JP2005230392A - インピーダンス測定装置及び体組成測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被験体の足裏と測定電極との接触状態によって、被験体が人か動物かを自動判別し、各々に応じたインピーダンスを測定し、前記インピーダンスに基づいて体組成データを算出する人及び動物共用のインピーダンス測定装置及び体組成測定装置を提供する。
【解決手段】前記被験体に応じて接触状態の異なる複数の電極から成る電極群と、被験体の足裏に接触している電極を検出する検出手段と、前記電極の接触状態に従って、被験体を自動判別する判別手段と、前記判別された被験体に適するインピーダンス測定モードに切り替える切替手段とを有するインピーダンスを測定装置を備え、前記インピーダンスに基づいて体組成データを算出する体組成データ算出手段を備えた体組成測定装置により人と四足動物とが同一の装置で健康管理を行なうことができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、被験体の足裏に電極を接触させてインピーダンスを測定するインピーダンス測定装置及び体組成測定装置に関するものである。

四足動物の体組成を測定する装置として、生体インピーダンスを測定し、これに基づいて体脂肪、除脂肪、筋肉、体水分又は骨等の、量または率に関するデータを体組成データとして算出する装置が研究されている。その中で、本発明の発明者らは、足裏に蹠球、いわゆる肉球を有する四足動物の体組成を測定する装置として、４つの足裏に各々インピーダンス測定電極を接触させ、動物の体幹部のインピーダンスを測定することにより、体組成データを得る装置を検討してきた。

例えば、図１６に測定原理を示すように、左前後足裏間において、体幹部を介してインピーダンス測定電流を印加し、右前後足裏間の電圧を測定することにより、四肢を接触抵抗分と見なすことにより四肢のインピーダンスの影響を無視して体幹部のインピーダンスを測定する。これは人間の両掌部及び両足裏部にインピーダンス測定電極を接触させ、四肢を接触抵抗分と見なすことにより体幹部のインピーダンスを測定する公知の４電極法を用いたものである。

前記体幹部のインピーダンスに基づいて、人の体組成データの算出と同様にして、四足動物の体組成データを得る。体組成データの内、体脂肪率の算出を例に挙げると、公知のＤＸＡ法により予め求めた四足動物の体脂肪率と、前記体幹部のインピーダンス、体重及び体長との相関から得られる回帰式を用いることにより、体脂肪率を算出するものである。

また、前記体脂肪率以外の体組成データの算出においても、人の各体組成データを算出する公知の回帰式と同様にして、四足動物用の各々の体組成データを算出する回帰式を得ることにより、各々の体組成データを算出することが可能である。（例えば、特許文献１参照）。
特願２００３−４０７０３０号公報

しかしながら、人及び四足動物とで共用でき、且つ両者を自動で識別可能なインピーダンス測定装置はなかった。これは、インピーダンス測定電極の配置が人用の測定装置と動物用の測定装置とでは異なることがあげられる。

すなわち、人用のインピーダンス測定装置の場合は、両足裏の爪先側に電流を印加する電流印加電極を各々設け、両足裏の踵側に電圧を測定する電圧測定電極を各々設けた４つの電極の構成であり、各電極の配置は、人間の足の大きさに適する程度の電極面積及び電極間距離で配される。

また、動物用のインピーダンス測定装置の場合は、前述したように左又は右前後脚間の内何れか一方に電流印加電極を設け、もう一方に電圧測定電極を設けた４つの電極から構成したものであるが、各電極の配置は四肢の足裏に接触する範囲に及ぶ。すなわち、小動物から大型の動物まで対応させるためには、少なくとも各電極面積を前後脚間及び左右脚間距離にあわせて広くとらなければならず、人用のインピーダンス測定装置に比べ大型化してしまう。

その上、単に、前記電極面積及び電極間距離を変えることにより前記４つの電極を人及び四足動物とで共用可能に配した場合、被験体が人なのか四足動物なのかを判別することができず、結局、測定者が判断し、人用のインピーダンス測定モードと動物用のインピーダンス測定モードとをスイッチ等で手動切替しなければならない。

従って本発明は上述の問題点を解決し、被験体の足裏と測定電極との接触状態によって、被験体が人か動物かを自動判別し、各々に応じたインピーダンスを測定し、前記インピーダンスに基づいて体組成データを算出する人及び動物共用のインピーダンス測定装置及び体組成測定装置を提供する。

上記課題を解決するために本発明は、人及び足裏に肉球を有する四足動物を被験体とし、前記被験体の足裏に電極を接触させて生体インピーダンスを測定するインピーダンス測定装置であって、前記被験体に応じて接触状態の異なる複数の電極から成る電極群と、前記複数の電極の内、被験体の足裏に接触している電極を検出する検出手段と、前記検出された電極の接触状態に従って、被験体が人であるか四足動物であるかを自動判別する判別手段と、前記判別された被験体に適するインピーダンス測定モードに切り替える切替手段とを有することを特徴とするインピーダンス測定装置を提供する。

また、前記電極群は、被験体の左足に接触させる左足側電極群と右足に接触させる右足側電極群とに分割されて成る。

また、前記検出手段は、前記電極群の内、任意の２電極間に電流を印加し、被験体の身体を介して通電した２電極を検出する通電検出手段である。

また、前記検出手段は、各電極に接触を感知する接触感知センサを設け、前記接触感知センサが感知した電極を検出する感知センサ検出手段である。

また、前記判別手段は、前記被験体の足裏に接触している電極の内、前記被験体の足裏に非接触である電極に囲まれた、１つの電極又は隣り合う複数の電極を１接触群として、前記接触群の数によって被験体を判別する。

また、前記切替手段は、前記被験体の足裏に接触している電極の内、前記判別された被験体に適するインピーダンス測定に用いる電極を選択し、電流印加電極と電圧測定電極とを切り替える電極切替手段である。

また、前記検出手段は、前記検出された被験体の足裏に接触している電極を用いて、足裏から得られる身体に関する距離情報を取得する距離情報取得手段を更に有する。

また本発明は、前記インピーダンス測定装置の内、少なくとも一つと、体重を入力する体重入力手段と、前記体重以外の身体情報を入力する身体情報入力手段と、前記インピーダンス、体重及び体重以外の身体情報とに基づいて体組成データを算出する体組成データ算出手段とを有する体組成測定装置を提供する。

更に、前記体組成データは、体脂肪、除脂肪、体水分、筋肉又は骨等の、量又は率に関するデータの内、少なくとも一つである。

本発明のインピーダンス測定装置は、人及び足裏に肉球を有する四足動物を被験体とし、前記被験体の足裏に電極を接触させて生体インピーダンスを測定するインピーダンス測定装置であって、前記被験体に応じて接触状態の異なる複数の電極から成る電極群と、前記複数の電極の内、被験体の足裏に接触している電極を検出する検出手段と、前記検出された電極の接触状態に従って、被験体が人であるか四足動物であるかを自動判別する判別手段と、前記判別された被験体に適するインピーダンス測定モードに切り替える切替手段とを有することから、煩わしい設定を要することなく、簡便に人と四足動物とが共用でインピーダンス測定可能である。

また、前記電極群は、被験体の左足に接触させる左足側電極群と右足に接触させる右足側電極群とに分割されて成ることから、前記被験体の足裏と接触している電極を検出する際に、爪先付近及び踵付近に接触している各電極を容易に検出可能である。

また、前記検出手段は、前記電極群の内、任意の２電極間に電流を印加し、被験体の身体を介して通電した２電極を検出する通電検出手段であることから、電流が流れているか否かを検出するだけで、簡便に前記足裏と電極との接触又は非接触を判定可能である。

また、前記検出手段は、各電極に接触を感知する接触感知センサを設け、前記接触感知センサが感知した電極を検出する感知センサ検出手段であることから、各電極一つ一つの接触又は非接触を検出可能であり、精度良く前記電極の接触状態を判定することができる。

また、前記判別手段は、前記被験体の足裏に接触している電極の内、前記被験体の足裏に非接触である電極に囲まれた、１つの電極又は隣り合う複数の電極を１接触群として、前記接触群の数によって被験体を判別することにより、前記１接触群が前記被験体の１つの足裏を示しており、人の場合は２つ、四足動物の場合は４つであることから、簡便に且つ信頼性の高い判別が可能である。

また、前記切替手段は、前記被験体の足裏に接触している電極の内、前記判別された被験体に適するインピーダンス測定に用いる電極を選択し、電流印加電極と電圧測定電極とを切り替える電極切替手段であることから、電極と被験体との接触位置の制限が少なくなり、被験体は電極への足裏の位置合わせが不要となり、より手軽に測定可能である。

また、前記検出手段は、前記検出された被験体の足裏に接触している電極を用いて、足裏から得られる身体に関する距離情報を取得する距離情報取得手段を更に有することから、被験体が人の場合は、爪先から踵までの距離から身長を推定可能であり、四足動物の場合は、体長の代替となる前後足間距離を取得可能である。

また、本発明の体組成測定装置は、前記インピーダンス測定装置の内、少なくとも一つと、体重を入力する体重入力手段と、前記体重以外の身体情報を入力する身体情報入力手段と、前記インピーダンス、体重及び体重以外の身体情報とに基づいて体組成データを算出する体組成データ算出手段とを有し、前記体組成データは、体脂肪、除脂肪、体水分、筋肉又は骨等の、量又は率に関するデータの内、少なくとも一つであることから、人及び四足動物共に、詳細な体組成データを算出可能であり、四足動物と共に健康管理を行なうことができる。

本発明のインピーダンス測定装置は、人及び足裏に肉球を有する四足動物を被験体とし、前記被験体の足裏に電極を接触させて生体インピーダンスを測定するインピーダンス測定装置であって、前記被験体に応じて接触状態の異なる複数の電極から成る電極群と、前記複数の電極の内、被験体の足裏に接触している電極を検出する検出手段と、前記検出された電極の接触状態に従って、被験体が人であるか四足動物であるかを自動判別する判別手段と、前記判別された被験体に適するインピーダンス測定モードに切り替える切替手段とを有して構成する。

また、前記電極群は、被験体の左足に接触させる左足側電極群と右足に接触させる右足側電極群とに分割されて成る。

また、前記検出手段は、前記電極群の内、任意の２電極間に電流を印加し、被験体の身体を介して通電した２電極を検出する通電検出手段である。

また、前記検出手段は、各電極に接触を感知する接触感知センサを設け、前記接触感知センサが感知した電極を検出する感知センサ検出手段である。

また、前記判別手段は、前記被験体の足裏に接触している電極の内、前記被験体の足裏に非接触である電極に囲まれた、１つの電極又は隣り合う複数の電極を１接触群として、前記接触群の数によって被験体を判別する。

また、前記切替手段は、前記被験体の足裏に接触している電極の内、前記判別された被験体に適するインピーダンス測定に用いる電極を選択し、電流印加電極と電圧測定電極とを切り替える電極切替手段である。

また、前記検出手段は、前記検出された被験体の足裏に接触している電極を用いて、足裏から得られる身体に関する距離情報を取得する距離情報取得手段を更に有して成る。

また、本発明の体組成測定装置は、前記インピーダンス測定装置の内、少なくとも一つと、体重を入力する体重入力手段と、前記体重以外の身体情報を入力する身体情報入力手段と、前記インピーダンス、体重及び体重以外の身体情報とに基づいて体組成データを算出する体組成データ算出手段とを有して構成する。

更に、前記体組成データは、体脂肪、除脂肪、体水分、筋肉又は骨等の、量又は率に関するデータの内、少なくとも一つである。

本発明の実施例１は、被験体の左足側及び右足側の足裏に各々接触させる、短冊状の電極を複数並べた左足側及び右足側電極群の各々において、足裏に接触する電極を検出し、前記検出された電極の接触状態に従って、被験体が人か四足動物かを自動で識別し、被験体に応じたインピーダンス測定を行い、被験体毎に予め設定してある回帰式を用いて、体組成データの内、体脂肪率を算出する体組成測定装置の例である。

実施例１の体組成測定装置の構成を図１及び図２を用いて説明する。図１は体組成測定装置の外観斜視図であり、図２は電気ブロック図である。

まず図１より、体組成測定装置１は公知の体重測定部２、測定ガイドや測定結果等を表示する表示部３、被験体の身体情報の数値入力等を行なうＵＰ／ＤＯＷＮキー及び決定キーから成る操作部４及び電源オン／オフスイッチを兼ねており、被験体の身体情報や測定データ等を呼び出すために被験体毎に割り当てた割り当てキー群６を備え、更に前記体重測定部２の載置面上に、短冊状の電極を複数配して成る電極群を左足裏に接触させる電極群と右足裏に接触させる電極群とを別々に設け、各々左足側電極群５ａ及び右足側電極群５ｂとして配した。前記左足側電極群は５ａ_１から５ａ_ｎまでｎ個の電極を並べて配して成り、同じく右足側電極群は５ｂ_１から５ｂ_ｎまでｎ個の電極を配して構成するものである。

また、図２の電気ブロック図を用いて構成を説明する。前記左足側電極群５ａ及び右足側電極群５ｂを構成する各ｎ個の電極が各々独立に、インピーダンス測定又は後述する電極の検出において電極特性を切り替える切替部１１を介して制御部１２に接続されている。前記切替部１１は、インピーダンス測定又は電極の検出において、電極に所定の電流を印加する電流印加部１３、及びインピーダンス測定において電圧を測定する電圧測定部１４に接続しており、前記電流印加部１３及び電圧測定部１４を各々制御部１２に接続して成る。

また、前記電流印加部１３は、前記各電極群５ａ及び５ｂを構成する各電極の内、２電極間の通電の可否により、前記被験体の足裏が接触している電極を検出する通電検出部１５を介して制御部１２に接続されている。更に、前記通電を検出された電極の接触状態に基づいて、載置面上の被験体が人か動物かを自動で判別する判別部１６、測定に関するデータを記憶しておきデータの格納及び読み込み可能な記憶部１７及び測定データを演算する演算部１８が各々制御部１２に接続されている。更に制御部１２は、前記体重測定部２、表示部３、操作部４及び割り当てキー群６に各々接続し、体組成測定装置１に電力を供給する電源１９を備えて構成する。

次に、図３乃至図７を用いて、実施例１の体組成測定装置１の動作を説明する。図３は本装置のメイン動作を示すメインフローチャートであり、図４は、被験体の足裏に接触している電極の検出時の動作を示すサブルーチンであり、図５は、前記検出された電極に基づいて被験体の判別と、インピーダンス測定電極の切り替えを示すサブルーチンであり、図６は被験体が人の場合の接触状態を示す一例であり、図７は被験体が四足動物の場合の接触状態を示す一例である。

まず、図３のメインフローチャートにおいて、前記割り当てキー群６の内、被験体に割り当てられた何れかのキーを押して体組成測定装置１の電源をオンすると、ステップＳ１において、体組成測定装置１の初期設定が成される。続くステップＳ２において、被験体の身体情報又は本装置１による過去の測定データ等が記憶部１７に記憶されているかどうか、すなわち、電源オンした前記割り当てキーへ被験体が登録済みかどうか、記憶部１７のデータが読み込まれて判断される。

前記割り当てキーへ被験体が登録済みであればＹＥＳに進み、ステップＳ４において、前記記憶部１７から読み込んだ身体情報又は本装置１による過去の測定データ等を表示部３に表示する。また、被験体が登録されていない場合ＮＯに進み、ステップＳ３において前記操作部４のＵＰ／ＤＯＷＮキー及び決定キーを用いて、前記身体情報の入力指示を表示部３に表示し、データが入力された後、記憶部１７に前記割り当てキーへの割り当てとして記憶され被験体が登録される。ここで前記身体情報は、身長（四足動物の場合は体長）であるとする。登録後、前述と同様にしてステップＳ４において、登録した身体情報を表示部３に表示する。

ステップＳ５において、前記身体情報と共に、身体情報の入力確認メッセージが表示部３に表示される。内容に変更又は訂正があれば、前記操作部４に設けたＵＰ／ＤＯＷＮキーを操作することによりＮＯに進み、ステップＳ３に戻り身体情報を再入力する。また、前記身体情報に間違いがない場合、前記操作部４に設けた決定キーを押すことによりＹＥＳに進み、各設定を終了し測定段階へと移行する。

ステップＳ６において、体重測定が行なわれる。まず、表示部３に、被験体の左右足裏を各々前記電極群５ａ及び５ｂに接触させ、体組成測定装置１に乗るよう指示を表示する。被験体が体組成測定装置１に乗ると、前記体重測定部２により公知の体重測定が成され、体重値が前記記憶部１７に記憶される。

体重値が記憶されると、ステップＳ７及びステップＳ８において、図４を用いて後述する、被験体の足裏に接触している電極の検出が成される。

電極が検出されると、ステップＳ９において、図５を用いて後述する、前記検出された電極の接触状態に基づいて、被験体が人であるか動物であるかの判別と、判別された被験体に応じて、前記制御部１２により切替部１１を制御し、前記被験体の足裏に接触している電極と、電流印加部１３及び電圧測定部１４との接続を切り替えることにより、被験体に適するインピーダンス測定モードを選択する。

前記電極切り替えにより、インピーダンス測定モードが選択されると、ステップＳ１０において、前記インピーダンス測定モードに従って、人又は四足動物の内何れかの前記４電極法を用いたインピーダンス測定が成され、測定されたインピーダンスを記憶部１７に記憶する。続いて演算部１８において、前記測定されたインピーダンスと共に、前記入力された身体情報と前記測定された体重とを記憶部１７より込みこむ。更に、前記判別された被験体に基づいて予め記憶部１７に記憶してある体脂肪率算出用回帰式を記憶部１７より読み込む。前記インピーダンス、身体情報及び体重を前記回帰式に代入して体脂肪率を算出する。

ここで、前記体脂肪率算出用回帰式は、被験体が人の場合、予め人を対象としたＤＸＡ法により得られる体脂肪率データと、前記４電極法により測定されたインピーダンス、身体情報及び体重との相関より得られる公知の回帰式である。また、被験体が四足動物であった場合でも人の場合と同様にして、四足動物を対象としたＤＸＡ法により得られる体脂肪率データと、前記四足動物の４電極法により測定されたインピーダンス、身体情報及び体重との相関より回帰式を得る。

ステップＳ１１において、前記算出された体脂肪率、体重又は身体情報等を表示部３に表示すると共に、記憶部１７に記憶する。

前記表示部３への表示後、割り当てキー群６の内、何れかのキーが押されるか、予め設定してある、結果表示後一定時間経過すると、電源をオフし測定を終了する。

ここで、図４を用いて、前記図３のステップＳ７及びステップＳ８において、左足側及び右足側の各電極群５ａ及び５ｂにおける、足裏に接触している電極の検出時の動作を説明する。

まずこの電極検出は、前記左足側及び右足側電極群５ａ及び５ｂ各々において、電極群を構成する各電極の内２つを選択し、前記２電極間に電流を印加して通電の可否を検出するものである。すなわち、通電が検出されれば、２電極間は被験体の身体を介して物理的に接続されていることが示され、前記２電極共に被検体の足裏に接触していることが検出される。前記２電極の組み合わせを順次変えていくことにより、前記被験体の足裏に接触している全ての電極を検出可能とするものである。

ここで、前記左足側電極群５ａの任意の１電極を５ａ_ｋ（ｋは、１≦ｋ≦ｎの範囲で示される整数である。）として表し、前記選択される２つの電極を、電極５ａ_ｉ及び５ａ_ｊ（ｉ及びｊは各々、１≦ｉ<ｎ及び１<ｊ≦ｎの範囲で示される整数である。）とする。

同様に、前記右足側電極群５ｂの任意の１電極を５ｂ_ｋ（ｋは、１≦ｋ≦ｎの範囲で示される整数である。）として表し、前記選択される２つの電極を、電極５ｂ_ｉ及び５ｂ_ｊ（ｉ及びｊは各々、１≦ｉ<ｎ及び１<ｊ≦ｎの範囲で示される整数である。）とする。

前記図３のステップＳ７に進むと、図４のステップＳ２１において、制御部１２内に設けた電極カウンタにより、電極５ａ_ｉのカウントをｉ＝１として、１つ目の電極５ａ_１を選択し、制御部１２により制御された切替部１１により、電流印加部１３に接続する。次にステップＳ２２において、前述と同様にして、制御部１２内に設けた別の電極カウンタにより、電極５ａ_ｊのカウントをｊ＝ｎとして２つめの電極５ａ_ｎを選択し、電流印加部１３に接続する。続くステップＳ２３において、前記選択された電極５ａ_１及び５ａ_ｎの２電極間に、予め電極検出用として設定してある電流を印加する。

ステップＳ２４において、前記２電極間の通電が検出されたかどうかが、前記電流印加部１３に接続されている通電検出部１５により判断される。すなわち、前記通電検出部１５に電流が検出されれば、前記２電極間は通電しており、２電極共に被験体の足裏に接触していると見なされＹＥＳに進み、ステップＳ２５において、前記５ａ_１及び５ａ_ｎの２電極が共に前記記憶部１７に記憶される。この後、ステップＳ２６において、次の２電極の検出に移行するため、電極５ａ_ｊのカウントをｊ＝ｊ−１として次の電極５ａ_ｎ−１を選択し、制御部１２により制御された切替部１１により電流印加部１３に接続する。

また、前記通電検出部１５において電流が検出されず、通電していないと判断されると、前記２電極を記憶部１７に記憶することなくＮＯに進み、ステップＳ２６において、前述と同様にして、電極５ａ_ｎ−１を電流印加部１３に接続する。

前記電極５ａ_ｊのカウントが変更されて電極５ａ_ｎ−１が選択されると、ステップＳ２７において、両電極５ａ_ｉ及び５ａ_ｊのカウント値が同じかどうか、すなわち前記選択した１つ目の電極５ａ_ｉ、ここでは５ａ_１に対して、２つ目の電極５ａ_ｊを選択したときの２電極間の通電検出が、前記カウントｊの変更による全組み合わせが行なわれたかどうかが判断される。

ｊ＝ｉに達していなければ、まだ全組み合わせが行なわれていないと判断し、ステップＳ２３に進み、前述と同様にして、選択された２電極５ａ_１及び５ａ_ｎ−１間に電流を印加し、２電極間の通電の検出を繰り返す。

また、ｊ＝ｉに達すると、電極５ａ_１に対する電極５ａ_ｊのカウントｊの変更による全組み合わせにおいて通電検出が行なわれたと判断されＹＥＳに進み、ステップＳ２８において、前記記憶部１７に前記電極５ａ_１と５ａ_ｊとの組み合わせが一つ以上記憶されているかどうか判断される。前記電極が記憶されていなければＮＯに進み、ステップＳ２９において、前記一つ目の電極５ａ_ｉのカウントをｉ＝ｉ＋１として変更する。ここでは、電極５ａ_２を選択し、制御部１２により制御された切替部１１により電流印加部１３に接続する。この後、図４中（１）で示される手順に戻り、ステップＳ２２において、再び二つ目の電極５ａ_ｎとの２電極間の通電検出を行い、以降前述したように、カウントｊの変更による全組み合わせを行なう。

また、前記ステップＳ２８において、記憶部１７に前記電極が記憶されていた場合には、左足側電極群５ａの被験体の足裏に接触している電極が検出されたと判断しＹＥＳに進み、図３のメインフローチャートに戻る。

以上は、ステップＳ７の左足側電極群５ａにおける被験体の足裏と電極との接触を検出する動作を説明したが、ステップＳ８の右足側電極群５ｂにおいても、同様の動作により、電極の検出が可能であることから、説明は省略する。

また、図５を用いて、前記図３のステップＳ９において、前記検出された電極に基づく被験体判別及び前記被験体に適する測定モードへの電極切り替え動作を説明する。

図５ステップＳ３１において、前記接触が検出された左足側電極５ａ_ｋ及び右足側電極５ｂ_ｋを記憶部１７から読み込み、続くステップＳ３２において前記電極から足裏との接触状態が判定される。ここで前記接触状態の判定は、人の場合足裏が２つであり、四足動物の場合足裏が４つであることから、前記左足側電極群５ａ及び右足側電極群５ｂの各々において、接触が検出された電極の内、隣り合う電極が連続して検出された１群を１接触群として、いくつの接触群があるかを判定するものである。例えば、前記左足側電極群５ａにおいて、電極５ａ_ｋ−１、５ａ_ｋ及び５ａ_ｋ＋１の３電極のみ検出された場合、１接触群であると見なす。

従って、図６に示すように、左右共に１接触群ずつ検出された場合、全電極群において接触群は２つ、すなわち体脂肪測定装置１上に載置されている足裏は２つであると判断し、ステップＳ３３において被験体は人であると判断する。

また、図７に示したように、左右共に２接触群ずつ検出された場合、前述と同様に全電極群において接触群は４つ、すなわち検出された足裏は４つであると判断し、ステップＳ３５において、被験体は左右各々に前脚及び後脚を有する四足動物であると判断する。

更に前記以外の接触群が検出された場合、ステップＳ３７において、検出不良として表示部３にエラー表示し、予め設定した一定時間後に自動で電源オフして終了する。

ステップＳ３３において被験体が人と判断されると、ステップＳ３４において、両足の爪先付近を電流印加電極側とし、踵付近を電圧測定電極側として公知の４電極法による、人用のインピーダンス測定モードへの電極切り替えが成される。

前記図６に示すように、まず、左足側電極群５ａにおいて、前記１接触群として検出された電極の内、両端の電極５ａ_{ｋ（ｍｉｎ）}及び５ａ_{ｋ（ｍａｘ）}を、爪先側及び踵側に接触している電極と見なして記憶部１７より読み込み、前記制御部１２により切替部１１を制御し、電極５ａ_{ｋ（ｍｉｎ）}を電流印加部１３に接続し、電極５ａ_{ｋ（ｍａｘ）}を電圧測定部１４に接続して左足側の電極を設定する。

また、右足側電極群５ｂにおいても、前述と同様にして、５ｂ_{ｋ（ｍｉｎ）}を爪先側に接触している電極として電流印加部１３に接続し、５ｂ_{ｋ（ｍａｘ）}を踵側に接触している電極として電圧測定部１４に接続し、インピーダンス測定電極を設定する。

また、ステップＳ３５において被験体が四足動物であると判断されると、ステップＳ３６において、図１６を用いて前述した測定原理に基づいて、４電極法を用いた四足動物用のインピーダンス測定モードへの電極切り替えが成される。すなわち、左前後足裏側を電流印加電極側として動物の体幹部を介して左前後足裏間に電流を印加し、逆側の右前後足裏側を電圧測定電極側として右前後足裏間における電圧を測定することにより、四肢の抵抗の影響を受けずに被験体の体幹部インピーダンスを測定するものである。

従って、前記図７に示したように、左足側電極群５ａにおいて、前記足裏との接触が検出された電極の内、両端の電極５ａ_{ｋ（ｍｉｎ）}及び５ａ_{ｋ（ｍａｘ）}を、前脚及び後脚の足裏に接触している電極として記憶部１７より読み込み、前記制御部１２により切替部１１を制御し、電極５ａ_{ｋ（ｍｉｎ）}及び５ａ_{ｋ（ｍａｘ）}を電流印加部１３に接続して左足側の電極を設定する。

また、右足側電極群５ｂにおいても、前述と同様にして、検出された内の両端の電極５ｂ_{ｋ（ｍｉｎ）}及び５ｂ_{ｋ（ｍａｘ）}を電圧測定部１４に接続して、インピーダンス測定電極を設定する。

前記ステップＳ３４及びステップＳ３６においてインピーダンス測定電極が決定すると、図３のメインフローチャートへ戻る。

なお、本実施例において、インピーダンス測定電極は、図３のステップＳ９、すなわち図５を用いて示したサブルーチンのステップＳ３４及びステップＳ３６により、前記各接触群の端部を示す、電極５ａ_{ｋ（ｍｉｎ）}及び５ａ_{ｋ（ｍａｘ）}と電極５ｂ_{ｋ（ｍｉｎ）}及び５ｂ_{ｋ（ｍａｘ）}とをインピーダンス測定電極として設定したが、前記１接触群が３つ以上の電極から成る場合、前記端部の電極よりも、より確実に足裏に接触している内側の電極を選択する方が望ましい。例えば、５ａ_{ｋ（ｍｉｎ）＋１}及び５ａ_{ｋ（ｍａｘ）−１}と電極５ｂ_{ｋ（ｍｉｎ）＋１}及び５ｂ_{ｋ（ｍａｘ）−１}を選択することにより、各々１電極分内側の電極を選択させることができる。

本発明の実施例２は、実施例１のように、載置面に配する電極を左足側及び右足側電極群５ａ及び５ｂとに分割することなく、載置面上に複数の電極をマトリクス状に配して成る。また足裏と電極との接触の検出においては、実施例１のごとく２電極間の通電を検出することなく、各電極に設けた接触スイッチのオン／オフにより接触及び被接触を判定するものである。更に実施例１においては、インピーダンス測定及び電極検出時に電極の特性を切り替えたが、本実施例２においては、電流印加電圧及び電圧測定電極を同一平面状に隣り合わせて一体に設けた一体型電極を用いて構成するものである。

まず、図８から図１１を用いて実施例２の構成を示す。図８は体組成測定装置の外観正面図であり、図９は電極構成を示す図であり、図１０は電極部の接触スイッチ機構を示す図であり、図１１は体組成測定装置の電気ブロック図である。

ここで、実施例１と同じ構成を示す部分は同じ符号を用いて説明する。

図８より、実施例２の体組成測定装置１０１は、実施例１と同様に、体重測定部２、表示部３、操作部４及び割り当てキー群６を備えて成り、前記体重測定部２の載置面はカバー部１０２により覆われ、更に前記カバー部１０２の載置面には電極１０５を複数マトリクス状に配した電極群１０５Ｐを備えて成る。また、各電極１０５は直下にプッシュスイッチ１０８を備え、前記電極１０５を踏むことによりスイッチオンする接触スイッチ機構を備えて成る。

ここで、前記電極群１０５Ｐは、左右方向にＸ個、前後方向にＹ個の前記電極１０５の配列から成り、前記配列をＰ（ｘ，ｙ）として座標表示し、ここでは、左上端の電極を基準としてＰ（１，１）とし、右下端の電極をＰ（Ｘ、Ｙ）とする。また図示しないが、前記電極１０５に対応するプッシュスイッチ１０８をプッシュスイッチ群１０８Ｐとして表す。

図８中に示したＡ部の拡大図である図９を用いて、前記電極１０５の構成を説明する。前記電極群１０５Ｐの配列を構成する前記電極１０５は、電流印加電極１０５ｃ及び電圧測定電極１０５ｄとが、同一平面上において絶縁体１０６に仕切られ一体で構成される。

また、図９中に示したＢ−Ｂ’断面図である図１０を用いて前記接触スイッチ機構を説明する。図１０は前記電極１０５が押されていない状態の断面図を示している。前記電極１０５は、体重測定部２よりバネ１０７により載置面に上方に向かって支持され、前記絶縁部１０６の電極を配していない円形のつば上に形成した部分が、カバー部１０２に当たってストッパーの役割を成すことにより、前記電流印加電極１０５ｃ及び電圧測定電極１０５ｄをカバー部１０２の載置面よりも高い位置で保つように構成されている。また、前記プッシュスイッチ１０８は前記バネ１０７を周囲に配して、電極１０５の直下に位置して構成している。

よって、被験体が前記体組成測定装置１０１に乗った際に、前記電極１０５が足裏によって踏まれると、前記ばね１０７が縮み、絶縁部１０６によりプッシュスイッチ１０８が押され、スイッチオンすることにより前記電極１０５が被験体の足裏が接触していると検出される。このとき、前記バネ１０７の力によって、電極１０５ｃ及び１０５ｄが足裏に押し付けられ確実に接触させることが可能となる。また、前記プッシュスイッチ１０８は各電極１０５に対応して配されていることから、前記電極配列Ｐ（ｘ，ｙ）の内、何れの電極が被験体に接触しているかを簡便に検出可能である。

次に図９を用いて、実施例２の電気ブロック図を、図２に示した実施例１の電気ブロック図との差異を示すことにより説明する。

まず実施例１においては、右足側電極群５ａと左足側電極群５ｂとが分割され、前記各電極５ａ_ｋ及び５ｂ_ｋが、電流印加部１３及び電圧測定部１４への接続を切り替える切替部１１に接続して構成していたが、実施例２では、前述したように、各電極１０５を構成する電流印加電極１０５ｃと電圧測定電極１０５ｄとが、各々切替部１１１に接続されて成る。

ここで前記切替部１１１は、前記電極群１０５Ｐの内、複数の前記電流印加電極１０５ｃの電流印加部１３への接続を切り替え、同じく複数の前記電圧測定電極１０５ｄの電圧測定部１４への接続を切り替えるものである。

また、実施例１において、各電極と被験体の足裏との接触を検出するに当たっては、左右足側電極５ａ及び５ｂ各々において、２電極間に電流を印加し通電の可否により判定したが、実施例２においては、前述のように各電極１０５に備えたスイッチ１０８のオン／オフにより検出することから、図２に示した通電検出部１５に代えて、前記スイッチ群１０８Ｐがスイッチ検出部１０９を介して制御部１２に接続されて構成する。

その他実施例１と同じ符号を用いて示した部分は、実施例１と同様の構成及び動作であるため、説明を省略する。

実施例２の動作を図１２及び図１３を用いて説明する。ここでは図３乃至図５を用いて示した実施例１の動作との差異を示す。図１２は実施例２のメインフローチャートであり、図１３は、実施例２で行なわれる被験体判定とインピーダンス測定電極切り替えを示すサブルーチンである。

図１２において、実施例１と同様に個人識別キー群６の内、予め割り当てられた、又は新規登録する個人識別キーにより前記体組成測定装置１０１の電源をオンすると、以下、ステップＳ１０１からステップＳ１０６までは、図３に示した実施例１のメインフローチャートのステップＳ１からステップＳ６までと同様の手順で動作する。

前記図１２のステップＳ１０６において、体重が測定されると、続くステップＳ１０７において、前記スイッチ群１０８Ｐを構成する各スイッチ１０８の全数のオン／オフを、前記スイッチ検出部１０９において検出する。これにより検出されたスイッチ１０８に対応する前記電極１０５が被験体の足裏と接触していると判断し、前記電極１０５の配列Ｐ（ｘ，ｙ）を記憶部１７に記憶する。

ステップＳ１０８において、図１１を用いて後述する、被験体と前記電極群１０５Ｐとの接触状態より被験体の判別と、判別された被験体に合わせたインピーダンス測定のための電極切り替えを行なう。

続くステップＳ１０９及びＳ１１０においては、図３のステップＳ１０及びＳ１１と同様に動作するものであり、測定終了時も実施例１と同様に、前記割り当てキー群６の何れかを押すか、又は表示後予め設定してある一定時間後に自動で電源オフして終了する。

ここで、図１３を用いて、前記図１２のステップＳ１０８の被験体判別及びインピーダンス測定のための電極切り替え時の動作を説明する。図１２のステップＳ１０７において、被験体の足裏によって押されているスイッチ１０８の検出に伴い、対応する電極配列Ｐ（ｘ，ｙ）が記憶部１７に記憶され、ステップＳ１０８に移行すると、図１３のステップＳ１３１において、前記記憶した電極配列Ｐ（ｘ，ｙ）の分布から、隣り合う電極が連続して検出されている電極群を検出する。すなわち、Ｐ（ｘ±１，ｙ±１）の範囲で連続している電極を１接触群として検出する。

従って、図１４に示すように、接触群が２つ検出された場合、体脂肪測定装置１０１上に載置されている足裏は２つであると判断し、ステップＳ１３３において被験体は人であると判断する。

また、図１５に示したように、接触群が４つ検出された場合、前述と同様にして足裏は４つであると判断し、ステップＳ１３５において、被験体は左右各々に前脚及び後脚を有する四足動物であると判断する。

更に前記以外の接触群が検出された場合、ステップＳ１３７において、検出不良として表示部３にエラー表示し、予め設定した一定時間後に自動で電源オフして終了する。

ステップＳ１３３において人であると判別されると、ステップＳ１３４において、人用のインピーダンス測定のための電極が自動選択される。すなわち、爪先側に接触させる電流印加電極と、踵側に接触させる電圧測定電極を選択するものである。

従って、前記検出された２つの接触群の内、一方の接触群において、まず、前記接触群を構成する電極配列Ｐ（ｘ，ｙ）のｙ値が最小値を示す電極を配列Ｐ（ｘ，ｙ_ｍｉｎ）として爪先側に接触している電極であると定義する。前記配列Ｐ（ｘ，ｙ_ｍｉｎ）の内、ｘが複数ある場合には、ｘの中央値を小数点以下四捨五入して整数で求め、電極配列Ｐ（ｘ_ｍｅｄ，ｙ_ｍｉｎ）で表される電極１０５の電流印加電極１０５ｃを、制御部１２により制御された前記切替部１１１により電流印加部１３に接続する。

また、前記接触群において、ｙ値が最大値を示す電極をＰ（ｘ，ｙ_ｍａｘ）として踵側に接触している電極であると定義する。以降前述と同様にｘの中央値を求め、電極配列Ｐ（ｘ_ｍｅｄ，ｙ_ｍａｘ）で表される電極１０５の電圧測定電極１０５ｄを電圧測定部１４に接続する。

これにより１接触群、すなわち片足のインピーダンス測定電極が選択されたことになる。もう一方の接触群においても、前述と同様にして電流印加電極及び電圧測定電極が選択された後、図１２のメインフローチャートに戻る。

前記ステップＳ１３４において四足動物であると判別されると、ステップＳ１３６において、四足動物用のインピーダンス測定のための電極が自動選択される。すなわち、検出された４つの接触群各々において、前記接触群を構成する電極１０５の電極配列Ｐ（ｘ，ｙ）のｘ及びｙの中央値を各々求め、前記検出された４つの接触群毎に配列Ｐ（ｘ_ｍｅｄ，ｙ_ｍｅｄ）で示される電極１０５を選択する。

ここで、四足動物のインピーダンス測定の場合、実施例１と同様に図１６に示した測定原理に基づいて、左前後足間に電流を印加し、右前後脚間で電圧を測定することにより、四肢の抵抗分の影響を受けずに体幹部のインピーダンスを測定できることから、実施例２においても同様にインピーダンスを測定する。

このとき、電流印加部１３及び電圧測定部１４へ接続する電極の決定に際しては、前記４つの接触群毎に配列Ｐ（ｘ_ｍｅｄ，ｙ_ｍｅｄ）で表される４つの電極１０５の前記ｘ_ｍｅｄを比較し、値の小さい２つの電極を左前後足に接触して電極と見なし、両電極１０５の電流印加電極１０５ｃを、制御部１２により切替部１１１を介して電流印加部１３に接続する。

また、残りの二つの電極は右前後脚に接触していると見なし、前記電圧測定部１４に電圧印加電極１０５ｄを、制御部１２により切り替え部１１１を介して接続して成る。前記と同様にして、インピーダンス電極の決定と共に図１２のメインフローチャートに戻る。

なお、実施例２においては、前記電極１０５が足裏によって踏まれたことを感知する感知センサとしてプッシュスイッチ１０８を用いたが、前記電極１０５が踏まれたときの変動量を感知するセンサであれば、触覚センサ、圧力センサ又は光センサ等でも良い。

なお、実施例１及び実施例２においては、図３のステップＳ３及び図１２のステップＳ１０３において、身長（四足動物の場合は体長）を身体情報として入力したが、年齢や性別を身体情報の入力項目として追加することにより、年代別や性別等による回帰式の細分化が可能であり、より信頼性の高いデータを得ることもできる。

また、前記身体情報は手動入力したが、予め各電極間距離を既知とすることにより、足裏から得られる身体に関する距離情報を取得することも可能である。例えば、実施例１において、図３のステップＳ７及びステップＳ８において被験体の足裏に接触している電極を検出した際、インピーダンス測定電極として用いた両端電極５ａ_{ｋ（ｍｉｎ）}及び５ａ_{ｋ（ｍａｘ）}の電極間距離、又は電極５ｂ_{ｋ（ｍｉｎ）}及び５ｂ_{ｋ（ｍａｘ）}の電極間距離は、被験体が人の場合、爪先から踵付近までの足の大きさを示す値であり、公知の方法を用いて前記足の大きさから身長を推定し、身長の代替値として自動入力することもできる。また、被験体が四足動物の場合、インピーダンス測定電極間距離である体幹部の長さを示しており、前記電極間距離を体長の代替値として自動入力することにより、身体情報として身長又は体長を入力することなく、電源投入後何ら設定を必要とせず、乗るだけで簡便に体脂肪率を測定可能な体脂肪測定装置とすることも可能である。

また、実施例２においても、図１２のステップＳ１０７に示したスイッチ検出において電極間距離を求めることにより、前述と同様にして距離情報を取得することが可能である。

更に、実施例１及び実施例２においては、体組成データとして体脂肪率を算出したが、前記体脂肪率以外の体組成データも同様に算出可能である。被験体が人であった場合、除脂肪、筋肉、体水分又は骨等の率又は量を求める公知の回帰式を予め記憶部１７に記憶しておき、前記体脂肪率算出時と同様にして、演算部１８において記憶部１７より前記回帰式を読み込んで用いることにより、前記体組成データを算出することも可能である。また、被験体が四足動物であった場合も、人の場合と同様に、各体組成データを算出する回帰式を予め記憶部１７に記憶しておくことにより体組成データを算出可能である。ここで、四足動物の各体組成データを求める回帰式は人の場合と同様にして得られる。すなわち、予めＤＸＡ法により得られる前記各体組成データと、測定したインピーダンス、体重及び身体情報との相関より回帰式が求まる。

実施例１の外観斜視図である。 実施例１の電気ブロック図である。 実施例１の動作を示すメインフローチャートである。 実施例１の電極検出手順を示すサブルーチンである。 実施例１の被験体判定及び電極切り替え手順を示すサブルーチンである。 被験体が人の場合の電極との接触状態を示す図である。 被験体が四足動物の場合の電極との接触状態を示す図である。 実施例２の外観正面図である。 実施例２の電極を示す拡大図である。 電極の接触スイッチ機構を示す断面図である。 実施例２の電気ブロック図である。 実施例２の動作を示すメインフローチャートである。 実施例２の被験体判定及び電極切り替え手順を示すサブルーチンである。 被験体が人の場合の電極との接触状態を示す図である。 被験体が四足動物の場合の電極との接触状態を示す図である。 ４電極法を用いた四足動物のインピーダンス測定原理を示す図である。

符号の説明

１ 体脂肪測定装置
２ 体重測定部
３ 表示部
４ 操作部
５ａ 左足側電極群
５ｂ 右足側電極群
６ 割り当てキー
１１ 切替部
１２ 制御部
１３ 電流印加部
１４ 電圧測定部
１５ 通電検出部
１６ 判別部
１７ 記憶部
１８ 演算部
１９ 電源
１０１ 体組成測定装置
１０２ カバー部
１０５ 電極
１０５ｃ 電流印加電極
１０５ｄ 電圧測定電極
１０５Ｐ 電極群

Claims (9)

1. 人及び足裏に肉球を有する四足動物を被験体とし、前記被験体の足裏に電極を接触させて生体インピーダンスを測定するインピーダンス測定装置であって、
   前記被験体に応じて接触状態の異なる複数の電極から成る電極群と、
   前記複数の電極の内、被験体の足裏に接触している電極を検出する検出手段と、
   前記検出された電極の接触状態に従って、被験体が人であるか四足動物であるかを自動判別する判別手段と、
   前記判別された被験体に適するインピーダンス測定モードに切り替える切替手段とを有することを特徴とするインピーダンス測定装置。
2. 前記電極群は、被験体の左足に接触させる左足側電極群と右足に接触させる右足側電極群とに分割されて成ることを特徴とする請求項１記載のインピーダンス測定装置。
3. 前記検出手段は、前記電極群の内、任意の２電極間に電流を印加し、被験体の身体を介して通電した２電極を検出する通電検出手段であることを特徴とする請求項１記載のインピーダンス測定装置。
4. 前記検出手段は、各電極に接触を感知する接触感知センサを設け、前記接触感知センサが感知した電極を検出する感知センサ検出手段であることを特徴とする請求項１記載のインピーダンス測定装置。
5. 前記判別手段は、前記被験体の足裏に接触している電極の内、前記被験体の足裏に非接触である電極に囲まれた、１つの電極又は隣り合う複数の電極を１接触群として、前記接触群の数によって被験体を判別することを特徴とする請求項１記載のインピーダンス測定装置。
6. 前記切替手段は、前記被験体の足裏に接触している電極の内、前記判別された被験体に適するインピーダンス測定に用いる電極を選択し、電流印加電極と電圧測定電極とを切り替える電極切替手段であることを特徴とする請求項１記載のインピーダンス測定装置。
7. 前記検出手段は、前記検出された被験体の足裏に接触している電極を用いて、足裏から得られる身体に関する距離情報を取得する距離情報取得手段を更に有することを特徴とする請求項１記載のインピーダンス測定装置。
8. 請求項１乃至７に記載のインピーダンス測定装置の内、少なくとも一つと、体重を入力する体重入力手段と、前記体重以外の身体情報を入力する身体情報入力手段と、前記インピーダンス、体重及び体重以外の身体情報とに基づいて体組成データを算出する体組成データ算出手段とを有する体組成測定装置。
9. 前記体組成データは、体脂肪、除脂肪、筋肉、体水分又は骨等の、量又は率に関するデータの内、少なくとも一つであることを特徴とする請求項８記載の体組成測定装置。

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