呼吸判定装置
【課題】被験者の呼吸が胸式呼吸であるか腹式呼吸であるかを判定する。
【解決手段】生体測定装置１は、身体の特定部位の生体電気インピーダンスを測定する生体電気インピーダンス測定部２００を備え、ＣＰＵ１７０は、これを制御して体幹中部および腹部の生体電気インピーダンスを測定し、それらの差分ΔＺを腹部の生体電気インピーダンスとして取得する。そして、ＣＰＵ１７０は、差分ΔＺを所定の閾値と比較することによって、被験者の呼吸の種別を判定する。
【解決手段】生体測定装置１は、身体の特定部位の生体電気インピーダンスを測定する生体電気インピーダンス測定部２００を備え、ＣＰＵ１７０は、これを制御して体幹中部および腹部の生体電気インピーダンスを測定し、それらの差分ΔＺを腹部の生体電気インピーダンスとして取得する。そして、ＣＰＵ１７０は、差分ΔＺを所定の閾値と比較することによって、被験者の呼吸の種別を判定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被験者の呼吸の種別及びその程度について判定する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より生体電気インピーダンスを測定し、測定結果に基づいて、生体の状態を推定する各種の装置が知られている。そのような装置の一つとして、特許文献１には、体幹生体電気インピーダンスに基づいて、肺活量を推定する技術が開示されている。
呼吸は、生体データ(血圧,体温,皮膚温,脳波,脈波など)の中で、唯一自己コントロール可能なものであることから、例えば、呼吸をコントロールすることによって、ヨガ、気功、カイロプラクティック、あるいは座禅などの健康法として世の中に広がっている。また、呼吸法は胸式と腹式に分けられる。腹式呼吸は、ダイエットやボイストレーニングなどにも応用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−５０１２７号公報（段落００２０参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、呼吸の健康法への有用な活用には、被験者の呼吸が胸式である腹式であるかを知る必要がある。
しかしながら、従来の技術では、生体電気インピーダンスから呼吸が胸式であるか腹式であるかを知ることができなかった。
そこで、本発明は、被験者の呼吸が胸式呼吸であるか腹式呼吸であるかを判定可能な装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した課題を解決するため、本発明に係る呼吸判定装置は、呼吸に寄与する１つ以上の部位について生体電気インピーダンスを測定する生体電気インピーダンス測定手段と、測定された１つ以上の部位の生体電気インピーダンスの時間変化に基づいて、被験者の呼吸について腹式呼吸と胸式呼吸とを判定する判定手段とを備える。
吸気と呼気とからなる呼吸を行うと、呼吸に寄与する部位の筋肉や臓器の生体電気インピーダンスが変化する。したがって、呼吸に寄与する部位の生体電気インピーダンスの時間変化に基づいて、腹式呼吸と胸式呼吸とを判定することができる。特に、呼吸に寄与する部位が複数ある場合、注目する生体の構成部が異なり、胸式呼吸と腹式呼吸とでそれらの動きが相違する。したがって、測定手段で測定された複数の部位の生体電気インピーダンスの各々は、胸式呼吸と腹式呼吸とで時間変化の態様が相違する。さらに、詳しく言えば、呼気と吸気の中で呼気の態様が相違する。このため、測定された複数の部位の生体電気インピーダンスの時間変化を解析することによって、被験者の呼吸について腹式呼吸と胸式呼吸とを判定することが可能となる。
【０００６】
上述した呼吸判定装置において、測定された前記１つ以上の部位の生体電気インピーダンスの時間変化は、呼気と吸気とからなる１呼吸ごとの周期性変化を有し、前記判定手段は、前記１つ以上の部位の生体電気インピーダンスの時間変化と呼気における１つ以上の部位の生体電気インピーダンスの時間変化の違いに基づいて、被験者の呼吸について腹式呼吸と胸式呼吸とを判定することが好ましい。胸式呼吸と腹式呼吸とでは、特に、呼気における腹部の生体電気インピーダンスの変化が相違する。したがって、呼気時における生体電気インピーダンスの時間変化と吸気時における生体電気インピーダンスの時間変化の違いを解析することによって腹式呼吸と胸式呼吸とを判定することができる。
【０００７】
上述した呼吸判定装置において、前記生体電気インピーダンス測定手段は、肺を含む第１の部位の第１生体電気インピーダンスと、腹式呼吸において前記第１生体電気インピーダンスの時間変化を打ち消すような変化を含む第２の部位の第２生体電気インピーダンスとを測定し、前記判定手段は、前記第１生体電気インピーダンスの時間変化と前記第２生体電気インピーダンスの時間変化の相違に基づいて、被験者の呼吸について腹式呼吸と胸式呼吸とを判定することが好ましい。
【０００８】
胸式呼吸と腹式呼吸とで肺は同じように伸縮変化する。また、呼吸に寄与する部位において最も大きく生体電気インピーダンスが変化するのは肺である。なお、胸部呼吸筋の生体電気インピーダンス変化は肺の生体電気インピーダンス変化と同じように変化するため、肺に含めて考える。したがって、第１生体電気インピーダンスの時間変化は、胸式呼吸と腹式呼吸とで大きな差はないが、吸気や呼気といった呼吸の動作を反映したものとなる。一方、第２の部位は腹式呼吸において第１生体電気インピーダンスの変化を打ち消すようなインピーダンス変化を含む部位である。したがって、腹式呼吸において第１生体電気インピーダンスと第２生体電気インピーダンスの時間変化が相違する。このため、第１生体電気インピーダンスの時間変化と第２生体電気インピーダンスの時間変化との相違を解析することにより、被験者の呼吸について腹式呼吸と胸式呼吸とを判定することが可能となる。相違の解析は、例えば、両者の相違の程度に応じて、被験者の呼吸について腹式呼吸の依存度と胸式呼吸の依存度を判定してもよい。
【０００９】
より具体的には、前記第１の部位は、肺を含み腹部を含まず、前記第２の部位は腹部を含むことが好ましい。腹部には、横隔膜及び内臓組織と腹部骨格筋とが形成されている。腹式呼吸では呼気時に腹部骨格筋の働きによって内臓組織が横隔膜を押し上げる方向に上昇するが、胸式呼吸ではそのようなことはない。胸式呼吸と腹式呼吸のいずれであっても、呼気時には肺から空気が排出されるため、第１生体電気インピーダンスが低下する。その一方、腹式呼吸の呼気時には、腹部の内臓組織が横隔膜に押し上げて上昇（伸長）するので、第２生体電気インピーダンスは高くなる。したがって、第１生体電気インピーダンスの時間変化と第２生体電気インピーダンスの時間変化との相違を解析することにより、被験者の呼吸について腹式呼吸と胸式呼吸とを判定することが可能となる。
【００１０】
ここで、第１の部位は体幹上部であり、第２の部位は体幹中部であってもよい。腹部の生体電気インピーダンスを直接測定するために、いわゆるみぞ落ちと臍下に電極を配置することも考えられるが、被験者に電極を取り付ける手間が掛かるうえ、被験者を不快にさせてしまう。四肢誘導八電極法を用いれば、両掌と両足裏に電極を配置することにより、体幹上部を含む部位と体幹中部の生体電気インピーダンスを測定することができ、電極を体幹に貼る必要がなくなるといった利点がある。なお、両掌間の計測では、肺の他に左右上肢の生体電気インピーダダンスが測定されるが、左右上肢を動かさなければ、その部分の生体電気インピーダンスは変化しないので、胸式呼吸と腹式呼吸の判定に影響を及ぼさない。左右上肢を部位ごとに計測する場合も同様である。
【００１１】
また、上述した呼吸判定装置において、前記判定手段は、前記第１生体電気インピーダンスと前記第２生体電気インピーダンスの差分を差分生体電気インピーダンスとして算出する算出手段を備え、前記差分生体電気インピーダンスの時間変化に基づいて、被験者の呼吸について腹式呼吸と胸式呼吸とを判定することが好ましい。ここで、「差分生体電気インピーダンスの時間変化に基づいて」とは、例えば、パターンマッチング手法を用いた解析であってもよい。すなわち、差分生体電気インピーダンスの時間変化が予め用意された腹式呼吸の差分生体電気インピーダンスの変化とどの程度一致するか、差分生体電気インピーダンスの時間変化が予め用意された胸式呼吸の差分生体電気インピーダンスの変化とどの程度一致するかを算出し、算出結果によって、被験者の呼吸について腹式呼吸と胸式呼吸とを判定してもよい。
【００１２】
また、上述した呼吸判定装置において、前記算出手段は、前記第１生体電気インピーダンスと前記第２生体電気インピーダンスとのうち少なくとも一方について補正する補正手段を備え、補正された前記第１生体電気インピーダンス及び前記第２生体電気インピーダンス、又は前記第１生体電気インピーダンスと前記第２生体電気インピーダンスのうち補正された一方と補正されていない他方の差分を前記差分生体電気インピーダンスとして算出することが好ましい。補正は、差分生体電気インピーダンスに胸式呼吸と腹式呼吸の相違が、補正前よりも大きく反映されるように行われる。
この補正には、例えば、生体電気インピーダンスの平均値で正規化する処理が含まれる。さらに、被験者の年齢、身長、体重、あるいは体脂肪率といった身体的特徴を示す指標を変数として、生体電気インピーダンスを補正してもよい。この場合には、個々人の内臓組織や腹部骨格筋、あるいは内臓脂肪や皮下脂肪の量などのバラツキの影響を受けにくくでき、より正確な判定が可能となる。
また、補正手段は、吸気での相違を統計上のバランスに一致させるように補正し、判定手段は呼気での相違を判定に用いるようにしてもよい。より具体的には、補正手段は、測定された生体電気インピーダンスに補正係数を乗算して補正済の生体電気インピーダンスを生成する。この補正係数は、吸気における生体電気インピーダンスの変化が吸気における統計上の生体電気インピーダンスの変化と一致するように設定してもよい。
【００１３】
また、上述した呼吸判定装置において、前記判定手段は、前記差分生体電気インピーダンスを閾値と比較する比較手段を備え、前記比較手段の比較結果に基づいて、被験者の呼吸について腹式呼吸と胸式呼吸とを判定することが好ましい。
さらに、前記判定手段は、前記差分生体電気インピーダンスを積分する積分手段を備え、積分結果に基づいて、被験者の呼吸について腹式呼吸と胸式呼吸とを判定してもよい。
より具体的には、前記判定手段は、前記測定手段によって測定された前記第１生体電気インピーダンスの変化の周期から、吸気と呼気とからなる１呼吸のストローク期間を検知する検知手段と、前記ストローク期間ごとに、前記第２生体電気インピーダンスが閾値以上となる第１の面積と前記差分が閾値以下となる第２の面積とを算出する面積算出手段と、前記ストローク期間ごとに、前記第１の面積と前記第２の面積の差分を算出する差分面積算出手段とを備え、前記差分面積算出手段によって算出された差分面積に基づいて、被験者の呼吸について腹式呼吸と胸式呼吸とを判定することが好ましい。この発明によれば、呼吸の１ストロークを肺の動きを直接反映させた第１生体電気インピーダンスの変化に基づいて判別するので、１呼吸のストローク期間を正確に検知することができる。くわえて、呼吸パターンリズム誘導手段によって音声や表示によって目標とする呼吸のパターンや呼吸リズムを報知する場合には、被験者の呼吸が誘導されることになるから、呼気及び吸気の１ストローク期間をより正確に検知することができる。さらに、腹式呼吸では、呼気時において腹部の生体電気インピーダンスが肺・呼吸筋の生体電気インピーダンス変化を打ち消す方向に変化する一方、胸式呼吸では、呼気時において腹部の生体電気インピーダンスがさほど変化しないので、差分面積によって、腹式呼吸の程度と胸式呼吸の程度を判定することが可能となる。
【００１４】
また、上述した態様において、前記判定手段は、被験者の呼吸について、腹式呼吸の程度と胸式呼吸の程度とを判定し、前記判定手段の判定結果を報知する第1報知手段を備えることが好ましい。これにより、バイオフィードバックにより呼吸トレーニングが可能となる。
【００１５】
また、上述した態様において、目標とする呼気のイミング及び深さ、並びに目標とする吸気のタイミング及び深さを被験者に報知する第２報知手段とを備えることが好ましい。これにより呼吸周期及び吸気と呼気のパターンマッチングを円滑に行うことが可能となり、目標とする呼吸パターンに被験者を誘導することができる。さらに、前記生体電気インピーダンス測定手段によって測定された前記１つ以上の部位の生体電気インピーダンスに基づいて、呼気及び吸気の深さの時間変化を表示する表示部を備えることが好ましい。この場合には、呼吸パターンをバイオフィードバックすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係わる実施形態の生体測定装置の電気的構成について示すブロック図である。
【図２】生体測定装置の外観例を示す斜視図である。
【図３】生体測定装置の電極配置を示す説明図である。
【図４】電流電極の選択と電圧電極の選択とを説明するための説明図である。
【図５】生体測定装置の動作内容を示すフローチャートである。
【図６】体幹を構成する組織の概略を示す模式図である。
【図７】体幹の生体電気インピーダンスの等価回路を示す回路図である。
【図８】呼吸と生体電気インピーダンスの変化の関係を説明する説明図である。
【図９】呼吸解析処理の処理内容の一例を示すフローチャートである。
【図１０】体幹中部および体幹上部の生体電気インピーダンスの時間変化を示すグラフである。
【図１１】差分ΔＺの時間変化を示すグラフである。
【図１２】第１検出信号の波形を示す波形図である。
【図１３】判定処理の処理内容を示すフローチャートである。
【図１４】呼吸解析処理の処理内容の他の例を示すフローチャートである。
【図１５】表示部の表示例を示す説明図である。
【図１６】表示部の表示例を示す説明図である。
【図１７】表示部の表示例を示す説明図である。
【図１８】表示部の表示例を示す説明図である。
【図１９】表示部の表示例を示す説明図である。
【図２０】表示部の表示例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
＜１．実施形態＞
＜１−１：生体測定装置の構成＞
図１は、本発明の実施形態に係る生体測定装置１の構成を示すブロック図である。この生体測定装置１は、生体の状態を測定するものであるが、その機能の一部は、呼吸の種別や胸式呼吸の程度及び腹式呼吸の程度を判定する呼吸判定装置としての役割を担う。
生体測定装置１は、体重を測定すると共に装置全体の動作を管理する管理部１００と、被験者の各部位の生体電気インピーダンスを測定する生体電気インピーダンス測定部２００とを備える。管理部１００は、体重計１１０、第１記憶部１２０、第２記憶部１３０、音声処理部１４０、スピーカ１４５、入力部１５０、並びに表示部１６０を備える。これらの構成要素は、バスを介してＣＰＵ（Central Processing Unit）１７０と接続されている。ＣＰＵ１７０は、装置全体を制御する制御中枢として機能する。なお、ＣＰＵ１７０は図示せぬクロック信号発生回路からクロック信号の供給を受けて動作する。また、各構成要素には図示せぬ電源スイッチがオン状態になると、電源回路から電源が供給される。
【００１８】
体重計１１０は、被験者の体重を測定して体重データをバスを介してＣＰＵ１７０に出力する。第１記憶部１２０は、不揮発性のメモリであって、例えばＲＯＭ（Read Only Memory）で構成される。第１記憶部１２０には、装置全体を制御する制御プログラムが記憶されている。ＣＰＵ１７０は、制御プログラムに従って後述する所定の演算を実行することにより、被験者の呼吸について胸式呼吸と腹式呼吸とを判定する。
【００１９】
第２記憶部１３０は、揮発性のメモリであり、例えば、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）等によって構成される。第２記憶部１３０はＣＰＵ１７０の作業領域として機能し、ＣＰＵ１７０が所定の演算を実行する際にデータを記憶する。また、音声処理部１４０は、ＣＰＵ１７０の制御の下、音声データをＤＡ変換して得た音声信号を増幅してスピーカ１４５に出力する。スピーカ１４５は増幅された音声信号を振動に変換して放音する。これによって、呼吸のリズムの指導などのアドバイス情報を音によって被験者に報知することができる。
【００２０】
入力部１５０は、各種のスイッチから構成され、被験者がスイッチを操作すると、身長、年齢、及び性別といった情報が入力される。表示部１６０は、体重や呼吸の種別といった測定結果や、腹式呼吸に導くための呼気と吸気の区別などのアドバイス情報を知らせる機能、あるいは被験者に各種の情報の入力を促すメッセージを表示する機能を有する。表示部１６０は、例えば、液晶表示装置などで構成される。
【００２１】
次に、生体電気インピーダンス測定部２００は、生体電気インピーダンスを測定する。生体電気インピーダンス測定部２００は、交流電流出力回路２１０、基準電流検出回路２２０、電位差検出回路２３０、Ａ／Ｄ変換器２４０、電極切換回路２５１及び２５２を備える。
交流電流出力回路２１０は、制御プログラムで定められた周波数の交流信号を、制御プログラムで定められた実効値となるように基準電流Ｉrefを生成する。基準電流検出回路２２０は、被測定対象に流れる基準電流Ｉrefの大きさを検出して電流データＤｉとしてＣＰＵ１７０に出力するとともに、被験者（人体）に基準電流Ｉrefを通電する。この場合、電極切換回路２５２は、電流電極Ｘ１〜Ｘ４の中から２つを選択して電流を供給する。
さらに、電位差検出回路２３０は、電圧電極Ｙ１〜Ｙ４の中から選択された２つの電圧電極の間の電位差を検出して電位差信号ΔＶを生成する。Ａ／Ｄ変換器２４０は電位差信号ΔＶをアナログ信号からデジタル信号に変換し電圧データＤｖとしてＣＰＵ１７０に出力する。ＣＰＵ１７０は電圧データＤｖと電流データＤｉとに基づいて生体電気インピーダンスＺ（＝Ｄｖ／Ｄｉ）を計算する。
【００２２】
第１記憶部１２０は、各種データを予め記憶することができる。たとえば、各部位の生体電気インピーダンスを変数として体脂脂肪率や筋肉量を算出するための相関式又は相関テーブルが記憶されている。
ＣＰＵ１７０は、体重、各種の部位生体電気インピーダンス（例えば、上肢生体電気インピーダンス、下肢生体電気インピーダンス、体幹生体電気インピーダンス）、を演算し、かつ、各種の入出力、測定、演算等について制御する。なお、生体電気インピーダンスなどに基づいて、内臓脂肪／皮下脂肪、内臓脂肪量、皮下脂肪率、皮下脂肪量、全身の脂肪率、身体の各部位の脂肪率（上肢脂肪率、下肢脂肪率、体幹脂肪率など）を演算することもできる。
【００２３】
図２に、生体測定装置１の外観例を示す。生体測定装置１は、Ｌ字型の形状をしており、台座部２０の上に柱状の筐体部３０を備える。台座部２０には、左足用の電流電極Ｘ１及び電圧電極Ｙ１と、右足用の電流電極Ｘ２及び電圧電極Ｙ２が設けられている。また、筐体部３０の上部には、表示部１６０が設けられている。この表示部１６０は、タッチパネルで構成されており、入力部１５０としても機能する。さらに、筐体部３０の左右の側面には、左手用の電極部３０Ｌと右手用の電極部３０Ｒが設けられている。
【００２４】
図３は筐体部３０の上部を拡大した拡大図である。この図に示すように、左手用の電極部３０Ｌは電流電極Ｘ３及び電圧電極Ｙ３を備え、右手用の電極部３０Ｒは電流電極Ｘ４及び電圧電極Ｙ４を備える。被験者は、台座３０の上に立ち、左右の手を下げた状態で電極部３０Ｌ及び電極部３０Ｒを握ることによって、測定を行う。
【００２５】
電極切換回路２５１及び２５２は、ＣＰＵ１７０の制御の下、両手及び両足に装着される８個の電極を選択する。この８個の電極を適宜選択することによって、人体の所定の部位における生体電気インピーダンスＺを計測することが可能となる。例えば、図４（Ａ）に示すように基準電流Ｉrefを左足用の電流電極Ｘ１と左手用の電流電極Ｘ３との間に供給し、左足用の電圧電極Ｙ１と左手用の電圧電極Ｙ３との間で電位差を計測すれば、全身の生体電気インピーダンスを計測することができる。なお、基準電流Ｉrefを電流電極Ｘ２及びＸ４の間に流し、電圧電極Ｙ２及びＹ４の間の電位差を計測しても全身の生体電気インピーダンスを計測することができる。さらに、図４（Ｋ）に示すように両掌を短絡させ、両足を短絡させ、両掌から両足までの生体電気インピーダンスを全身の生体電気インピーダンスとして測定してもよい。
【００２６】
また、図４（Ｂ）に示すように基準電流Ｉrefを右足用の電流電極Ｘ２と右手用の電流電極Ｘ４との間に供給し、右足用の電圧電極Ｙ２と左足用の電圧電極Ｙ１との間で電位差を計測すれば、右下肢の生体電気インピーダンスＺを計測することができる。また、図４（Ｃ）に示すように基準電流Ｉrefを左足用の電流電極Ｘ１と左手用の電流電極Ｘ３との間に供給し、左足用の電圧電極Ｙ１と右足用の電圧電極Ｙ２との間で電位差を計測すれば、左下肢の生体電気インピーダンスＺを計測することができる。
【００２７】
また、図４（Ｄ）に示すように基準電流Ｉrefを右手用の電流電極Ｘ４と右足用の電流電極Ｘ２との間に供給し、右手用の電圧電極Ｙ４と左手用の電圧電極Ｙ３との間で電位差を計測すれば、右上肢の生体電気インピーダンスＺを計測することができる。また、図４（Ｅ）に示すように基準電流Ｉrefを左手用の電流電極Ｘ３と左足用の電流電極Ｘ１との間に供給し、右手用の電圧電極Ｙ４と左手用の電圧電極Ｙ３との間で電位差を計測すれば、左上肢の生体電気インピーダンスＺを計測することができる。また、図４（Ｆ）に示すように基準電流Ｉrefを右手用の電流電極Ｘ４と左手用の電流電極Ｘ３との間に供給し、右手用の電圧電極Ｙ４と左手用の電圧電極Ｙ３との間で電位差を計測すれば、両掌間の生体電気インピーダンスＺを計測することができる。ここで、体幹を体幹上部と体幹中部に分けた場合、左上肢、右上肢、及び掌間の生体電気インピーダンスは、いずれも体幹上部が含まれる。このため、左上肢、右上肢、及び掌間の生体電気インピーダンスを体幹上部の生体電気インピーダンスとして取り扱うことも可能である。
【００２８】
さらに、図４（Ｇ）に示すように基準電流Ｉrefを左手用の電流電極Ｘ３と左足用の電流電極Ｘ１との間に供給し、右手用の電圧電極Ｘ４と右足用の電圧電極Ｙ２との間で電位差を計測すれば、体幹中部の生体電気インピーダンスを計測することができる。また、図４（Ｈ）に示すように基準電流Ｉrefを右手用の電流電極Ｘ４と右足用の電流電極Ｘ２との間に供給し、左手用の電圧電極Ｙ３と左足用の電圧電極Ｙ１との間で電位差を計測すれば、体幹中部の生体電気インピーダンスを計測することができる。また、図４（I）に示すように基準電流Ｉrefを右手用の電流電極Ｘ４と左足用の電流電極Ｘ１との間に供給し、左手用の電圧電極Ｙ３と右足用の電圧電極Ｙ２との間で電位差を計測すれば、体幹中部を斜めに横切る生体電気インピーダンスを計測することができる。図４（Ｊ）に示すように基準電流Ｉrefを右足用の電流電極Ｘ２と左手用の電流電極Ｘ３との間に供給し、右手用の電圧電極Ｙ４と左足用の電圧電極Ｙ１との間で電位差を計測すれば、体幹中部を斜めに横切る生体電気インピーダンスを計測することができる。
【００２９】
なお、体幹部の生体電気インピーダンスＺｘの測定方法は、上述した方法に限定されるものではなく、両手両足の電極のうち、基準電流Ｉrefを供給する電極と電位差を検出する電極とを適宜選択することによって、手、足、あるいは全身といった人体の各部位の生体電気インピーダンスＺを各々測定し、測定結果を加減算して体幹中部の生体電気インピーダンスＺを算出すればよい。さらに、四肢以外に頭部の耳たぶなどに四肢のいずれかの代用として使用しても、体幹部の生体電気インピーダンスＺｘの測定は可能である。くわえて、体幹に接触電極を設ける場合には言うに及ばない。
【００３０】
＜１−２：生体測定装置の動作＞
図５は、生体測定装置１の動作を示すフローチャートである。まず、入力部１５０における電源スイッチ（図示省略）がオンされると、図示せぬ電力供給部から電気系統各部に電力を供給し、表示部１６０により身長を含む身体特定情報（身長、性別、年齢など）を入力するための画面を表示する（ステップＳ１）。
続いて、入力部１５０から身長、性別、年齢等が入力されると、体重計１１０により体重が測定され、ＣＰＵ１７０は体重を取得する（ステップＳ２）。
【００３１】
この後、生体電気インピーダンス測定部２００により、各種の部位生体電気インピーダンス（上肢生体電気インピーダンス、下肢生体電気インピーダンス、体幹生体電気インピーダンス）に基因する電圧データＤｖと電流データＤｉを測定し、ＣＰＵ１７０は、これらに基づいて部位生体電気インピーダンスを各々演算する（ステップＳ３）。続いて、ＣＰＵ１７０は、呼吸解析処理を実行する（ステップＳ４）。呼吸解析処理の詳細は後述するが、この処理では、被験者の呼吸について、呼吸の種別や胸式呼吸と腹式呼吸の割合などを解析する。そして、呼吸解析処理の結果及びアドバイス情報を表示する（ステップＳ５）。
【００３２】
＜１−３：呼吸解析の原理＞
次に、呼吸解析の原理について説明する。図６は、体幹部の組織の概略を示す模式図である。この図に示すように体幹部の組織は、横隔膜によって上下に分けられている。上部には肺と内外肋間筋などの胸部骨格筋とが形成されている。一方、下部には内臓組織と内外腹斜筋・腹横筋や腹直筋などからなる腹部骨格筋が形成されている。
腹式呼吸及び胸式呼吸のいずれにしても、呼気時に横隔膜は上昇して肺が圧縮され、吸気時に横隔膜は下降して肺は伸長拡大する。胸式呼吸に無い腹式呼吸の特徴は、腹直筋や内外腹斜筋・腹横筋などの腹部呼吸筋の伸縮により内臓組織と伴に横隔膜を上下させる点にある。
筋肉や組織が動くと、対応する部位の生体電気インピーダンスが変化する。したがって、胸式呼吸や腹式呼吸の特徴を反映させた生体電気インピーダンスを測定することによって、被験者の呼吸の種別を特定することが可能となる。なお、一般の人の呼吸は、胸式呼吸と腹式呼吸が混在している。
【００３３】
ここで、体幹中部の生体電気インピーダンスＺａと体幹上部の生体電気インピーダンスＺｂとは、図７に示す等価回路で表すことができる。胸部骨格筋、肺、腹部骨格筋、内臓組織、及び上肢骨格筋の生体電気インピーダンスをＺ１、Ｚ２、Ｚ３、Ｚ４、及びＺ５とする。この場合、体幹中部の生体電気インピーダンスＺａは、Ｚ１とＺ２の並列インピーダンス及びＺ３とＺ４の並列インピーダンスを直列に接続したものとなる。一方、体幹上部の生体電気インピーダンスＺｂは、Ｚ１とＺ２の並列インピーダンスとＺ５を直列に接続したものとなる。なお、横隔膜の生体電気インピーダンスは、内臓組織に代表される生体電気インピーダンスＺ４に含ませて考えることができる。
【００３４】
次に、図８を参照して、呼吸と生体電気インピーダンスの変化の関係を説明する。体幹上部でのインピーダンスの変化は、肺に絶縁性の高い空気が出入りすることによる電気的特質(電気電導性or １／体積抵抗率)の変化が主な原因であると考えられる。つまり、呼気(呼息)では肺組織中に含まれる空気量が減るため肺の生体電気インピーダンスＺ２（ΔＺ＜０）は減少方向に変化する。一方、吸気(吸息)では空気量が増加するため、肺の生体電気インピーダンスＺ２（ΔＺ＞０）は増加方向に変化する。
【００３５】
胸式で胸郭を広げる呼吸法では、内外肋間筋などの呼吸骨格筋の伸縮変化と肺の伸縮変化が同じ方向に作用するので、肺の生体電気インピーダンスＺ２が増加すれば胸部骨格筋の生体電気インピーダンスＺ１が増加し、肺の生体電気インピーダンスＺ２が減少すれば胸部骨格筋の生体電気インピーダンスＺ１も減少する。一方、腹式呼吸は胸郭の変化がほとんど見られない呼吸法なので、胸部骨格筋の生体電気インピーダンスＺ１は殆ど変化せず、肺の生体電気インピーダンスＺ２が呼吸に伴って大きく変化する。
【００３６】
体幹中部の生体電気インピーダンスの変化は、横隔膜の動きと連動している。上述したように腹式呼吸及び胸式呼吸のいずれの場合も、横隔膜は呼気時上昇し、吸気時下降する。そして、腹式呼吸の特徴は、腹部呼吸筋の伸縮により内臓組織と伴に横隔膜を上下させる点にある。より具体的には、腹式呼吸の呼気時のみ、腹筋を緊張させて内臓組織と伴に横隔膜を押し上げ上昇させることで、内臓組織と腹部骨格筋との並列部の生体電気インピーダンスが上昇する。このとき、肺組織の生体電気インピーダンスは減少する。このため、横隔膜から上部の生体電気インピーダンスの減少を横隔膜から下部の生体電気インピーダンスの増加が打ち消すように作用する。但し、内臓組織や腹部骨格筋の生体電気インピーダンスの増加分が肺及び胸部骨格筋の生体電気インピーダンスの減少分より大きい場合には、体幹中部の生体電気インピーダンスが増加するが、これは内臓脂肪蓄積の少ない人か腹式呼吸法に秀でた場合の例である。例えば、内臓組織に内臓脂肪が過大に蓄積している場合は、腹筋の低下や内臓組織の大きな上下変位が期待できない。このため、腹式特有の呼吸パターン変化が出にくくなるものと推測される。つまり、内臓脂肪が過大に蓄積している人では、胸式呼吸が優位となり腹式呼吸がし難いことが容易に推察される。
【００３７】
このように、胸式呼吸と腹式呼吸とでは、横隔膜から下部にある腹部骨格筋と内臓組織の動きが異なる。したがって、腹部の生体電気インピーダンスを分離できれば、呼吸の種別を判別することが可能となる。そこで、本実施形態では、体幹中部の生体電気インピーダンスと体幹上部の生体電気インピーダンスの差分を、腹部の生体電気インピーダンスとして算出し、算出結果に基づいて、被験者の呼吸を解析する。
なお、体幹上部の生体電気インピーダンスＺｂには、上肢骨格筋の生体電気インピーダンスＺ５が含まれている。上肢骨格筋は、呼吸に直接的に寄与する筋肉ではない。したがって、計測中に上肢骨格筋が動くのは、計測精度の観点から望ましくない。本実施形態において被験者は、図２に示す測定装置の台座部２０の上に立ち、左右の腕を下げた状態で３０Ｌ及び３０Ｒを握り計測を行う。このため、計測中に上肢骨格筋が動くことがないので、体幹上部の生体電気インピーダンスＺｂの変化分に着目すれば、呼吸に関係する生体電気インピーダンスの変化を精度良く検出することが可能となる。
【００３８】
＜１−４：呼吸解析処理＞
次に、呼吸解析処理について２つの態様を説明する。
図９に、呼吸解析処理の第１態様の処理内容を示す。まず、ＣＰＵ１７０は、ステップＳ３のインピーダンス測定処理で計測された体幹中部の生体電気インピーダンスＺａと体幹上部の生体電気インピーダンスＺｂとを取得する（ステップＳ１１）。例えば、体幹中部の生体電気インピーダンスＺａと体幹上部の生体電気インピーダンスＺｂとは、図１０に示すように変化する。
【００３９】
次に、ＣＰＵ１７０は、体幹中部の生体電気インピーダンスＺａと体幹上部の生体電気インピーダンスＺｂとの差分ΔＺを算出する（ステップＳ１２）。差分ΔＺは、腹部の生体電気インピーダンスに相当する。差分ΔＺは、図１１に示すように変化する。
次に、ＣＰＵ１７０は、差分ΔＺを所定の閾値と比較し（ステップＳ１３）、その比較結果に基づいて腹式呼吸及び胸式呼吸を判定する（ステップＳ１４）。例えば、図１１に示すように閾値ＲＥＦを設定すると、腹式呼吸の呼気を検出することができる。図１２に比較結果の比較結果信号ＤＥＴをを示す。同図において、ローレベルの期間は腹式呼吸の呼気の期間である。したがって、短い周期で第1検出信号ＤＥＴ１のハイレベルとローレベルとが切り替わっている期間は腹式呼吸の期間であるといえる。一方、ハイレベルが長く続く期間は胸式呼吸の期間であるといえる。したがって、図１２における期間Ｔｆは腹式呼吸の期間であり、期間Ｔｋは胸式呼吸の期間である。
【００４０】
ここで、腹式呼吸は第1検出信号ＤＥＴ１が短い周期となり、胸式呼吸の第1検出信号ＤＥＴ１は長い期間ハイレベルとなる。「短い」、「長い」をいかに区別するかが問題となるが、これは、吸気と呼気の組で呼吸の１周期としたとき、被験者の呼吸周期を超える場合に「長い」のであり、被験者の呼吸周期以下である場合に「短い」のである。呼気と吸気は交互に繰り返されるので、呼吸周期を基準に「長い」「短い」を判定すればよい。
【００４１】
図１３に判定処理の具体的な内容を示す。ＣＰＵ１７０は第1検出信号ＤＥＴ１の立ち上がりがあったか否かを判定し（ステップＳ２１）、検知するまで判定を繰り返す。第1検出信号ＤＥＴ１の立ち上がりは差分ΔＺから検出される吸気の開始である。次に、ＣＰＵ１７０は、カウンタにおけるカウントを開始する（ステップＳ２２）。すなわち、吸気の開始から計時が開始される。
【００４２】
そして、ＣＰＵ１７０は、第1検出信号ＤＥＴ１の立ち下がりがあったか否かを判定する（ステップＳ２３）。第1検出信号ＤＥＴ１の立ち上がりは、差分ΔＺから検出される吸気の開始である。第1検出信号ＤＥＴ１の立ち下がりがなかった場合には、ＣＰＵ１７０は処理をステップＳ２４に進め、カウンタのカウント値を参照して、吸気の開始から１呼吸周期が経過したか否かを判定する。判定条件が肯定される場合は、吸気の開始から１呼吸周期が経過しても呼気が無かった場合である。この場合、ＣＰＵ１７０は、胸式呼吸であると判定し、処理をステップＳ２１に戻す。
【００４３】
一方、判定条件が否定された場合、ＣＰＵ１７０は処理をステップＳ２３に戻す。第1検出信号ＤＥＴ１が立ち下がって吸気が開始されてから、１呼吸周期が経過するまでに第1検出信号ＤＥＴ１が立ち下がり、呼気が開始された場合には、ステップＳ２３の判定結果はＹＥＳとなる。この場合、ＣＰＵ１７０は、腹式呼吸と判定してステップＳ２１に処理を戻す。
【００４４】
ここで、ステップＳ２４の判定で用い呼吸周期は、人の安静状態における一般的な呼気と吸気の組の時間とすればよい。また、体幹上部の生体電気インピーダンスＺｂの変化から検出してもよい。胸式呼吸と腹式呼吸のいずれの場合にも、呼吸に伴って肺及び胸部骨格筋の生体電気インピーダンスが変化するからである。
【００４５】
ところで、実際の呼吸では、図１０に示すように、腹式呼吸が主体となる期間と、胸式呼吸が主体となる期間の他に、腹式呼吸と胸式呼吸の両方を意識した完全呼吸（腹式＋胸式呼吸）の期間とがある。上述した呼吸解析処理では、腹式呼吸が主体となる期間及び完全呼吸の期間を合わせて腹式呼吸の期間として判別する一方、胸式呼吸が主体となる期間を胸式呼吸の期間として判別した。
【００４６】
次に、呼吸解析処理の第２態様について説明する。図１４に呼吸解析処理の第２態様の処理内容を示す。まず、ＣＰＵ１７０は、体幹中部の生体電気インピーダンスＺａと体幹上部の生体電気インピーダンスＺｂとを取得し（ステップＳ３１）、続いて、体幹中部の生体電気インピーダンスＺａと体幹上部の生体電気インピーダンスＺｂとの差分ΔＺを算出する（ステップＳ３２）。差分ΔＺは、腹部の生体電気インピーダンスに相当し、差分ΔＺは、図１１に示すように変化することは上述した通りである。
【００４７】
次に、ＣＰＵ１７０は体幹上部のインピーダンスＺｂの変化から吸気と呼気からなる１呼吸のストローク期間を検知する（ステップＳ３３）。体幹上部のインピーダンスＺｂを所定の閾値と比較することによってストローク期間を検知すればよい。
【００４８】
次に、ＣＰＵ１７０は、ストローク期間ごとに差分ΔＺが閾値以上となる面積Ｓ１と閾値以下となる面積Ｓ２とを算出する（ステップＳ３４）。例えば、図１１において閾値を「０」とすれば、面積Ｓ１と面積Ｓ２は、図示するようになる。
【００４９】
次に、ＣＰＵ１７０は、ストローク期間ごとに面積Ｓ１と面積Ｓ２の差分ΔＳを算出し（ステップＳ３５）、差分ΔＳに基づいて呼吸の種別を判定する（ステップＳ３６）。ΔＳ＝Ｓ１−Ｓ２とし、腹式呼吸のΔＳをΔＳ１、胸式呼吸のΔＳをΔＳ２、完全呼吸のΔＳをΔＳ１２とすれば、ΔＳ１＜ΔＳ１２＜ΔＳ２の関係がある。
したがって、差分ΔＳは、被験者の呼吸に占める腹式呼吸、胸式呼吸の程度を示す指標である。よって、差分ΔＳから、呼吸の種別や、その依存度などを判定することが可能となる。
ここで、表示部１６０には、図１５に示すようにリアルタイムで、現状の呼吸が胸式呼吸か腹式呼吸のどちらの依存性が強いか(方向)とその大きさをバーグラフ表示してもよい。また、バーグラフ表示において、呼吸の深さをバーグラフで表示してもよい。また、例えば、図１９に示すように、バーグラフ表示を時間変化させてもよい。この例では、差分ΔＺ＝０を基準として正方向を胸式呼吸、負方向を腹式呼吸とし、１呼吸ごとにバーグラフ表示を変化させている。これにより、被験者はリアルタイムで腹式呼吸と胸式呼吸との依存度の変化を知ることができる。
この例では、１つのバーがΔＺ＝０．５に相当している。ここで、胸式呼吸及び腹式呼吸の程度は５段階で表示される。胸式呼吸か腹式呼吸かの判定基準は、１段階では、判定不能（胸式呼吸とも腹式呼吸ともいえない）、２段階以上で、胸式呼吸又は腹式呼吸と判定するようにしてもよい。例えば、胸式呼吸及び腹式呼吸の段階がいずれも１以下であれば、判定不能となる。また、胸式呼吸の段階が２以上で腹式呼吸の段階が１以下の場合には、胸式呼吸と判定する。また、腹式呼吸の段階が２以上で胸式呼吸の段階が１以下の場合には、腹式呼吸と判定する。そして、胸式呼吸及び腹式呼吸の段階がいずれも２以上の場合には、完全呼吸と判定する。
【００５０】
このように本実施形態では、腹部の生体電気インピーダンスを、体幹中部及び体幹上部の生体電気インピーダンスの差分として取得し、呼吸の種別を判定した。このため、体幹に電極やストレインゲージを配置しないで、普及している体組成計と同じ計測法で体幹の呼吸挙動をモニタリングが可能となり、呼吸の種別や呼吸法の依存度を判定することが可能となった。
【００５１】
＜２．変形例＞
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下の変形が可能である。
（１）上述した実施形態では、バーグラフ表示を報知の一例として説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図２０に示すように呼吸の深さを肺の模式図によって表示してもよい。この場合には、吸気の時間が長くなるにつれ肺の色つきの面積が拡大し、呼気の時間が長くなるにつれ肺の色つきの面積が減少する。これは、測定結果に基づいて表示してもよいし、あるいは、呼吸の指導情報として表示してもよい。
また、図１６に示すように胸式と腹式の依存度を時間変化のグラフで表示部１６０に表示してもよい。図１７に示すように呼吸の深さを胸式呼吸と腹式呼吸の依存度と共に表示してもよい。このように、時系列に腹式呼吸と胸式呼吸の割合変化を表示すると、呼吸法トレーニングのためのバイオフィードバック情報としての活用することができる。
さらに、腹式呼吸・胸式呼吸の割合変化に合わせて呼吸指導情報を表示することによって、指導情報と実測情報のずれを被験者に報知することができ、バイオフィードバックの効果をより一層高めることができる。例えば、呼気と吸気の大きさを図１８に示すように表示してもよい。この例では、指導情報を点線で示し、実測情報を実線で示してある。
また、リアルタイムによる表示以外に、何周期かの計測区間のデータを解析して、腹式と胸式の(依存性)判定結果を表示してもよい。
くわえて、音声による呼吸法指導メッセージ（呼吸リズム等をの指導)やリラックス環境づくりのためのバックグラウンド音刺激(音声やミュージックや滝の音や鳥などの鳴き声とか)の組み合わせてもよい。
【００５２】
（２）上述した実施形態において、電流電極および電圧電極の一例として、両手両足を電極の接点とする四肢誘導八電極法を一例として説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、耳電極との四肢誘導法とを組み合わせて、体幹上部の生体電気インピーダンスを測定してもよい。
この場合には、耳電極を用いることによって、体幹上部の生体電気インピーダンスの測定について両腕計測ではなく片腕計測が可能となる。なお、耳電極を用いる場合には、イヤホンやヘッドホンに耳電極を組み込むことによって、音声等の音報知・音刺激との組み合わせが効果的である。
また、上述した実施形態では、立位での計測であったが、本発明はこれに限定されるものではなく、便座での生体電気インピーダンスを計測するようにしてもよい。この場合には、便座や手摺に電極確保することができる。さらに、ポケッタブルやウェアラブルでのリラクゼーション姿勢(椅子座位等)で生体電気インピーダンスを計測するようにしてもよい。この場合には、マッサージチェアー等の手摺と足置き等に電極確保することができる。
さらに、入浴中の呼吸計測も可能である。この場合には、浴槽手摺部と浴槽底の御尻や足裏接触側面部に電極を設ける。浴槽内のお湯よりも、体幹の方が、生理食塩水でできているので電流通電が支配的になる。よって、入浴中にリラックスした状態で呼吸法のトレーニングを行うことができる。
くわえて、上述した実施形態の生体測定装置１に、血圧計の腕帯と手で握る等で接触させる血圧計を付加し、血圧計に電極配置して呼吸変化や腕の筋の緊張具合を血圧測定時の補正情報として活用してもよい。
【００５３】
（３）上述した実施形態及び変形例において、体幹中部および体幹上部の生体電気インピーダンスについて、ストローク周期毎に最大値と最小値を検出し、生体電気インピーダンスの変化幅や差分を算出し、これらを用いて呼吸解析を実行してもよい。
また、上述した実施形態及び変形例において、計測される生体電気インピーダンスの変化は、計測区間の生体電気インピーダンスの平均値または、呼吸の中央値等を用いて正規化して用いてもよい。また、生体電気オンピーダンスの差分ΔＺに腹式呼吸と胸式呼吸の相違が、補正前よりも大きく反映されるように、計測される生体電気インピーダンスを補正してもよい。この意味において正規化も補正の一態様である。被験者の年齢、身長、体重、あるいは体脂肪率といった身体的特徴を示す指標を変数として、生体電気インピーダンスを補正してもよい。これにより、体幹や上肢に分布する骨格筋分布等の体組成との関連情報を反映することができ、より、呼吸判別と呼吸の深さ(大きさ)の信頼性を上げることが可能となる。
【００５４】
（４）上述した実施形態においては、体幹中部と体幹下部といった２つの部位の生体電気インピーダンスを測定し、それらの時間変化の違いに基づいて、被験者の呼吸について胸式呼吸と腹式呼吸とを判定した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、肺を含む第１の部位と、腹式呼吸において第1の部位の生体電気インピーダンスの時間変化を打ち消すような変化を含む第２の部位を生体電気インピーダンスの測定対象としてよい。この場合には、第１の部位の生体電気インピーダンスは、胸式呼吸と腹式呼吸とで同じように変化するが、第２の部位の生体電気インピーダンスは腹式呼吸と胸式呼吸とで相違する。したがって、両者の生体電気インピーダンスの時間変化の違いに基づいて、被験者の呼吸について胸式呼吸と腹式呼吸とを判定することができる。
【００５５】
（５）また、体幹中部、即ち、肺と腹部とを含む部位の生体電気インピーダンスの時間変化に基づいて被験者の呼吸について胸式呼吸と腹式呼吸とを判定してもよい。例えば、図１０において、Ｚ＝０を基準として体幹中部の生体電気インピーダンスを１呼吸の周期で積分すれば、その積分結果は、腹式呼吸の方が、胸式呼吸と比較して小さくなる。したがって、両者が判別できる閾値と積分結果を比較することによって、腹式呼吸と胸式呼吸とを判定することができる。すなわち、胸式呼吸と腹式呼吸とで同じように生体電気インピーダンスが増加減少する部位と、胸式呼吸と腹式呼吸とで生体電気インピーダンスの増加減少が反対となる部位とを含む部分を測定対象とすることで、１つの測定対象であっても腹式呼吸と胸式呼吸の判定が可能となる。
【符号の説明】
【００５６】
１ 生体測定装置
１２０ 第１記憶部
１５０ 入力部
１７０ ＣＰＵ
２００ 生体電気インピーダンス測定部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被験者の呼吸の種別及びその程度について判定する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より生体電気インピーダンスを測定し、測定結果に基づいて、生体の状態を推定する各種の装置が知られている。そのような装置の一つとして、特許文献１には、体幹生体電気インピーダンスに基づいて、肺活量を推定する技術が開示されている。
呼吸は、生体データ(血圧,体温,皮膚温,脳波,脈波など)の中で、唯一自己コントロール可能なものであることから、例えば、呼吸をコントロールすることによって、ヨガ、気功、カイロプラクティック、あるいは座禅などの健康法として世の中に広がっている。また、呼吸法は胸式と腹式に分けられる。腹式呼吸は、ダイエットやボイストレーニングなどにも応用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−５０１２７号公報（段落００２０参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、呼吸の健康法への有用な活用には、被験者の呼吸が胸式である腹式であるかを知る必要がある。
しかしながら、従来の技術では、生体電気インピーダンスから呼吸が胸式であるか腹式であるかを知ることができなかった。
そこで、本発明は、被験者の呼吸が胸式呼吸であるか腹式呼吸であるかを判定可能な装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した課題を解決するため、本発明に係る呼吸判定装置は、呼吸に寄与する１つ以上の部位について生体電気インピーダンスを測定する生体電気インピーダンス測定手段と、測定された１つ以上の部位の生体電気インピーダンスの時間変化に基づいて、被験者の呼吸について腹式呼吸と胸式呼吸とを判定する判定手段とを備える。
吸気と呼気とからなる呼吸を行うと、呼吸に寄与する部位の筋肉や臓器の生体電気インピーダンスが変化する。したがって、呼吸に寄与する部位の生体電気インピーダンスの時間変化に基づいて、腹式呼吸と胸式呼吸とを判定することができる。特に、呼吸に寄与する部位が複数ある場合、注目する生体の構成部が異なり、胸式呼吸と腹式呼吸とでそれらの動きが相違する。したがって、測定手段で測定された複数の部位の生体電気インピーダンスの各々は、胸式呼吸と腹式呼吸とで時間変化の態様が相違する。さらに、詳しく言えば、呼気と吸気の中で呼気の態様が相違する。このため、測定された複数の部位の生体電気インピーダンスの時間変化を解析することによって、被験者の呼吸について腹式呼吸と胸式呼吸とを判定することが可能となる。
【０００６】
上述した呼吸判定装置において、測定された前記１つ以上の部位の生体電気インピーダンスの時間変化は、呼気と吸気とからなる１呼吸ごとの周期性変化を有し、前記判定手段は、前記１つ以上の部位の生体電気インピーダンスの時間変化と呼気における１つ以上の部位の生体電気インピーダンスの時間変化の違いに基づいて、被験者の呼吸について腹式呼吸と胸式呼吸とを判定することが好ましい。胸式呼吸と腹式呼吸とでは、特に、呼気における腹部の生体電気インピーダンスの変化が相違する。したがって、呼気時における生体電気インピーダンスの時間変化と吸気時における生体電気インピーダンスの時間変化の違いを解析することによって腹式呼吸と胸式呼吸とを判定することができる。
【０００７】
上述した呼吸判定装置において、前記生体電気インピーダンス測定手段は、肺を含む第１の部位の第１生体電気インピーダンスと、腹式呼吸において前記第１生体電気インピーダンスの時間変化を打ち消すような変化を含む第２の部位の第２生体電気インピーダンスとを測定し、前記判定手段は、前記第１生体電気インピーダンスの時間変化と前記第２生体電気インピーダンスの時間変化の相違に基づいて、被験者の呼吸について腹式呼吸と胸式呼吸とを判定することが好ましい。
【０００８】
胸式呼吸と腹式呼吸とで肺は同じように伸縮変化する。また、呼吸に寄与する部位において最も大きく生体電気インピーダンスが変化するのは肺である。なお、胸部呼吸筋の生体電気インピーダンス変化は肺の生体電気インピーダンス変化と同じように変化するため、肺に含めて考える。したがって、第１生体電気インピーダンスの時間変化は、胸式呼吸と腹式呼吸とで大きな差はないが、吸気や呼気といった呼吸の動作を反映したものとなる。一方、第２の部位は腹式呼吸において第１生体電気インピーダンスの変化を打ち消すようなインピーダンス変化を含む部位である。したがって、腹式呼吸において第１生体電気インピーダンスと第２生体電気インピーダンスの時間変化が相違する。このため、第１生体電気インピーダンスの時間変化と第２生体電気インピーダンスの時間変化との相違を解析することにより、被験者の呼吸について腹式呼吸と胸式呼吸とを判定することが可能となる。相違の解析は、例えば、両者の相違の程度に応じて、被験者の呼吸について腹式呼吸の依存度と胸式呼吸の依存度を判定してもよい。
【０００９】
より具体的には、前記第１の部位は、肺を含み腹部を含まず、前記第２の部位は腹部を含むことが好ましい。腹部には、横隔膜及び内臓組織と腹部骨格筋とが形成されている。腹式呼吸では呼気時に腹部骨格筋の働きによって内臓組織が横隔膜を押し上げる方向に上昇するが、胸式呼吸ではそのようなことはない。胸式呼吸と腹式呼吸のいずれであっても、呼気時には肺から空気が排出されるため、第１生体電気インピーダンスが低下する。その一方、腹式呼吸の呼気時には、腹部の内臓組織が横隔膜に押し上げて上昇（伸長）するので、第２生体電気インピーダンスは高くなる。したがって、第１生体電気インピーダンスの時間変化と第２生体電気インピーダンスの時間変化との相違を解析することにより、被験者の呼吸について腹式呼吸と胸式呼吸とを判定することが可能となる。
【００１０】
ここで、第１の部位は体幹上部であり、第２の部位は体幹中部であってもよい。腹部の生体電気インピーダンスを直接測定するために、いわゆるみぞ落ちと臍下に電極を配置することも考えられるが、被験者に電極を取り付ける手間が掛かるうえ、被験者を不快にさせてしまう。四肢誘導八電極法を用いれば、両掌と両足裏に電極を配置することにより、体幹上部を含む部位と体幹中部の生体電気インピーダンスを測定することができ、電極を体幹に貼る必要がなくなるといった利点がある。なお、両掌間の計測では、肺の他に左右上肢の生体電気インピーダダンスが測定されるが、左右上肢を動かさなければ、その部分の生体電気インピーダンスは変化しないので、胸式呼吸と腹式呼吸の判定に影響を及ぼさない。左右上肢を部位ごとに計測する場合も同様である。
【００１１】
また、上述した呼吸判定装置において、前記判定手段は、前記第１生体電気インピーダンスと前記第２生体電気インピーダンスの差分を差分生体電気インピーダンスとして算出する算出手段を備え、前記差分生体電気インピーダンスの時間変化に基づいて、被験者の呼吸について腹式呼吸と胸式呼吸とを判定することが好ましい。ここで、「差分生体電気インピーダンスの時間変化に基づいて」とは、例えば、パターンマッチング手法を用いた解析であってもよい。すなわち、差分生体電気インピーダンスの時間変化が予め用意された腹式呼吸の差分生体電気インピーダンスの変化とどの程度一致するか、差分生体電気インピーダンスの時間変化が予め用意された胸式呼吸の差分生体電気インピーダンスの変化とどの程度一致するかを算出し、算出結果によって、被験者の呼吸について腹式呼吸と胸式呼吸とを判定してもよい。
【００１２】
また、上述した呼吸判定装置において、前記算出手段は、前記第１生体電気インピーダンスと前記第２生体電気インピーダンスとのうち少なくとも一方について補正する補正手段を備え、補正された前記第１生体電気インピーダンス及び前記第２生体電気インピーダンス、又は前記第１生体電気インピーダンスと前記第２生体電気インピーダンスのうち補正された一方と補正されていない他方の差分を前記差分生体電気インピーダンスとして算出することが好ましい。補正は、差分生体電気インピーダンスに胸式呼吸と腹式呼吸の相違が、補正前よりも大きく反映されるように行われる。
この補正には、例えば、生体電気インピーダンスの平均値で正規化する処理が含まれる。さらに、被験者の年齢、身長、体重、あるいは体脂肪率といった身体的特徴を示す指標を変数として、生体電気インピーダンスを補正してもよい。この場合には、個々人の内臓組織や腹部骨格筋、あるいは内臓脂肪や皮下脂肪の量などのバラツキの影響を受けにくくでき、より正確な判定が可能となる。
また、補正手段は、吸気での相違を統計上のバランスに一致させるように補正し、判定手段は呼気での相違を判定に用いるようにしてもよい。より具体的には、補正手段は、測定された生体電気インピーダンスに補正係数を乗算して補正済の生体電気インピーダンスを生成する。この補正係数は、吸気における生体電気インピーダンスの変化が吸気における統計上の生体電気インピーダンスの変化と一致するように設定してもよい。
【００１３】
また、上述した呼吸判定装置において、前記判定手段は、前記差分生体電気インピーダンスを閾値と比較する比較手段を備え、前記比較手段の比較結果に基づいて、被験者の呼吸について腹式呼吸と胸式呼吸とを判定することが好ましい。
さらに、前記判定手段は、前記差分生体電気インピーダンスを積分する積分手段を備え、積分結果に基づいて、被験者の呼吸について腹式呼吸と胸式呼吸とを判定してもよい。
より具体的には、前記判定手段は、前記測定手段によって測定された前記第１生体電気インピーダンスの変化の周期から、吸気と呼気とからなる１呼吸のストローク期間を検知する検知手段と、前記ストローク期間ごとに、前記第２生体電気インピーダンスが閾値以上となる第１の面積と前記差分が閾値以下となる第２の面積とを算出する面積算出手段と、前記ストローク期間ごとに、前記第１の面積と前記第２の面積の差分を算出する差分面積算出手段とを備え、前記差分面積算出手段によって算出された差分面積に基づいて、被験者の呼吸について腹式呼吸と胸式呼吸とを判定することが好ましい。この発明によれば、呼吸の１ストロークを肺の動きを直接反映させた第１生体電気インピーダンスの変化に基づいて判別するので、１呼吸のストローク期間を正確に検知することができる。くわえて、呼吸パターンリズム誘導手段によって音声や表示によって目標とする呼吸のパターンや呼吸リズムを報知する場合には、被験者の呼吸が誘導されることになるから、呼気及び吸気の１ストローク期間をより正確に検知することができる。さらに、腹式呼吸では、呼気時において腹部の生体電気インピーダンスが肺・呼吸筋の生体電気インピーダンス変化を打ち消す方向に変化する一方、胸式呼吸では、呼気時において腹部の生体電気インピーダンスがさほど変化しないので、差分面積によって、腹式呼吸の程度と胸式呼吸の程度を判定することが可能となる。
【００１４】
また、上述した態様において、前記判定手段は、被験者の呼吸について、腹式呼吸の程度と胸式呼吸の程度とを判定し、前記判定手段の判定結果を報知する第1報知手段を備えることが好ましい。これにより、バイオフィードバックにより呼吸トレーニングが可能となる。
【００１５】
また、上述した態様において、目標とする呼気のイミング及び深さ、並びに目標とする吸気のタイミング及び深さを被験者に報知する第２報知手段とを備えることが好ましい。これにより呼吸周期及び吸気と呼気のパターンマッチングを円滑に行うことが可能となり、目標とする呼吸パターンに被験者を誘導することができる。さらに、前記生体電気インピーダンス測定手段によって測定された前記１つ以上の部位の生体電気インピーダンスに基づいて、呼気及び吸気の深さの時間変化を表示する表示部を備えることが好ましい。この場合には、呼吸パターンをバイオフィードバックすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係わる実施形態の生体測定装置の電気的構成について示すブロック図である。
【図２】生体測定装置の外観例を示す斜視図である。
【図３】生体測定装置の電極配置を示す説明図である。
【図４】電流電極の選択と電圧電極の選択とを説明するための説明図である。
【図５】生体測定装置の動作内容を示すフローチャートである。
【図６】体幹を構成する組織の概略を示す模式図である。
【図７】体幹の生体電気インピーダンスの等価回路を示す回路図である。
【図８】呼吸と生体電気インピーダンスの変化の関係を説明する説明図である。
【図９】呼吸解析処理の処理内容の一例を示すフローチャートである。
【図１０】体幹中部および体幹上部の生体電気インピーダンスの時間変化を示すグラフである。
【図１１】差分ΔＺの時間変化を示すグラフである。
【図１２】第１検出信号の波形を示す波形図である。
【図１３】判定処理の処理内容を示すフローチャートである。
【図１４】呼吸解析処理の処理内容の他の例を示すフローチャートである。
【図１５】表示部の表示例を示す説明図である。
【図１６】表示部の表示例を示す説明図である。
【図１７】表示部の表示例を示す説明図である。
【図１８】表示部の表示例を示す説明図である。
【図１９】表示部の表示例を示す説明図である。
【図２０】表示部の表示例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
＜１．実施形態＞
＜１−１：生体測定装置の構成＞
図１は、本発明の実施形態に係る生体測定装置１の構成を示すブロック図である。この生体測定装置１は、生体の状態を測定するものであるが、その機能の一部は、呼吸の種別や胸式呼吸の程度及び腹式呼吸の程度を判定する呼吸判定装置としての役割を担う。
生体測定装置１は、体重を測定すると共に装置全体の動作を管理する管理部１００と、被験者の各部位の生体電気インピーダンスを測定する生体電気インピーダンス測定部２００とを備える。管理部１００は、体重計１１０、第１記憶部１２０、第２記憶部１３０、音声処理部１４０、スピーカ１４５、入力部１５０、並びに表示部１６０を備える。これらの構成要素は、バスを介してＣＰＵ（Central Processing Unit）１７０と接続されている。ＣＰＵ１７０は、装置全体を制御する制御中枢として機能する。なお、ＣＰＵ１７０は図示せぬクロック信号発生回路からクロック信号の供給を受けて動作する。また、各構成要素には図示せぬ電源スイッチがオン状態になると、電源回路から電源が供給される。
【００１８】
体重計１１０は、被験者の体重を測定して体重データをバスを介してＣＰＵ１７０に出力する。第１記憶部１２０は、不揮発性のメモリであって、例えばＲＯＭ（Read Only Memory）で構成される。第１記憶部１２０には、装置全体を制御する制御プログラムが記憶されている。ＣＰＵ１７０は、制御プログラムに従って後述する所定の演算を実行することにより、被験者の呼吸について胸式呼吸と腹式呼吸とを判定する。
【００１９】
第２記憶部１３０は、揮発性のメモリであり、例えば、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）等によって構成される。第２記憶部１３０はＣＰＵ１７０の作業領域として機能し、ＣＰＵ１７０が所定の演算を実行する際にデータを記憶する。また、音声処理部１４０は、ＣＰＵ１７０の制御の下、音声データをＤＡ変換して得た音声信号を増幅してスピーカ１４５に出力する。スピーカ１４５は増幅された音声信号を振動に変換して放音する。これによって、呼吸のリズムの指導などのアドバイス情報を音によって被験者に報知することができる。
【００２０】
入力部１５０は、各種のスイッチから構成され、被験者がスイッチを操作すると、身長、年齢、及び性別といった情報が入力される。表示部１６０は、体重や呼吸の種別といった測定結果や、腹式呼吸に導くための呼気と吸気の区別などのアドバイス情報を知らせる機能、あるいは被験者に各種の情報の入力を促すメッセージを表示する機能を有する。表示部１６０は、例えば、液晶表示装置などで構成される。
【００２１】
次に、生体電気インピーダンス測定部２００は、生体電気インピーダンスを測定する。生体電気インピーダンス測定部２００は、交流電流出力回路２１０、基準電流検出回路２２０、電位差検出回路２３０、Ａ／Ｄ変換器２４０、電極切換回路２５１及び２５２を備える。
交流電流出力回路２１０は、制御プログラムで定められた周波数の交流信号を、制御プログラムで定められた実効値となるように基準電流Ｉrefを生成する。基準電流検出回路２２０は、被測定対象に流れる基準電流Ｉrefの大きさを検出して電流データＤｉとしてＣＰＵ１７０に出力するとともに、被験者（人体）に基準電流Ｉrefを通電する。この場合、電極切換回路２５２は、電流電極Ｘ１〜Ｘ４の中から２つを選択して電流を供給する。
さらに、電位差検出回路２３０は、電圧電極Ｙ１〜Ｙ４の中から選択された２つの電圧電極の間の電位差を検出して電位差信号ΔＶを生成する。Ａ／Ｄ変換器２４０は電位差信号ΔＶをアナログ信号からデジタル信号に変換し電圧データＤｖとしてＣＰＵ１７０に出力する。ＣＰＵ１７０は電圧データＤｖと電流データＤｉとに基づいて生体電気インピーダンスＺ（＝Ｄｖ／Ｄｉ）を計算する。
【００２２】
第１記憶部１２０は、各種データを予め記憶することができる。たとえば、各部位の生体電気インピーダンスを変数として体脂脂肪率や筋肉量を算出するための相関式又は相関テーブルが記憶されている。
ＣＰＵ１７０は、体重、各種の部位生体電気インピーダンス（例えば、上肢生体電気インピーダンス、下肢生体電気インピーダンス、体幹生体電気インピーダンス）、を演算し、かつ、各種の入出力、測定、演算等について制御する。なお、生体電気インピーダンスなどに基づいて、内臓脂肪／皮下脂肪、内臓脂肪量、皮下脂肪率、皮下脂肪量、全身の脂肪率、身体の各部位の脂肪率（上肢脂肪率、下肢脂肪率、体幹脂肪率など）を演算することもできる。
【００２３】
図２に、生体測定装置１の外観例を示す。生体測定装置１は、Ｌ字型の形状をしており、台座部２０の上に柱状の筐体部３０を備える。台座部２０には、左足用の電流電極Ｘ１及び電圧電極Ｙ１と、右足用の電流電極Ｘ２及び電圧電極Ｙ２が設けられている。また、筐体部３０の上部には、表示部１６０が設けられている。この表示部１６０は、タッチパネルで構成されており、入力部１５０としても機能する。さらに、筐体部３０の左右の側面には、左手用の電極部３０Ｌと右手用の電極部３０Ｒが設けられている。
【００２４】
図３は筐体部３０の上部を拡大した拡大図である。この図に示すように、左手用の電極部３０Ｌは電流電極Ｘ３及び電圧電極Ｙ３を備え、右手用の電極部３０Ｒは電流電極Ｘ４及び電圧電極Ｙ４を備える。被験者は、台座３０の上に立ち、左右の手を下げた状態で電極部３０Ｌ及び電極部３０Ｒを握ることによって、測定を行う。
【００２５】
電極切換回路２５１及び２５２は、ＣＰＵ１７０の制御の下、両手及び両足に装着される８個の電極を選択する。この８個の電極を適宜選択することによって、人体の所定の部位における生体電気インピーダンスＺを計測することが可能となる。例えば、図４（Ａ）に示すように基準電流Ｉrefを左足用の電流電極Ｘ１と左手用の電流電極Ｘ３との間に供給し、左足用の電圧電極Ｙ１と左手用の電圧電極Ｙ３との間で電位差を計測すれば、全身の生体電気インピーダンスを計測することができる。なお、基準電流Ｉrefを電流電極Ｘ２及びＸ４の間に流し、電圧電極Ｙ２及びＹ４の間の電位差を計測しても全身の生体電気インピーダンスを計測することができる。さらに、図４（Ｋ）に示すように両掌を短絡させ、両足を短絡させ、両掌から両足までの生体電気インピーダンスを全身の生体電気インピーダンスとして測定してもよい。
【００２６】
また、図４（Ｂ）に示すように基準電流Ｉrefを右足用の電流電極Ｘ２と右手用の電流電極Ｘ４との間に供給し、右足用の電圧電極Ｙ２と左足用の電圧電極Ｙ１との間で電位差を計測すれば、右下肢の生体電気インピーダンスＺを計測することができる。また、図４（Ｃ）に示すように基準電流Ｉrefを左足用の電流電極Ｘ１と左手用の電流電極Ｘ３との間に供給し、左足用の電圧電極Ｙ１と右足用の電圧電極Ｙ２との間で電位差を計測すれば、左下肢の生体電気インピーダンスＺを計測することができる。
【００２７】
また、図４（Ｄ）に示すように基準電流Ｉrefを右手用の電流電極Ｘ４と右足用の電流電極Ｘ２との間に供給し、右手用の電圧電極Ｙ４と左手用の電圧電極Ｙ３との間で電位差を計測すれば、右上肢の生体電気インピーダンスＺを計測することができる。また、図４（Ｅ）に示すように基準電流Ｉrefを左手用の電流電極Ｘ３と左足用の電流電極Ｘ１との間に供給し、右手用の電圧電極Ｙ４と左手用の電圧電極Ｙ３との間で電位差を計測すれば、左上肢の生体電気インピーダンスＺを計測することができる。また、図４（Ｆ）に示すように基準電流Ｉrefを右手用の電流電極Ｘ４と左手用の電流電極Ｘ３との間に供給し、右手用の電圧電極Ｙ４と左手用の電圧電極Ｙ３との間で電位差を計測すれば、両掌間の生体電気インピーダンスＺを計測することができる。ここで、体幹を体幹上部と体幹中部に分けた場合、左上肢、右上肢、及び掌間の生体電気インピーダンスは、いずれも体幹上部が含まれる。このため、左上肢、右上肢、及び掌間の生体電気インピーダンスを体幹上部の生体電気インピーダンスとして取り扱うことも可能である。
【００２８】
さらに、図４（Ｇ）に示すように基準電流Ｉrefを左手用の電流電極Ｘ３と左足用の電流電極Ｘ１との間に供給し、右手用の電圧電極Ｘ４と右足用の電圧電極Ｙ２との間で電位差を計測すれば、体幹中部の生体電気インピーダンスを計測することができる。また、図４（Ｈ）に示すように基準電流Ｉrefを右手用の電流電極Ｘ４と右足用の電流電極Ｘ２との間に供給し、左手用の電圧電極Ｙ３と左足用の電圧電極Ｙ１との間で電位差を計測すれば、体幹中部の生体電気インピーダンスを計測することができる。また、図４（I）に示すように基準電流Ｉrefを右手用の電流電極Ｘ４と左足用の電流電極Ｘ１との間に供給し、左手用の電圧電極Ｙ３と右足用の電圧電極Ｙ２との間で電位差を計測すれば、体幹中部を斜めに横切る生体電気インピーダンスを計測することができる。図４（Ｊ）に示すように基準電流Ｉrefを右足用の電流電極Ｘ２と左手用の電流電極Ｘ３との間に供給し、右手用の電圧電極Ｙ４と左足用の電圧電極Ｙ１との間で電位差を計測すれば、体幹中部を斜めに横切る生体電気インピーダンスを計測することができる。
【００２９】
なお、体幹部の生体電気インピーダンスＺｘの測定方法は、上述した方法に限定されるものではなく、両手両足の電極のうち、基準電流Ｉrefを供給する電極と電位差を検出する電極とを適宜選択することによって、手、足、あるいは全身といった人体の各部位の生体電気インピーダンスＺを各々測定し、測定結果を加減算して体幹中部の生体電気インピーダンスＺを算出すればよい。さらに、四肢以外に頭部の耳たぶなどに四肢のいずれかの代用として使用しても、体幹部の生体電気インピーダンスＺｘの測定は可能である。くわえて、体幹に接触電極を設ける場合には言うに及ばない。
【００３０】
＜１−２：生体測定装置の動作＞
図５は、生体測定装置１の動作を示すフローチャートである。まず、入力部１５０における電源スイッチ（図示省略）がオンされると、図示せぬ電力供給部から電気系統各部に電力を供給し、表示部１６０により身長を含む身体特定情報（身長、性別、年齢など）を入力するための画面を表示する（ステップＳ１）。
続いて、入力部１５０から身長、性別、年齢等が入力されると、体重計１１０により体重が測定され、ＣＰＵ１７０は体重を取得する（ステップＳ２）。
【００３１】
この後、生体電気インピーダンス測定部２００により、各種の部位生体電気インピーダンス（上肢生体電気インピーダンス、下肢生体電気インピーダンス、体幹生体電気インピーダンス）に基因する電圧データＤｖと電流データＤｉを測定し、ＣＰＵ１７０は、これらに基づいて部位生体電気インピーダンスを各々演算する（ステップＳ３）。続いて、ＣＰＵ１７０は、呼吸解析処理を実行する（ステップＳ４）。呼吸解析処理の詳細は後述するが、この処理では、被験者の呼吸について、呼吸の種別や胸式呼吸と腹式呼吸の割合などを解析する。そして、呼吸解析処理の結果及びアドバイス情報を表示する（ステップＳ５）。
【００３２】
＜１−３：呼吸解析の原理＞
次に、呼吸解析の原理について説明する。図６は、体幹部の組織の概略を示す模式図である。この図に示すように体幹部の組織は、横隔膜によって上下に分けられている。上部には肺と内外肋間筋などの胸部骨格筋とが形成されている。一方、下部には内臓組織と内外腹斜筋・腹横筋や腹直筋などからなる腹部骨格筋が形成されている。
腹式呼吸及び胸式呼吸のいずれにしても、呼気時に横隔膜は上昇して肺が圧縮され、吸気時に横隔膜は下降して肺は伸長拡大する。胸式呼吸に無い腹式呼吸の特徴は、腹直筋や内外腹斜筋・腹横筋などの腹部呼吸筋の伸縮により内臓組織と伴に横隔膜を上下させる点にある。
筋肉や組織が動くと、対応する部位の生体電気インピーダンスが変化する。したがって、胸式呼吸や腹式呼吸の特徴を反映させた生体電気インピーダンスを測定することによって、被験者の呼吸の種別を特定することが可能となる。なお、一般の人の呼吸は、胸式呼吸と腹式呼吸が混在している。
【００３３】
ここで、体幹中部の生体電気インピーダンスＺａと体幹上部の生体電気インピーダンスＺｂとは、図７に示す等価回路で表すことができる。胸部骨格筋、肺、腹部骨格筋、内臓組織、及び上肢骨格筋の生体電気インピーダンスをＺ１、Ｚ２、Ｚ３、Ｚ４、及びＺ５とする。この場合、体幹中部の生体電気インピーダンスＺａは、Ｚ１とＺ２の並列インピーダンス及びＺ３とＺ４の並列インピーダンスを直列に接続したものとなる。一方、体幹上部の生体電気インピーダンスＺｂは、Ｚ１とＺ２の並列インピーダンスとＺ５を直列に接続したものとなる。なお、横隔膜の生体電気インピーダンスは、内臓組織に代表される生体電気インピーダンスＺ４に含ませて考えることができる。
【００３４】
次に、図８を参照して、呼吸と生体電気インピーダンスの変化の関係を説明する。体幹上部でのインピーダンスの変化は、肺に絶縁性の高い空気が出入りすることによる電気的特質(電気電導性or １／体積抵抗率)の変化が主な原因であると考えられる。つまり、呼気(呼息)では肺組織中に含まれる空気量が減るため肺の生体電気インピーダンスＺ２（ΔＺ＜０）は減少方向に変化する。一方、吸気(吸息)では空気量が増加するため、肺の生体電気インピーダンスＺ２（ΔＺ＞０）は増加方向に変化する。
【００３５】
胸式で胸郭を広げる呼吸法では、内外肋間筋などの呼吸骨格筋の伸縮変化と肺の伸縮変化が同じ方向に作用するので、肺の生体電気インピーダンスＺ２が増加すれば胸部骨格筋の生体電気インピーダンスＺ１が増加し、肺の生体電気インピーダンスＺ２が減少すれば胸部骨格筋の生体電気インピーダンスＺ１も減少する。一方、腹式呼吸は胸郭の変化がほとんど見られない呼吸法なので、胸部骨格筋の生体電気インピーダンスＺ１は殆ど変化せず、肺の生体電気インピーダンスＺ２が呼吸に伴って大きく変化する。
【００３６】
体幹中部の生体電気インピーダンスの変化は、横隔膜の動きと連動している。上述したように腹式呼吸及び胸式呼吸のいずれの場合も、横隔膜は呼気時上昇し、吸気時下降する。そして、腹式呼吸の特徴は、腹部呼吸筋の伸縮により内臓組織と伴に横隔膜を上下させる点にある。より具体的には、腹式呼吸の呼気時のみ、腹筋を緊張させて内臓組織と伴に横隔膜を押し上げ上昇させることで、内臓組織と腹部骨格筋との並列部の生体電気インピーダンスが上昇する。このとき、肺組織の生体電気インピーダンスは減少する。このため、横隔膜から上部の生体電気インピーダンスの減少を横隔膜から下部の生体電気インピーダンスの増加が打ち消すように作用する。但し、内臓組織や腹部骨格筋の生体電気インピーダンスの増加分が肺及び胸部骨格筋の生体電気インピーダンスの減少分より大きい場合には、体幹中部の生体電気インピーダンスが増加するが、これは内臓脂肪蓄積の少ない人か腹式呼吸法に秀でた場合の例である。例えば、内臓組織に内臓脂肪が過大に蓄積している場合は、腹筋の低下や内臓組織の大きな上下変位が期待できない。このため、腹式特有の呼吸パターン変化が出にくくなるものと推測される。つまり、内臓脂肪が過大に蓄積している人では、胸式呼吸が優位となり腹式呼吸がし難いことが容易に推察される。
【００３７】
このように、胸式呼吸と腹式呼吸とでは、横隔膜から下部にある腹部骨格筋と内臓組織の動きが異なる。したがって、腹部の生体電気インピーダンスを分離できれば、呼吸の種別を判別することが可能となる。そこで、本実施形態では、体幹中部の生体電気インピーダンスと体幹上部の生体電気インピーダンスの差分を、腹部の生体電気インピーダンスとして算出し、算出結果に基づいて、被験者の呼吸を解析する。
なお、体幹上部の生体電気インピーダンスＺｂには、上肢骨格筋の生体電気インピーダンスＺ５が含まれている。上肢骨格筋は、呼吸に直接的に寄与する筋肉ではない。したがって、計測中に上肢骨格筋が動くのは、計測精度の観点から望ましくない。本実施形態において被験者は、図２に示す測定装置の台座部２０の上に立ち、左右の腕を下げた状態で３０Ｌ及び３０Ｒを握り計測を行う。このため、計測中に上肢骨格筋が動くことがないので、体幹上部の生体電気インピーダンスＺｂの変化分に着目すれば、呼吸に関係する生体電気インピーダンスの変化を精度良く検出することが可能となる。
【００３８】
＜１−４：呼吸解析処理＞
次に、呼吸解析処理について２つの態様を説明する。
図９に、呼吸解析処理の第１態様の処理内容を示す。まず、ＣＰＵ１７０は、ステップＳ３のインピーダンス測定処理で計測された体幹中部の生体電気インピーダンスＺａと体幹上部の生体電気インピーダンスＺｂとを取得する（ステップＳ１１）。例えば、体幹中部の生体電気インピーダンスＺａと体幹上部の生体電気インピーダンスＺｂとは、図１０に示すように変化する。
【００３９】
次に、ＣＰＵ１７０は、体幹中部の生体電気インピーダンスＺａと体幹上部の生体電気インピーダンスＺｂとの差分ΔＺを算出する（ステップＳ１２）。差分ΔＺは、腹部の生体電気インピーダンスに相当する。差分ΔＺは、図１１に示すように変化する。
次に、ＣＰＵ１７０は、差分ΔＺを所定の閾値と比較し（ステップＳ１３）、その比較結果に基づいて腹式呼吸及び胸式呼吸を判定する（ステップＳ１４）。例えば、図１１に示すように閾値ＲＥＦを設定すると、腹式呼吸の呼気を検出することができる。図１２に比較結果の比較結果信号ＤＥＴをを示す。同図において、ローレベルの期間は腹式呼吸の呼気の期間である。したがって、短い周期で第1検出信号ＤＥＴ１のハイレベルとローレベルとが切り替わっている期間は腹式呼吸の期間であるといえる。一方、ハイレベルが長く続く期間は胸式呼吸の期間であるといえる。したがって、図１２における期間Ｔｆは腹式呼吸の期間であり、期間Ｔｋは胸式呼吸の期間である。
【００４０】
ここで、腹式呼吸は第1検出信号ＤＥＴ１が短い周期となり、胸式呼吸の第1検出信号ＤＥＴ１は長い期間ハイレベルとなる。「短い」、「長い」をいかに区別するかが問題となるが、これは、吸気と呼気の組で呼吸の１周期としたとき、被験者の呼吸周期を超える場合に「長い」のであり、被験者の呼吸周期以下である場合に「短い」のである。呼気と吸気は交互に繰り返されるので、呼吸周期を基準に「長い」「短い」を判定すればよい。
【００４１】
図１３に判定処理の具体的な内容を示す。ＣＰＵ１７０は第1検出信号ＤＥＴ１の立ち上がりがあったか否かを判定し（ステップＳ２１）、検知するまで判定を繰り返す。第1検出信号ＤＥＴ１の立ち上がりは差分ΔＺから検出される吸気の開始である。次に、ＣＰＵ１７０は、カウンタにおけるカウントを開始する（ステップＳ２２）。すなわち、吸気の開始から計時が開始される。
【００４２】
そして、ＣＰＵ１７０は、第1検出信号ＤＥＴ１の立ち下がりがあったか否かを判定する（ステップＳ２３）。第1検出信号ＤＥＴ１の立ち上がりは、差分ΔＺから検出される吸気の開始である。第1検出信号ＤＥＴ１の立ち下がりがなかった場合には、ＣＰＵ１７０は処理をステップＳ２４に進め、カウンタのカウント値を参照して、吸気の開始から１呼吸周期が経過したか否かを判定する。判定条件が肯定される場合は、吸気の開始から１呼吸周期が経過しても呼気が無かった場合である。この場合、ＣＰＵ１７０は、胸式呼吸であると判定し、処理をステップＳ２１に戻す。
【００４３】
一方、判定条件が否定された場合、ＣＰＵ１７０は処理をステップＳ２３に戻す。第1検出信号ＤＥＴ１が立ち下がって吸気が開始されてから、１呼吸周期が経過するまでに第1検出信号ＤＥＴ１が立ち下がり、呼気が開始された場合には、ステップＳ２３の判定結果はＹＥＳとなる。この場合、ＣＰＵ１７０は、腹式呼吸と判定してステップＳ２１に処理を戻す。
【００４４】
ここで、ステップＳ２４の判定で用い呼吸周期は、人の安静状態における一般的な呼気と吸気の組の時間とすればよい。また、体幹上部の生体電気インピーダンスＺｂの変化から検出してもよい。胸式呼吸と腹式呼吸のいずれの場合にも、呼吸に伴って肺及び胸部骨格筋の生体電気インピーダンスが変化するからである。
【００４５】
ところで、実際の呼吸では、図１０に示すように、腹式呼吸が主体となる期間と、胸式呼吸が主体となる期間の他に、腹式呼吸と胸式呼吸の両方を意識した完全呼吸（腹式＋胸式呼吸）の期間とがある。上述した呼吸解析処理では、腹式呼吸が主体となる期間及び完全呼吸の期間を合わせて腹式呼吸の期間として判別する一方、胸式呼吸が主体となる期間を胸式呼吸の期間として判別した。
【００４６】
次に、呼吸解析処理の第２態様について説明する。図１４に呼吸解析処理の第２態様の処理内容を示す。まず、ＣＰＵ１７０は、体幹中部の生体電気インピーダンスＺａと体幹上部の生体電気インピーダンスＺｂとを取得し（ステップＳ３１）、続いて、体幹中部の生体電気インピーダンスＺａと体幹上部の生体電気インピーダンスＺｂとの差分ΔＺを算出する（ステップＳ３２）。差分ΔＺは、腹部の生体電気インピーダンスに相当し、差分ΔＺは、図１１に示すように変化することは上述した通りである。
【００４７】
次に、ＣＰＵ１７０は体幹上部のインピーダンスＺｂの変化から吸気と呼気からなる１呼吸のストローク期間を検知する（ステップＳ３３）。体幹上部のインピーダンスＺｂを所定の閾値と比較することによってストローク期間を検知すればよい。
【００４８】
次に、ＣＰＵ１７０は、ストローク期間ごとに差分ΔＺが閾値以上となる面積Ｓ１と閾値以下となる面積Ｓ２とを算出する（ステップＳ３４）。例えば、図１１において閾値を「０」とすれば、面積Ｓ１と面積Ｓ２は、図示するようになる。
【００４９】
次に、ＣＰＵ１７０は、ストローク期間ごとに面積Ｓ１と面積Ｓ２の差分ΔＳを算出し（ステップＳ３５）、差分ΔＳに基づいて呼吸の種別を判定する（ステップＳ３６）。ΔＳ＝Ｓ１−Ｓ２とし、腹式呼吸のΔＳをΔＳ１、胸式呼吸のΔＳをΔＳ２、完全呼吸のΔＳをΔＳ１２とすれば、ΔＳ１＜ΔＳ１２＜ΔＳ２の関係がある。
したがって、差分ΔＳは、被験者の呼吸に占める腹式呼吸、胸式呼吸の程度を示す指標である。よって、差分ΔＳから、呼吸の種別や、その依存度などを判定することが可能となる。
ここで、表示部１６０には、図１５に示すようにリアルタイムで、現状の呼吸が胸式呼吸か腹式呼吸のどちらの依存性が強いか(方向)とその大きさをバーグラフ表示してもよい。また、バーグラフ表示において、呼吸の深さをバーグラフで表示してもよい。また、例えば、図１９に示すように、バーグラフ表示を時間変化させてもよい。この例では、差分ΔＺ＝０を基準として正方向を胸式呼吸、負方向を腹式呼吸とし、１呼吸ごとにバーグラフ表示を変化させている。これにより、被験者はリアルタイムで腹式呼吸と胸式呼吸との依存度の変化を知ることができる。
この例では、１つのバーがΔＺ＝０．５に相当している。ここで、胸式呼吸及び腹式呼吸の程度は５段階で表示される。胸式呼吸か腹式呼吸かの判定基準は、１段階では、判定不能（胸式呼吸とも腹式呼吸ともいえない）、２段階以上で、胸式呼吸又は腹式呼吸と判定するようにしてもよい。例えば、胸式呼吸及び腹式呼吸の段階がいずれも１以下であれば、判定不能となる。また、胸式呼吸の段階が２以上で腹式呼吸の段階が１以下の場合には、胸式呼吸と判定する。また、腹式呼吸の段階が２以上で胸式呼吸の段階が１以下の場合には、腹式呼吸と判定する。そして、胸式呼吸及び腹式呼吸の段階がいずれも２以上の場合には、完全呼吸と判定する。
【００５０】
このように本実施形態では、腹部の生体電気インピーダンスを、体幹中部及び体幹上部の生体電気インピーダンスの差分として取得し、呼吸の種別を判定した。このため、体幹に電極やストレインゲージを配置しないで、普及している体組成計と同じ計測法で体幹の呼吸挙動をモニタリングが可能となり、呼吸の種別や呼吸法の依存度を判定することが可能となった。
【００５１】
＜２．変形例＞
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下の変形が可能である。
（１）上述した実施形態では、バーグラフ表示を報知の一例として説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図２０に示すように呼吸の深さを肺の模式図によって表示してもよい。この場合には、吸気の時間が長くなるにつれ肺の色つきの面積が拡大し、呼気の時間が長くなるにつれ肺の色つきの面積が減少する。これは、測定結果に基づいて表示してもよいし、あるいは、呼吸の指導情報として表示してもよい。
また、図１６に示すように胸式と腹式の依存度を時間変化のグラフで表示部１６０に表示してもよい。図１７に示すように呼吸の深さを胸式呼吸と腹式呼吸の依存度と共に表示してもよい。このように、時系列に腹式呼吸と胸式呼吸の割合変化を表示すると、呼吸法トレーニングのためのバイオフィードバック情報としての活用することができる。
さらに、腹式呼吸・胸式呼吸の割合変化に合わせて呼吸指導情報を表示することによって、指導情報と実測情報のずれを被験者に報知することができ、バイオフィードバックの効果をより一層高めることができる。例えば、呼気と吸気の大きさを図１８に示すように表示してもよい。この例では、指導情報を点線で示し、実測情報を実線で示してある。
また、リアルタイムによる表示以外に、何周期かの計測区間のデータを解析して、腹式と胸式の(依存性)判定結果を表示してもよい。
くわえて、音声による呼吸法指導メッセージ（呼吸リズム等をの指導)やリラックス環境づくりのためのバックグラウンド音刺激(音声やミュージックや滝の音や鳥などの鳴き声とか)の組み合わせてもよい。
【００５２】
（２）上述した実施形態において、電流電極および電圧電極の一例として、両手両足を電極の接点とする四肢誘導八電極法を一例として説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、耳電極との四肢誘導法とを組み合わせて、体幹上部の生体電気インピーダンスを測定してもよい。
この場合には、耳電極を用いることによって、体幹上部の生体電気インピーダンスの測定について両腕計測ではなく片腕計測が可能となる。なお、耳電極を用いる場合には、イヤホンやヘッドホンに耳電極を組み込むことによって、音声等の音報知・音刺激との組み合わせが効果的である。
また、上述した実施形態では、立位での計測であったが、本発明はこれに限定されるものではなく、便座での生体電気インピーダンスを計測するようにしてもよい。この場合には、便座や手摺に電極確保することができる。さらに、ポケッタブルやウェアラブルでのリラクゼーション姿勢(椅子座位等)で生体電気インピーダンスを計測するようにしてもよい。この場合には、マッサージチェアー等の手摺と足置き等に電極確保することができる。
さらに、入浴中の呼吸計測も可能である。この場合には、浴槽手摺部と浴槽底の御尻や足裏接触側面部に電極を設ける。浴槽内のお湯よりも、体幹の方が、生理食塩水でできているので電流通電が支配的になる。よって、入浴中にリラックスした状態で呼吸法のトレーニングを行うことができる。
くわえて、上述した実施形態の生体測定装置１に、血圧計の腕帯と手で握る等で接触させる血圧計を付加し、血圧計に電極配置して呼吸変化や腕の筋の緊張具合を血圧測定時の補正情報として活用してもよい。
【００５３】
（３）上述した実施形態及び変形例において、体幹中部および体幹上部の生体電気インピーダンスについて、ストローク周期毎に最大値と最小値を検出し、生体電気インピーダンスの変化幅や差分を算出し、これらを用いて呼吸解析を実行してもよい。
また、上述した実施形態及び変形例において、計測される生体電気インピーダンスの変化は、計測区間の生体電気インピーダンスの平均値または、呼吸の中央値等を用いて正規化して用いてもよい。また、生体電気オンピーダンスの差分ΔＺに腹式呼吸と胸式呼吸の相違が、補正前よりも大きく反映されるように、計測される生体電気インピーダンスを補正してもよい。この意味において正規化も補正の一態様である。被験者の年齢、身長、体重、あるいは体脂肪率といった身体的特徴を示す指標を変数として、生体電気インピーダンスを補正してもよい。これにより、体幹や上肢に分布する骨格筋分布等の体組成との関連情報を反映することができ、より、呼吸判別と呼吸の深さ(大きさ)の信頼性を上げることが可能となる。
【００５４】
（４）上述した実施形態においては、体幹中部と体幹下部といった２つの部位の生体電気インピーダンスを測定し、それらの時間変化の違いに基づいて、被験者の呼吸について胸式呼吸と腹式呼吸とを判定した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、肺を含む第１の部位と、腹式呼吸において第1の部位の生体電気インピーダンスの時間変化を打ち消すような変化を含む第２の部位を生体電気インピーダンスの測定対象としてよい。この場合には、第１の部位の生体電気インピーダンスは、胸式呼吸と腹式呼吸とで同じように変化するが、第２の部位の生体電気インピーダンスは腹式呼吸と胸式呼吸とで相違する。したがって、両者の生体電気インピーダンスの時間変化の違いに基づいて、被験者の呼吸について胸式呼吸と腹式呼吸とを判定することができる。
【００５５】
（５）また、体幹中部、即ち、肺と腹部とを含む部位の生体電気インピーダンスの時間変化に基づいて被験者の呼吸について胸式呼吸と腹式呼吸とを判定してもよい。例えば、図１０において、Ｚ＝０を基準として体幹中部の生体電気インピーダンスを１呼吸の周期で積分すれば、その積分結果は、腹式呼吸の方が、胸式呼吸と比較して小さくなる。したがって、両者が判別できる閾値と積分結果を比較することによって、腹式呼吸と胸式呼吸とを判定することができる。すなわち、胸式呼吸と腹式呼吸とで同じように生体電気インピーダンスが増加減少する部位と、胸式呼吸と腹式呼吸とで生体電気インピーダンスの増加減少が反対となる部位とを含む部分を測定対象とすることで、１つの測定対象であっても腹式呼吸と胸式呼吸の判定が可能となる。
【符号の説明】
【００５６】
１ 生体測定装置
１２０ 第１記憶部
１５０ 入力部
１７０ ＣＰＵ
２００ 生体電気インピーダンス測定部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
呼吸に寄与する１つ以上の部位について生体電気インピーダンスを測定する生体電気インピーダンス測定手段と、
測定された１つ以上の部位の生体電気インピーダンスの時間変化に基づいて、被験者の呼吸について腹式呼吸と胸式呼吸とを判定する判定手段と
を備える呼吸判定装置。
【請求項２】
測定された前記１つ以上の部位の生体電気インピーダンスの時間変化は、呼気と吸気とからなる１呼吸ごとの周期性変化を有し、
前記判定手段は、前記１つ以上の部位の生体電気インピーダンスの時間変化と呼気における１つ以上の部位の生体電気インピーダンスの時間変化の違いに基づいて、被験者の呼吸について腹式呼吸と胸式呼吸とを判定する、
ことを特徴とする請求項１に記載の呼吸判定装置。
【請求項３】
前記生体電気インピーダンス測定手段は、肺を含む第１の部位の第１生体電気インピーダンスと、腹式呼吸において前記第１生体電気インピーダンスの時間変化を打ち消すような変化を含む第２の部位の第２生体電気インピーダンスとを測定し、
前記判定手段は、前記第１生体電気インピーダンスの時間変化と前記第２生体電気インピーダンスの時間変化の相違に基づいて、被験者の呼吸について腹式呼吸と胸式呼吸とを判定する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の呼吸判定装置。
【請求項４】
前記第１の部位は、肺を含み腹部を含まず、前記第２の部位は腹部を含むことを特徴とする請求項３に記載の呼吸判定装置。
【請求項５】
前記判定手段は、前記第１生体電気インピーダンスと前記第２生体電気インピーダンスの差分を差分生体電気インピーダンスとして算出する算出手段を備え、前記差分生体電気インピーダンスの時間変化に基づいて、被験者の呼吸について腹式呼吸と胸式呼吸とを判定することを特徴とする請求項３又は４に記載の呼吸判定装置。
【請求項６】
前記算出手段は、
前記第１生体電気インピーダンスと前記第２生体電気インピーダンスとのうち少なくとも一方について補正する補正手段を備え、
補正された前記第１生体電気インピーダンス及び前記第２生体電気インピーダンス、又は前記第１生体電気インピーダンスと前記第２生体電気インピーダンスのうち補正された一方と補正されていない他方の差分を前記差分生体電気インピーダンスとして算出する、
ことを特徴とする請求項５に記載の呼吸判定装置。
【請求項７】
前記判定手段は、前記差分生体電気インピーダンスを閾値と比較する比較手段を備え、前記比較手段の比較結果に基づいて、被験者の呼吸について腹式呼吸と胸式呼吸とを判定する、
ことを特徴とする請求項５又は６に記載の呼吸判定装置。
【請求項８】
前記判定手段は、前記差分生体電気インピーダンスを積分する積分手段を備え、積分結果に基づいて、被験者の呼吸について腹式呼吸と胸式呼吸とを判定する、
ことを特徴とする請求項５又は６に記載の呼吸判定装置。
【請求項９】
前記判定手段は、被験者の呼吸について、腹式呼吸の程度と胸式呼吸の程度とを判定し、前記判定手段の判定結果を報知する第１報知手段を備えることを特徴とする請求項１乃至８のうちいずれか１項に記載の呼吸判定装置。
【請求項１０】
目標とする呼気のイミング及び深さ、並びに目標とする吸気のタイミング及び深さを被験者に報知する第２報知手段とを
備える請求項１乃至９のうちいずれか１項に記載の呼吸判定装置。
【請求項１】
呼吸に寄与する１つ以上の部位について生体電気インピーダンスを測定する生体電気インピーダンス測定手段と、
測定された１つ以上の部位の生体電気インピーダンスの時間変化に基づいて、被験者の呼吸について腹式呼吸と胸式呼吸とを判定する判定手段と
を備える呼吸判定装置。
【請求項２】
測定された前記１つ以上の部位の生体電気インピーダンスの時間変化は、呼気と吸気とからなる１呼吸ごとの周期性変化を有し、
前記判定手段は、前記１つ以上の部位の生体電気インピーダンスの時間変化と呼気における１つ以上の部位の生体電気インピーダンスの時間変化の違いに基づいて、被験者の呼吸について腹式呼吸と胸式呼吸とを判定する、
ことを特徴とする請求項１に記載の呼吸判定装置。
【請求項３】
前記生体電気インピーダンス測定手段は、肺を含む第１の部位の第１生体電気インピーダンスと、腹式呼吸において前記第１生体電気インピーダンスの時間変化を打ち消すような変化を含む第２の部位の第２生体電気インピーダンスとを測定し、
前記判定手段は、前記第１生体電気インピーダンスの時間変化と前記第２生体電気インピーダンスの時間変化の相違に基づいて、被験者の呼吸について腹式呼吸と胸式呼吸とを判定する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の呼吸判定装置。
【請求項４】
前記第１の部位は、肺を含み腹部を含まず、前記第２の部位は腹部を含むことを特徴とする請求項３に記載の呼吸判定装置。
【請求項５】
前記判定手段は、前記第１生体電気インピーダンスと前記第２生体電気インピーダンスの差分を差分生体電気インピーダンスとして算出する算出手段を備え、前記差分生体電気インピーダンスの時間変化に基づいて、被験者の呼吸について腹式呼吸と胸式呼吸とを判定することを特徴とする請求項３又は４に記載の呼吸判定装置。
【請求項６】
前記算出手段は、
前記第１生体電気インピーダンスと前記第２生体電気インピーダンスとのうち少なくとも一方について補正する補正手段を備え、
補正された前記第１生体電気インピーダンス及び前記第２生体電気インピーダンス、又は前記第１生体電気インピーダンスと前記第２生体電気インピーダンスのうち補正された一方と補正されていない他方の差分を前記差分生体電気インピーダンスとして算出する、
ことを特徴とする請求項５に記載の呼吸判定装置。
【請求項７】
前記判定手段は、前記差分生体電気インピーダンスを閾値と比較する比較手段を備え、前記比較手段の比較結果に基づいて、被験者の呼吸について腹式呼吸と胸式呼吸とを判定する、
ことを特徴とする請求項５又は６に記載の呼吸判定装置。
【請求項８】
前記判定手段は、前記差分生体電気インピーダンスを積分する積分手段を備え、積分結果に基づいて、被験者の呼吸について腹式呼吸と胸式呼吸とを判定する、
ことを特徴とする請求項５又は６に記載の呼吸判定装置。
【請求項９】
前記判定手段は、被験者の呼吸について、腹式呼吸の程度と胸式呼吸の程度とを判定し、前記判定手段の判定結果を報知する第１報知手段を備えることを特徴とする請求項１乃至８のうちいずれか１項に記載の呼吸判定装置。
【請求項１０】
目標とする呼気のイミング及び深さ、並びに目標とする吸気のタイミング及び深さを被験者に報知する第２報知手段とを
備える請求項１乃至９のうちいずれか１項に記載の呼吸判定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開２０１０−１８３９８０（Ｐ２０１０−１８３９８０Ａ）
【公開日】平成２２年８月２６日（２０１０．８．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２９０３９（Ｐ２００９−２９０３９）
【出願日】平成２１年２月１０日（２００９．２．１０）
【出願人】（０００１３３１７９）株式会社タニタ (303)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月２６日（２０１０．８．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月１０日（２００９．２．１０）
【出願人】（０００１３３１７９）株式会社タニタ (303)
【Ｆターム（参考）】
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