JP2000139865A - 皮下脂肪厚計 - Google Patents

皮下脂肪厚計

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JP2000139865A
JP2000139865A JP10319293A JP31929398A JP2000139865A JP 2000139865 A JP2000139865 A JP 2000139865A JP 10319293 A JP10319293 A JP 10319293A JP 31929398 A JP31929398 A JP 31929398A JP 2000139865 A JP2000139865 A JP 2000139865A
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JP
Japan
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electrode
subcutaneous fat
fat thickness
impedance
measurement
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JP10319293A
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English (en)
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Tetsuya Ishii
徹哉 石井
Yuichi Nakamori
勇一 中森
Yasuyuki Kubota
康之 久保田
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Sekisui Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sekisui Chemical Co Ltd
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    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/48Other medical applications
    • A61B5/4869Determining body composition
    • A61B5/4872Body fat

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  • Biophysics (AREA)
  • Pathology (AREA)
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  • General Health & Medical Sciences (AREA)
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  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡便で正確に皮下脂肪厚を計測できる皮下脂
肪厚計を提供する。 【解決手段】 人体のうち比較的皮下脂肪層の薄い部位
に接触させる第1電極21と、皮下脂肪厚を測定する部
位に当接させる第2電極11と、交流電流を出力する電
源回路と、第1電極21と第2電極11との間のインピ
ーダンスを測定する電気回路と、測定したインピーダン
スから皮下脂肪厚を算出する演算処理部とから構成され
たものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数の電極を皮膚
に接触させて皮下脂肪の厚さ等を計測するための皮下脂
肪厚計に関するものである。
【0002】
【従来の技術】簡便に皮下脂肪厚を計測できる従来の装
置としては、皮下脂肪をペンチで挟み、その挟んだ部分
の厚さを測定するキャリパーや、皮膚表面に超音波プロ
ーブをあて、皮下脂肪層内の筋膜で反射し皮膚表面に返
ってくる反射エコーの伝播時間を測定し、この伝播時間
から皮下脂肪厚を算出する装置がある。また、超音波を
利用して、皮下脂肪層と筋肉層との反射エコーの到達時
間を測定し、この到達時間から皮下脂肪厚を算出する装
置もある(例えば、特開昭62−213740号公報参
照)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、キャリパーを
用いた場合、皮下脂肪の硬さによって挟んだ部分の厚さ
が変化し、正確に皮下脂肪厚を測定できないという問題
があった。
【0004】また、超音波を利用して皮下脂肪を計測す
る装置を用いた場合は比較的正確に皮下脂肪厚を計測で
きるが、皮下脂肪層が厚い部位では、筋膜からの反射エ
コーと他の反射エコーとの区別ができないという問題が
あった。さらに、超音波を利用する場合は、皮膚表面の
超音波プローブを当てる部分にカップリングゼリーを塗
布する必要があり、簡便な計測が不可能であった。
【0005】本発明はこのような問題を解決すべく創案
されたもので、簡便で正確に皮下脂肪厚を計測できる皮
下脂肪厚計を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の皮下脂肪厚計
は、人体のうち比較的皮下脂肪層の薄い部位に接触させ
る第1電極と、皮下脂肪厚を測定する部位に当接させる
第2電極と、交流電流を出力する電源回路と、第1電極
と第2電極との間のインピーダンスを測定する電気回路
と、測定したインピーダンスから皮下脂肪厚を算出する
演算処理部とから構成されたものである。
【0007】また、前記第1電極がグリップ部の側面に
配設されており、前記第2電極が、グリップ部の一端部
に固定された皮膚当接部の皮膚当接面に配設されてお
り、計測時には、手でグリップ部を握ることにより掌を
第1電極に接触させた状態で、第2電極を測定部位に当
接させるように構成されていてもよい。
【0008】また、前記第2電極表面に、測定部位の皮
下脂肪層よりも充分に薄く、かつ、その容量が測定部位
の皮下脂肪層および毛細血管の容量よりも充分に小さい
絶縁膜が設けられていてもよい。
【0009】また、体脂肪率計測機能をさらに備えてい
てもよく、この場合、前記第2電極および前記インピー
ダンスの測定に使用する電気回路が、皮下脂肪厚の計測
と体脂肪率の計測との両方に用いられる。
【0010】
【発明の実施の形態】つぎに、本発明の皮下脂肪厚計の
実施の形態について図面を参照しつつ説明する。 [実施の形態1]図1は、本発明の皮下脂肪厚計の一実
施の形態を示す斜視図である。
【0011】この皮下脂肪厚計は、それぞれ絶縁性材料
で形成された皮膚当接部1とグリップ部2とから構成さ
れている。
【0012】グリップ部2の側面(すなわち、人がグリ
ップ部2を握ったときに掌に接触する面)の一部には、
例えば銅等の導電性材料や、導電材で覆われたプラスチ
ックで形成された第1電極21が配設されている。さら
に、グリップ部2の他端部側の側面には、計測した皮下
脂肪厚を数値等により示す表示部22が設けられてい
る。
【0013】また、皮膚当接部1は、円筒形状のグリッ
プ部2の一端部に固定されており、その皮膚当接面に、
例えば銅等の導電性材料で形成された第2電極11が配
設されている。
【0014】なお、図示していないが、皮膚当接部1や
グリップ部2の内側は中空状態になっており、皮下脂肪
厚を測定する際に人体に流す交流電流を出力する電源回
路や、第1電極21と第2電極11との間のインピーダ
ンスを測定する電気回路や、測定したインピーダンスか
ら皮下脂肪厚を算出したり、表示部22に表示用制御信
号を供給する演算処理部(例えば、CPU(centr
al processing unit)やメモリ等で
構成される)、および各部を電気的に接続する複数の配
線が配置されている。
【0015】次に、本発明の皮下脂肪厚計を用いた皮下
脂肪厚の測定手順について説明する。
【0016】図2は、本発明の皮下脂肪厚計の測定原理
を示す説明図である。まず、第1電極21を人体のうち
比較的脂肪層の薄い部位に接触させるために、グリップ
部2を手で握る。このとき、掌が第1電極21に接触し
た状態となる。
【0017】この状態で、皮膚当接部1の先端部分を人
体3の測定部位31に当接させる。このとき、第2電極
11が測定部位31に接触した状態になる。
【0018】次いで、グリップ部2等に設けた測定開始
スイッチ(図示せず)をON状態にすると、人体3を介
して第2電極11と第1電極21の間に交流電流が流れ
る。
【0019】最後に、演算処理部で、第1電極21と第
2電極11との間のインピーダンスの虚数部の値を求
め、その値から測定部位31の皮下脂肪層32の厚さ
(すなわち皮下脂肪厚)を算出し、算出結果を表示部2
2に表示する。
【0020】一般に、人体の皮下脂肪層以外の大抵の部
分は、所定の周波数の交流電流に対して純抵抗(インピ
ーダンスの虚数部が0)である。しかし、皮下脂肪層
は、電気を通しにくく、コンデンサとみなせる。従っ
て、人体に所定の周波数の交流電流を流し、このときの
インピーダンスの虚数部を求めることにより、皮下脂肪
厚を測定することができる。なお、前記所定の周波数と
は、通常300kHz以上であり、本実施の形態におい
て、測定周波数が1MHzである。
【0021】また、このような構成の皮下脂肪厚計にお
いては、皮膚層中に張りめぐらされた毛細血管の影響に
より、第1電極と第2電極との間のインピーダンスの虚
数部が減少する場合が有る。これは、一般に血液は電気
の伝導率が高く、皮膚に金属の電極(第2電極11)が
接触すると、毛細血管網に電流が流れてしまい、実効的
な電極間の距離が脂肪厚よりも減少するためである。
【0022】そこで、次に記載する実施の形態において
は、第2電極11の接触面に絶縁膜を設け、インピーダ
ンスの虚数部の減少を防止している。 [実施の形態2]以下、本発明の皮下脂肪厚計の他の実
施の形態について説明する。
【0023】図3は、本発明の皮下脂肪厚計の他の実施
の形態を示す斜視図である。この皮下脂肪厚計において
は、第2電極11の露出面に絶縁膜12を設けている。
この絶縁膜は、絶縁性を有するとともに誘電率の小さい
材料を用い、測定部位の皮下脂肪層よりも充分に薄く成
形されたものであり、その容量は測定部位の皮下脂肪層
および毛細血管の容量よりも充分に小さい。その一例と
しては、ティッシュペーパーのような薄紙がある。
【0024】このように、第2電極11の接触面に絶縁
膜12を設けると、交流電流は毛細血管の網目の間から
漏れ出して筋膜に到達する。その結果、正しくインピー
ダンスを測定することができ、インピーダンスの虚数部
を求めることができる。
【0025】次に、図4および図5を参照しつつ、絶縁
膜12を設けた場合のインピーダンスの虚数部の算出手
順について説明する。
【0026】図4は、絶縁膜12を設けた場合の皮下脂
肪厚計と人体との構成を回路記号等を用いて示す説明図
であり、図5は、図4に示す皮下脂肪厚計と人体との構
成のインピーダンスを等価的に示す回路図である。
【0027】図4において、S0+S1は第2電極11
に対向する筋肉層の表面積を示し、S1は第2電極11
に対向する毛細血管33の実効的な面積を示し、40は
電源回路を示している。また、C0は人体に流れた交流
電流のうち毛細血管33を通過しなかった交流電流に関
する第1電極21と第2電極11との間の容量を示し、
C1は毛細血管33の下の容量を示し、Rは血管等の純
抵抗を示す。また、符号A1で示す矢印は人体内での交
流電流の流れを示す。
【0028】一方、図5において、C0は第2電極と筋
肉層との間の容量を示し、C1は第2電極と毛細血管と
の間の容量を示し、C0′は筋肉層上に位置する絶縁膜
の容量を示し、C1′は毛細血管上に位置する絶縁膜の
容量を示す。すなわち、絶縁膜の全容量は容量C0′と
容量C1′との和に等しい。また、A2で示す矢印は、
第1電極21と第2電極11との間のインピーダンスZ
を示す。
【0029】ここで、容量C0を筋肉層の表面積S0と
脂肪の誘電率εと脂肪厚d0とを用い、容量C1を毛細
血管の実効表面積S1と脂肪誘電率εと第2電極から毛
細血管までの実効距離d1とを用い、容量C0′を筋肉
層の表面積S0と絶縁膜の誘電率ε′と絶縁膜の膜厚
d′とを用い、容量C1′を毛細血管の表面積S1と絶
縁膜の誘電率ε′と絶縁膜の膜厚d′とを用いると、次
式(1)〜(4)のように表現できる。
【0030】
【数1】
【0031】
【数2】
【0032】
【数3】
【0033】
【数4】
【0034】さらに、皮下脂肪厚計によって計測された
第1電極21と第2電極11との間のインピーダンスの
虚数部Im(Z)は、図5を参照すると、次式(5)の
ように表現できる。なお、式(5)において、ωは角周
波数を示す。
【0035】
【数5】
【0036】続いて、C0′はC0に対して充分に小さ
く、C1′はC1に対して充分に小さいとすると、式
(5)を次式(6)のように変形することができる。
【0037】
【数6】
【0038】続いて、C1′はC0′に対して充分に小
さいとすると、式(6)を次式(7)のように変形する
ことができる。
【0039】
【数7】
【0040】ここで、皮下脂肪のみに関するインピーダ
ンスの虚数部Z0は、皮下脂肪厚計によって計測された
第1電極21と第2電極11との間のインピーダンスの
虚数部Zから、絶縁膜に関するインピーダンスの虚数部
を引いたものに等しいので、次式(8)のように表現で
きる。
【0041】
【数8】
【0042】従って、本実施の形態においては、皮下脂
肪厚計を用いて第1電極と第2電極との間のインピーダ
ンスを測定した後、そのインピーダンスの虚数部から絶
縁膜に関するインピーダンスの虚数部を引いて皮下脂肪
に関するインピーダンスを求めればよい。
【0043】前述の実施の形態1および実施の形態2に
おいて、皮膚当接部がグリップ部に固定されていなくて
もよく、また、皮膚当接部をグリップ部に着脱自在な状
態で接続してもよく、いずれの場合においても第2電極
を測定部位に当接させた状態で、第1電極を比較的脂肪
の薄い部位に接触させることができればよい。
【0044】また、前述の実施の形態1および実施の形
態2において、皮下脂肪厚計に、算出結果を表示部に表
示するときに、同時に音または光によって計測終了を知
らせる機能を付加してもよい。
【0045】また、前述の実施の形態1および実施の形
態2において、皮下脂肪厚計に、電気的インピーダンス
法(BIA法)による体脂肪率計測機能を付加してもよ
く、第2電極を、皮下脂肪厚の計測と体脂肪率の計測と
の両方に用いてもよい。さらに、インピーダンスの測定
に使用する電気回路を、皮下脂肪厚および体脂肪率の両
計測に用いてもよい。
【0046】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
第2電極を測定部位に当接し、第1電極を比較的脂肪の
薄い部位に接触させるだけで皮下脂肪厚を計測できる。
従って、皮下脂肪の硬さに影響されることなく、カップ
リングゼリーを塗布することもなく、簡便で正確に皮下
脂肪厚を計測できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の皮下脂肪厚計の一実施の形態を示す斜
視図である。
【図2】本発明の皮下脂肪厚計の測定原理を示す説明図
である。
【図3】本発明の皮下脂肪厚計の他の実施の形態を示す
斜視図である。
【図4】絶縁膜を設けた場合の皮下脂肪厚計と人体との
構成を示す説明図である。
【図5】図4に示す皮下脂肪厚計と人体との構成のイン
ピーダンスを等価的に示す回路図である。
【符号の説明】
1 皮膚当接部 2 グリップ部 11 第2電極 13 絶縁膜 21 第1電極 22 表示部

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 人体のうち比較的皮下脂肪層の薄い部位
    に接触させる第1電極と、皮下脂肪厚を測定する部位に
    当接させる第2電極と、交流電流を出力する電源回路
    と、第1電極と第2電極との間のインピーダンスを測定
    する電気回路と、測定したインピーダンスから皮下脂肪
    厚を算出する演算処理部とから構成されたことを特徴と
    する皮下脂肪厚計。
  2. 【請求項2】 前記第1電極がグリップ部の側面に配設
    されており、前記第2電極が、グリップ部の一端部に固
    定された皮膚当接部の皮膚当接面に配設されており、計
    測時には、手でグリップ部を握ることにより掌を第1電
    極に接触させた状態で、第2電極を測定部位に当接させ
    るように構成されている請求項1記載の皮下脂肪厚計。
  3. 【請求項3】 前記第2電極表面に、測定部位の皮下脂
    肪層よりも充分に薄く、かつ、その容量が測定部位の皮
    下脂肪層および毛細血管の容量よりも充分に小さい絶縁
    膜が設けられている請求項1記載の皮下脂肪厚計。
  4. 【請求項4】 体脂肪率計測機能をさらに備え、前記第
    2電極および前記インピーダンスの測定に使用する電気
    回路が、皮下脂肪厚の計測と体脂肪率の計測との両方に
    用いられる請求項1記載の皮下脂肪厚計。
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