(57)【要約】【課題】  被験者が身体を動かしている状態であっても、被験者の呼吸を精度良く計測することができる呼吸計測方法を提供する。【解決手段】  被験者の呼吸時に生じる人体の皮膚表面の変形を、当該皮膚表面の変形領域に装着した呼吸計測用プローブによって検出し、取得された検出値に基づいて被験者の呼吸を計測する呼吸計測方法であって、前記呼吸計測用プローブは、被験者の正中線に対して右側及び左側のそれぞれに装着し、被験者の右側に装着した呼吸計測用プローブの検出値と、被験者の左側に装着した呼吸計測用プローブの検出値との合成値を算出する、呼吸計測方法。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被験者の呼吸時に生じる人体の皮膚表面の変形を、当該皮膚表面の変形領域に装着した呼吸計測用プローブによって検出し、取得された検出値に基づいて被験者の呼吸を計測する呼吸計測方法であって、
前記呼吸計測用プローブは、被験者の正中線に対して右側及び左側のそれぞれに装着し、
被験者の右側に装着した呼吸計測用プローブの検出値と、被験者の左側に装着した呼吸計測用プローブの検出値との合成値を算出する、ことを特徴とする呼吸計測方法。
【請求項２】
前記呼吸計測用プローブは、静電容量型センサ素子を含み、
前記静電容量型センサ素子は、エラストマー組成物からなるシート状の第１誘電層と、導電材料を含有する導電性組成物からなり、前記第１誘電層のおもて面及び裏面のそれぞれに前記第１誘電層を挟んで少なくとも一部が対向するよう形成された第１電極層及び第２電極層とを含み、前記第１電極層及び前記第２電極層の対向する部分を検出部とし、前記誘電層の表裏面の面積が変化するように可逆的に変形する、請求項１に記載の呼吸計測方法。
【請求項３】
前記呼吸計測用プローブによって、前記皮膚表面の水平方向の変形を検出する請求項１又は２に記載に呼吸計測方法。
【請求項４】
前記呼吸計測用プローブとして、２個の同一の呼吸計測用プローブを使用し、
２個の呼吸計測用プローブが被験者の正中線を基準に線対称となるように装着する請求項１〜３の何れかに記載の呼吸計測方法。
【請求項５】
被験者の呼吸時に生じる人体の皮膚表面の変形を呼吸計測用プローブによって検出し、取得された検出値に基づいて被験者の呼吸を計測する呼吸計測装置であって、
呼吸計測用プローブを当該皮膚表面の変形領域に装着するために人体に着用される装具と、計測器と、を備え、
前記装具は、着用時に被験者の体幹周りに保持されるベルト状の本体部と、前記本体部に連結され、着用時に被験者の肩に掛かるベルト状の補助部とを有し、
前記本体部は、前記装具の着用時に被験者の正中線に対して右側及び左側のそれぞれに装着される２個の呼吸計測用プローブを備え、
計測器は、被験者の右側に装着される呼吸計測用プローブの検出値と、被験者の左側に装着される呼吸計測用プローブの検出値との合成値を算出する、
ことを特徴とする呼吸計測装置。
【請求項６】
前記呼吸計測用プローブは、静電容量型センサ素子を含み、
前記静電容量型センサ素子は、エラストマー組成物からなるシート状の第１誘電層と、導電材料を含有する導電性組成物からなり、前記第１誘電層のおもて面及び裏面のそれぞれに前記第１誘電層を挟んで少なくとも一部が対向するよう形成された第１電極層及び第２電極層とを含み、前記第１電極層及び前記第２電極層の対向する部分を検出部とし、前記誘電層の表裏面の面積が変化するように可逆的に変形する、請求項５に記載の呼吸計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、呼吸計測方法、及び、呼吸計測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
医療分野やリハビリテーション（以下、単にリハビリともいう）分野等において、呼吸数は重要なバイタルサインの一つである。運動負荷の大きさに応じてヒトの呼吸数及び換気量は自律的に制御されるため、呼吸数は、例えば、呼吸器疾患や循環器疾患の患者の運動耐容能等を評価する際に計測されることがある。
従来、呼吸数を精度良く計測する方法としては、スパイロメータ（フローセンサ）を使用した計測方法が知られている。この計測方法は信頼性の高い計測方法であるものの、大型の装置を必要とし、計測時にマスクの装着を必要とするため、計測時の制限が大きく、簡便に呼吸数を計測することは困難であった。また、治療等のために、常時マスクやカニューレ等の装着を必要としている患者では計測を行うことができなかった。
【０００３】
呼吸数を計測する他の方法として、例えば、特許文献１には、全方向に弾性変形可能なシート状誘電体の両面に伸縮性を有する一対の導電布を配備して構成される静電容量型圧力センサを用いる方法が提案されている。
特許文献１で提案された方法は、寝た状態の被験者の下に静電容量型圧力センサを敷いて呼吸数をモニタリングする方法であり、リハビリトレーニング中など被験者が身体を動かしている状態では計測が困難であった。
【０００４】
特許文献２には、静電容量型のセンサ素子を胸の部分の皮膚表面に貼り付け、所定の時間、静電容量を計測し続けることで被験者の呼吸数を計測する方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３１５８３１号公報
【特許文献２】国際公開第２０１５／１５６１７４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献２に記載の計測方法は、呼吸で生じる胸郭の伸縮に合わせて胸部の皮膚が伸縮し、その伸縮回数が呼吸数と一致することを利用した計測方法である。この方法によれば、被験者の呼吸数を簡便に計測することができる。また、特許文献２に記載の計測方法は、被験者が身体を動かしている状態であっても呼吸数を計測することができる。
しかしながら、特許文献１に記載された方法によって、身体を動かしている状態の被験者の呼吸数を計測した場合、その計測精度は不十分な場合があった。そのため、被験者が身体を動かしている状態でも精度良く、呼吸数を計測することができる方法が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を行い、被験者が身体を動かしている状態であっても、被験者の呼吸数等の呼吸に関する情報を精度良く計測することができる呼吸計測方法を完成した。また、本発明者らは、上記呼吸計測方法を行うのに適した呼吸計測装置も完成した。
【０００８】
本発明の呼吸計測方法は、被験者の呼吸時に生じる人体の皮膚表面の変形を、当該皮膚表面の変形領域に装着した呼吸計測用プローブによって検出し、取得された検出値に基づいて被験者の呼吸を計測する呼吸計測方法であって、
上記呼吸計測用プローブは、被験者の正中線に対して右側及び左側のそれぞれに装着し、
被験者の右側に装着した呼吸計測用プローブの検出値と、被験者の左側に装着した呼吸計測用プローブの検出値との合成値を算出する、ことを特徴とする。
【０００９】
本発明の呼吸計測方法によれば、被験者が身体を動かしている状態であっても、被験者の呼吸を精度良く計測することができる。
上述したように、胸郭の伸縮に合わせて生じる被験者の皮膚表面の変形を計測すれば、被験者の呼吸を計測することができる。一方、被験者が身体を動かした場合には、その被験者の体動によっても被験者の皮膚表面の変形が生じることになる。そのため、被験者が身体を動かしている状態で呼吸を計測する場合、被験者の体動による皮膚表面の変形が呼吸計測に対するノイズとなり、１個の呼吸計測用プローブで被験者の呼吸を計測しようとすると、正確に被験者の呼吸を計測することができないことがあった。
これに対して、本発明の呼吸計測方法では、呼吸計測用プローブを被験者の正中線に対して右側及び左側のそれぞれに装着し、被験者の右側に装着した呼吸計測用プローブの検出値と、被験者の左側に装着した呼吸計測用プローブの検出値との合成値を算出して、被験者の呼吸を計測する。そのため、本発明の呼吸計測方法では、上述した被験者の体動によるノイズをキャンセルして、被験者の呼吸を精度良く計測することができる。
【００１０】
上記呼吸計測方法において、上記呼吸計測用プローブは静電容量型センサ素子を含み、
上記静電容量型センサ素子は、エラストマー組成物からなるシート状の第１誘電層と、導電材料を含有する導電性組成物からなり、上記第１誘電層のおもて面及び裏面のそれぞれに上記第１誘電層を挟んで少なくとも一部が対向するよう形成された第１電極層及び第２電極層とを含み、上記第１電極層及び上記第２電極層の対向する部分を検出部とし、上記誘電層の表裏面の面積が変化するように可逆的に変形する、センサ素子である、ことが好ましい。
上述した構成を有する上記静電容量型センサシートは、人体の皮膚表面の変形を計測するセンサとして適している。
【００１１】
上記呼吸計測方法では、上記呼吸計測用プローブによって、上記皮膚表面の水平方向の変形を検出することが好ましい。
水平方向の変形を検出する方が、垂直方向の変形を検出する場合に比べて、被験者の呼吸数を計測するのに適している傾向にある。
特に、第４肋骨〜腹部の高さに上記呼吸計測用プローブを装着する場合は、水平方向の変形を検出するほうが、呼吸による皮膚表面の変形を計測しやすい。
【００１２】
上記呼吸計測方法では、上記呼吸計測用プローブとして、２個の同一の呼吸計測用プローブを使用し、２個の呼吸計測用プローブが被験者の正中線を基準に線対称となるように装着することが好ましい。
この場合、被験者の呼吸を関する情報を特に精度良く計測することができる。
【００１３】
本発明の呼吸計測装置は、
被験者の呼吸時に生じる人体の皮膚表面の変形を呼吸計測用プローブによって検出し、取得された検出値に基づいて被験者の呼吸を計測する呼吸計測装置であって、
呼吸計測用プローブを当該皮膚表面の変形領域に装着するために人体に着用される装具と、計測器と、を備え、
上記装具は、着用時に被験者の体幹周りに保持されるベルト状の本体部と、上記本体部に連結され、着用時に被験者の肩に掛かるベルト状の補助部とを有し、
上記本体部は、上記装具の着用時に被験者の正中線に対して右側及び左側のそれぞれに装着される２個の呼吸計測用プローブを備え、
計測器は、被験者の右側に装着される呼吸計測用プローブの検出値と、被験者の左側に装着される呼吸計測用プローブの検出値との合成値を算出する、
ことを特徴とする。
【００１４】
本発明の呼吸計測装置によれば、被験者の呼吸を計測することができ、被験者が身体を動かしている状態であっても被験者の呼吸を精度良く計測することができる。
また、上記呼吸計測装置は、上述した構成の装具を備えているため、呼吸計測用プローブを簡便に被験者に装着することができ、かつ呼吸計測用プローブの装着位置がズレにくい。そのため。上述した本発明の呼吸計測方法を容易にかつ精度良く行うことができる。
また、上記呼吸計測装置を用いることにより。被験者に大きな負担を掛けることなく、上記呼吸計測方法を行うことができる。
【００１５】
上記呼吸計測装置において、上記呼吸計測用プローブは静電容量型センサ素子を含み、
上記静電容量型センサ素子は、エラストマー組成物からなるシート状の第１誘電層と、導電材料を含有する導電性組成物からなり、上記第１誘電層のおもて面及び裏面のそれぞれに上記第１誘電層を挟んで少なくとも一部が対向するよう形成された第１電極層及び第２電極層とを含み、上記第１電極層及び上記第２電極層の対向する部分を検出部とし、上記誘電層の表裏面の面積が変化するように可逆的に変形する、センサ素子であることが好ましい。
上述した構成を有する上記静電容量型センサシートは、人体の皮膚表面の変形を計測するセンサとして適している。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、被験者が身体を動かしている状態であっても、被験者の呼吸に関する情報を精度良く計測することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】呼吸計測装置の一実施形態を示す概略図である。
【図２】（ａ）は、本発明の実施形態で使用する呼吸計測用プローブを構成する静電容量型センサ素子の一例を模式的に示す斜視図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】（a）〜（ｃ）は、本発明の実施形態で使用する呼吸計測用プローブの一例を模式的に示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は裏面図、（ｃ）は（ｂ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る呼吸計測方法の一例を説明するための図である。
【図５】（ａ）は、本発明の実施形態で使用する呼吸計測用プローブを構成する静電容量型センサ素子の別の一例を模式的に示す斜視図であり、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。
【図６】本発明の実施形態で使用する呼吸計測用プローブを備えた装具の一例の模式的に示す斜視図である。
【図７】（ａ）は、図６に示した装具の本体部を構成する第１本体部を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）に示した第１本体部のＤ−Ｄ線部分断面図である。
【図８】図６に示した装具の本体部を構成する第２本体部を示す平面図である。
【図９】図６に示した装具を被験者に着用した状態を説明するための図である。
【図１０】本発明の実施形態で使用する呼吸計測用プローブを備えた装具の別の一例の模式的に示す斜視図である。
【図１１】図１０に示した装具を被験者に着用した状態を説明するための図である。
【図１２】実施例１における評価１−１の計測結果を示すグラフである。
【図１３】実施例１における評価１−２の計測結果を示すグラフである。
【図１４】実施例１における評価１−３の計測結果を示すグラフである。
【図１５】実施例１における評価２の計測結果を示すグラフである。
【図１６】実施例１における評価３の計測結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
（第１実施形態）
まず、本実施形態で使用する呼吸計測装置について説明し、その後、この呼吸計測装置を用いて被験者の呼吸数を計測する方法について説明する。
図１は、本実施形態で使用する呼吸計測装置の示す概略図である。
図２（ａ）は、図１に示した呼吸計測装置が備える呼吸計測用プローブを構成する静電容量型センサ素子の一例を模式的に示す斜視図であり、図２（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
図３は（a）〜（ｃ）は、本実施形態で使用する呼吸計測用プローブの一例を模式的に示す図であり、図３（ａ）は平面図、図３（ｂ）は裏面図、図３（ｃ）は（ｂ）のＢ−Ｂ線断面図である。なお、上記呼吸計測用プローブにおいては、粘着層を設けた側を裏側といい、その厚さ方向反対側を表側という。
【００１９】
本実施形態に係る呼吸計測装置１は、図１に示すように、呼吸計測用プローブ（以下、単にプローブともいう）２と、プローブ２と電気的に接続された計測器３と、計測器３での計測結果を表示するための表示器４とを備える。
プローブ２は、図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、静電容量型センサ素子（以下、単にセンサ素子ともいう）１０と、静電容量型センサ素子１０の両面（おもて面及び裏面）に積層された絶縁素材からなる被覆部材２１とを有する。
呼吸計測装置１は、２個のプローブ２を備える。
【００２０】
センサ素子１０は、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、エラストマー組成物からなるシート状の誘電層１１と、誘電層１１のおもて面に形成された表側電極層１２Ａと、誘電層１１の裏面に形成された裏側電極層１２Ｂと、表側電極層１２Ａに連結された表側配線１３Ａと、裏側電極層１２Ｂに連結された裏側配線１３Ｂと、表側配線１３Ａの表側電極層１２Ａと反対側の端部に取り付けられた表側接続部１４Ａと、裏側配線１３Ｂの裏側電極層１２Ｂと反対側の端部に取り付けられた裏側接続部１４Ｂと、誘電層１１の表側及び裏側のそれぞれに積層された表側保護層１５Ａ及び裏側保護層１５Ｂと、を備えている。
表側接続部１４Ａ及び裏側接続部１４Ｂは、それぞれリード線２２が接続され（図３参照）、このリード線２２を介してセンサ素子１０は計測器３に接続される。リード線２２のセンサ素子１０と反対側の端部には、計測器３と接続するための接続用端子２３が設けられている。
【００２１】
表側電極層１２Ａと裏側電極層１２Ｂとは、同一の平面視形状を有しており、誘電層１１を挟んで表側電極層１２Ａと裏側電極層１２Ｂとは全体が対向している。センサ素子１０では、表側電極層１２Ａと裏側電極層１２Ｂとの対向した部分が検出部となる。
本発明の実施形態において、静電容量型センサ素子が備える表側電極層１２Ａと裏側電極層１２Ｂとは、必ずしも誘電層を挟んでその全体が対向している必要はなく、少なくともその一部が対向していれば良い。
センサ素子１０では、表側電極層１２Ａが第１電極層に相当し、裏側電極層１２Ｂが第２電極層に相当する。
【００２２】
センサ素子１０は、誘電層１１がエラストマー組成物からなる。そのため、センサ素子１０は、面方向に変形（伸縮）可能である。誘電層１１が面方向に変形した際には、誘電層１１の表裏面の面積が変化し、更に誘電層１１の変形に追従して表側電極層１２Ａ及び裏側電極層１２Ｂ、並びに、表側保護層１５Ａ及び裏側保護層１５Ｂ（以下、両者を合わせて単に保護層ともいう）が変形する。
そして、センサ素子１０の変形に伴い、上記検出部の静電容量が誘電層１１の変形量（電極層の面積変化）と相関をもって変化する。よって、上記検出部の静電容量の変化を検出することで、センサ素子１０の変形量を検出することができる。
プローブ２を被験者の皮膚表面に装着した場合、センサ素子１０は、被験者の皮膚表面の変形に応じて変形する。そのため、上記検出部の静電容量の変化を検出することで、被験者の皮膚表面の変形を検出することができる。
【００２３】
センサ素子１０の両面には、伸縮性を有する布生地からなる被覆部材２１（２１Ａ、２１Ｂ）が設けられている。２枚の被覆部材２１Ａ、２１Ｂのそれぞれは、無伸長状態で平面視した際にセンサ素子１０よりも少し大きいサイズを有する伸縮性布生地からなる。センサ素子１０は、この２枚の布生地の間に挟み込まれている。
被覆部材２１を設けることにより、センサ素子１０を保護することができる。
被覆部材２１は、伸縮異方性を有するものが好ましい。この場合、センサ素子１０を、その長手方向（図中、左右方向）に伸縮しやすく、上記長手方向に垂直な方向（幅方向）に伸縮しにくくすることができるため、センサ素子１０の変形量をより精度良く計測することができる。
【００２４】
被覆部材２１Ｂの裏面には粘着層２４が設けられている。粘着層２４は、プローブ２を被験者に貼り付けるための部材である。
プローブ２は、粘着層２４によって被験者の皮膚表面の所定の位置に装着することができる。
【００２５】
計測器３は、センサ素子１０における検出部の静電容量を計測するための回路を備えている。
上記回路は、例えば、静電容量Ｃを周波数信号Ｆに変換するためのシュミットトリガ発振回路３ａ、周波数信号Ｆを電圧信号Ｖに変換するＦ／Ｖ変換回路３ｂ、及び、電源回路（図示せず）を備える。上記回路は、プローブ２の検出部で検出された静電容量を周波数信号に変換した後、更に電圧信号に変換し、表示器４に送信する。
後述するように、計測器３における静電容量を計測するための回路の構成はこのような構成に限定されるわけではない。
【００２６】
表示器４は、モニター４ａ、演算回路４ｂ、記憶部４ｃを備えている。
表示器４において、モニター４ａは被験者の呼吸数を表示する。この被験者の呼吸数は、計測器３から受信した検出部の静電容量に関する電圧信号に基づいて演算回路４ｂが算出する。また、記憶部４ｃは、上記静電容量の変化を記録データとして記憶する。
【００２７】
本実施形態では、呼吸計測装置１を用いて被験者の呼吸数を計測する。
図４は、本実施形態に係る呼吸計測方法を説明するための図である。
本実施形態では、図４に示すように、２つのプローブ２Ａ、２Ｂを被験者の胸部の皮膚表面に貼り付ける。ここで、プローブ２Ａ、２Ｂは、図３に示したプローブであり、同一のプローブである。
このとき、２つのプローブ２Ａ、２Ｂは、いずれも上記静電容量型センサ素子の長手方向が水平方向となる向きに貼り付ける。この向きにプローブ２Ａ、２Ｂを貼り付けるのが呼吸数を正確に計測するのに適している。
また、２つのプローブ２Ａ、２Ｂは、互いに被験者の正中線Ｘを基準に線対称となるように、被験者の胸部に装着する。これにより特に精度の良い計測を行うことができる。
なお、プローブ２Ａ、２Ｂはそれぞれ計測器３３に接続され、計測器３３は表示器３４に接続されている。
本発明の実施形態において、２つのプローブが被験者の正中線Ｘを基準に線対称となるように装着されているとは、一方のプローブの検出部の一部又は全部と他方のプローブの検出部の一部又は全部とが線対称の位置にあることをいう。２つのプローブが被験者の正中線Ｘを基準に線対称となるように装着されている場合、一方のプローブの検出部の全部と他方のプローブの検出部の全部とが線対称の位置にあることが特に好ましい。
【００２８】
このように２つのプローブ２Ａ、２Ｂを装着した被験者が呼吸すると、被験者の胸郭の伸縮に合わせて胸部の皮膚表面が伸縮（変形）する。このときの上記皮膚表面の伸縮の周期は、被験者の呼吸の周期と一致している。従って、上記皮膚表面の伸縮の周期をプローブ２Ａ、２Ｂで計測することにより、被験者の呼吸数を計測することができる。
【００２９】
上記被験者の胸郭の伸縮と上記被験者の胸部の皮膚表面の変形とは、被験者が安静にしている状態では一致している。そのため、被験者が安静にしている場合には、上記プローブの数が１つであったとしても被験者の呼吸数を計測することができる。
しかしながら、被験者が身体を動かしている状態では、被験者の胸部の皮膚表面は被験者の体動によっても変形することがある。そのため、被験者が身体を動かしている状態では、上記被験者の胸部の皮膚表面の変形が上記被験者の胸郭の伸縮と一致しないことがあり、１つのプローブで被験者の呼吸数を精度良く計測することは困難である。
一方、本実施形態の計測方法では、プローブ２Ａ及び２Ｂのそれぞれの検出値から合成値を算出して、得られた合成値を指標に呼吸数を計測する。そのため、被験者の体動による影響を排除して、被験者の呼吸数を精度良く計測することができる。
【００３０】
上記合成値の算出は、プローブ２Ａの検出値とプローブ２Ｂの検出値との和を２で除することにより行う。このような手法で合成値を算出することにより、被験者の体動の影響を排除した計測結果を取得することができる。そのため、被験者の呼吸数を精度良く計測することができる。
本実施形態の呼吸計測方法を適用するのに適した被験者の運動としては、例えば、歩行等が挙げられる。歩行は、人体の皮膚表面が正中線を挟んで対称に変形しやすい体動だからである。
そのため、上記呼吸計測方法は、例えば、リハビリテーションで実施される歩行試験の際に被験者の呼吸を計測する方法として好適に用いることができる。
【００３１】
上記呼吸計測方法を行うのに適した被験者の運動は、歩行に限定されるわけではなく、例えば、立ったり・座ったりする動作や、食事時のスプーンやフォークを使う動作、櫛を使って整髪する動作などの被験者が片手を使って行う動作（運動）等であっても良い。
【００３２】
本発明の実施形態で算出される合成値と被験者の呼吸数との関係について、もう少し説明する。
後述する実施例の結果（図１５）にも示すように、フローメータによる計測結果や本発明の実施形態で算出される合成値は、被験者の呼吸（呼気や吸気）に対応して変動する信号として取得される。このような信号から被験者の呼吸数を計測する方法としては、色々な方法があるが、その一つとして、例えば、信号の最大値と最小値の間にしきい値を設けて、上記信号をパルス化し、一定時間内のパルス数を計測、又は、パルス間の時間を計測して、被験者の呼吸数を算出する方法を採用することができる。また、他の方法として、例えば、上記信号の山や谷を検出し、一定時間内の山や谷の数を計測、又は、山間や谷間の時間を計測して、被験者の呼吸数を算出する方法を採用することもできる。
本発明の実施形態において、上記合成値から呼吸数を計測する方法は限定されない。
【００３３】
本実施形態の呼吸計測方法において、プローブ２Ａとプローブ２Ｂとの距離は特に限定されないが、被験者の正面側において、１００〜２００ｍｍが好ましい。
上記プローブ間の距離が１００ｍｍ未満では、２つのプローブの合成値を算出した際に、被験者の体動の影響を排除する効果が乏しくなる。一方、２００ｍｍを超えると、プローブと被験者の腕とが接触しやすくなり、被験者の腕と接触したこと計測時に誤差（ノイズ）の原因となることがある。
なお、本発明において呼吸計測用プローブ間の距離とは、上記プローブが備える検出部間の最短距離をいう。
【００３４】
本実施形態の呼吸計測方法において、プローブ２Ａ及びプローブ２Ｂは同じ高さに装着されていることが好ましい。
また、各プローブの高さ方向の装着位置は特に限定されないが、胸部周りが好ましい。具体的には、第４肋骨〜第１０肋骨の範囲が好ましい。上記プローブの装着位置が第１０肋骨よりも低い場合には、被験者が歩行した際の足の動きがプローブ２の検出値に大きく影響したり、被験者が立ったり・座ったりした際に生じる内臓位置の移動や、脂肪及び皮膚の伸縮度合いの変化による体幹の周径変化が、プローブ２の検出値に大きく影響することがある。その結果、被験者の呼吸を精度良く計測することが困難になることがある。特に好ましい範囲は、第７肋骨〜第１０肋骨の範囲である。
【００３５】
本実施形態の呼吸計測方法で計測する呼吸に関する情報は、呼吸数に限定されるわけではなく、例えば、被験者の呼吸深さ、呼吸の持続時間、吸気及び呼気の時間等も計測対象とすることができる。
【００３６】
本実施形態において、プローブ２が備えるセンサ素子は上述したセンサ素子１０に限定されず、誘電層（第１誘電層）及びその両面に形成された第１電極層及び第２電極層に加えて、第２誘電層及び第３電極層を備えるセンサ素子であっても良い。
図５（ａ）は、本実施形態で使用する呼吸計測用プローブを構成する静電容量型センサ素子の別の一例を模式的に示す斜視図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。
【００３７】
図５（ａ）及び（ｂ）に示す静電容量型センサ素子４０は、エラストマー組成物からなるシート状の第１誘電層４１Ａと、第１誘電層４１Ａのおもて面に形成された第１電極層４２Ａと、第１誘電層４１Ａの裏面に形成された第２電極層４２Ｂと、第１誘電層４１Ａの表側に第１電極層４２Ａを覆うように積層された第２誘電層４１Ｂと、第２誘電層４１Ｂのおもて面に形成された第３電極層４２Ｃとを備える。
更に、センサ素子４０は、第１電極層４２Ａに連結された第１配線４３Ａと、第２電極層４２Ｂに連結された第２配線４３Ｂと、第３電極層４２Ｃに連結された第３配線４３Ｃと、第１配線４３Ａの第１電極層４２Ａと反対側の端部に取り付けられた第１接続部４４Ａと、第２配線４３Ｂの第２電極層４２Ｂと反対側の端部に取り付けられた第２接続部４４Ｂと、第３配線４３Ｃの第３電極層４２Ｃと反対側の端部に取り付けられた第３接続部４４Ｃとを備える。
また、センサ素子４０は、第１誘電層４１Ａの裏側及び第２誘電層４１Ｂの表側のそれぞれに裏側保護層４５Ｂ及び表側保護層４５Ａが設けられている。
【００３８】
ここで、第１電極層４２Ａ〜第３電極層４２Ｃは、同一の平面視形状を有している。第１電極層４２Ａと第２電極層４２Ｂとは第１誘電層４１Ａを挟んで全体が対向しており、第１電極層４２Ａと第３電極層４２Ｃとは第２誘電層４１Ｂを挟んで全体が対向している。
センサ素子４０では、第１電極層４２Ａと第２電極層４２Ｂとの対向した部分、及び、第１電極層４２Ａと第３電極層４２Ｃとの対向した部分が検出部となり、第１電極層４２Ａと第２電極層４２Ｂとの対向した部分の静電容量と第１電極層４２Ａと第３電極層４２Ｃとの対向した部分の静電容量との和が検出部の静電容量となる。
このようなセンサ素子４０を備えたプローブは、被験者の皮膚表面に貼り付けた際に発生しうる、導体である生体と近接していること等をノイズ源とする計測精度の低下を排除し、より正確に静電容量の変化を計測するのに適している。
【００３９】
（第２実施形態）
第１実施形態では、プローブ２が粘着層２４によって、被験者の皮膚表面に直接貼り付けられていたが、本発明の実施形態に係る呼吸計測方法において、プローブ２は必ずしも被験者の皮膚表面に直接貼り付けられている必要はない。
プローブ２は、コンプレッションウエア等の衣類、サポーター、包帯等を介して被験者の皮膚表面に間接的に貼り付けられていても良い。
【００４０】
（第３実施形態）
本実施形態では、特定の装具を備えた呼吸計測装置を用いて、本発明の実施形態に係る呼吸計測方法を行う。
図６は、本実施形態で使用する２個の呼吸計測用プローブを備えた装具の一例の模式的に示す斜視図である。
図７（ａ）は、図６に示した装具の本体部を構成する第１本体部を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）に示した第１本体部のＤ−Ｄ線部分断面図である。
図８は、図６に示した装具の本体部を構成する第２本体部を示す平面図である。
図９は、図６に示した装具を被験者に着用した状態を説明するための図である。
【００４１】
本実施形態では、プローブ部材を備えた装具１００を被験者に着用させ、被験者の呼吸数の計測を行う。
装具１００は、着用時に被験者の体幹周りに保持されるベルト状の本体部１０１と、両端側で本体部１０１に連結され、着用時に被験者の肩に掛かるベルト状の補助部１０７とを有している。
本体部１０１は、第１本体部１０２と、第２本体部１０３とで構成されている。
第１本体部１０２は、装具１００を被験者が着用した際に被験者の正面側に位置する部材であり、ナイロン製の布基材１０４と、布基材１０４の裏面側（被験者側）に固定された、２つの呼吸計測用プローブ１１０Ａ、１１０Ｂを有するプローブ部材１０６とを備えている。
呼吸計測用プローブ（以下、単にプローブともいう）１１０Ａ、１１０Ｂは、粘着層２４が形成されていない以外は、第１実施形態におけるプローブ２と同様の部材である（図３参照）。そのため、呼吸計測用プローブ１１０Ａ、１１０Ｂは、センサ素子１０と、センサ素子１０の両面（おもて面及び裏面）に積層された被覆部材２１とを備えている。
【００４２】
図７（ｂ）に示したように、第１本体部１０２を構成するプローブ部材１０６は、２つのプローブ１１０Ａ、１１０Ｂが離間して（検出部間の距離１００ｍｍ）配置され、２つのプローブ１１０Ａ、１１０Ｂのそれぞれの近接する側の端部を挟み込むように一対の芯材１１１Ａ、１１１Ｂが設けられている。
芯材１１１Ａ、１１１Ｂは、非伸縮性の素材からなる板状の部材であり、プローブ１１０Ａ、１１０Ｂのそれぞれの端部を挟み込みつつ、厚さ方向においてプローブ１１０Ａ、１１０Ｂの検出部と重ならない位置に設けられている。芯材１１１Ａ、１１１Ｂを設けることにより、プローブ１１０Ａ、１１０Ｂ間の距離（プローブ１１０Ａ、１１０Ｂが有するセンサ素子の検出部間の距離）が一定に維持される。
また、プローブ１１０Ａ、１１０Ｂのそれぞれはリード線１１２Ａ、１１２Ｂを備え、各リード線１１２Ａ、１１２Ｂは、プローブ１１０Ａ、１１０Ｂ間に設けられた回路基板１１３に接続されている。第１本体部１０２では、これらのリード線１１２Ａ、１１２Ｂ、及び、回路基板１１３も一対の芯材１１１Ａ、１１１Ｂによって保護されている。
さらに、各芯材１１１Ａ、１１１Ｂのそれぞれの外層側には、非伸縮性の布生地１１４Ａ、１１４Ｂが設けられている。芯材１１１Ａ、１１１Ｂは２枚の布生地１１４Ａ、１１４Ｂ同士の間に全体が挟み込まれている。布生地１１４Ａ、１１４Ｂは、布基材１０４に対する縫い付け代となる部材である。布生地１１４Ａ、１１４Ｂは、芯材１１１Ａ、１１１Ｂを挟んだ上下の２か所で、布基材１０４の長手方向（図７（a）中、左右方向）を縫い目方向として、布基材１０４に縫い付けられている。
また、プローブ部材１０６では、プローブ１１０Ａ、１１０Ｂのそれぞれの近接する側（回路基板１１３側）と反対側の端部も非伸縮性の２枚の布生地１１５Ａ、１１５Ｂの間に挟み込まれている。２枚の布生地１１５Ａ、１１５Ｂも布基材１０４に対する縫い付け代となる部材である。布生地１１５Ａ、１１５Ｂは、布生地１１４Ａ、１１４Ｂと同様、布基材１０４の長手方向を縫い目方向として、布基材１０４に縫い付けられている。
【００４３】
ナイロン製の布基材１０４は、布基材１０４のうちの一部１０４Ａ（布基材１０４の長手方向に３か所存在する）にプローブ部材１０６が縫い付けられており、布基材１０４の一部１０４Ａ同士に挟まれた他の一部１０４Ｂ（布基材１０４の長手方向に２か所存在する）はプローブ部材１０６と干渉しないように構成されている。
ここで、布基材１０４の他の一部１０４Ｂは、プローブ部材１０６が備えるプローブ１１０Ａ、１１０Ｂの検出部と布基材１０４の厚さ方向で重なる位置に設けられている。また、他の一部１０４Ｂは、プローブ部材１０６（プローブ１１０Ａ、１１０Ｂ）に対して弛むように設けられている。これによって、第１本体部１０２では、プローブ１１０Ａ、１１０Ｂの検出部の伸縮が布基材１０４によって阻害されることを回避することができる。更に、プローブ１１０Ａ、１１０Ｂの検出部が伸長しすぎることも回避することができる。
また、第１本体部１０２の両端部には、第２本体部１０３を連結するためのＤリング１０５Ａが取り付けられている。
【００４４】
第２本体部１０３は、図６及び図８に示したように、ベルト状の部材であり、ナイロン製の布基材を有する。第２本体部１０３は、布基材の片面に、ほぼ全体にわたって面ファスナ１３１が設けられている。また、第２本体部１０３の長手方向ほぼ中央部には、補助部１０７を連結するためのＤリング１０５Ｂが取り付けられている。
第２本体部１０３は、両端部のそれぞれを第１本体部１０２のＤリング１０５Ａに通した後、折り返し、面ファスナ１３１同士を固定する。
これによって、第１本体部１０２と、第２本体部１０３とが一体化され、被験者の体幹周りに保持されるベルト状で環状の本体部１０１となる。
本体部１０１は、第１本体部１０２と第２本体部１０３が分離可能に構成されており、第２本体部１０３の面ファスナ１３１によって周長を調整することができる。そのため、装具１００を被験者に着用させた際に、本体部１０１を被験者の体幹周りの皮膚表面に密着させることができる。また、第１本体部１０２の両端部のそれぞれで周囲長を調整することができるため、プローブ部材１０６（プローブ１１０Ａ、１１０Ｂ）の位置合わせを容易にかつ正確に行うことができる。
【００４５】
補助部１０７は、着用時に被験者の肩に掛かるベルト状の部材であり、ナイロン製の布基材を有する。補助部１０７は、両端側のそれぞれで本体部１０１に連結されている。
具体的には、補助部１０７の一端が第１本体部１０２の長手方向ほほ中央部に縫い付けられている。補助部１０７の他端側には、面ファスナ（図示せず）が設けられ、補助部１０７の他端を第２本体部１０３のＤリング１０５Ｂに通した後、折り返し、面ファスナ同士を固定する。これにより、補助部１０７は、その両端側が本体部１０１に固定される。
【００４６】
装具１００は、図９に示したように被験者に着用される。即ち、本体部１０１が被験者の胸部の体幹周りで所定の位置（被験者の正中線を基準にプローブ１１０Ａ、１１０Ｂが線対称となる位置）に保持され、補助部１０７が被験者の肩に掛かるように着用される。このとき、補助部１０７の長さを調節することによりプローブ１１０Ａ、１１０Ｂの取付け高さを調節することができる。また、補助部１０７が被験者の肩に掛かっているため本体部１０１の取付け高さがズレにくくなっている。
また、装具１００は、プローブ１１０Ａ、１１０Ｂの検出部が少し伸長した状態（プリテンション状態）で被験者に着用されてもよい。被験者の皮膚表面が収縮する変形の検出により適しているからである。
【００４７】
本実施形態では、装具１００を被験者に着用した状態で上記呼吸計測方法を実施することにより、第１実施形態と同様、被験者の呼吸数等を計測することができる。
このとき、装具１００には、補助部１０７の肩に掛かる部分に計測器１０８が搭載されている。計測器１０８はリード線１０９を介して、プローブ部材１０６が有する回路基板１１３と接続されている。
装具１００のこのような位置に計測器１０８を搭載した呼吸計測装置は、小型で携帯に適した呼吸計測装置である。また、上記呼吸計測装置において、計測器１０８は、補助部１０７の肩に掛かる部分に搭載されているため、被験者は計測器１０８を重く感じにくく、被験者の負担が軽減されている。更に、上記呼吸計測装置は、計測器１０８の重さによる振動が、プローブ部材１０６が備えるセンサ素子に伝わりにくくなっている。
なお、計測器１０８は、無線接続によって図示しない表示器と接続されている。
本実施形態において、装具を構成する布基材の素材はナイロンに限定されるわけではなく、種々の素材の布基材を用いることができる。
【００４８】
（第４実施形態）
本発明の実施形態に係る呼吸計測方法で使用することができる２個の呼吸計測用プローブを備えた装具は、第３実施形態で使用した装具１００に限られない。
図１０は、本実施形態で使用する２個の呼吸計測用プローブを備えた装具の別の一例の模式的に示す斜視図である。
本実施形態で使用する装具２００は、２個の呼吸計測用プローブとして、粘着層２４が設けられていない以外は第１実施形態で採用したプローブ２Ａ、２Ｂと同様の構成のプローブ２０２Ａ、２０２Ｂと、ベルト状のゴム部材２０４とを備えている。従って、プローブ２０２Ａ、２０２Ｂは、センサ素子１０と、センサ素子１０の両面（おもて面及び裏面）に積層された被覆部材２１とを備えている。
【００４９】
装具２００は、ゴム部材２０４の両端部のそれぞれに、プローブ２０２Ａ、２０２Ｂのリード線２１２Ａ、２１２Ｂが引き出された側と反対側の端部が固定されている。更に、装具２００では、プローブ２０２Ａから引き出されたリード線２１２Ａと、プローブ２０２Ｂから引き出されたリード線２１２Ｂとが、それぞれの途中でケーブルタイ（結束バンド）２０５によって束ねられ、一束のリード線２１２となっている。一束のリード線２１２の端部には、計測器（図示せず）と接続するための接続端子２１３が設けられている。
装具２００は、ケーブルタイ２０５の位置を調節することによって、プローブ２０２Ａ、２０２Ｂ間の距離を調節することができる。また、ケーブルタイ２０５でリード線２１２Ａ、２１２Ｂを束ねることによって、プローブ２０２Ａ、２０２Ｂ間の距離を維持することができる。
【００５０】
装具２００は、被験者の体幹周りで所定の位置（被験者の正中線を基準にプローブ２０２Ａ、２０２Ｂが線対称となる位置）に保持されるように着用される。装具２００は、プローブ２０２Ａ、２０２Ｂがゴム部材２０４で連結されているため、プローブ２０２Ａ、２０２Ｂに粘着層が設けられていなくても、プローブ２０２Ａ、２０２Ｂを被験者の皮膚表面に密着させることができる。このとき、プローブ２０２Ａ、２０２Ｂの検出部を少し伸長させた状態（プリテンション状態）で被験者の皮膚表面に密着させることもできる。
本実施形態では、装具２００を着用した被験者に上記呼吸計測方法を実施することにより、第１実施形態と同様、被験者の呼吸数等を計測することができる。
本実施形態において、ゴム部材２０４の素材は特に限定されないが、例えば、ウレタンエラストマー等が挙げられる。
【００５１】
（他の実施形態）
本発明の実施形態で使用する呼吸計測用プローブの個数は２個に限定されず、被験者の正中線を挟んで左右に少なくとも１つずつ使用されれば良い。
また、被験者の正中線を挟んで右側及び左側の一方又は両方に２個以上の呼吸計測用プローブを装着する場合、上記合成値の算出は、例えば、上記右側と上記左側のそれぞれで被験者の皮膚表面の変形の平均値を算出し、得られた上記右側の平均値及び上記左側の平均値に基づいて合成値を算出すればよい。
【００５２】
本発明の実施形態において、２個の呼吸計測用プローブを使用する場合、２個の呼吸計測用プローブは、同じような特性等を有するものが好まく、同一のものがより好ましい。
【００５３】
本発明の実施形態で使用する呼吸計測用プローブは、上述した静電容量型センサ素子を備えたものに限定されず、被験者の皮膚の変形（伸縮）を検出することができるものであれば良い。従って、例えば、素子の伸縮により抵抗値が変動するタイプのセンサ素子（抵抗型センサ素子）等であっても良い。
【００５４】
（その他）
上述した本発明の実施形態では、ヒトの呼吸を計測する手法について説明したが、本発明の実施形態で採用した呼吸計測方法や呼吸計測装置は、ヒト以外にも適用することができる。具体的には、ヒトと同じように、呼吸により生体表面が変形する動物にも適用することができる。
【００５５】
次に、第１実施形態で使用した呼吸計測用プローブの構成部材について説明する。
［呼吸計測用プローブ］
＜静電容量型センサ素子＞
＜＜誘電層＞＞
上記静電容量型センサ素子は、エラストマー製の誘電層を備える。
上記静電容量型センサ素子が第１誘電層と第２誘電層とを備える場合、両者は、同一のエラストマー組成物を用いて形成されていても良いし、異なるエラストー組成物を用いて形成されていても良い。両者は、同一のエラストマー組成物を用いて形成されていることが好ましい。変形時に同様の挙動を示すからである。
【００５６】
上記誘電層は、エラストマー組成物を用いて形成されたシート状物であり、その表裏面の面積が変化するように可逆的に変形することができる。従って、上記誘電層は面方向に変形することができる。
本発明において、誘電層の表裏面とは、誘電層のおもて面及び裏面を意味する。
【００５７】
上記エラストマー組成物としては、例えば、エラストマーと、必要に応じて他の任意成分とを含有するものが挙げられる。
上記エラストマーとしては、例えば、天然ゴム、イソプレンゴム、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、スチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、シリコーンゴム、フッ素ゴム、アクリルゴム、水素添加ニトリルゴム、ウレタンゴム等が挙げられる。これらは単独で用いても良いし、２種以上併用しても良い。
これらのなかでは、永久歪み（または永久伸び）が小さい点で、ウレタンゴム、シリコーンゴムが好ましい。また、カーボンナノチューブとの密着性に優れる点では、ウレタンゴムが好ましい。
また、上記エラストマー組成物は、エラストマー以外に、可塑剤、酸化防止剤、老化防止剤、着色剤等の添加剤、誘電性フィラー等を含有しても良い。
【００５８】
上記誘電層の平均厚さは、静電容量を大きくして検出感度の向上を図る観点から、１０〜１０００μｍが好ましい。より好ましくは、３０〜２００μｍである。
上記誘電層は、変形時に面積（誘電層のおもて面の面積及び裏面の面積）が無伸長状態から３０％以上増大するように変形可能であることが好ましい。この場合、上記誘電層は、皮膚表面の変形に追従して変形するのに適している。
面積が３０％以上増大するように変形可能であるとは、荷重を掛けて面積を３０％増大させても破断することがなく、かつ、荷重を解放すると元の状態に復元する（即ち、弾性変形範囲にある）ことを意味する。
上記誘電層の面積の変形可能な範囲は、５０％以上増大するように変形可能であることがより好ましく、１００％以上増大するように変形可能であることが更に好ましく、２００％以上増大するように変形可能であることが特に好ましい。
上記誘電層の面積の変形可能な範囲は、誘電層の設計（材質や形状等）により制御することができる。
【００５９】
＜＜電極層＞＞
上記静電容量型センサ素子は、導電材料を含有する導電性組成物からなる上記電極層を備える。
ここで、各電極層のそれぞれは、同一組成の導電性組成物から構成されていても良いし、異なる組成の導電性組成物から構成されていても良い。
【００６０】
上記導電材料としては、例えば、カーボンナノチューブ、グラフェン、カーボンナノホーン、カーボンファイバー、導電性カーボンブラック、グラファイト、金属ナノワイヤー、金属ナノ粒子、導電性高分子等が挙げられる。これらは単独で用いても良いし、２種以上併用しても良い。
上記導電材料としては、カーボンナノチューブが好ましい。誘電層の変形に追従して変形する電極層の形成に適しているからである。
【００６１】
上記カーボンナノチューブとしては公知のカーボンナノチューブを使用することができる。上記カーボンナノチューブは、単層カーボンナノチューブ（ＳＷＮＴ）であっても良いし、また、２層カーボンナノチューブ（ＤＷＮＴ）又は３層以上の多層カーボンナノチューブ（ＭＷＮＴ）であっても良い（本明細書では、両者を合わせて単に多層カーボンナノチューブと称する）。更には、層数の異なるカーボンナノチューブを２種以上併用しても良い。
また、各カーボンナノチューブの形状（平均長さや繊維径、アスペクト比）も特には限定されない。上記カーボンナノチューブの形状は、静電容量型センサ素子に要求される導電性や耐久性、更には電極層を形成するための処理や費用を総合的に判断して適宜選択すれば良い。
【００６２】
上記導電性組成物は、上記導電材料以外に、例えば、導電材料のつなぎ材料として機能するバインダー成分や各種添加剤等を含有しても良い。
上記添加剤としては、例えば、導電材料のための分散剤、バインダー成分のための架橋剤、加硫促進剤、加硫助剤、老化防止剤、可塑剤、軟化剤、更には着色剤等が挙げられる。
【００６３】
＜＜保護層＞＞
上記静電容量型センサ素子は、上記保護層（表側保護層及び裏側保護層）が積層されていることが好ましい。上記保護層を設けることにより、電極層等を外部から電気的に絶縁することができる。また、上記保護層を設けることにより、静電容量型センサ素子の強度や耐久性を高めることができる。
上記保護層の材質としては、例えば、上記誘電層の材質と同様のエラストマー組成物等が挙げられる。
なお、上記静電容量型センサ素子においては、下記被覆部材が上記保護層の役割を兼ねていても良い。
【００６４】
＜＜その他＞＞
上記静電容量型センサ素子は、図２等に示したように、通常、各電極層と接続された各配線が形成されている。
各配線は、誘電層の変形を阻害せず、かつ、誘電層が変形しても導電性が維持されるものであれば良く、例えば、上記電極層と同様の導電性組成物からなるものが挙げられる。
【００６５】
更に、上述した各配線それぞれの電極層と反対側の端部には、図２等に示したように、通常、外部配線と接続するための接続部が形成されている。これらの各接続部としては、例えば、銅箔等を用いて形成されたものが挙げられる。
【００６６】
＜被覆部材＞
上記呼吸計測用プローブは、上記静電容量型センサ素子の周囲に絶縁性の被覆部材が設けられていることが好ましい。
上記被覆部材としては、例えば、伸縮性（異方性、等方性は問わない）を有する布生地や、エラストマー組成物からなる部材等が挙げられる。
上記伸縮性を有する布生地は、伸縮性を有していれば、織物であっても良いし、編物であっても良く、更には不織布であっても良い。
上記布生地は、アクリル系粘着剤、ウレタン系粘着剤、ゴム系粘着剤、シリコーン系粘着剤等の粘着剤を用いて上記静電容量型センサ素子と一体化されている。ここで、上記粘着剤は、上記誘電層の変形を阻害しない柔軟性が必要である。
また、上記被覆部材は、静電容量型センサ素子の両面に設けられていても良いし、静電容量型センサ素子の片面にのみ設けられていても良い。
【００６７】
＜粘着層＞
上記呼吸計測用プローブは、更に裏側の最外層に粘着層が形成されていても良い。これにより、粘着層を介して上記呼吸計測用プローブを被験者の皮膚表面等に貼り付けることができる。
上記粘着層としては特に限定されず、例えば、アクリル系粘着剤、ウレタン系粘着剤、ゴム系粘着剤、シリコーン系粘着剤等からなる層が挙げられる。
ここで、各粘着剤は、溶剤型であっても良いし、エマルジョン型であっても良いし、ホットメルト型でも良い。
上記粘着剤は、センサ装置の使用態様等に応じて適宜選択して用いれば良い。ただし、上記粘着層は、上記誘電層の変形を阻害しない柔軟性が必要である。
【００６８】
上記呼吸計測用プローブ（図３に示したプローブ２）は、例えば、下記の方法によって製造することができる。
（１）まずは、センサ素子１０を製造する。
センサ素子１０は、例えば、特開２０１６−９０４８７号公報に記載されたセンサシートの作製方法と同様の方法により製造することができる。
（２）次に、工程（１）で作製されたセンサ素子１０の両面に被覆部材２１Ａ、２１Ｂを貼り付ける。
（３）その後、裏面側の最外層に粘着層２４を形成する。粘着層２４の形成は、粘着剤の種類に応じた公知の手法より行えば良い。
このような工程を経ることにより、図３に示したプローブ２を製造することができる。
なお、図６に示した装具１００が備える呼吸計測用プローブ１１０Ａ、１１０Ｂや、図１０に示した装具２００が備える呼吸計測用プローブ２０２Ａ、２０２Ｂは、粘着層２４を設ける必要がないため、上記（１）及び（２）を経ることにより製造することができる。
【００６９】
［計測器］
上記計測器は、上記呼吸計測用プローブと接続されている。上記計測器は、上記呼吸計測用プローブにおける検出部の静電容量を計測する機能を有する。
上記静電容量を計測する方法としては従来公知の方法を用いることができ、上記計測器は、そのために必要となる静電容量測定回路、演算回路、増幅回路、電源回路等を備えている。上記静電容量を計測する方法としては、例えば、ＬＣＲメータなどの計測器で計測する方法、自動平衡ブリッジ回路を利用したＣＶ変換回路を用いて計測する方法、反転増幅回路を利用したＣＶ変換回路を用いて計測する方法、半波倍電圧整流回路を利用したＣＶ変換回路を用いて計測する方法、シュミットトリガ発振回路を用いたＣＦ発振回路を用いて計測する方法、シュミットトリガ発振回路とＦ／Ｖ変換回路などにより静電容量を電圧や周波数に変換した後に、電圧測定器や周波数カウンター等の計測器で計測する方法、等が挙げられる。
【００７０】
上記計測器に上記静電容量型センサ素子を接続する場合、両者の接続方法は、下記の接続方法が好ましい。
図２に示したセンサ素子１０を上記計測器と接続する場合には、センサ素子１０の裏側保護層１５Ｂ側を皮膚表面に貼り付ける側とし、表側接続部１４Ａをシグナルライン、裏側接続部１４Ｂをアースラインとして上記計測器に接続することが好ましい。
図５に示した静電容量型センサ素子４０を上記計測器と接続する場合には、第１接続部４４Ａをシグナルライン、第２接続部４４Ｂ及び第３接続部４４Ｃをアースラインとして上記計測器に接続することが好ましい。このとき、静電容量型センサ素子４０は、裏側保護層４５Ｂ側を皮膚表面に貼り付ける側としても良いし、表側保護層４５Ａ側を皮膚表面に貼り付ける側としても良い。
【００７１】
［表示器］
上記表示器としては、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＨＤＤ等の記憶部、モニター、各種入出力インターフェイス等を備えたコンピュータを用いることができる。
例えば、パソコン、スマートフォン、タブレット等の端末機器を上記表示器として利用することができる。
また、図１に示した呼吸計測装置１において、計測器３と表示器４との接続は有線で行われているが、両者は無線で接続されていても良い。
【実施例】
【００７２】
以下、実施例によって本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００７３】
（実施例１）
＜静電容量型センサ素子の作製＞
図２（a）及び（ｂ）に示したセンサ素子１０を作製した。
（１）誘電層の作製
ポリオール（パンデックスＧＣＢ−４１、ＤＩＣ社製）１００重量部に対して、可塑剤（ジオクチルスルホネート）４０重量部と、イソシアネート（パンデックスＧＣＡ−１１、ＤＩＣ社製）１７．６２重量部とを添加し、アジターで９０秒間撹拌混合し、誘電層用の原料組成物を調製した。
次に、原料組成物を２枚の保護フィルムの間に挟み込んだ状態で搬送しつつ、加熱装置（架橋炉）内で加熱した。ここでは、炉内温度７０℃、炉内時間３０分間の条件で架橋させ、保護フィルム付きの所定厚みのロール巻シートを得た。その後、７０℃に調節した炉で１２時間後架橋させ、ポリエーテル系ウレタンエラストマーからなるシートを作製した。得られたウレタンシートを８ｍｍ×７０ｍｍ×厚さ１００μｍに裁断し、更に、角部の一か所を４ｍｍ×４ｍｍ×厚さ１００μｍのサイズで切り落とし、誘電層を作製した。
【００７４】
作製した誘電層について、切断時伸び（％）及び比誘電率を測定した。切断時伸び（％）は５０５％、比誘電率は５．８であった。
上記切断時伸びは、ＪＩＳ  Ｋ  ６２５１に準拠して測定した。
上記比誘電率は、２０ｍｍΦの電極で誘電層を挟み、ＬＣＲハイテスタ（日置電機社製、３５２２−５０）を用いて計測周波数１ｋＨｚで静電容量を測定し、電極面積と測定試料の厚さから算出した。
【００７５】
（２）電極層材料の調製
基板成長法により製造した多層カーボンナノチューブである、大陽日酸社製の高配向カーボンナノチューブ（層数４〜１２層、繊維径１０〜２０ｎｍ、繊維長さ１５０〜３００μｍ、炭素純度９９．５％）３０ｍｇをイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）３０ｇに添加し、ジェットミル（ナノジェットパル  ＪＮ１０−ＳＰ００３、常光社製）を用いて湿式分散処理を施し、２倍に希釈して濃度０．０５重量％のカーボンナノチューブ分散液を得た。
【００７６】
（３）保護層の作製
上述した（１）誘電層の作製と同様の方法を用いて、ポリエーテル系ウレタンエラストマー製で、８ｍｍ×７０ｍｍ×厚さ５０μｍの裏側保護層と、８ｍｍ×６３ｍｍ×厚さ５０μｍの表側保護層とを作製した。
【００７７】
（４）静電容量型センサ素子の作製
まず、上記（３）の工程で作製した裏側保護層１５Ｂの片面（おもて面）に、離型処理されたＰＥＴフィルムに所定の形状の開口部が形成されたマスク（図示せず）を貼り付けた。
上記マスクには、裏側電極層及び裏側配線に相当する開口部が設けられており、開口部のサイズは、裏側電極層に相当する部分が幅５ｍｍ×長さ５４ｍｍ、裏側配線に相当する部分が幅１．５ｍｍ×長さ６ｍｍである。
【００７８】
次に、上記（２）の工程で調製したカーボンナノチューブ分散液を単位面積（ｃｍ２）あたりの塗布量が０．２２３ｇとなるようにエアブラシを用いて塗布した。続いて、１００℃で１０分間乾燥させ、裏側電極層１２Ｂ及び裏側配線１３Ｂを形成した。その後、マスクを剥離した。
【００７９】
次に、裏側電極層１２Ｂの全体及び裏側配線１３Ｂの一部を被覆するように、上記（１）の工程で作製した誘電層１１を裏側保護層１５Ｂ上に貼り合わせることにより積層した。
更に、誘電層１１の表側に、裏側電極層１２Ｂ及び裏側配線１３Ｂの形成と同様の方法を用いて、表側電極層１２Ａ及び表側配線１３Ａを形成した。
【００８０】
次に、表側電極層１２Ａ及び表側配線１３Ａを形成した誘電層１１の表側に、表側電極層１２Ａの全体及び表側配線１３Ａの一部を被覆するように、上記（３）の工程で作製した表側保護層１５Ａをラミネートにより積層した。
更に、表側配線１３Ａ及び裏側配線１３Ｂのそれぞれの端部に銅箔を取り付けて、表側接続部１４Ａ及び裏側接続部１４Ｂとした。その後、表側接続部１４Ａ及び裏側接続部１４Ｂに外部配線となるリード線２２を半田で固定し、センサ素子１０とした。
【００８１】
＜布生地の準備＞
布生地として、下記の布生地を用意した。
伸縮異方性生地：ニット  ＫＫ５５５０（東工コーセン株式会社より購入）
【００８２】
＜粘着層Ａの準備＞
粘着剤（綜研化学社製、ＳＫダイン１７２０）５０重量部に、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）５０重量部及び硬化剤（綜研化学社製、Ｌ−４５）２質量部を添加し、あわとり練太郎（Ｔｈｉｎｋｙ社製、型番：ＡＲＥ−３１０）で混合（２０００ｒｐｍ、１２０秒）、脱泡（２０００ｒｐｍ、１２０秒）して混合物を得た。次に、得られた混合物を、表面が離型処理されたＰＥＴフィルム（藤森工業社製、５０Ｅ−００１０ＫＦ）にアプリケーターを用いて１００μｍのウエット膜厚で成膜した後、送風式のオーブンを用いて１００℃、３０分間の条件で硬化させ、硬化後の厚さが３０μｍの粘着層Ａを作製した。
【００８３】
＜ゴム部材の準備＞
幅１５ｍｍのライクラゴム（発売元：ユザワヤ商事株式会社）を用意した。これを長さ４００ｍｍに裁断し、ゴム部材とした。
【００８４】
＜装具の作製＞
本実施例では、下記の方法によって装具２００（図１０参照）を作製した。
（１）上記伸縮異方性生地の片面に、上述した方法で作製した粘着層Ａを転写した。
その後、上記伸縮異方性生地をヨコ１１５ｍｍ×タテ１４ｍｍのサイズで裁断した。このとき、ヨコが伸縮しやすい方向、タテが伸縮しにくい方向となるように裁断した。
【００８５】
（２）上述した方法で作製したセンサ素子１０の裏面側に裁断した伸縮異方性生地（被覆部材）２１Ｂを貼り付けた。このとき、伸縮異方性生地２１Ｂの長手方向（ヨコ方向）の一端から１５ｍｍの位置に、センサ素子１０の配線（表側配線１３Ａ及び裏側配線１３Ｂ）を形成した側と反対側の端部が位置するように伸縮異方性生地２１Ｂを貼り付けた。
その後、静電容量型センサ素子のおもて面側にも上記（１）で裁断した伸縮異方性生地（被覆部材）２１Ａを貼り付け、２枚の布生地間に静電容量型センサ素子を挟み込んで、２つのプローブ２０２Ａ、２０２Ｂを作製した。
【００８６】
（３）プローブ２０２Ａ、２０２Ｂのリード線２１２Ａ、２１２Ｂを設けた側と反対側の端部と、ゴム部材２０４の端部とをクリップで固定した。
次に、プローブ２０２Ａ、２０２Ｂ間の距離が１００ｍｍとなるようにリード線２１２Ａ、２１２Ｂをそれぞれの途中で、ケーブルタイ２０５によって結束した。
このような工程を経て、装具２００を作製した。
【００８７】
＜呼吸計測装置の組立＞
装具２００の接続端子２１３を計測器２０３としてのＰｏｗｅｒＬａｂ  １６／３５，ＰＬ３５１６（ＡＤ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ社製）に接続して呼吸計測装置とした。
このとき、プローブ２０２Ａ、２０２Ｂの各リード線は、表側接続部１４Ａに接続されたリード線をシグナルラインとし、裏側接続部１４Ｂに接続されたリード線をアースラインとした。
【００８８】
（評価１−１）
上記呼吸計測装置を用いて、被験者（成人男性：健常者）の呼吸を計測した。
図１１は、図１０に示した装具を被験者に着用した状態を説明するための図である。本評価では、図１１に示したように呼吸計測用プローブを備えた装具を被験者に着用させた。
被験者は、図１１に示したように、２つのプローブ２０２Ａ、２０２Ｂの装着位置が被験者の正中線Ｘを基準に線対称となるように装具２００を着用した。プローブ２０２Ａ、２０２Ｂは、伸縮しやすい方向（ヨコ方向）が水平方向を向くように被験者が着ているシャツ２３０の表面に装着されている。また、２つのプローブ２０２Ａ、２０２Ｂの装着高さは、第７肋骨の高さとした。更に、検出器２０３は、被験者が着るシャツの肩の部分にクリップ（図示せず）を用いて取り付けた。なお、本評価１−１では、被験者の正面側におけるプローブ２０２Ａと２０２Ｂ間の距離（図１１中、Ｌ）は１００ｍｍである。
【００８９】
本評価では、装具２００を着用した被験者が下記の行動をした際における、プローブ２０２Ａ、２０２Ｂの静電容量の変化を電圧の変化として検出した。
被験者の行動：無呼吸状態で５秒間待機し、その後、無呼吸状態をキープしたまま歩行した。
本評価では、呼吸計測用プローブ２０２Ａ（ＣＨ１）及び呼吸計測用プローブ２０２Ｂ（ＣＨ２）のそれぞれで独立して計測を行った後、得られた検出値に基づく合成値（ＣＨ１＋ＣＨ２）を算出した。上記合成値の算出は、ＣＨ１及びＣＨ２の検出値の和を２で除することにより行った。
結果を図１２に示した。図１２は評価結果を示すグラフである。
【００９０】
（評価１−２及び評価１−３）
ケーブルタイ２０５による結束位置を変更して、プローブ２０２Ａと２０２Ｂ間の距離を１５０ｍｍ（評価１−２）又は２００ｍｍ（評価１−３）に変更した以外は、評価１−１と同様にして被験者（成人男性：健常者）の呼吸を計測した。
結果を図１３及び１４に示した。
図１３及び１４はいずれも評価結果を示すグラフであり、図１３には評価１−２の結果を示し、図１４には評価１−３の結果を示した。
【００９１】
図１２〜１４に示したように、本発明の実施形態に係る呼吸計測方法によれば、被験者が身体を動かしている状態であっても、被験者の呼吸を精度良く計測することができることが明らかとなった。
【００９２】
（評価２）
評価１−１と同様に、装具２００を着用した被験者が下記の行動をした際における、プローブ２０２Ａ、２０２Ｂの静電容量の変化を電圧の変化として検出した。
被験者の行動：自然な呼吸をしながらトレッドミル上を一定速度で歩行した。
【００９３】
本評価では、呼吸計測用プローブ２０２Ａ（ＣＨ１）及び呼吸計測用プローブ２０２Ｂ（ＣＨ２）のそれぞれで独立して計測を行った後、得られた検出値に基づく合成値（ＣＨ１＋ＣＨ２）を評価１−１と同様の手法で算出した。
また、本評価では、プローブ２０２Ａ、２０２Ｂを用いた呼吸の計測と同時に、フェイスマスクへ接続したスパイロメーター（ＡＤＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製、ＭＬ３１１  Ｓｐｉｒｏｍｅｔｅｒ  ｐｏｄ）を使用して被験者の呼吸の計測も行った。
これらの結果を図１５に示した。図１５のグラフは、評価２の結果を示すグラフである。ここで、上段のグラフにはフローメータの計測結果を示し、下段のグラフにはＣＨ１及びＣＨ２の検出値、並びに上記検出値に基づく合成値を示した。
図１５に示したように、フローメータで計測した呼吸数の結果と、本発明の実施形態に係る方法で計測した呼吸数の結果とは、非常に一致していた。このことから、本発明の実施形態に係る呼吸計測方法によれば、被験者が呼吸しながら歩行した際に、被験者の呼吸数を精度良く計測することができることが明らかとなった。
【００９４】
（評価３）
評価１−１と同様に、２つの呼吸計測用プローブ２０２Ａ、２０２Ｂを被験者に貼り付け、被験者が下記の行動をした際における、プローブ２０２Ａ、２０２Ｂの静電容量の変化を電圧の変化として検出した。
被験者の行動：安静状態で待機した後、任意のタイミングから無呼吸状態を維持した状態で髪を櫛で整える動作を実施した。
【００９５】
本評価では、呼吸計測用プローブ２０２Ａ（ＣＨ１）及び呼吸計測用プローブ２０２Ｂ（ＣＨ２）のそれぞれで独立して計測を行った後、得られ検出値に基づく合成値（ＣＨ１＋ＣＨ２）を評価１−１と同様の手法で算出した。
また、本評価でも、評価２と同様、プローブ２０２Ａ、２０２Ｂを用いた呼吸の計測と同時にフローメータを使用して被験者の呼吸の計測を行った。
これらの結果を図１６に示した。図１６は、評価３の結果を示すグラフである。図１６では４つのグラフを並べて示した。各グラフは、上から順に、フローメータの計測結果、ＣＨ１の検出値、ＣＨ２の検出値、上記検出値に基づく合成値を示したものである。
図１６に示したように、本発明の実施形態に係る呼吸計測方法によれば、被験者が片手を使う動作で身体を動かしている状態であっても、被験者の呼吸を精度良く計測することができることが明らかとなった。
【符号の説明】
【００９６】
１  呼吸計測装置
２、２Ａ、２Ｂ、１１０Ａ、１１０Ｂ、２０２Ａ、２０２Ｂ  呼吸計測用プローブ
３、３３、１０８、２０３  計測器
３ａ  シュミットトリガ発振回路
３ｂ  Ｆ／Ｖ変換回路
４、３４  表示器
４ａ  モニター
４ｂ  演算回路
４ｃ  記憶部
１０、４０  静電容量型センサ素子
１１  誘電層（第１誘電層）
１２Ａ  表側電極層（第１電極層）
１２Ｂ  裏側電極層（第２電極層）
１３Ａ  表側配線
１３Ｂ  裏側配線
１４Ａ  表側接続部
１４Ｂ  裏側接続部
１５Ａ、４５Ａ  表側保護層
１５Ｂ、４５Ｂ  裏側保護層
２１  被覆部材
２２、１０９、１１２Ａ、１１２Ｂ、２１２、２１２Ａ、２１２Ｂ  リード線
２３  電気端子
２４  粘着層
４１Ａ  第１誘電層
４１Ｂ  第２誘電層
４２Ａ  第１電極層
４２Ｂ  第２電極層
４２Ｃ  第３電極層
４３Ａ  第１配線
４３Ｂ  第２配線
４３Ｃ  第３配線
４４Ａ  第１接続部
４４Ｂ  第２接続部
４４Ｃ  第３接続部
１００、２００  装具
１０１  本体部
１０２  第１本体部
１０３  第２本体部
１０４  布基材
１０５Ａ、１０５Ｂ  Ｄリング
１０６  プローブ部材
１０７  補助部
１１１Ａ、１１１Ｂ  芯材
１１３  回路基板
１１４Ａ、１１４Ｂ  布生地
１３１  面ファスナ
２０４  ゴム部材
２０５  ケーブルタイ
【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】
2019058348.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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