JP2004049789A

JP2004049789A - 筋疲労測定装置

Info

Publication number: JP2004049789A
Application number: JP2002214861A
Authority: JP
Inventors: Masahito Nakada; 中田　雅人
Original assignee: Tanita Corp
Current assignee: Tanita Corp
Priority date: 2002-07-24
Filing date: 2002-07-24
Publication date: 2004-02-19
Also published as: DE60300146T2; DE60300146D1; US20040019290A1; EP1384435A1; EP1384435B1; US7110809B2

Abstract

【課題】筋疲労状態を客観的に手軽に知ることができる筋疲労測定装置を提供する。
【解決手段】筋電変化演算手段２５により、筋電位測定手段３０で測定される筋電位に基づいて求められる筋電と第１記憶手段３１に記憶される平常時（基準時）の筋電とを第１記憶手段３１に記憶される筋電変化を求めるための演算式に代入して筋電変化を演算し、細胞外液変化演算手段２６により、生体インピーダンス測定手段２９で測定される細胞外液と第２記憶手段に記憶される平常時（基準時）の細胞外液とを第２記憶手段３２に記憶される細胞外液変化を求めるための演算式に代入して細胞外液変化を演算し、筋疲労状態判定手段３により、筋疲労の有無状態、筋疲労の平衡状態及び筋疲労の進行状態を判定するといった一連の処理によって筋疲労状態を判定する。
【選択図】　　　　図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、筋肉の疲労状態を推定する筋疲労測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
スポーツ選手、リハビリ者等の筋力の増進のために、筋肉の疲労状態を知ることは重要である。ちなみに、筋疲労と時間経過との関係は、図８に示すグラフのように表される。運動（トレーニング）中においては、蓄積期間に見られるように、時間経過と共に筋疲労が蓄積されながら高まる（筋力が低下する）。これは、筋肉の使用により筋肉が破損されることによって起こる。次いで、運動（トレーニング）後においては、原回復期間に見られるように、時間経過と共に筋疲労が低下する（筋力が回復する）。これは、筋肉の生理的な修復が行われることによって起こる。次いで、超回復期間に見られるように、時間経過と共に筋疲労が低下し続け、運動（トレーニング）前の筋疲労よりも更に少し低下した（筋力が向上する）後、運動（トレーニング）前の筋疲労に戻る。これは、運動（トレーニング）により受けた負荷に対応するための防衛機能により一端筋力は向上するが、やがて生活強度に対応するための元の筋力に戻ることによって起こる。
【０００３】
運動者（スポーツ選手、リハビリ者等）は、この図８のような筋疲労と時間経過との関係があることに基づいて、現在の自分が、蓄積中、回復中その他どのような筋疲労状態にあるのかを知るにあたって、主観的な推測にて行っていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そして、運動者（スポーツ選手、リハビリ者等）は、現在の自分がどのような筋疲労状態にあるのかを知るにあたって、客観的に手軽に知ることが出来なかった。
【０００５】
そこで、本発明は、上記のような従来の問題点を解決することを目的とするもので、筋疲労状態を客観的に手軽に知ることができる筋疲労測定装置を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するために、本発明の筋疲労測定装置は、生体の筋電変化を取得する筋電変化取得手段と、生体の細胞外液変化を取得する細胞外液変化取得手段と、筋電変化と細胞外液変化との双方に基づいて筋疲労状態を判定するための基準に従い、前記筋電変化取得手段で取得される筋電変化と前記細胞外液変化取得手段で取得される細胞外液変化とから筋疲労状態を判定する筋疲労状態判定手段とを備えることを特徴とする。
【０００７】
また、前記筋電変化取得手段は、生体の筋肉の活動に伴って発生する筋電位を測定して筋電を求める筋電位測定手段と、筋電変化を求めるための演算式及び基準時の筋電を記憶する第１記憶手段と、前記筋電位測定手段で求められる筋電と前記第１記憶手段に記憶される基準時の筋電とを前記第１記憶手段に記憶される筋電変化を求めるための演算式に代入して筋電変化を演算する筋電変化演算手段とから成り、前記細胞外液変化取得手段は、交流電流を生体に供給し生体インピーダンスに基因して生ずる電圧を測定して細胞外液を求める生体インピーダンス測定手段と、細胞外液変化を求めるための演算式及び基準時の細胞外液を記憶する第２記憶手段と、前記生体インピーダンス測定手段で求められる細胞外液と前記第２記憶手段に記憶される基準時の細胞外液とを前記第２記憶手段に記憶される細胞外液変化を求めるための演算式に代入して細胞外液変化を演算する細胞外液変化演算手段とから成ることを特徴とする。
【０００８】
また、前記筋電位測定手段における筋電位を検出する連絡口と、前記生体インピーダンス測定手段における生体インピーダンスに基因して生ずる電圧を検出する連絡口とに共用の測定用電極を有し、前記測定用電極からの前記筋電位の信号と前記生体インピーダンスに基因して生ずる電圧の信号とを切替える切替器を有することを特徴とする。
【０００９】
また、前記筋疲労状態判定手段は、前記筋電変化取得手段で取得される筋電変化を平常時又は非平常時による筋電変化であるかを区別する基準との比較により筋疲労状態として筋疲労の有無状態を判定し、引き続き、前記細胞外液変化取得手段で取得される細胞外液変化を平常時又は非平常時による細胞外液変化であるかを区別する基準との比較により筋疲労状態として筋疲労の平衡状態を判定し、引き続き、前記細胞外液変化取得手段で取得される細胞外液変化を前回取得した細胞外液変化との大小を区別する基準との比較により筋疲労状態として筋疲労の進行状態を判定するといった一連の処理によって筋疲労状態を判定することを特徴とする。
【００１０】
また、前記細胞外液は、細胞内外液に対する細胞外液の割合であることを特徴とする。
【００１１】
また、前記細胞外液は、間質液であることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００１３】
まず、本発明に係わる筋疲労測定装置の構成について、図１の機能的構成を表すブロック図、図２の外観を表す斜視図、図３の具体的構成を表すブロック図を参照して説明する。
【００１４】
本発明の筋疲労測定装置は、図１に示すように、細胞外液変化取得手段１と筋電変化取得手段２と筋疲労状態判定手段３とを備えることにより構成するものである。そして、これら各手段を備えた筋疲労測定装置は、図２及び図３に示すように、具体的な各部によって構成する。
【００１５】
図３に示す各種スイッチ４は、図２に示す設定スイッチ４ａ、個人別スタートスイッチ４ｂ、体重測定専用スタートスイッチ４ｃから成る。温度計５は、足の裏に接触するように載せ台６に配置され、生体の体温を検出し、後述する体脂肪率演算手段２２及び細胞外液演算手段２３に出力する。マイコン２７は、公知の如きＣＰＵ、ＲＯＭ３３及び制御部から成り、後述する各種の演算、記憶及び制御を行う。表示器２８は、後述する各種の結果や各種スイッチ４による入力状況等を表示する。
【００１６】
体重測定手段１１は、載せ台６、重量センサー７、増幅器８、Ａ／Ｄ変換器９、体重演算手段１０その他公知の体重計の各部と同様に構成し体重を測定する。体脂肪率演算手段２２は、後述する生体インピーダンス測定手段２９において複数の周波数のうちの特定の周波数（例えば、５０ｋＨｚ）を測定した際の生体インピーダンスに基因して生じる電圧から体脂肪率の演算を公知の体脂肪計の如き行う。なお、この際には、上述した温度計５から出力される生体の体温に基づいて、生体の体温変化により変動する生体インピーダンスに基因して生じる電圧分の補正演算も行う。
【００１７】
筋電変化取得手段２は、生体の筋電変化を取得する。そして、この筋電変化取得手段２は、生体の筋肉の活動に伴って発生する筋電位を測定して筋電を求める筋電位測定手段３０と、筋電変化を求めるための演算式及び平常時（基準時）における筋電を記憶する第１記憶手段３１と、この筋電位測定手段３０で求められる筋電とこの第１記憶手段３１に記憶される平常時（基準時）の筋電とをこの第１記憶手段３１に記憶される筋電変化を求めるための演算式に代入して筋電変化を演算する筋電変化演算手段２５とを備える。
【００１８】
筋電位測定手段３０は、測定用電極１６、増幅器１７、ＬＰＦ（Ｌｏｗ　Ｐａｓｓ　Ｆｉｌｔｅｒ：ローパスフィルタ）１９、切替器２０、Ａ／Ｄ変換器２１及び筋電演算手段２４から成る。そして、測定用電極１６は、筋肉の伸縮に基因して生じる電圧を検出する連絡口となる。増幅器１７は、この測定用電極１６から検出された電圧を増幅する。ＬＰＦ１９は、増幅器１７で増幅された電圧の低周波成分だけを通過させる。Ａ／Ｄ変換器２１は、ＬＰＦ１９を通過した低周波成分だけの電圧をアナログからデジタルに変換し筋電演算手段２４へと出力する。筋電演算手段２４は、Ａ／Ｄ変換器２１から受けたデジタル化された電圧を筋電ｖとして公知の如き演算をする。切替器２０は、ＬＰＦ１９と後述するＢＰＦ１８との切替えを行う。
【００１９】
第１記憶手段３１は、マイコン２７内部に有するＲＯＭ３３とマイコン２７外部に有するＥＥＰＲＯＭ３４とから成る。ＲＯＭ３３は、筋電変化Δｖを求めるための演算式（Δｖ＝ｖ−ｖＡｖｇ）を予め記憶する。ＥＥＰＲＯＭ３４は、平常時（基準時）における筋電ｖＡｖｇを記憶する。
【００２０】
筋電変化演算手段２５は、筋電演算手段２４で演算された筋電ｖとＥＥＰＲＯＭ３４に記憶する平常時（基準時）における筋電ｖＡｖｇとを、ＲＯＭ３３に予め記憶する筋電変化Δｖを求めるための演算式（Δｖ＝ｖ−ｖＡｖｇ）に代入し、筋電変化Δｖを演算する。
【００２１】
細胞外液変化取得手段１は、生体の細胞外液変化を取得する。ここで、細胞外液とは、細胞外液そのもの、細胞内外液に対する細胞外液の割合その他細胞外液が係わるもののうちのいずれかを示す（以下、断書がない場合には同様とする）。そして、この細胞外液変化取得手段１は、複数の異なる周波数の交流電流を生体に供給し各々の周波数の際における生体インピーダンスに基因して生ずる電圧を測定して細胞外液を求める生体インピーダンス測定手段２９と、細胞外液変化を求めるための演算式及び平常時（基準時）の細胞外液を記憶する第２記憶手段３２と、この生体インピーダンス測定手段２９で求められる細胞外液とこの第２記憶手段３２に記憶される平常時（基準時）の細胞外液とをこの第２記憶手段３２に記憶される細胞外液変化を求めるための演算式に代入して細胞外液変化を演算する細胞外液変化演算手段２６とを備える。
【００２２】
生体インピーダンス測定手段２９は、定電圧（正弦波交流）発生器１２、ＢＰＦ（Ｂａｎｄ　Ｐａｓｓ　Ｆｉｌｔｅｒ：バンドパスフィルタ）１３、Ｖ／Ｉ変換器１４、通電用電極１５、測定用電極１６、増幅器１７、ＢＰＦ（Ｂａｎｄ　Ｐａｓｓ　Ｆｉｌｔｅｒ：バンドパスフィルタ）１８、切替器２０、Ａ／Ｄ変換器２１及び細胞外液演算手段２３から成る。そして、定電圧（正弦波交流）発生器１２は、複数の異なる周波数（例えば、５ｋＨｚ、５０ｋＨｚ、５００ｋＨｚ）の定電圧を発生する。ＢＰＦ１３は、定電圧（正弦波交流）発生器１２から発生される定電圧の周波数成分だけを通過させる。Ｖ／Ｉ変換器１４は、ＢＰＦ１３から受けた定電圧を定電流に変換し、通電用電極１５に出力する。通電用電極１５は、Ｖ／Ｉ変換器１４からの定電流を生体に通電する連絡口となる。測定用電極１６は、生体インピーダンスに基因して生じる電圧を検出する連絡口となる。増幅器１７は、この測定用電極１６から検出された生体インピーダンスに基因して生じる電圧を増幅する。ＢＰＦ１８は、増幅器１７で増幅された生体インピーダンスに基因して生じる電圧の特定域の周波成分（５ｋＨｚ、５０ｋＨｚ、５００ｋＨｚ）だけを通過させる。Ａ／Ｄ変換器２１は、ＢＰＦ１８を通過した生体インピーダンスに基因して生じる電圧をアナログからデジタルに変換し細胞外液演算手段２３へと出力する。細胞外液演算手段２３は、Ａ／Ｄ変換器２１から受けたデジタル化された電圧（複数の異なる周波数においての電圧）から細胞内液Ｒｉ及び細胞外液（細胞外液そのもの）Ｒｅを公知の如きコールコールの円弧則に基づいて演算し、更に、細胞内外液に対する細胞外液（細胞外液そのもの）の割合ｅを演算式（ｅ＝Ｒｅ／（Ｒｉ＋Ｒｅ））に基づいて演算する。また、この際、細胞外液演算手段２３は、温度計５から出力される生体の体温に基づいて、生体の体温変化により変動する生体インピーダンスに基因して生じる電圧分の補正演算を行う。切替器２０は、ＬＰＦ１９とＢＰＦ１８との切替えを行う。なお、測定用電極１６、増幅器１７、切替器２０及びＡ／Ｄ変換器２１は、筋電位測定手段３０のこれらと共用する。
【００２３】
第２記憶手段３２は、マイコン２７内部に有するＲＯＭ３３とマイコン２７外部に有するＥＥＰＲＯＭ３４とから成り、筋電変化取得手段２のこれらと共用する。ＲＯＭ３３は、細胞外液変化Δｅを求めるための演算式（Δｅ＝ｅ−ｅＡｖｇ）を予め記憶する。ＥＥＰＲＯＭ３４は、平常時（基準時）における細胞外液ｅＡｖｇを記憶する。
【００２４】
細胞外液変化演算手段２６は、細胞外液演算手段２３で演算された細胞外液ｅとＥＥＰＲＯＭ３４に記憶する平常時（基準時）における細胞外液ｅＡｖｇとを、ＲＯＭ３３に予め記憶する細胞外液変化Δｅを求めるための演算式（Δｅ＝ｅ−ｅＡｖｇ）に代入し、細胞外液変化Δｅを演算する。
【００２５】
筋疲労状態判定手段３は、筋電変化と細胞外液変化との双方に基づいて筋疲労状態を判定するための基準に従い、筋電変化取得手段３で取得される筋電変化と細胞外液変化取得手段２で取得される細胞外液変化とから筋疲労状態を判定する。
【００２６】
より具体的に詳述すると、筋疲労状態判定手段３は、図７の筋疲労状態判定のサブルーチンフローチャートのステップＤ１からステップＤ７までに示されるような一連の流れに基づいた処理によって筋疲労状態を判定する。すなわち、筋電変化取得手段３で取得される筋電変化Δｖを平常時又は非平常時による筋電変化であるかの区別する基準との比較により筋疲労状態として筋疲労の有無状態を判定し、引き続き、細胞外液変化取得手段２で取得される細胞外液変化Δｅを平常時又は非平常時による細胞外液変化であるかの区別する基準との比較により筋疲労状態として筋疲労の平衡状態を判定し、引き続き、細胞外液変化取得手段２で取得される細胞外液変化Δｅを前回取得した細胞外液変化Δｅとの大小を区別する基準との比較により筋疲労状態として筋疲労の進行状態を判定するといった一連の処理によって筋疲労状態を判定する。
【００２７】
次に、本発明に係わる筋疲労測定装置の使用手順及び動作について、図４の使用手順及び動作の流れを表すフローチャートを参照して説明する。
【００２８】
まず初めに、設定スイッチ４ａから被測定者（生体）の身体的特徴その他の個人情報を公知（例えば、体重計付き体脂肪計）の如き操作により入力すると、個人別スタートスイッチ４ｂに個人情報が公知の如き割り付けられる（ステップＳ１）。
【００２９】
続いて、該当する個人別スタートスイッチ４ｂを押して被測定者が載せ台６に乗る（この時、通電用電極１５、測定用電極１６及び温度計５に足の裏が接触するように乗る）と、体重測定手段１１により体重が公知の如き測定される（ステップＳ２）。
【００３０】
続いて、生体インピーダンス測定手段２９により複数の周波数時における被測定者の生体インピーダンスに基因して生ずる電圧が測定されて細胞外液が求められる（ステップＳ３）。
【００３１】
より具体的に詳述すると、個人別スタートスイッチ４ｂが押された後の切替器２０の状態がＢＰＦ１８側に切替えられる。そして、まず、マイコン２７からの制御により定電圧（正弦波交流）発生器１２から５ｋＨｚの定電圧が発生される。次いで、ＢＰＦ１３により５ｋＨｚの定電圧だけが通過される。次いで、Ｖ／Ｉ変換器１４でこの定電圧が定電流に変換され、通電用電極１５に出力される。次いで、通電用電極１５から被測定者に定電流が流れ、その際の被測定者の生体インピーダンスに基因して生じる電圧が測定用電極１６により検出される。次いで、増幅器１７でこの検出された電圧が増幅される。次いで、ＢＰＦ１８ではこの電圧おける５ｋＨｚ成分だけが通過される。次いで、Ａ／Ｄ変換器２１によりこの電圧がデジタル変換され、マイコン２７内に取り込まれる。次いで、これまでと同様に、マイコン２７からの制御により定電圧（正弦波交流）発生器１２から５０ｋＨｚ及び５００ｋＨｚの定電圧が発生され、その際の生体インピーダンスに基因して生じる電圧がマイコン２７内に取り込まれる。次いで、温度計５から生体の体温により生じた出力がマイコン２７内に取り込まれる。次いで、細胞外液演算手段２３において、上述においてマイコン２７内に取り込まれた５ｋＨｚ、５０ｋＨｚ及び５００ｋＨｚの電圧から細胞外液（細胞外液そのもの）Ｒｅ及び細胞内液Ｒｉが公知の如きコールコールの円弧則に基づいて演算される。そして、生体の体温により生じた出力に応じて、細胞外液（細胞外液そのもの）Ｒｅ及び細胞内液Ｒｉの補正が行われる。更に、細胞内外液に対する細胞外液（細胞外液そのもの）の割合ｅが演算式（ｅ＝Ｒｅ／（Ｒｉ＋Ｒｅ））に基づいて演算される。
【００３２】
続いて、体脂肪率演算手段２２において、マイコン２７内に取り込まれた５０ｋＨｚの電圧から体脂肪率が公知の体脂肪計の如き演算される（ステップＳ４）。
【００３３】
続いて、細胞外液変化演算手段２６において演算された細胞内外液に対する細胞外液（細胞外液そのもの）の割合ｅを用いて細胞外液変化Δｅが演算される（ステップＳ５）。
【００３４】
より具体的に詳述すると、図５の細胞外液変化演算のサブルーチンフローチャートに示すような処理が行われる。まず、ＥＥＰＲＯＭ３４に記憶される平常時（基準時）における細胞外液ｅＡｖｇと、これまでの本件測定と同じ個人別スタートスイッチ４ｂによりカウントされた測定回数ｎとが取り込まれる（ステップＴ１）。次いで、平常時（基準時）における細胞外液ｅＡｖｇと細胞内外液に対する細胞外液（細胞外液そのもの）の割合ｅとが演算式Δｅ＝ｅ−ｅＡｖｇに代入され、細胞外液変化Δｅが算出され、ＥＥＰＲＯＭ３４に記憶される（ステップＴ２）。次いで、平常時（基準時）における細胞外液ｅＡｖｇと細胞内外液に対する細胞外液（細胞外液そのもの）の割合ｅと測定回数ｎとが演算式ｅＡｖｇ＝（ｅＡｖｇ×ｎ＋ｅ）／（ｎ＋１）の式にて演算され、ＥＥＰＲＯＭ３４に記憶される。この記憶の際、元のｅＡｖｇは更新される（ステップＴ３）。以上のステップＴ１からステップＴ３までを経てサブルーチンを抜ける。
【００３５】
続いて、筋電位測定手段３０により筋電位が測定され筋電ｖが求められる（ステップＳ６）。
【００３６】
より具体的に詳述すると、切替器の状態がＬＰＦ１９側に切替えられる。そして、まず、生体の筋肉の活動に伴い発生する電圧（筋電位）が測定用電極１６により検出される。次いで、増幅器１７でこの検出された電圧が増幅される。次いで、ＬＰＦ１９によりこの電圧の低周波成分だけが通過される。次いで、Ａ／Ｄ変換器２１によりこの電圧がデジタル変換され、マイコン２７内に取り込まれる。次いで、筋電演算手段２４において、このマイコン２７内に取り込まれた低周波の電圧を二乗する。次いで、測定用電極１６による電圧の検出から筋電演算手段２４による電圧を二乗するまでの処理が一定の間繰り替えされた後、筋電演算手段２４において、筋電位の二乗を平均化した筋電ｖが演算される。
【００３７】
続いて、筋電変化演算手段２５において、筋電演算手段２４で演算された筋電ｖを用いて筋電変化Δｖが演算される（ステップＳ７）。
【００３８】
より具体的に詳述すると、図６の筋電変化演算のサブルーチンフローチャートに示すような処理が行われる。まず、ＥＥＰＲＯＭ３４に記憶される平常時（基準時）における筋電ｖＡｖｇが取り込まれる（ステップＵ１）。次いで、この平常時（基準時）における筋電ｖＡｖｇと筋電演算手段２４で演算された筋電ｖとに基づいて、筋電変化Δｖが、Δｖ＝ｖ−ｖＡｖｇの式にて算出され、ＥＥＰＲＯＭ３４に記憶される（ステップＵ２）。次いで、筋電演算手段２４で演算された筋電ｖと、ステップＵ１において取り込まれた筋電の平均値ｖＡｖｇ及びステップＴ１において取り込まれた測定回数ｎとに基づいて、新たな筋電の平均値ｖＡｖｇが、ｖＡｖｇ＝（ｖＡｖｇ×ｎ＋ｖ）／（ｎ＋１）の式にて演算され、ＥＥＰＲＯＭ３４に記憶される。この記憶の際、元のｖＡｖｇは更新される（ステップＵ３）。次いで、ステップＴ１において取り込まれた個人別スタートスイッチ４ｂによる測定回数ｎが、ｎ＝ｎ＋１の式にて演算され、ＥＥＰＲＯＭに新たな測定回数ｎとして記憶される。この記憶の際、元のｎは更新される（ステップＵ４）。以上のステップＵ１からステップＵ４までを経てサブルーチンを抜ける。
【００３９】
続いて、筋疲労状態判定手段３において、ステップＴ３での細胞外液変化ΔｅとステップＵ２での筋電変化Δｖとに基づいて、筋疲労状態が判定される（ステップＳ８）。
【００４０】
より具体的に詳述すると、図７の筋疲労状態判定のサブルーチンフローチャートに示すような処理が行われる。まず、ＥＥＰＲＯＭ３４に記憶される筋電変化ΔｖとＲＯＭ３３にプログラム化された筋電変化の基準とが、「筋電変化Δｖ＜筋電変化の基準」の関係であるか否かの比較がされる（ステップＤ１）。そして、「筋電変化Δｖ＜筋電変化の基準」でない場合（ステップＤ１でＮＯ）には、「疲労なし」と判定され（ステップＤ４）、このサブルーチンから抜ける。
【００４１】
「筋電変化Δｖ＜筋電変化の基準」である場合（ステップＤ１でＹＥＳ）には、「細胞外液変化Δｅ＞細胞外液変化の基準」の関係であるか否かの比較がされる（ステップＤ２）。そして、「細胞外液変化Δｅ＞細胞外液変化の基準」でない場合（ステップＤ２でＮＯ）には、「疲労平衡中」と判定され（ステップＤ５）、このサブルーチンから抜ける。
【００４２】
「細胞外液変化Δｅ＞細胞外液変化の基準」である場合（ステップＤ２でＹＥＳ）には、「今回の細胞外液変化Δｅ＜前回の細胞外液変化Δｅ」の関係であるか否かの比較がされる（ステップＤ３）。そして、「今回の細胞外液変化Δｅ＜前回の細胞外液変化Δｅ」でない場合（ステップＤ３でＮＯ）には、「疲労蓄積中」と判定され（ステップＤ６）、このサブルーチンから抜ける。
【００４３】
「今回の細胞外液変化Δｅ＜前回の細胞外液変化Δｅ」である場合（ステップＤ３でＹＥＳ）には、「疲労回復中」と判定され（ステップＤ７）、このサブルーチンから抜ける。
【００４４】
続いて、ステップＤ４で判定された「疲労なし」、ステップＤ５で判定された「疲労平衡中」、ステップＤ６で判定された「疲労蓄積中」又はステップＤ７で判定された「疲労回復中」が表示器２８に表示される（ステップＳ９）ことにより、一連の処理手順が終了する。
【００４５】
上述したように、本発明の筋疲労測定装置は、筋電変化取得手段２において、筋電位測定手段３０で生体の筋肉の活動に伴って発生する筋電位を測定して筋電を求め、第１記憶手段３１で筋電変化を求めるための演算式及び平常時（基準時）の筋電を記憶し、筋電変化演算手段２５で筋電位測定手段３０により測定される筋電と第１記憶手段３１に記憶される平常時（基準時）の筋電とを第１記憶手段３１に記憶される筋電変化を求めるための演算式に代入して筋電変化を演算することによって、生体の筋電変化を取得する。
【００４６】
一方、細胞外液変化取得手段１において、生体インピーダンス測定手段２９で複数の異なる周波数の交流電流を生体に供給し各々の周波数の際における生体インピーダンスに基因して生ずる電圧を測定して細胞外液を求め、第２記憶手段３２で細胞外液変化を求めるための演算式及び基準時の細胞外液を記憶し、細胞外液変化演算手段２６で生体インピーダンス測定手段２９により測定される細胞外液と第２記憶手段３２に記憶される平常時（基準時）の細胞外液とを第２記憶手段３２に記憶される細胞外液変化を求めるための演算式に代入して細胞外液変化を演算することによって、生体の細胞外液変化を取得する。
【００４７】
そして、筋疲労状態判定手段３において、筋電変化取得手段２で取得される筋電変化を平常時又は非平常時による筋電変化であるかを区別する基準との比較により筋疲労状態として筋疲労の有無状態を判定し、引き続き、細胞外液変化取得手段１で取得される細胞外液変化を平常時又は非平常時による細胞外液変化であるかを区別する基準との比較により筋疲労状態として筋疲労の平衡状態を判定し、引き続き、細胞外液変化取得手段１で取得される細胞外液変化を前回取得した細胞外液変化との大小を区別する基準との比較により筋疲労状態として筋疲労の進行状態を判定するといった一連の処理によって筋疲労状態を判定する。
【００４８】
これにより、被測定者（生体）は、現在の自分が、筋疲労状態に有り、しかも筋疲労が平衡中、蓄積中、回復中といったどのような状態にあるのかを知ることを客観的に手軽に知ることができる。
【００４９】
また、測定用電極１６は筋電位測定手段３０における筋電位を検出する連絡口と生体インピーダンス測定手段２９における生体インピーダンスに基因して生ずる電圧を検出する連絡口として共用され、この測定用電極１６からの筋電位の信号と生体インピーダンスに基因して生ずる電圧の信号とが切替器により切替えられる。これにより、廉価な構造で測定が容易にできる。
【００５０】
なお、上述した実施の形態においては、筋電変化取得手段２と細胞外液変化取得手段１とは、測定により筋電変化や細胞外液変化を取得するものであったが、スイッチからの入力により筋電変化や細胞外液変化を取得するものであっても実施可能である。
【００５１】
また、生体インピーダンス測定手段２９では、複数の周波数時における被測定者の生体インピーダンスに基因して生ずる電圧を測定して細胞外液を求めるものであったが、被測定者の生体インピーダンスに基因して生ずる電圧を抵抗成分に基因する電圧とリアクタンス成分に基因する電圧とに分離して、これら抵抗成分に基因する電圧とリアクタンス成分に基因する電圧との関係から細胞外液を求めるような他の方法であっても実施可能である。
【００５２】
更に、細胞外液変化取得手段１では、生体インピーダンス測定手段２９において細胞外液を求め、細胞外液変化演算手段２３において細胞外液変化を求め、筋疲労状態判定手段３では、この細胞外液変化に基づいて筋疲労状態を判定するものであったが、細胞外液変化取得手段１では、生体インピーダンス測定手段２９において細胞外液の一部を成す間質液を求め、細胞外液変化演算手段２６において間質液変化を求め、筋疲労状態判定手段３では、この間質液変化に基づいて筋疲労状態を判定しても実施可能である。細胞外液変化の内の筋疲労と関連性の強い間質液変化に基づいて筋疲労状態を判定することで、判定の信頼の度合いが高くなる。
【００５３】
更に、筋電位測定手段では、筋電位の二乗を筋電ｖとして求めたが、ＡＲＶ（Ａｖｅｒａｇｅ　Ｒｅｃｔｉｆｉｅｄ　Ｖａｌｕｅ：整流化平均値）／ＭＰＦ（Ｍｅａｎ　Ｐｏｗｅｒ　Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ：平均周波数）その他筋電位に基づいて筋肉の活動を定量的に表す値を求めても実施可能である。なお、ＡＲＶは筋電の振幅情報を表す値であり、ＭＰＦは筋電の周波数情報を表す値である。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の筋疲労測定装置は、筋電変化取得手段と細胞外液変化取得手段とにより取得された筋電変化と細胞外液変化とに基づいて、筋疲労状態判定手段により筋疲労状態を判定することから、被測定者は、自己の筋疲労状態を客観的に手軽に知ることが出来る。
【００５５】
また、筋電変化取得手段は、筋電位測定手段、第１記憶手段及び筋電変化演算手段、並びに細胞外液変化取得手段は、生体インピーダンス測定手段、第２記憶手段及び細胞外液変化演算手段といった測定により筋電変化や細胞外液変化を取得する構成にあることから、被測定者は、自己の筋疲労状態を容易に知ることが出来る。
【００５６】
また、筋電位を検出する連絡口と生体インピーダンスに基因して生ずる電圧を検出する連絡口とを共用の測定用電極とし、この測定用電極からの筋電位の信号と生体インピーダンスに基因して生ずる電圧の信号とを切替器により切替えることから、廉価な構造で測定が容易にできる。
【００５７】
また、筋疲労状態判定手段では、筋疲労の有無状態、筋疲労の平衡状態及び筋疲労の進行状態を判定するといった一連の処理によって筋疲労状態を判定することから、被測定者は、自己の筋疲労状態を客観的に明確に手軽に知ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】筋疲労測定装置の機能的構成を表すブロック図である。
【図２】筋疲労測定装置の外観を表す斜視図である。
【図３】筋疲労測定装置の具体的構成を表すブロック図である。
【図４】筋疲労測定装置の使用手順及び動作の流れを表すフローチャートである。
【図５】細胞外液変化演算における処理を表すサブルーチンフローチャートである。
【図６】筋電変化演算における処理を表すサブルーチンフローチャートである。
【図７】筋疲労状態判定における処理を表すサブルーチンフローチャートである。
【図８】筋疲労と時間経過との関係を表すグラフである。
【符号の説明】
１　細胞外液変化取得手段
２　筋電変化取得手段
３　筋疲労状態判定手段
４　各種スイッチ
４ａ　設定スイッチ
４ｂ　個人別スタートスイッチ
４ｃ　体重測定専用スタートスイッチ
５　温度計
６　載せ台
７　重量センサー
８、１７　増幅器
９、２１　Ａ／Ｄ変換器
１０　体重演算手段
１１　体重測定手段
１２　定電圧（正弦波交流）発生器
１３、１８　ＢＰＦ（Ｂａｎｄ　Ｐａｓｓ　Ｆｉｌｔｅｒ：バンドパスフィルタ）
１４　Ｖ／Ｉ変換器
１５　通電用電極
１６　測定用電極
１９　ＬＰＦ（Ｌｏｗ　Ｐａｓｓ　Ｆｉｌｔｅｒ：ローパスフィルタ）
２０　切替器
２２　体脂肪率演算手段
２３　細胞外液演算手段
２４　筋電演算手段
２５　筋電変化演算手段
２６　細胞外液変化演算手段
２７　マイコン
２８　表示器
２９　生体インピーダンス測定手段
３０　筋電位測定手段
３１　第１記憶手段
３２　第２記憶手段
３３　ＲＯＭ（ロム）
３４　ＥＥＰＲＯＭ（イーイーピ―ロム）

Claims

生体の筋電変化を取得する筋電変化取得手段と、生体の細胞外液変化を取得する細胞外液変化取得手段と、筋電変化と細胞外液変化との双方に基づいて筋疲労状態を判定するための基準に従い、前記筋電変化取得手段で取得される筋電変化と前記細胞外液変化取得手段で取得される細胞外液変化とから筋疲労状態を判定する筋疲労状態判定手段とを備えることを特徴とする筋疲労測定装置。
前記筋電変化取得手段は、生体の筋肉の活動に伴って発生する筋電位を測定して筋電を求める筋電位測定手段と、筋電変化を求めるための演算式及び基準時の筋電を記憶する第１記憶手段と、前記筋電位測定手段で求められる筋電と前記第１記憶手段に記憶される基準時の筋電とを前記第１記憶手段に記憶される筋電変化を求めるための演算式に代入して筋電変化を演算する筋電変化演算手段とから成り、前記細胞外液変化取得手段は、交流電流を生体に供給し生体インピーダンスに基因して生ずる電圧を測定して細胞外液を求める生体インピーダンス測定手段と、細胞外液変化を求めるための演算式及び基準時の細胞外液を記憶する第２記憶手段と、前記生体インピーダンス測定手段で求められる細胞外液と前記第２記憶手段に記憶される基準時の細胞外液とを前記第２記憶手段に記憶される細胞外液変化を求めるための演算式に代入して細胞外液変化を演算する細胞外液変化演算手段とから成ることを特徴とする請求項１記載の筋疲労測定装置。
前記筋電位測定手段における筋電位を検出する連絡口と、前記生体インピーダンス測定手段における生体インピーダンスに基因して生ずる電圧を検出する連絡口とに共用の測定用電極を有し、前記測定用電極からの前記筋電位の信号と前記生体インピーダンスに基因して生ずる電圧の信号とを切替える切替器を有することを特徴とする請求項２記載の筋疲労測定装置。
前記筋疲労状態判定手段は、前記筋電変化取得手段で取得される筋電変化を平常時又は非平常時による筋電変化であるかを区別する基準との比較により筋疲労状態として筋疲労の有無状態を判定し、引き続き、前記細胞外液変化取得手段で取得される細胞外液変化を平常時又は非平常時による細胞外液変化であるかを区別する基準との比較により筋疲労状態として筋疲労の平衡状態を判定し、引き続き、前記細胞外液変化取得手段で取得される細胞外液変化を前回取得した細胞外液変化との大小を区別する基準との比較により筋疲労状態として筋疲労の進行状態を判定するといった一連の処理によって筋疲労状態を判定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の筋疲労測定装置。
前記細胞外液は、細胞内外液に対する細胞外液の割合であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の筋疲労測定装置。
前記前記細胞外液は、間質液であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の筋疲労測定装置。