communicate with each other and store various information in the communication partner. Also, during trekking, information on the heart rate HRb (HRa) measured at any time by the measuring device 1 of the communication partner B (A) is received at any time, and the heart rate HRb (HRa) and other information previously stored Based on the physical information of the member B (A), the partner's oxygen intake VO 2 b (VO 2 a) and the weight Δw ave to be redistributed are calculated in real time. Each member A (B) only needs to instruct the measurement apparatus 1 to display the calculation result. You may make it display continuously, updating constantly.

上記各実施例では、パーティ中の二人のメンバー間で装備重量を再配分する事例を示したが、3人以上であっても、他のメンバーの全ての相対酸素摂取量が分かれば、その平均値から目標相対酸素摂取量が計算でき、最終的に3人以上のメンバーで装備重量を再配分する際の各自の減量分、あるいは増量分を計算することが可能である。   In each of the above examples, an example of redistributing the equipment weight between two members in a party was shown, but even if there are three or more members, if all the relative oxygen intakes of other members are known, The target relative oxygen intake can be calculated from the average value, and it is possible to finally calculate the amount of decrease or increase of each when the equipment weight is redistributed by three or more members.

測定装置1の形態は腕時計型に限るものではない。脈波信号を常時測定するとともに、その脈波信号から心拍数を計算できる構成であれば、例えば、脈波センサーと制御部とがケーブルや無線通信などによって分離されている形態であってもよい。その一方で、汎用のコンピューターにも腕時計型など、常時装着が可能な形態のものがあり、そのようなコンピューターに脈波センサーを搭載することは容易である。したがて、脈波センサーを備えた常時装着型のコンピューターにインストールされて、当該コンピューターを生体情報測定装置として機能させるためのプログラムを本発明の実施例とすることも可能である。   The form of the measuring device 1 is not limited to the wristwatch type. As long as the pulse wave signal is constantly measured and the heart rate can be calculated from the pulse wave signal, for example, the pulse wave sensor and the control unit may be separated by a cable, wireless communication, or the like. . On the other hand, there are general-purpose computers such as a wristwatch that can be always worn, and it is easy to mount a pulse wave sensor on such a computer. Therefore, a program that is installed in an always-mounted computer equipped with a pulse wave sensor and causes the computer to function as a biological information measuring device can be used as an embodiment of the present invention.

この発明は、脈拍計など、利用者の生体情報を測定する装置や方法に適用することが可能である。例えば、健康管理やダイエットなどを目的として、パーティで登山やハイキングを行う際に、パーティの各メンバーが使用してメンバー間の体力差を加味して装備の重量を調整する用途などに利用可能である。   The present invention can be applied to an apparatus and method for measuring biological information of a user such as a pulse meter. For example, when climbing or hiking at a party for health management or dieting, etc., it can be used by each party member to adjust the weight of the equipment taking into account the physical strength difference between members. is there.

1 生体情報測定装置、4 液晶表示器、5 操作ボタン、10 脈波センサー、20 CPU、21 RAM、22 ROM、23 発振回路24、25 分周回路、23 フラッシュメモリー、26 表示部、29 入力部、31 体動センサー、34 A/D変換回路、41 心拍数計算部、42 回帰式生成部、43 相対酸素摂取量計算部、44 目標値計算部、45 酸素摂取量推定部、46 荷物配分計算部、50 通信部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Biological information measuring device, 4 Liquid crystal display, 5 Operation button, 10 Pulse wave sensor, 20 CPU, 21 RAM, 22 ROM, 23 Oscillation circuit 24, 25 Frequency dividing circuit, 23 Flash memory, 26 Display part, 29 Input part , 31 body motion sensor, 34 A / D conversion circuit, 41 heart rate calculator, 42 regression equation generator, 43 relative oxygen intake calculator, 44 target value calculator, 45 oxygen intake estimator, 46 load distribution calculation Part, 50 communication part.

Claims (5)

利用者の身体に装着されて、当該利用者の生体情報を測定して、酸素摂取量を推定する生体情報測定装置であって、
利用者の拍動に相当する信号成分を含んだ脈波信号を測定する脈波測定部と、
利用者の身体的特徴に関わる身体情報を記憶する記憶部と、
前記脈波信号に基づいて心拍数を計算する心拍数計算部と、
上記身体情報に基づいて相対心拍数と相対酸素摂取量との関係を示す回帰式情報を生成する回帰式生成部と、
前記回帰式情報と前記心拍数計算部により計算された心拍数HRaとに基づいて、当該心拍数HRaに対応する自己の相対酸素摂取量%VO2aを計算する相対酸素摂取量計算部と、
他者の相対酸素摂取量%VO2bを取得して、前記自己の相対酸素摂取量%VO2aとの平均値%VO2taを目標相対酸素摂取量として計算するとともに、当該目標相対酸素摂取量%VO2taと前記自己の相対酸素摂取量%VO2aとの差分Δ%VO2aを計算する目標値計算部と、
前記差分Δ%VO2aを付帯するディスプレイに表示出力する目標値表示部とを備えたことを特徴とする生体情報測定装置。
A biological information measuring device that is worn on a user's body, measures the biological information of the user, and estimates an oxygen intake amount,
A pulse wave measurement unit for measuring a pulse wave signal including a signal component corresponding to a user's pulsation;
A storage unit for storing physical information related to the physical characteristics of the user;
A heart rate calculator for calculating a heart rate based on the pulse wave signal;
A regression equation generating unit that generates regression equation information indicating the relationship between the relative heart rate and the relative oxygen intake based on the physical information;
A relative oxygen intake calculation unit that calculates a relative oxygen intake% VO 2 a of the self corresponding to the heart rate HRa based on the regression equation information and the heart rate HRa calculated by the heart rate calculation unit;
The other person's relative oxygen intake% VO 2 b is obtained, the average value% VO 2 ta of the self relative oxygen intake% VO 2 a is calculated as the target relative oxygen intake, and the target relative oxygen A target value calculation unit for calculating a difference Δ% VO 2 a between the intake amount VO 2 ta and the relative oxygen intake amount VO 2 a of the self;
A biological information measuring device comprising: a target value display unit that displays and outputs the difference Δ% VO 2 a on a display attached thereto.
請求項1において、
前記記憶部は、前記利用者が携行する装備の重量waを記憶し、
心拍数HRaと前記回帰式情報とに基づいて、酸素素摂取量VO2aを計算するとともに、前記目標相対酸素摂取量%VO2taと前記回帰式情報とに基づいて、目標酸素摂取量VO2taを計算する酸素摂取量推定部と、
前記目標値計算部により計算された前記差分Δ%VO2aと、前記酸素摂取量VO2aと、前記目標酸素摂取量VO2taと、前記身体情報と、前記装備の重量waとに基づいて、装備重量に対して増減すべき重量Δwaを計算する重量配分計算部とを備え、
前記目標値表示部は、当該増減すべき重量Δwaを前記ディスプレイに表示する、ことを特徴とする生体情報測定装置。
In claim 1,
The storage unit stores a weight wa of equipment carried by the user,
Based on the heart rate HRa and the regression information, the oxygen intake VO 2 a is calculated, and the target oxygen intake VO 2 is calculated based on the target relative oxygen intake% VO 2 ta and the regression information. 2 an oxygen intake estimation unit for calculating 2 ta;
Based on the difference Δ% VO 2 a calculated by the target value calculation unit, the oxygen intake VO 2 a, the target oxygen intake VO 2 ta, the physical information, and the weight wa of the equipment. A weight distribution calculation unit for calculating a weight Δwa that should be increased or decreased with respect to the equipment weight,
The biological information measuring device, wherein the target value display unit displays the weight Δwa to be increased or decreased on the display.
請求項2において、
前記記憶部は、前記利用者以外の他者の身体情報と装備の重量wbとを記憶し、
前記回帰式情報生成部は、前記他者の身体情報に基づいて当該他者の前記回帰式情報を生成し、
前記相対酸素摂取量計算部は、他者の心拍数HRbを入力して、当該他者の心拍数HRbと前記他者の回帰式情報とに基づいて、当該他者の心拍数HRbに対応する他者の相対酸素摂取量%VO2bを計算し、
前記目標値計算部は、前記目標相対酸素摂取量%VO2taと前記他者の相対酸素摂取量%VO2bとの差分Δ%VO2bを計算し、
前記重量配分計算部は、前記目標値計算部により計算された前記差分Δ%VO2bと、前記他者の身体情報と、前記他者の装備の重量wbとに基づいて、当該装備重量wbに対する他者の増減すべき重量Δwbと、前記利用者と前記他者のそれぞれについての前記増減すべき重量Δwの絶対値の平均値Δwaveとを計算し、
前記目標値表示部は、少なくとも、前記他者の増減すべき重量Δwbと前記平均値Δwaveいずれかを前記ディスプレイに表示する、ことを特徴とする生体情報測定装置。
In claim 2,
The storage unit stores physical information of other persons other than the user and weight wb of equipment,
The regression equation information generation unit generates the regression equation information of the other person based on the physical information of the other person,
The relative oxygen intake calculation unit inputs the heart rate HRb of the other person and corresponds to the heart rate HRb of the other person based on the heart rate HRb of the other person and the regression equation information of the other person. Calculate the relative oxygen uptake% VO 2 b of others
The target value calculation unit calculates a difference Δ% VO 2 b between the target relative oxygen intake% VO 2 ta and the relative oxygen intake% VO 2 b of the other person,
Based on the difference Δ% VO 2 b calculated by the target value calculation unit, the physical information of the other person, and the weight wb of the other person's equipment, the weight distribution calculation unit A weight Δwb to be increased / decreased by another person and an average value Δw ave of an absolute value of the weight Δw to be increased / decreased for each of the user and the other person,
The biological information measuring device, wherein the target value display unit displays at least one of the weight Δwb and the average value Δw ave of the other person to be increased or decreased.
請求項1〜3のいずれかにおいて、
人体の体動に伴う体動信号を測定する体動信号測定部と
前記体動信号に基づいて、利用者が休憩状態にあるか否かを判断する休憩検出部と、
前記目標値計算部は、前記休憩検出部により、利用者が休憩中にあると判断されると、前記差分Δ%VO2aを計算する際に、当該休憩の開始直前における心拍数HRaを採用する、ことを特徴とする生体情報測定装置。
In any one of Claims 1-3,
A body motion signal measuring unit that measures a body motion signal associated with body motion of the human body, and a rest detection unit that determines whether the user is in a rest state based on the body motion signal;
The target value calculation unit adopts the heart rate HRa immediately before the start of the break when calculating the difference Δ% VO 2 a when the break detection unit determines that the user is in a break. A biological information measuring device characterized by that.
請求項3において、
他の生体情報測定装置と無線信号により通信する通信部を備え、
前記記憶部は、前記利用者以外の他者の身体情報と他者の装備の重量とを前記通信部を受け取って前記記憶部に記憶し、
前記相対酸素摂取量計算部は、前記信部を介して前記他者の心拍数を入力する、ことを特徴とする生体情報測定装置。
In claim 3,
A communication unit that communicates with other biological information measurement devices by radio signals,
The storage unit receives the communication unit and the physical information of the other person other than the user and the weight of the other person's equipment, stores the communication unit in the storage unit,
The biological information measuring device, wherein the relative oxygen intake calculation unit inputs the heart rate of the other person via the conviction unit.
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