JP2001095806A - 体脂肪計測装置及び方法 - Google Patents
体脂肪計測装置及び方法Info
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- A61B5/6843—Monitoring or controlling sensor contact pressure
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- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/0059—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence
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- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
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- A61B5/4872—Body fat
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- Veterinary Medicine (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 体脂肪の定量精度を高める。
【解決手段】 測光装置２は、１.１〜２.０μｍの波長
領域に含まれる赤外線を動物体に照射する投光機構、そ
の光による動物体からの出力光を受光する受光機構、及
び動物体への照射光又は動物体からの出力光を分光する
分光手段を備えており、動物体による特定波長での吸光
度を測定する。圧迫機構４は動物体の被測定部位又はそ
の周辺部を圧迫することができ、差吸光度算出手段６
は、圧迫機構４による第１の圧力による圧迫状態下での
測光装置２による第１の吸光度と、第１の圧力より低圧
力の第２の圧力による圧迫状態下又は非圧迫状態下での
測光装置２による第２の吸光度とから差吸光度を求め
る。記憶部８は体脂肪と差吸光度との関係を記憶してお
り、演算部１０は差吸光度算出手段６により算出された
差吸光度から記憶部８に記憶されている関係に基づいて
体脂肪を定量して出力する。
領域に含まれる赤外線を動物体に照射する投光機構、そ
の光による動物体からの出力光を受光する受光機構、及
び動物体への照射光又は動物体からの出力光を分光する
分光手段を備えており、動物体による特定波長での吸光
度を測定する。圧迫機構４は動物体の被測定部位又はそ
の周辺部を圧迫することができ、差吸光度算出手段６
は、圧迫機構４による第１の圧力による圧迫状態下での
測光装置２による第１の吸光度と、第１の圧力より低圧
力の第２の圧力による圧迫状態下又は非圧迫状態下での
測光装置２による第２の吸光度とから差吸光度を求め
る。記憶部８は体脂肪と差吸光度との関係を記憶してお
り、演算部１０は差吸光度算出手段６により算出された
差吸光度から記憶部８に記憶されている関係に基づいて
体脂肪を定量して出力する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は人体、動物及び魚を
含む動物体の体脂肪を定量するための装置と、人体以外
の動物体の体脂肪を定量する方法に関し、特に赤外線を
用いて非侵襲的に体脂肪を測定する装置と方法に関する
ものである。
含む動物体の体脂肪を定量するための装置と、人体以外
の動物体の体脂肪を定量する方法に関し、特に赤外線を
用いて非侵襲的に体脂肪を測定する装置と方法に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】体脂肪を非侵襲的に測定する方法とし
て、生体に６００〜１１００ｎｍの可視から近赤外領域
の光を照射し、体脂肪による吸光度をもとに体脂肪を定
量する装置が提案されている（特表平４−５００７６２
号公報、特開平１０−９４５２３号公報参照）。
て、生体に６００〜１１００ｎｍの可視から近赤外領域
の光を照射し、体脂肪による吸光度をもとに体脂肪を定
量する装置が提案されている（特表平４−５００７６２
号公報、特開平１０−９４５２３号公報参照）。
【０００３】そのうちの一つの方法では、中心波長が６
６０〜７４０ｎｍの範囲の可視光を用いる。その理由
は、光源として発光ダイオードのような半値幅の広いも
のを用いるためであり、この波長領域は単位波長当りの
吸光度変化が平坦であるために、測定精度の維持、向上
に優位となる。そして、発光ダイオードは安価なものが
入手できるので、高い精度を維持しながら低コストに実
現できるとされている。
６０〜７４０ｎｍの範囲の可視光を用いる。その理由
は、光源として発光ダイオードのような半値幅の広いも
のを用いるためであり、この波長領域は単位波長当りの
吸光度変化が平坦であるために、測定精度の維持、向上
に優位となる。そして、発光ダイオードは安価なものが
入手できるので、高い精度を維持しながら低コストに実
現できるとされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、人体、動物及
び魚を含む動物体を考えた場合、６００〜１１００ｎｍ
の波長の光に対しては、動物体の構成要素であるヘモグ
ロビンやメラミンなどの組織成分が大きな吸光係数をも
っており、それに反して脂肪の吸光係数はこの波長領域
では小さい。しかも、測定部位や測定者によって、組織
成分の組成が微妙に異なるため、吸光係数の大きいヘモ
グロビンやメラミンといった組織成分の違いが脂肪率の
定量結果に大きな影響を与える。事実、本発明者らの測
定によれば、その波長領域ではなく、脂肪の吸収係数の
より大きい波長領域においてさえも、皮下脂肪厚と吸光
度との間には良好な相関関係は得られず、定量は困難で
あることが判明した（後述の図７とその説明を参照）。
本発明は、人体、動物及び魚を含む動物体の体脂肪を計
測する体脂肪計測装置と、人体以外の動物体の体脂肪を
計測する体脂肪計測方法を対象とし、体脂肪の定量精度
を高めることを目的とするものである。
び魚を含む動物体を考えた場合、６００〜１１００ｎｍ
の波長の光に対しては、動物体の構成要素であるヘモグ
ロビンやメラミンなどの組織成分が大きな吸光係数をも
っており、それに反して脂肪の吸光係数はこの波長領域
では小さい。しかも、測定部位や測定者によって、組織
成分の組成が微妙に異なるため、吸光係数の大きいヘモ
グロビンやメラミンといった組織成分の違いが脂肪率の
定量結果に大きな影響を与える。事実、本発明者らの測
定によれば、その波長領域ではなく、脂肪の吸収係数の
より大きい波長領域においてさえも、皮下脂肪厚と吸光
度との間には良好な相関関係は得られず、定量は困難で
あることが判明した（後述の図７とその説明を参照）。
本発明は、人体、動物及び魚を含む動物体の体脂肪を計
測する体脂肪計測装置と、人体以外の動物体の体脂肪を
計測する体脂肪計測方法を対象とし、体脂肪の定量精度
を高めることを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、脂肪によ
る吸光係数の大きい波長領域で測定するとともに、被測
定部位又はその周辺部を圧迫する圧力を２段階に異なら
せて測定を行ない、その２つの圧迫状態下での吸光度の
差（差吸光度）を求めると、体脂肪と差吸光度との間に
相関関係のあることを見いだした。
る吸光係数の大きい波長領域で測定するとともに、被測
定部位又はその周辺部を圧迫する圧力を２段階に異なら
せて測定を行ない、その２つの圧迫状態下での吸光度の
差（差吸光度）を求めると、体脂肪と差吸光度との間に
相関関係のあることを見いだした。
【０００６】図１は本発明を概略的に表わしたものであ
る。測光装置２は、１.１〜２.０μｍの波長領域に含ま
れる赤外線を動物体に照射する投光機構、その光による
動物体からの出力光を受光する受光機構、及び動物体へ
の照射光又は動物体からの出力光を分光する分光手段を
備えており、動物体による特定波長での吸光度を測定す
るものである。４は動物体の被測定部位又はその周辺部
を圧迫することのできる圧迫機構であり、差吸光度算出
手段６は、圧迫機構４による第１の圧力による圧迫状態
下での測光装置２による第１の吸光度と、第１の圧力よ
り低圧力の第２の圧力による圧迫状態下又は非圧迫状態
下での測光装置２による第２の吸光度とから差吸光度を
求める。記憶部８は体脂肪と差吸光度との関係を記憶し
ており、演算部１０は差吸光度算出手段６により算出さ
れた差吸光度から記憶部８に記憶されている関係に基づ
いて体脂肪を定量して出力する。
る。測光装置２は、１.１〜２.０μｍの波長領域に含ま
れる赤外線を動物体に照射する投光機構、その光による
動物体からの出力光を受光する受光機構、及び動物体へ
の照射光又は動物体からの出力光を分光する分光手段を
備えており、動物体による特定波長での吸光度を測定す
るものである。４は動物体の被測定部位又はその周辺部
を圧迫することのできる圧迫機構であり、差吸光度算出
手段６は、圧迫機構４による第１の圧力による圧迫状態
下での測光装置２による第１の吸光度と、第１の圧力よ
り低圧力の第２の圧力による圧迫状態下又は非圧迫状態
下での測光装置２による第２の吸光度とから差吸光度を
求める。記憶部８は体脂肪と差吸光度との関係を記憶し
ており、演算部１０は差吸光度算出手段６により算出さ
れた差吸光度から記憶部８に記憶されている関係に基づ
いて体脂肪を定量して出力する。
【０００７】体脂肪と差吸光度との関係とは、例えば、
既知の手段により測定した体脂肪と、この発明の装置に
より測定した差吸光度とから求めた相関関係を示す関係
式であり、そのような関係式を記憶部８を記憶させてお
いて定量に供する。ここで、「体脂肪」の語は、脂肪厚
及び脂肪率を含む意味で使用している。
既知の手段により測定した体脂肪と、この発明の装置に
より測定した差吸光度とから求めた相関関係を示す関係
式であり、そのような関係式を記憶部８を記憶させてお
いて定量に供する。ここで、「体脂肪」の語は、脂肪厚
及び脂肪率を含む意味で使用している。
【０００８】本発明の体脂肪計測方法は、１.１〜２.０
μｍの波長領域に含まれる赤外線を人体以外の動物体に
照射し、その光による動物体からの出力光を受光して動
物体による特定波長での吸光度を測定する測光工程を、
第１の圧力による圧迫状態下とそれより低圧力の第２の
圧力による圧迫状態下又は非圧迫状態下の２つの状態下
で行い、それぞれの状態下で得られた吸光度の差から差
吸光度を求め、その差吸光度に基づいて体脂肪を定量す
る動物体の体脂肪計測方法である。
μｍの波長領域に含まれる赤外線を人体以外の動物体に
照射し、その光による動物体からの出力光を受光して動
物体による特定波長での吸光度を測定する測光工程を、
第１の圧力による圧迫状態下とそれより低圧力の第２の
圧力による圧迫状態下又は非圧迫状態下の２つの状態下
で行い、それぞれの状態下で得られた吸光度の差から差
吸光度を求め、その差吸光度に基づいて体脂肪を定量す
る動物体の体脂肪計測方法である。
【０００９】１.１〜２.０μｍの波長領域は、ヘモグロ
ビンやメラミンの吸光係数が小さくなり、脂肪の吸光係
数が大きくなる。したがって、この波長領域での測定
は、脂肪の定量には有利である。１.１〜２.０μｍの波
長領域では、脂肪以外の組織成分の光吸収もなお存在す
るが、被測定部位又はその周辺部を圧迫する圧力を２段
階に異ならせて測定を行なって差吸光度を求めることに
より、その差吸光度に基づいて脂肪を定量することがで
きる。
ビンやメラミンの吸光係数が小さくなり、脂肪の吸光係
数が大きくなる。したがって、この波長領域での測定
は、脂肪の定量には有利である。１.１〜２.０μｍの波
長領域では、脂肪以外の組織成分の光吸収もなお存在す
るが、被測定部位又はその周辺部を圧迫する圧力を２段
階に異ならせて測定を行なって差吸光度を求めることに
より、その差吸光度に基づいて脂肪を定量することがで
きる。
【００１０】このように、脂肪の吸光係数の大きい波長
領域の選択と、２段階の圧迫状態下での差吸光度によ
り、脂肪の定量精度が高まる。なお、低圧力側の「圧迫
状態」は、低圧力での圧迫のみならず、非圧迫状態も含
んだ意味で使用している。
領域の選択と、２段階の圧迫状態下での差吸光度によ
り、脂肪の定量精度が高まる。なお、低圧力側の「圧迫
状態」は、低圧力での圧迫のみならず、非圧迫状態も含
んだ意味で使用している。
【００１１】本発明の体脂肪計測装置の測定対象の第１
は人体である。皮下脂肪厚さや脂肪率を計測して健康管
理などに利用することができる。本発明の体脂肪計測装
置の測定対象の第２は人体以外の動物体、すなわち牛や
豚、鯨などの動物や、まぐろ、ぶりなどの魚である。こ
れらの生きた動物体の皮下脂肪厚さや脂肪率を経皮的に
計測して、食肉としての品質を評価することができる。
また、脂肪した状態での経皮的計測や、さらには解体し
た状態での計測にも供することができる。本発明の体脂
肪計測方法の測定対象は人体以外の動物体である。この
計測方法については、上の本発明の計測装置を用いる場
合だけでなく、他の計測装置を用いても実施は可能であ
る。
は人体である。皮下脂肪厚さや脂肪率を計測して健康管
理などに利用することができる。本発明の体脂肪計測装
置の測定対象の第２は人体以外の動物体、すなわち牛や
豚、鯨などの動物や、まぐろ、ぶりなどの魚である。こ
れらの生きた動物体の皮下脂肪厚さや脂肪率を経皮的に
計測して、食肉としての品質を評価することができる。
また、脂肪した状態での経皮的計測や、さらには解体し
た状態での計測にも供することができる。本発明の体脂
肪計測方法の測定対象は人体以外の動物体である。この
計測方法については、上の本発明の計測装置を用いる場
合だけでなく、他の計測装置を用いても実施は可能であ
る。
【００１２】図２に、牛脂の吸収スペクトルを示す。
ａ，ｂ，ｃで示される３つのピークが見られるが、ａと
ｃは脂肪によるピークであり、ｂは水によるピークであ
る。ピークａのピークトップ波長は１.２１μｍ（８２
６４ｃｍ-1）付近であり、ピークｃのピークトップ波長
は１.７２μｍ（５８１４ｃｍ-1）付近である。そのた
め、脂肪の吸光度を測定する波長として、１.２１μｍ
近傍又は１.７２μｍ近傍の波長を選択するのが好まし
い。
ａ，ｂ，ｃで示される３つのピークが見られるが、ａと
ｃは脂肪によるピークであり、ｂは水によるピークであ
る。ピークａのピークトップ波長は１.２１μｍ（８２
６４ｃｍ-1）付近であり、ピークｃのピークトップ波長
は１.７２μｍ（５８１４ｃｍ-1）付近である。そのた
め、脂肪の吸光度を測定する波長として、１.２１μｍ
近傍又は１.７２μｍ近傍の波長を選択するのが好まし
い。
【００１３】また、２波長測定を行なう場合は、吸光度
を測定する波長として１.２１μｍ近傍又は１.７２μｍ
近傍の第１の波長（測定波長）と、体脂肪の吸収係数の
小さい第２の波長（基準波長）との２波長を選択し、差
吸光度を求める各圧迫状態での吸光度は、測定波長での
吸光度から基準波長での吸光度を差し引いたものとする
のが好ましい。
を測定する波長として１.２１μｍ近傍又は１.７２μｍ
近傍の第１の波長（測定波長）と、体脂肪の吸収係数の
小さい第２の波長（基準波長）との２波長を選択し、差
吸光度を求める各圧迫状態での吸光度は、測定波長での
吸光度から基準波長での吸光度を差し引いたものとする
のが好ましい。
【００１４】測定波長における吸光度と基準波長におけ
る吸光度との吸光度差を用いる理由は次の通りである。
一般にスペクトルにはベースラインの変動が生じる。原
因としては、装置の温度ドリフト、周囲温度変化、光源
の劣化、検出器の温度による感度変化や劣化、測定対象
の散乱状態の変化、測定対象への測定プローブの接触具
合、測定部位の位置の再現性などが挙げられる。そこ
で、測定波長における吸光度と基準波長における吸光度
との吸光度差を用いると、これらの変動要因が除去さ
れ、再現性のよい吸光度を測定することができる。
る吸光度との吸光度差を用いる理由は次の通りである。
一般にスペクトルにはベースラインの変動が生じる。原
因としては、装置の温度ドリフト、周囲温度変化、光源
の劣化、検出器の温度による感度変化や劣化、測定対象
の散乱状態の変化、測定対象への測定プローブの接触具
合、測定部位の位置の再現性などが挙げられる。そこ
で、測定波長における吸光度と基準波長における吸光度
との吸光度差を用いると、これらの変動要因が除去さ
れ、再現性のよい吸光度を測定することができる。
【００１５】しかし、本発明は吸光度差を用いる場合に
限らず、測定波長における吸光度に基づいて異なる圧迫
状態下での差吸光度を求める場合も含んでいる。圧迫機
構４による加圧の第１の圧力は１.０〜３.０ｋＰａ、第
２の圧力は１.０ｋＰａ未満とするのが好ましい。測定
対象が人体以外の場合には第１の圧力をさらに高圧にし
てもよいが、人体が測定対象である場合は苦痛を与える
ことになるので、あまり高圧にするのは避けた方がよ
い。
限らず、測定波長における吸光度に基づいて異なる圧迫
状態下での差吸光度を求める場合も含んでいる。圧迫機
構４による加圧の第１の圧力は１.０〜３.０ｋＰａ、第
２の圧力は１.０ｋＰａ未満とするのが好ましい。測定
対象が人体以外の場合には第１の圧力をさらに高圧にし
てもよいが、人体が測定対象である場合は苦痛を与える
ことになるので、あまり高圧にするのは避けた方がよ
い。
【００１６】
【実施例】図３は一実施例を表わす。実施例は測定対象
物が人体である場合を想定しているが、本発明は他の測
定対象物に適用されるものも含んでいる。テーブル２０
上に測定対象物２２である指がその腹をテーブル２０側
にして置かれるようになっている。テーブル２０にはプ
ローブ２４が嵌めこまれ、プローブ２４には光ファイバ
束２６と２８の先端部が固定され、光ファイバ束２６と
２８の先端面がプローブ２４から露出して、テーブル２
０上に置かれた測定対象物２２と接触するようになって
いる。
物が人体である場合を想定しているが、本発明は他の測
定対象物に適用されるものも含んでいる。テーブル２０
上に測定対象物２２である指がその腹をテーブル２０側
にして置かれるようになっている。テーブル２０にはプ
ローブ２４が嵌めこまれ、プローブ２４には光ファイバ
束２６と２８の先端部が固定され、光ファイバ束２６と
２８の先端面がプローブ２４から露出して、テーブル２
０上に置かれた測定対象物２２と接触するようになって
いる。
【００１７】光ファイバ束２６の基端部は分光器３０に
接続され、分光器３０は光源３２からの光を分光して光
ファイバ束２６へ導くようになっている。光ファイバ束
２６の先端面から測定対象物２２に測定用の赤外線が照
射される。光源３２は１.１〜２.０μｍの波長領域に含
まれる赤外線を発生するものであり、この波長領域の連
続スペクトルを含むものであってもよく、又は不連続な
輝線スペクトルを含むものであってもよい。そのような
光源としては、タングステン−ハロゲンランプのほか、
赤外発光用のＬＥＤ（発光ダイオード）やＬＤ（レーザ
ダイオード）などを用いることができる。プローブ２
４、光ファイバ束２６及び光源３２は投光機構の一例を
構成している。
接続され、分光器３０は光源３２からの光を分光して光
ファイバ束２６へ導くようになっている。光ファイバ束
２６の先端面から測定対象物２２に測定用の赤外線が照
射される。光源３２は１.１〜２.０μｍの波長領域に含
まれる赤外線を発生するものであり、この波長領域の連
続スペクトルを含むものであってもよく、又は不連続な
輝線スペクトルを含むものであってもよい。そのような
光源としては、タングステン−ハロゲンランプのほか、
赤外発光用のＬＥＤ（発光ダイオード）やＬＤ（レーザ
ダイオード）などを用いることができる。プローブ２
４、光ファイバ束２６及び光源３２は投光機構の一例を
構成している。
【００１８】光ファイバ束２８の先端面には、測定対象
物２２に照射されて測定対象物２２内に侵入した赤外線
の散乱光が入射する。その光ファイバ束２８の基端部は
検出器３４に接続され、検出器３４は光ファイバ束２８
により導かれてきた光の強度を検出し、コンピュータ３
６へ光データとして送る。検出器３４は測定対象物２２
に照射された赤外線の波長に感度をもつものであり、そ
のような赤外検出器としては、Ｇｅフォトダイオード、
ＩｎＧａＡｓフォトダイオード、ＰｂＳ光導電素子、Ｐ
ｂＳｅ光導電素子、ＩｎＡｓ光起電力素子、焦電素子な
どを用いることができる。プローブ２４、光ファイバ束
２８及び検出器３４は受光機構の一例を構成している。
物２２に照射されて測定対象物２２内に侵入した赤外線
の散乱光が入射する。その光ファイバ束２８の基端部は
検出器３４に接続され、検出器３４は光ファイバ束２８
により導かれてきた光の強度を検出し、コンピュータ３
６へ光データとして送る。検出器３４は測定対象物２２
に照射された赤外線の波長に感度をもつものであり、そ
のような赤外検出器としては、Ｇｅフォトダイオード、
ＩｎＧａＡｓフォトダイオード、ＰｂＳ光導電素子、Ｐ
ｂＳｅ光導電素子、ＩｎＡｓ光起電力素子、焦電素子な
どを用いることができる。プローブ２４、光ファイバ束
２８及び検出器３４は受光機構の一例を構成している。
【００１９】分光器３０はコンピュータ３６により制御
されて波長を走査し、スペクトルを測定できるようにな
っている。実施例では、分光器３０は測定対象物２２に
照射される前の光を分光する位置に配置された前分光方
式をとっているが、測定対象物２２で散乱された後の光
を分光する位置に配置して後分光方式としてもよい。プ
ローブ２４、光ファイバ束２６，２８、分光器３０、光
源３２、検出器３４及びコンピュータ３６により測光装
置２を構成し、人体による特定波長での吸光度を測定で
きるようになっている。
されて波長を走査し、スペクトルを測定できるようにな
っている。実施例では、分光器３０は測定対象物２２に
照射される前の光を分光する位置に配置された前分光方
式をとっているが、測定対象物２２で散乱された後の光
を分光する位置に配置して後分光方式としてもよい。プ
ローブ２４、光ファイバ束２６，２８、分光器３０、光
源３２、検出器３４及びコンピュータ３６により測光装
置２を構成し、人体による特定波長での吸光度を測定で
きるようになっている。
【００２０】テーブル２０上に置かれた測定対象物２２
を圧迫する為に、プローブ２４を含む領域のテーブル２
０上にハウジング４０が取りつけられており、ハウジン
グ４０内に置かれた測定対象物２２を圧迫するためにエ
アパック４２が配置されている。エアパック４２にはエ
ア配管４６を経てエアポンプ４８から空気が送られて、
エアパック４２により測定対象物２２を圧迫できるよう
になっている。エア配管４６には圧力計５０が設けら
れ、エアパック４２による圧迫圧力を計測する。圧力計
５０の圧力計測値はコンピュータ３６に圧力データとし
て取り込まれ、圧力値が所定値になるように、エアポン
プ４８がコンピュータ３６により制御される。これによ
り、エアパック４２を介して測定対象物２２が所定の圧
力で圧迫される。ハウジング４０、エアパック４２、エ
ア配管４６、エアポンプ４８、圧力計５０及びコンピュ
ータ３６は圧迫機構４の一例を構成している。図１にお
ける差吸光度算出手段６、記憶部８及び演算部１０はコ
ンピュータ３６により実現される機能である。
を圧迫する為に、プローブ２４を含む領域のテーブル２
０上にハウジング４０が取りつけられており、ハウジン
グ４０内に置かれた測定対象物２２を圧迫するためにエ
アパック４２が配置されている。エアパック４２にはエ
ア配管４６を経てエアポンプ４８から空気が送られて、
エアパック４２により測定対象物２２を圧迫できるよう
になっている。エア配管４６には圧力計５０が設けら
れ、エアパック４２による圧迫圧力を計測する。圧力計
５０の圧力計測値はコンピュータ３６に圧力データとし
て取り込まれ、圧力値が所定値になるように、エアポン
プ４８がコンピュータ３６により制御される。これによ
り、エアパック４２を介して測定対象物２２が所定の圧
力で圧迫される。ハウジング４０、エアパック４２、エ
ア配管４６、エアポンプ４８、圧力計５０及びコンピュ
ータ３６は圧迫機構４の一例を構成している。図１にお
ける差吸光度算出手段６、記憶部８及び演算部１０はコ
ンピュータ３６により実現される機能である。
【００２１】この実施例において、測定対象物２２の指
を図のようにテーブル２０上に置き、コンピュータ３６
からの指令によりエアポンプ４８からエアパック４２に
空気を供給して測定対象物２２の指を所定の圧力、例え
ば０.２ｋＰａで圧迫する。その状態で、光源３２から
の赤外線を分光器３０で分光して光ファイバ束２６を介
して測定対象物２２に照射する。測定対象物２２に照射
された赤外線は測定対象物２２で散乱した後に光ファイ
バ束２８に入射し、検出器３４に導かれて検出される。
測定対象物２２に照射する赤外線の波長を分光器３０に
より走査することにより、その圧迫状態下での散乱光ス
ペクトルを得る。
を図のようにテーブル２０上に置き、コンピュータ３６
からの指令によりエアポンプ４８からエアパック４２に
空気を供給して測定対象物２２の指を所定の圧力、例え
ば０.２ｋＰａで圧迫する。その状態で、光源３２から
の赤外線を分光器３０で分光して光ファイバ束２６を介
して測定対象物２２に照射する。測定対象物２２に照射
された赤外線は測定対象物２２で散乱した後に光ファイ
バ束２８に入射し、検出器３４に導かれて検出される。
測定対象物２２に照射する赤外線の波長を分光器３０に
より走査することにより、その圧迫状態下での散乱光ス
ペクトルを得る。
【００２２】次に、コンピュータ３６からの指令により
エアポンプ４８からエアパック４２にさらに空気を供給
して測定対象物２２を先の圧力よりも高圧の所定の圧
力、例えば３.０ｋＰａで圧迫し、同様にしてその圧迫
状態下での散乱光スペクトルを得る。この２つの圧迫状
態下での散乱光スペクトルを図４に示す。吸収の大きい
スペクトル（ａ）は０.２ｋＰａによる低圧力側の圧迫
状態でのスペクトル、吸収の小さいスペクトル（ｂ）は
３.０ｋＰａによる高圧力側の圧迫状態でのスペクトル
である。
エアポンプ４８からエアパック４２にさらに空気を供給
して測定対象物２２を先の圧力よりも高圧の所定の圧
力、例えば３.０ｋＰａで圧迫し、同様にしてその圧迫
状態下での散乱光スペクトルを得る。この２つの圧迫状
態下での散乱光スペクトルを図４に示す。吸収の大きい
スペクトル（ａ）は０.２ｋＰａによる低圧力側の圧迫
状態でのスペクトル、吸収の小さいスペクトル（ｂ）は
３.０ｋＰａによる高圧力側の圧迫状態でのスペクトル
である。
【００２３】この２つの圧迫状態下での散乱光スペクト
ルの差を求めると、差吸光度スペクトルを得ることがで
きる。図５に、この実施例を用いて脂肪層の厚さの異な
る種々の部位で図４のように２段階の圧迫状態下での散
乱光スペクトルを測定して求めた差吸光度スペクトルを
示す。 差吸光度＝（３ｋＰａ時の吸光度）−（０.２ｋＰａ時
の吸光度） として求めた。さらに、各圧迫状態下での吸光度は２波
長法による吸光度差として求めたものであり、１.１５
μｍでの吸光度を基準にして１.２１μｍでの吸光度差
を求めたものである。すなわち、 吸光度＝（１.２１μｍでの吸光度）−（１.１５μｍで
の吸光度） である。
ルの差を求めると、差吸光度スペクトルを得ることがで
きる。図５に、この実施例を用いて脂肪層の厚さの異な
る種々の部位で図４のように２段階の圧迫状態下での散
乱光スペクトルを測定して求めた差吸光度スペクトルを
示す。 差吸光度＝（３ｋＰａ時の吸光度）−（０.２ｋＰａ時
の吸光度） として求めた。さらに、各圧迫状態下での吸光度は２波
長法による吸光度差として求めたものであり、１.１５
μｍでの吸光度を基準にして１.２１μｍでの吸光度差
を求めたものである。すなわち、 吸光度＝（１.２１μｍでの吸光度）−（１.１５μｍで
の吸光度） である。
【００２４】図６は図５の結果に基づいて、皮下脂肪厚
と差吸光度との相関関係を示したものである。皮下脂肪
厚さはキャリバで挾んで直接測定した厚さである。図６
の結果から、皮下脂肪厚の測定値のばらつきは大きいも
のの、皮下脂肪厚と差吸光度の間には相関関係のあるこ
とがわかる。このような測定結果から、相関関係を示す
関係式を求め、それを記憶部８を記憶させて定量に供す
ることができる。
と差吸光度との相関関係を示したものである。皮下脂肪
厚さはキャリバで挾んで直接測定した厚さである。図６
の結果から、皮下脂肪厚の測定値のばらつきは大きいも
のの、皮下脂肪厚と差吸光度の間には相関関係のあるこ
とがわかる。このような測定結果から、相関関係を示す
関係式を求め、それを記憶部８を記憶させて定量に供す
ることができる。
【００２５】この結果と比較するために、図６の横軸の
差吸光度に代えて、差吸光度を求めるのに用いた２段階
の圧迫状態のうちの低圧力側の０.２ｋＰａの圧迫状態
下での吸光度を用いて、皮下脂肪厚との相関関係を求め
た。その結果を図７に示す。非圧迫状態で測定した場合
も同様の結果になる。図７の結果の相関関係は、図６の
結果の相関関係に比べて劣っており、本発明により２段
階の圧迫状態での吸光度の差を求めることにより、皮下
脂肪厚との間の相関関係が改良されることがわかる。
差吸光度に代えて、差吸光度を求めるのに用いた２段階
の圧迫状態のうちの低圧力側の０.２ｋＰａの圧迫状態
下での吸光度を用いて、皮下脂肪厚との相関関係を求め
た。その結果を図７に示す。非圧迫状態で測定した場合
も同様の結果になる。図７の結果の相関関係は、図６の
結果の相関関係に比べて劣っており、本発明により２段
階の圧迫状態での吸光度の差を求めることにより、皮下
脂肪厚との間の相関関係が改良されることがわかる。
【００２６】
【発明の効果】本発明では、脂肪の吸光係数の大きい
１.１〜２.０μｍの波長領域を用い、被測定部位又はそ
の周辺部を圧迫する圧力を２段階に異ならせて測定を行
ない、その２つの圧迫状態下での吸光度の差を求めるこ
とにより、体脂肪との相関関係が良好となり、体脂肪の
定量精度が高まる。本発明の計測装置で人体の体脂肪を
計測すれば、健康管理に役立つ定量的データを提供する
ことができるようになる。本発明の計測装置及び計測方
法を人体以外の動物体に適用すれば、例えば食肉用の動
物や魚を生きた状態で計測して品質を管理することがで
きる。人体以外の動物体の場合には、死亡した状態で
も、しかも解体の前後を通して体脂肪を計測する需要が
ある。そのため、本発明の計測装置及び計測方法は、人
体以外の動物体の品質管理に有用な定量的データを提供
することができる。
１.１〜２.０μｍの波長領域を用い、被測定部位又はそ
の周辺部を圧迫する圧力を２段階に異ならせて測定を行
ない、その２つの圧迫状態下での吸光度の差を求めるこ
とにより、体脂肪との相関関係が良好となり、体脂肪の
定量精度が高まる。本発明の計測装置で人体の体脂肪を
計測すれば、健康管理に役立つ定量的データを提供する
ことができるようになる。本発明の計測装置及び計測方
法を人体以外の動物体に適用すれば、例えば食肉用の動
物や魚を生きた状態で計測して品質を管理することがで
きる。人体以外の動物体の場合には、死亡した状態で
も、しかも解体の前後を通して体脂肪を計測する需要が
ある。そのため、本発明の計測装置及び計測方法は、人
体以外の動物体の品質管理に有用な定量的データを提供
することができる。
【図１】本発明を概略的に示すブロック図である。
【図２】牛脂の吸収スペクトルを示す波形図である。
【図３】一実施例を示す概略構成図である。
【図４】同実施例を用いて測定した２つの圧迫状態下で
の散乱光スペクトルを示す波形図である。
の散乱光スペクトルを示す波形図である。
【図５】同実施例を用いて脂肪層の厚さの異なる種々の
部位で散乱光スペクトルを測定して求めた差吸光度スペ
クトルを示す波形図である。
部位で散乱光スペクトルを測定して求めた差吸光度スペ
クトルを示す波形図である。
【図６】同実施例を用いて測定した皮下脂肪厚と差吸光
度との相関関係を示す波形図である。
度との相関関係を示す波形図である。
【図７】０.２ｋＰａの圧迫状態下での吸光度と皮下脂
肪厚との相関関係を示す波形図である。
肪厚との相関関係を示す波形図である。
２ 測光装置 ４ 圧迫機構 ６ 差吸光度算出手段 ８ 記憶部 １０ 演算部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 芦辺 恵美 京都府京都市南区東九条西明田町57番地 株式会社京都第一科学内 (72)発明者 柳井 直樹 大阪府寝屋川市下木田町14−５ 倉敷紡績 株式会社技術研究所内 (72)発明者 塩見 元信 大阪府寝屋川市下木田町14−５ 倉敷紡績 株式会社技術研究所内 (72)発明者 安田 信義 大阪府寝屋川市下木田町14−５ 倉敷紡績 株式会社技術研究所内
Claims (5)
- 【請求項１】 １.１〜２.０μｍの波長領域に含まれる
赤外線を人体、動物及び魚を含む動物体に照射する投光
機構、その光による動物体からの出力光を受光する受光
機構、及び動物体への照射光又は動物体からの出力光を
分光する分光手段を備えて動物体による特定波長での吸
光度を測定する測光装置と、 動物体の被測定部位又はその周辺部を圧迫する圧迫機構
と、 前記圧迫機構による第１の圧力による圧迫状態下での前
記測光装置による第１の吸光度と、第１の圧力より低圧
力の第２の圧力による圧迫状態下又は非圧迫状態下での
前記測光装置による第２の吸光度とから差吸光度を求め
る差吸光度算出手段と、 体脂肪と差吸光度との関係を記憶している記憶部と、 前記差吸光度算出手段により算出された差吸光度から前
記記憶部に記憶されている関係に基づいて体脂肪を定量
する演算部とを備えた体脂肪計測装置。 - 【請求項２】 第１の圧力は１.０〜３.０ｋＰａ、第２
の圧力は１.０ｋＰａ未満である請求項１に記載の体脂
肪計測装置。 - 【請求項３】 吸光度を測定する波長は１.２１μｍ近
傍又は１.７２μｍ近傍である請求項１又は２に記載の
体脂肪計測装置。 - 【請求項４】 吸光度を測定する波長は１.２１μｍ近
傍又は１.７２μｍ近傍の第１の波長と、脂肪の吸収係
数の小さい第２の波長との２波長であり、前記差吸光度
を求める各圧迫状態での吸光度は、第１の波長での吸光
度から第２の波長での吸光度を差し引いたものである請
求項１又は２に記載の体脂肪計測装置。 - 【請求項５】 １.１〜２.０μｍの波長領域に含まれる
赤外線を人体以外の動物体に照射し、その光による動物
体からの出力光を受光して動物体による特定波長での吸
光度を測定する測光工程を、第１の圧力による圧迫状態
下とそれより低圧力の第２の圧力による圧迫状態下又は
非圧迫状態下の２つの状態下で行い、それぞれの状態下
で得られた吸光度の差から差吸光度を求め、その差吸光
度に基づいて体脂肪を定量することを特徴とする動物体
の体脂肪計測方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000060088A JP4473397B2 (ja) | 1999-07-23 | 2000-03-06 | 体脂肪計測装置及び方法 |
| US09/621,585 US6618615B1 (en) | 1999-07-23 | 2000-07-21 | Apparatus for and method of measuring body fat |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11-209921 | 1999-07-23 | ||
| JP20992199 | 1999-07-23 | ||
| JP2000060088A JP4473397B2 (ja) | 1999-07-23 | 2000-03-06 | 体脂肪計測装置及び方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001095806A true JP2001095806A (ja) | 2001-04-10 |
| JP4473397B2 JP4473397B2 (ja) | 2010-06-02 |
Family
ID=26517749
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000060088A Expired - Fee Related JP4473397B2 (ja) | 1999-07-23 | 2000-03-06 | 体脂肪計測装置及び方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6618615B1 (ja) |
| JP (1) | JP4473397B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7251513B2 (en) | 2002-01-25 | 2007-07-31 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method of measuring biological information using light and apparatus of measuring biological information using light |
| WO2010073769A1 (ja) | 2008-12-22 | 2010-07-01 | 住友電気工業株式会社 | 生体成分検出装置 |
| US9774350B2 (en) | 2015-11-20 | 2017-09-26 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Apparatus and method for compressing continuous data |
| KR20190102478A (ko) * | 2018-02-26 | 2019-09-04 | 연세대학교 원주산학협력단 | 피하지방 모니터링 장치 및 방법 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL1020148C2 (nl) * | 2002-03-11 | 2003-09-18 | Lely Entpr Ag | Inrichting en samenstel voor een diergerelateerde handeling. |
| US20060041198A1 (en) * | 2004-08-20 | 2006-02-23 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Biological information arithmetic apparatus, biological information arithmetic method, computer-executable program, and recording medium |
| KR100612863B1 (ko) * | 2004-10-11 | 2006-08-14 | 삼성전자주식회사 | 체지방 측정 장치 및 방법 |
| KR100829217B1 (ko) * | 2006-03-27 | 2008-05-14 | 삼성전자주식회사 | 부분 체지방 측정 장치 및 그에 따른 동작 방법 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5086229A (en) * | 1989-01-19 | 1992-02-04 | Futrex, Inc. | Non-invasive measurement of blood glucose |
| US5774213A (en) * | 1995-04-21 | 1998-06-30 | Trebino; Rick P. | Techniques for measuring difference of an optical property at two wavelengths by modulating two sources to have opposite-phase components at a common frequency |
| US6354996B1 (en) * | 1998-04-15 | 2002-03-12 | Braun Gmbh | Body composition analyzer with trend display |
| US6336044B1 (en) * | 1998-09-11 | 2002-01-01 | Futrex Inc. | Reliable body fat measurement in self-service health parameter Measuring system |
| US6134458A (en) * | 1998-12-15 | 2000-10-17 | Futrex Inc. | Light probe for a near-infrared body chemistry measurement instrument |
| US6405065B1 (en) * | 1999-01-22 | 2002-06-11 | Instrumentation Metrics, Inc. | Non-invasive in vivo tissue classification using near-infrared measurements |
-
2000
- 2000-03-06 JP JP2000060088A patent/JP4473397B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2000-07-21 US US09/621,585 patent/US6618615B1/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7251513B2 (en) | 2002-01-25 | 2007-07-31 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method of measuring biological information using light and apparatus of measuring biological information using light |
| WO2010073769A1 (ja) | 2008-12-22 | 2010-07-01 | 住友電気工業株式会社 | 生体成分検出装置 |
| US8373156B2 (en) | 2008-12-22 | 2013-02-12 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Biological component detection device |
| US9774350B2 (en) | 2015-11-20 | 2017-09-26 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Apparatus and method for compressing continuous data |
| KR20190102478A (ko) * | 2018-02-26 | 2019-09-04 | 연세대학교 원주산학협력단 | 피하지방 모니터링 장치 및 방법 |
| KR102032932B1 (ko) * | 2018-02-26 | 2019-10-16 | 연세대학교 원주산학협력단 | 피하지방 모니터링 장치 및 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6618615B1 (en) | 2003-09-09 |
| JP4473397B2 (ja) | 2010-06-02 |
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