CN111526787A - 状况评价装置、状况评价方法以及程序 - Google Patents

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Abstract

构成状况评价装置的生物体测定装置(10)包括:体重测定部(102),获取使用者的体重;电阻测定部(103),获取使用者的特定的部位的生物体阻抗;以及状况评价部(105),基于使用者的体重和特定的部位的生物体阻抗,评价特定的部位的状况。

Description

状况评价装置、状况评价方法以及程序
技术领域
本发明涉及一种对身体的状态进行评价的状况评价装置、状况评价方法以及程序。
背景技术
一般而言,在身体的一部分产生炎症等情况下,此部分的体水分量会增加,因此该部分的生物体阻抗降低。作为利用了这样的现象的装置,提出了测定使用者的生物体阻抗,利用此测定的值来判定使用者的患部的状态的判定装置(参照日本专利JP4422997B)。
发明内容
然而,使用者的生物体阻抗不仅在一天之内变动,还会按天变动。因此,在上述这样的装置中,因炎症等的产生而引起的生物体阻抗的变化由于生物体阻抗的日内和日间变动而抵消,恐怕会被判定为使用者的身体部位的状态为正常。
本发明是着眼于这样的问题点而完成的,其目的在于,提供一种高精度地评价使用者的身体部位的状态的状况评价装置、状况评价方法以及程序。
根据本发明的某一方案,状况评价装置包括:体重获取单元,获取使用者的体重;阻抗获取单元,获取所述使用者的特定的部位的生物体阻抗;以及评价单元,基于所述使用者的体重和所述部位的生物体阻抗来评价所述部位的状况。
根据该方案,在评价使用者的身体部位的状况时,不仅考虑使用者的生物体阻抗,还考虑与使用者的生物体阻抗的日内和日间变动具有相关性的使用者的体重。
通过考虑使用者的体重,容易确定使用者的生物体阻抗的获取值中的、因日内和日间变动而引起的变动分量,因此能准确地提取因使用者的身体部位的状况的变化引起的生物体阻抗的变动分量。因此,能高精度地评价使用者的身体部位的状态。
附图说明
图1是举例示出本发明的第一实施方式中的生物体测定装置的外观的图。
图2是表示生物体测定装置的功能构成的一个例子的框图。
图3是表示与身体的细胞有关的等效电路的构成例的电路图。
图4是表示伴随着施加于使用者的交流电流的频率的变化的电抗分量与电阻分量的关系的图。
图5是表示细胞外液的电阻的变化与电抗分量的最小点的变化的关系的图。
图6是表示生物体阻抗的电阻分量与体重的关系的图。
图7是表示本实施方式中的状况评价方法的处理过程例的流程图。
图8是表示状况评价处理的处理过程例的流程图。
图9是表示第二实施方式中的校正炎症度的方法的一个例子的图。
图10A是表示正常判定时的使用者的电阻分量与体重的关系的图。
图10B是表示第三实施方式中的正常判定时的诊断方法的一个例子的图。
图11A是表示正常判定时的使用者的电阻分量与体重的关系的图。
图11B是表示第四实施方式中的正常判定时的诊断方法的一个例子的图。
图12是表示第五实施方式中的检测使用者的体水分量的过度的减少的方法的一个例子的图。
图13是表示本实施方式中的状态判定处理的处理过程例的流程图。
图14是表示第六实施方式中的检测长期的脱水症状的方法的一个例子的图。
图15是表示本实施方式中的状况评价方法的处理过程例的流程图。
图16A是表示第七实施方式中的检测测定部位的肌肉处于发达的状态的方法的一个例子的图。
图16B是表示本实施方式中的检测测定部位的肌肉处于萎缩的状态的方法的一个例子的图。
具体实施方式
以下,一边参照附图,一边对本发明的各实施方式进行说明。
(第一实施方式)
图1是举例示出本发明的第一实施方式中的生物体测定装置10的外观的概略图。
生物体测定装置10构成评价使用者的状态的状况评价装置。生物体测定装置10具备:电源开关1,用于向生物体测定装置10供给电力;体重计2,用于测定使用者的体重;以及电极部3和电极部4,用于测定使用者的双腿的生物体阻抗。而且,生物体测定装置10具备用于测定使用者的双臂的生物体阻抗的电极部5和电极部6、显示操作装置7、通信装置8以及打印装置9。
在体重计2上,在载置使用者的双脚的载台面上,电极部3配置为与使用者的右脚接触,并且电极部4配置为与使用者的左脚接触。
电极部3具有:电极3a,用于使电流流过使用者的右脚;以及电极3b,用于检测由于从电极3a向右脚施加电流而在右脚产生的电压。电极部4具有:电极4a,用于使电流流过使用者的左脚;以及电极4b,用于检测由于从电极4a向左脚施加电流而在左脚产生的电压。
电极部5具有:第一电极,用于使电流流过使用者的右手;以及第二电极,用于检测由于从该第一电极向右手施加电流而在右手产生的电压。电极部6具有:第一电极,用于使电流流过使用者的左手;以及第二电极,用于检测由于从该第一电极向左手施加电流而在左手产生的电压。
显示操作装置7接受通过使用者的输入操作而设定的基础生物体信息,并且对使用者显示身体的全部或一部分的状况的评价结果。作为基础生物体信息,可以举出例如使用者的身高、年龄以及性别等。显示操作装置7例如通过触摸面板式或按钮式的液晶显示装置等来实现。
通信装置8与未图示的外部终端进行通信。例如,通信装置8经由近距离无线通信或便携电话网等与外部终端进行通信。本实施方式的通信装置8将由生物体测定装置10获得的生物体信息发送给外部终端,或者从外部终端接受包括与使用者有关的过去的测定值等生物体数据。
这样,本实施方式的生物体测定装置10在测定使用者的体重的同时测定使用者的生物体阻抗。当测定使用者的生物体阻抗时,使用者用右手握住电极部5并且用左手握住电极部6,用右脚踩踏电极部3并且用左脚踩踏电极部4。在该状态下,生物体测定装置10测定使用者的右腿、左腿、右臂以及左臂的各部位的生物体阻抗。
需要说明的是,作为生物体测定装置10,也可以代替电极部3至6或除了电极部3至6以外使用附带有卷绕于双手和双脚的带型的电极部的生物体测定装置。通过使用带型的电极部,使用者能任意地选择测定部位。需要说明的是,不一定需要带型的电极部,只要是能任意地选择测定部位的电极部即可,例如,也可以是夹子型的电极部等。
图2是表示本实施方式中的生物体测定装置10的主要的功能构成的框图。
生物体测定装置10具备:操作部101、体重测定部102、电阻测定部103、相关数据保持部104、状况评价部105、显示部106、通信部107、存储部108以及控制部109。
操作部101接受将图1所示的电源开关1切换为接通(ON)或断开(OFF)时的操作。此外,操作部101通过使用者的操作接受使用者的基础生物体信息。例如,由触摸传感器、按钮或拨号盘等设定的信息被输入到操作部101中。
体重测定部102构成获取使用者的体重的体重获取单元。体重获取单元例如包括:测量使用者的体重的体重计2等测量仪、基于通过此测量仪测量使用者的体重而得到的值来测定使用者的体重的测定装置或者从外部的测定装置或外部终端接收并获取表示使用者的体重的体重数据的装置。
本实施方式的体重测定部102使用图1所示的体重计2来测定使用者的体重。例如,也可以是,体重测定部102基于上述的基础生物体信息来推定衣服的重量,计算出从体重计2的测量值中减去此推定的重量而得到的值作为使用者的体重。
电阻测定部103构成获取与使用者的特定的部位有关的生物体阻抗的阻抗获取单元。作为特定的部位,只要是能通过测定器具测定的部位即可,例如,可以举出身体的右腿、左腿、右臂以及左臂等部位。
上述的阻抗获取单元例如包括:测量使用者的特定的部位的阻抗的电阻测量仪或者基于通过该电阻测量仪测量使用者的特定的部位的阻抗而得到的值来测定使用者的特定的部位的阻抗的测定装置。或者,阻抗获取单元也可以是从外部的测定装置或外部终端接收并获取表示使用者的特定的部位的生物体阻抗的电阻数据的构成。
本实施方式的电阻测定部103使用图1所示的电极部3至6中的每一个向使用者的各部位施加特定的频率的交流电流,在施加了交流电流的状态下检测各部位的交流电压。然后,电阻测定部103利用使用者的各部位的施加电流值和检测电压值来测定使用者的全身和各部位的生物体阻抗。
例如,电阻测定部103可以按每个测定部位运算出生物体阻抗的电阻分量和电感分量中的至少一方的分量。这样的电阻测定部103构成运算生物体阻抗的电抗分量和电阻分量的各值的分量运算单元。
而且,电阻测定部103也可以将在操作部101中由使用者设定的身高、年龄以及性别等基础生物体信息应用于规定的回归式来计算其他生物体指标。作为其他生物体指标,例如,可以举出全身和各部位的脂肪率、脂肪量、去脂肪量、肌肉量、内脏脂肪量、内脏脂肪水平、内脏脂肪面积、皮下脂肪量、基础代谢量、骨量、体水分率、体水分量、BMI(BodyMassIndex:体重指数)、细胞内液量以及细胞外液量等。
为了确定使用者的生物体阻抗的日内变动和日间变动,相关数据保持部104按身体的各部位保持表示人的生物体阻抗与体重的相关关系的相关数据。相关数据保持部104的相关数据例如在电源开关1被设定为接通时通过控制部109的指示从存储部108获取。
作为上述的相关数据,例如,可以举出表示示出了使用者的身体整体的体重与使用者的特定的身体部位的生物体阻抗的关系的规定的回归线的函数的系数或者用于求出此回归线的使用者的个人数据或集体数据等。个人数据是使用者处于健康的状态时测定的生物体阻抗和体重的各测定值的时序数据,集体数据是收集了多个人的生物体阻抗和体重的各测定值的测定数据。需要说明的是,回归线可以是由二次函数表示的直线,也可以是由多项式表示的曲线。
这样,相关数据保持部104构成获取表示人的体重与身体部位的生物体阻抗的相关关系的规定的回归线的回归线获取单元。在本实施方式的相关数据保持部104中,按特定的每个身体部位保持有表示使用者的体重与测定部位的生物体阻抗的相关关系的回归直线的系数。相关数据保持部104例如由易失性存储器(RAM;Random Access Memory;随机存取存储器)构成。
状况评价部105构成基于使用者的体重和使用者的特定的身体部位的生物体阻抗评价确定的身体部位的状况的评价单元,在该评价单元中包括相关数据保持部104。状况评价部105所评价的特定的身体部位的状况中包括由于该身体部位发生异常而伴随该身体部位中的体水分量的变化的状况。
作为伴随身体部位中的体水分量的变化的状况的一个例子,可以举出浮肿。以下,作为状况评价装置的一个实施方式,对进行在使用者的特定的身体部位是否产生了炎症的评价的状况评价装置进行说明。本实施方式的状况评价装置对由于在特定的身体部位产生炎症而身体部位的体水分量增加的状态,即产生了浮肿进行评价。
例如,状况评价部105基于使用者的体重的测定值来计算由电阻测定部103测定的测定部位的生物体阻抗的标准值。在此所说的标准值是考虑了因体水分量的日内变动和日间变动引起的生物体阻抗的变动的值。
具体而言,状况评价部105参照相关数据保持部104,按使用者的每个测定部位使用相关数据来计算回归直线。然后,状况评价部105计算此回归直线中与使用者的体重的测定值对应的各测定部位的生物体阻抗的值来作为标准值。
然后,状况评价部105按每个测定部位比较生物体阻抗的测定值和上述的标准值。在生物体阻抗的测定值低于标准值的情况下,状况评价部105可以认为测定部位的体水分量过度增加,因此判定为测定部位产生炎症。
除此之外,状况评价部105求出测定部位的生物体阻抗的测定值和标准值的差分量,根据此差分量运算出表示测定部位的炎症的程度的炎症度。在本实施方式中,状况评价部105求出根据使用者的体重的获取值和测定部位的生物体阻抗的获取值而确定的测定点与预先设定的回归线之间的距离,根据此距离的长度运算出测定部位的炎症度。在此所说的测定点是在以身体的体重为一个轴、以测定部位的生物体阻抗为另一个轴的坐标上标示的坐标点。需要说明的是,炎症度是表示测定部位中的体水分量的变化的程度的体水分量变化度的一个例子。
例如,状况评价部105在判定为使用者的测定部位产生了炎症的情况下,如上述那样运算出炎症度。一般而言,测定部位的炎症越强,则测定值相对于生物体阻抗的标准值的下降量越增加。因此,在本实施方式中,测定值的下降量越大,则所运算出的测定部位的炎症度越大。
这样,状况评价部105构成使用根据相关数据获得的规定的回归线和使用者的生物体阻抗和体重双方的测定值来运算出测定部位的炎症度的运算单元。
状况评价部105针对使用者的各个测定部位,将表示测定部位的炎症的有无的判定结果和表示测定部位的炎症度的评价数据记录于相关数据保持部104。
显示部106构成图1所示的显示操作装置7。显示部106显示存储于相关数据保持部104的评价数据或判定结果。而且,显示部106也可以显示由电阻测定部103运算出的生物体信息。
通信部107构成图1所示的通信装置8。通信部107例如为了向外部终端通知使用者的健康状态而将使用者的体重的测定值、使用者的各部位的生物体阻抗的测定值、表示炎症的有无的判定结果以及炎症度等发送给外部终端。
需要说明的是,通信部107也可以从外部终端接收记录于相关数据保持部104的相关数据。或者,通信部107也可以为了生成相关数据而从外部终端接收表示使用者的体重和各部位的生物体阻抗的测定值的时序数据。
存储部108由非易失性存储器(ROM;Read Only Memory;只读存储器)和易失性存储器(RAM;Random Access Memory)等构成。在存储部108中储存有控制生物体测定装置10的动作的控制程序。即,存储部108是储存有用于实现本实施方式的功能的程序的记录介质。而且,存储部108中储存有相关数据。
控制部109包括中央运算处理装置(CPU;Central Processing Unit)、输入接口以及将它们相互连接的总线。控制部109通过读出储存于存储部108的控制程序并使中央运算处理装置执行该控制程序,经由输入接口控制生物体测定装置10的各部。
如上述那样,控制部109对操作部101、体重测定部102、电阻测定部103、相关数据保持部104、状况评价部105、显示部106、通信部107以及存储部108中的每一个进行控制。
需要说明的是,构成控制部109的中央运算处理装置也可以执行操作部101、体重测定部102、电阻测定部103、相关数据保持部104、状况评价部105、显示部106、通信部107以及存储部108等各部的功能。
接着,参照图3至图6对本实施方式中的评价测定部位的炎症的程度的方法进行说明。
图3是表示以电气元件等效地表示身体的细胞的构成的等效电路100的构成例的电路图。
生物体组织的电气特性如等效电路100那样表示。在等效电路100中,电阻分量Re[Ω]对应于细胞外液的电阻,电阻分量Ri[Ω]对应于细胞内液的电阻,电容分量Cm[μF]对应于细胞膜的电容。
细胞外液的电阻Re很大程度上表现出身体的体水分的增减带来的影响,因此是容易短期变化的电阻分量。与此相对,细胞内液的电阻Ri很大程度上表现出身体的肌细胞的发育状态带来的影响,因此是容易长期变化的电阻分量。
在等效电路100中,细胞外液的电阻Re与串联连接的细胞膜的电容Cm和细胞内液的电阻Ri并联连接。等效电路100的阻抗Z对应于生物体阻抗,如以下算式(1)所示。
[数式1]
Figure BDA0002557400120000091
需要说明的是,j表示虚数(j2=-1)。
如算式(1)所示,生物体阻抗Z为复阻抗,作为生物体阻抗Z的实数部的电阻分量R和作为虚数部的电抗分量X如以下算式(2)所示。
[数式2]
Figure BDA0002557400120000092
Figure BDA0002557400120000093
电阻分量R是相当于等效电路100的电阻的分量,电抗分量X是相当于等效电路100的电容和电感的分量。当电抗分量X取正值时,电抗分量X表示相当于等效电路100的电感的分量,当电抗分量X取负值时,电抗分量X表示相当于等效电路100的电容的分量。
在使用图3所示的等效电路100来评价使用者的身体部位的状况时,存在为了检测短期的体水分量的变化而捕捉细胞外液的电阻Re的变化的方法和为了检测长期的体水分量的变化而捕捉细胞内液的电阻Ri的变化的方法。在这些方法中,为了评价炎症的程度作为测定部位的内部状态,优选使用捕捉细胞外液的电阻Re的变化的方法。
接着,参照图4对捕捉细胞外液的电阻Re的变化的方法进行简单说明。
图4是说明伴随着施加于使用者的交流电流的频率变化的电抗分量X和电阻分量R的变化的图。图4中示出了用交流阻抗方法创建科尔-科尔图(Cole-Cole Plot)的一个例子。
科尔-科尔图是指以各测定频率中的复阻抗的实数部为横轴,以负成为上方的方式将虚数部设为纵轴的曲线图,是电化学领域中通常使用的表现方法。
在该例中,使交流电流的频率在20[kHz]至125[kHz]的范围内变化。此时,用实线表示基于上述的算式(1)计算出的电抗分量X和电阻分量R的运算结果。并且,星形标记的点PZ50是使用频率50[kHz]的交流电流来测定与生物体阻抗Z有关的电阻分量R50和电抗分量X50时的测定点。
如图4所示,在向人体施加交流电流来测定生物体阻抗的方法中,一般而言,在交流电流的测定频率为50[kHz]处或其附近,存在生物体阻抗Z的电抗分量X变小的拐点(极点)。
即,在测定人体的生物体阻抗Z的情形中,在测定频率为50[kHz]处或其附近,电抗分量X变得最小。该最小点如以下的图5所示,根据细胞外液的电阻Re而变化。
图5是表示细胞外液的电阻Re的变化与电抗分量X的最小点的变化的关系性的图。
在图5中,用点线表示细胞外液的电阻Re为标准值时的科尔-科尔图。而且,用实线和虚线分别表示细胞外液的电阻Re为比标准值小的值和比标准值大的值时的科尔-科尔图。在这些科尔-科尔图的半圆上示出了星形标记的点P50,此星形标记的点P50是使用频率50[kHz]的交流电流来测定生物体阻抗Z时的测定点。
一般,在生物体中,脱水症状越严重,则细胞外液的水分量越减少,因此细胞外液的电阻Re变大,另一方面,炎症越强,则细胞外液的水分量越增加,因此细胞外液的电阻Re变小。这样,因测定部位的脱水症状和炎症引起的水分量的变化表现为细胞外液的电阻Re的变化。
因此,在测定部位产生了炎症的情况下,如图5所示,测定部位的炎症越强,则细胞外液的电阻Re越小,因此测定部位的电阻分量R降低,并且电抗分量X上升。
这样,伴随与细胞外液的水分量具有相关性的电阻Re发生变化,电抗分量X的最小点也发生变化,并且在此最小点处的电阻分量R也发生变化。因此,当因测定部位的炎症而引起的细胞外液的水分量发生变化时,电抗分量X和电阻分量R双方发生变化。当然,伴随细胞外液的水分量的变化,具有电抗分量X和电阻分量R的生物体阻抗本身也发生变化。
如以上那样,通过捕捉生物体阻抗Z、电抗分量X以及电阻分量R中的至少一个电阻值的变化,能捕捉细胞外液的电阻Re的变化。其结果是,作为表示测定部位的状态的一个症状,能评价测定部位的炎症的程度。即,在本实施方式中,能根据与细胞外液的电阻Re具有相关性的测定部位的生物体阻抗Z推定测定部位的炎症的程度。
另一方面,与细胞外液的水分量具有相关性的电阻Re不仅根据测定部位的炎症而变化,还根据日常生活而变化。例如,在入浴前和入浴后,细胞外液的水分量大幅变化,因此细胞外液的电阻Re也大幅变化。
这样的因日常生活引起的细胞外液的电阻Re的变动有时会抵消因测定部位的炎症引起的细胞外液的电阻Re的变化。以下,将因日常生活引起的细胞外液的电阻Re的变动的情况称为生物体阻抗Z的日内变动和日间变动。
上述的日内变动和日间变动是指在维持肌细胞的发育状态不变的状态下细胞外液的水分量发生变化的现象。短期的体水分量的变化是因日内变动和日间变动引起的变化,如果大概在三个月以内,则肌细胞的发育状态几乎没有变化,因此认为体水分量的变化是由于细胞外液的移动引起的。
因此,可以说短期的体重的变化受肌细胞的变化的影响小,受体水分量的变化的影响大,因此生物体阻抗Z的日内变动和日间变动与体重的变化具有高的相关性。因此,在本实施方式中,在评价测定部位的炎症的程度时,除了与生物体阻抗Z有关的电阻值以外,还考虑体重的测定值,由此提高了测定部位的状况的评价精度。
图6是表示测定部位的生物体阻抗Z的电阻分量R与表示使用者的身体整体的重量的体重W的关系的图。
图6中示出了:作为由使用者的体重W和测定部位的电阻分量R的各测定值确定的多个坐标点的测定点P0、Pt1以及Pt2;以及表示体重W与身体部位的电阻分量R的相关关系的回归直线L1。各个测定点是在一个月左右的短时间内测定的,例如,假定运动选手在短期内将自身的体重W减到设为目标的值的情形。
用圆形标记表示测定部位处于正常状态时的测定点P0,用四边形标记表示在测定部位产生弱的炎症时的测定点Pt1,用三角形标记表示在测定部位产生强的炎症时的测定点Pt2
回归直线L1是按圆形标记的每个测定点P0以回归直线L1与测定点P0的距离变小的方式使用最小二乘法等近似法来求出的。需要说明的是,用于求出回归直线L1的测定点P0可以是使用者的过去的测定值,也可以是收集了特定的人的测定值的集体数据。
表示回归直线L1的二次函数如以下的算式(3)所示。该二次函数的变量y对应于使用者的体重W,变量x对应于测定部位的电阻分量R。表示回归直线L1的二次函数的系数a1和b1是例如通过最小二乘法等近似法或统计数据等来求出的。
[数式3]
y=a1x+b1 (3)
如回归直线L1所示,短期的体重W的变化与测定部位的电阻分量R的变化之间具有高的相关关系。并且,对于日常生活中的电阻分量R的变化而言,细胞外液的移动是支配性的,因此可以说容易表现为使用者的体重W的变化。
例如,在日常生活中细胞外液的水分量正常地变化的状况下,使用者的体重W与电阻分量R的日内变动和日间变动相应地变化,因此测定点沿着回归直线L1变化。
因此,假设即使电阻分量R从上一次的测定值起发生了一定程度的变化,在测定点存在于回归直线L1的附近的状况下,也可以判定为此电阻分量R的变化是日常生活中的使用者的正常的日内变动和日间变动。
另一方面,在测定部位产生肌肉挫伤或扭伤等炎症的情况下,由使用者的体重W和电阻分量R的各测定值确定的测定点如四边形标记和三角形标记的测定点Pt1和Pt2那样大幅偏离回归直线L1。
像这样测定点偏离回归直线L1的理由是,当在测定部位产生炎症时,体液集中到此测定部位而与体水分量的日内变动和日间变动无关,因此测定部位的细胞外液增加。其结果是,尽管使用者的体重W减少,但由于测定部位处的炎症,体液增加而细胞外液的电阻Re不会变大,电阻分量R几乎不会发生变化。
此外,在测定部位产生了炎症的情况下,测定部位的炎症越强,则体液在测定部位越增加,因此使用者的测定点与回归直线L1的距离变大。因此,如图6所示,三角形标记的测定点Pt2与回归直线L1的距离D2比回归直线L1与四边形标记的测定点Pt1的距离D1长。关于测定点Pt1和Pt2的变化,假定在使用者的减重过程中,例如在大腿等部位产生炎症,之后炎症进一步变强的情形。
这样,通过求出表示使用者的体重W和电阻分量R的相关性的回归直线L1与使用者的测定点之间的距离,能高精度地评价测定部位的炎症的程度。需要说明的是,在该例中,为了捕捉细胞外液的变化而使用了电阻分量R,但也可以使用生物体阻抗Z或电抗分量X代替电阻分量R。即使在这样的情况下,也能高精度地评价测定部位的炎症的程度。
因此,在本实施方式中,状况评价部105运算出由使用者的体重W和测定部位的生物体阻抗Z的各测定值确定的测定点与确定生物体阻抗Z的日内变动和日间变动的回归直线L1的距离。然后,状况评价部105根据运算出的距离的长度评价测定部位的炎症的程度。
需要说明的是,作为使用者的测定点与回归直线L1的距离,可以举出电阻轴向的距离、体重轴向的距离、或者相对于回归直线L1的垂线方向的距离等。电阻轴向的距离是指从作为与体重W的测定值对应的回归直线L1上的电阻值的标准值到电阻分量R的测定值的下降量。体重轴向的距离是指从作为电阻分量R的测定值中的回归直线L1上的体重值的标准值到体重W的测定值的下降量,垂线方向的距离是指从测定点朝向右斜上方延伸至回归直线L1的垂线的距离。
此外,关于使用者的测定点与回归直线L1的距离,由于伴随测定部位的炎症的水分量的增加,电阻轴向的距离有变化最大的倾向。因此,本实施方式的状况评价部105求出电阻轴向的距离D作为使用者的测定点与回归直线L1的距离。由此,能高精度地评价测定部位的炎症。
图7是表示本实施方式中的生物体测定装置10的状况评价方法的处理过程例的流程图。
在步骤S1中,体重测定部102为了确定生物体阻抗Z的日内变动和日间变动而测定使用者的体重W。
在步骤S2中,电阻测定部103测定使用者的各部位的生物体阻抗Z。本实施方式的电阻测定部103按每个测定部位基于上述的算式(1)运算出生物体阻抗Z的电阻分量R。
在步骤S3中,状况评价部105执行基于使用者的体重W和使用者的测定部位的生物体阻抗Z评价测定部位的状况的状况评价处理。需要说明的是,将在后文参照图8对状况评价处理进行说明。
在步骤S4中,显示部106显示状况评价处理的结果。例如,显示部106按每个测定部位显示产生炎症的意思或测定部位正常的意思。
然后,当步骤S4的处理结束时,控制部109结束状况评价方法的一系列的处理。
图8是表示与步骤S3中执行的状况评价处理有关的处理过程例的流程图。该状况评价处理按使用者的每个测定部位执行。
在步骤S31中,相关数据保持部104从例如通信部107或存储部108获取表示不产生炎症的健康的特定的人的体重W与测定部位的电阻分量R的关系的回归直线L1。本实施方式的相关数据保持部104获取表示回归直线L1的二次函数的系数a1和b1并将其作为相关数据保持。
然后,状况评价部105从相关数据保持部104获取系数a1和b1并基于此系数a1和b1计算出回归直线L1。即,相关数据保持部104获取表示特定的人的生物体阻抗Z与体重W的关系的规定的回归线。
在步骤S32中,状况评价部105求出由使用者的体重W和测定部位的电阻分量R这两者的测定值确定的测定点Pm与回归直线L1的距离D。
本实施方式的状况评价部105通过将使用者的体重W的测定值输入到回归直线L1的变量y,计算出变量x的输出值作为电阻分量R的标准值。然后,状况评价部105计算出电阻分量R的标准值与测定值之间的差分量作为测定点Pm与回归直线L1的距离D。
在步骤S33中,状况评价部105根据回归直线L1与使用者的测定点Pm的距离D运算出表示测定部位的炎症的程度的炎症度I。例如,在距离D表示零(0)的情况下,测定部位的炎症度I表示零。回归直线L1与使用者的测定点Pm的距离D越大,则状况评价部105将炎症度I设得越大。
在本实施方式中,表示电阻分量R的标准值与测定值间的差分量与测定部位的炎症度I的关系的炎症表被预先存储于相关数据保持部104或存储部108。然后,当状况评价部105计算出电阻分量R的标准值与测定值间的差分量时,参照炎症表来运算与所计算出的差分量建立关联的炎症度I。
这样,状况评价部105利用使用者的体重W、测定部位的生物体阻抗Z以及作为表示这两个参数的相关性的回归线的回归直线L1来运算测定部位的炎症度I。
在步骤S34中,状况评价部105执行根据炎症度I的大小来判定测定部位的状态的状态判定处理。本实施方式的状况评价部105基于炎症度I判定测定部位的状态并将所判定的结果输出至显示部106。
例如,在炎症度I表示零的情况下,状况评价部105生成测定部位为正常的意思的判定结果。
然后,当步骤S34的处理结束时,控制部109结束状况评价处理的子例程,返回至图7所示的状况评价方法的主例程。
接着,以下对第一实施方式的作用效果进行说明。
根据第一实施方式,构成状况评价装置的生物体测定装置10包括:体重测定部102,测定使用者的体重W;以及电阻测定部103,测定使用者的特定的部位的生物体阻抗Z。并且,生物体测定装置10包括状况评价部105,该状况评价部105基于使用者的体重W和生物体阻抗Z来评价由电阻测定部103测定的特定的部位的状况。
一般而言,使用者的体重W的变动很大程度上是由体水分量的变动引起的,与生物体阻抗Z的日内变动和日间变动具有相关性。因此,在本实施方式中,在评价测定部位的状况时,不仅考虑使用者的生物体阻抗Z,还一并考虑使用者的体重W。
通过这样考虑使用者的体重W,容易从使用者的生物体阻抗Z的测定值之中确定因日内变动和日间变动引起的变动分量,因此能准确地提取因身体部位的状态异常引起的生物体阻抗Z的变动分量。因此,能高精度地评价使用者的测定部位的状态。
此外,根据本实施方式,生物体测定装置10还包括相关数据保持部104,该相关数据保持部104获取如图6所示的回归直线L1作为表示人的体重W与身体部位的生物体阻抗Z的相关关系的规定的回归线。然后,状况评价部105利用使用者的生物体阻抗Z、体重W以及规定的回归直线L1来判定使用者的测定部位的状况。
由此,通过将使用者的体重W应用于回归直线L1来确定生物体阻抗Z的日内和日间变动,因此能从生物体阻抗Z的测定值中排除日内变动和日间变动。因此,能准确地判定使用者的测定部位的状态是否良好。
此外,根据本实施方式,状况评价部105所判定的测定部位的状况包括伴随体水分量的变化的状况,状况评价部105运算出表示测定部位的体水分量的变化的程度的体水分量变化度。体水分量变化度因例如炎症、浮肿以及肌肉的萎缩等状态异常而发生变化。
这样,通过检测排除了使用者的日内变动和日间变动的体水分量的变化,能确定伴随体水分量的变化的测定部位的状态异常。
此外,根据本实施方式,如图6所示,状况评价部105求出由使用者的测定部位的生物体阻抗Z和体重W确定的测定点Pm与回归直线L1的距离D,根据此距离D的长度运算出表示测定部位的炎症的程度的炎症度I作为上述的体水分量变化度。测定点Pm是在体重W和测定部位的生物体阻抗Z的坐标系中由两者的获取值标示的坐标点。
测定部位的炎症的程度与测定部位的生物体阻抗Z的变化之间存在相关关系,因此通过求出从回归直线L1到测定点Pm的距离D,能推定除去测定部位的生物体阻抗Z的日内和日间变动后的变化量。因此,与使用者的生物体阻抗Z有关的日内和日间变动的影响被减轻,因此状况评价部105能计算出误差小的炎症度I。
此外,根据本实施方式,相对于回归直线L1中的与使用者的体重W对应的生物体阻抗Z的标准值的测定值的下降量越大,则状况评价部105将测定部位的炎症度I设得越大。由此,测定部位的炎症越强,则状况评价部105能将测定部位的炎症度I设得越大。
此外,根据本实施方式,在使用者的体重W的测定值中,在使用者的生物体阻抗Z的测定值低于回归直线L1的标准值的情况下,状况评价部105判定为测定部位产生了炎症。
这样,通过以回归直线L1为基准进行炎症的判定,由于考虑到生物体阻抗Z的日内和日间变动,因此能准确地判定测定部位的炎症的有无。
此外,如图5所示,测定部位的体水分量与生物体阻抗Z的电抗分量X和电阻分量R中的任意的电阻值具有相关性。因此,根据本实施方式,在评价测定部位的炎症的程度时,可以使用电抗分量X和电阻分量R中的至少一方的电阻值来代替生物体阻抗Z。即使在该情况下,也能高精度地评价测定部位的炎症的程度,即体水分量的变化的程度。
(第二实施方式)
图9是表示第二实施方式中的校正炎症度I的方法的一个例子的图。
图9中示出了:回归直线L1、左臂的上一次测定点PL1和本次测定点PL2以及右臂的上一次测定点PR1和本次测定点PR2。而且,还示出了:左臂的从上一次测定点PL1到本次测定点PL2的左臂向量VL、右臂的从上一次测定点PR1到本次测定点PR2的右臂向量VR
通常,左臂与右臂具有对称性,因此左臂的肌肉与右臂的肌肉处于几乎相同的发育状态。然而,也有左臂和右臂的肌肉的发育状态不同的人。
例如,在评价左臂的肌肉比右臂的肌肉萎缩的使用者的测定部位的情形下,假设即使使用者的左臂产生了炎症,也如图9所示,不仅是右臂的本次测定点PR2,左臂的本次测定点PL2也位于回归直线L1的附近。
其结果是,左臂的本次测定点PL2和右臂的本次测定点PR2共同位于回归直线L1的附近,因此状况评价部105判定为使用者的左臂和右臂都为正常,没有产生炎症。这样,尽管实际上使用者的左臂有炎症倾向,也可能得到显示右臂和左臂这两者都为正常的错误的判定结果。
对此,第二实施方式的状况评价部105基于左臂向量VL和右臂向量VR对左臂和右臂中的至少一方的炎症度I进行校正。
具体而言,状况评价部105根据左臂的本次测定点PL2与回归直线L1的距离D来运算出左臂的炎症度I,并且根据右臂的本次测定点PR2与回归直线L1的距离D来运算出右臂的炎症度I。
除此之外,状况评价部105选择左臂向量VL和右臂向量VR中的与回归直线L1的倾斜度接近的一方的向量。在该例中,右臂向量VR被选择为一方的向量。
然后,状况评价部105求出从所选择的一方的向量减去另一方的向量后的差分向量Vd,利用此差分向量Vd来校正另一方的炎症度I。具体而言,状况评价部105根据差分向量Vd的方向和大小的数值来变更另一方的炎症度I。
在此,从所选择的一方的向量减去另一方的向量后的差分向量Vd的大小越大,则表示与另一方的向量对应的部位中的与炎症有关的变化越大。此外,如果差分向量Vd的方向为横轴正方向,则表示与另一方的向量对应的部位中的炎症有发展倾向(或产生了炎症),另一方面,如果差分向量Vd的方向为横轴负方向,则表示与另一方的向量对应的部位中的炎症有改善倾向。
即,如果差分向量Vd的方向为横轴正方向,状况评价部105以差分向量Vd的大小越大则炎症度I越大的方式进行校正。同样,如果差分向量Vd的方向为横轴负方向,状况评价部105以差分向量Vd的大小越大则炎症度I越小的方式进行校正。
这样,通过利用左臂向量VL和右臂向量VR,即使是对于左右的肌肉的发育状态不同的使用者而言,也能更准确地评价左右的测定部位的炎症度I。
需要说明的是,在本实施方式中,对左侧部位和右侧部位中的一方的炎症度I进行了校正,但也可以分别计算出左臂向量VL和右臂向量VR与回归直线L1形成的角,根据按每个测定部位计算出的所成的角来校正炎症度I。由此,能对于左右的测定部位提高炎症度I的精度。
接着,以下对第二实施方式的作用效果进行说明。
根据第二实施方式,电阻测定部103测定左侧部位的生物体阻抗ZL和右侧部位的生物体阻抗ZR作为使用者的生物体阻抗Z。例如,作为左侧部位和右侧部位可以举出左臂和右臂以及左腿和右腿。
并且,例如,如图9所示,状况评价部105获取左臂的上一次测定点PL1和本次测定点PL2作为第一测定数据,获取右臂的上一次测定点PR1和本次测定点PR2作为第二测定数据。
上述的第一测定数据是以时序表示由使用者的体重W和左侧部位的生物体阻抗Z确定的左测定点PL的测定数据。并且,第二测定数据是以时序表示由使用者的体重W和右侧部位的生物体阻抗Z确定的右测定点PR的测定数据。
例如,在第一测定数据中,在时序中示出了测定时刻以及使用者的体重W和左侧部位的生物体阻抗Z的测定值。第一测定数据和第二测定数据例如存储于相关数据保持部104或存储部108。
在获取到第一测定数据和第二测定数据后,状况评价部105基于第一测定数据求出左测定点PL的向量VL,并且基于第二测定数据求出右测定点PR的向量VR。然后,状况评价部105基于左测定点PL的向量VL和右测定点PR的向量VR来校正左侧部位和右侧部位中的至少一方的炎症度I。
例如,如图9所示,状况评价部105基于左臂的上一次测定点PL1和本次测定点PL2求出左臂向量VL,并且基于右臂的上一次测定点PR1和本次测定点PR2求出右臂向量VR。然后,状况评价部105基于此左臂向量VL和右臂向量VR来校正相对于回归直线L1的倾斜度偏离较大的一方的测定部位的炎症度I。
由此,即使是右侧部位和左侧部位的肌肉的状态不同的使用者,由于考虑到各部位的状态的推移,因此能高精度地评价测定部位的炎症状态。
(第三实施方式)
在上述的实施方式中,在使用者的测定点Pm1位于回归直线L1的附近或线上的情况下,状况评价部105判定为使用者的测定部位为正常。然而,在使用者的测定部位产生炎症的情况下,在由于使用者过量饮食而引起体重增加的状况下,相对于伴随测定部位的炎症的水分量的增加,使用者的测定点Pm1由于因过量饮食引起的体重的增加而接近回归直线L1。
即,在上述的实施方式中,伴随在使用者的测定部位产生的炎症的水分量的增加有时会被认为是由于因使用者过量饮食引起的体重增加的影响而导致因日内和日间变动引起的水分量增加,从而无法正确判定炎症的程度。
因此,第三实施方式的状况评价部105即使在判定为使用者的测定部位为正常的情况下,也考虑因使用者的过量饮食引起的体重增加的影响来校正测定部位的炎症度I。以下,参照图10A和图10B对校正测定部位的炎症度I的方法进行说明。
图10A是表示使用者的测定点Pm1与回归直线L1的位置关系的一个例子的图。
如图10A所示,使用者的测定点Pm1位于回归直线L1的附近或线上。在这样的情况下,状况评价部105判定为使用者的测定部位为正常。
然而,在使用者的测定点Pm1上加入了伴随使用者的测定部位的炎症的电阻分量R的下降量和由于过量饮食引起的体重W的增加量。以下对使用者的测定点Pm1进行说明。
首先,在回归直线L1的线上用虚线的圆形标记表示的正常点PN是使用者没有过量饮食且在测定部位没有产生炎症的状态下的使用者的理想的测定点。
在此,当使用者的测定部位产生炎症时,电阻分量R随着测定部位的水分量的增加而变小,因此使用者的测定点从正常点PN向存在于左方向(横轴减少方向)的炎症点PI位移。在该状态下,若使用者还过量饮食,则使用者的体重W暂时增加而体水分量不变,因此该使用者的测定点从炎症点PI向存在于上方向(纵轴增加方向)的测定点Pm1位移。
这样,即使在测定部位产生炎症且测定部位的水分量增加,由于过量饮食导致的体重的增加,使用者的测定点Pm1有时也会位移到回归直线L1的附近或线上。其结果是,尽管测定部位产生了炎症,也表示测定部位为正常的判定结果。
与此相对,本实施方式的状况评价部105即使在判定为测定部位为正常的情况下,也利用与测定部位的生物体阻抗Z有关的电阻分量R与电抗分量X的相关关系来诊断测定部位的判定结果。
图10B是表示使用者的测定点Pm2与回归直线L2的位置关系的一个例子的图。
在图10B中,横轴表示电阻分量R,纵轴表示电抗分量X。测定点Pm2是由测定部位的电抗分量X的测定值Xm和电阻分量R的测定值Rm双方的值确定的复平面上的坐标点。圆形标记的测定点PZ0是在测定部位为正常的状态下测定生物体阻抗Z时的测定点。
回归直线L2是表示测定部位的生物体阻抗Z的电抗分量X与电阻分量R的关系的规定的分量回归线。如图5所示,随着细胞外液的电阻Re发生变化,电抗分量X和电阻分量R这两者也沿固定的方向变化。因此,测定部位的电抗分量X和电阻分量R相互具有回归直线L2所示那样的相关性。
如回归直线L1那样,回归直线L2是以回归直线L2与测定点PZ0的距离变小的方式使用最小二乘法等近似法来求出的。测定点PZ0可以是使用者的个人数据,也可以是收集了没有产生炎症的健康的多个人的测定值的集体数据。表示回归直线L2的二次函数的系数或用于求出回归直线L2的测定点PZ0被作为分量相关数据而存储于例如相关数据保持部104或存储部108。
例如,在使用者的测定部位为正常的情况下,使用者的测定点被标示在回归直线L2的附近或线上。另一方面,在测定部位产生了炎症时,细胞膜被破坏,细胞内液向细胞外流出,因此在测定部位,细胞外液的液量增加。伴随于此,细胞内液的液量减少,如图3所示,连接于细胞膜的电容Cm的细胞内液的电阻Ri变大,因此电抗分量X增加。因此,在测定部位产生了炎症时,在图10B的回归直线L2的上侧标示测定点Pm2。
如图10B所示,在电阻分量R的测定值Rm中,电抗分量X的测定值Xm与回归直线L2的标准值相比越大,则测定部位的体水分的增加量越大。因此,测定部位的炎症的程度越强,则电抗分量X的测定值与回归直线L2的标准值的差分越大。
接着,对本实施方式中的状况评价部105的动作进行说明。
如图10A所示,本实施方式的状况评价部105在基于使用者的体重W和测定部位的电阻分量R而判定为测定部位为正常的情况下,求出使用者的测定点Pm2与回归直线L2的距离。即,状况评价部105构成偏离运算单元,所述偏离运算单元运算出与由电抗分量X和电阻分量R双方的测定值确定的测定点Pm2与回归直线L2的距离相应的偏离度。关于在此所说的偏离度,例如,测定点Pm2与回归直线L2的距离越长,则偏离度的值越大。
在此,作为使用者的测定点Pm2与回归直线L2的距离,可以举出例如电阻轴向的距离、电抗轴向的距离、或者相对于回归直线L2的垂线方向的距离等。在此所说的电阻轴向的距离是指从作为与电抗分量X的测定值Xm对应的回归直线L2上的电阻值的标准值到测定值Rm的上升量。电抗轴向的距离是指从作为与电阻分量R的测定值Rm对应的回归直线L2上的电抗值的标准值到电抗分量X的测定值Xm的上升量。垂线方向的距离是指从测定点Pm2朝向左斜下方延伸至回归直线L2的垂线的距离。
在图10B所示的曲线图中,为了确定测定部位的炎症的产生,不仅考虑图10A所示的电阻分量R的影响,还考虑电抗分量X的影响。因此,使用者的测定点Pm2与回归直线L2的距离优选使用表示电抗分量X的影响的电抗轴向的距离。因此,本实施方式的状况评价部105求出电抗轴向的距离DL2作为使用者的测定点Pm2与回归直线L2的距离。由此,能高精度地评价测定部位的炎症。
然后,状况评价部105根据使用者的测定点Pm2与回归直线L2的距离DL2来校正表示大致零的炎症度I。例如,状况评价部105以测定点Pm2相对于回归直线L2的上升量越大则表示大致零的值越大的方式来校正炎症度I。
这样,本实施方式的状况评价部105除了利用了使用者的体重W与测定部位的生物体阻抗Z的相关关系的炎症评价之外,还进行利用了测定部位的电抗分量X与电阻分量R的相关关系的炎症评价。
通过进行利用了测定部位的电抗分量X与电阻分量R的相关关系的炎症评价,能排除因使用者的过量饮食引起的体重W的增加的影响。因此,即使在使用者刚刚过量饮食之后对特定的部位的生物体阻抗Z进行测定的状况下,状况评价部105也能正确地判定测定部位的炎症。即,与第一实施方式相比,本实施方式的状况评价部105能高精度地评价测定部位的状态。
需要说明的是,在本实施方式中,使用了回归直线L2作为表示电抗分量X与电阻分量R的相关关系的回归线,但也可以使用由多项式表示的回归曲线。
接着,以下对第三实施方式的作用效果进行说明。
根据第三实施方式,相关数据保持部104获取并保持表示测定部位的电抗分量X与电阻分量R的关系的规定的回归直线L2。而且,电阻测定部103运算出与使用者的生物体阻抗Z有关的电抗分量X和电阻分量R。
并且,状况评价部105在基于使用者的体重W和测定部位的生物体阻抗Z判定为测定部位为正常的情况下,运算出表示电抗分量X和电阻分量R的测定点Pm2与回归直线L2的距离DL2的偏离度。然后,状况评价部105根据此偏离度来校正测定部位的炎症度I。测定点Pm2是在电抗分量X和电阻分量R的复平面上由两者的获取值标示的坐标点。
由此,即使在基于使用者的体重W和测定部位的生物体阻抗Z判定为测定部位为正常的情况下,也能高精度地测定部位的炎症。
(第四实施方式)
接着,参照图11A和图11B对第四实施方式中的状况评价部105评价测定部位的状态的方法进行说明。
图11A与图10A所示的内容相同,图11B是表示使用者的测定点Pm3与回归直线L3的位置关系的一个例子的图。图11B中的横轴为高频阻抗Zhigh,横轴为低频阻抗Zlow
低频阻抗Zlow是在科尔-科尔图中使用比电抗分量X成为最小值的基准频率低的第一频率进行测定时的生物体阻抗Z。在此所说的第一频率的范围例如为20[kHz]至50[kHz]的范围。低频阻抗Zlow由电阻测定部103测定。
高频阻抗Zhigh是使用比上述的基准频率高的第二频率进行测定时的生物体阻抗Z。在此所说的第二频率的范围例如为50[kHz]至250[kHz]的范围。高频阻抗Zhigh由电阻测定部103测定。
测定点Pm3是在高频阻抗Zhigh和低频阻抗Zlow的坐标中由两者的测定值确定的坐标点。
回归直线L3是表示低频阻抗Zlow与高频阻抗Zhigh的相关关系的回归线。低频阻抗Zlow与电阻分量R具有相关性。这是因为,如图3所示,细胞内液的电阻Ri的影响由于细胞膜的电容Cm而变小,细胞外液的电阻Re的影响处于支配地位。
高频阻抗Zhigh与电抗分量X具有相关性。这是因为,与低频阻抗Zlow相比,细胞内液的电阻Ri的影响由于细胞膜的电容Cm而变大,细胞内液的电阻Ri的影响处于支配地位。因此,低频阻抗Zlow和高频阻抗Zhigh相对于电阻分量R与电抗分量X的关系具有相同的相关性。
如回归直线L1那样,回归直线L3是以回归直线L3与圆形标记的测定点PLH的距离D变小的方式使用最小二乘法等近似法而求出的。测定点PLH可以是使用者的个人数据,也可以是收集了多个人的个人数据的集体数据。表示回归直线L3的二次函数的系数或用于求出回归直线L3的测定点PLH被作为分量相关数据而存储于例如相关数据保持部104或存储部108。
这样,本实施方式的状况评价部105获取表示低频阻抗Zlow与高频阻抗Zhigh的相关关系的回归直线L3,求出回归直线L3与测定点Pm3的距离D。
在此,作为回归直线L3与使用者的测定点Pm3的距离,可以举出例如低频阻抗轴向的距离、高频阻抗轴向的距离、或者相对于回归直线L3的垂线方向的距离等。在此所说的低频阻抗轴向的距离是指从高频阻抗Zhigh的测定值中的回归直线L3上的低频阻抗值到测定值Zm的下降量。高频阻抗轴向的距离是指从作为与低频阻抗Zlow的测定值Zm对应的回归直线L3上的高频阻抗值的标准值到高频阻抗Zhigh的测定值Xm的上升量。垂线方向的距离是指从测定点Pm3朝向右斜上方延伸至回归直线L3的垂线的距离。
在图11B所示的曲线图中,为了确定测定部位的炎症的产生,不仅考虑图10A所示的电阻分量R的影响,还考虑电抗分量X的影响。因此,测定点Pm3与回归直线L3的距离优选使用与电抗分量X相关性高的高频阻抗轴向的距离。因此,本实施方式的状况评价部105求出高频阻抗轴向的距离DL3作为使用者的测定点Pm3与回归直线L3的距离。由此,能高精度地评价测定部位的炎症。
并且,状况评价部105在基于使用者的体重W和测定部位的生物体阻抗Z判定为测定部位为正常的情况下,根据测定点Pm3与回归直线L3的距离DL3来校正测定部位的炎症度I。
接着,以下对第四实施方式的作用效果进行说明。
根据第四实施方式,电阻测定部103获取使用第一频率测定的使用者的低频阻抗Zlow作为生物体阻抗Z的电阻分量R。并且,电阻测定部103获取使用比第一频率高的第二频率测定的使用者的高频阻抗Zhigh作为电抗分量X。
一般而言,与生物体阻抗Z有关的电抗分量X容易受到噪声混入电极部3至6各自的测定电缆的影响。对此,在本实施方式中,将电阻分量R和电抗分量X分别替换成低频阻抗Zlow和高频阻抗Zhigh
由此,在生物体测定装置10中,可以仅通过确保了测定精度的生物体阻抗Z来评价炎症度I,因此能抑制噪声混入测定电缆的影响。即,能降低校正炎症度I的校正值的误差。
此外,在本实施方式中,仅通过在第一频率与第二频率之间切换测定频率来测定生物体阻抗Z就能如图11B所示那样检测测定部位的体水分量的变化,因此不需要运算电抗分量X和电阻分量R。因此,与第三实施方式相比,能减轻电阻测定部103的运算负荷,并且能抑制由于电抗分量X和电阻分量R的运算误差引起的噪声混入测定电缆的影响。
需要说明的是,低频阻抗Zlow和高频阻抗Zhigh的比率(Zhigh/Zlow)与基准频率下的电阻分量R具有相关性。因此,也可以将作为图11A的横轴的电阻分量R替换为比率(Zhigh/Zlow)。即使在该情况下,假设噪声混入了测定电缆,也能高精度地评价炎症度I。
(第五实施方式)
一般而言,若在使用者减轻体重的状况下使用者的体水分量过度减少,则恐怕会危害使用者的健康。因此,在第五实施方式中,参照图12,对使用者减重的状况下检测使用者的体水分量的过度减少的方法进行说明。
图12是表示第五实施方式中的使用者的体水分量的过度减少的方法的一个例子的图。即,本实施方式的状况评价部105具有判定在使用者的减重过程中使用者的身体整体是否产生短期的脱水症状的功能。
图12中示出了:回归直线L1、测定部位的上一次测定点PN1和本次测定点PN2、上一次测定点PN1与本次测定点PN2的距离DN以及减重阈值Td
如图12所示,本次测定点PN2处于回归直线L1的附近,因此状况评价部105判定为使用者的测定部位为正常。然而,虽然测定部位没有产生炎症,但也假定使用者的体水分量过度地减少。体水分量的过度的减少可能发生在例如使用者进行过度的减重的情况或者使用者长时间进入桑拿房的情况等。
与此相对,本实施方式的状况评价部105判断本次测定点PN2处的体重值是否低于上一次测定点PN1处的体重值,且上一次测定点PN1与本次测定点PN2的距离DN是否超过减重阈值Td。然后,在本次测定点PN2处的体重值低于上一次测定点PN1处的体重值,且上述的距离DN超过减重阈值Td的情况下,状况评价部105判定为使用者的体水分量过度地减少。在此所说的减重阈值Td是用于判定体水分量是否过度地减少的阈值,是利用实验数据或统计数据等预先设定的阈值。
在本实施方式中,在相关数据保持部104中存储有表示上一次测定点PN1的测定数据。在表示上一次测定点PN1的测定数据中,上一次的测定时刻、使用者的体重W的测定值以及使用者的测定部位的电阻分量R的测定值相互建立关联地被储存。
然后,状况评价部105参照相关数据保持部104来获取上一次测定点PN1并计算上一次测定点PN1与本次测定点PN2的距离DN。而且,状况评价部105求出上一次测定点PN1的测定时刻与本次测定点PN2的测定时刻的测定间隔,根据此测定间隔的长度来变更减重阈值Td。例如,测定间隔越长,则状况评价部105将减重阈值Td设得越大。
而且,状况评价部105判断上一次测定点PN1与本次测定点PN2的距离DN是否超过减重阈值Td。然后,在距离DN超过减重阈值Td的情况下,状况评价部105判定为使用者的体水分量过度地减少。另一方面,在距离DN为减重阈值Td以下的情况下,状况评价部105判定为使用者为正常的状态。
接着,以下对第五实施方式的作用效果进行说明。
根据第五实施方式,状况评价部105在基于本次测定点PN2判定为测定部位为正常的情况下,基于上一次测定点PN1与本次测定点PN2的距离DN判定使用者的体水分量是否过度地减少。
由此,即使在基于使用者的体重W和测定部位的生物体阻抗Z判定为测定部位为正常的情况下,也能评价为使用者的体水分量过度地减少的异常的状态。因此,能抑制使用者的不合理的减重。
此外,生物体测定装置10可以仅具备第三实施方式至第五实施方式中的任意一个,也可以具备第三实施方式至第五实施方式的全部实施方式。图13中示出了具备第三实施方式至第五实施方式的全部实施方式的生物体测定装置10的动作的一个例子的流程图。
图13是表示本实施方式中的状态判定处理的处理过程例的流程图。本实施方式的状态判定处理例如在图8的步骤S34中执行。
在步骤341中,如图8的步骤S33所述,状况评价部105判断根据评价对象的测定部位中的测定点Pm与回归直线L1的距离D而求出的炎症度I是否处于正常范围Rn。
上述的正常范围Rn是例如零或者对于零加上炎症度I的运算误差范围。在测定部位的炎症度I不在正常范围Rn的情况下,状况评价部105进入步骤S355的处理。
在步骤S342中,在测定部位的炎症度I处于正常范围Rn的情况下,如图10B所示,状况评价部105从相关数据保持部104获取表示与生物体阻抗Z有关的电阻分量R与电抗分量X的相关性的回归直线L2。
在步骤S343中,状况评价部105计算由使用者的电阻分量R和电抗分量X的测定值确定的测定点Pm2与回归直线L2的距离DL2
在步骤S344中,状况评价部105根据测定点Pm2与回归直线L2的距离DL2来校正测定部位的炎症度I。
在步骤S345中,如图9所述,状况评价部105求出从上一次测定点PRW1到本次测定点PRW2的测定向量Vm。
在步骤S346中,状况评价部105判断测定向量Vm的朝向相对于回归直线L1的倾斜度是否在一致范围内。在此所说的一致范围是考虑运算误差等而确定的值。在测定向量Vm的朝向相对于回归直线L1的倾斜度在一致范围内的情况下,进入步骤S349的处理。
在步骤S347中,在测定向量Vm的朝向相对于回归直线L1的倾斜度不在一致范围内的情况下,如图9所示,状况评价部105求出左右的测定向量Vm的差分向量Vd。具体而言,状况评价部105求出与测定向量Vm的朝向在一致范围内的评价对象的测定部位相反的一侧的测定部位的测定向量Vm,求出两者的测定部位的测定向量Vm的差分向量Vd
在步骤S348中,如图9所示,状况评价部105根据差分向量Vd来校正测定部位的炎症度I。
在步骤S349中,状况评价部105判断至少在步骤S344中炎症度I被校正之后的炎症度Ic是否在上述的正常范围Rn。然后,在校正后的炎症度Ic不在正常范围Rn的情况下,状况评价部105进入步骤S355的处理。
在步骤S350中,在校正后的炎症度Ic在正常范围Rn的情况下,状况评价部105判断本次测定点PRW2所示的体重W的本次值是否相对于上一次测定点PRW1所示的体重W的上一次值减少。具体而言,状况评价部105判断体重W的本次值是否低于上一次值。
在步骤S351中,在使用者的体重W的本次值从上一次值减少的情况下,状况评价部105判断表示评价对象的测定向量Vm的大小的距离DN是否超过减重阈值Td
在步骤S352中,在距离DN为减重阈值Td以下的情况下,状况评价部105判定为在测定部位无炎症且为适当的减重。
在步骤S353中,如图12所示,在距离DN超过减重阈值Td的情况下,状况评价部105判定为在测定部位无炎症且为过度的减重。
在步骤S354中,在使用者的体重W的本次值未从上一次值减少的情况下,状况评价部105判定为在测定部位无炎症。
在步骤S355中,在步骤S341或S349中炎症度I或Ic超过正常范围Rn的情况下,状况评价部105判定为测定部位产生炎症。
当步骤S352至S355的处理中的任一个处理结束时,状况评价部105将判定结果输出至显示部106并返回至图8的子例程。
(第六实施方式)
接着,参照图14和图15对第六实施方式中的判定使用者的身体整体是否产生长期的脱水症状的方法进行说明。
作为在生物体中细胞内液的电阻Ri减少的状况,可以认为是因肌细胞萎缩而引起身体整体长期的脱水。因此,在本实施方式中,特别对捕捉细胞内液的电阻Ri的变化的方法进行说明。
图14是说明细胞外液的变化小的情况下的、伴随细胞内液的变化的生物体阻抗Z的科尔-科尔图的变化的图。
在图14中,以细胞外液的电阻Re的变化小为前提,用点线表示细胞外液的电阻Ri为标准值时的科尔-科尔图,用虚线和实线分别表示细胞外液的电阻Ri为比标准值大的值和比标准值小的值时的科尔-科尔图。
在生物体阻抗Z的各个科尔-科尔图中示出了星形标记的点P50和三角形标记的点P25。星形标记的点P50是向使用者施加频率50[kHz]的交流电流而测定生物体阻抗Z时的测定点,三角形标记的点P25是向使用者施加频率25[kHz]的交流电流而测定生物体阻抗Z时的测定点。
如图14所示,细胞内液的电阻Ri越小,则科尔-科尔图的极点的电抗分量X越上升,并且此极点的电阻分量R也越上升。另一方面,细胞内液的电阻Ri越大,则极点的电抗分量X越降低,并且此极点的电阻分量R也越降低。
同样,细胞内液的电阻Ri越小,则点P25和点P50的电抗分量X和电阻分量R都越增加,细胞内液的电阻Ri越大,则星形标记的电抗分量X和电阻分量R都越减少。
不过,在细胞外液的电阻Re的变化小的情况下,使用测定频率范围内的低频侧的频率而测定的电抗分量X的值与使用高频侧的频率而测定的电抗分量X的值相比,细胞内液的电阻Ri发生变化时的变化量变小。同样,使用低频侧的频率而测定的电阻分量R的值在细胞内液的电阻Ri发生变化时的变化量也变小。
因此,在细胞外液的电阻Re的变化小的情况下,可以说使用两点的频率测定到的电抗分量X间的差分绝对值Ad越大则细胞内液的电阻Ri越大。同样,可以说差分绝对值Ad越小则细胞内液的电阻Ri越小。
因此,本实施方式的状况评价部105首先选择使用两点的测定频率中的不易受到细胞内液的电阻Ri的变化的影响的低频侧的测定频率的电抗分量X和电阻分量R中的至少一方的分量。然后,状况评价部105计算出所选择的至少一方的分量的上一次值与本次值的时序变化量,当此时序变化量为规定的阈值以下时,判断为细胞外液的电阻Re的变化小。
除此之外,对于状况评价部105而言,在判断为细胞外液的电阻Re的变化小的情况下,针对使用互不相同的两点的频率而测定的电抗分量X的差分绝对值Ad判断本次值是否大于上一次值。然后,对于状况评价部105而言,在判断为本次值大于上一次值的情况下,认为细胞内液的电阻Ri变大,因此判定为使用者的身体整体为长期的脱水症状。
这样,通过捕捉科尔-科尔图中的电抗分量X的最小值的变化,能检测细胞内液的电阻Ri的增加,因此能检测使用者的身体整体的长期的脱水症状。
图15是表示本实施方式中的状况评价处理的处理过程例的流程图。本实施方式的状况评价处理在图7的步骤S3中执行。
在步骤S21中,电阻测定部103使用例如作为基准频率的50[kHz]的频率作为第一测定频率来测定测定部位的电抗分量Xn1,将测定出的本次值记录于相关数据保持部104。
在步骤S22中,电阻测定部103使用例如25[kHz]或100[kHz]的频率作为第二测定频率来测定测定部位的电抗分量Xn2,将测定出的本次值记录于相关数据保持部104。在本实施方式中,使用比第一频率低的频率作为第二测定频率。
这样,电阻测定部103使用互不相同的多个频率,按每个测定部位测定各频率的生物体阻抗Z的电抗分量X。
在步骤S23中,状况评价部105从相关数据保持部104分别获取第一测定频率和第二测定频率的电抗分量X的本次值Xn1和Xn2来计算表示各测定频率的本次值彼此的差分的绝对值的本次差分绝对值Ad1。本次差分绝对值Ad1是两点的频率的电抗分量X的本次值Xn1与Xn2之间的差分的绝对值。
在步骤S24中,状况评价部105从相关数据保持部104分别获取第一测定频率和第二测定频率的电抗分量X的上一次值Xp1和Xp2来计算表示各测定频率的上一次值彼此的差分的绝对值的上一次差分绝对值Ad2。上一次差分绝对值Ad2是两点的频率的电抗分量X的上一次值Xp1与Xp2之间的差分的绝对值。
在步骤S25中,状况评价部105判断使用互不相同的两点的频率测定出的低频侧的电抗分量X和电阻分量R的时序变化量中的至少一方是否为规定的阈值Th以下。阈值Th是为了判定细胞外液的电阻Re的变化小而通过实验数据或模拟结果预先设定的值。
在本实施方式中,作为使用比第一频率低的第二频率测定出的低频侧的电抗分量X的时序变化量,状况评价部105判断上一次值Xp2与本次值Xn2的差分的绝对值是否为阈值Th以下。然后,在低频侧的电抗分量X的时序变化量超过阈值Th的情况下,状况评价部105判定为使用者的身体整体不是长期的脱水状态,进入步骤S31的处理。
在步骤S26中,在低频侧的电抗分量X的时序变化量为阈值Th以下的情况下,状况评价部105判断本次差分绝对值Ad1与上一次差分绝对值Ad2的差分是否为变化检测阈值α以下。变化检测阈值α是用于确定细胞内液的减少的阈值,预先设定为在生物体阻抗Z的科尔-科尔图中检测极点的降低。
在步骤S27中,在本次差分绝对值Ad1与上一次差分绝对值Ad2的差分超过变化检测阈值α的情况下,状况评价部105认为肌肉细胞萎缩,因此判定为使用者的身体整体为长期的脱水症状。
在步骤S27的处理结束的情况、步骤S26中差分(Ad1-Ad2)为变化检测阈值α以下的情况、或者步骤S25中时序变化量(|Xn2-Xp2|)超过阈值Th的情况下,控制部109进入步骤S31的处理。
需要说明的是,在图15中,对在步骤S21和S22中电阻测定部103测定电抗分量X的例子进行了说明,但除了电抗分量X以外,电阻测定部103还可以测定电阻分量R。
在这样的情况下,也可以是,在步骤S24中,代替低频侧的电抗分量X的时序变化量或除了低频侧的电抗分量X的时序变化量以外,状况评价部105判断低频侧的电阻分量R的时序变化量是否为规定阈值以下。例如,在低频侧的电抗分量X的时序变化量为阈值Th以下且低频侧的电阻分量R的时序变化量为阈值以下的情况下,状况评价部105判定为细胞外液的电阻Re的变化小。
接着,以下对第六实施方式的作用效果进行说明。
根据第六实施方式,电阻测定部103使用互不相同的多个频率,按每个频率测定与使用者的生物体阻抗Z有关的电抗分量X。然后,在细胞外液的变化小的情况下,状况评价部105基于本次的各频率的电抗分量X的最小值和上一次的各频率的电抗分量X的最小值来判定身体整体是否产生长期的脱水症状。
这样,在细胞外液的变化小的情况下,通过检测本次的电抗分量X的最小值和上一次的电抗分量X的最小值的变化,如图14所示,能捕捉细胞内液的电阻Ri的变化。因此,能确定肌细胞的状态,因此能判定身体整体是否产生长期的脱水症状。
此外,根据本实施方式,电阻测定部103按每个频率获取使用上述的第一测定频率和第二测定频率作为两点的频率而测定出的测定部位的电抗分量X。然后,状况评价部105运算出本次差分绝对值Ad1和上一次差分绝对值Ad2作为各频率的电抗分量X的最小值。
如图14所示,两点的频率下的电抗分量X的差分绝对值Ad越大,则各频率的电抗分量X的最小值越小。因此,即使测定频率的点数减至两点,也能判定身体整体是否产生长期的脱水症状。即,能减轻状况评价部105的运算负荷,并且能精细地评价测定部位的状态。
(第七实施方式)
接着,参照图16A和图16B对第七实施方式中的评价测定部位的肌细胞的状态的方法进行说明。
图16A是表示肌肉处于发达的状态下的肌细胞的样子的一个例子的图。如图16A所示,在肌肉为发达的状态下,肌细胞肥大且细胞内液变多。
图16B是表示肌肉处于萎缩的状态下的肌细胞的样子的一个例子的图。如图16B所示,在肌肉为萎缩的状态下,肌细胞萎缩且细胞内液变少。
这样,细胞内液的水分量由于肌肉细胞的肥大和萎缩而变化。因此,通过捕捉细胞内液的电阻Ri的变化,能评价使用者的肌细胞的发育状态。
如第六实施方式那样,本实施方式的状况评价部105通过检测生物体阻抗Z的科尔-科尔图中的极点的变化来捕捉细胞内液的电阻Ri的变化。
例如,如图15的步骤S24那样,状况评价部105判断本次差分绝对值Ad1是否超过上一次差分绝对值Ad2。然后,状况评价部105在本次差分绝对值Ad1超过上一次差分绝对值Ad2的情况下,判定为使用者的测定部位的肌肉萎缩,在本次差分绝对值Ad1低于上一次差分绝对值Ad2的情况下,判定为使用者的测定部位的肌肉发达。
需要说明的是,也可以使用将普通人的肌肉的状态定为基准的差分绝对值Ad来代替上一次差分绝对值Ad2。由此,能进行与普通人进行比较的评价。
这样,根据第七实施方式,通过捕捉细胞内液的电阻Ri的变化,能评价使用者的测定部位的肌肉的发育状态。
需要说明的是,第六实施方式和第七实施方式具有相同的判定方法,因此根据使用生物体测定装置10的人的用途来切换显示内容即可。例如,能在操作部101中输入使用者的类型,在选择了“运动员”、“老年人”或“幼儿”等情况下,显示肌肉的发育状态,在选择了“普通人”的情况下,显示身体整体是否处于长期的脱水状态。
以上,对本发明的实施方式进行了说明,但上述的实施方式不过是表示本发明的应用例的一部分,并不意味着将本发明的技术的范围限定于上述的实施方式的具体的构成。
本申请主张基于2017年12月28日向日本专利局提出申请的日本特愿2017-254712的优先权,将该申请的全部内容通过参照结合至本说明书。
附图标记说明:
10:生物体测定装置(状况评价装置);
102:体重测定部(体重获取单元);
103:电阻测定部(阻抗获取单元);
104:相关数据保持部(回归线获取单元、线段回归线获取单元);
105:状况评价部(评价单元、运算单元);
108:存储部(程序)。

Claims (14)

1.一种状况评价装置,包括:
体重获取单元,获取使用者的体重;
阻抗获取单元,获取所述使用者的特定的部位的生物体阻抗;以及
评价单元,基于所述使用者的体重和所述部位的生物体阻抗来评价所述部位的状况。
2.根据权利要求1所述的状况评价装置,其中,
所述评价单元包括回归线获取单元,其获取表示体重与身体部位的生物体阻抗的相关关系的规定的回归线,
所述评价单元使用所述使用者的体重、所述部位的生物体阻抗以及所述回归线来判定所述部位的状况。
3.根据权利要求2所述的状况评价装置,其中,
所述评价单元所判定的所述部位的状况包括伴随所述部位中的体水分量的变化的状况,
所述评价单元还包括运算单元,所述运算单元对表示所述部位中的所述体水分量的变化的程度的体水分量变化度进行运算。
4.根据权利要求3所述的状况评价装置,其中,
所述运算单元求出由所述使用者的体重和所述部位的生物体阻抗确定的坐标点与所述回归线的距离,根据该距离运算出所述体水分量变化度。
5.根据权利要求4所述的状况评价装置,其中,
所述使用者的所述部位的生物体阻抗包括该使用者的左侧部位的生物体阻抗和右侧部位的生物体阻抗,
所述运算单元基于按时序表示由所述使用者的体重和所述左侧部位的生物体阻抗确定的左坐标点的第一获取数据来求出该左坐标点的向量,
所述运算单元基于按时序表示由所述使用者的体重和所述右侧部位的生物体阻抗确定的右坐标点的第二获取数据来求出该右坐标点的向量,
所述运算单元基于所述左坐标点的向量和所述右坐标点的向量来校正所述体水分量变化度。
6.根据权利要求5所述的状况评价装置,其中,
所述运算单元根据所述左坐标点的向量和所述右坐标点的向量的差分向量来校正所述体水分量变化度。
7.根据权利要求3至6中任一项所述的状况评价装置,其中,
在所述使用者的体重下该使用者的生物体阻抗低于所述回归线的值的情况下,所述评价单元判定为所述部位发生了伴随所述体水分量的变化的状况。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的状况评价装置,其中,
所述部位的生物体阻抗包括该生物体阻抗的电抗分量和电阻分量中的至少一方的值。
9.根据权利要求7所述的状况评价装置,包括:
分量回归线获取单元,获取表示与所述部位的生物体阻抗有关的电抗分量和电阻分量的关系的规定的分量回归线;
分量运算单元,对由所述阻抗获取单元获取的与所述部位的生物体阻抗有关的电抗分量和电阻分量的各值进行运算;以及
偏离运算单元,对由所述各值确定的坐标点与所述分量回归线的偏离度进行运算,其中,
所述评价单元在基于所述体水分量变化度判定为所述部位为正常的情况下,根据所述偏离度校正所述体水分量变化度。
10.根据权利要求9所述的状况评价装置,其中,
所述阻抗获取单元获取使用了第一频率的所述使用者的生物体阻抗作为所述电抗分量,获取使用了超过所述第一频率的第二频率的所述使用者的生物体阻抗作为所述电阻分量。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的状况评价装置,其中,
所述阻抗获取单元获取使用了互不相同的多个频率的所述使用者的全身或所述部位的生物体阻抗的电抗分量,
所述评价单元基于本次的各频率的电抗分量中的最小值和上一次的所述各频率的电抗分量中的最小值来判定所述使用者的身体整体是否处于长期的脱水状态。
12.根据权利要求11所述的状况评价装置,其中,
所述阻抗获取单元获取使用了两点的频率的所述电抗分量,
所述评价单元运算出所述两点的电抗分量的差分绝对值作为所述各频率的电抗分量中的最小值。
13.一种状况评价方法,包括:
体重获取步骤,获取使用者的体重;
阻抗获取步骤,获取所述使用者的特定的部位的生物体阻抗;以及
评价步骤,基于所述使用者的体重和所述部位的生物体阻抗来评价所述部位的状况。
14.一种程序,该程序用于使计算机执行:
体重获取步骤,获取使用者的体重;
阻抗获取步骤,获取所述使用者的特定的部位的生物体阻抗;以及
评价步骤,基于所述使用者的体重和所述部位的生物体阻抗来评价所述部位的状况。
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