JP5601065B2 - 体脂肪測定装置 - Google Patents
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Description
本発明は、生体インピーダンスを測定することによって被験者の体脂肪量を算出することが可能に構成された体脂肪測定装置に関し、より特定的には、家庭等においても容易に内臓脂肪量および/または皮下脂肪量を測定することが可能に構成された体脂肪測定装置に関する。
体脂肪量は、被験者の健康状態を判断するための指標の一つとして知られている。特に内臓脂肪量は、内臓脂肪型肥満であるか否かを判断するための指標の一つとして知られている。内臓脂肪型肥満は、糖尿病、高血圧症、高脂血症といった動脈硬化を引き起こし易い生活習慣病を誘発すると言われている。これら疾病の予防の観点から、上記指標の活用が期待されている。
内臓脂肪とは内臓の周囲に蓄積した脂肪のことであり、腹筋および背筋の内側に位置している。内臓脂肪と胴部の表層に位置する皮下脂肪とは区別されている。内臓脂肪量を示す指標としては、臍位置に対応する部分の胴部断面において内臓脂肪が占める面積(以下、内臓脂肪断面積と称する)を採用することが一般的である。
通常、内臓脂肪量を測定するためには、X線CT(Computed Tomography)またはMRI(Magnetic Resonance Imaging)等を用いた画像解析法が利用されている。この画像解析法においては、X線CT等によって胴部の断層画像を取得し、この断面画像から内臓脂肪断面積が幾何学的に算出されている。
X線CT等のほとんどは医療施設内に設置されており、当該画像解析法を用いて日常的に内臓脂肪量を測定することは困難である。X線CT等は放射線を利用して断層画像を取得するため、X線CT等を利用して日常的に内臓脂肪量を測定することは好ましくない。
X線CT等を用いた画像解析法に代わる体脂肪量の測定方法として、生体インピーダンス法を応用することが検討されている。生体インピーダンス法においては、四肢に電極が接触配置され、これらの電極を用いて生体インピーダンスが測定される。生体インピーダンスに基づき体脂肪量が算出される。
生体インピーダンス法を利用した体脂肪測定装置は、全身または四肢、胴部といった身体の部位別の体脂肪の蓄積度合いを正確に測定することができる。しかしながら、生体インピーダンス法を利用した従来の体脂肪測定装置は、上述のとおり四肢のみに電極が取付けられる。生体インピーダンス法を利用した従来の体脂肪測定装置は、内臓脂肪の蓄積度合いや皮下脂肪の蓄積度合いを個別に抽出して正確に測定することはできない。
ここで、特開2002−369806号公報(特許文献1)には、体脂肪測定装置に関する技術が開示されている。当該体脂肪測定装置においては、ベルト部材の内周面上に電極が設けられている。当該ベルト部材は被験者の胴部に巻き付けて固定され、電極が胴部に対して接触配置されている。
また、特開2007−14664号公報(特許文献2)にも、体脂肪測定装置に関する技術が開示されている。当該体脂肪測定装置においては、被験者の腹部に装着する装着ユニットと、被験者が乗るための下肢用ユニットとが分離して構成されている。上記装着ユニットには腹部用電極および把手部が設けられ、把手部には手用電極が設けられている。下肢用ユニットには足用電極が設けられている。把手部が被験者の手で把持されることで、手用電極が被験者の掌に接触配置される。被験者が当該把手を把持した手で装着ユニットを被験者の腹部に押し当てることで、腹部用電極が腹部に対して接触配置される。上記下肢用ユニットに被験者が乗ることで、足用電極が足の裏に接触配置される。
生体インピーダンス法を応用して家庭等においても容易にかつ高精度に内臓脂肪量および皮下脂肪量を算出することが可能に構成された体脂肪測定装置を実現するためには、簡単な操作で簡便に測定が行なえるようにすることと、補助者等の協力を得なくとも被験者自らが1人で測定が行なえるようにすることとの2点を充足させることが重要となる。
しかしながら、より高精度に内臓脂肪量および皮下脂肪量を算出するためには、腹部に電極を接触配置させるのではなく背中に電極を接触配置させるとともに、手および足に電極を接触配置させることが必要である。これは、腹部側に蓄積する皮下脂肪の厚みが、背部側に蓄積する皮下脂肪の厚みに比べて相対的に薄いため、腹部に電極を接触配置させた場合には、印加した電流が除脂肪部分を流れるために誤差が生じ易くなってしまうことがその要因の一つとして挙げられる。
しかしながら、上記特許文献1に開示の体脂肪測定装置にあっては、手および足に電極を接触配置させることは考慮されておらず、また上記特許文献2に開示の体脂肪測定装置にあっては、背中に電極を接触配置させることが何ら考慮されていない。そのため、家庭等においても容易にかつ高精度に内臓脂肪量および皮下脂肪量を算出できる体脂肪測定装置とするためには、何らかの改善が必要である。
したがって本発明は、上述した問題点を解消すべくなされたものであり、家庭等においても容易にかつ高精度に内臓脂肪量等の体脂肪量を測定することができる体脂肪測定装置を提供することを目的とする。
本発明の第1の局面に基づく体脂肪測定装置は、被験者の胴部の背中側の部分である背部の表面に接触させるための背部用電極、および被験者の上肢の表面に接触させるための上肢用電極を含む複数の電極と、上記複数の電極を用いて被験者の身体の生体インピーダンスを測定する生体インピーダンス測定部と、上記生体インピーダンス測定部にて測定された上記生体インピーダンスに基づいて体脂肪量を算出する体組成情報算出部と、被験者の胴部周りに締結されることによって、被験者の背部の表面に上記背部用電極を押圧した状態で接触させるための装着用ベルトと、被験者の手で把持可能な把持部を含み、上記把持部に上記上肢用電極が設けられた上肢用ユニットと、を備え、上記上肢用ユニットは上記装着用ベルトに対して、取り付けられることおよび取り外されることが可能となっている。
本発明の第2の局面に基づく体脂肪測定装置は、上記第1の局面に基づく体脂肪測定装置において、上記装着用ベルトは、第1係合部材を有し、上記上肢用ユニットは、上記第1係合部材に対して係合可能な第2係合部材を有し、上記第1係合部材が上記第2係合部材に対して係合状態となることによって、上記上肢用ユニットは上記装着用ベルトに取り付けられ、上記係合状態が解除されることによって、上記上肢用ユニットは上記装着用ベルトから取り外される。
本発明の第3の局面に基づく体脂肪測定装置は、上記第2の局面に基づく体脂肪測定装置において、上記第1係合部材は、上記装着用ベルトに取り付けられることによって開口部を形成しており、上記第2係合部材は、上記開口部に挿入可能なように所定の長さを有しており、上記第2係合部材が上記開口部に挿入されることによって、上記上肢用ユニットは上記装着用ベルトに取り付けられ、上記第2係合部材が上記開口部から引き抜かれることによって、上記上肢用ユニットは上記装着用ベルトから取り外される。
本発明の第4の局面に基づく体脂肪測定装置は、上記第2または上記第3の局面に基づく体脂肪測定装置において、上記第1係合部材の上記装着用ベルトに対する取り付け位置は、上記装着用ベルトの長手方向に沿って移動可能となっている。
本発明の第5の局面に基づく体脂肪測定装置は、上記第1から上記第4のいずれかの局面に基づく体脂肪測定装置において、上記上肢用ユニットは、上記体組成情報算出部によって算出された上記体脂肪量を含む体組成情報を表示可能な表示部を有している。
本発明の第6の局面に基づく体脂肪測定装置は、上記第1から上記第5のいずれかの局面に基づく体脂肪測定装置において、上記上肢用ユニットは、被験者からの指令を受け付けるための操作部を有している。
本発明の第7の局面に基づく体脂肪測定装置は、上記第1から上記第6のいずれかの局面に基づく体脂肪測定装置において、上記複数の電極は、被験者の下肢の表面に接触させるための下肢用電極をさらに含み、被験者が乗ることで上記下肢用電極を被験者の足の裏に接触させるための下肢用ユニットをさらに備える。
本発明の第8の局面に基づく体脂肪測定装置は、上記第7の局面に基づく体脂肪測定装置において、上記上肢用ユニットおよび上記装着用ベルトが相互に電気的に有線接続されており、上記上肢用ユニットおよび上記装着用ベルトのいずれか一方が上記下肢用ユニットに電気的に有線接続されている。
本発明の第9の局面に基づく体脂肪測定装置は、上記第7または上記第8の局面に基づく体脂肪測定装置において、上記上肢用ユニット、上記装着用ベルト、および上記下肢用ユニットを接続している接続ケーブルは、上記上肢用ユニット、上記装着用ベルト、および上記下肢用ユニットに対する接続が着脱可能となっている。
本発明の第10の局面に基づく体脂肪測定装置は、上記第7から上記第9のいずれかの局面に基づく体脂肪測定装置において、上記下肢用ユニットは、被験者の体重を測定する体重測定部を含んでいる。
本発明によれば、家庭等においても容易にかつ高精度に内臓脂肪量等の体脂肪量を測定することができる体脂肪測定装置を得ることができる。
本発明に基づいた各実施の形態における体脂肪測定装置について、以下、図面を参照しながら説明する。各実施の形態の説明において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。各実施の形態の説明において、同一の部品、相当部品に対しては、同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。
本発明の各実施の形態について説明するに先立ち、身体の部位を表わす用語の定義を行なう。「胴部」は、身体の頭部、頸部および四肢を除く部位であり、いわゆる体幹に相当する。「背部」は、上記胴部のうちの背中側に位置する部分を意味し、上記胴部のうちの腹部側の部分および胸部側の部分を除く部分に相当する。「背部表面」は、上記背部の体表面全体を意味しており、被験者を背中側から観察した場合に視認可能な部分の胴部表面の全体を言う。また、「体軸」は、胴部の延在方向に沿って位置する軸、すなわち被験者の胴部の横断面に対して略垂直な方向に延びる軸を言う。
[実施の形態1]
(体脂肪測定装置1Aの測定原理)
図1(A)および図1(B)を参照して、本実施の形態における体脂肪測定装置1A(図3参照)の測定原理について説明する。図1(A)は、胴部全体の生体インピーダンスを得る場合の電極配置を示した図である。図1(B)は、胴部のうちの背部側の表層部分の生体インピーダンスを得る場合の電極配置を示した図である。図1(A)および図1(B)においては、被験者をいずれも背中側から見た様子を示している。
(体脂肪測定装置1Aの測定原理)
図1(A)および図1(B)を参照して、本実施の形態における体脂肪測定装置1A(図3参照)の測定原理について説明する。図1(A)は、胴部全体の生体インピーダンスを得る場合の電極配置を示した図である。図1(B)は、胴部のうちの背部側の表層部分の生体インピーダンスを得る場合の電極配置を示した図である。図1(A)および図1(B)においては、被験者をいずれも背中側から見た様子を示している。
図1(A)に示すように、被験者の左手の表面および右手の表面にそれぞれ電極EIaA1,EIaA2が取付けられる。被験者の左足の表面および右足の表面にもそれぞれ電極EIbA1,EIbA2が取付けられる。被験者の背部表面には、体軸方向に沿って並ぶように配置された一対の電極が、胴部の横幅方向に沿って4組取付けられる。被験者の背部表面には、電極EVaA1,EVbA1,EVaA2,EVbA2,EVaA3,EVbA3,EVaA4,EVbA4の合計8個の電極が取付けられる。
電極EIaA1,EIaA2,EIbA1,EIbA2を用いて、胴部を通る定電流IAが被験者に印加される。電極EVaA1,EVbA1を用いて電位差VA1が検出され、電極EVaA2,EVbA2を用いて電位差VA2が検出され、電極EVaA3,EVbA3を用いて電位差VA3が検出され、電極EVaA4,EVbA4を用いて電位差VA4が検出される。
電位差VA1,VA2,VA3,VA4から、胴部全体の生体インピーダンスZtが算出される。電位差VA1,VA2,VA3,VA4の平均値に基づき生体インピーダンスZtが算出されるとよい。胴部の内部における脂肪分布のばらつきの影響が低減可能となる。
胴部から離れた位置にある両手および両足間において定電流IAが流されている。定電流IAは、その殆どが電気抵抗の低い部分(脂肪以外の部分)を通る。定電流IAを用いて測定された電位差VA1,VA2,VA3,VA4から算出される上記生体インピーダンスZtは、胴部内部における除脂肪(内臓、筋肉および骨格)の量の影響を受ける。したがって、上記生体インピーダンスZtに基づいて臍位置に対応する部分の胴部断面において除脂肪が占める面積(以下、除脂肪断面積と称する)Saが推定できることになる。
一方で図1(B)に示すように、被験者の背部表面に、体軸方向に沿って並ぶように配置された一対の電極が、胴部の横幅方向に沿って4組取付けられる。被験者の背部表面には、電極EIaB1,EIbB1,EVaB1,EVbB1,EIaB2,EIbB2,EVaB2,EVbB2の合計8個の電極が取付けられる。
電極EIaB1,EIbB1を用いて、背部を局所的に通る定電流IB1が被験者に印加され、電極EIaB2,EIbB2を用いて、背部を局所的に通る定電流IB2が被験者に印加される。定電流IB1,IB2の電流値は、同じ値とされる。定電流IB1,IB2が印加された状態において、電極EVaB1,EVbB1を用いて電位差VB1が検出され、電極EVaB2,EVbB2を用いて電位差VB2が検出される。
電位差VB1,VB2から、胴部のうちの背部側の表層部分の生体インピーダンスZsが算出される。電位差VB1,VB2の平均値に基づき生体インピーダンスZsが算出されるとよい。胴部の背部の表層部分における脂肪分布のばらつき等の影響が低減可能となる。電流が印加されていた電極を電位差を検出するための電極とし、かつ電位差を検出していた電極を電流を印加するための電極とするように回路を切り替えることにより、4箇所で電位差を測定することも可能になる。このようにすることにより、皮下脂肪のばらつき等の影響をより一層低減させることができる。
ここで、上記状態においては、胴部の背部において局所的に定電流IB1,IB2が印加されている。定電流IB1,IB2は、いずれもその殆どが背部の表層部分を通る。このような定電流IB1,IB2を用いて測定された電位差VB1,VB2から算出される上記生体インピーダンスZsは、皮下脂肪量の影響を受けるところが大きくなる。したがって、上記生体インピーダンスZsに基づいて胴部の臍位置を含む断面における皮下脂肪断面積(以下、皮下脂肪断面積と称する)Sbが推定できることになる。
次に、生体インピーダンスZtおよびZsを用いて内臓脂肪量を算出する演算処理の一例について説明する。
臍位置に対応する部分の胴部断面の全体の面積(以下、胴部断面積と称する)をStとすれば、内臓脂肪断面積Sxは、胴部断面積Stと、除脂肪断面積Saおよび皮下脂肪断面積Sbとを用いて、以下の式(1)より算出することができる。
Sx=St−Sa−Sb ・・・式(1)
胴部断面積Stは、胴部周囲長(いわゆるウエスト長)や、胴部の横幅および縦幅を用いて算出することが可能である。たとえば、胴部周囲長から胴部断面積Stを算出する場合には、胴部周囲長をtとすれば、胴部断面積Stは、以下の式(2)で近似できる。
胴部断面積Stは、胴部周囲長(いわゆるウエスト長)や、胴部の横幅および縦幅を用いて算出することが可能である。たとえば、胴部周囲長から胴部断面積Stを算出する場合には、胴部周囲長をtとすれば、胴部断面積Stは、以下の式(2)で近似できる。
St=t2/(4×π) ・・・式(2)
上記式(2)で近似される胴部断面積Stは、誤差が多く含まれている可能性が高い。誤差を低減するための係数αをこれに乗ずることによって、より正確な胴部断面積Stを求めることが好ましい。係数αとしては、たとえば多数のX線CTによる画像サンプルに基づいて、当該画像サンプルから得られる胴部断面積St′と、上記tとの関係から、St′=α×t2/(4×π)を充足するαの最適値を求めることで得られる。
上記式(2)で近似される胴部断面積Stは、誤差が多く含まれている可能性が高い。誤差を低減するための係数αをこれに乗ずることによって、より正確な胴部断面積Stを求めることが好ましい。係数αとしては、たとえば多数のX線CTによる画像サンプルに基づいて、当該画像サンプルから得られる胴部断面積St′と、上記tとの関係から、St′=α×t2/(4×π)を充足するαの最適値を求めることで得られる。
したがって、上記式(2)は、係数αを用いることで、以下の式(3)によってより誤差を低減した状態で近似できることになる。
St=α×t2/(4×π) ・・・式(3)
上記補正のために乗ずる係数αに関しては、被験者の性別、年齢、身長、体重等の情報(以下、これらを総称して被験者情報と称する)に応じて適宜最適化することが好ましい。当該被験者情報に応じて上記係数αの値を変更することにより、より高精度に胴部断面積Stが近似できることになる。
上記補正のために乗ずる係数αに関しては、被験者の性別、年齢、身長、体重等の情報(以下、これらを総称して被験者情報と称する)に応じて適宜最適化することが好ましい。当該被験者情報に応じて上記係数αの値を変更することにより、より高精度に胴部断面積Stが近似できることになる。
除脂肪断面積Saは、胴部全体の生体インピーダンスZtに基づいて算出することができる。ただし、この胴部全体の生体インピーダンスZtのみでは、除脂肪断面積Saを正確に算出することはできない。除脂肪断面積Saは、胴部の大きさに比例する傾向があり、除脂肪断面積Saを算出するためには、生体インピーダンスZtから得られる値をさらに換算することが必要である。したがって、除脂肪断面積Saは、たとえば以下の式(4)で表わされることになる。
Sa=β×t×(1/Zt) ・・・式(4)
上記tは、上述のとおり胴部周囲長の値であり、胴部の大きさに関係する値である。この胴部の大きさに関係する値としては、上記tに限られず、たとえば胴部断面積Stを使用してもよいし、胴部の横幅または縦幅を使用してもよい。
上記tは、上述のとおり胴部周囲長の値であり、胴部の大きさに関係する値である。この胴部の大きさに関係する値としては、上記tに限られず、たとえば胴部断面積Stを使用してもよいし、胴部の横幅または縦幅を使用してもよい。
上記βは、胴部全体の生体インピーダンスZtを除脂肪断面積Saに換算するための係数であり、上記係数αを求めた場合と同様に、たとえば多数のX線CTによる画像サンプルに基づいて最適値を求めることができる。多数のX線CTによる画像サンプルから得られる除脂肪断面積Sa′と、当該X線CTの撮影対象となった被験者の胴部全体の生体インピーダンスZtと、上記tとの関係から、Sa′=β×t×(1/Zt)を充足するβの最適値を求めることで得られる。
上述した係数βは、上記係数αの場合と同様に、被験者情報に応じて適宜最適化されることが好ましい。当該被験者情報に応じて上記係数βの値を変更することにより、より高精度に除脂肪断面積Saを近似できることになる。
皮下脂肪断面積Sbは、胴部のうちの背部側の表層部分の生体インピーダンスZsに基づいて算出することができる。ただし、この胴部のうちの背部側の表層部分の生体インピーダンスZsのみでは、皮下脂肪断面積Sbを正確に算出することはできない。皮下脂肪断面積Sbは、胴部の大きさに比例する傾向があり、皮下脂肪断面積Sbを算出するためには、生体インピーダンスZsから得られる値をさらに換算することが必要である。したがって、皮下脂肪断面積Sbは、たとえば以下の式(5)で表わされることになる。
Sb=γ×t×Zs ・・・式(5)
上記tは、上述のとおり胴部周囲長の値であり、胴部の大きさに関係する値である。この胴部の大きさに関係する値としては、上記tに限られず、たとえば胴部断面積Stを使用してもよいし、胴部の横幅または縦幅を使用してもよい。
上記tは、上述のとおり胴部周囲長の値であり、胴部の大きさに関係する値である。この胴部の大きさに関係する値としては、上記tに限られず、たとえば胴部断面積Stを使用してもよいし、胴部の横幅または縦幅を使用してもよい。
上記γは、胴部のうちの背部側の表層部分の生体インピーダンスZsを皮下脂肪断面積Sbに換算するための係数であり、上記係数αまたは係数βを求めた場合と同様に、たとえば多数のX線CTによる画像サンプルに基づいて最適値を求めることができる。多数のX線CTによる画像サンプルから得られる皮下脂肪断面積Sb′と、当該X線CTの撮影対象となった被験者の胴部のうちの背部側の表層部分の生体インピーダンスZsと、上記tとの関係から、Sb′=γ×t×Zsを充足するγの最適値を求めることで得られる。
上述した係数γは、上記係数αおよび係数βの場合と同様に、被験者情報に応じて適宜最適化されることが好ましい。当該被験者情報に応じて上記係数γの値を変更することにより、より高精度に皮下脂肪断面積Sbを近似できることになる。
以上のように、本実施の形態における体脂肪測定装置においては、胴部断面積Stと、胴部全体の生体インピーダンスZtに基づいて算出される除脂肪断面積Saと、胴部のうちの背部側の表層部分の生体インピーダンスZsに基づいて算出される皮下脂肪断面積Sbとから、上記式(1)に基づいて内臓脂肪断面積Sxが算出される。上記式(1)に上記式(3)ないし上記式(5)を代入した以下の式(6)に基づいて、内臓脂肪断面積Sxが算出される。
Sx=α×t2/(4×π)−β×t×(1/Zt)−γ×t×Zs ・・・式(6)
(体脂肪測定装置1Aの機能ブロック)
図2は、本実施の形態における体脂肪測定装置1Aの機能ブロックの構成を示す図である。図2を参照して、体脂肪測定装置1Aは、制御部10、定電流生成部21、端子切替部22、電位差検出部23、胴部情報検出部24、被験者情報入力部25、表示部26、操作部27、電源部28、メモリ部29、および、被験者の身体に装着される複数の電極HR,HL,BU1〜BU4,BL1〜BL4,FR,FLとを主として備えている。
(体脂肪測定装置1Aの機能ブロック)
図2は、本実施の形態における体脂肪測定装置1Aの機能ブロックの構成を示す図である。図2を参照して、体脂肪測定装置1Aは、制御部10、定電流生成部21、端子切替部22、電位差検出部23、胴部情報検出部24、被験者情報入力部25、表示部26、操作部27、電源部28、メモリ部29、および、被験者の身体に装着される複数の電極HR,HL,BU1〜BU4,BL1〜BL4,FR,FLとを主として備えている。
制御部10は、演算処理部11を含んでいる。演算処理部11は、生体インピーダンス測定部12、体形情報測定部13、および体組成情報算出部14を含んでいる。制御部10は、たとえばCPU(Central Processor Unit)から構成され、体脂肪測定装置1Aの全体を制御する。制御部10は、上述した各機能ブロックに対して指令を出力したり、各機能ブロックから各種情報の入力を受け付けたり、各種情報に基づいて各種演算処理を行なったりする。各種演算処理については、演算処理部11によって行なわれる。
上述した複数の電極は、被験者の上肢の表面に接触配置される上肢用電極としての手用電極HR,HLと、被験者の背部表面に接触配置される背部用電極BU1〜BU4,BL1〜BL4と、被験者の下肢の表面に接触配置される下肢用電極としての足用電極FR,FLとを含んでいる。
手用電極HR,HLは被験者の掌に接触配置され、足用電極FR,FLは被験者の足の裏に接触配置される。背部用電極BU1〜BU4,BL1〜BL4は、図1(A)および図1(B)に示したように、被験者の背部表面に整列した状態で接触配置される。手用電極HR,HL、背部用電極BU1〜BU4,BL1〜BL4、および足用電極FR,FLは、いずれも上述した端子切替部22に電気的に接続されている。
端子切替部22は、たとえばリレー回路から構成され、制御部10から入力される指令に基づき、上述した複数の電極のうちから選択された特定の電極と定電流生成部21とを電気的に接続するとともに、上述した複数の電極のうちから選択された特定の電極と電位差検出部23とを電気的に接続する。端子切替部22によって定電流生成部21に電気的に接続された電極が定電流印加電極として機能し、また端子切替部22によって電位差検出部23に電気的に接続された電極が電位差検出電極して機能する。
端子切替部22が制御部10から入力される指令に基づいて動作することにより、上述した複数の電極HR,HL,BU1〜BU4,BL1〜BL4,FR,FLのそれぞれが、図1(A)に示した各電極EIaA1,EIaA2,EIbA1,EIbA2,EVaA1,EVbA1,EVaA2,EVbA2,EVaA3,EVbA3,EVaA4,EVbA4、および図1(B)に示した電極EIaB1,EIbB1,EVaB1,EVbB1,EIaB2,EIbB2,EVaB2,EVbB2としてそれぞれ機能する。
定電流生成部21は、制御部10から入力される指令に基づいて定電流を生成する。定電流は、端子切替部22を通して上述の定電流印加電極に供給される。定電流としては、体組成情報を測定するために好適に使用される高周波電流(たとえば、50kHz,500μA)が選択される。定電流は、定電流印加電極を通して被験者に印加される。
電位差検出部23は、端子切替部22によって電位差検出部23に電気的に接続された電極(すなわち電位差検出電極)間における電位差を検出する。検出した電位差は、制御部10に対して出力される。定電流が被験者に印加された状態において、電位差検出電極間の電位差が検出される。
胴部情報検出部24は、たとえば電子式巻尺等にて構成され、被験者の胴部の周囲長を測定する。胴部情報検出部24は、検出値に応じた信号を体形情報測定部13に対して出力する。
被験者情報入力部25は、たとえば被験者が押下可能なキー等によって構成され、演算処理部11で行なわれる演算処理に利用される被験者情報を得る。被験者情報入力部25は、被験者情報の入力を受け付けた後、被験者情報を制御部10に対して出力する。
被験者情報入力部25は、本発明に照らした場合には必ずしも必須の構成ではない。被験者情報入力部25は、演算処理部11で行なう演算処理において当該被験者情報を利用することが必要であるか否かに応じてその有無が決定される。胴部情報検出部24を設けて胴部周囲長を実測することとせず、代わりに当該被験者情報入力部25によって胴部の周囲長、縦幅または横幅等が入力され、これを利用して演算処理部で演算が行なわれるように構成することも可能である。
演算処理部11は、生体インピーダンス測定部12、体形情報測定部13、および体組成情報算出部14を含んでいる。体組成情報算出部14は、内臓脂肪量算出部14a、および皮下脂肪量算出部14bとを含んでいる。生体インピーダンス測定部12は、電位差検出部23から入力された信号に基づいて生体インピーダンスを算出し、これを体組成情報算出部14に出力する。体形情報測定部13は、胴部情報検出部24から入力された信号に基づいて被験者の胴部の周囲長を算出し、これを体組成情報算出部14に出力する。
体組成情報算出部14は、生体インピーダンス測定部12から入力された生体インピーダンスと、体形情報測定部13から入力された胴部の周囲長と、場合によってはさらにこれに加えて被験者情報入力部25から入力された被験者情報とに基づいて、体組成情報を算出して取得する。内臓脂肪量算出部14aにおいて内臓脂肪量が算出され、皮下脂肪量算出部14bにおいて皮下脂肪量が算出される。
表示部26は、たとえばLCD(Liquid Crystal Display)等によって構成され、体組成情報算出部14において算出された体組成情報を表示する。内臓脂肪量算出部14aにおいて算出された内臓脂肪量、および皮下脂肪量算出部14bにおいて算出された皮下脂肪量が、制御部10から出力される信号に基づいて表示部26にてそれぞれ表示される。体脂肪測定装置1Aにおいては、内臓脂肪量がたとえば内臓脂肪断面積で表示され、皮下脂肪量がたとえば皮下脂肪断面積で表示される。
操作部27は、たとえば被験者が押下可能なボタン等によって構成され、体脂肪測定装置1Aに対して被験者からの命令が入力される。操作部27には、たとえば電源ボタンや測定ボタン等の各種操作ボタンを含んでいる。電源部28は、バッテリ等の内部電源や商用電源等の外部電源等であり、制御部10に電力を供給する。
メモリ部29は、たとえばRAM(Random Access Memory)やROM(Read Only Memory)等によって構成され、体脂肪測定装置1Aに関する各種のデータやプログラム等を記憶する。メモリ部29は、たとえば被験者情報や算出された体組成情報や、図7を参照して後述する体組成情報の測定処理を実行するための体組成情報測定プログラム等を記憶している。
(体脂肪測定装置1Aの構造)
図3は、本実施の形態における体脂肪測定装置1Aを示す斜視図である。体脂肪測定装置1Aは、装着用ベルト100Aと、上肢用ユニット300Aと、下肢用ユニット200とを備えている。
図3は、本実施の形態における体脂肪測定装置1Aを示す斜視図である。体脂肪測定装置1Aは、装着用ベルト100Aと、上肢用ユニット300Aと、下肢用ユニット200とを備えている。
装着用ベルト100Aは、帯状のベルト部140と、相互に嵌合可能なバックル部151,152と、ベルト部140の後部に取付けられた湾曲板状の電極支持体120とを有している。ベルト部140は、被験者の胴部を取り囲むことが可能となっている。ベルト部140には、長手方向に沿って胴部情報検出部としての電子式巻尺(図示せず)等が内蔵されているとよい。
ベルト部140の外側表面には、第1係合部材としての帯状部材142が縫合されており、当該縫合によって開口部141が形成されている。帯状部材142はベルト部140の長手方向に対して任意の位置に取り付けられていればよい。
バックル部151はベルト部140の一端側(右手側)に取り付けられ、バックル部152はベルト部140の他端側(左手側)に取り付けられている。ベルト部140は、バックル部151,152が相互に嵌合した状態で、長手方向における長さが自動または手動で調節されるように構成されているとよい。当該調節により、バックル部151,152が相互に嵌合した後、ベルト部140は被験者の胴部周りに締結されることができる。電子式巻尺等の胴部情報検出部によって、ベルト部140が被験者の胴部周りに締結された後、装着用ベルト100Aは被験者の胴部の周囲長を測定する。
バックル部151は透光窓部153を有し、バックル部152は透光窓部154を有している。ベルト部140が被験者の胴部周りに締結された後、ベルト部140の外側から透光窓部153,154を通して被験者の臍位置を視認可能となっている。透光窓部153,154の表面には所定の目印(図示せず)が付されている。当該目印と被験者の臍位置とが一致するように、ベルト部140が位置決めされた状態で被験者に締結されることが企図されている。
電極支持体120は、その両端部が前方に位置するとともにその中央部が後方に位置するように曲成された湾曲板にて構成されている。電極支持体120の前面121には、上述した背部用電極BU1〜BU4,BL1〜BL4が露出するように設けられている。背部用電極BU1〜BU4,BL1〜BL4は、電極支持体120の前面121から僅かに突出しているとよい。
電極支持体120は、背部用電極BU1〜BU4,BL1〜BL4の被験者の背部表面に対する接触面が前方を向くように、ベルト部140の内側の表面に位置決めして取付けられている。ベルト部140が被験者の胴部周りに締結されることによって、ベルト部140は、被験者の背部表面に背部用電極BU1〜BU4,BL1〜BL4を押圧した状態で接触させる。
図4(A)は、上肢用ユニット300Aの背面側を示す斜視図である。図3および図4(A)を参照して、上肢用ユニット300Aは、全体としてT字状の形状を有しており、箱状の本体部340と、被験者の右手に把持されるための把持部としての右手用グリップ部310と、被験者の左手に把持されるための把持部としての左手用グリップ部320とから構成されている。
右手用グリップ部310には、手用電極HRが露出して設けられている。左手用グリップ部320には、手用電極HLが露出して設けられている。本体部340の背面には、第2係合部材としての逆L字状の垂設部材360が垂れ下がるように設けられている。垂設部材360は、上述の開口部141に挿入可能な平板状の形状を有している。垂設部材360の形状は、上記の開口部141に挿入可能なように所定の長さを有していれば、平板状に限られず、棒状等であってもよい。
他の例として、図4(B)に示す上肢用ユニット300Aaのように、垂設部材360が平板状に構成されている場合、垂設部材360の先端側(開口部141に挿入される側)の形状は、テーパー状であるとよい。装着用ベルト100Aに対する上肢用ユニット300Aaの取り付けおよび取り外しが容易になる。
さらに他の例として、図4(C)に示す上肢用ユニット300Aaのように、垂設部材360が平板状に構成されている場合、垂設部材360の先端側(開口部141に挿入される側)には、突起360aが設けられていてもよい。装着用ベルト100Aに対して上肢用ユニット300Abを取り付けた際、突起360aによって上肢用ユニット300Abが脱落することを抑制することが可能となる。
本体部340の前面側(図3参照)には、被験者情報入力部25、表示部26、および操作部27がそれぞれ位置決めされて設けられている。表示部26は、体組成情報算出部14(図2参照)において算出された体組成情報を表示する。被験者からの指令を受け付けるための操作部27は、図3に示すように好ましくは手用電極HRに隣接する位置を含むように設けられる。測定の際に被験者が手指を移動させる必要がなくなるため、操作性が向上する。
下肢用ユニット200は、箱状の台部210から構成されている。台部210の上面211の所定位置に、上述した足用電極FR,FLがそれぞれ露出して設けられている。被験者は、上面211に乗ることが可能となっている。
下肢用ユニット200は体重測定機能を有していてもよい。下肢用ユニット200に荷重を検出する体重測定部としてのロードセル等を設けることにより、下肢用ユニット200に乗った被験者の体重を当該体重測定部にて測定可能となる。下肢用ユニット200に設けた体重測定部にて測定された体重情報が制御部10に入力されるように構成すれば、実測した被験者の体重を被験者情報として各種の演算処理に利用することが可能になる。
接続ケーブル220の一端は下肢用ユニット200に接続されている。接続ケーブル220の他端は装着用ベルト100Aにおける背部用電極BU1〜BU4,BL1〜BL4に接続されている。
接続ケーブル222の一端は上肢用ユニット300Aに接続されている。接続ケーブル222の他端は装着用ベルト100Aにおけるバックル部151に接続されている。接続ケーブル222の他端は、バックル部151からベルト部140に内蔵された他の接続ケーブル(図示せず)によって、背部用電極BU1〜BU4,BL1〜BL4に電気的に接続されている。これにより、上肢用ユニット300A、装着用ベルト100Aにおける背部用電極BU1〜BU4,BL1〜BL4、および下肢用ユニット200は、電気的に有線接続されている。
接続ケーブル220は、下肢用ユニット200に内蔵されたリール体(図示せず)に巻き取られるように構成されていてもよい。接続ケーブル222も、バックル部151に内蔵されたリール体(図示せず)に巻き取られるように構成されていてもよい。
図2に示した制御部10、定電流生成部21、端子切替部22、電位差検出部23、およびメモリ部29等は、下肢用ユニット200の内部に設けられてもよいし、上肢用ユニット300Aの内部に設けられていてもよい。被験者情報入力部25、表示部26および操作部27は、下肢用ユニット200に設けられていてもよい。
(装着用ベルト100Aの被験者への装着)
図5は、被験者が装着用ベルト100Aを装着する前の様子を示している。図6は、被験者が装着用ベルト100Aを装着した後の様子を示している。図5および図6を参照して、体脂肪測定装置1Aを用いて体脂肪量等の測定を行なう場合に被験者がとるべき手順について説明する。
図5は、被験者が装着用ベルト100Aを装着する前の様子を示している。図6は、被験者が装着用ベルト100Aを装着した後の様子を示している。図5および図6を参照して、体脂肪測定装置1Aを用いて体脂肪量等の測定を行なう場合に被験者がとるべき手順について説明する。
図5に示すように、被験者400は、最初に、上肢用ユニット300Aの垂設部材360を、装着用ベルト100Aの開口部141に挿入する。垂設部材360が開口部141に対して係合することにより、上肢用ユニット300Aは装着用ベルト100Aに取り付けられた状態となる。
被験者400は、上肢用ユニット300Aが取り付けられた装着用ベルト100Aを手に取り、下肢用ユニット200の上に乗る。右足401の足の裏が足用電極FRに接触し、左足402の足の裏が足用電極FLに接触する。
被験者400は、ベルト部140が胴部を取り囲むように装着用ベルト100Aを配置する。被験者400は、バックル部151,152を相互に嵌合させる。被験者400は、自身の臍位置と透光窓部153,154(図3参照)に設けられた所定の目印(図示せず)とが一致するように、ベルト部140の周方向の位置を合わせる。被験者400は、バックル部151,152を相互に嵌合させた後、体脂肪測定装置1Aの下肢用ユニット200上に乗ってもよい。
図6に示すように、被験者400は、上肢用ユニット300Aを装着用ベルト100Aから取り外す。被験者400は、適宜のタイミングで電源ボタン(図示せず)を投入する。被験者400は、右手403にて右手用グリップ部310(図3参照)を把持するとともに、左手404にて左手用グリップ部320(図3参照)を把持する。右手403の掌が手用電極HR(図3参照)に接触し、左手404の掌が手用電極HL(図3参照)に接触する。
被験者400は、右手403(右腕)および左手404(左腕)が、胴部405と略直角をなすような姿勢をとる。バックル部151の内部に接続ケーブル222を巻き取ることが可能なリール体が設けられている場合、接続ケーブル222は、上肢用ユニット300Aが前方に向かって引っぱられることにより、バックル部151から引き出される。
被験者400は、右手403の親指で操作部27(図3参照)を押下する。ベルト部140の長さが自動で調節されるように構成されている場合、操作部27の押下によって必要に応じてベルト部140の長さが伸縮される。ベルト部140の長さが手動で調節されるように構成されている場合、被験者が自身の臍位置と透光窓部153,154に設けられた所定の目印とを一致させる段階で、被験者が必要に応じてベルト部140の長さを伸縮させるとよい。
ベルト部140が被験者の胴部周りに適切に締結された後、電子式巻尺等の胴部情報検出部によって、被験者400の胴部周囲長が測定される。胴部周囲長については、上述のとおり、被験者情報入力部25を介して被験者によって直接入力されてもよい。
図7は、体脂肪測定装置1Aの制御部10(図2参照)の処理を示すフロー図である。図2および図7を参照して、制御部10において実行される一連の処理について順に説明する。当該処理は、予めプログラムとしてメモリ部29に格納されている。演算処理部11を含む制御部10がこのプログラムを読み出して実行することにより、内臓脂肪断面積の測定処理や、皮下脂肪断面積の測定処理が制御部10によって実現される。
図7に示すように、制御部10は、まず被験者情報の入力を受け付ける(ステップS1)。被験者情報は、たとえばメモリ部29に一時的に保存される。制御部10は、測定開始の指示があったか否かを判断する(ステップS2)。制御部10は、測定開始の指示があるまで待機し(ステップS2においてNO)、測定開始の指示を検知した場合に(ステップS2においてYES)、次の処理に移行する。測定開始の指示は、被験者による操作部27の押下による。
制御部10は、胴部情報検出部24から入力された信号に基づいて被験者の胴部の周囲長を取得する(ステップS3)。胴部の周囲長は、一時的にメモリ部29に保存される。制御部10は、端子切替部22に対して電極の切替えを行なうように指令を出力する(ステップS4)。端子切替部22は、複数の電極HR,HL,BU1〜BU4,BL1〜BL4,FR,FLのそれぞれを、図1(A)に示した各電極の如くに設定する。
制御部10は、定電流生成部21に対して定電流を生成するように指令を出力する(ステップS5)。定電流生成部21は、図1(A)に示した定電流印加電極間に生成した定電流IAを印加する。制御部10は、電位差検出部23に対して電位差を検出するように指令を出力する(ステップS6)。電位差検出部23は、図1(A)に示した電位差検出電極間の電位差VA1,VA2,VA3,VA4を検出し、これを生体インピーダンス測定部12に対して出力する。
制御部10は、電位差検出部23から入力された信号に基づいて生体インピーダンス測定部12において生体インピーダンスZtを算出する(ステップS7)。生体インピーダンスZtは、メモリ部29に一時的に保存される。制御部10は、端子切替部22に対して電極の切替えを行なうように指令を出力する(ステップS8)。端子切替部22は、複数の電極HR,HL,BU1〜BU4,BL1〜BL4,FR,FLのそれぞれを、図1(B)に示した各電極の如くに設定する。
制御部10は、定電流生成部21に対して定電流を生成するように指令を出力する(ステップS9)。定電流生成部21は、図1(B)に示した定電流印加電極間に生成した定電流IB1,IB2をそれぞれ印加する。制御部10は、電位差検出部23に対して電位差を検出するように指令を出力する(ステップS10)。電位差検出部23は、図1(B)に示した電位差検出電極間の電位差VB1,VB2を検出し、これを生体インピーダンス測定部12に対して出力する。制御部10は、電位差検出部23から入力された信号に基づいて生体インピーダンス測定部12において生体インピーダンスZsを算出する(ステップS11)。
生体インピーダンスZsは、メモリ部29に一時的に保存される。制御部10は、ステップS3で検出された胴部の周囲長tと、ステップS7で算出された生体インピーダンスZtと、ステップS11で算出された生体インピーダンスZsとに基づいて、内臓脂肪量算出部14aにおいて内臓脂肪量としての内臓脂肪断面積Sxを算出し、皮下脂肪量算出部14bにおいて皮下脂肪量としての皮下脂肪断面積Sbを算出する(ステップS12)。内臓脂肪断面積Sxおよび皮下脂肪断面積Sbは、メモリ部29に一時的に保存される。
制御部10は、表示部26に対して内臓脂肪断面積Sxおよび皮下脂肪断面積Sbを表示するように指令を出力する(ステップS13)。これに基づいて表示部26は、当該測定結果を表示する。以上により、体脂肪測定装置1Aは、内臓脂肪断面積の測定処理および皮下脂肪断面積の測定処理を終了する。生体インピーダンスZtの典型的な値は約5Ω程度であり、生体インピーダンスZsの典型的な値は約80Ω程度である。
(作用・効果)
装着用ベルト100Aに設けられた開口部141と、上肢用ユニット300Aに設けられた垂設部材360とによって、上肢用ユニット300Aは装着用ベルト100Aに取り付けられることが可能となっている。被験者400は、上肢用ユニット300Aが取り付けられた装着用ベルト100Aを手に取り、下肢用ユニット200上に乗る。被験者400は、装着用ベルト100Aを胴部周りに装着した後、立位の姿勢を維持したまま装着用ベルト100Aから上肢用ユニット300Aを取り外すことができる。
装着用ベルト100Aに設けられた開口部141と、上肢用ユニット300Aに設けられた垂設部材360とによって、上肢用ユニット300Aは装着用ベルト100Aに取り付けられることが可能となっている。被験者400は、上肢用ユニット300Aが取り付けられた装着用ベルト100Aを手に取り、下肢用ユニット200上に乗る。被験者400は、装着用ベルト100Aを胴部周りに装着した後、立位の姿勢を維持したまま装着用ベルト100Aから上肢用ユニット300Aを取り外すことができる。
体脂肪測定装置1Aによれば、装着用ベルト100Aを胴部周りに装着した後、被験者400がしゃがんだり若しくはかがんだりすることによって上肢用ユニット300Aを拾い上げるといった動作が不要となっている。体脂肪測定装置1Aによれば、被験者400は容易に測定準備の姿勢をとることが可能である。
被験者400が装着用ベルト100Aを装着した状態でしゃがんだり等する必要が無いため、装着用ベルト100Aが所望の位置からずれることもない。体脂肪測定装置1Aによれば、体脂肪の測定を容易に且つ高精度で行なうことが可能である。
装着用ベルト100Aの後部に、背部用電極BU1〜BU4,BL1〜BL4が露出して設けられている。被験者400が装着用ベルト100Aを装着することによって、背部用電極BU1〜BU4,BL1〜BL4は、背部表面に押圧された状態で容易に接触配置されることができる。当該接触を安定化させるために、被験者が仰臥姿勢かあるいは伏臥姿勢をとる必要もない。被験者400は、家庭等においても補助者等の協力を得ずに1人で容易に体脂肪等の測定を行なうことができる。
体脂肪測定装置1Aによれば、被験者の背部表面に背部用電極BU1〜BU4,BL1〜BL4を接触配置させた状態での内臓脂肪量や皮下脂肪量等の体脂肪量の測定が可能である。体脂肪測定装置1Aによれば、相対的に皮下脂肪の厚みの薄い腹部に電流を局所的に印加するのではなく、相対的に皮下脂肪の厚みの厚い背部に電流を局所的に印加することが可能になり、より高精度に体脂肪量を測定することができる。
したがって体脂肪測定装置1Aによれば、家庭等においても容易にかつ高精度に内臓脂肪量および皮下脂肪量等の体脂肪量が測定できる。体脂肪測定装置1Aを利用することにより、日常的にこれら健康管理のための指標を得ることが可能となる。
体脂肪測定装置1Aの装着用ベルト100Aにおいては、帯状部材142によって開口部141が形成されているが、帯状部材142を設ける代わりに、ベルト部140に対して直接開口部を設けるようにしてもよい。この場合、上肢用ユニット300Aの垂設部材360は、当該開口に対して挿入可能なように構成される。
帯状部材142および垂設部材360を採用する代わりに、第1および第2係合部材として相互に係合可能な面ファスナーを採用してもよく、第1および第2係合部材として相互に接合可能な磁石などを採用してもよい。
[実施の形態1の第1変形例]
図8を参照して、本変形例について説明する。ここでは、上述の実施の形態1における体脂肪測定装置1Aとの相違点について説明する。本変形例における装着用ベルト100Bには、第1係合部材としての掛止部材144がベルト部140に取り付けられている。掛止部材144の先端にはフック部145が上方向を向くように設けられている。掛止部材144は、ベルト部140の長手方向に沿って、矢印AR1に示すように自由に移動可能となっているとよい。
図8を参照して、本変形例について説明する。ここでは、上述の実施の形態1における体脂肪測定装置1Aとの相違点について説明する。本変形例における装着用ベルト100Bには、第1係合部材としての掛止部材144がベルト部140に取り付けられている。掛止部材144の先端にはフック部145が上方向を向くように設けられている。掛止部材144は、ベルト部140の長手方向に沿って、矢印AR1に示すように自由に移動可能となっているとよい。
本変形例における上肢用ユニット300Bには、第2係合部材としての環状の被掛止部材362が、本体部340の底面側に設けられている。被掛止部材362は、本体部340の上面側に設けられていてもよい。被掛止部材362に設けられた開口部363は、掛止部材144のフック部145に対して係合可能となっている。当該係合によって、上肢用ユニット300Bは、掛止部材144から吊り下がるように、装着用ベルト100Bに取り付けられる。
被験者は、上肢用ユニット300Bが取り付けられた装着用ベルト100Bを手に取り、下肢用ユニット200(図5参照)の上に乗る。被験者は、装着用ベルト100Bを胴部周りに装着した後、立位の姿勢を維持したまま装着用ベルト100Bから上肢用ユニット300Bを取り外すことができる。
掛止部材144が矢印AR1に示すように自由に移動可能となっている場合、上肢用ユニット300Bの装着用ベルト100Bに対する取り付け位置が可変となるため、被験者にとっての利便性が向上する。装着用ベルト100Bおよび上肢用ユニット300Bを備えた体脂肪測定装置によっても、容易にかつ高精度に内臓脂肪量および皮下脂肪量等の体脂肪量が測定できる。
[実施の形態1の第2変形例]
図9を参照して、本変形例について説明する。ここでは、上述の実施の形態1における体脂肪測定装置1Aとの相違点について説明する。本変形例における装着用ベルト100Cには、第1係合部材としての被掛止部材146がベルト部140に取り付けられている。被掛止部材146の先端には開口部147が設けられている。被掛止部材146は、ベルト部140の長手方向に沿って、矢印AR2に示すように自由に移動可能となっているとよい。
図9を参照して、本変形例について説明する。ここでは、上述の実施の形態1における体脂肪測定装置1Aとの相違点について説明する。本変形例における装着用ベルト100Cには、第1係合部材としての被掛止部材146がベルト部140に取り付けられている。被掛止部材146の先端には開口部147が設けられている。被掛止部材146は、ベルト部140の長手方向に沿って、矢印AR2に示すように自由に移動可能となっているとよい。
本変形例における上肢用ユニット300Cには、第2係合部材としての掛止部材364が、本体部340の底面側に設けられている。掛止部材364は、本体部340の上面側に設けられていてもよい。掛止部材364の先端に設けられたフック部365は、被掛止部材146の開口部147に対して係合可能となっている。当該係合によって、上肢用ユニット300Cは、被掛止部材146から吊り下がるように、装着用ベルト100Cに取り付けられる。
被験者は、上肢用ユニット300Cが取り付けられた装着用ベルト100Cを手に取り、下肢用ユニット200(図5参照)の上に乗る。被験者は、装着用ベルト100Cを胴部周りに装着した後、立位の姿勢を維持したまま装着用ベルト100Cから上肢用ユニット300Cを取り外すことができる。
被掛止部材146が矢印AR2に示すように自由に移動可能となっている場合、上肢用ユニット300Cの装着用ベルト100Cに対する取り付け位置が可変となるため、被験者にとっての利便性が向上する。装着用ベルト100Cおよび上肢用ユニット300Cを備えた体脂肪測定装置によっても、容易にかつ高精度に内臓脂肪量および皮下脂肪量等の体脂肪量が測定できる。
[実施の形態1の第3変形例]
図10を参照して、本変形例について説明する。ここでは、上述の実施の形態1における体脂肪測定装置1Aとの相違点について説明する。本変形例における装着用ベルト100Dには、第1係合部材としての掛止部材148がベルト部140に取り付けられている。掛止部材148の表面にはピン149が突出して設けられている。掛止部材148は、ベルト部140の長手方向に沿って、矢印AR3に示すように自由に移動可能となっているとよい。
図10を参照して、本変形例について説明する。ここでは、上述の実施の形態1における体脂肪測定装置1Aとの相違点について説明する。本変形例における装着用ベルト100Dには、第1係合部材としての掛止部材148がベルト部140に取り付けられている。掛止部材148の表面にはピン149が突出して設けられている。掛止部材148は、ベルト部140の長手方向に沿って、矢印AR3に示すように自由に移動可能となっているとよい。
本変形例における上肢用ユニット300Dには、第2係合部材としての開口部366が、本体部340の背面側に形成されている。開口部366がピン149に挿入されることによって、ピン149は開口部366に対して係合可能となっている。当該係合によって、上肢用ユニット300Dは、掛止部材148から吊り下がるように、装着用ベルト100Dに取り付けられる。
被験者は、上肢用ユニット300Dが取り付けられた装着用ベルト100Dを手に取り、下肢用ユニット200(図5参照)の上に乗る。被験者は、装着用ベルト100Dを胴部周りに装着した後、立位の姿勢を維持したまま装着用ベルト100Dから上肢用ユニット300Dを取り外すことができる。
掛止部材148が矢印AR3に示すように自由に移動可能となっている場合、上肢用ユニット300Dの装着用ベルト100Dに対する取り付け位置が可変となるため、被験者にとっての利便性が向上する。装着用ベルト100Dおよび上肢用ユニット300Dを備えた体脂肪測定装置によっても、容易にかつ高精度に内臓脂肪量および皮下脂肪量等の体脂肪量が測定できる。
[実施の形態2]
図11を参照して、本実施の形態における体脂肪測定装置1Bついて説明する。ここでは、上述の実施の形態1における体脂肪測定装置1Aとの相違点について説明する。本実施の形態においては、接続ケーブル222の一端は上肢用ユニット300Aに接続され、接続ケーブル222の他端は下肢用ユニット200に接続されている。
図11を参照して、本実施の形態における体脂肪測定装置1Bついて説明する。ここでは、上述の実施の形態1における体脂肪測定装置1Aとの相違点について説明する。本実施の形態においては、接続ケーブル222の一端は上肢用ユニット300Aに接続され、接続ケーブル222の他端は下肢用ユニット200に接続されている。
被験者は、上肢用ユニット300Aが取り付けられた装着用ベルト100Aを手に取り、下肢用ユニット200の上に乗る。被験者は、装着用ベルト100Aを胴部周りに装着した後、立位の姿勢を維持したまま装着用ベルト100Aから上肢用ユニット300Aを取り外すことができる。体脂肪測定装置1Bによっても、容易にかつ高精度に内臓脂肪量および皮下脂肪量等の体脂肪量が測定できる。
接続ケーブル222は、図11に示すようないわゆるカール形状に限られず、下肢用ユニット200に内蔵されたリール体(図示せず)に巻き取られるように構成されていてもよい。
[実施の形態2の第1変形例]
図12を参照して、本変形例における体脂肪測定装置1Cについて説明する。ここでは、上述の実施の形態2における体脂肪測定装置1Bとの相違点について説明する。本変形例においては、接続ケーブル220の一端は上肢用ユニット300Aに接続され、接続ケーブル220の他端は装着用ベルト100Aにおける背部用電極BU1〜BU4,BL1〜BL4に接続されている。
図12を参照して、本変形例における体脂肪測定装置1Cについて説明する。ここでは、上述の実施の形態2における体脂肪測定装置1Bとの相違点について説明する。本変形例においては、接続ケーブル220の一端は上肢用ユニット300Aに接続され、接続ケーブル220の他端は装着用ベルト100Aにおける背部用電極BU1〜BU4,BL1〜BL4に接続されている。
被験者は、上肢用ユニット300Aが取り付けられた装着用ベルト100Aを手に取り、下肢用ユニット200の上に乗る。被験者は、装着用ベルト100Aを胴部周りに装着した後、立位の姿勢を維持したまま装着用ベルト100Aから上肢用ユニット300Aを取り外すことができる。体脂肪測定装置1Cによっても、容易にかつ高精度に内臓脂肪量および皮下脂肪量等の体脂肪量が測定できる。
接続ケーブル220は、図12に示すようないわゆるカール形状に限られず、上肢用ユニット300Aに内蔵されたリール体(図示せず)に巻き取られるように構成されていてもよい。
[実施の形態2の第2変形例]
図13を参照して、本変形例における体脂肪測定装置1Dについて説明する。ここでは、上述の実施の形態1における体脂肪測定装置1Aとの相違点について説明する。本変形例においては、接続ケーブル220の一端にコネクタ225が取り付けられている。接続ケーブル220の他端にコネクタ227が取り付けられている。接続ケーブル222の一端にコネクタ223が取り付けられている。接続ケーブル222の他端にコネクタ221が取り付けられている。
図13を参照して、本変形例における体脂肪測定装置1Dについて説明する。ここでは、上述の実施の形態1における体脂肪測定装置1Aとの相違点について説明する。本変形例においては、接続ケーブル220の一端にコネクタ225が取り付けられている。接続ケーブル220の他端にコネクタ227が取り付けられている。接続ケーブル222の一端にコネクタ223が取り付けられている。接続ケーブル222の他端にコネクタ221が取り付けられている。
各コネクタ221,223,225,227によって、各接続ケーブル220,222は、上肢用ユニット300A、装着用ベルト100Aにおける背部用電極BU1〜BU4,BL1〜BL4、装着用ベルト100Aにおけるバックル部151、および下肢用ユニット200に対する接続が着脱可能となっている。
たとえば図13に示すように、コネクタ225によって、接続ケーブル220の一端と下肢用ユニット200とを電気的に有線接続することが可能となっている。コネクタ227によって、接続ケーブル220の他端と上肢用ユニット300Aにおける背部用電極BU1〜BU4,BL1〜BL4とを電気的に接続することが可能となっている。
コネクタ223によって、接続ケーブル222の一端と上肢用ユニット300Aとを電気的に接続することが可能となっている。コネクタ221によって、接続ケーブル222の他端と装着用ベルト100Aにおけるバックル部151とを電気的に接続することが可能となっている。
各コネクタ221,223,225,227によって、各接続ケーブル220,222が、上述の実施の形態2の第1変形例における体脂肪測定装置1B(図11参照)のように接続されていてもよいし、上述の実施の形態2の第2変形例(図12参照)における体脂肪測定装置1Cのように接続されていてもよい。
被験者は、上肢用ユニット300Aが取り付けられた装着用ベルト100Aを手に取り、下肢用ユニット200の上に乗る。被験者は、装着用ベルト100Aを胴部周りに装着した後、立位の姿勢を維持したまま装着用ベルト100Aから上肢用ユニット300Aを取り外すことができる。体脂肪測定装置1Dによっても、容易にかつ高精度に内臓脂肪量および皮下脂肪量等の体脂肪量が測定できる。
[実施の形態3]
図14を参照して、本実施の形態における体脂肪測定装置1Eについて説明する。体脂肪測定装置1Eの測定原理および制御部で実施される演算処理は、上述した実施の形態1における体脂肪測定装置1Aのそれらと同様である。
図14を参照して、本実施の形態における体脂肪測定装置1Eについて説明する。体脂肪測定装置1Eの測定原理および制御部で実施される演算処理は、上述した実施の形態1における体脂肪測定装置1Aのそれらと同様である。
体脂肪測定装置1Eは、上述した実施の形態1における体脂肪測定装置1Aと同様に、装着状態において被験者の胴部を取り囲むように配置することが可能な装着用ベルト100Bを備えている。体脂肪測定装置1Bは、上述した実施の形態1における体脂肪測定装置1Aと異なり、被験者が乗ることが可能な台状の下肢用ユニットを備えておらず、代わりに、装着用ベルト100Bから引き出すことが可能に構成された引き出しユニット部としての電極パッド125A,125Bを有している。
電極パッド125A,125Bは、略平板状の形状を有しており、当該電極パッド125A,125Bの主面には、それぞれ下肢または臀部の表面に接触させるための下肢臀部用電極としての足臀部用電極FL′,FR′が露出して設けられている。電極パッド125A,125Bの上部には、接続ケーブル126A,126Bの一端が接続されており、接続ケーブル126A,126Bの他端は、電極支持体120の内部に設けられたリール体(図示せず)に固定されている。
装着用ベルト100Bにおいては、上記リール体を電極支持体120の内部に配置することが可能となるように、電極支持体120をブロック状の部材として構成し、これをベルト部140の略中央部に取付けることとしている。
これにより、電極パッド125A,125Bは、いずれも図中に示す矢印D1,D2方向に接続線としての接続ケーブル126A,126Bが出し入れされることで装着用ベルト100Bの下方に向けて引き出し可能とされている。接続ケーブル126A,126Bの引き出し量を調節することにより、電極パッド125A,125Bを被験者の下肢または臀部の任意の位置に取付けることが可能とされている。
体脂肪測定装置1Eによっても、上述した実施の形態1において説明した効果と同様の効果を得ることができる。加えて、起立姿勢での測定に加え、着座姿勢での測定も可能になるため、さらに容易に体脂肪量の測定を行なうことができる。体脂肪測定装置1Eにあっては、下肢用ユニットを備えていないため、装置構成が簡略化されるとともに、装置を小型化することもできる。
電極パッド125A,125Bとしては、被験者の身体に吸着固定される構成のものや粘着固定される構成のもの、あるいは何らかの巻き付け部材を用いて巻き付け固定される構成のもの等が使用でき、さらには特に固定されることなく被験者の身体と座面あるいは床面との間で挟み込んで固定されるように構成されたもの等の使用も可能である。
[実施の形態4]
(体脂肪測定装置1Fの測定原理)
図15(A)は、胴部全体の生体インピーダンスを得る場合の電極配置を示した図であり、図15(B)は、胴部のうちの背部側の表層部分の生体インピーダンスを得る場合の電極配置を示した図である。図15(A)および図15(B)においては、被験者をいずれも背中側から見た様子を示している。図15(A)および図15(B)を参照して、本実施の形態における体脂肪測定装置1F(図17参照)の測定原理について説明する。
(体脂肪測定装置1Fの測定原理)
図15(A)は、胴部全体の生体インピーダンスを得る場合の電極配置を示した図であり、図15(B)は、胴部のうちの背部側の表層部分の生体インピーダンスを得る場合の電極配置を示した図である。図15(A)および図15(B)においては、被験者をいずれも背中側から見た様子を示している。図15(A)および図15(B)を参照して、本実施の形態における体脂肪測定装置1F(図17参照)の測定原理について説明する。
体脂肪測定装置1Fの測定原理も、上述した実施の形態1において説明した測定原理(図2参照)と基本的には同様である。しかしながら、胴部全体の生体インピーダンスを得る際に使用する電極の配置位置が、上述した実施の形態1におけるそれと相違している。図15(A)に示すように、胴部全体の生体インピーダンスを得るためには、被験者の左手の表面および右手の表面にそれぞれ電極EIaA1,EIaA2が取付けられる。
被験者の背部表面には、体軸方向に沿って並ぶように配置された一対の電極が、胴部の横幅方向に沿って4組取付けられるとともに、当該4組の電極対が接触配置された背部表面よりもさらに臀部寄りの背部表面に、胴部の横幅方向に並ぶように4個の電極が取付けられる。被験者の背部表面には、図示するように、電極EVaA1,EVbA1,EVaA2,EVbA2,EVaA3,EVbA3,EVaA4,EVbA4,EIbA1,EIbA2,EIbA3,EIbA4の合計12個の電極が取付けられる。
この状態において、電極EIaA1,EIaA2,EIbA1,EIbA2,EIbA3,EIbA4を用いて、胴部を通る定電流IAが被験者に印加される。定電流IAが印加された状態において、電極EVaA1,EVbA1を用いて電位差VA1が検出され、電極EVaA2,EVbA2を用いて電位差VA2が検出され、電極EVaA3,EVbA3を用いて電位差VA3が検出され、電極EVaA4,EVbA4を用いて電位差VA4が検出される。
電位差VA1,VA2,VA3,VA4から、胴部全体の生体インピーダンスZtが算出される。なお、胴部のうちの背部側の表層部分の生体インピーダンスZsを得るための電極配置、定電流の印加状態および電位差の検出状態は、図15(B)に示すように、いずれも上述した実施の形態1におけるそれらと同様である。
(体脂肪測定装置1Fの機能ブロック)
図16は、本実施の形態における体脂肪測定装置1Fの機能ブロックの構成を示す図である。図16を参照して、体脂肪測定装置1Fの機能ブロックの構成について説明する。
図16は、本実施の形態における体脂肪測定装置1Fの機能ブロックの構成を示す図である。図16を参照して、体脂肪測定装置1Fの機能ブロックの構成について説明する。
体脂肪測定装置1Fは、上述した実施の形態1における体脂肪測定装置1Aと近似の構成を有しているが、端子切替部22に接続される複数の電極の構成において若干相違する。体脂肪測定装置1Fは、複数の電極として電極HR,HL,BU1〜BU4,BL1〜BL4,BA1〜BA4を備えている。
上述した複数の電極は、被験者の上肢の表面に接触配置される上肢用電極としての手用電極HR,HLと、被験者の背部表面に接触配置される背部用電極BU1〜BU4,BL1〜BL4,BA1〜BA4とを含んでいる。このうち、手用電極HR,HLは、被験者の掌に接触配置される。背部用電極BU1〜BU4,BL1〜BL4,BA1〜BA4は、図15(A)および図15(B)に示したように、被験者の背部表面に整列した状態で接触配置される。手用電極HR,HLおよび背部用電極BU1〜BU4,BL1〜BL4,BA1〜BA4は、いずれも上述した端子切替部22に電気的に接続されている。
(体脂肪測定装置1Fの構造)
図17は、本実施の形態における体脂肪測定装置1Fを示す斜視図である。体脂肪測定装置1Fは、上述した本発明の実施の形態1における体脂肪測定装置1Aと同様に、装着状態において被験者の胴部を取り囲むことが可能な装着用ベルト100Cを備えている。しかしながら、体脂肪測定装置1Cは、上述した本発明の実施の形態1における体脂肪測定装置1Aと異なり、被験者が乗ることが可能な台状の下肢用ユニットを備えていない。体脂肪測定装置1Cにあっては、電極支持体120に背部用電極BA1〜BA4がさらに追加されている。
図17は、本実施の形態における体脂肪測定装置1Fを示す斜視図である。体脂肪測定装置1Fは、上述した本発明の実施の形態1における体脂肪測定装置1Aと同様に、装着状態において被験者の胴部を取り囲むことが可能な装着用ベルト100Cを備えている。しかしながら、体脂肪測定装置1Cは、上述した本発明の実施の形態1における体脂肪測定装置1Aと異なり、被験者が乗ることが可能な台状の下肢用ユニットを備えていない。体脂肪測定装置1Cにあっては、電極支持体120に背部用電極BA1〜BA4がさらに追加されている。
具体的には、曲成された湾曲板からなる電極支持体120が、上記した実施の形態1におけるそれよりも下方に向けてさらに延長され、当該延長された部分の電極支持体120の前面121に背部用電極BA1〜BA4が設けられている。背部用電極BA1〜BA4は、いずれも電極支持体120の前面121において露出するように設けられている。背部用電極BA1〜BA4は、電極支持体120の前面121から僅かに突出しているとよい。これにより、背部用電極BA1〜BA4は、背部用電極BU1〜BU4,BL1〜BL4と同様に、装着状態において被験者の背部表面に接触配置されることになる。
体脂肪測定装置1Fによっても、上述した本発明の実施の形態1において説明した効果と同様の効果を得ることができる。加えて、起立姿勢での測定に加え、着座姿勢での測定も可能になるため、さらに容易に体脂肪量の測定を行なうことができる。体脂肪測定装置1Fにあっては、下肢用ユニットを備えていないため、装置構成が簡略化されるとともに、装置を小型化することもできる。
以上、本発明に基づいた各実施の形態における体脂肪測定装置について説明したが、今回開示された各実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。
上述した実施の形態1ないし4およびこれらの変形例においては、内臓脂肪量として内臓脂肪断面積が算出されるとともに、皮下脂肪量として皮下脂肪断面積が算出されるように演算処理を構成した場合を例示して説明したが、内臓脂肪量が、内臓脂肪断面積以外の指標である内臓脂肪体積、内臓脂肪重量、内臓脂肪レベル等にて算出されるとともに、皮下脂肪量が、皮下脂肪断面積以外の指標である皮下脂肪体積、皮下脂肪重量、皮下脂肪レベル等にて算出されるように演算処理を構成してもよい。
上述した実施の形態1ないし4およびこれらの変形例においては、内臓脂肪断面積および皮下脂肪断面積のいずれもが算出されて表示されるように構成した場合を例示して説明を行なったが、これらのいずれかのみが表示されるように構成してもよいし、皮下脂肪断面積のみが算出されて表示されるように構成してもよい。さらには、内臓脂肪断面積および皮下脂肪断面積以外の各種体組成情報(たとえば体脂肪量や部位別脂肪量、除脂肪量等)を算出してこれを表示するように構成してもよい。
このように、今回開示した上記各実施の形態およびその変形例はすべての点で例示であって、制限的なものではない。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって画定され、また特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。
1A〜1F 体脂肪測定装置、10 制御部、11 演算処理部、12 生体インピーダンス測定部、13 体形情報測定部、14 体組成情報算出部、14a 内臓脂肪量算出部、14b 皮下脂肪量算出部、21 定電流生成部、22 端子切替部、23 電位差検出部、24 胴部情報検出部、25 被験者情報入力部、26 表示部、27 操作部、28 電源部、29 メモリ部、100A〜100D 装着用ベルト、120 電極支持体、121 前面、125A,125B 電極パッド、126A,126B,220,222 接続ケーブル、140 ベルト部、141,147,363,366 開口部、142 帯状部材、144,148,364 掛止部材、145,365 フック部、146,362 被掛止部材、149 ピン、151,152 バックル部、153,154 透光窓部、200 下肢用ユニット、210 台部、211 上面、221,223,225,227 コネクタ、300A〜300D,300Aa,300Ab 上肢用ユニット、310 右手用グリップ部、320 左手用グリップ部、340 本体部、360 垂設部材、360a 突起、400 被験者、401 右足、402 左足、403 右手、404 左手、405 胴部、AR1〜AR3,D1,D2 矢印、BA1〜BA4,BL1〜BL4,BU1〜BU4 背部用電極、FR,FL 足用電極、FL′,FR′ 足臀部用電極、HR,HL 手用電極、S1〜S13 ステップ。
Claims (10)
- 被験者の胴部の背中側の部分である背部の表面に接触させるための背部用電極、および被験者の上肢の表面に接触させるための上肢用電極を含む複数の電極と、
前記複数の電極を用いて被験者の身体の生体インピーダンスを測定する生体インピーダンス測定部と、
前記生体インピーダンス測定部にて測定された前記生体インピーダンスに基づいて体脂肪量を算出する体組成情報算出部と、
被験者の胴部周りに締結されることによって、被験者の背部の表面に前記背部用電極を押圧した状態で接触させるための装着用ベルトと、
被験者の手で把持可能な把持部を含み、前記把持部に前記上肢用電極が設けられた上肢用ユニットと、を備え、
前記上肢用ユニットは前記装着用ベルトに対して、取り付けられることおよび取り外されることが可能となっている、
体脂肪測定装置。 - 前記装着用ベルトは、第1係合部材を有し、
前記上肢用ユニットは、前記第1係合部材に対して係合可能な第2係合部材を有し、
前記第1係合部材が前記第2係合部材に対して係合状態となることによって、前記上肢用ユニットは前記装着用ベルトに取り付けられ、
前記係合状態が解除されることによって、前記上肢用ユニットは前記装着用ベルトから取り外される、
請求項1に記載の体脂肪測定装置。 - 前記第1係合部材は、前記装着用ベルトに取り付けられることによって開口部を形成しており、
前記第2係合部材は、前記開口部に挿入可能なように所定の長さを有しており、
前記第2係合部材が前記開口部に挿入されることによって、前記上肢用ユニットは前記装着用ベルトに取り付けられ、
前記第2係合部材が前記開口部から引き抜かれることによって、前記上肢用ユニットは前記装着用ベルトから取り外される、
請求項2に記載の体脂肪測定装置。 - 前記第1係合部材の前記装着用ベルトに対する取り付け位置は、前記装着用ベルトの長手方向に沿って移動可能となっている、
請求項2または3に記載の体脂肪測定装置。 - 前記上肢用ユニットは、前記体組成情報算出部によって算出された前記体脂肪量を含む体組成情報を表示可能な表示部を有している、
請求項1から4のいずれかに記載の体脂肪測定装置。 - 前記上肢用ユニットは、被験者からの指令を受け付けるための操作部を有している、
請求項1から5のいずれかに記載の体脂肪測定装置。 - 前記複数の電極は、被験者の下肢の表面に接触させるための下肢用電極をさらに含み、
被験者が乗ることで前記下肢用電極を被験者の足の裏に接触させるための下肢用ユニットをさらに備える、
請求項1から6のいずれかに記載の体脂肪測定装置。 - 前記上肢用ユニットおよび前記装着用ベルトが相互に電気的に有線接続されており、
前記上肢用ユニットおよび前記装着用ベルトのいずれか一方が前記下肢用ユニットに電気的に有線接続されている、
請求項7に記載の体脂肪測定装置。 - 前記上肢用ユニット、前記装着用ベルト、および前記下肢用ユニットを接続している接続ケーブルは、前記上肢用ユニット、前記装着用ベルト、および前記下肢用ユニットに対する接続が着脱可能となっている、
請求項7または8に記載の体脂肪測定装置。 - 前記下肢用ユニットは、被験者の体重を測定する体重測定部を含んでいる、
請求項7から9のいずれかに記載の体脂肪測定装置。
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