JP2001157672A

JP2001157672A - 健康管理指針アドバイス装置

Info

Publication number: JP2001157672A
Application number: JP2000328011A
Authority: JP
Inventors: Yoshihisa Masuo; 善久増尾
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2000-10-27
Filing date: 2000-10-27
Publication date: 2001-06-12
Anticipated expiration: 2018-06-09
Also published as: JP3414378B2

Abstract

(57)【要約】【課題】手−足間での体内インピーダンスを被験者自
身で測定でき、かつ足のインピーダンスの影響を受ける
ことなく、精度良く測定できる。【解決手段】左足用の高周波信号印加用の電極５５
と、右足用の高周波信号印加用の電極５６を電気的に共
通に接続するとともに、左足用の抵抗電位計測用電極５
７と、右足用の抵抗電位計測用電極５８とを電気的に共
通に接続し、手用電極と足用電極間で生体インピーダン
スを測定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、被験者の特定化
情報と体内インピーダンス測定情報より、体内脂肪、除
脂肪率、体脂肪率、水分量、基礎代謝量を算出し、この
算出結果を基に、健康管理への指針情報を提示する健康
管理指針アドバイス装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、体内脂肪を測定するために、
４電極式体内インピーダンス測定法が知られている。こ
の体内インピーダンス測定法は、図２３に示すように、
本体装置１と、この本体装置１からリード線６で接続さ
れる高周波信号を印加するための１対の電極２、３と、
身体抵抗電位測定用の１対の電極４、５を備えた装置を
用い、被験者をベッドに寝かせ、図２４に示すように右
手と右足に、それぞれ電極２、３を装着し、さらに、そ
の右手と右足互いに近い側に、身体抵抗電位測定用の電
極４、５を装着し、本体装置１より、電極２、３に高周
波信号を印加して被験者体に通電し、電極４、５間の電
位差を計測し、この計測された電位差と通電電流から、
被験者体の生体インピーダンスを求めるものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の４電極
式の身体内インピーダンス測定法を用いた体脂肪率測定
装置では、以下のような問題点がある。

【０００４】通電経路変化誤差をなくし、十分な測定
精度を得るために、測定姿勢を抑臥とし、両足間の接触
及び両手と胴間の接触を防止するために、それぞれを離
す必要があった。前記被験者の拘束性及び電極の装着
・操作が複雑などにより、専門の操作者を別に必要とし
た。被験者自身で操作できず、家庭向けに不向きであ
る。本装置では、多数の被験者を処理する業務用であ
るため、大型のキー入力部・表示部、プリンタ部及びＡ
Ｃ電源部等を装備しており、大型で取扱いの不便なもの
となっている。延長ケーブルを有する複数の電極部に
より、準備・後始末が煩わしい。電極を装着する手足
部位には、心電計の電極装着時と同様にケラチンクリー
ム等の導電剤を塗布し、接触抵抗の影響を軽減する必要
があった。

【０００５】また、さらにインピーダンス測定によ
り、体脂肪を推定する場合に、手・足部よりも胴体部の
インピーダンス情報が重要であるが、従来の測定部位間
では、手・足部のインピーダンスが胴体部より非常に大
きく、かつ関節部でのインピーダンスが特に大きいた
め、手足の細い人、骨太の人及び関節のちょっとした姿
勢の違いにより、測定結果に甚だしい影響を与える事が
判明した。

【０００６】例えば、身体各部位のインピーダンス測定
結果例として、手足の太い男性の場合：右手／右足間３５０Ω、右腕部１５０Ω 右足部１３０Ω、胴体部７０Ω 手足の細い女性の場合：右手／右足間６７５Ω、右腕部３６０Ω 右足部２４０Ω、胴体部７５Ω 手首の関節部：２５〜５０Ω程度この発明は、上記問題点に着目してなされたものであっ
て、手−足間での体内インピーダンスを被験者自身で測
定でき、かつ足のインピーダンスの影響を受けにくく、
小型、軽量、安価で測定精度も良く、個人、一般家庭で
も使用可能な健康管理指針アドバイス装置を提供するこ
とを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明の健康管理指針
アドバイス装置は、被験者の測定部位間に、高周波信号
を印加する第１の電極対と、この印加信号の身体通電路
内に配置して身体抵抗電位を計測する計測用の第２の電
極対と、前記第１の電極対間の通電により、前記第２の
電極対の身体抵抗電位を測定して身体内部インピーダン
スを測定する手段と、被験者の身体特定化情報を入力す
る手段と、前記インピーダンス値と身体特定化情報とに
基づいて、体内脂肪、除脂肪量、体脂肪率、水分量、基
礎代謝量等の健康評価データを抽出する手段とを備える
ものにおいて、手用の前記第１の電極対の少なくとも１
個の電極、前記第２の電極対の少なくとも１個の電極が
付設された握部と、左足用と右足用としてそれぞれ第１
の電極対の１個の電極と第２の電極対の１個の電極を設
けたフット電極部とを備え、前記左足用と右足用の電極
間を電気的に共通に接続するとともに、握部の手用の電
極との間をケーブルで接続して、インピーダンスを測定
するようにしている。

【０００８】この健康管理指針アドバイス装置では、左
足用と右足用の電極が電気的に共通に接続されているの
で、体脂肪測定に不用な手足のインピーダンスを半減す
ることができ、その分、胴体のインピーダンス精度を向
上できる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、実施の形態により、この発
明をさらに詳細に説明する。

【００１０】図１は、この発明の一実施形態の前提とな
る健康管理指針アドバイス装置の外観斜視図である。こ
の健康管理指針アドバイス装置は、本体装置１０と、フ
ット電極部５０と、これら本体装置１０とフット電極部
５０を接続するケーブル５１とから構成されている。

【００１１】本体装置１０は、本体部１１と、この本体
部１１の左右両端部に、一体的に構成される左手用グリ
ップ部（握部）１２と、右手用グリップ部（握部）１３
とから構成されている。また本体部１１の前面には、電
源スイッチ１４、スタート指示や被験者の身体的特徴で
ある身長、体重等を入力するためのキースイッチ１５、
さらに測定結果やアドバイス情報を表示するための表示
部１６が設けられている。この表示部１６は、左手用グ
リップ部１２と右手用グリップ１３との間がほほ中央に
なるように配置されている。

【００１２】左手用グリップ部１２、右手用グリップ部
１３とも、垂直のほぼ円柱状であり、それぞれの表面に
は高周波信号印加用の電極１７、１８と、抵抗電位計測
用の電極１９、２０が設けられている。これら電極１
７、１８及び電極１９、２０は、図１に図示していない
が、本体部１１内の回路部と電気的に接続されている。

【００１３】フット電極部５０は、略長方形平板状のシ
ート材部５２上に、左足用の位置決め部５３と右足用の
位置決め部５４が配置され、さらに両足位置決め部５
３、５４には、それぞれ高周波信号印加用の電極５５、
５６と、抵抗電位計測用電極５７、５８が設けられてい
る。また、シート材部５２の前部上端に、ハウジング部
５９が設けられ、このハウジング部５９には測定状態モ
ニタ用の表示器６０が配備されている。さらにシート部
材５２の両足位置決め部間前方に貫通穴６１が形成され
ている。

【００１４】シート部材５２は、図３の断面図に示すよ
うに、表面シート６２と裏面シート６３で構成されてい
る。これらのシート６２、６３の材料としては、ＰＶ
Ｃ、ＰＥＴ、ポリエチル等が使用される。また、足位置
決め部５３、５４の土踏まずに相当する領域に、シート
部材５２より、弾力性のある突出部６４、６５が形成さ
れ、この突出部６４、６５にそれぞれ上記した電極５
５、５６、５７、５８が設けられている。図３では、右
足用位置決め部分の断面構造が示されているが、左足用
位置決め部分の断面構造も同様である。このように突出
部６４、６５を設け、ここに電極を形成しているのは、
両足位置決め部５３、５４に被験者の足を載せた場合、
足裏の土踏まずに、各電極を確実に接触させるためであ
る。突出部６４、６５を形成する弾性シート材として
は、例えばシリコンゴムが使用される。ハウジング部５
９を構成する材料としては、ＡＢＳ、ＰＶＣ等が使用さ
れている。

【００１５】ケーブル５１は、両端にコネクタ６６、６
７を有し、本体装置１０とフット電極部５０を脱着自在
に接続する。この健康管理指針アドバイス装置を用い
て、被験者の生体インピーダンスを測定する場合は、図
２に示すように、被験者Ａが、自分の両足をフット電極
部５０の足位置決め部５３、５４に載置するとともに、
本体装置１０のグリップ部１２を左手で、グリップ部１
３を右手で握り、両手を前方に水平に上げ、本体装置１
０を肩の高さに保持した状態で測定を開始する。

【００１６】図４は、本体装置１０の本体部１１の回路
構成を示すブロック図である。

【００１７】この健康管理指針アドバイス装置の内部回
路は、周波数ｆ₀の定電流高周波信号を発生する高周波
信号発生部２１（１０≦ｆ₀≦１００ＫＨＺ）と、電極
１９、２０からの電位信号を受ける差動増幅器２２と、
周波数ｆ₀以外の信号をカットするためのバンドパスフ
ィルタ２３と、高周波信号成分を復調する復調回路２４
と、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換
器２５と、ＲＯＭ２６と、ＲＡＭ２７と、Ａ／Ｄ変換器
２５からの入力やデータ入力部１５からの身長、体重、
年齢、性別、日時等のデータを取込み、インピーダンス
の測定処理演算や、健康管理指針アドバイス情報を抽出
する処理を実行するＣＰＵ２８と、警告を行うためのブ
ザー２９と、測定結果を例えば、プリンタ等へ通信で出
力する測定結果出力部３０と、電源用の電池３１と、さ
らに、高周波信号発生部２１や、差動増幅器２２の入力
に、グリップ部１２、１３の電極１７、１８、１９、２
０や、コネクタ６６、ケーブル５１、コネクタ６７を介
してのフット電極部５０の電極５３、５５、５６、５
７、５８を選択的に切替えて接続し、あるいは接続を短
絡し、開放するための電極信号切替部３２等を備えてい
る。電極信号切替部３２の切替は、アナログスイッチあ
るいはリレー等で行われ、どのような切替を行うかは、
ＣＰＵ２８の計測モード設定に応じて、ＣＰＵ２８から
対応して発せられる切替コントロール信号によって定ま
る。

【００１８】図５は、電極信号切替部３２を、両手−両
足間のインピーダンス計測モードに設定した場合の接続
例である。この場合は、左手用と右手用の高周波信号印
加用電極１７、１８が短絡され、同様にフット電極部５
０の高周波信号印加電極５５、５６が短絡され、手用の
電極１７、１８と足用の電極５５、５６間に、高周波信
号発生部２１が接続されている。また、左手用と右手用
の抵抗電位計測用電極１９、２０が短絡され、同様に左
足用と右足用の抵抗電位計測用電極５７、５８が短絡さ
れ、それぞれ差動増幅部２１の入力に接続されている。

【００１９】次に、上記健康管理指針アドバイス装置の
測定動作を図６、図７に示すフロー図を参照して説明す
る。

【００２０】電源スイッチ１４がＯＮされると、ＲＡＭ
等の初期化や、各回路素子、表示素子のチェックを行う
等の測定準備処理を行う（ステップＳＴ〔以下ＳＴと略
す〕１）。次に被験者が、データ入力部１５より、身
長、体重、年齢、性別等の身体特定化情報と測定日時デ
ータを入力する（ＳＴ２）。これらのデータが入力完了
するまで、待機し（ＳＴ２、ＳＴ３）、データ入力が完
了すると、フット電極部の接続があるか否か判定する
（ＳＴ４）。この判定は、図４、図５の回路において、
ＣＰＵ２８でコネクタ６６（６７）のＣＴ端子からの接
続検知信号の有無判別をすることにより行う。

【００２１】ＳＴ４で判定ＮＯの場合は、両手間のイン
ピーダンス測定モードへの電極切替部３２の切替設定を
行い（ＳＴ５）、ＳＴ４の判定がＹＥＳの場合は、両手
−両足間のインピーダンス測定モードへの電極切替部３
２の切替設定を行う（ＳＴ６）。切替設定終了後、デー
タ入力部１５のスタートＳＷがＯＮされるのを待機する
（ＳＴ７）。ここでは、切替設定終了後、表示部１６に
“スタートＳＷをＯＮして下さい”の指示表示を出し
て、被験者のキー操作を促してもよい。スタートＳＷが
ＯＮされると、数秒間のタイムディレーをおいて（ＳＴ
８）、測定を開始した旨の報知をブザー２９で報知ある
いは表示部１６で表示する（ＳＴ９）。ＳＴ８における
ディレータイムは、被験者がスタートＳＷをＯＮしてか
ら、左右両手で、グリップ部１２、１３を完全、正確に
握り、かつ両足を足位置決め部５３、５４に正しく載せ
得るに充分な時間に設定する。

【００２２】インピーダンスが測定されると、そのイン
ピーダンス測定値が正常範囲で安定しているか、どうか
を確認し（ＳＴ１０、ＳＴ１１）、安定していない場合
は、表示部１６で“電極部と手、足をしっかり接触させ
て下さい”の表示をするとともに、ブザー２９を動作さ
せてその旨を報知する（ＳＴ１２）。ＳＴ１１におい
て、測定値が、正常で安定している場合には、測定処理
及び、体脂肪の変換演算を実行し（ＳＴ１３）、測定終
了を表示部１６、ブザー２９で報知する（ＳＴ１４）と
ともに、その後測定結果を表示部１６に表示し、必要に
応じ、指針アドバイス情報も表示する（ＳＴ１５）。

【００２３】なお、上記健康管理指針アドバイス装置に
おいて、データ入力部１５より入力する身体特定化情報
は、別の機会に測定した、データを使用しても良いが、
体重は、図８に示すように、シート状のフット電極部５
０を、家庭用の体重計６８に載せ、その状態でフット電
極部５０の上に、被験者が乗って、体重計６８で測定
し、その時、測定した体重値を入力してもよい。この装
置のフット電極部５０には、貫通穴６１を備えているの
で、図のように本体装置１０を保持したままで、貫通穴
６１を介して、体重計６８の指示値を読み取ることがで
きる。この貫通穴は、体重計６８の指示値を読み取れば
よいから、透明窓に代えてもよい。

【００２４】ところで、両足間のインピーダンスを測定
する場合に、両足を接近させて測定すると、被験者によ
って大腿部が接触する場合があり、この場合は、測定経
路が変化するので、測定精度に影響することとなる。実
施形態装置のフット電極部５０には、貫通穴６１を間に
挟む形で、足位置決め部５３、５４を配置し、この足位
置決め部５３、５４に電極５５、５６、５７、５８に設
けるものであるから、貫通穴６１が、間接的に両足を、
ある程度、分離させて位置させるという機能を有してい
る。

【００２５】図９は、この発明の実施形態である健康管
理指針アドバイス装置に使用されるフット電極部５０の
外観斜視図、図１０は、図９のＢ−Ｂ’線で切断した断
面図である。このフット電極部の特徴は、図１のフット
電極部が、左足用と右足用が分離独立して形成されてい
るに対し、左右共通で１個の高周波信号印加用電極６９
と、左右共通で１個の抵抗電位計測用電極７０を設けた
点である。このフット電極部５０も、もちろんシート部
材５２上に、足位置決め部５３、５４が配置され、これ
ら左足用位置決め部５３と右足用位置決め部５４間に跨
り、電極６９、７０が形成されている。またシート部材
５２は表面シート６２と裏面シート６３が接着剤で接着
されて構成されており、両シートの間に、中央部で突出
部６５ａを持つ、弾力材６５を挟設し、さらに突出部６
５ａを覆うように、電極６９、７０を形成し、この電極
６９、７０は、表面シート６２より、上方に突出露出さ
せている。電極６９、７０の材料は、ＳＵＳ、Ａｇ、Ａ
ｇ−Ａｇｃｌ等が使用され、弾力材６５はシリコーン樹
脂、ウレタンゴムシート等が使用され、表面シート６
２、裏面シート６３は、ＰＶＣ、ＰＥＴ、ポリエステル
等が使用される。

【００２６】Ａｇ（銀）は、抗菌力を有するため、水虫
等の感染を防止する見地から、表面シート６２、弾力材
６５にＡｇを混入させた樹脂を使用するとともに、電極
６９、７０もＡｇ板や、Ａｇメッキ材等の抗菌材料ある
いはその他の抗菌処理を施した材料を使用することが望
ましい。

【００２７】上記実施形態装置において、手−足間のイ
ンピーダンスを測定する場合には、ケーブル５１による
フット電極部５０の接続検知信号により、ＣＰＵ２８
は、電極信号切替部３２に、そのモード設定の指令に応
じた切替コントロール信号が加えられ、電極信号切替部
３２内は、図１１に示すように接続される。すなわち、
両手の高周波信号印加用の電極１７、１８の接続線
Ｉ_h1、Ｉ_h2が接続されて、高周波信号発生部２１の一端
に接続される。また、両手の抵抗電位計測用の電極１
９、２０の接続線Ｅ_h1、Ｅ_h2が差動増幅部２２の入力の
一端に接続される。そして、両足の高周波信号印加用の
電極５５、５６の接続線Ｉ_f1、Ｉ_f2が共通に接続されて
高周波信号発生部２１の他端に接続されるとともに、両
足の抵抗電位計測用の電極５７、５８の接続線Ｅ_f1、Ｅ
_f2が共通接続されて差動増幅器２２の他の入力端に接続
される。

【００２８】手−足間のインピーダンス測定の具体例を
説明する。

【００２９】今、図１２、図１３に示すように、右手と
左手の各掌〜手首のインピーダンスを、Ｚ₁、Ｚ₆、右
左の腕のインピーダンスをＺ₂、Ｚ₅、右左の肩から胴
上端までのインピーダンスをＺ₃、Ｚ₄、胴のインピー
ダンスをＺ₇、胴下端から右左両腰のインピーダンスを
Ｚ₈、Ｚ₁₁、右左の両足のインピーダンスをＺ₉、
Ｚ ₁₂、右左の足首から足裏までのインピーダンスを
Ｚ₁₀、Ｚ₁₃とする。

【００３０】従来の測定では、右の手首と右の足首の間
のインピーダンスを測定する。等価的に図１３に示す接
続を行う。そのため、測定インピーダンスＺ_sは、Ｚ_s＝Ｚ₂＋Ｚ₃＋Ｚ₇＋Ｚ₈＋Ｚ₉ この場合の問題点は、Ｚ₂＋Ｚ₉≫Ｚ₇となることであ
る。

【００３１】例えば、手足の太い男性の場合、Ｚ₂＋Ｚ
₉＝１５０Ω＋１３０Ω＝２８０Ω、Ｚ₃＋Ｚ₇＋Ｚ₈
＝７０Ωで、Ｚ_s＝３５０Ω程度となるに対し、手足の
細い男性の場合、Ｚ₂＋Ｚ₃＝３６０Ω＋２４０Ω＝６
００Ω、Ｚ₃＋Ｚ₇＋Ｚ₈＝７５Ωで、Ｚ₀＝６７５Ω
程度となり、手足の太さに応じ、相当に、バラツキが出
る。

【００３２】一方、上記実施形態装置による手−足間の
インピーダンス測定は、両手の電極を短絡、両足の電極
を短絡し、しかも掌と足裏間でインピーダンスを測定す
るものであるから、等価的には図１３に示す接続とな
る。そのため、測定インピーダンスＺ_sは、Ｚ_s＝（Ｚ₁＋Ｚ₂＋Ｚ₃）／／（Ｚ₄＋Ｚ₅＋Ｚ₆）
＋Ｚ₇＋（Ｚ₈＋Ｚ₉＋Ｚ₁₀）／／（Ｚ₁₁＋Ｚ₁₂＋
Ｚ₁₃）≒（Ｚ₁＋Ｚ₂＋Ｚ₃）／２＋Ｚ₇＋（Ｚ₈＋Ｚ
₉＋Ｚ₁₀）／２ただし、右左の手と足で、各部位のインピーダンスがほ
ぼバランス良く、等しいもの、つまりＺ₁≒Ｚ₆、Ｚ₂
≒Ｚ₅、Ｚ₃≒Ｚ₄、Ｚ₈≒Ｚ₁₁、Ｚ₉≒Ｚ₁₂、Ｚ₁₀≒
Ｚ₁₃としている。

【００３３】この方法では、手及び足のインピーダンス
を１／２に下げられるため、胴体部のインピーダンスＺ
₇の情報を有効に検出できる。また、手及び足の関節等
によるちょっとした曲がり等の姿勢に違いによる測定バ
ラツキの影響を少なくできる。また、両足大腿部の接触
による測定経路変化誤差の影響も少なく出来る等の利点
がある。

【００３４】

【発明の効果】この発明によれば、左足用と右足用の電
極を電気的に共通に接続しているので、手足間のインピ
ーダンスを測定する際、足のインピーダンスの影響を１
／２に軽減でき、胴体のインピーダンス測定精度を向上
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態の前提となる健康管理指
針アドバイス装置の外観斜視図である。

【図２】同健康管理指針アドバイス装置の使用状態を説
明する図である。

【図３】同健康管理指針アドバイス装置を構成するフッ
ト電極部の図１のＡ−Ａ’線で切断した断面図である。

【図４】同健康管理指針アドバイス装置の本体装置内の
回路構成を示すブロック図である。

【図５】同健康管理指針アドバイス装置の電極信号切替
部と各電極との接続例を示す回路図である。

【図６】同健康管理指針アドバイス装置の測定動作を説
明するためのフロー図である。

【図７】図６とともに、同健康管理指針アドバイス装置
の測定動作を説明するためのフロー図である。

【図８】同健康管理指針アドバイス装置の使用状態を説
明する図である。

【図９】この発明の実施形態健康管理指針アドバイス装
置に使用するフット電極部を示す外観斜視図である。

【図１０】同フット電極部の図９のＢ−Ｂ’線で切断し
た断面図である。

【図１１】上記実施形態装置における両手電極の短絡接
続、両足電極の短絡接続を説明する回路図である。

【図１２】従来のインピーダンス測定を説明するための
生体内等価回路図である。

【図１３】上記実施形態装置によるインピーダンス測定
を説明するための生体内等価回路図である。

【図１４】従来の生体インピーダンス測定を説明する図
である。

【図１５】従来の生体インピーダンス測定における手及
び足への電極装着を説明する図である。

【符号の説明】

１０本体装置１２左手用グリップ１３右手用グリップ１７、１８、１９、２０手用の電極５０フット電極部５１ケーブル５５、５６、５７、５８足用の電極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被験者の測定部位間に、高周波信号を印加
する第１の電極対と、この印加信号の身体通電路内に配
置して身体抵抗電位を計測する計測用の第２の電極対
と、前記第１の電極対間の通電により、前記第２の電極
対間の身体抵抗電位を測定して身体内部インピーダンス
を測定する手段と、被験者の身体特定化情報を入力する
手段と、前記インピーダンス値と身体特定化情報とに基
づいて、体内脂肪、除脂肪量、体脂肪率、水分量、基礎
代謝量等の健康評価データを抽出する手段とを備える健
康管理指針アドバイス装置において、手用の前記第１の電極対の少なくとも１個の電極、前記
第２の電極対の少なくとも１個の電極が付設された握部
と、左足用と右足用としてそれぞれ第１の電極対の１個
の電極と第２の電極対の１個の電極を設けたフット電極
部とを備え、前記左足用と右足用の電極間を電気的に共
通に接続するとともに、握部の手用の電極との間をケー
ブルで接続して、インピーダンスを測定するようにした
ことを特徴とする健康管理指針アドバイス装置。