JP3513632B2 - 運動量測定装置 - Google Patents
運動量測定装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、加速度センサ等を
用いて生体（人体）の運動量を測定・表示する運動量測
定装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来、この種の運動量測定装置は、人体
の体動を検出する加速度センサ（例えば振動子）と、こ
の加速度センサにより得られる信号に基づき人体の運動
量を演算する運動量演算手段と、算出された運動量を表
示する表示部とを備えるものが一般的である。この運動
量測定装置の表示部は、例えば図１２に示すような表示
形態になっている。ここに示す表示部は、被測定者の体
重や歩行及び走行の各々の歩幅を設定する機能、累積消
費カロリー等を表示する機能等を有している。ここでの
累積消費カロリーは、一定時間（例えば１分）毎に、歩
行（又は走行）距離と歩行（又は走行）時間から算出し
た速度に応じて、予め設定しておいた速度区分から該当
する速度区分を選定し、その速度区分に割り当てられた
消費カロリー算出式により消費カロリーを算出し、算出
した消費カロリーを累積したものである。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１２
に示すような表示部を備える従来の運動量測定装置で
は、運動による消費カロリーのみを算出・表示する上
に、その運動も歩行（走行）ペースが或る値以上か未満
かだけで算出方法を変えているため、運動で消費した正
確な総消費カロリーを知ることができないばかりか、各
行動に費やした時間を知ることができない、という問題
点がある。 【０００４】従って、本発明は、このような従来の問題
点に着目してなされたもので、行動で消費した正確な総
消費カロリーを知ることができると共に、各行動に費や
した時間をも知ることができる運動量測定装置を提供す
ることを目的とする。 【０００５】 【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の運動量測定装置は、生体の体動を検出する
加速度センサと、この加速度センサにより得られる信号
に基づき生体の運動量を演算する運動量演算手段と、算
出された運動量を表示する表示部とを備えるものにおい
て、前記加速度センサで得られた出力波形のパターンを
識別して生体の行動として「寝る」、「座る」、「立
つ」、「歩く」、「走る」を類別し、各行動ごとの消費
エネルギーを算出し、算出した消費エネルギーから総消
費エネルギーを算出する総消費エネルギー算出機能を備
え、この総消費エネルギー算出機能で求められた総消費
エネルギーを前記表示部に表示し、前記類別された各行
動の時間比率も前記表示部に表示することを特徴とす
る。 【０００６】この運動量測定装置では、類別した各行動
（「寝る」、「座る」、「立つ」、「歩く」、「走
る」）ごとに消費エネルギーを算出し、この消費エネル
ギーから総消費エネルギーを算出・表示するので、行動
で消費した正確な総消費カロリー（エネルギー）を知る
ことができる。 【０００７】また、類別された各行動の時間比率を表示
するので、各行動に費やした時間をも知ることができ
る。それにより、例えば１日の生活活動をより正確に知
ること ができ、それにより生活態度の改善が可能とな
る。 【０００８】 【発明の実施の形態】以下、本発明の運動量測定装置を
実施例に基づいて説明する。一実施形態に係る運動量測
定装置の全体構成を図１にブロック図で示す。この運動
量測定装置は、各種演算機能や表示形態以外は基本的に
従来のものと同様であり、人体に装着されて体動を検出
する加速度センサ１と、この加速度センサ１で検出され
た信号を増幅する増幅回路２と、増幅された信号をデジ
タル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路３と、入力されたデ
ジタル信号に基づいて運動量を算出する機能、加速度セ
ンサで得られた出力波形のパターンを識別して生体の行
動を類別し、各行動ごとの消費エネルギーを算出し、算
出した消費エネルギーから総消費エネルギーを算出する
総消費エネルギー算出機能等を有するＭＰＵ４と、性
別、年令、（総）消費カロリー等を表示する表示器（表
示部）５と、電源ＯＮ／ＯＦＦのスイッチ、表示種類を
選ぶセレクトスイッチ、性別・年令等を入力するスイッ
チ等からなるスイッチ６と、電源回路７とを備える。 【０００９】この運動量測定装置において、総消費エネ
ルギー（カロリー）を算出するための概略フロー図を図
２に示す。まず、被測定者に装着された加速度センサ１
によって加速度波形を取得し〔ステップ（以下、ＳＴと
記す）１〕、得られた加速度波形のパターンを認識して
行動を類別し（ＳＴ２）、類別された各行動の消費エネ
ルギーを後記の所定の演算式により算出し（ＳＴ３）、
更にそれらの消費エネルギーを総和して総消費エネルギ
ーを算出する（ＳＴ４）。 【００１０】上記フロー図のＳＴ２では、各行動を類別
するが、ここでは「寝る」、「座る」、「立つ」、「歩
く」、「走る」の５種類に分類する例について説明す
る。「歩く」・「走る」の判定アルゴリズムは図３に示
すようなものである。即ち、図３において、ＳＴ１１で
加速度波形から１歩の区間を検出し〔図４の（ａ）参
照〕、各１歩区間の加速度振幅を図４の（ｂ）に示すよ
うに測定し（ＳＴ１２）、各加速度振幅をＶＰ1 ，ＶＰ
2 ，・・・，ＶＰn とする。次に、測定開始から１０秒
間の平均振幅ＶＰmeanを次のように算出する（ＳＴ１
３）。 【００１１】 ＶＰmean＝（ＶＰ1 ＋ＶＰ2 ＋・・・＋ＶＰn ）／ｎ そして、ＶＰmeanの値により「歩く」・「走る」の判別
をする（ＳＴ１４）のであるが、これには、予め設定し
ておいた所定値ＶＰthを用い、 ＶＰmean≦ＶＰthの場合、「歩く」とし、 ＶＰmean＞ＶＰthの場合、「走る」とする。 【００１２】一方、「座る」・「立つ」の判定アルゴリ
ズムは図５に示すように行う。図５の（ａ）では、座位
から立位に動作を変えた場合の加速度波形を示し、この
場合、加速度波形には最初に下方向の加速度が現れ、次
いで上方向の加速度が現れる。又、図５の（ｂ）では、
立位から座位に変化した場合の加速度波形を示し、この
場合、加速度波形には最初に上方向の加速度が現れ、次
いで下方向の加速度が現れる。従って、この波形変化を
検出することで、「座る」・「立つ」の判別を行うこと
ができる。なお、所定時間（例えば１時間）加速度セン
サからの入力加速度波形に変化がない場合は、静止若し
くは安静状態が持続しているのであるから「寝る」と判
別する。 【００１３】このように判別された各行動の消費エネル
ギーを算出するには、基礎代謝量が必要であり、基礎代
謝量を求める方法は色々あるが、一例として次式を用い
て求める方法がある。即ち、基礎代謝量Ｂは、 Ｂ＝ＢS ×Ｓ ＢS ：体表面積１ｍ2 当たりの基礎代謝基準値（kcal／ｍ2 ／時） Ｓ：体表面積（ｍ2 ） ＝（体重・ｋｇ）0.444 ×（身長・ｃｍ）0.663 ×0.008883 で求められる。但し、この式は年令が６歳以上の場合に
限られ、またＢS は性別・年令により異なった値を示
し、「日本人の栄養所要量（第５次改訂）」の表ｉｉ−
１〔図６（性別と年令の相違による基礎代謝基準値の
表）及び図７（年令と基礎代謝基準値との関係を示すグ
ラフ）参照〕により求めることができる。 【００１４】又、基礎代謝量の他に、或る運動をしたと
きの基礎代謝に対する割合を表すＲＭＲ（Relative Met
abolic Rate ）も必要であり、このＲＭＲは次の式によ
り算出する。 ＲＭＲ＝〔（活動総代謝量）−（安静時代謝量）〕／（基礎代謝量） この式で、座位時：ＲＭＲ＝０．３４ 立位時：ＲＭＲ＝０．８（男）、０．９８（女） 歩行時：ＲＭＲ＝α0 ＋α1 ×身長＋α2 ×歩行ペース （例えばＲＭＲ＝２．３） 走行時：ＲＭＲ＝α0 ＋α1 ×体重＋α2 ×加速度振幅 （例えばＲＭＲ＝３．８） （但し、α0 ，α1 ，α2 は実験的に定めた定数） となる。なお、睡眠時のＲＭＲは例えば０．３が示され
る。 【００１５】一方、所定期間（１日）のエネルギー代謝
量（総消費カロリー）は、次式により算出する。 Ｅday ＝Σ｛（ＲＭＲi ＋１．２）×Ｔi ｝×Ｂ＋０．
９×Ｔ0 ×Ｂ ＲＭＲi ：或る運動のエネルギー代謝率 Ｔi ：或る運動を行った時間（時） Ｔ0 ：睡眠時間（時） Ｂ ：基礎代謝量（kcal／時） 但し、ここでいう「或る運動」には「座る」「立つ」
「歩く」「走る」が含まれる。この式より、各行動の消
費エネルギーの総和を求め、総消費エネルギーを算出す
る。 【００１６】次に、表示器５の表示画面の表示形態につ
いて説明する。まず、図８に示す例では、表示画面が上
部１１と下部１２に分かれており、上部１１に総消費カ
ロリー（kcal）が数値で表示され、下部１２に「座る」
「立つ」「歩く」「走る」の各行動の時間（生活活動の
時間比率）がバーグラフで表示される。この例では、横
軸に時間が目盛られ、各行動が行われた時間が積算され
て表示される。又、「歩く」「走る」のバーグラフに示
された図形１３は、例えば点滅表示され、「歩く」「走
る」を交互に行ったことを表している。この他に、生活
活動指数（又は生活活動強度）を表示してもよい。 【００１７】この生活活動指数の算出は、次のように行
う。１日の総エネルギー代謝量（Ａ）は、運動等により
消費されるエネルギー（Ｂ・χ）、基礎代謝量（Ｂ）、
及び特異動的作用による代謝量（０．１・Ａ；摂取した
食物を分解・吸収するのに必要なエネルギー）で次式で
表される。（但し、χは生活活動指数） Ａ＝Ｂ・χ＋Ｂ＋（１／１０）Ａ この式を変形すれば、 χ＝〔（９／１０）×（Ａ／Ｂ）〕−１ となるから、総エネルギー代謝量Ａと基礎代謝量Ｂによ
り生活活動指数χを求めることができる。なお、算出さ
れた生活活動指数χは、生活活動強度により例えば４段
階にランク分けすることで、行動のレベルがどの程度で
あるのかを知ることができる。 【００１８】図９に示す別の表示形態では、上部１４に
総消費カロリー（kcal）が表示され、下部１５に活動時
間のパターンが表示される。ここでは、横軸には時間が
目盛られ、所定時間（０：００〜２４：００）までが２
時間刻みで表示され、縦軸にはカロリー、歩数、運動量
等の目盛りが表示されている。勿論、時間軸は例えば１
時間刻みで１２時間ごとに表示するようにしてもよく、
その場合はセレクトスイッチ等で切り換えられるように
しておけばよい。２４時間表示の方が１日の活動パター
ンを一目で見ることができ、１２時間表示ではより細か
く活動パターンを見ることができる。このような表示形
態によれば、行動レベルの経時変化を一目で把握でき
る。 【００１９】次に、上記のような運動量測定装置の全体
動作例を図１０及び図１１のフロー図を参照して説明す
る。まず、装置の電源をＯＮにすると、測定が開始さ
れ、加速度センサ１により被測定者の体動に関するデー
タが取り込まれる（ＳＴ２１）。勿論、測定に先立って
は装置を被測定者に装着しておくと共に、被測定者の性
別・年令・身長・体重等を入力しておく。ＳＴ２２で
は、測定開始から１０秒経過したか否かが判定され、ま
だの場合は加速度センサ１によるデータ取得が続行さ
れ、１０秒間分のデータが蓄積される。 【００２０】１０秒経過したなら、運動が５歩以上行わ
れたかどうかが判定され（ＳＴ２３）、ＹＥＳの場合
は、後述の加速度振幅の計算処理（ＳＴ３２）に移行す
る。つまり、５歩以上の行動があったということは、そ
の行動が「歩く」か「走る」に相当すると判定され、そ
れに係る処理に移行するわけである。ＳＴ２３でＮＯの
場合は、０歩（静止若しくは安静状態）が一定時間連続
したかどうかが判定され（ＳＴ２４）、ＹＥＳなら一定
時間に全く動かなかったと判断され、この行動は「寝
る」と断定され、それに係る処理（ＳＴ４０）に移行す
る。 【００２１】ＳＴ２４でＮＯの場合は、更にＳＴ２５で
「座る」（「立つ」）特徴か否かが図５に基づいて説明
したように判定され、これがＹＥＳならその行動が「座
る」と、ＮＯなら「立つ」と断定され、それぞれに係る
処理（ＳＴ２６，ＳＴ２９）に移行する。「座る」行動
の処理では、前記したようにＲＭＲ＝０．３４とされ
（ＳＴ２６）、前記エネルギー代謝量（総消費カロリ
ー）Ｅday を求める式に基づき、一定時間（１０秒間）
の「座る」行動の消費エネルギーＡ1 が算出される（Ｓ
Ｔ２７）。そして、「座る」行動の数ｎ1 が１インクリ
メントされた（ＳＴ２８）後、ＳＴ４３に移る。 【００２２】「立つ」行動の処理では、ＲＭＲ＝０．９
８（女），０．８（男）とされ（ＳＴ２９）、同じく
「立つ」行動の消費エネルギーＡ2 が算出され（ＳＴ３
０）、「立つ」行動の数ｎ2 が１インクリメントされた
（ＳＴ３１）後、ＳＴ４３に移る。一方、ＳＴ３２で
は、加速度振幅の平均振幅（ＶＰmean）の計算が前記し
た通り行われ、算出されたＶＰmeanが予め設定しておい
た所定値ＶＰthより大きいか（ＶＰmean＞ＶＰth）が判
定される（ＳＴ３３）。これがＮＯ（ＶＰmean≦Ｖ
Ｐth）の場合、「歩く」行動と断定され、ＹＥＳの場
合、「走る」行動と断定される。 【００２３】「歩く」行動の処理では、ＲＭＲ＝２．３
とされ（ＳＴ３４）、その消費エネルギーＡ3 が算出さ
れる（ＳＴ３５）と共に、その行動数ｎ3 が１インクリ
メントされた（ＳＴ３６）後、ＳＴ４３に移る。「走
る」行動の処理では、ＲＭＲ＝３．８とされ（ＳＴ３
７）、その消費エネルギーＡ4 が算出される（ＳＴ３
８）と共に、その行動数ｎ4 が１インクリメントされた
（ＳＴ３９）後、ＳＴ４３に移る。 【００２４】又、「寝る」行動の場合は、ＲＭＲ＝０．
３とされ（ＳＴ４０）、その消費エネルギーＡ5 が算出
され（ＳＴ４１）、その行動数ｎ5 が１インクリメント
された（ＳＴ４２）後、ＳＴ４３に移る。ＳＴ４３で
は、当期間（１０秒間）の消費エネルギーａが、ａ＝Ａ
1 ＋Ａ2 ＋Ａ3 ＋Ａ4 ＋Ａ5 で求められ、この値ａが小
計の消費エネルギーｂに加えられる（ＳＴ４４）。次い
で、１時間が経過したかどうかが判定され（ＳＴ４
５）、ＮＯならば総消費エネルギーＡに１０秒間の消費
エネルギーａが加算され（ＳＴ４６）、当１０秒間の処
理が終了する。 【００２５】ＳＴ４５でＹＥＳならば、各行動の総数Ｎ
i ＝Ｎi ＋ｎi （ｉ＝１〜５）が計算され（ＳＴ４
７）、その結果が表示される（ＳＴ４８）。そして、小
計の消費エネルギーｂ＝０、ｎ1 ，ｎ2 ，・・・，ｎ5
＝０とされた（ＳＴ４９）後、同様にＳＴ４６で総消費
エネルギーＡに１０秒間の消費エネルギーａが加算さ
れ、当該処理が終了する。以上のような処理が１０秒ご
とに繰り返され、各種データが逐次メモリに記録され
る。 【００２６】 【発明の効果】本発明の運動量測定装置によれば、類別
した各行動（「寝る」、「座る」、「立つ」、「歩
く」、「走る」）ごとに消費エネルギーを算出し、この
消費エネルギーから総消費エネルギーを算出・表示する
ので、行動で消費した正確な総消費カロリーを知ること
ができる。また、類別された各行動の時間比率を表示す
るので、各行動に費やした時間をも知ることができる。
それにより、例えば１日の生活活動をより正確に知るこ
とができ、それにより生活態度の改善が可能となる。
用いて生体（人体）の運動量を測定・表示する運動量測
定装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来、この種の運動量測定装置は、人体
の体動を検出する加速度センサ（例えば振動子）と、こ
の加速度センサにより得られる信号に基づき人体の運動
量を演算する運動量演算手段と、算出された運動量を表
示する表示部とを備えるものが一般的である。この運動
量測定装置の表示部は、例えば図１２に示すような表示
形態になっている。ここに示す表示部は、被測定者の体
重や歩行及び走行の各々の歩幅を設定する機能、累積消
費カロリー等を表示する機能等を有している。ここでの
累積消費カロリーは、一定時間（例えば１分）毎に、歩
行（又は走行）距離と歩行（又は走行）時間から算出し
た速度に応じて、予め設定しておいた速度区分から該当
する速度区分を選定し、その速度区分に割り当てられた
消費カロリー算出式により消費カロリーを算出し、算出
した消費カロリーを累積したものである。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１２
に示すような表示部を備える従来の運動量測定装置で
は、運動による消費カロリーのみを算出・表示する上
に、その運動も歩行（走行）ペースが或る値以上か未満
かだけで算出方法を変えているため、運動で消費した正
確な総消費カロリーを知ることができないばかりか、各
行動に費やした時間を知ることができない、という問題
点がある。 【０００４】従って、本発明は、このような従来の問題
点に着目してなされたもので、行動で消費した正確な総
消費カロリーを知ることができると共に、各行動に費や
した時間をも知ることができる運動量測定装置を提供す
ることを目的とする。 【０００５】 【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の運動量測定装置は、生体の体動を検出する
加速度センサと、この加速度センサにより得られる信号
に基づき生体の運動量を演算する運動量演算手段と、算
出された運動量を表示する表示部とを備えるものにおい
て、前記加速度センサで得られた出力波形のパターンを
識別して生体の行動として「寝る」、「座る」、「立
つ」、「歩く」、「走る」を類別し、各行動ごとの消費
エネルギーを算出し、算出した消費エネルギーから総消
費エネルギーを算出する総消費エネルギー算出機能を備
え、この総消費エネルギー算出機能で求められた総消費
エネルギーを前記表示部に表示し、前記類別された各行
動の時間比率も前記表示部に表示することを特徴とす
る。 【０００６】この運動量測定装置では、類別した各行動
（「寝る」、「座る」、「立つ」、「歩く」、「走
る」）ごとに消費エネルギーを算出し、この消費エネル
ギーから総消費エネルギーを算出・表示するので、行動
で消費した正確な総消費カロリー（エネルギー）を知る
ことができる。 【０００７】また、類別された各行動の時間比率を表示
するので、各行動に費やした時間をも知ることができ
る。それにより、例えば１日の生活活動をより正確に知
ること ができ、それにより生活態度の改善が可能とな
る。 【０００８】 【発明の実施の形態】以下、本発明の運動量測定装置を
実施例に基づいて説明する。一実施形態に係る運動量測
定装置の全体構成を図１にブロック図で示す。この運動
量測定装置は、各種演算機能や表示形態以外は基本的に
従来のものと同様であり、人体に装着されて体動を検出
する加速度センサ１と、この加速度センサ１で検出され
た信号を増幅する増幅回路２と、増幅された信号をデジ
タル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路３と、入力されたデ
ジタル信号に基づいて運動量を算出する機能、加速度セ
ンサで得られた出力波形のパターンを識別して生体の行
動を類別し、各行動ごとの消費エネルギーを算出し、算
出した消費エネルギーから総消費エネルギーを算出する
総消費エネルギー算出機能等を有するＭＰＵ４と、性
別、年令、（総）消費カロリー等を表示する表示器（表
示部）５と、電源ＯＮ／ＯＦＦのスイッチ、表示種類を
選ぶセレクトスイッチ、性別・年令等を入力するスイッ
チ等からなるスイッチ６と、電源回路７とを備える。 【０００９】この運動量測定装置において、総消費エネ
ルギー（カロリー）を算出するための概略フロー図を図
２に示す。まず、被測定者に装着された加速度センサ１
によって加速度波形を取得し〔ステップ（以下、ＳＴと
記す）１〕、得られた加速度波形のパターンを認識して
行動を類別し（ＳＴ２）、類別された各行動の消費エネ
ルギーを後記の所定の演算式により算出し（ＳＴ３）、
更にそれらの消費エネルギーを総和して総消費エネルギ
ーを算出する（ＳＴ４）。 【００１０】上記フロー図のＳＴ２では、各行動を類別
するが、ここでは「寝る」、「座る」、「立つ」、「歩
く」、「走る」の５種類に分類する例について説明す
る。「歩く」・「走る」の判定アルゴリズムは図３に示
すようなものである。即ち、図３において、ＳＴ１１で
加速度波形から１歩の区間を検出し〔図４の（ａ）参
照〕、各１歩区間の加速度振幅を図４の（ｂ）に示すよ
うに測定し（ＳＴ１２）、各加速度振幅をＶＰ1 ，ＶＰ
2 ，・・・，ＶＰn とする。次に、測定開始から１０秒
間の平均振幅ＶＰmeanを次のように算出する（ＳＴ１
３）。 【００１１】 ＶＰmean＝（ＶＰ1 ＋ＶＰ2 ＋・・・＋ＶＰn ）／ｎ そして、ＶＰmeanの値により「歩く」・「走る」の判別
をする（ＳＴ１４）のであるが、これには、予め設定し
ておいた所定値ＶＰthを用い、 ＶＰmean≦ＶＰthの場合、「歩く」とし、 ＶＰmean＞ＶＰthの場合、「走る」とする。 【００１２】一方、「座る」・「立つ」の判定アルゴリ
ズムは図５に示すように行う。図５の（ａ）では、座位
から立位に動作を変えた場合の加速度波形を示し、この
場合、加速度波形には最初に下方向の加速度が現れ、次
いで上方向の加速度が現れる。又、図５の（ｂ）では、
立位から座位に変化した場合の加速度波形を示し、この
場合、加速度波形には最初に上方向の加速度が現れ、次
いで下方向の加速度が現れる。従って、この波形変化を
検出することで、「座る」・「立つ」の判別を行うこと
ができる。なお、所定時間（例えば１時間）加速度セン
サからの入力加速度波形に変化がない場合は、静止若し
くは安静状態が持続しているのであるから「寝る」と判
別する。 【００１３】このように判別された各行動の消費エネル
ギーを算出するには、基礎代謝量が必要であり、基礎代
謝量を求める方法は色々あるが、一例として次式を用い
て求める方法がある。即ち、基礎代謝量Ｂは、 Ｂ＝ＢS ×Ｓ ＢS ：体表面積１ｍ2 当たりの基礎代謝基準値（kcal／ｍ2 ／時） Ｓ：体表面積（ｍ2 ） ＝（体重・ｋｇ）0.444 ×（身長・ｃｍ）0.663 ×0.008883 で求められる。但し、この式は年令が６歳以上の場合に
限られ、またＢS は性別・年令により異なった値を示
し、「日本人の栄養所要量（第５次改訂）」の表ｉｉ−
１〔図６（性別と年令の相違による基礎代謝基準値の
表）及び図７（年令と基礎代謝基準値との関係を示すグ
ラフ）参照〕により求めることができる。 【００１４】又、基礎代謝量の他に、或る運動をしたと
きの基礎代謝に対する割合を表すＲＭＲ（Relative Met
abolic Rate ）も必要であり、このＲＭＲは次の式によ
り算出する。 ＲＭＲ＝〔（活動総代謝量）−（安静時代謝量）〕／（基礎代謝量） この式で、座位時：ＲＭＲ＝０．３４ 立位時：ＲＭＲ＝０．８（男）、０．９８（女） 歩行時：ＲＭＲ＝α0 ＋α1 ×身長＋α2 ×歩行ペース （例えばＲＭＲ＝２．３） 走行時：ＲＭＲ＝α0 ＋α1 ×体重＋α2 ×加速度振幅 （例えばＲＭＲ＝３．８） （但し、α0 ，α1 ，α2 は実験的に定めた定数） となる。なお、睡眠時のＲＭＲは例えば０．３が示され
る。 【００１５】一方、所定期間（１日）のエネルギー代謝
量（総消費カロリー）は、次式により算出する。 Ｅday ＝Σ｛（ＲＭＲi ＋１．２）×Ｔi ｝×Ｂ＋０．
９×Ｔ0 ×Ｂ ＲＭＲi ：或る運動のエネルギー代謝率 Ｔi ：或る運動を行った時間（時） Ｔ0 ：睡眠時間（時） Ｂ ：基礎代謝量（kcal／時） 但し、ここでいう「或る運動」には「座る」「立つ」
「歩く」「走る」が含まれる。この式より、各行動の消
費エネルギーの総和を求め、総消費エネルギーを算出す
る。 【００１６】次に、表示器５の表示画面の表示形態につ
いて説明する。まず、図８に示す例では、表示画面が上
部１１と下部１２に分かれており、上部１１に総消費カ
ロリー（kcal）が数値で表示され、下部１２に「座る」
「立つ」「歩く」「走る」の各行動の時間（生活活動の
時間比率）がバーグラフで表示される。この例では、横
軸に時間が目盛られ、各行動が行われた時間が積算され
て表示される。又、「歩く」「走る」のバーグラフに示
された図形１３は、例えば点滅表示され、「歩く」「走
る」を交互に行ったことを表している。この他に、生活
活動指数（又は生活活動強度）を表示してもよい。 【００１７】この生活活動指数の算出は、次のように行
う。１日の総エネルギー代謝量（Ａ）は、運動等により
消費されるエネルギー（Ｂ・χ）、基礎代謝量（Ｂ）、
及び特異動的作用による代謝量（０．１・Ａ；摂取した
食物を分解・吸収するのに必要なエネルギー）で次式で
表される。（但し、χは生活活動指数） Ａ＝Ｂ・χ＋Ｂ＋（１／１０）Ａ この式を変形すれば、 χ＝〔（９／１０）×（Ａ／Ｂ）〕−１ となるから、総エネルギー代謝量Ａと基礎代謝量Ｂによ
り生活活動指数χを求めることができる。なお、算出さ
れた生活活動指数χは、生活活動強度により例えば４段
階にランク分けすることで、行動のレベルがどの程度で
あるのかを知ることができる。 【００１８】図９に示す別の表示形態では、上部１４に
総消費カロリー（kcal）が表示され、下部１５に活動時
間のパターンが表示される。ここでは、横軸には時間が
目盛られ、所定時間（０：００〜２４：００）までが２
時間刻みで表示され、縦軸にはカロリー、歩数、運動量
等の目盛りが表示されている。勿論、時間軸は例えば１
時間刻みで１２時間ごとに表示するようにしてもよく、
その場合はセレクトスイッチ等で切り換えられるように
しておけばよい。２４時間表示の方が１日の活動パター
ンを一目で見ることができ、１２時間表示ではより細か
く活動パターンを見ることができる。このような表示形
態によれば、行動レベルの経時変化を一目で把握でき
る。 【００１９】次に、上記のような運動量測定装置の全体
動作例を図１０及び図１１のフロー図を参照して説明す
る。まず、装置の電源をＯＮにすると、測定が開始さ
れ、加速度センサ１により被測定者の体動に関するデー
タが取り込まれる（ＳＴ２１）。勿論、測定に先立って
は装置を被測定者に装着しておくと共に、被測定者の性
別・年令・身長・体重等を入力しておく。ＳＴ２２で
は、測定開始から１０秒経過したか否かが判定され、ま
だの場合は加速度センサ１によるデータ取得が続行さ
れ、１０秒間分のデータが蓄積される。 【００２０】１０秒経過したなら、運動が５歩以上行わ
れたかどうかが判定され（ＳＴ２３）、ＹＥＳの場合
は、後述の加速度振幅の計算処理（ＳＴ３２）に移行す
る。つまり、５歩以上の行動があったということは、そ
の行動が「歩く」か「走る」に相当すると判定され、そ
れに係る処理に移行するわけである。ＳＴ２３でＮＯの
場合は、０歩（静止若しくは安静状態）が一定時間連続
したかどうかが判定され（ＳＴ２４）、ＹＥＳなら一定
時間に全く動かなかったと判断され、この行動は「寝
る」と断定され、それに係る処理（ＳＴ４０）に移行す
る。 【００２１】ＳＴ２４でＮＯの場合は、更にＳＴ２５で
「座る」（「立つ」）特徴か否かが図５に基づいて説明
したように判定され、これがＹＥＳならその行動が「座
る」と、ＮＯなら「立つ」と断定され、それぞれに係る
処理（ＳＴ２６，ＳＴ２９）に移行する。「座る」行動
の処理では、前記したようにＲＭＲ＝０．３４とされ
（ＳＴ２６）、前記エネルギー代謝量（総消費カロリ
ー）Ｅday を求める式に基づき、一定時間（１０秒間）
の「座る」行動の消費エネルギーＡ1 が算出される（Ｓ
Ｔ２７）。そして、「座る」行動の数ｎ1 が１インクリ
メントされた（ＳＴ２８）後、ＳＴ４３に移る。 【００２２】「立つ」行動の処理では、ＲＭＲ＝０．９
８（女），０．８（男）とされ（ＳＴ２９）、同じく
「立つ」行動の消費エネルギーＡ2 が算出され（ＳＴ３
０）、「立つ」行動の数ｎ2 が１インクリメントされた
（ＳＴ３１）後、ＳＴ４３に移る。一方、ＳＴ３２で
は、加速度振幅の平均振幅（ＶＰmean）の計算が前記し
た通り行われ、算出されたＶＰmeanが予め設定しておい
た所定値ＶＰthより大きいか（ＶＰmean＞ＶＰth）が判
定される（ＳＴ３３）。これがＮＯ（ＶＰmean≦Ｖ
Ｐth）の場合、「歩く」行動と断定され、ＹＥＳの場
合、「走る」行動と断定される。 【００２３】「歩く」行動の処理では、ＲＭＲ＝２．３
とされ（ＳＴ３４）、その消費エネルギーＡ3 が算出さ
れる（ＳＴ３５）と共に、その行動数ｎ3 が１インクリ
メントされた（ＳＴ３６）後、ＳＴ４３に移る。「走
る」行動の処理では、ＲＭＲ＝３．８とされ（ＳＴ３
７）、その消費エネルギーＡ4 が算出される（ＳＴ３
８）と共に、その行動数ｎ4 が１インクリメントされた
（ＳＴ３９）後、ＳＴ４３に移る。 【００２４】又、「寝る」行動の場合は、ＲＭＲ＝０．
３とされ（ＳＴ４０）、その消費エネルギーＡ5 が算出
され（ＳＴ４１）、その行動数ｎ5 が１インクリメント
された（ＳＴ４２）後、ＳＴ４３に移る。ＳＴ４３で
は、当期間（１０秒間）の消費エネルギーａが、ａ＝Ａ
1 ＋Ａ2 ＋Ａ3 ＋Ａ4 ＋Ａ5 で求められ、この値ａが小
計の消費エネルギーｂに加えられる（ＳＴ４４）。次い
で、１時間が経過したかどうかが判定され（ＳＴ４
５）、ＮＯならば総消費エネルギーＡに１０秒間の消費
エネルギーａが加算され（ＳＴ４６）、当１０秒間の処
理が終了する。 【００２５】ＳＴ４５でＹＥＳならば、各行動の総数Ｎ
i ＝Ｎi ＋ｎi （ｉ＝１〜５）が計算され（ＳＴ４
７）、その結果が表示される（ＳＴ４８）。そして、小
計の消費エネルギーｂ＝０、ｎ1 ，ｎ2 ，・・・，ｎ5
＝０とされた（ＳＴ４９）後、同様にＳＴ４６で総消費
エネルギーＡに１０秒間の消費エネルギーａが加算さ
れ、当該処理が終了する。以上のような処理が１０秒ご
とに繰り返され、各種データが逐次メモリに記録され
る。 【００２６】 【発明の効果】本発明の運動量測定装置によれば、類別
した各行動（「寝る」、「座る」、「立つ」、「歩
く」、「走る」）ごとに消費エネルギーを算出し、この
消費エネルギーから総消費エネルギーを算出・表示する
ので、行動で消費した正確な総消費カロリーを知ること
ができる。また、類別された各行動の時間比率を表示す
るので、各行動に費やした時間をも知ることができる。
それにより、例えば１日の生活活動をより正確に知るこ
とができ、それにより生活態度の改善が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施形態に係る運動量測定装置の全体構成を
示すブロック図である。 【図２】総消費エネルギーの算出の仕方を説明するため
の概略フロー図である。 【図３】行動の類別において、「歩く」と「走る」の判
定アルゴリズムを説明するためのフロー図である。 【図４】「歩く」と「走る」の判定アルゴリズムを説明
するための加速度波形を示す図である。 【図５】行動の類別において、「座る」と「立つ」の判
定アルゴリズムを説明するための加速度波形（時間と電
圧）を示す図である。 【図６】年令と性別の違いによる体表面積１ｍ2 当たり
の基礎代謝基準値を示す表である。 【図７】図６の表をグラフにした場合の図である。 【図８】同実施形態に係る運動量測定装置の表示形態の
一例を示す図である。 【図９】同実施形態に係る運動量測定装置の表示形態の
別例を示す図である。 【図１０】同実施形態に係る運動量測定装置の全体動作
のフロー図である。 【図１１】図１０に続くフロー図である。 【図１２】従来例に係る運動量測定装置の表示形態例を
示す図である。 【符号の説明】 １ 加速度センサ ４ ＭＰＵ ５ 表示器（表示部）
示すブロック図である。 【図２】総消費エネルギーの算出の仕方を説明するため
の概略フロー図である。 【図３】行動の類別において、「歩く」と「走る」の判
定アルゴリズムを説明するためのフロー図である。 【図４】「歩く」と「走る」の判定アルゴリズムを説明
するための加速度波形を示す図である。 【図５】行動の類別において、「座る」と「立つ」の判
定アルゴリズムを説明するための加速度波形（時間と電
圧）を示す図である。 【図６】年令と性別の違いによる体表面積１ｍ2 当たり
の基礎代謝基準値を示す表である。 【図７】図６の表をグラフにした場合の図である。 【図８】同実施形態に係る運動量測定装置の表示形態の
一例を示す図である。 【図９】同実施形態に係る運動量測定装置の表示形態の
別例を示す図である。 【図１０】同実施形態に係る運動量測定装置の全体動作
のフロー図である。 【図１１】図１０に続くフロー図である。 【図１２】従来例に係る運動量測定装置の表示形態例を
示す図である。 【符号の説明】 １ 加速度センサ ４ ＭＰＵ ５ 表示器（表示部）
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フロントページの続き
(72)発明者 竹中 正明
京都市右京区山ノ内山ノ下町24番地 株
式会社オムロンライフサイエンス研究所
内
(72)発明者 森田 和行
京都市右京区山ノ内山ノ下町24番地 株
式会社オムロンライフサイエンス研究所
内
(56)参考文献 特開 平４−105667（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−106742（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
A61B 5/22
A63B 22/00
A63B 23/00
特許ファイル（ＰＡＴＯＬＩＳ)
実用ファイル（ＰＡＴＯＬＩＳ)
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】生体の体動を検出する加速度センサと、こ
の加速度センサにより得られる信号に基づき生体の運動
量を演算する運動量演算手段と、算出された運動量を表
示する表示部とを備える運動量測定装置において、 前記加速度センサで得られた出力波形のパターンを識別
して生体の行動として「寝る」、「座る」、「立つ」、
「歩く」、「走る」を類別し、それら各行動ごとの消費
エネルギーを算出し、算出した消費エネルギーから総消
費エネルギーを算出する総消費エネルギー算出機能を備
え、この総消費エネルギー算出機能で求められた総消費
エネルギーを前記表示部に表示し、前記類別された各行
動の時間比率も前記表示部に表示することを特徴とする
運動量測定装置。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
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Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6-217109 | 1994-09-12 | ||
| JP21710994 | 1994-09-12 | ||
| JP22535695A JP3513632B2 (ja) | 1994-09-12 | 1995-09-01 | 運動量測定装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
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Family
ID=26521816
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22535695A Expired - Fee Related JP3513632B2 (ja) | 1994-09-12 | 1995-09-01 | 運動量測定装置 |
Country Status (1)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009022671A (ja) * | 2007-07-23 | 2009-02-05 | Fukuda Denshi Co Ltd | 生体情報処理装置及び生体情報処理方法 |
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| EP2210557A1 (en) | 2009-01-21 | 2010-07-28 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Determining energy expenditure of a user |
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| JP2020010893A (ja) * | 2018-07-19 | 2020-01-23 | 花王株式会社 | 活動分類方法及び活動分類装置 |
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-
1995
- 1995-09-01 JP JP22535695A patent/JP3513632B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08131425A (ja) | 1996-05-28 |
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