JP4396290B2 - 生体情報測定装置 - Google Patents

Description

本発明は身体インピーダンスに基づき、生体に関する情報を算出する生体情報測定装置に関するものである。

従来この種の生体情報測定装置において、把持部と人体載置部とを接続するケーブルは、取り外すことができず、把持部は人体載置部に収納されているものが一般的であった（例えば、特許文献１参照）。図８に、従来の生体情報測定装置の例を示す。図８に示すように、足部電極１（１ａ〜１ｄ）、人体載置部２、手部電極３（３ａ・３ｂ）、把持部４、キー部（入力手段）５、液晶表示部（報知手段）６、ケーブル７から構成されている。

被測定者は、身長、体重、性別の被測定者情報をキー部５で入力した後、把持部４を把持し、足部電極１に載って決められた姿勢を取って測定すれば、把持部４及び足部電極１に備えられた電極３ａ・３ｂ及び電極１ａ〜１ｄが、手のひら及び足の裏に接触することによって手足間のインピーダンスを測定し、インピーダンスと、入力された被測定者情報に基づいて計算により生体に関する情報を得ることができるようになっていた。
特開平７−５９７４４号公報

しかしながら前記従来の構成では、初めて測定する際にキー部（入力手段）を用いて被測定者情報を入力し記憶させ、以後測定する際には毎回被測定者情報を呼び出す操作が必要であり、その際にキーを複数回押さなければならないという課題があった。

本発明は上記従来の課題を解決するために、把持部と人体載置部を接続するケーブルを着脱可能とし、人体載置部にはケーブルに設けられたコネクタを接続するコネクタ差込口が複数設置され、接続した位置によって被測定者を判別することができる構成としてある。

本発明により、測定前にキーを複数回押して被測定者情報を呼び出す必要がなく、毎回同じコネクタ差込口に接続するだけで生体情報の測定ができるので、使い勝手をよくすることができる。

第１の発明は、被測定者の足に接触する足部電極と、足部電極を備え測定時に被測定者が載る人体載置部と、被測定者の手に接触する手部電極と、手部電極を備え測定時に被測定者が手で把持する把持部と、足部電極と手部電極との間のインピーダンスを測定するインピーダンス測定手段と、被測定者の身体的特徴をあらわす被測定者情報を入力する入力手段と、足部電極と手部電極との間のインピーダンスと被測定者情報から被測定者の生体に関する情報を計算する計算手段と、計算手段による計算結果を表示する報知手段と、人体載置部に設けられて少なくとも入力手段で入力された被測定者情報を記憶する記憶手段とを有し、把持部と人体載置部とを電気的に接続するための着脱可能なケーブルで接続し、人体載置部にはケーブルに設けられたコネクタを接続するコネクタ差込口が複数設置され、コネクタの接続されたコネクタ差込口と予め入力しておいた被測定者情報との関連付けを記憶手段において行うことによって被測定者を判別する構成とした生体情報測定装置である。

これにより、測定前にキーを複数回押して被測定者情報を呼び出す必要がなく、本人専用のコネクタ差込口に接続するだけで生体情報の測定ができるので、使い勝手をよくすることができる。

第２の発明は、記憶手段は被測定者情報や過去に測定した計算結果等のデータを蓄積することができる生体情報測定装置である。

これにより、時間経過における被測定者の生体情報の変化、または変動の幅等を知ることができるので、使用者の体調管理等に役立てることができる。

第３の発明は、過去に測定した計算結果等の蓄積データは、コネクタを差し込むことにより呼び出すことができる生体情報測定装置である。

これにより、過去に蓄積されたデータを複雑な操作をすることなく確認することができるので使い勝手をよくすることができる。

第４の発明は、コンピュータ等とのデータのやり取りが可能なインターフェースを持つ生体情報測定装置である。

これにより、生体情報測定装置に記憶されている被測定者の情報をコンピュータ等に取り込むことができるので、時間経過における被測定者の生体情報の変化、または変動の幅等をよりわかりやすく知ることができるので、使用者はより効率よく体調管理等を行うことができる。

第５の発明は、入力手段と報知手段と把持部を一体に構成した手元操作部を備えた生体情報測定装置である。

これにより、生体情報算出に必要な身長や性別、体重等の個人データ入力や機器の操作を見やすい手元で行うことができると同時に、測定結果を表示する報知手段も一体となっているので、見やすい手元で腰を屈めることなく確認することができるので、使用者の身体的負担を軽減することができる。

第６の発明は、人体載置部は、人体載置部上の重量測定手段を有し、重量測定手段の結果を被測定者情報の一部として、被測定者の生体に関する情報の計算をおこなう生体情報測定装置である。

これにより、生体情報に代表される体脂肪率等の算出において必要なパラメータのひとつである体重データを入力する必要がなく、操作の軽減を図ることができる。また、人体における体重は１日の内でも食事や運動、排便等の行動で１ｋｇ以上の変化が見られる人が一般的であるため、代表的な生体情報である体脂肪率を管理する上での体重の測定は、体脂肪率測定には必要不可欠な要因であるため、体脂肪率測定の一連の動作で体重が測定できることにより正確な体脂肪率の算出を行うことができる。

第７の発明は、ケーブルは螺旋状に形成され、伸縮に自由度のあるカールコードである生体情報測定装置である。

これにより、伸ばした状態で測定時における手元操作部と人体載置部との距離を確保しつつ、収納時はカールした分収縮状態で全長を短くし簡単に収納することができるものである。また測定時には常に人体載置部と手元操作部間でカールコードが張った状態となり、垂れ下がることがないため、測定中に床にケーブルがついたり人体にまとわりつくといったことで、ケーブル重量を含めた手元操作部の重量が変化する恐れがなく、手元操作部の重量を差し引いて人体重量を算出する場合でもケーブルの状態における重量変化の影響を無視することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

なお、本実施の形態では説明を具体的にするために、生体情報を体脂肪率として説明しているが、生体インピーダンスと、被測定者の身体的特徴をあらわす被測定者情報から算出される生体情報を測定算出するものであれば、例えば、骨密度の測定装置であっても、筋肉の疲労度を測定するものであっても本発明の主旨を逸脱するものではない。また、本実施の形態によって本発明が限定されるものでもない。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における生体情報測定装置の外観図、図２はそのブロック図、図３は測定時の説明図である。本実施の形態の生体情報測定装置は人体載置部２を装置本体外殻としており、ここに足部電極１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄが取り付けられている。本実施の形態において１ａと１ｂは電気的に短絡接続され、一対で構成される定電流電源部１０ａの電極の一端であり、１ｃと１ｄは電気的に短絡接続され、一対で構成される人体抵抗電位検出部１０ｂの電極の一端であり、前述の定電流電源部１０ａと人体抵抗電位検出部１０ｂでインピーダンス測定手段１０を構成する。人体載置部２には、被測定者情報を入力するための入力手段としてのキー群５、報知手段として液晶表示器６が備えられている。

人体載置部２と把持部４はケーブル７で接続され、把持部はコネクタ８とコネクタ差込口９により着脱可能となっている。人体載置部２に備えられているコネクタ差込口９に対して、コネクタ８はどれも接続可能となっている。ただし、本実施の形態の図１においてはケーブルの両端にコネクタ８を備えているが、把持部４側は固定接続で人体載置部２との接続側がコネクタ式になっておれば良いが、また、把持部４とケーブル７間のコネクタ、またはケーブル７と人体載置部２間のコネクタ、あるいはケーブル７中間部でのコネクタ等、コネクタの位置や数、さらにコネクタ差込口９の位置や数については本発明において限定しない。

ここで、手部電極３ａ、３ｂは導電性の金属材料で把持部４に巻き付け固定したものである。３ａは前述の一対で構成される定電流電源部１０ａの電極のもう一方の一端であり、３ｂは前述の一対で構成される人体抵抗電位検出部１０ｂの電極のもう一方の一端である。被測定者１１は図３に示すように把持部４を握って人体載置部２の上に素足で乗る。このとき手部電極３ａ、３ｂは被測定者１１の手のひらに、足部電極１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄは被測定者１１の足の裏に接触する。

図２に示すように足部電極１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄならびに手部電極３ａ、３ｂはインピーダンス測定手段１０に接続されている。インピーダンス測定手段１０は４端子法により、短絡された足部電極１ａ、１ｂと手部電極３ａ間に定電流電源部１０ａにより定電流を流し、足部電極１の他方の電極と手部電極３の他方の電極間で人体抵抗電位検出部１０ｂにより電圧を測定することによって、インピーダンスを測定できるよう構成されている。本実施の形態では、５０ｋＨｚ、５００μＡの人体が感じることのない微弱な電流を使用している。測定したインピーダンスは計算手段としてのマイクロコンピュータ１２に入力される。マイクロコンピュータ１２には先に説明したキー群５と液晶表示器６が接続されている。

実施の形態中の足部電極１ａ、１ｂと１ｃ、１ｄはそれぞれ短絡した状態で説明したが、１ａと１ｃのみで１ｂと１ｄがない構成、或いは１ａと１ｃが無くて１ｂと１ｄのみの構成でも、手−足間のインピーダンスの測定は可能であり、本発明の範囲を逸脱するものではない。加えて、インピーダンス測定手段１０における定電流電源部１０ａの電極を１ａ、１ｂと３ａとし、人体抵抗電位検出部１０ｂの電極を１ｃ、１ｄと３ｂとしたが、定電流電源部１０ａの電極を１ｃ、１ｄと３ｂとし人体抵抗電位検出部１０ｂの電極を１ａ、１ｂと３ａとしても手−足間のインピーダンスの測定は可能であり、本発明の範囲を逸脱するものではない（以降説明を簡略化するために足部電極１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄを総称して足部電極１とし、手部電極３ａ、３ｂを総称して手部電極３と称する）。

次に動作、作用について説明する。測定に先立ち、被測定者１１はキー群５を操作して、被測定者情報として身長、体重、性別を入力する。キー群５はマイクロコンピュータ１２に接続されているので、マイクロコンピュータ１２に設けられている記憶手段１３にあらかじめ記憶される。

次に、被測定者１１は、人体載置部２に備えられている複数のコネクタ差込口９のうちひとつへ接続する。ここであらかじめ入力しておいた被測定者情報と、接続したコネクタ差込口９の関連付けが記憶手段１３において行われる。これにより、次回同じ被測定者１１が生体情報を測定する際には、前回使用したコネクタ差込口９に接続すると、その位置から被測定者１１を判別し、記憶手段１３に記憶されていた被測定者情報を自動的に呼び出すので、被測定者１１はキー群５を操作することなく簡単に生体情報を測定することができる。

ここで、被測定者情報を入力する操作と、コネクタ差込口９へ接続する動作との順序が逆である場合も作用は変わらないものとする。つまり、コネクタ差込口９に接続した後に、被測定者１１が被測定者情報を入力したにおいても、被測定者情報と接続したコネクタ差込口９の関連付けが記憶手段１３によって行われ、同様に次回測定の際には接続した時点で被測定者を判別するものとする。

次に被測定者１１は把持部４を握り、人体載置部２に乗る。このとき、手部電極３は被測定者１１の手のひらに、足部電極１は被測定者１１の足の裏に接触する。手部電極３及び足部電極１はインピーダンス測定手段１０に接続されており、被測定者１１の手足間のインピーダンスを測定する。インピーダンス測定手段１０からのインピーダンスがマイクロコンピュータ１２に入力されると、マイクロコンピュータ１２はプログラムによりインピーダンスと被測定者情報から体脂肪率を計算し、結果を液晶表示器６に出力する。体脂肪率を求める式は各種のものが知られているが、本実施の形態では、体密度より求めるＢｒｏｚｅｃの式（Ｂｒｏｚｅｃらの報告書Ｊ．Ｂｒｏｚｅｃ、Ｆ．Ｇｒａｎｄｅ、Ｊ．Ｔ．Ａｎｄｅｒｓｏｎ ａｎｄ Ａ．Ｋｅｙ；”ＡｎＮＹ Ａｃａｄ．ｓｃｉ １１０（１９６３）１１３−４０）を用いている。この式はたとえば男性の場合
体密度＝１．１５５４−０．０８４１×体重×インピーダンス／身長の２乗
体脂肪率（％）＝（４．９５／体密度−４．５）×１００
から求められる。なお、この式は男性の場合の式であるが、女性の場合も各部の係数を変えることにより適用できるので、被測定者情報に含まれる性別を元に式を切り換える。また、体脂肪率を求める式はこの他にも多くの式が報告されているが、インピーダンスから体脂肪率を求める式であれば、どのような式を用いても、本発明の趣旨を逸脱するものではない。

なお、本実施の形態においては、インピーダンスより求めた体脂肪率をそのまま表示しているが、体脂肪率から求められる、体脂肪重量、徐脂肪重量、徐脂肪率等で表示を行ってもよい。また、入力手段としてアップダウンスイッチと入力スイッチの組み合わせによるキー群５を用いているが、目的とする被測定者情報を入力できる方法であれば、たとえば１０キーによる入力手段やロータリーエンコーダー等を用いた回転式の入力手段等であっても本発明の範囲を逸脱するものではない。

また、報知手段として液晶表示器を用いているが、その他の報知手段、たとえば発光ダイオードを使用したものや、音声で報知するものも範囲に含まれる。また、定電流は人体に感じない範囲であれば、その周波数、電流の大小は任意に変えることができる。また、本実施の形態においては右手−両足間でインピーダンスを測定しているが手足間のインピーダンスを測定できれば左手−両足間、右手−右足間、右手−左足間、左手−右足間、左手−左足間、その組み合わせは自由である。また、把持部は片手にもてる円筒形のものを使用しているが、その形状に制限はなく、握りやすく、手部電極が手に確実に接触できるものであれば、形状は任意である。

上記構成により、測定前にキーを複数回押して被測定者情報を呼び出す必要がなく、毎回同じコネクタ差込口に接続するだけで生体情報の測定ができるので、使い勝手をよくすることができる。

（実施の形態２）
図４は本発明の実施の形態２における生体情報測定装置のブロック図である。記憶手段１３に記憶された被測定者１１の生体情報をコンピュータ１４等へデータのやり取りを行えるようなインターフェースを備えた構成としている。例えば、過去に蓄積された被測定者の生体情報を数値データとしてコンピュータへ転送し、表計算ソフトを使用してグラフ化をすることにより、時間経過により生体情報の変化等をよりわかりやすく確認することができるので、効果的な健康管理の手助けとなる。

ここで、インターフェースとはコネクタの種類や形状だけでなく、その他記憶手段としても使用できるメモリーカードや無線通信等、データの移動ができるものであれば本発明において限定されないものとする。

（実施の形態３）
図５は本発明の実施の形態３における生体情報測定装置の手元操作部１５の外観図である。他の実施の形態と異なる点は報知手段としての液晶表示器６と、入力手段としてのキー群５と把持部４を一体的に設けて手元操作部１５を構成している点である。これは、本発明における把持部４に液晶表示器６、入力手段としてのキー群５を一体化させた手元操作部１５をケーブル７で人体載置部２に接続し、さらに、使い勝手を向上させたものである。入力や測定結果の読み取りを被測定者の視線に近い位置で行うことができるので、測定結果の読み誤りなどが発生せず、正確な測定を行うことができると同時に、体を屈めることが困難な方にとっても無理なく使用することができるものとなる。

なお、本実施の形態における手元操作部１５では報知手段である液晶表示器６の下に入力手段であるキー群５が備えられているが、手元操作部１５に一体的に備えていれば配置等の場所や、手元操作部の形状等は限定されない。

（実施の形態４）
図６は本発明の実施の形態４における生体情報測定装置のブロック図である。実施の形態１と異なる点は、人体載置部２上の荷重を検出する重量測定手段１６を設けた点である。重量測定手段１６は、計算手段であるマイクロコンピュータ１２に接続される。マイクロコンピュータ１２は、重量測定手段１６で得られた人体載置部２上の荷重を被測定者の体重データとして、体脂肪率算出時のパラメータとして使用する。具体的な体脂肪率算出の方法は実施の形態１と同様であるので説明は省略する。

このことにより、体脂肪率の算出に必要なパラメータの一つである体重データを入力する必要がなく、操作の軽減を図ることができる。また、人体における体重は１日の内でも食事や運動、排便等の行動で１ｋｇ以上の変化が見られる人が一般的であるため、体脂肪率の管理をする上で体重の測定は、体脂肪率測定には不可欠な要因であるため、体脂肪率測定の一連の動作で体重が測定できることにより常に正確な体脂肪率の算出を行うことができる。

（実施の形態５）
図７は、本発明の実施の形態５における生体情報測定装置の使用時の説明図である。ただし、図は簡略化して示している。他の実施の形態と異なる点は、手元操作部１５と人体載置部２の間を電気的に接続するケーブル７を螺旋状に形成し、伸縮に自由度のあるカールコードとした点である。このことにより延ばした状態で測定時における手元操作部１５と人体載置部２間の距離を確保しつつ、収納時はカールした分収縮状態で全長を短くし簡単に収納することができるものである。

また測定時は常に人体載置部２と手元操作部１５間でカールコード１７が張った状態となり、垂れ下がることがないため、測定中に床にカールコード１７がついたり人体にまとわりつくといったことで、カールコード１７重量を含めた手元操作部１５の重量が変化する恐れがなく、手元操作部１５の重量を差し引いて人体重量を算出する場合でもカールコード１７の状態における重量変化の影響を無視することができる。

以上のように、本発明にかかる生体情報測定装置は、複数の被測定者が個人の情報を自己管理しながら使用することができるので、ひとつの機器を複数の使用者で使用する場合が多く、かつ使用者に応じた設定が必要で、使用者の個人データを記憶させておく必要がある機器、例えば体力測定関連機器においても適用できる。

本発明の実施の形態１における生体情報測定装置の外観図 本発明の実施の形態１における生体情報測定装置のブロック図 本発明の実施の形態１における測定時の説明図 本発明の実施の形態２におけるブロック図 本発明の実施の形態３における生体情報測定装置の手元操作部の外観図 本発明の実施の形態４における生体情報測定装置のブロック図 本発明の実施の形態５における生体情報測定装置の使用時の説明図 従来の生体情報測定装置の外観図

１ 足部電極
２ 人体載置部
３ 手部電極
４ 把持部
５ キー群（入力手段）
６ 液晶表示器（報知手段）
７ ケーブル
８ コネクタ
９ コネクタ差込口
１０ インピーダンス測定手段
１０ａ 定電流電源部
１０ｂ 人体抵抗電位検出部
１１ 被測定者
１２ マイクロコンピュータ（計算手段）
１３ 記憶手段
１４ コンピュータ
１５ 手元操作部
１６ 重量測定手段
１７ カールコード

Claims (7)

1. 被測定者の足に接触する足部電極と、前記足部電極を備え測定時に被測定者が載る人体載置部と、被測定者の手に接触する手部電極と、前記手部電極を備え測定時に被測定者が手で把持する把持部と、前記足部電極と前記手部電極との間のインピーダンスを測定するインピーダンス測定手段と、被測定者の身体的特徴をあらわす被測定者情報を入力する入力手段と、前記足部電極と前記手部電極との間のインピーダンスと被測定者情報から被測定者の生体に関する情報を計算する計算手段と、前記計算手段による計算結果を表示する報知手段と、前記人体載置部に設けられて少なくとも前記入力手段で入力された被測定者情報を記憶する記憶手段とを有し、前記把持部と前記人体載置部とを電気的に接続するための着脱可能なケーブルで接続し、前記人体載置部には前記ケーブルに設けられたコネクタを接続するコネクタ差込口が複数設置され、前記コネクタの接続された前記コネクタ差込口と予め入力しておいた被測定者情報との関連付けを前記記憶手段において行うことによって被測定者を判別する構成とした生体情報測定装置。
2. 前記記憶手段は被測定者情報や過去に測定した計算結果等のデータを蓄積することができる請求項１に記載の生体情報測定装置。
3. 過去に測定した計算結果等の蓄積データは、コネクタを差し込むことにより呼び出すことができる請求項２に記載の生体情報測定装置。
4. ケーブルはコンピュータ等とのデータのやり取りが可能なインターフェースを持つ請求項１〜３いずれか１項に記載の生体情報測定装置。
5. 入力手段と報知手段と把持部とを一体に構成した手元操作部を備えた請求項１〜４いずれか１項に記載の生体情報測定装置。
6. 人体載置部は、人体載置部上の重量測定手段を有し、重量測定手段の結果を被測定者情報の一部として、被測定者の生体に関する情報の計算をおこなう請求項１〜５いずれか１項に記載の生体情報測定装置。
7. ケーブルは螺旋状に形成され、伸縮に自由度のあるカールコードである請求項１〜６いずれか１項に記載の生体情報測定装置。

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