(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被験者の肺の上部を含み、腹部を含まない体幹上部の第１生体電気インピーダンスと、前記被験者の肺の中下部および腹部を含む体幹中部の第２生体電気インピーダンスとを測定する生体電気インピーダンス測定部と、
前記第１生体電気インピーダンスの測定値の振幅基準レベルを示す第１センタリング値、および、前記第２生体電気インピーダンスの測定値の振幅基準レベルを示す第２センタリング値を生成するセンタリング値生成部と、
前記第１生体電気インピーダンスの測定値の前記第１センタリング値に対する相対値である第１相対値を求める第１相対値算出部と、
前記第２生体電気インピーダンスの測定値の前記第２センタリング値に対する相対値である第２相対値を求める第２相対値算出部と、
被験者の１呼吸ごとに、当該１呼吸の吸気における前記第１相対値と前記第２相対値との比に基づいて、前記被験者の胸部のうち呼吸に寄与する部位の機能が正常であるか否かを判定する判定部と、
を備えることを特徴とする換気特性判定装置。
【請求項２】
前記判定部は、前記第１相対値のピーク値に対する前記第２相対値のピーク値の割合が所定の閾値以上である場合は、前記被験者の胸部のうち呼吸に寄与する部位の機能は正常ではないと判定する一方、前記閾値を下回る場合は、当該部位の機能は正常であると判定する、
ことを特徴とする請求項１に記載の換気特性判定装置。
【請求項３】
前記第１生体電気インピーダンスの測定値と、前記第１センタリング値とが等しくなるゼロクロスタイミングを抽出するゼロクロスタイミング抽出部をさらに備え、
前記生体電気インピーダンス測定部は、
所定の周期でサンプリングタイミングに到達するたびに、前記第１生体電気インピーダンスおよび前記第２生体電気インピーダンスを測定し、
前記センタリング値生成部は、
所定数の前記サンプリングタイミングの各々における前記第１生体電気インピーダンスの測定値に基づいて前記第１センタリング値を生成する一方、前記ゼロクロスタイミング抽出部で抽出された前記ゼロクロスタイミングにおける前記第２生体電気インピーダンスの測定値に基づいて前記第２センタリング値を生成する、
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の換気特性判定装置。
【請求項４】
前記センタリング値生成部は、
前記サンプリングタイミングごとに、当該サンプリングタイミングよりも所定の時間長だけ前の時点を始点とし、当該サンプリングタイミングを終点とするセンタリング期間内の複数の前記サンプリングタイミングの各々における前記第１生体電気インピーダンスの測定値を用いて移動平均処理を行い、その結果に基づいて、当該サンプリングタイミングにおける前記第１センタリング値を生成する、
ことを特徴とする請求項３に記載の換気特性判定装置。
【請求項５】
前記センタリング期間の時間長は、被験者の呼吸速度に応じて可変に設定される、
ことを特徴とする請求項４に記載の換気特性判定装置。
【請求項６】
前記センタリング値生成部は、
前記サンプリングタイミングごとに、当該サンプリングタイミングが前記ゼロクロスタイミングであるか否かを判定し、当該サンプリングタイミングが前記ゼロクロスタイミングである場合は、当該サンプリングタイミングにおける前記第２生体電気インピーダンスの測定値に基づいて、当該サンプリングタイミングにおける前記第２センタリング値を生成する一方、当該サンプリングタイミングがゼロクロスタイミングでない場合は、当該サンプリングタイミングの直前の前記サンプリングタイミングで生成した前記第２センタリング値を、当該サンプリングタイミングにおける前記第２センタリング値として採用する、
ことを特徴とする請求項３から請求項５の何れかに記載の換気特性判定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被験者の換気機能の特性を判定可能な装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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従来から知られている。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。
【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】
しかしながら、肺活量の値は、被験者の体格（身長、体重）や年齢などに応じて異なる値を示すので、肺活量の値が低いからといって、被験者の胸部のうち呼吸に寄与する部位（例えば胸部骨格筋、肺胞組織、胸部骨格筋および肺胞組織の両方を含む）の機能が正常であるとは限らない。すなわち、特許文献１に開示された技術では、被験者の肺活量を推定することはできても、被験者の換気機能の特性までを判定することはできない。
そこで、本発明は、被験者の換気機能の特性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、本発明に係る換気特性判定装置は、被験者の肺の上部を含み、腹部を含まない体幹上部の第１生体電気インピーダンスと、被験者の肺の中下部および腹部を含む体幹中部の第２生体電気インピーダンスとを測定する生体電気インピーダンス測定部（１７０、２００）と、第１生体電気インピーダンスの測定値と、第２生体電気インピーダンスの測定値とに基づいて、被験者の換気機能の特性を判定する判定部（１７０）とを備えることを特徴とする。好適な態様として、判定部は、第１生体電気インピーダンスの測定値と、第２生体電気インピーダンスの測定値とに基づいて、被験者の胸部のうち呼吸に寄与する部位の機能が正常であるか否かを判定する。
【０００６】
例えば被験者が胸部に病歴を有しており、胸部のうち呼吸に寄与する部位（例えば胸部骨格筋、肺胞組織、胸部骨格筋および肺胞組織の両方を含む）の機能が低下していた場合は、呼吸に伴う胸部骨格筋の変化が健常者に比べて小さいので、換気量を確保するために、横隔膜の変動量（上昇量および下降量）が大きくなる。また、加齢などにより、胸部のうち呼吸に寄与する部位の機能が低下していた場合も同様である。ここで、肺の上部を含み、腹部を含まない体幹上部の第１生体電気インピーダンスの変化は、肺に出入りする空気量と連動している一方、肺の中下部および腹部を含む第２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おり、横隔膜の変動量が大きいほど第２生体電気インピーダンスの変化も大きくなる。したがって、例えば胸部のうち呼吸に寄与する部位の機能が低下していた被験者と健常者との間で、１呼吸において肺に出入りする空気の量（換気量）が同じであり、当該１呼吸における第１生体電気インピーダンスの変化が同じであっても、胸部のうち呼吸に寄与する部位の機能が低下していた被験者は、健常者に比べて横隔膜の変動量が大きいので、当該１呼吸における第２生体電気インピーダンスの変化が大きくなる。上述の本発明の態様では、被験者の胸部のうち呼吸に寄与する部位の機能が低下している場合は、第２生体電気インピーダンスの変化が大きくなる点に着目し、第２生体電気インピーダンスの測定値と第１生体電気インピーダンスの測定値とに基づいて、被験者の胸部のうち呼吸に寄与する部位の機能が正常であるか否かを判定している。これにより、被験者の換気機能の特性（胸部のうち呼吸に寄与する部位の機能が低下している等）を判定できる。
【０００７】
ここで、胸式で胸郭を広げる呼吸法（胸式呼吸）では、内外肋間筋などの呼吸筋の伸縮変化と肺の伸縮（膨張収縮）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が増加すれば胸部骨格筋の生体電気インピーダンスも増加し、肺の生体電気インピーダンスが減少すれば胸部骨格筋の生体電気インピーダンスも減少する。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はほとんど変化せず、肺の生体電気インピーダンスが呼吸に伴って大きく変化する。被験者の呼吸が、胸式呼吸および腹式呼吸の何れの場合であっても、肺の上部を含み、腹部を含まない体幹上部の第１生体電気インピーダンスは、吸気では増加方向に変化する一方、呼気では減少方向に変化するという具合である。
【０００８】
一方、腹式呼吸の特徴は、腹部骨格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。胸式呼吸では、そのようなことはない。
【０００９】
腹式呼吸の呼気における第２生体電気インピーダンスの変化は、第１生体電気インピーダンスの変化とは異なる（変化を示す波形が異なる）のに対して、吸気における第２生体電気インピーダンスの変化は、胸式呼吸および腹式呼吸の何れの場合であっても、第１生体電気インピーダンスの変化と同じである（変化を示す波形が同じである）。すなわち、第２生体電気インピーダンスの経時的変化を示す波形には、呼気時の腹式呼吸に起因した波形歪みが含まれるので、吸気における第１生体電気インピーダンスの変化と第２生体電気インピーダンスの変化とに基づいて、被験者の胸部のうち呼吸に寄与する部位の機能が正常であるか否かを判定することが好ましい。
【００１０】
この好適な態様として、第１生体電気インピーダンスの測定値の振幅基準レベルを示す第１センタリング値、および、第２生体電気インピーダンスの測定値の振幅基準レベルを示す第２センタリング値を生成するセンタリング値生成部（１７０）と、第１生体電気インピーダンスの測定値の第１センタリング値に対する相対値である第１相対値を求める第１相対値算出部（１７０）と、第２生体電気インピーダンスの測定値の第２センタリング値に対する相対値である第２相対値を求める第２相対値算出部（１７０）と、をさらに備え、判定部は、被験者の１呼吸ごとに、当該１呼吸の吸気における第１相対値と第２相対値との比に基づいて、被験者の胸部のうち呼吸に寄与する部位の機能が正常であるか否かを判定する。第１センタリング値とは、呼吸に伴う第１生体電気インピーダンスの経時的変化を示す波形から、呼吸に起因した情報を抽出するための振幅基準レベルである。また、第２センタリング値とは、呼吸に伴う第２生体電気インピーダンスの経時的変化を示す波形から、呼吸に起因した情報を抽出するための振幅基準レベルである。上述の態様では、呼吸に起因した情報を示す第１相対値および第２相対値に基づいた判定処理を行うことで、被験者の換気機能の特性をより正確に判定できるという利点がある。
【００１１】
より具体的な態様として、判定部は、第１相対値のピーク値に対する第２相対値のピーク値の割合が所定の閾値以上である場合は、被験者の胸部のうち呼吸に寄与する部位の機能は正常ではないと判定する一方、閾値を下回る場合は、被験者の胸部のうち呼吸に寄与する部位の機能は正常であると判定する。これにより、被験者の胸部のうち呼吸に寄与する部位の機能が正常であるか否かが正確に判定されるという具合である。
【００１２】
本発明に係る換気特性判定装置の態様として、第１生体電気インピーダンスの測定値と、第１センタリング値とが等しくなるゼロクロスタイミングを抽出するゼロクロスタイミング抽出部（１７０）をさらに備え、生体電気インピーダンス測定部は、所定の周期でサンプリングタイミングに到達するたびに、第１生体電気インピーダンスおよび第２生体電気インピーダンスを測定し、センタリング値生成部は、所定数のサンプリングタイミングの各々における第１生体電気インピーダンスの測定値に基づいて第１センタリング値を生成する一方、ゼロクロスタイミング抽出部で抽出されたゼロクロスタイミングにおける第２生体電気インピーダンスの測定値に基づいて第２センタリング値を生成する。
【００１３】
被験者の呼吸が胸式呼吸であっても腹式呼吸であっても、第１生体電気インピーダンスの変化を示す波形は略正弦波状となる。体動などによる影響で、第１生体電気インピーダンスの変化を示す波形が乱れても、それに応じた第１センタリング値（第１生体電気インピーダンスの変化を示す波形から、呼吸に起因した情報を抽出するための振幅基準レベル）が得られるように、センタリング値生成部は、所定数のサンプリングタイミングの各々における第１生体電気インピーダンスの測定値に基づいて第１センタリング値を生成する。より具体的には、センタリング値生成部は、サンプリングタイミングごとに、当該サンプリングタイミングよりも所定の時間長だけ前の時点を始点とし、当該サンプリングタイミングを終点とするセンタリング期間内の複数のサンプリングタイミングの各々における第１生体電気インピーダンスの測定値を用いた移動平均処理を行い、その結果に基づいて、当該サンプリングタイミングにおける第１センタリング値を求める。これにより、体動などによる影響で、第１生体電気インピーダンスの変化を示す波形が乱れても、それに応じた第１センタリング値を精度良く生成できる。上記センタリング期間の時間長は、当該サンプリングタイミングにおける被験者の呼吸速度に応じて可変に設定される。なお、ここでの「移動平均処理」には、重み付けのない平均処理だけでなく、重み付けのある平均処理も含まれる。例えば各サンプリングタイミングにおける周波数の相違に応じた重み付けがされたうえで、平均処理が行われる態様であってもよい。
【００１４】
一方、腹式呼吸に伴う第２生体電気インピーダンスの変化は、第１生体電気インピーダンスの変化とは異なる態様（非正弦波状）となるので、第１センタリング値を求める場合と同様に、所定数のサンプリングタイミングの各々における第２生体電気インピーダンスの測定値を用いた移動平均処理を行っても、これらの振幅基準レベル、すなわち、第２生体電気インピーダンスの変化を示す波形から、呼吸に起因した情報を抽出するための振幅基準レベルを精度良く求めることは困難である。
【００１５】
そこで、上記態様では、センタリング値生成部は、ゼロクロスタイミング抽出部で抽出されたゼロクロスタイミングにおける第２生体電気インピーダンスの測定値に基づいて、当該サンプリングタイミングにおける第２センタリング値を生成する。具体的には、センタリング値生成部は、サンプリングタイミングごとに、当該サンプリングタイミングがゼロクロスタイミングであるか否かを判定し、当該サンプリングタイミングがゼロクロスタイミングである場合は、当該サンプリングタイミングにおける第２生体電気インピーダンスの測定値に基づいて、当該サンプリングタイミングにおける第２センタリング値を生成する一方、当該サンプリングタイミングがゼロクロスタイミングでない場合は、当該サンプリングタイミングの直前のサンプリングタイミングで生成した第２センタリング値を、当該サンプリングタイミングにおける第２センタリング値として採用する。これにより、第２生体電気インピーダンスの測定値の振幅基準レベルを精度良く求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係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】腹式呼吸における生体電気インピーダンスの変化を示す図である。
【図１０】胸式呼吸における生体電気インピーダンスの変化を示す図である。
【図１１】腹式呼吸に伴う胸部および腹部の周囲径変化を示す図である。
【図１２】胸式呼吸に伴う胸部および腹部の周囲径変化を示す図である。
【図１３】胸部の周囲径変化と腹部の周囲径変化との比と、第１相対値および第２相対値との関係を示す相関図である。
【図１４】呼吸解析処理の処理内容を示すフローチャートである。
【図１５】第１センタリング処理の処理内容を示すフローチャートである。
【図１６】呼吸タイミング抽出処理の処理内容を示すフローチャートである。
【図１７】呼吸タイミング抽出処理の処理内容を示すフローチャートである。
【図１８】呼吸スピード判別フラッグ設定処理の処理内容を示すフローチャートである。
【図１９】第１センタリング値抽出処理の処理内容を示すフローチャートである。
【図２０】第２センタリング値の生成方法を概念的に説明するための模式図である。
【図２１】第２相対値算出処理の処理内容を示すフローチャートである。
【図２２】腹式呼吸における第１相対値と第２相対値との経時的変化を示す図である。
【図２３】ΔRib／ΔAb推定演算処理の処理内容を示すフローチャートである。
【図２４】ΔRib／ΔAb推定演算処理の処理内容を示すフローチャートである。
【図２５】ΔRib／ΔAb推定演算処理の演算結果を示す図である。
【図２６】呼吸レベル抽出処理の処理内容を示すフローチャートである。
【図２７】表示部での表示態様を示す図である。
【図２８】呼吸レベル表示処理の処理内容を示すフローチャートである。
【図２９】呼吸レベルと１回換気量との間の関係を示す相関図である。
【図３０】換気特性判定／表示処理の処理内容を示すフローチャートである。
【図３１】胸部に病歴が無い被験者の呼吸に伴う第１相対値および第２相対値の経時的変化を示す図である。
【図３２】胸部に病歴を有する被験者の呼吸に伴う第１相対値および第２相対値の経時的変化を示す図である。
【図３３】換気能バランスの表示態様を示す図である。
【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、被験者の換気機能の特性を判定する換気特性判定装置としての役割を担う。
生体測定装置１は、体重を測定するととも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、その測定した体重データを、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、制御プログラムにしたがって所定の演算を実行する。
【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は増幅した音声信号を振動に変換して放音する。これによって、呼吸方法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リズムやパターン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、被験者（人体）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は基準電流Ｉrefを生成する手段である。交流電流出力回路２１０は、基準電流Ｉrefの実効値が予め定められた値となるように、当該基準電流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、被験者の各種の部位の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との間の電位差を計測すれば、右上肢（体幹上部）の生体電気インピーダンスＺを計測することができる。ただし、これに限らず、基準電流Ｉrefを左手用の電流電極Ｘ３と右手用の電流電極Ｘ４との間に供給し、右手用の電圧電極Ｙ４と右足用の電圧電極Ｙ２との間の電位差を計測することでも、右上肢（体幹上部）の生体電気インピーダンスＺを計測することができる。
【００２８】
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（体幹上部）の生体電気インピーダンスＺを計測することができる。ただし、これに限らず、基準電流Ｉrefを左手用の電流電極Ｘ３と右手用の電流電極Ｘ４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との間の電位差を計測することでも、左上肢（体幹上部）の生体電気インピーダンスＺを計測することができる。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
＜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）。
【００３３】
ステップＳ２の後、ＣＰＵ１７０は、呼吸解析処理を実行する（ステップＳ３）。この処理では、ＣＰＵ１７０は、被験者の呼吸が腹式呼吸なのか胸式呼吸なのかを判別可能な判別情報を求める。ステップＳ３の後、ＣＰＵ１７０は、被験者の１呼吸ごとに、当該１呼吸における腹式呼吸および胸式呼吸の各々の大きさと余裕度とを表示する呼吸レベル表示処理を実行する（ステップＳ４）。また、ＣＰＵ１７０は、被験者の１呼吸ごとに、当該１呼吸における被験者の換気機能の特性（換気特性）を判定するとともに、その判定結果を表示する換気特性判定／表示処理を実行する（ステップＳ５）。これらの詳細な内容については後述する。
【００３４】
＜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。図６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とが形成されている。
腹式呼吸および胸式呼吸のいずれの場合であっても、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供に横隔膜を上下させる点にある。
【００３５】
ここで、体幹上部の第１生体電気インピーダンスＺａと体幹中部の第２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。図７に示すように、第１生体電気インピーダンスＺａは、胸部骨格筋の生体電気インピーダンスＺ１、および、肺の生体電気インピーダンスＺ２の並列インピーダンスと、上肢骨格筋の生体電気インピーダンスＺ３とが直列に接続されたものとなる。ここで、Ｚ１およびＺ２の並列インピーダンスは、肺の上葉部の生体インピーダンスに相当する。つまり、第１生体電気インピーダンスＺａは、肺の上部を含み、腹部を含まない体幹上部の生体電気インピーダンスである。
【００３６】
また、図７に示すように、第２生体電気インピーダンスＺｂは、胸部骨格筋の生体電気インピーダンスＺ４、および、肺の生体電気インピーダンスＺ５の並列インピーダンスと、腹部骨格筋の生体インピーダンスＺ６、および、内臓組織の生体インピーダンスＺ７の並列インピーダンスとが直列に接続されたものとなる。ここで、Ｚ４およびＺ５の並列インピーダンスは、肺の中下葉部の生体インピーダンスに相当する。また、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Ｚ７に含ませて考えることができる。つまり、第２生体電気インピーダンスＺｂは、肺の中下部および腹部を含む体幹中部の生体電気インピーダンスである。
【００３７】
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との関係を説明する。呼吸に連動した第１生体電気インピーダンスＺａ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（電気導電性、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は減少方向に変化する（ΔＺlu＜０）。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は増加方向に変化する（ΔＺlu＞０）。
【００３８】
胸式で胸郭を広げる呼吸法（胸式呼吸）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も増加し、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はほとんど変化せず、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。なお、第１生体電気インピーダンスＺａには、上肢骨格筋の生体電気インピーダンスＺ３が含まれているが、上肢骨格筋は、呼吸に直接的に寄与する筋肉ではない。本実施形態では、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を握り計測を行うので、計測中に上肢骨格筋（Ｚ３）が動くことは殆ど無い。図９および図１０に示すように、被験者の呼吸が、胸式呼吸および腹式呼吸の何れの場合であっても、吸気では第１生体電気インピーダンスＺａは増加方向に変化し、呼気では第１生体電気インピーダンスＺａは減少方向に変化するという具合である。
【００３９】
一方、呼吸に連動した第２生体電気インピーダンスＺｂの変化は、横隔膜の動きと連動している。上述したように、横隔膜は呼気時上昇し、吸気時下降するが、腹式呼吸の呼気時のみ、腹筋が緊張して内臓組織と伴に横隔膜が押し上げられ（横隔膜上昇）、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（ΔＺst＞０）。このとき、肺組織の生体電気インピーダンスは減少する（ΔＺlu＜０）。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。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。
【００４０】
図９に示すように、被験者の呼吸が腹式呼吸の場合、吸気では第２生体電気インピーダンスＺｂは増加方向に変化する一方、呼気では、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ので、第２生体電気インピーダンスＺｂは増加方向に変化する。また、図１０に示すように、被験者の呼吸が胸式呼吸の場合は、上述した第１生体電気インピーダンスＺａの変化と同様に、吸気では第２生体電気インピーダンスＺｂは増加方向に変化する一方、呼気では第２生体電気インピーダンスＺｂは減少方向に変化するという具合である。
【００４１】
次に、図１１および図１２を参照して、被験者の呼吸と、被験者の胸部の周囲径Ribおよび腹部の周囲径Abとの関係について説明する。まず、被験者の呼吸が腹式呼吸である場合を想定する。図１１は、レスピトレース（米国Ａ．Ｍ．Ｉ社製）で、被験者の腹式呼吸に連動した胸部および腹部の各々の周囲径変化を時系列的に捕捉した結果を示す図である。図１１からも理解されるように、被験者の呼吸が腹式呼吸の場合は、その呼吸に応じて腹部の周囲径Abが変化する一方、胸部の周囲径Ribは殆ど変化しない。したがって、腹式呼吸の場合は、被験者の胸部の周囲径Ribの変化（Ribの測定値の基準レベルを示すRib基準値に対するRib（測定値）の相対値）ΔRibと、被験者の腹部の周囲径Abの変化（Abの測定値の基準レベルを示すAb基準値に対するAb（測定値）の相対値）ΔAbとの比を示すΔRib／ΔAbは、「１」を下回るという具合である。なお、レスピトレースの情報は、測定値の基準値に対する相対値のピーク値またはボトム値の絶対値（0-P）、および、ピーク値とボトム値との絶対値の和（P-P）のうちの何れかで検出される。ここでは、被験者の１呼吸ごとに、呼吸の種別の判定が行われるので、レスピトレースの情報は、P-Pの形で検出される。
【００４２】
次に、被験者の呼吸が胸式呼吸である場合を想定する。図１２は、レスピトレース（米国Ａ．Ｍ．Ｉ社製）で、被験者の胸式呼吸に連動した胸部および腹部の各々の周囲径変化を時系列的に捕捉した結果を示す図である。被験者の呼吸が胸式呼吸の場合は、その呼吸に応じた胸部の周囲径Ribの変化は、腹部の周囲径Abの変化よりも大きいので、上述のΔRib／ΔAbは、「１」を上回るという具合である。ここでは、ΔRib／ΔAbは、被験者の呼吸が腹式呼吸なのか胸式呼吸なのかを判別可能な判別情報であると捉えることができる。
【００４３】
本実施形態では、被験者の胸部の周囲径の変化ΔRibと腹部の周囲径の変化ΔAbとの比（＝ΔRib／ΔAb）と、第１生体電気インピーダンスＺａの測定値の第１センタリング値Ｚａ０に対する相対値である第１相対値ΔＺａ、および、第２生体電気インピーダンスＺｂの測定値の第２センタリング値Ｚｂ０に対する第２相対値ΔＺｂとの間には相関関係があることを見出し、その相関関係を表す式を用いて、第１相対値ΔＺａおよび第２相対値ΔＺｂに対応するΔRib／ΔAbの値を求める。そして、その求めたΔRib/ΔAbの値から、被験者の呼吸の種別（胸式呼吸なのか腹式呼吸なのか）を推定できるという具合である。この詳細な内容は後述するが、「第１センタリング値Ｚａ０」とは、第１生体電気インピーダンスＺａの変化を示す波形から、呼吸に起因した情報を抽出するための振幅基準レベルを示すものである。また、「第２センタリング値Ｚｂ０」とは、第２生体電気インピーダンスＺｂの変化を示す波形から、呼吸に起因した情報を抽出するための振幅基準レベルを示すものである。
【００４４】
図１３は、複数の被験者の測定データから得られた、ΔRib／ΔAbと、ΔＺｂ／ΔＺａとの関係を示す相関図である。図１３からも理解されるように、ΔRib／ΔAbと、ΔＺｂ／ΔＺａとの間には相関係数Ｒ＝０．６５１，Ｐ＜０．０１という高い相関が得られ、以下の回帰式（１）が成立する。
正の相関がみられ、以下の回帰式（１）が成立する。
ΔRib／ΔAb＝a0×ΔＺｂ／ΔＺａ＋b0  ・・・（１）
a0：回帰係数，b0：定数。
【００４５】
また、上記回帰式（１）は以下のように変形できる。
ΔRib／ΔAb＝（a0×ΔＺｂ−ΔＺａ）／ΔＺａ＋b1  ・・・（２）
b1：定数（＝b0＋１）。
【００４６】
ここで、呼吸に伴う第１生体電気インピーダンスＺａの変化は、肺の上葉部の生体電気インピーダンス（Ｚ１およびＺ２の並列インピーダンス）の変化であると捉えることができる。一方、第２生体電気インピーダンスＺｂの変化は、肺の中下葉部の生体電気インピーダンス（Ｚ４およびＺ５の並列インピーダンス）の変化と、腹部の生体電気インピーダンス（Ｚ６およびＺ７の並列インピーダンス）の変化との和であると捉えることができる。肺の上葉部の生体電気インピーダンスの変化、および、肺の中下葉部の生体電気インピーダンスの変化は、同じ部位（胸部）の生体電気インピーダンスの変化であるとみなせば、第２生体電気インピーダンスＺｂの変化と第１生体電気インピーダンスＺａの変化との差分は、腹部の生体電気インピーダンスの変化に相当する。そうすると、上記式（２）は、腹部の生体電気インピーダンスの変化と胸部の生体電気インピーダンスの変化との比と、ΔRib／ΔAbとの関係を表す式であると捉えることもできる。上記式（２）のa0は、肺の上葉部と中下葉部との測定感度の相違を補正するための補正係数であるとみなすことができる。
【００４７】
＜１−４：呼吸解析処理＞
次に、ＣＰＵ１７０が実行する呼吸解析処理について説明する。図１４は、呼吸解析処理の具体的な内容を説明するためのフローチャートである。本実施形態では、通常の１呼吸（＝１回の吸気＋１回の呼気）につき、１０回の呼吸解析処理を実行するように設定される。ここでは、通常の１呼吸に要する時間を4秒とみなし、ＣＰＵ１７０は、0.4秒ごとに、呼吸解析処理を実行するという具合である。以下では、呼吸解析処理を実行するタイミング（0.4秒ごとのタイミング）をサンプリングタイミングと呼ぶ。なお、これは一例であり、呼吸解析処理を実行するタイミングは任意に設定可能である。
【００４８】
図１４に示すように、まず、ＣＰＵ１７０は、サンプリングタイミングに到達したか否かを判定し（ステップＳ１０）、ステップＳ１０の結果が肯定である場合はステップＳ２０に進む。ここでは、第ｎ番目（ｎ≧１）のサンプリングタイミングに到達した場合を想定して、ステップＳ２０以下の各ステップの具体的な内容を説明する。ステップＳ２０以下の各ステップの具体的な説明に先立ち、まずは、各ステップの内容の概略を簡単に説明する。ステップＳ１０の後のステップＳ２０において、ＣＰＵ１７０は、肺の上部を含み、腹部を含まない体幹上部の第１生体電気インピーダンスＺａを測定する。ステップＳ２０の後のステップＳ３０において、ＣＰＵ１７０は、肺の中下部および腹部を含む体幹中部の第２生体電気インピーダンスＺｂを測定する。ステップＳ３０の後のステップＳ４０において、ＣＰＵ１７０は、ステップＳ２０で測定した第１生体電気インピーダンスＺａおよびステップＳ３０で測定した第２生体電気インピーダンスＺｂの各々について、スムージング処理を実行する。ステップＳ４０の後のステップＳ５０において、ＣＰＵ１７０は、第１生体電気インピーダンスＺａの測定値の振幅基準レベルを示す第１センタリング値Ｚａ０を生成する。ステップＳ５０の後のステップＳ６０において、ＣＰＵ１７０は、第１生体電気インピーダンスＺａの測定値の第１センタリング値Ｚａ０に対する相対値である第１相対値ΔＺａを算出する。ステップＳ６０の後のステップＳ７０において、ＣＰＵ１７０は、第２生体電気インピーダンスＺｂの測定値の振幅基準レベルを示す第２センタリング値Ｚｂ０を生成し、その生成した第２センタリング値Ｚｂ０を用いて、第２生体電気インピーダンスＺｂの測定値の第２センタリング値Ｚｂ０に対する相対値である第２相対値ΔＺｂを算出する。ステップＳ７０の後のステップＳ８０において、ＣＰＵ１７０は、上記回帰式（２）にしたがって演算処理を実行することで、第１相対値ΔＺａおよび第２相対値ΔＺｂに対応するΔRib／ΔAbの値を求める。ステップＳ８０の後のステップＳ９０において、ＣＰＵ１７０は、被験者の呼吸の深さを示す呼吸レベルを抽出する呼吸レベル抽出処理を実行する。以下、各ステップの具体的な内容を順番に説明していく。
【００４９】
図１４に示すように、ステップＳ２０において、ＣＰＵ１７０は、体幹上部の第１生体電気インピーダンスＺａを測定する。より具体的には、ＣＰＵ１７０は、左手用の電流電極Ｘ３と右手用の電流電極Ｘ４とを選択するように電極切換回路２５２を制御するとともに、右足用の電圧電極Ｙ２と右手用の電圧電極Ｙ４とを選択するように電極切替回路２５１を制御する。ＣＰＵ１７０は、右手と左手との間に流れる基準電流Ｉrefの大きさを示す電流データＤｉと、右足用の電圧電極Ｙ２と右手用の電圧電極Ｙ４との間の電位差を示す電圧データＤｖとから、右上肢（体幹上部）の第１生体電気インピーダンスＺａを測定する。ここでは、第ｎ番目（ｎ≧１）のサンプリングタイミングにおける第１生体電気インピーダンスの実測値をＺａ（ｎ）’と表記する。
【００５０】
ステップＳ２０の後、ＣＰＵ１７０は、体幹中部の第２生体電気インピーダンスＺｂを測定する（ステップＳ３０）。より具体的には、ＣＰＵ１７０は、左足用の電流電極Ｘ１と右手用の電流電極Ｘ４とを選択するように電極切換回路２５２を制御するとともに、左手用の電圧電極Ｙ３と右足用の電圧電極Ｙ２とを選択するように電極切換回路２５１を制御する。ＣＰＵ１７０は、左足と右手との間に流れる基準電流Ｉrefの大きさを示す電流データＤｉと、左手用の電圧電極Ｙ３と右足用の電圧電極Ｙ２との間の電位差を示す電圧データＤｖとから、体幹中部の第２生体電気インピーダンスＺｂを測定する。ここでは、第ｎ番目のサンプリングタイミングにおける第２生体電気インピーダンスの実測値をＺｂ（ｎ）’と表記する。
【００５１】
ステップＳ３０の後、ＣＰＵ１７０は、ステップＳ２０で測定した第１生体電気インピーダンスＺａ（ｎ）’およびステップ３０で測定した第２生体電気インピーダンスＺｂ（ｎ）’の各々について、スムージング処理を実行する（ステップＳ４０）。まず、第１生体電気インピーダンスＺａ（ｎ）’のスムージング処理について具体的に説明する。ＣＰＵ１７０は、第ｎ−２番目のサンプリングタイミングにおける第１生体電気インピーダンスの実測値Ｚａ（ｎ−２）’と、第ｎ−１番目のサンプリングタイミングにおける第１生体電気インピーダンスの実測値Ｚａ（ｎ−１）’と、第ｎ番目のサンプリングタイミングにおける第１生体電気インピーダンスの実測値Ｚａ（ｎ）’とを用いた移動平均処理を行う。そして、その処理結果を、第ｎ番目のサンプリングタイミングにおける第１生体電気インピーダンスの測定値として採用する（スムージング処理）。ここでは、スムージング処理が行われた後の、第ｎ番目のサンプリングタイミングにおける第１生体電気インピーダンスの測定値を、Ｚａ（ｎ）と表記する。
【００５２】
次に、第２生体電気インピーダンスＺｂ（ｎ）’のスムージング処理について具体的に説明する。ＣＰＵ１７０は、第ｎ−２番目のサンプリングタイミングにおける第２生体電気インピーダンスの実測値Ｚｂ（ｎ−２）’と、第ｎ−１番目のサンプリングタイミングにおける第２生体電気インピーダンスの実測値Ｚｂ（ｎ−１）’と、第ｎ番目のサンプリングタイミングにおける第２生体電気インピーダンスの実測値Ｚｂ（ｎ）’とを用いた移動平均処理を行う。そして、その処理結果を、第ｎ番目のサンプリングタイミングにおける第２生体電気インピーダンスの測定値として採用する（スムージング処理）。ここでは、スムージング処理が行われた後の、第ｎ番目のサンプリングタイミングにおける第２生体電気インピーダンスの測定値を、Ｚｂ（ｎ）と表記する。
【００５３】
ステップＳ４０の後、ＣＰＵ１７０は、第１生体電気インピーダンスＺａの測定値の振幅基準レベルを示す第１センタリング値Ｚａ０を生成する第１センタリング処理を実行する（ステップＳ５０）。ここでは、第ｎ番目のサンプリングタイミングにおける第１センタリング値をＺａ０（ｎ）と表記する。本実施形態では、ＣＰＵ１７０は、第ｎ番目のサンプリングタイミングよりも所定の時間長だけ前の時点を始点とし、第ｎ番目のサンプリングタイミングを終点とするセンタリング期間内の複数のサンプリングタイミングの各々における第１生体電気インピーダンスＺａの測定値に基づいて、第ｎ番目のサンプリングタイミングにおける第１センタリング値Ｚａ０（ｎ）を生成する。センタリング期間の時間長は、第ｎ番目のサンプリングタイミングにおける被験者の呼吸の速度に応じて可変に設定される。以下、その具体的な内容について詳細に説明する。
【００５４】
図１５は、第１センタリング処理の具体的な内容を示すフローチャートである。図１５に示すように、まず、ＣＰＵ１７０は、１０個のサンプリングタイミングの各々における第１生体電気インピーダンスＺａの測定値の振幅基準レベルを示すＭＡ１０を抽出するＭＡ１０抽出処理を実行する（ステップＳ５１）。より具体的には、ＣＰＵ１７０は、第ｎ−９番目〜第ｎ番目の１０個のサンプリングタイミングの各々における第１生体電気インピーダンスＺａの測定値（Ｚａ（ｎ−９）〜Ｚａ（ｎ））を用いて移動平均処理を行い、その処理結果を、第ｎ番目のサンプリングタイミングにおけるＭＡ１０（ｎ）として抽出する（[Ｚａ（ｎ−９）＋Ｚａ（ｎ−８）＋・・・＋Ｚａ（ｎ）]／１０→ＭＡ１０（ｎ））。
【００５５】
ステップＳ５１の後、ＣＰＵ１７０は、２０個のサンプリングタイミングの各々における第１生体電気インピーダンスＺａの測定値の振幅基準レベルを示すＭＡ２０を抽出するＭＡ２０抽出処理を実行する（ステップＳ５２）。より具体的には、ＣＰＵ１７０は、第ｎ−１９番目〜第ｎ番目の２０個のサンプリングタイミングの各々における第１生体電気インピーダンスＺａの測定値（Ｚａ（ｎ−１９）〜Ｚａ（ｎ））を用いて移動平均処理を行い、その処理結果を、第ｎ番目のサンプリングタイミングにおけるＭＡ２０（ｎ）として抽出する（[Ｚａ（ｎ−１９）＋Ｚａ（ｎ−１８）＋・・・＋Ｚａ（ｎ）]／２０→ＭＡ２０（ｎ））。
【００５６】
ステップＳ５２の後、ＣＰＵ１７０は、１０個のサンプリングタイミングの各々における第１生体電気インピーダンスＺａの測定値のうち最大の値をＭＡＸ１０として抽出するＭＡＸ１０抽出処理を実行する（ステップＳ５３）。より具体的には、ＣＰＵ１７０は、第ｎ−９番目〜第ｎ番目の１０個のサンプリングタイミングの各々における第１生体電気インピーダンスＺａの測定値のうち最大の値を、第ｎ番目のサンプリングタイミングにおけるＭＡＸ１０（ｎ）として抽出するという具合である。
【００５７】
ステップＳ５３の後、ＣＰＵ１７０は、１０個のサンプリングタイミングの各々における第１生体電気インピーダンスＺａの測定値のうち最小の値をＭＩＮ１０として抽出するＭＩＮ１０抽出処理を実行する（ステップＳ５４）。より具体的には、ＣＰＵ１７０は、第ｎ−９番目〜第ｎ番目の１０個のサンプリングタイミングの各々における第１生体電気インピーダンスＺａの測定値のうち最小の値を、第ｎ番目のサンプリングタイミングにおけるＭＩＮ１０（ｎ）として抽出するという具合である。
【００５８】
ステップＳ５４の後、ＣＰＵ１７０は、２０個のサンプリングタイミングの各々におけるＭＡＸ１０とＭＩＮ１０との平均値（第ｎ番目のサンプリングタイミングにおける平均値をＡＶ１０（ｎ）と表記）について移動平均処理を行い、その処理結果を、中央値として算出する中央値算出処理を実行する（ステップＳ５５）。より具体的には、ＣＰＵ１７０は、第ｎ−１９番目〜第ｎ番目の２０個のサンプリングタイミングの各々における平均値（ＡＶ１０（ｎ−１９）〜ＡＶ１０（ｎ））について移動平均処理を行い、その処理結果を、第ｎ番目のサンプリングタイミングにおける中央値ＣＮＴ２０（ｎ）として抽出する（[ＡＶ１０（ｎ−１９）＋ＡＶ１０（ｎ−１８）＋・・・＋ＡＶ１０（ｎ）]／２０→ＣＮＴ２０（ｎ））。ここでは、説明を省略するが、中央値ＣＮＴ２０（ｎ）は、体動などに起因するアーチファクト（データ波形の歪み）等による処理に適さない異常波形の抽出に用いられる。
【００５９】
ステップＳ５５の後、ＣＰＵ１７０は、第ｎ番目のサンプリングタイミングにおける被験者の呼吸のタイミングを抽出する呼吸タイミング抽出処理を実行する（ステップＳ５６）。以下では、図１６および図１７を参照しながら、呼吸タイミング抽出処理の具体的な内容を説明する。図１６および図１７は、呼吸タイミング抽出処理の具体的な内容を示すフローチャートである。図１６に示すように、まずＣＰＵ１７０は、第ｎ番目のサンプリングタイミングにおける第１生体電気インピーダンスＺａの微分係数ｄＺａ（ｎ）を抽出する微分係数抽出処理を実行する（ステップＳ２０１）。より具体的には、ＣＰＵ１７０は、以下の式（３）にしたがって演算処理を実行することで、微分係数ｄＺａ（ｎ）を抽出する。
[Ｚａ（ｎ）−Ｚａ（ｎ−２）]／０．８＝ｄＺａ（ｎ）  ・・・（３）
【００６０】
次に、ＣＰＵ１７０は、ステップＳ２０１で抽出した微分係数ｄＺａ（ｎ）の絶対値が0.1より小さいか否かを判定する（ステップＳ２０２）。ステップＳ２０２の結果が肯定である場合、ＣＰＵ１７０は、微分係数ｄＺａ（ｎ）の極性判別フラッグＦ０（ｎ）を「0」に設定してステップＳ２０４に進む。極性判別フラッグＦ０（ｎ）が「0」であるとは、第ｎ番目のサンプリングタイミングにおいて、第１生体電気インピーダンスＺａの値は極大値（ピーク値）または極小値（ボトム値）であることを意味する。
【００６１】
一方、ステップＳ２０２の結果が否定である場合、ＣＰＵ１７０は、微分係数ｄＺａ（ｎ）の値が0より大きいか否かを判定する（ステップＳ２０３）。ステップＳ２０３の結果が肯定である場合、ＣＰＵ１７０は、極性判別フラッグＦ０（ｎ）を「+1」に設定してステップＳ２０４へ進む。極性判別フラッグＦ０（ｎ）が「+1」であるとは、第ｎ番目のサンプリングタイミングにおいて、第１生体電気インピーダンスＺａの変化の方向は正側であることを意味する。ステップＳ２０３の結果が否定である場合、ＣＰＵ１７０は、極性判別フラッグＦ０（ｎ）を「-1」に設定してステップＳ２０４へ進む。極性判別フラッグＦ０（ｎ）が「-1」であるとは、第ｎ番目のサンプリングタイミングにおいて、第１生体電気インピーダンスＺａの変化の方向は負側であることを意味する。
【００６２】
ステップＳ２０４において、ＣＰＵ１７０は、第ｎ番目のサンプリングタイミングにおける極性判別フラッグＦ０（ｎ）の絶対値と、第ｎ−１番目のサンプリングタイミングにおける極性判別フラッグＦ０（ｎ−１）の絶対値とが等しく、かつ、Ｆ０（ｎ−１）の値とＦ０（ｎ）の値とが等しくないか否かを判定する。ステップＳ２０４の結果が肯定である場合、ＣＰＵ１７０は、Ｆ０（ｎ）を「0」に設定して、次のステップＳ２０６（図１７参照）へ進む。ステップＳ２０４の結果が否定である場合、ＣＰＵ１７０は、ステップＳ２０４の直前で設定したＦ０（ｎ）の値を維持したまま、次のステップＳ２０６へ進む。
【００６３】
図１７を参照しながら、呼吸タイミング抽出処理の具体的な内容の説明を続ける。ＣＰＵ１７０は、第ｎ番目のサンプリングタイミングにおける極性判別フラッグＦ０（ｎ）が「0」であるか否かを判定する（ステップＳ２０６）。ステップＳ２０６の結果が否定である場合、ＣＰＵ１７０は、ピーク／ボトム判別フラッグＦ１（ｎ）を「0」に設定して、ステップＳ２０９へ進む。ピーク／ボトム判別フラッグＦ１（ｎ）が「0」であるとは、第ｎ番目のサンプリングタイミングにおける第１生体電位インピーダンスの測定値Ｚａ（ｎ）は、ピーク値またはボトム値ではないことを意味する。
一方、ステップＳ２０６の結果が肯定である場合、ＣＰＵ１７０は、３個のサンプリングタイミングの各々における極性判別フラッグＦ０の和が「+1」よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ２０７）。より具体的には、ＣＰＵ１７０は、第ｎ−２番目のサンプリングタイミング〜第ｎ番目のサンプリングタイミングの各々における極性判別フラッグ（Ｆ０（ｎ−２）〜Ｆ０（ｎ））の和が「+1」よりも大きいか否かを判定する。
【００６４】
ステップＳ２０７の結果が肯定である場合、ＣＰＵ１７０は、ピーク／ボトム判別フラッグＦ１（ｎ）を「+1」に設定して、ステップＳ２０９へ進む。ピーク／ボトム判別フラッグＦ１（ｎ）が「+1」であるとは、第ｎ番目のサンプリングタイミングにおける第１生体電気インピーダンスの測定値Ｚａ（ｎ）はピーク値（最大値）であることを意味する。
【００６５】
ステップＳ２０７の結果が否定である場合、ＣＰＵ１７０は、３個のサンプリングタイミングの各々における極性判別フラッグＦ０の和が「-1」よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ２０８）。より具体的には、ＣＰＵ１７０は、第ｎ−２番目のサンプリングタイミング〜第ｎ番目のサンプリングタイミングの各々における極性判別フラッグ（Ｆ０（ｎ−２）〜Ｆ０（ｎ））の和が「-1」よりも小さいか否かを判定する。
【００６６】
ステップＳ２０８の結果が肯定である場合、ＣＰＵ１７０は、ピーク／ボトム判別フラッグＦ１（ｎ）を「-1」に設定して、ステップＳ２０９へ進む。ピーク／ボトム判別フラッグＦ１（ｎ）が「-1」であるとは、第ｎ番目のサンプリングタイミングにおける第１生体電気インピーダンスの測定値Ｚａ（ｎ）はボトム値（最小値）であることを意味する。一方、ステップＳ２０８の結果が否定である場合、ＣＰＵ１７０は、ピーク／ボトム判別フラッグＦ１（ｎ）を「0」に設定して、ステップＳ２０９へ進むという具合である。
【００６７】
ステップＳ２０９において、ＣＰＵ１７０は、ピーク／ボトム判別フラッグＦ１（ｎ）が「+1」であるか否かを判定する。ステップＳ２０９の結果が否定である場合、ＣＰＵ１７０は、直前の第ｎ−１番目のサンプリングタイミングにおけるサンプリングカウンタ値Ｎ（ｎ−１）に１を加算する一方（ステップＳ２１０）、ステップＳ２０９の結果が肯定である場合、ＣＰＵ１７０は、サンプリングカウンタ値Ｎを初期化する（ステップＳ２１１）。ここで、図９および図１０からも理解されるように、被験者の呼吸が胸式呼吸および腹式呼吸の何れの場合であっても、呼吸に伴う第１生体電気インピーダンスＺａの変化を示す波形は略正弦波状であるところ、サンプリングカウンタ値Ｎは、第１生体電気インピーダンスＺａの測定値がピーク値に到達するたびに初期化（サンプリングカウンタ値＝０）され、次のピーク値に到達するまでのサンプリングタイミングの回数が順次にカウントされていくという具合である。以上で、図１５のステップＳ５６における呼吸タイミング抽出処理が終了する。
【００６８】
再び図１５に戻って説明を続ける。上述の呼吸タイミング抽出処理が終了すると、ＣＰＵ１７０は、被験者の呼吸が速めの呼吸なのか遅めの呼吸なのかを判別する呼吸スピード判別フラッグを設定する（ステップＳ５７）。以下、図１８を参照しながら、ステップＳ５７でＣＰＵ１７０が実行する呼吸スピード判別フラッグ設定処理の具体的な内容を説明する。図１８は、呼吸スピード判別フラッグ設定処理の具体的な内容を示すフローチャートである。図１８に示すように、まずＣＰＵ１７０は、極性判別フラッグＦ０（ｎ）が「0」であるか否かを判定する（ステップＳ３０１）。ステップＳ３０１の結果が否定である場合、ＣＰＵ１７０は、第ｎ番目のサンプリングタイミングにおける呼吸スピード判別フラッグＦｍａ（ｎ）は、直前の第ｎ−１番目のサンプリングタイミングにおける呼吸スピード判別フラッグＦｍａ（ｎ−１）に等しいとみなして処理を終了する。
【００６９】
ステップＳ３０１の結果が肯定である場合、ＣＰＵ１７０は、ピーク／ボトム判別フラッグＦ１（ｎ）が「+1」であるか否かを判定する（ステップＳ３０２）。ステップＳ３０２の結果が肯定である場合、ＣＰＵ１７０は、直前の第ｎ−１番目のサンプリングタイミングにおけるサンプリングカウンタ値Ｎ（ｎ−１）が「10」よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ３０３）。ここで、被験者の呼吸のスピードが遅ければ、第１生体電気インピーダンスＺａの測定値がピーク値に到達してから、次のピーク値に到達するまでの時間長は長くなり、次のピーク値に到達する直前のサンプリングカウンタ値Ｎも大きくなる。本実施形態では、ＣＰＵ１７０は、第ｎ番目のサンプリングタイミングにおいて第１生体電気インピーダンスＺａの測定値がピーク値に到達したと判断した場合は、その直前の第ｎ−１番目のサンプリングタイミングにおけるサンプリングカウンタ値が「10」よりも大きいか否かを判定し、当該サンプリングカウンタ値が「10」よりも大きいと判定した場合は、被験者の呼吸は遅めの呼吸であると判断する。具体的には、ステップＳ３０３の結果が肯定である場合、ＣＰＵ１７０は、呼吸スピード判別フラッグＦｍａ（ｎ）を「20」に設定して処理を終了する。呼吸スピード判別フラッグＦｍａ（ｎ）が「20」であるとは、被験者の呼吸が遅めの呼吸であることを意味する。また、ステップＳ３０３の結果が否定である場合、ＣＰＵ１７０は、被験者の呼吸は速めの呼吸であると判断して呼吸スピード判別フラッグＦｍａ（ｎ）を「10」に設定して処理を終了する。呼吸スピード判別フラッグＦｍａ（ｎ）が「10」であるとは、被験者の呼吸が速めの呼吸であることを意味する。
【００７０】
一方、ステップＳ３０２の結果が否定である場合、ＣＰＵ１７０は、ピーク／ボトム判別フラッグＦ１（ｎ）が「-1」であるか否かを判定する（ステップＳ３０４）。ステップＳ３０４の結果が否定である場合、ＣＰＵ１７０は、第ｎ番目のサンプリングタイミングにおける呼吸スピード判別フラッグＦｍａ（ｎ）は、直前の第ｎ−１番目のサンプリングタイミングにおける呼吸スピード判別フラッグＦｍａ（ｎ−１）に等しいとみなして処理を終了する。ステップＳ３０４の結果が肯定である場合、ＣＰＵ１７０は、直前の第ｎ−１番目のサンプリングタイミングにおけるサンプリングカウンタ値Ｎ（ｎ−１）が「5」よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ３０５）。本実施形態では、ＣＰＵ１７０は、ボトム値に到達する直前のサンプリングカウンタ値Ｎ（ｎ−１）が「5」よりも大きい場合は、被験者の呼吸は遅めの呼吸であると判断する一方、ボトム値に到達する直前のサンプリングカウンタ値Ｎ（ｎ−１）が「5」よりも小さい場合は、被験者の呼吸は速めの呼吸であると判断する。具体的には、ＣＰＵ１７０は、ステップＳ３０５の結果が肯定である場合は、呼吸スピード判別フラッグＦｍａ（ｎ）を「20」に設定して処理を終了する一方、ステップＳ３０５の結果が否定である場合は、呼吸スピード判別フラッグＦｍａ（ｎ）を「10」に設定して処理を終了するという具合である。以上で、図１５のステップＳ５７における呼吸スピード判別フラッグ設定処理が終了する。
【００７１】
再び図１５に戻って説明を続ける。上述の呼吸スピード判別フラッグ設定処理が終了すると、ＣＰＵ１７０は、第ｎ番目のサンプリングタイミングにおける第１センタリング値Ｚａ０（ｎ）を抽出する（ステップＳ５８）。以下、図１９を参照しながら、ステップＳ５８でＣＰＵ１７０が実行する第１センタリング値抽出処理の具体的な内容を説明する。図１９は、第１センタリング値抽出処理の具体的な内容を示すフローチャートである。図１９に示すように、まずＣＰＵ１７０は、呼吸スピード判別フラッグＦｍａ（ｎ）が「10」であるか否かを判定する（ステップＳ４０１）。言い換えれば、ＣＰＵ１７０は、第ｎ番目のサンプリングタイミングにおける被験者の呼吸が速めの呼吸であるか否かを判定するという具合である。
【００７２】
本実施形態では、被験者の呼吸速度に応じて可変に設定されるセンタリング期間内の複数のサンプリングタイミングの各々における第１生体電気インピーダンスＺａの測定値に基づいて、第ｎ番目のサンプリングタイミングにおける第１センタリング値Ｚａ０（ｎ）が生成される。上記ステップＳ４０１の結果が肯定である場合、つまりは第ｎ番目のサンプリングタイミングにおける被験者の呼吸が速めの呼吸である場合は、その速めの１呼吸に要する時間長（ここでは約4.0秒）がセンタリング期間として設定される。すなわち、被験者の呼吸が速めの呼吸である場合は、第ｎ−９番目のサンプリングを始点とし、第ｎ番目のサンプリングタイミングを終点とする期間がセンタリング期間として設定され、第ｎ−９番目〜第ｎ番目のサンプリングタイミングの各々における第１生体電気インピーダンスの測定値を用いた移動平均処理の結果に基づいて第１センタリング値Ｚａ０（ｎ）が生成される。より具体的には、ステップＳ４０１の結果が肯定である場合、ＣＰＵ１７０は、図１５のステップＳ５１で求めたＭＡ１０（ｎ）に基づいて、第ｎ番目のサンプリングタイミングにおける第１センタリング値Ｚａ０（ｎ）を生成する（ステップＳ４０２）。さらに詳述すると、ＣＰＵ１７０は、第ｎ−２番目のサンプリングタイミングにおける第１センタリング値Ｚａ０（ｎ−２）と、第ｎ−１番目のサンプリングタイミングにおける第１センタリング値Ｚａ０（ｎ−１）と、ＭＡ１０（ｎ）とを用いて移動平均処理を行い、その処理結果を、第ｎ番目のサンプリングタイミングにおける第１センタリング値Ｚａ０（ｎ）として採用する（[Ｚａ０（ｎ−２）＋Ｚａ０（ｎ−１）＋ＭＡ１０（ｎ）]／３→Ｚａ０（ｎ））。
【００７３】
一方、上記ステップＳ４０１の結果が否定である場合、つまりは第ｎ番目のサンプリングタイミングにおける被験者の呼吸が遅めの呼吸である場合は、その遅めの１呼吸に要する時間長（ここでは約8.0秒）がセンタリング期間として設定される。すなわち、被験者の呼吸が遅めの呼吸である場合は、第ｎ−１９番目のサンプリングを始点とし、第ｎ番目のサンプリングタイミングを終点とする期間がセンタリング期間として設定され、第ｎ−１９番目〜第ｎ番目のサンプリングタイミングの各々における第１生体電気インピーダンスの測定値を用いた移動平均処理の結果に基づいて第１センタリング値Ｚａ０（ｎ）が生成される。より具体的には、ステップＳ４０１の結果が否定である場合、ＣＰＵ１７０は、図１５のステップＳ５２で求めたＭＡ２０（ｎ）に基づいて、第ｎ番目のサンプリングタイミングにおける第１センタリング値Ｚａ０（ｎ）を生成する（ステップＳ４０３）。さらに詳述すると、ＣＰＵ１７０は、Ｚａ０（ｎ−２）と、Ｚａ０（ｎ−１）と、ＭＡ２０（ｎ）とを用いて移動平均処理を行い、その処理結果を、第ｎ番目のサンプリングタイミングにおける第１センタリング値Ｚａ０（ｎ）として採用する（[Ｚａ０（ｎ−２）＋Ｚａ０（ｎ−１）＋ＭＡ２０（ｎ）]／３→Ｚａ０（ｎ））。以上で、図１４のステップＳ５０における第１センタリング処理が終了する。
【００７４】
前述したように、被験者の呼吸が胸式呼吸であっても腹式呼吸であっても、第１生体電気インピーダンスＺａの変化を示す波形は略正弦波状となる。ＣＰＵ１７０は、体動などによる影響で、第１生体電気インピーダンスＺａの変化を示す波形が乱れても、それに応じた第１センタリング値Ｚａ０が得られるように、所定数のサンプリングタイミングの各々における第１生体電気インピーダンスＺａの測定値に基づいて第１センタリング値Ｚａ０を生成する。より具体的には、ＣＰＵ１７０は、サンプリングタイミングごとに、当該サンプリングタイミングよりも所定の時間長だけ前の時点を始点とし、当該サンプリングタイミングを終点とするセンタリング期間内の複数のサンプリングタイミングの各々における第１生体電気インピーダンスの測定値を用いた移動平均処理を行い、その結果に基づいて、当該サンプリングタイミングにおける第１センタリング値Ｚａ０を求めるので、体動などによる影響で、第１生体電気インピーダンスＺａの変化を示す波形が乱れても、それに応じた第１センタリング値Ｚａ０を精度良く生成できる。そして、各サンプリングタイミングに対応するセンタリング期間の時間長は、当該サンプリングタイミングにおける被験者の呼吸速度に応じて可変に設定されるという具合である。
【００７５】
図１４に戻って説明を続ける。図１４に示すように、ステップＳ５０の第１センタリング処理が終了すると、ＣＰＵ１７０は、第１生体電気インピーダンスの測定値Ｚａ（ｎ）の第１センタリング値Ｚａ０（ｎ）に対する相対値である第１相対値ΔＺａ（ｎ）を算出する第１相対値算出処理を実行する（ステップＳ６０）。より具体的には、ＣＰＵ１７０は、ステップＳ４０で求めた第１生体電気インピーダンスの測定値Ｚａ（ｎ）と、ステップＳ５０で求めた第１センタリング値Ｚａ０（ｎ）との差分を求め、その求めた差分値を、第ｎ番目のサンプリングタイミングにおける第１相対値ΔＺａ（ｎ）として採用するという具合である。
【００７６】
ステップＳ６０の後、ＣＰＵ１７０は、第２生体電気インピーダンスＺｂの測定値の振幅基準レベルを示す第２センタリング値Ｚｂ０を生成し、その生成した第２センタリング値Ｚｂ０を用いて、第２生体電気インピーダンスＺｂの測定値の第２センタリング値Ｚｂ０に対する相対値である第２相対値ΔＺｂを算出する（ステップＳ７０）。
【００７７】
ここで、前述したように、腹式呼吸の呼気における第２生体電気インピーダンスＺｂの変化は、第１生体電気インピーダンスＺａの変化とは異なる態様を示すので、第１センタリング値Ｚａ０を求める場合と同様に、所定数のサンプリングタイミングの各々における第２生体電気インピーダンスＺｂの測定値を用いた移動平均処理を行っても、これらの振幅基準レベル、すなわち、第２生体電気インピーダンスＺｂの変化を示す波形から、呼吸に起因した情報を抽出するための振幅基準レベル（第２センタリング値Ｚｂ０）を精度良く求めることは困難である。
【００７８】
そこで、本実施形態では、図２０に示すように、第１生体電気インピーダンスＺａの測定値と、第１センタリング値Ｚａ０とが等しくなるゼロクロスタイミングを抽出し、当該ゼロクロスタイミングにおける第２生体電気インピーダンスＺｂの測定値に基づいて第２センタリング値Ｚｂ０を生成している。これにより、第２生体電気インピーダンスＺｂの測定値の振幅基準レベルを精度良く抽出できる。図２０は、第２センタリング値Ｚｂ０の生成方法を概念的に説明するための図である。以下では、図２１を参照しながら、ステップＳ７０でＣＰＵ１７０が実行する第２相対値算出処理の具体的な内容を説明する。
【００７９】
図２１は、第２相対値算出処理の具体的な内容を示すフローチャートである。図２１に示すように、ＣＰＵ１７０は、５個のサンプリングタイミングの各々における第１相対値ΔＺａのうち最小の値を抽出する（ステップＳ７１）。より具体的には、ＣＰＵ１７０は、第ｎ−４番目〜第ｎ番目のサンプリングタイミングの各々における第１相対値ΔＺａの絶対値｜ΔＺａ｜（｜ΔＺａ（ｎ−４）｜〜｜ΔＺａ（ｎ）｜）のうち最小の値を、第ｎ番目のサンプリングタイミングにおけるクロスポイント判定値ΔＭＩＮ５（ｎ）として抽出するという具合である。
【００８０】
ステップＳ７１の後、ＣＰＵ１７０は、直前のサンプリングタイミングにおけるクロスポイント判定値と、ステップＳ７１で抽出したクロスポイント判定値とが等しく、且つ、直前のサンプリングタイミングがゼロクロスタイミングであるか否かを判定する（ステップＳ７２）。より具体的には、ＣＰＵ１７０は、第ｎ−１番目のサンプリングタイミングにおけるクロスポイント判定値ΔＭＩＮ５（ｎ−１）とΔＭＩＮ５（ｎ）とが等しく、且つ、第ｎ−１番目のサンプリングタイミングにおけるクロスポイント判定フラッグＦ２（ｎ−１）が「+1」に設定されているか否かを判定する。クロスポイント判定フラッグＦ２（ｎ−１）が「+1」に設定されている場合は、第ｎ−１番目のサンプリングタイミングがゼロクロスタイミングであるとみなされる。なお、クロスポイント判定フラッグＦ２の初期値（デフォルト値）、つまりは第１番目のサンプリングタイミングにおけるクロスポイント判定フラッグＦ２（１）の値は「0」に設定されている。
【００８１】
ステップＳ７２の結果が肯定の場合、ＣＰＵ１７０は、第ｎ番目のサンプリングタイミングはゼロクロスタイミングではないと判定し、クロスポイント判定フラッグＦ２（ｎ）を「0」に設定してステップＳ７４へ進む。ステップＳ７２の結果が否定の場合、ＣＰＵ１７０は、第ｎ番目のサンプリングタイミングにおける第１相対値ΔＺａ（ｎ）の絶対値が0.3以下であるか否かを判定する（ステップＳ７３）。ステップＳ７３の結果が否定の場合、ＣＰＵ１７０は、第ｎ番目のサンプリングタイミングはゼロクロスタイミングではないと判定し、クロスポイント判定フラッグＦ２（ｎ）を「0」に設定してステップＳ７４へ進む。ステップＳ７３の結果が肯定の場合、ＣＰＵ１７０は、第ｎ番目のサンプリングタイミングはゼロクロスタイミングであると判定し、クロスポイント判定フラッグＦ２（ｎ）を「+1」に設定してステップＳ７４へ進む。
【００８２】
次に、ＣＰＵ１７０は、第ｎ番目のサンプリングタイミングにおけるクロスポイント判定フラッグＦ２（ｎ）が「+1」であるか否かを判定する（ステップＳ７４）。ステップＳ７４の結果が肯定の場合、ＣＰＵ１７０は、第２センタリング値Ｚｂ０を抽出する（ステップＳ７５）。より具体的には、ＣＰＵ１７０は、第ｎ番目のサンプリングタイミングにおける第２生体電気インピーダンスの測定値Ｚｂ（ｎ）を、第２センタリング値Ｚｂ０（ｎ）として抽出する。そして、その抽出した第２センタリング値Ｚｂ０（ｎ）と、第ｎ−２番目のサンプリングタイミングにおける第２センタリング値Ｚｂ０（ｎ−２）と、第ｎ−１番目のサンプリングタイミングにおける第２センタリング値Ｚｂ０（ｎ−１）とを用いて移動平均処理を行い、その処理結果を、正規の第２センタリング値Ｚｂ０（ｎ）として生成する（[Ｚｂ０（ｎ−２）＋Ｚｂ０（ｎ−１）＋Ｚｂ０（ｎ）]／３→Ｚｂ０（ｎ））。一方、ステップＳ７４の結果が否定の場合、ＣＰＵ１７０は、直前の第ｎ−１番目のサンプリングタイミングにおける第２センタリング値Ｚｂ０（ｎ−１）を、第ｎ番目のサンプリングタイミングにおける第２センタリング値Ｚｂ０（ｎ）として採用する（Ｚｂ０（ｎ−１）→Ｚｂ０（ｎ））。
【００８３】
そして、ＣＰＵ１７０は、第ｎ番目のサンプリングタイミングにおける第２相対値ΔＺｂ（ｎ）を算出する（ステップＳ７６）。より具体的には、ＣＰＵ１７０は、第２生体電気インピーダンスの測定値Ｚｂ（ｎ）と、第２センタリング値Ｚｂ０（ｎ）との差分を、第ｎ番目のサンプリングタイミングにおける第２相対値ΔＺｂ（ｎ）として採用するという具合である。以上で、図１４のステップＳ７０における第２相対値算出処理が終了する。
【００８４】
例えば被験者の呼吸が腹式呼吸であって、第１生体電気インピーダンスＺａおよび第２生体電気インピーダンスＺｂが図９のように変化する場合、第１相対値ΔＺａおよび第２相対値ΔＺｂの経時的変化を示す波形は、図２２のようになる。第１相対値ΔＺａの経時的変化を示す波形は、第１生体電気インピーダンスＺａの測定値の振幅基準レベルである第１センタリング値Ｚａ０をゼロ基準とするものであり、第２相対値ΔＺｂの経時的変化を示す波形は、第２生体電気インピーダンスＺｂの測定値の振幅基準レベルである第２センタリング値Ｚｂ０をゼロ基準とするものである。両波形を重ねることで、吸気における第１相対値ΔＺａおよび第２相対値ΔＺｂの各々の波形と、呼気における第１相対値ΔＺａおよび第２相対値ΔＺｂの各々の波形とを判別することができる。本実施形態では、ＣＰＵ１７０は、第１相対値ΔＺａの値に基づいて、被験者の呼吸が吸気であるか呼気であるかを判定する。より具体的には、ＣＰＵ１７０は、第１相対値ΔＺａが正の値である場合は吸気であると判定し、負の値である場合は呼気であると判定するという具合である。また、吸気における第１相対値ΔＺａおよび第２相対値ΔＺｂの各々の波形の振幅および積分値の違いに基づいて、前述の回帰式（２）の係数を補正してもよい。これにより、測定精度の向上が図られる。
【００８５】
再び図１４に戻って説明を続ける。図１４に示すように、ステップ７０の第２相対値算出処理が終了すると、ＣＰＵ１７０は、第１相対値ΔＺａ（ｎ）および第２相対値ΔＺｂ（ｎ）に対応するΔＲｉｂ／ΔＡｂを推定するΔＲｉｂ／ΔＡｂ推定演算処理を実行する（ステップＳ８０）。以下、図２３および図２４を参照しながら、ステップＳ８０でＣＰＵ１７０が実行するΔＲｉｂ／ΔＡｂ推定演算処理の具体的な内容を説明する。図２３および図２４は、ΔＲｉｂ／ΔＡｂ推定演算処理の具体的な内容を示すフローチャートである。図２３に示すように、まずＣＰＵ１７０は、第ｎ番目のサンプリングタイミングにおける第１相対値ΔＺａ（ｎ）の値が「0」以上であるか否かを判定する（ステップＳ８１）。
【００８６】
ステップＳ８１の結果が否定の場合、ＣＰＵ１７０は、被験者の呼吸が呼気であると判断し、第ｎ番目のサンプリングタイミングにおけるΔＲｉｂ／ΔＡｂ（ｎ）の推定演算を行う（ステップＳ８２）。より具体的には、ＣＰＵ１７０は、上述の回帰式（２）にしたがって演算処理を実行することで、第１相対値ΔＺａ（ｎ）および第２相対値ΔＺｂ（ｎ）に対応するΔＲｉｂ／ΔＡｂ（ｎ）を求める。一方、ステップＳ８１の結果が肯定の場合、ＣＰＵ１７０は、被験者の呼吸が吸気であると判断し、第ｎ番目のサンプリングタイミングにおけるΔＲｉｂ／ΔＡｂ（ｎ）の値を初期値に設定する。本実施形態では、ステップＳ８１の結果が肯定の場合、ＣＰＵ１７０は、第ｎ番目のサンプリングタイミングにおけるΔＲｉｂ／ΔＡｂ（ｎ）の値を、初期値である「1.0」に設定する。
【００８７】
次に、ＣＰＵ１７０は、ΔＲｉｂ／ΔＡｂ（ｎ）の値が、−2.5以上であり、且つ4.5以下であるか否かを判定する（ステップＳ８３）。ステップＳ８３の結果が否定の場合、ＣＰＵ１７０は、ΔＲｉｂ／ΔＡｂの値を、初期値である「1.0」に設定してステップＳ８４へ進む。ステップＳ８３の結果が肯定の場合、ＣＰＵ１７０は、そのままステップＳ８４へ進む。
【００８８】
ステップＳ８４において、ＣＰＵ１７０は、ΔＲｉｂ／ΔＡｂ（ｎ）の絶対値と、直前の第ｎ−１番目のサンプリングタイミングにおけるΔＲｉｂ／ΔＡｂ（ｎ−１）の絶対値との差分（|ΔＲｉｂ／ΔＡｂ（ｎ）|−|ΔＲｉｂ／ΔＡｂ（ｎ−１）|）が0.3よりも大きいか否かを判定する。ステップＳ８４の結果が否定である場合、ＣＰＵ１７０は、直前の第ｎ−１番目のサンプリングタイミングにおけるΔＲｉｂ／ΔＡｂ（ｎ−１）と、ΔＲｉｂ／ΔＡｂとの平均を求め、その求めた平均値を、第ｎ番目のサンプリングタイミングにおけるΔＲｉｂ／ΔＡｂ（ｎ）として採用（[ΔＲｉｂ／ΔＡｂ（ｎ−１）＋ΔＲｉｂ／ΔＡｂ（ｎ）]／２→ΔＲｉｂ／ΔＡｂ（ｎ））して次のステップＳ８５（図２４参照）へ進む。一方、ステップＳ８４の結果が肯定である場合、ＣＰＵ１７０は、第ｎ番目のサンプリングタイミングにおけるΔＲｉｂ／ΔＡｂ（ｎ）の値を、初期値である「1.0」に設定して次のステップＳ８５へ進む。
【００８９】
図２４を参照しながら、ΔＲｉｂ／ΔＡｂ推定演算処理の具体的な内容の説明を続ける。図２４に示すように、ステップＳ８５において、ＣＰＵ１７０は、第ｎ番目のサンプリングタイミングにおける第１相対値ΔＺａ（ｎ）が「0」よりも小さいか否かを判定する。ステップＳ８５の結果が肯定の場合、ＣＰＵ１７０は、被験者の呼吸が呼気であると判断し、直前の積分回数のカウント値Ｎｉに１を加算する。より具体的には、ＣＰＵ１７０は、直前の第ｎ−１番目のサンプリングタイミングにおける積分回数のカウント値Ｎｉ（ｎ−１）に１を加算した値を、第ｎ番目のサンプリングタイミングにおける積分回数のカウント値Ｎｉ（ｎ）として採用する。
【００９０】
一方、ステップＳ８５の結果が否定の場合、ＣＰＵ１７０は、被験者の呼吸が吸気であると判断し、積分回数のカウント値Ｎｉの値を「0」に初期化する。すなわち、この場合、第ｎ番目のサンプリングタイミングにおける積分回数のカウント値Ｎｉ（ｎ）は「0」に設定されるという具合である。
【００９１】
続いて、図２４に示すように、ＣＰＵ１７０は、第１相対値ΔＺａ（ｎ）が「0」よりも小さいか否かを再び判定する（ステップＳ８６）。ステップＳ８６の結果が肯定の場合、ＣＰＵ１７０は、直前の第ｎ−１番目のサンプリングタイミングにおけるΔＲｉｂ／ΔＡｂの積分値（ΣΔＲｉｂ／ΔＡｂ（ｎ−１））と、ΔＲｉｂ／ΔＡｂ（ｎ）との和を求めることで、第ｎ番目のサンプリングタイミングにおけるΔＲｉｂ／ΔＡｂの積分値（ΣΔＲｉｂ／ΔＡｂ（ｎ））を求めて次のステップＳ８７へ進む。一方、ステップＳ８６の結果が否定の場合、つまりは、被験者の呼吸状態が吸気であると判断した場合は、ＣＰＵ１７０は、ピーク／ボトム判別フラッグＦ１（ｎ）を「+1」に設定して次のステップＳ８７へ進む。
【００９２】
次に、ＣＰＵ１７０は、第ｎ番目のサンプリングタイミングにおける積分回数のカウント値Ｎｉ（ｎ）がゼロであるか否かを判定する（ステップＳ８７）。ステップＳ８７の結果が否定の場合、ＣＰＵ１７０は、第ｎ番目のサンプリングタイミングにおけるΔＲｉｂ／ΔＡｂの積分値[ΣΔＲｉｂ／ΔＡｂ（ｎ）]を、第ｎ番目のサンプリングタイミングにおける積分回数のカウント値Ｎｉ（ｎ）で割ることで、ΔＲｉｂ／ΔＡｂの平均値を求める。一方、ステップＳ８７の結果が肯定の場合、ＣＰＵ１７０は、直前の第ｎ−１番目のサンプリングタイミングにおけるΔＲｉｂ／ΔＡｂの平均値（[ΣΔＲｉｂ／ΔＡｂ（ｎ−１）]／Ｎｉ（ｎ−１））を、第ｎ番目のサンプリングタイミングにおけるΔＲｉｂ／ΔＡｂの平均値として採用する。以上で、図１４のステップＳ８０におけるΔＲｉｂ／ΔＡｂ推定演算処理が終了する。
【００９３】
例えば被験者の呼吸が腹式呼吸であって、第１相対値ΔＺａおよび第２相対値ΔＺｂが図２２のように変化する場合、上述のΔＲｉｂ／ΔＡｂの平均値（[ΣΔＲｉｂ／ΔＡｂ]／Ｎｉ）は、図２５のように変化する。図２５において、呼気におけるΔＲｉｂ／ΔＡｂの値（平均値）が１．０よりも小さい場合は、被験者の呼吸は腹式呼吸であると推定される一方、１．０を上回る場合は、被験者の呼吸は胸式呼吸であると推定されるという具合である。
【００９４】
再び図１４に戻って説明を続ける。図１４に示すように、ステップＳ８０のΔRib/ΔAb推定演算処理が終了すると、ＣＰＵ１７０は、被験者の呼吸の深さを示す呼吸レベルを抽出する呼吸レベル抽出処理を実行する（ステップＳ９０）。以下、図２６を参照しながら、ステップＳ９０でＣＰＵ１７０が実行する呼吸レベル抽出処理の具体的な内容を説明する。図２６は、呼吸レベル抽出処理の具体的な内容を示すフローチャートである。図２６に示すように、まずＣＰＵ１７０は、サンプリングタイミングに到達したか否かを判定し（ステップＳ５０１）、ステップＳ５０１の結果が肯定である場合は次のステップＳ５０２へ進む。ステップＳ５０２において、ＣＰＵ１７０は、被験者の呼吸が吸気であるか否かを判定する。具体的には、ＣＰＵ１７０は、当該サンプリングタイミングにおける第１相対値ΔＺａの値が正の値である場合には吸気であると判定する一方、負の値である場合には呼気であると判定するという具合である。ＣＰＵ１７０は、吸気であると判定した場合は、吸気判別フラッグＦ３を「1」に設定する一方、呼気であると判定した場合は、吸気判別フラッグＦ３を「0」に設定する。なお、初期状態においては、吸気判別フラッグＦ３は「1」に設定される（つまりはＦ３のデフォルト値は1に設定される）。
【００９５】
ステップＳ５０２の結果が肯定の場合、ＣＰＵ１７０は、ピークホールド処理を実行する（ステップＳ５０３）。より具体的には、ＣＰＵ１７０は、吸気での複数のサンプリングタイミングの各々における第１相対値ΔＺａのうち最大の値をピーク値ΔＺａ（MAX）として保持する。一方、ステップＳ５０２の結果が否定の場合、ＣＰＵ１７０は、ボトムホールド処理を実行する（ステップＳ５０４）。より具体的には、ＣＰＵ１７０は、呼気での複数のサンプリングタイミングの各々における第１相対値ΔＺａのうち最小の値をボトム値ΔＺａ（MIN）として保持する。
【００９６】
次に、ＣＰＵ１７０は、当該サンプリングタイミングがゼロクロスタイミングであるか否かを判定する（ステップＳ５０５）。より具体的には、ＣＰＵ１７０は、当該サンプリングタイミングにおけるクロスポイント判定フラッグＦ２が「+1」であるか否かを判定することで、当該サンプリングタイミングがゼロクロスタイミングであるか否かを判定するという具合である。ステップＳ５０５の結果が否定の場合、当該サンプリングタイミングにおける呼吸レベル抽出処理は終了する。一方、ステップＳ５０５の結果が肯定の場合、ＣＰＵ１７０は、当該サンプリングタイミングにおける第１生体電気インピーダンスＺａの微分係数ｄＺａが正極性（＞０）であるか否かを判定する（ステップＳ５０６）。言い換えれば、ＣＰＵ１７０は、当該サンプリングタイミングが、呼気から吸気へと変化するタイミングであるか否かを判定する。
【００９７】
ステップＳ５０６の結果が肯定の場合、ＣＰＵ１７０は、当該サンプリングタイミングが、呼気から吸気へと変化するタイミングであると判断して、そのときホールドされているピーク値ΔＺａ（MAX）とボトム値ΔＺａ(MIN)との絶対値の和を、直前の１呼吸における呼吸レベルΔＺａｐ−ｐとして抽出する（ステップＳ５０７）。その後、ＣＰＵ１７０は、吸気フラッグ設定処理を実行する（ステップＳ５０８）。より具体的には、ＣＰＵ１７０は、吸気判別フラッグＦ３を「1」に設定する。そして、ＣＰＵ１７０は、ピークホールド処理を初期化する（ステップＳ５０９）。より具体的には、ＣＰＵ１７０は、ステップＳ５０３で保持していたピーク値ΔＺａ（MAX）を、「0」に設定（初期化）して、当該サンプリングタイミングにおける呼吸レベル抽出処理を終了する。
【００９８】
一方、ステップＳ５０６の結果が否定の場合、ＣＰＵ１７０は、当該サンプリングタイミングが、吸気から呼気へと変化するタイミングであると判断して、呼気フラッグ設定処理を実行する（ステップＳ５１０）。より具体的には、ＣＰＵ１７０は、吸気判別フラッグＦ３を「0」に設定する。そして、ＣＰＵ１７０は、ボトムホールド処理を初期化する（ステップＳ５１１）。より具体的には、ＣＰＵ１７０は、ステップＳ５０４で保持していたボトム値ΔＺａ(MIN）を、「0」に設定（初期化）して、当該サンプリングタイミングにおける呼吸レベル抽出処理を終了する。以上で、呼吸レベル抽出処理が終了し、第ｎ番目のサンプリングタイミングにおける呼吸解析処理が終了する。
【００９９】
以上に説明したように、ＣＰＵ１７０が呼吸解析処理を実行することで、サンプリングタイミングごとに、当該サンプリングタイミングにおける第１相対値ΔＺａおよび第２相対値ΔＺｂに対応するΔRib／ΔAbが求められるので、被験者の呼吸の種別（腹式呼吸なのか胸式呼吸なのか）をリアルタイムで正確に判別できる。
【０１００】
＜１−５：呼吸レベル表示処理＞
次に、ＣＰＵ１７０が実行する呼吸レベル表示処理について説明する。本実施形態では、ＣＰＵ１７０は、被験者の１呼吸ごとに、当該１呼吸における腹式呼吸および胸式呼吸の各々の大きさと余裕度とを表示（報知）する呼吸レベル表示処理を実行する。より具体的には、ＣＰＵ１７０は、被験者の１呼吸ごとに、当該１呼吸における呼吸の深さを示す呼吸レベルと、当該１呼吸における呼吸解析処理の結果とから、当該１呼吸における胸式呼吸および腹式呼吸の各々の大きさと余裕度とを表示部１６０に表示するように制御する。図２７に示すように、本実施形態では、１呼吸における胸式呼吸および腹式呼吸の各々の大きさと余裕度のほか、当該１呼吸に占める腹式呼吸の割合を示す腹式レベルを表示部１６０に表示するように制御する。図２７に示す第１バーグラフBG1は、胸式呼吸および腹式呼吸の各々の大きさと余裕度とを表示するためのものである。一方、図２７に示す第２バーグラフBG2は、被験者の腹式レベルを表示するためのものである。これらの詳細な内容については後述する。
【０１０１】
図２８を参照しながら、ＣＰＵ１７０が実行する呼吸レベル表示処理の具体的な内容を説明する。図２８は、呼吸レベル表示処理の具体的な内容を示すフローチャートである。図２８に示すように、ＣＰＵ１７０は、直前の１呼吸における呼吸レベルを正規化する（ステップＳ６０１）。ここで、「呼吸レベルを正規化する」とは、前述の呼吸レベル抽出処理で抽出された直前の１呼吸における呼吸レベルの値を、被験者間における体格等の個人差の影響を取り除いた値に補正することを意味する。具体的には、ステップＳ６０１において、ＣＰＵ１７０は、直前の１呼吸における呼吸レベルΔＺａｐ−ｐを、当該１呼吸における第２センタリング値Ｚｂ０（詳述すれば、当該１呼吸における複数のサンプリングタイミングの各々における第２センタリング値Ｚｂ０の平均値）で割った後に１００を乗じて求めた値を、呼吸レベルの正規化値％ΔＺａ（＝（ΔＺａｐ−ｐ／Ｚｂ０）×１００）として採用する。
【０１０２】
次に、ＣＰＵ１７０は、ステップＳ６０１で求めた呼吸レベルの正規化値％ΔＺａの値に応じて、着色表示すべき第１バーグラフBG1の段階数（以下、「第１表示段階数」と呼ぶ）を決定する（ステップＳ６０２）。より具体的には、ＣＰＵ１７０は、ステップＳ６０１で求めた呼吸レベルの正規化値％ΔＺａに対応する１回換気量の正規化値％ΔＴＶを求め、その求めた％ΔＴＶの値に応じて、第１表示段階数を決定する。ここで、「１回換気量」とは、被験者の１呼吸で肺に出入りする空気量を示すものであり、ΔＴＶと表記する。また、「１回換気量を正規化する」とは、スパイロなどで計測された１回換気量ΔＴＶの値（実測値）を、被験者間における体格等の個人差の影響を取り除いた値に補正することを意味する。本実施形態では、１回換気量ΔＴＶの正規化を行う際には、スパイロなどで計測された被験者の肺活量の値（実測値）ＶＣを、標準肺活量を示す標準ＶＣで割り算した形で表される係数％ＶＣ（＝実測ＶＣ／標準ＶＣ）が用いられる。具体的には、計測された１回換気量ΔＴＶの値（実測値）を上述の係数％ＶＣで割ることで、１回換気量の正規化値％ΔＴＶ（＝ΔＴＶ／％ＶＣ）が求められる。なお、例えば男性の標準肺活量ＶＣmale（ml）は、（２７．６３−０．１１２×年齢）×身長（cm）で表され、女性の標準肺活量ＶＣfemale（ml）は、（２１．７８−０．１０１×年齢）×身長（cm）で表される。
【０１０３】
図２９は、男女合わせて２０人で、各々の１回換気量ΔＴＶを３回ずつ（小程度の換気、中程度の換気、大程度の換気を各１回）測定したときの、１回換気量の正規化値％ΔＴＶと呼吸レベルの正規化値％ΔＺａとの関係を示す相関図である。図２９に示すように、１回換気量の正規化値％ΔＴＶと呼吸レベルの正規化値％ΔＺａとは相関係数ｒ＝０．７５，Ｐ＜０．０１という高い相関が得られ、以下の回帰式（４）が成立する。
％ΔＺａ＝ｃ0×％ΔＴＶ  ・・・（４）
C0：回帰係数。
【０１０４】
ＣＰＵ１７０は、上述の回帰式（４）にしたがって演算処理を実行することで、ステップＳ６０１で求めた呼吸レベルの正規化値％ΔＺａに対応する１回換気量の正規化値％ΔＴＶを求める。そして、ＣＰＵ１７０は、その求めた１回換気量の正規化値％ΔＴＶに応じて、第１表示段階数を決定する。本実施形態では、第１表示段階数の最大値は、胸式５段階と腹式５段階とを合わせた「１０」に設定されている（図２７参照）。
【０１０５】
図２９に示すように、本実施形態では、１回換気量の正規化値％ΔＴＶの値が第１所定値α１以上である場合は、被験者の呼吸レベルは「最大」とみなされる。この場合、ＣＰＵ１７０は、第１表示段階数を最大値である「１０」に決定する。また、１回換気量の正規化値％ΔＴＶの値が第２所定値α２（＜α１）以上であって、かつ第１所定値α１を下回る場合は、被験者の呼吸レベルは、「大程度」とみなされる（図２９参照）。この場合、ＣＰＵ１７０は、第１表示段階数を「８」に決定する。さらに、１回換気量の正規化値％ΔＴＶが第３所定値α３（＜α２）以上であって、かつ第２所定値α２を下回る場合は、被験者の呼吸レベルは「中程度」とみなされる（図２９参照）。この場合、ＣＰＵ１７０は、第１表示段階数を「６」に決定する。また、１回換気量の正規化値％ΔＴＶの値が第４所定値α４（＜α３）以上であって、かつ第３所定値α３を下回る場合は、被験者の呼吸レベルは「小程度」とみなされる（図２９参照）。この場合、ＣＰＵ１７０は、第１表示段階数を「４」に決定する。また、１回換気量の正規化値％ΔＴＶの値が第４所定値α４を下回る場合は、被験者の呼吸レベルは、安静時における必須レベル程度とみなされる（図２９参照）。この場合、ＣＰＵ１７０は、第１表示段階数を「２」に決定するという具合である。
【０１０６】
再び図２８に戻って説明を続ける。図２８に示すように、ステップＳ６０２の段階数決定処理が終了すると、ＣＰＵ１７０は、直前の１呼吸における腹式レベルを決定する（ステップＳ６０３）。具体的には、ＣＰＵ１７０は、直前の１呼吸におけるΔＲｉｂ／ΔＡｂの値（平均値）に応じて、腹式レベルの数値を決定する。腹式レベルの数値は０〜１００までの値で表され、その値が０に近いほど腹式呼吸の程度は小さく（被験者の呼吸に占める腹式呼吸の割合は小さく）、１００に近いほど腹式呼吸の程度は大きい（被験者の呼吸に占める腹式呼吸の割合は大きい）。
【０１０７】
図２８に示すように、ステップＳ６０３の後、ＣＰＵ１７０は、ステップＳ６０２で決定した第１表示段階数を、腹式と胸式とに分割する段階数分割処理を実行する（ステップＳ６０４）。より具体的には、ＣＰＵ１７０は、ステップＳ６０２で決定した第１表示段階数と、ステップＳ６０３で決定した腹式レベルとに基づいて、段階数分割処理を実行する。ここでは、全体の呼吸レベルを示す第１表示段階数が「６」である一方、腹式レベルは「７０」である場合を想定して説明を続ける。腹式レベルが「７０」であるとは、腹式呼吸と胸式呼吸との割合は、７：３であるとみなされるので、第１表示段階数「６」は、胸式で２段階、腹式で４段階に分割される。つまり、図２７のように、胸式呼吸の大きさを示す第１バーグラフのBG1の表示段階数は「２」、腹式呼吸の大きさを示す第１バーグラフBG1の表示段階数は「４」になるように設定される。
【０１０８】
図２８に示すように、ステップＳ６０４の後、ＣＰＵ１７０は、被験者の呼吸速度に応じたマージンレベルを決定する（ステップＳ６０５）。いま、直前の１呼吸が安静呼吸であって、当該１呼吸に要する時間長が４秒以上であった場合を想定する。本実施形態では、被験者の呼吸速度に応じた必須の呼吸レベルに対応する第１バーグラフBG1の段階数が予め定められており、安静呼吸時の呼吸速度に応じた必須の呼吸レベルに対応する第１バーグラフBG1の段階数は「２」に設定されている。ＣＰＵ１７０は、その段階数「２」を、胸式と腹式に１段階ずつ割り振る。上述のステップＳ６０４で説明したように、ここでは、胸式呼吸の大きさを示す第１バーグラフBG1の表示段階数は「２」、腹式呼吸の大きさを示す第１バーグラフBG1の表示段階数は「４」となるように設定されているので、胸式呼吸については１段階分の余裕があり、腹式呼吸については３段階分の余裕があるという具合である。
【０１０９】
この場合は、腹式呼吸の大きさを示す第１バーグラフBG1の表示段階数が「１」以上であれば、被験者の腹式呼吸の大きさは必須レベルを満たしていることを意味し、その表示段階数が「２」であれば、被験者の腹式呼吸の大きさは必須レベルを上回る「小程度」のレベルを満たしていることを意味し、その表示段階数が「３」であれば、さらに上の「中程度」のレベルを満たしていることを意味し、その表示段階数が「４」であれば、さらに上の「大程度」のレベルを満たしていることを意味し、その表示段階数が「５」であれば、被験者の腹式呼吸の大きさは「最大」レベルを満たしていることを意味するという具合である。前述したように、ここでは、腹式呼吸の大きさを示す第１バーグラフBG1の表示段階数数は「４」に設定されているので、被験者の腹式呼吸の大きさは「大程度」のレベルを満たしており、必須レベル（表示段階数「１」）に対して十分な余裕があることが分かる。胸式呼吸についても同様であり、ここでは、胸式呼吸の大きさを示す第１バーグラフBG1の表示段階数数は「２」に設定されているので、被験者の胸式呼吸の大きさは「小程度」のレベルを満たしており、必須レベル（表示段階数「１」）を上回っていることが分かる。
【０１１０】
なお、被験者の呼吸速度が速いほど、当該呼吸速度に応じた必須の呼吸レベルに対応する第１バーグラフBG1の段階数は増加するので、結果として、胸式呼吸および腹式呼吸の必須レベルに対応する段階数も増加する。例えば１呼吸に要する時間長が３秒以上であって、かつ４秒未満である場合は、必須の呼吸レベルに対応する第１バーグラフBG1の段階数は「４」に設定され、その段階数「４」は、胸式と腹式に２段階ずつ割り振られる。これに応じて、胸式呼吸および腹式呼吸の各々のマージンレベルが変化するという具合である。
【０１１１】
ステップＳ６０５の後、ＣＰＵ１７０は、被験者の胸式呼吸および腹式呼吸の各々の大きさと余裕度とを第１バーグラフBG1で表示する一方、被験者の腹式レベルを第２バーグラフBG2で表示する（ステップＳ６０６）。図２６に示すように、ＣＰＵ１７０は、着色表示すべき第１バーグラフBG1の段階数（胸式２段階、腹式４段階）のうち腹式呼吸および胸式呼吸の各々の必須レベルに対応する段階数と、マージン分に対応する段階数とを異なる色で表示するので、被験者は、自分の腹式呼吸および胸式呼吸の各々の大きさと余裕度とを容易に把握することができる。
【０１１２】
また、図２７に示すように、第２バーグラフBG2で表示される腹式レベルの段階数は「５」に設定され、上述のステップＳ６０３で求められた腹式レベルの数値に応じて、５つの段階のうちの何れかが選択的に着色表示される。具体的には、ＣＰＵ１７０は、腹式レベルの数値が０〜２０の場合は１段階目のみを着色表示するように制御し、腹式レベルの数値が２１〜４０の場合は２段階目のみを着色表示するように制御し、腹式レベルの数値が４１〜６０の場合は３段階目のみを着色表示するように制御し、腹式レベルの数値が６１〜８０の場合は４段階目のみを着色表示するように制御し、腹式レベルの数値が８１〜１００の場合は５段階目のみを着色表示するように制御する。前述したように、ここでは、腹式レベルは「７０」である場合を想定しているので、図２７に示すように、ＣＰＵ１７０は、第２バーグラフBG2の４段階目のみを着色表示するように制御するという具合である。
【０１１３】
以上に説明したように、ＣＰＵ１７０は、被験者の１呼吸ごとに、当該１呼吸における腹式呼吸および胸式呼吸の大きさと余裕度とを表示部１６０に表示するように制御するので、被験者は、自分の胸部呼吸筋および腹部呼吸筋の活用の強みと弱みとを認識できる。これにより、被験者に対して、自分の強みを自覚させつつも、自分の弱みを活性化させるための腹式呼吸等の呼吸筋トレーニングへのモチベーションを確保させることができる。また、本実施形態によれば、スパイロなどのように、被験者が最大の呼吸を行わなくとも、当該被験者の呼吸能力の余裕を把握できるので、被験者の安全を確保するという観点からも好ましいという利点がある。
【０１１４】
＜１−６：換気特性判定／表示処理＞
次に、ＣＰＵ１７０が実行する換気特性判定／表示処理について説明する。本実施形態では、ＣＰＵ１７０は、被験者の１呼吸ごとに、当該１呼吸における換気機能の特性（換気特性）を判定するとともに、その判定結果を表示（報知）する換気特性判定／表示処理を実行する。以下、図３０を参照しながら、ＣＰＵ１７０が実行する換気特性判定／表示処理の具体的な内容を説明する。図３０は、換気特性判定／表示処理の具体的な内容を示すフローチャートである。
【０１１５】
図３０に示すように、まずＣＰＵ１７０は、直前の１呼吸における被験者の呼吸レベルが、安静時必須レベル以上であるか否かを判断する（ステップＳ７００）。より具体的には、前述の呼吸レベル表示処理で説明した内容（図２８のステップＳ６０１、ステップＳ６０２）と同様に、ＣＰＵ１７０は、直前の１呼吸における呼吸レベルの正規化値％ΔＺａの値に対応する１回換気量の正規化値％ΔＴＶを求める。そして、その求めた１回換気量の正規化値％ΔＴＶに基づいて、被験者の呼吸レベルが、安静時必須レベルを上回っているか否かを判断する。ＣＰＵ１７０は、１回換気量の正規化値％ΔＴＶの値が第４所定値α４以上である場合は、被験者の呼吸レベルは、安静時における必須レベル以上であると判断するという具合である（図２９参照）。
【０１１６】
ステップＳ７００の結果が否定である場合、ＣＰＵ１７０は、被験者の呼吸レベルが安静時必須レベル以上となるように、指導情報を報知する（ステップＳ７０１）。呼吸を指導するためのメッセージが表示部１６０に表示される態様であってもよいし、音声による報知が行われる態様であってもよい。また、両者を組み合わせてもよい。
【０１１７】
一方、ステップＳ７００の結果が肯定である場合、あるいは上述のステップＳ７０１の後、ＣＰＵ１７０は、直前の１呼吸における被験者の換気機能の特性を判定する（ステップＳ７０２）。より具体的には、ＣＰＵ１７０は、当該１呼吸における第１生体電気インピーダンスＺａの測定値および第２生体電気インピーダンスＺｂの測定値に基づいて、当該１呼吸における被験者の換気機能の特性を判定するという具合である。以下、具体的な内容について説明する。
【０１１８】
例えば被験者が胸部に病歴を有しており、胸部のうち呼吸に寄与する部位（例えば胸部骨格筋、肺胞組織、胸部骨格筋および肺胞組織の両方）の機能が低下していた場合は、呼吸に伴う胸部骨格筋の変化が健常者に比べて小さい、または不足するので、換気量を確保するために、横隔膜の変動量（上昇量および下降量）が大きくなる。また、加齢などにより、胸部のうち呼吸に寄与する部位の機能が低下していた場合も同様である。ここで、肺の上部を含み、腹部を含まない体幹上部の第１生体電気インピーダンスＺａの変化は、肺に出入りする空気量と連動している一方、肺の中下部および腹部を含む第２生体電気インピーダンスＺｂの変化は、横隔膜の動きと連動しており、横隔膜の変動量が大きいほど第２生体電気インピーダンスＺｂの変化も大きくなる。したがって、例えば胸部のうち呼吸に寄与する部位の機能が低下していた被験者と健常者との間で、１呼吸において肺に出入りする空気の量（換気量）が同じであり、当該１呼吸における第１生体電気インピーダンスＺａの変化が同じであっても、胸部のうち呼吸に寄与する部位の機能が低下していた被験者は、健常者に比べて横隔膜の変動量が大きいので、当該１呼吸における第２生体電気インピーダンスＺｂの変化が大きくなる。
【０１１９】
図３１は、被験者の呼吸に伴う第１相対値ΔＺａおよび第２相対値ΔＺｂの経時的変化を示す図であって、この場合の被験者は、胸部に病歴の無い男性（健常者）である。一方、図３２は、被験者の呼吸に伴う第１相対値ΔＺａおよび第２相対値ΔＺｂの経時的変化を示す図であって、この場合の被験者は、胸部に病歴を有する男性である。図３１および図３２からも理解されるように、被験者の胸部のうち呼吸に寄与する部位の機能が低下している場合は、第２相対値ΔＺｂの振幅値は大きくなることが分かる。
【０１２０】
本実施形態では、被験者の胸部のうち呼吸に寄与する部位の機能が低下している場合は、肺の中下部および腹部を含む体幹中部の第２生体電気インピーダンスＺｂの変化が大きくなる点に着目し、第２生体電気インピーダンスＺｂの測定値と第１生体電気インピーダンスＺａの測定値とに基づいて、被験者の胸部のうち呼吸に寄与する部位の機能が正常であるか否かを判定している（換気機能の特性を判定している）。ここで、前述したように、腹式呼吸の呼気における第２生体電気インピーダンスＺｂの変化は、第１生体電気インピーダンスＺａの変化とは異なる（変化を示す波形が異なる）のに対して、吸気における第２生体電気インピーダンスＺｂの変化は、胸式呼吸および腹式呼吸の何れの場合であっても、第１生体電気インピーダンスＺａの変化と同じである（変化を示す波形が同じである）。すなわち、被験者の呼吸に伴う第２生体電気インピーダンスＺｂの経時的変化を示す波形には、呼気時の腹式呼吸に起因した波形歪みが含まれるので、吸気における第１生体電気インピーダンスＺａの変化と第２生体電気インピーダンスＺｂの変化とに基づいて、被験者の胸部のうち呼吸に寄与する部位の機能が正常であるか否かを判定することが好ましい。
【０１２１】
そこで、本実施形態では、吸気における第１相対値ΔＺａおよび第２相対値ΔＺｂに基づいて、被験者の胸部のうち呼吸に寄与する部位の機能が正常であるか否かを判定している。より具体的には以下のとおりである。ステップＳ７０３において、ＣＰＵ１７０は、被験者の直前の１呼吸の吸気における第１相対値ΔＺａのピーク値ΔＺａ（MAX）、および、第２相対値ΔＺｂのピーク値ΔＺｂ(MAX)を抽出する。そして、ＣＰＵ１７０は、第１相対値ΔＺａのピーク値ΔＺａ（MAX）に対する第２相対値ΔＺｂのピーク値ΔＺｂ（MAX）の割合（＝ΔＺｂ（MAX）／ΔＺａ（MAX））を、被験者の換気機能の特性を示す換気能バランスBPとして算出する。ＣＰＵ１７０は、その算出した換気能バランスBPの値が所定の閾値以上である場合は、被験者の胸部のうち呼吸に寄与する部位の機能は正常ではないと判定し、所定の閾値を下回る場合は、被験者の胸部のうち呼吸に寄与する部位の機能は正常であると判定するという具合である。
【０１２２】
また、女性は胸式優位の呼吸を行い、男性は腹式優位の呼吸を行うのが一般的である。すなわち、換気量が同じであっても、呼吸に伴う横隔膜の変動量は男性の方が大きいので、上述の換気能バランスBPの値は、男性の方が高い値を示す。また、内臓脂肪の蓄積量が多い被験者においては、腹部骨格筋の活動が制限される。女性は、妊娠などによって腹部骨格筋の活動が制限されても、それを補って換気能力を確保するための代償能力を有しているが、男性は、そのような代償能力を有していないので、内臓脂肪の蓄積量が多い場合はクロージングボリュームが低下し、上述の換気能バランスBPの値は高い値を示す。このように、上述の換気能バランスBPから、被験者の換気機能の特性を判定できるという具合である。
【０１２３】
図３０に示すように、ステップＳ７０２の後、ＣＰＵ１７０は判定結果を表示部１６０に表示するように制御する（ステップＳ７０３）。本実施形態では、図３３に示すように、ステップＳ７０２の判定結果は第３バーグラフBG3で表示される。図３３に示すように、第３バーグラフBG3で表示される換気能バランスBPの段階数は「５」に設定され、ステップＳ７０２で得られた換気能バランスBPの値に応じて、５つの段階のうちの何れかが選択的に着色表示される。具体的には、ＣＰＵ１７０は、換気能バランスBPの値が0〜0.4の場合は１段階目のみを着色表示するように制御し、換気能バランスBPの値が0.4〜0.8の場合は２段階目のみを着色表示するように制御し、換気能バランスBPの値が0.8〜1.2の場合は３段階目のみを着色表示するように制御し、換気能バランスBPの値が1.2〜1.6の場合は４段階目のみを着色表示するように制御し、換気能バランスBPの値が1.6を超える場合は５段階目のみを着色表示するように制御する。例えば換気能バランスBPの値が0.5の場合は、図３３に示すように、ＣＰＵ１７０は、第３バーグラフBG3の２段階目のみを着色表示するように制御する。
【０１２４】
例えば、被験者の呼吸が胸式優位（典型的な女性の呼吸）である場合は、第３バーグラフBG3の１段階目が着色表示され、被験者の呼吸が腹式優位（典型的な男性の呼吸）である場合は、第３バーグラフBG3の２段階目が着色表示され、被験者の換気機能が低下している場合（胸部のうち呼吸に寄与する部位の機能が正常でない場合、内蔵脂肪蓄積量が過大な場合等）は、第３バーグラフBG3の３段階目以降が着色表示されるという具合である。被験者は、第３バーグラフBG3を見ることで、自分の換気機能の特性（例えば胸部のうち呼吸に寄与する部位の機能が低下している等）を正確かつ容易に認識できるという具合である。以上より、本実施形態によれば、被験者の換気機能の特性を正確かつ容易に判定できる。
【０１２５】
＜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。また、以下に示す変形例のうちの２以上の変形例を組み合わせることもできる。
【０１２６】
（１）変形例１
上述の実施形態では、被験者の肺全体の換気機能の特性を示すバランス指標BPを求めて表示しているが、これに限らず、例えば右肺の換気機能の特性を示す指標（右換気能バランスBPR）と左肺の換気機能の特性を示す指標（左換気能バランスBPL）とを独立に求めて表示する態様であってもよい。
【０１２７】
右換気能バランスBPRは、右肺の上部を含み、腹部を含まない体幹上部右側の第３生体電気インピーダンスＺaRの測定値と、右肺の中下部および腹部を含む体幹中部右側の第４生体電気インピーダンスＺbRの測定値とに基づいて求められる。より具体的には以下のとおりである。
第３生体電気インピーダンスＺaRは、右手と左手との間に流れる基準電流Ｉrefの大きさを示す電流データＤｉと、右足用の電圧電極Ｙ２と右手用の電圧電極Ｙ４との間の電位差を示す電圧データＤｖとから求められる。なお、被験者の呼吸に伴う第３生体電気インピーダンスＺaRの変化の仕方は、第１生体電気インピーダンスＺａの変化の仕方と同様である。
第４生体電気インピーダンスＺbRは、右手と右足との間に流れる基準電流Ｉrefの大きさを示す電流データＤｉと、左手と左足との間の電位差を示す電圧データＤｖとから求められる。なお、呼吸に伴う第４生体電気インピーダンスＺbRの変化の仕方は、第２生体電気インピーダンスＺｂの変化の仕方と同様である。
また、第３生体電気インピーダンスＺaRの変化を示す波形から、呼吸に起因した情報を抽出するための振幅基準レベルを第３センタリング値ＺaR０と呼ぶ。第３センタリング値ＺaR０の生成方法は、上述の第１センタリング値Ｚａ０の生成方法と同様である。また、第４生体電気インピーダンスＺbRの変化を示す波形から、呼吸に起因した情報を抽出するための振幅基準レベルを第４センタリング値ＺbR０と呼ぶ。第４センタリング値ＺbR０の生成方法は、上述の第２センタリング値Ｚｂ０の生成方法と同様である。
さらに、第３生体電気インピーダンスＺaRの測定値の第３センタリング値ＺaR０に対する相対値を第３相対値ΔＺaR、第４生体電気インピーダンスＺbRの第４センタリング値ＺbR０に対する相対値を第４相対値ΔＺbRとする。ＣＰＵ１７０は、被験者の１呼吸ごとに、当該１呼吸の吸気における第３相対値のピーク値ΔＺaR（MAX）に対する第４相対値のピーク値ΔＺbR（MAX）の割合（＝ΔＺbR（MAX）／ΔＺaR(MAX)）を右換気能バランスBPRとして算出し、その算出結果を表示するように表示部１６０を制御するという具合である。
【０１２８】
一方、左換気能バランスBPLは、左肺の上部を含み、腹部を含まない体幹上部左側の第５生体電気インピーダンスＺaLの測定値と、左肺の中下部および腹部を含む体幹中部左側の第６生体電気インピーダンスＺbLの測定値とに基づいて求められる。より具体的には以下のとおりである。
第５生体電気インピーダンスＺaLは、右手と左手との間に流れる基準電流Ｉrefの大きさを示す電流データＤｉと、左足用の電圧電極Ｙ１と左手用の電圧電極Ｙ３との間の電位差を示す電圧データＤｖとから求められる。なお、被験者の呼吸に伴う第５生体電気インピーダンスＺaLの変化の仕方は、第１生体電気インピーダンスＺａの変化の仕方と同様である。
第６生体電気インピーダンスＺbLは、左手と左足との間に流れる基準電流Ｉrefの大きさを示す電流データＤｉと、右手と右足との間の電位差を示す電圧データＤｖとから求められる。なお、呼吸に伴う第６生体電気インピーダンスＺbLの変化の仕方は、第２生体電気インピーダンスＺｂの変化の仕方と同様である。
また、第５生体電気インピーダンスＺaLの変化を示す波形から、呼吸に起因した情報を抽出するための振幅基準レベルを第５センタリング値ＺaL０と呼ぶ。第５センタリング値ＺaL０の生成方法は、上述の第１センタリング値Ｚａ０の生成方法と同様である。また、第６生体電気インピーダンスＺbLの変化を示す波形から、呼吸に起因した情報を抽出するための振幅基準レベルを第６センタリング値ＺbL０と呼ぶ。第６センタリング値ＺbL０の生成方法は、上述の第２センタリング値Ｚｂ０の生成方法と同様である。
さらに、第５生体電気インピーダンスＺaLの測定値の第５センタリング値ＺaL０に対する相対値を第５相対値ΔＺaL、第６生体電気インピーダンスＺbLの測定値の第６センタリング値ＺbL０に対する相対値を第６相対値ΔＺbLとする。ＣＰＵ１７０は、被験者の１呼吸ごとに、当該１呼吸の吸気における第５相対値のピーク値ΔＺaL(MAX)に対する第６相対値のピーク値ΔＺbL（MAX）の割合（＝ΔＺbL(MAX)／ΔＺaL(MAX)）を左換気能バランスBPLとして算出し、その算出結果を表示するように表示部１６０を制御するという具合である。以上の態様によれば、右肺の換気特性と左肺の換気特性とを別々に判定できる。
【０１２９】
（２）変形例２
上述の実施形態では、被験者の１呼吸の吸気における第１相対値のピーク値ΔＺａ(MAX)に対する第２相対値ΔＺｂ(MAX)の割合（＝ΔＺｂ(MAX)／ΔＺａ(MAX)）を、当該１呼吸における被験者の換気機能の特性を示す換気能バランスBPとして採用しているが、これに限らず、例えば第２相対値のピーク値ΔＺｂ(MAX)に対する第１相対値のピーク値ΔＺａ(MAX)の割合（＝ΔＺａ(MAX)／ΔＺｂ(MAX)）を換気能バランスBPとして採用することもできる。また、例えば被験者の１呼吸の吸気における第１相対値ΔＺａの積分値に対する第２相対値ΔＺｂの積分値の割合（＝第２相対値ΔＺｂの積分値／第１相対値ΔＺａの積分値）を換気能バランスBPとして採用することもできるし、１呼吸の吸気における第２相対値ΔＺｂの積分値に対する第１相対値ΔＺａの積分値の割合（＝第１相対値ΔＺａの積分値／第２相対値ΔＺｂの積分値）を換気能バランスBPとして採用することもできる。要するに、１呼吸の吸気における第１相対値ΔＺａと第２相対値ΔＺｂとの比を換気能バランスBPとして採用することができる。
【０１３０】
（３）変形例３
上述の実施形態では、肺の上部の換気機能を示す指標（ΔＺａ(MAX)）と肺の中下部の換気機能を示す指標（ΔＺｂ(MAX)）との比を換気能バランスBPとして採用しているが、これに限らず、例えば肺の上部と中下部とを合わせた肺全体の換気機能を示す指標（ΔＺａ(MAX)＋ΔＺｂ(MAX）)と肺の上部の換気機能を示す指標（ΔＺａ(MAX)）との比、あるいは、肺全体の換気機能を示す指標（ΔＺａ(MAX)＋ΔＺｂ(MAX）)と肺の中下部の換気機能を示す指標（ΔＺｂ(MAX)）との比を換気能バランスBPとして採用することもできる。
【０１３１】
（４）変形例４
上述の実施形態において、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。
【０１３２】
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。
【０１３３】
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。
【０１３４】
（５）変形例５
上述の実施形態では、ＣＰＵ１７０は、右手と左手との間に流れる基準電流Ｉrefの大きさを示す電流データＤｉと、右足用の電圧電極Ｙ２と右手用の電圧電極Ｙ４との間の電位差を示す電圧データＤｖとから、右上肢の生体電気インピーダンスを測定しているが、これに限らず、肺の上部を含み、腹部を含まない体幹上部の第１生体電気インピーダンスＺａの測定方法は任意である。例えば右手と左手との間に流れる基準電流Ｉrefの大きさを示す電流データＤｉと、左足用の電圧電極Ｙ１と左手用の電圧電極Ｙ３との間の電位差を示す電圧データＤｖとから、左上肢の生体電気インピーダンスを測定し、それを第１生体電気インピーダンスＺａとして採用してもよい。
【０１３５】
また、上述の実施形態では、ＣＰＵ１７０は、左足と右手との間に流れる基準電流Ｉrefの大きさを示す電流データＤｉと、左手用の電圧電極Ｙ３と右足用の電圧電極Ｙ２との間の電位差を示す電圧データＤｖとから、体幹中部の第２生体電気インピーダンスＺｂを測定しているが、これに限らず、肺の中下部および腹部を含む体幹中部の第２生体電気インピーダンスＺｂの測定方法は任意である。例えば右足と左手との間に流れる基準電流Ｉrefの大きさを示す電流データＤｉと、右手用の電圧電極Ｙ４と左足用の電圧電極Ｙ１との間で電位差を示す電圧データＤｖとから、体幹中部を斜めに横切る生体電気インピーダンスを測定し、それを第２生体電気インピーダンスＺｂとして採用してもよい。
【符号の説明】
【０１３６】
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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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