JP2001276007A

JP2001276007A - 生体電気インピーダンス測定装置

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Publication number: JP2001276007A
Application number: JP2000093832A
Authority: JP
Inventors: Yasutsugu Yamada; 泰嗣山田; Katsu Takehara; 克竹原; Tsutomu Miyoshi; 努三好
Original assignee: Tanita Corp
Current assignee: Tanita Corp
Priority date: 2000-03-30
Filing date: 2000-03-30
Publication date: 2001-10-09
Anticipated expiration: 2020-03-30
Also published as: JP3747143B2

Abstract

(57)【要約】【課題】電極間に挟まれた身体部分の姿態が変動せ
ず、電極間の距離が明確になるようして、高い測定精度
で簡便に生体電気インピーダンスを測定することができ
るような生体電気インピーダンス測定装置の提供。【解決手段】身体の１つの部位にあてがう当接面を有
するハウジングと、身体の１つの部位に接触するように
当接面に配置された１対の測定電流印加電極と、１対の
測定電流印加電極間に位置して身体の１つの部位に接触
するように当接面に配置された１対の電圧測定電極と、
ハウジングの当接面とは異なる面に配置された表示手段
と、ハウジング内には、１対の測定電流印加電極に交流
電流を供給する交流電流供給手段と、１対の電圧測定電
極間の電圧を測定する電圧測定手段と、供給された交流
電流と測定された電圧とに基づいて生体電気インピーダ
ンスを演算する演算手段とを備えることを特徴とする生
体電気インピーダンス測定装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、身体の生体電気イ
ンピーダンスを測定する生体電気インピーダンス測定装
置に関し、また、生体電気インピーダンスと共に体脂
肪、体水分、脈拍、血圧等を測定する生体電気インピー
ダンス測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、生体電気インピーダンス測定装置
としては、図１に示すように、ケーブル接続１１された
１対の測定電流印加電極１２ａ、１２ｂおよび１対の電
圧測定電極１３ａ、１３ｂを両手、両足、または、手足
等に貼り付けて測定するケーブル接続電極型のもの１０
や、図２に示すように、１対のグリップ２１ａ、２１ｂ
に配置された１対の測定電流印加電極２２ａ、２２ｂお
よび１対の電圧測定電極２３ａ、２３ｂを両手で握って
測定する手専用電極型のもの２０や、または、図３に示
すように台３１上に配置された１対の測定電流印加電極
３２ａ、３２ｂおよび１対の電圧測定電極３３ａ、３３
ｂ上に両足で乗って測定する足専用電極型のもの３０が
知られており、いずれも両手、両足、または、手足間と
いった身体の２つの部位に２対の電極を配置して生体電
気インピーダンスを測定するものである。尚、本願明細
書において、身体の１つの部位とは、関節間に挟まれ
た、関節が介在しない身体の連続する部分をいう。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】これらの従来の生体電
気インピーダンス測定装置では、両手、両足、または、
手足間といった身体の２つの部位に２対の電極が配置さ
れて生体電気インピーダンスが測定されるので、電極間
に挟まれた身体部分には関節が介在し、関節において身
体が曲がってしまって、電極間に挟まれた身体部分の姿
態が大きく変動してしまい、生体電気インピーダンスの
測定精度が低くなってしまうという問題があった。

【０００４】また、両手、両足、または、手足間といっ
た身体の２つの部位に２対の電極が配置されて生体電気
インピーダンスが測定されるので、電極間の距離が被測
定者毎に変動してしまって不明であり、生体電気インピ
ーダンスの測定精度が低くなってしまうという問題があ
った。

【０００５】そしてまた、ケーブル接続型の場合には、
長いケーブルの取り扱いや身体への電極の貼り付けが面
倒であるという問題があった。

【０００６】本発明の目的は、上述した問題点を解消
し、電極間に挟まれた身体部分の姿態が変動せず、電極
間の距離が明確になるようして、高い測定精度で簡便に
生体電気インピーダンスを測定することができるような
生体電気インピーダンス測定装置を提供することであ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の１つの観点によ
れば、身体の１つの部位にあてがう当接面を有するハウ
ジングと、身体の１つの部位に接触するように当接面に
配置された１対の測定電流印加電極と、１対の測定電流
印加電極間に位置して身体の１つの部位に接触するよう
に当接面に配置された１対の電圧測定電極と、ハウジン
グの当接面とは異なる面に配置された表示手段と、ハウ
ジング内には、１対の測定電流印加電極に交流電流を供
給する交流電流供給手段と、１対の電圧測定電極間の電
圧を測定する電圧測定手段と、供給された前記交流電流
と測定された電圧とに基づいて生体電気インピーダンス
を演算する演算手段とを備える生体電気インピーダンス
測定装置が提供される。

【０００８】本発明の１つの実施の形態によれば、ハウ
ジングは、表示手段を見ることができる状態で片手で把
持して、身体の１つの部位にあてがうことのできるよう
な形状およびサイズとされている。ハウジングの両サイ
ドには、指用溝が形成されている。

【０００９】本発明の別の実施の形態によれば、表示部
は、表示部の上下方向と前記１対の測定電流印加電極お
よび１対の電圧測定電極が並ぶ方向とが直交するように
配置されている。

【００１０】本発明の更に別の実施の形態によれば、当
接面は、１対の測定電流印加電極および１対の電圧測定
電極の並びに沿って延びる湾曲した溝状にされ、１対の
測定電流印加電極および１対の電圧測定電極の各々は、
当接面に沿って湾曲している。

【００１１】本発明の更に別の実施の形態によれば、演
算手段は体脂肪、体水分、脈拍、または、血圧のうちの
少なくとも１つを更に演算する。

【００１２】本発明の更に別の実施の形態によれば、身
体の１つの部位は左右いずれか一方の前腕であるか、ま
たは、左右いずれか一方の下腿である。

【００１３】本発明の更に別の実施の形態によれば、交
流電流供給手段は複数の異なる周波数の交流電流を供給
し、電圧測定手段は各周波数の交流電流に対応して電圧
を測定し、演算手段は、供給された異なる周波数の前記
交流電流とこれらに対応して測定された電圧とに基づい
て生体電気インピーダンスを演算するか、または、交流
電流供給手段は単一の周波数の交流電流を供給し、電圧
測定手段は測定された電圧の位相を更に測定し、演算手
段は、供給された電流と測定された電圧との位相差を更
に演算する。

【００１４】本発明の更に別の実施の形態によれば、演
算手段は細胞内液量対細胞外液量比、細胞外液量対体水
分液量比、細胞内液量、細胞外液量、体水分液量、また
は、体脂肪量のうちの少なくとも１つを更に演算する。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下に本発明の好適な実施例を図
面に基づいて説明する。

【００１６】先ず、本発明に係る生体電気インピーダン
スの第１実施例について説明する。図４は、本発明に係
る生体電気インピーダンス測定装置の第１実施例の外部
構成を裏側から示す斜視図であり、図５は、図４に示し
た生体電気インピーダンス測定装置の外部構成を表側か
ら示す斜視図である。本測定装置４０は、前腕において
生体電気インピーダンスを測定するものであり、携帯容
易なほぼ手のひらサイズになっている。本測定装置４０
には、図４および図５に示すように、全体がほぼ矩形の
平面形状をしているハウジング４１が備えられている。
図４に示すように、ハウジング４１の一方の面は、図４
における前後方向に、ハウジング４１の端から端まで直
線状に延びる湾曲した溝状の当接面４２になっている。
当接面４２には、当接面４２の底部に固定的に配置され
た１対の測定電流印加電極４３ａ、４３ｂおよび１対の
電圧測定電極４４ａ、４４ｂが備えられている。１対の
測定電流印加電極４３ａ、４３ｂおよび１対の電圧測定
電極４４ａ、４４ｂは、１対の測定電流印加電極４３
ａ、４３ｂ間に１対の電圧測定電極４４ａ、４４ｂを挟
んで当接面４２の長手方向に直線状に並び、各電極４３
ａ、４４ａ、４４ｂ、４３ｂは、当接面４２の長手方向
に対して垂直方向に、かつ、当接面４２に沿って湾曲し
て延びる。

【００１７】図５に示すように、ハウジング４１の当接
面４２と反対側の面には、操作案内、測定状況、測定結
果、演算結果等が表示される表示部４５と、本測定装置
４０の制御命令および測定に必要な被測定者の個人パラ
メータ等を入力するための入力キー４６と、測定を開始
するための測定開始キー４７と、本測定装置４０を作動
または停止するための電源オンオフキー４８とが備えら
れている。当接面４２の長手方向に延びる、ハウジング
４１の当接面４２と反対側の面の両端の角はそれぞれ面
取りされ、これらの面取りされた面にはそれぞれ４つの
指用溝４９が長手方向に連接して形成されている。各指
用溝４９は、当接面４２の長手方向に対して直交して延
びる。

【００１８】図６は、図４および図５に示した生体電気
インピーダンス測定装置の内部構成を示すブロック図で
ある。図６に示すように、本測定装置４０の内部構成
は、主として制御、演算およびデータの入出力を行う第
１ブロックと、主として生体電気インピーダンス測定お
よびアナログ信号からデジタル信号への変換を行う第２
ブロックとに分けられ、ハウジング４１内に収容されて
いる。

【００１９】第１ブロックは、測定に関する制御、測定
データの処理等を行う制御および演算装置５１、制御お
よび演算用プログラム、定数等を記憶するＲＯＭ５２、
測定データ、演算結果、外部より読み込んだデータ、プ
ログラム等を一時的に記憶するＲＡＭ５３、測定デー
タ、演算結果、測定に関するパラメータ等を記憶、読み
出し、更新可能な不揮発性の補助記憶装置５４、表示部
４５に接続され、操作案内、測定状況、測定結果、演算
結果等を表示部４５に表示させる表示装置５５、測定に
関するパラメータ、測定結果等を外部機器へ出力し、ま
た、測定に関するパラメータ、測定時の制御情報、制御
プログラム等を外部機器から本測定装置４０へ読み込む
ための外部入出力インターフェイス５６、外部入出力イ
ンターフェイスと外部機器とを接続するための外部イン
ターフェイス端子５７、入力キー４６および測定開始キ
ー４７に接続され、入力キー４６および測定開始キー４
７の押下を受けて、本測定装置４０の制御命令、測定に
必要な被測定者の個人パラメータ等の入力情報を生成す
るキー入力装置５８、測定の日時等を管理するための時
間情報を取得するための時計装置５９、測定値、測定値
から算出されたパラメータ等を電話回線を通じて他のコ
ンピュータに送信するためのモデム内蔵の通信装置６
０、電源オンオフキー４８に接続され、電源オンオフキ
ー４８の押下を受けて、本測定装置４０の各部分への電
力供給を開始または停止するための電源装置６１、外部
から電源装置６１へ電力を供給するための電源端子６２
を備える。

【００２０】第２ブロックは、ＲＯＭ５２またはＲＡＭ
５３に記憶された制御プログラムにより決められた周波
数の交流信号を発生させる交流信号発生装置６３、交流
信号発生装置６３から出力される交流信号をＲＯＭ５２
またはＲＡＭ５３に記憶された制御プログラムにより決
められた実効値の交流信号にするための交流電流出力装
置６４、被測定者を流れる電流を検出して、基準電流検
出信号として出力する基準電流検出装置６５、交流電流
出力装置６４から基準電流検出装置６５を介して供給さ
れる交流電流を出力するための１対の交流電流出力端子
６６ａ、６６ｂ、基準電流検出装置６５の出力であるア
ナログ信号をデジタル信号に変換する第１Ａ／Ｄ変換装
置６７、被測定者の２ヶ所の電位信号を入力するための
１対の電圧測定端子６８ａ、６８ｂ、１対の電圧測定端
子６８ａ、６８ｂ間の電位信号の差分信号を出力する電
位差検出装置６９、電位差検出装置６９の出力であるア
ナログ信号をデジタル信号に変換する第２Ａ／Ｄ変換装
置７０を備える。１対の交流電流出力端子６６ａ、６６
ｂは１対の測定電流印加電極４３ａ、４３ｂに接続さ
れ、１対の電圧測定端子６８ａ、６８ｂは１対の電圧測
定電極４４ａ、４４ｂに接続されている。

【００２１】図７は、図４に示した生体電気インピーダ
ンス測定装置の測定手順および動作の概要を示すフロー
チャートである。ステップ１で、被測定者が電源オンオ
フキー４８を押下すると、ステップ２で、本測定装置４
０内部の初期化が行われ、ステップ３で、図８に示す初
期画面が表示部４５に表示される。ステップ４で、被測
定者の個人パラメータである性別、身長、体重、年齢が
既に入力されているかどうかが判断され、既に入力され
ている場合には、ステップ８に進む。まだ入力されてい
ない場合には、ステップ５に進み、個人パラメータ入力
用画面が表示部４５に表示される。ステップ６で、被測
定者が入力キー４６を押下して個人パラメータを入力す
ると、ステップ７で、初期画面が再び表示部４５に表示
される。ステップ８に進み、被測定者が入力キー４６を
押下して「１」を入力すると、ステップ９で、個人パラ
メータ入力画面が表示部４５に表示され、ステップ１０
で、個人パラメータの変更が有る場合には、被測定者は
入力キー４６を押下して個人パラメータを変更し、ステ
ップ１１に進む。ステップ１１で、被測定者は、指用溝
４９に指を配置して本測定装置４０を手で持ち、当接面
４２を前腕にあてがって、２対の電極４３ａ、４４ａ、
４４ｂ、４３ｂを前腕に接触させる。そして、測定開始
キー４７を押下して測定開始の指示を入力する。本測定
装置４０では、当接面４２は湾曲した溝状になってお
り、２対の電極４３ａ、４４ａ、４４ｂ、４３ｂは当接
面４２に沿って湾曲しているので、被測定者は、２対の
電極４３ａ、４４ａ、４４ｂ、４３ｂを前腕に密接させ
ることができる。また、本測定装置は、全体が携帯容易
なほぼ手のひらサイズであり、指用溝４９が備えられて
いるので、非常に持ち易い。ステップ１２では、生体電
気インピーダンスが以下のように測定される。すなわ
ち、ＲＯＭ５２に予め記憶されるか、または、補助記憶
装置５４や外部入出力インターフェイス５６からＲＡＭ
５３に記憶された測定制御パラメータに基づいて交流信
号発生装置６３に出力信号周波数が設定され、交流信号
発生装置６３からの出力信号は交流電流出力装置６４に
出力される。測定制御パラメータに基づいて交流電流出
力装置６４の定電流出力回路に出力電流値が設定され、
交流電流出力装置６４からの出力は、基準電流検出装置
６５、１対の交流電流出力端子６６ａ、６６ｂ、１対の
測定電流印加電極４３ａ、４３ｂを順に介して被測定者
に印加される。この時、被測定者に流れる電流は基準電
流検出装置６５により検出され、そのアナログ信号の出
力は第１Ａ／Ｄ変換装置６７によりデジタル信号に変換
される。そして、そのデジタル信号の出力はＲＡＭ５３
に記憶される。同時に、被測定者の２ヶ所の電位信号
は、１対の電圧測定電極４４ａ、４４ｂ、１対の電圧測
定端子６８ａ、６８ｂを順に介して電位差検出装置６９
に入力され、電位差検出装置６９により、入力された電
位信号の差分信号が第２Ａ／Ｄ変換装置７０に出力され
る。第２Ａ／Ｄ変換装置７０では、アナログ信号である
差分信号がデジタル信号に変換され、そのデジタル信号
の出力はＲＡＭ５３に記憶される。このようにして、生
体電気インピーダンスが、測定制御パラメータに基づき
周波数Ｆｉ（ｉ＝１、２、…、ｎ）について繰り返し測
定される。

【００２２】続いてステップ１３に進み、ステップ１２
で測定された生体電気インピーダンス測定値から、生体
電気インピーダンスベクトル軌跡およびそれに関するパ
ラメータが算出される。

【００２３】通常、生体電気インピーダンスは、図９に
示すような、細胞外液抵抗Ｒｅ、細胞内液抵抗Ｒｉ、細
胞膜容量Ｃｍから成る集中定数による等価回路で表され
るが、実際には、生体を構成する個々の細胞が、その形
状や性質の差異により、それぞれ定数の異なる回路で表
されるため、その集合体である生体では、集中定数によ
る等価回路を測定した場合のように、生体電気インピー
ダンスベクトル軌跡は半円とならずに、コール−コール
の円弧則に従う円弧となるとされている。

【００２４】従って、一般に、生体電気インピーダンス
は、図１０に示すような円弧状の軌跡を描くことにな
る。ここで、Ｘ軸は生体電気インピーダンスのレジスタ
ンス成分を表し、Ｙ軸は生体電気インピーダンスのリア
クタンス成分を表す。生体電気インピーダンスのリアク
タンス成分は容量性なので負の値をとるため、生体電気
インピーダンスベクトル軌跡は、Ｘ軸の下方に位置し、
また、求める生体電気インピーダンスベクトル軌跡は円
弧であるという仮定から、周波数Ｆ１、Ｆ２、…、ＦＮ
の各々における生体電気インピーダンス測定値Ｚ１、Ｚ
２、…、ＺＮは、ある円の円周上にある。ここで、円の
中心のＸ座標をａ、円の中心のＹ座標をｂ、円の半径を
ｒとすると、生体電気インピーダンス測定値を通る円の
方程式は式１のように表される。

【００２５】（Ｘ−ａ）２＋（Ｙ−ｂ）２＝ｒ２（式１）ａ、ｂ、ｒは、式１に、周波数Ｆ１、Ｆ２、…、ＦＮに
おける生体電気インピーダンス測定値Ｚ１、Ｚ２、…、
ＺＮを代入することにより求められる。

【００２６】また、式１から、Ｘは以下のように表され
る。

【００２７】そして、式２より、式１で表される円とＸ
軸との交点Ｒ0、Ｒinf（Ｒ0＞Ｒinf）は、以下のように
求められる。

【００２８】更に、式３および式４より、図９の等価回
路におけるＲｅおよびＲｉは以下のように求められる。

【００２９】Ｒe＝Ｒ0 （式５）Ｒi＝Ｒ0・Ｒinf／（Ｒ0−Ｒinf）（式６）特性周波数Ｆcにおける生体電気インピーダンスベクト
ルＺcは、リアクタンス成分、すなわちＹ軸成分の絶対
値が最大になる点であるから、その場合のレジスタンス
成分であるＸ座標値およびリアクタンス成分であるＹ座
標値は以下のように算出される。

【００３０】Ｘ＝ａ（式７）Ｙ＝ｂ−ｒ（式８）ここで、ＲcはＺcのレジスタンス成分、ＸcはＺcのリア
クタンス成分とすると、Ｚcは以下のように表される。

【００３１】Ｚc＝Ｒc＋ｊＸc＝ａ＋ｊ（ｂ−ｒ）（式９）また、Ｚ（ω）はωにおける生体電気インピーダンスベ
クトル、τ、βは定数とすると、コール−コールの円弧
則から、任意の角周波数ωにおける生体電気インピーダ
ンスベクトルは以下のように表される。

【００３２】更に、τ＝１／ωｃとして、式１０は以下
のように表される。

【００３３】ここで、ωｃ＝２πＦcであるから、先に
測定された生体電気インピーダンス測定値を用いて、Ｆ
cおよびβが求められる。

【００３４】上述のように生体電気インピーダンス測定
値から求められた生体電気インピーダンスベクトル軌跡
およびそれに関するパラメータＲ0およびＲinf、Ｒeお
よびＲi、Ｚc、Ｒc、Ｘc、Ｆc等に基づいて、細胞外液
量、細胞内液量、体水分液量（細胞外液量と細胞内液量
との和）、体脂肪量、除脂肪量（体重と体脂肪量との
差）等の身体成分量が算出され、また、算出された身体
成分量から、細胞内液量対細胞外液量比、細胞外液量対
体水分液量比、体水分液量比から求められる脱水状態、
体脂肪の割合等が算出される。

【００３５】それから、ステップ１４に進み、測定値お
よび測定値から算出された結果が表示部４５に表示され
る。ステップ１５では、測定値および測定値から算出さ
れた結果等が、補助記憶装置５４に記憶されるか、また
は、外部入出力インターフェイス５６を介して外部機器
へ送信される。その後、ステップ１６に進み、被測定者
が測定開始キー４７を押下して、再測定の指示を入力し
た場合は、ステップ１１から再度測定がやり直される。
ステップ１６で、被測定者が再測定の指示を入力せず、
ステップ１７で、入力キー４６を押下して、グラフ表示
を指示した場合は、過去に求められた測定値および測定
値から算出された結果が表示部４５にグラフ表示され
る。そして、ステップ１８で、被測定者が電源オンオフ
キー４８を押下すると、一連の測定は終了し、本測定装
置４０は停止する。

【００３６】上述したステップ８で、被測定者が入力キ
ー４６を押下して、「２」を入力した場合には、ステッ
プ１９で、表示に関連するデータおよびパラメータ等が
補助記憶装置５４から読み出され、ステップ１７に進
み、上述したように所定のデータが表示部４５にグラフ
表示される。そして、ステップ１８で、上述したように
本測定装置４０は停止する。

【００３７】ステップ８で、被測定者が入力キー４６を
押下して、「３」を入力した場合には、ステップ２０
で、送信に関連するデータおよびパラメータ等が補助記
憶装置５４から読み出され、ステップ２１で、所定のデ
ータが、電話回線を介して、外部の他のデータ処理装置
に送信される。所定のデータは、例えば、上述した生体
電気インピーダンス測定により測定された測定値（生体
電気インピーダンス、電圧、位相差、測定日時等）、そ
の測定値から算出されたパラメータ（Ｒ0、Ｒinf、Ｒ
e、Ｒi、Ｚc、Ｒc、Ｘc、Ｆc等）、身体成分量（細胞内
液量、細胞外液量、体水分液量、除脂肪量、体脂肪量
等）、むくみ指標値（細胞外液量、細胞内液量対細胞外
液量比、細胞外液量対体水分液量比等）、個人パラメー
タ（識別番号、名前、性別、年齢、身長、体重等）等で
ある。それから、ステップ１８で、上述したように本測
定装置４０は停止する。

【００３８】尚、上述したステップ１２およびステップ
１３では、複数の周波数の交流電流について測定および
演算が実施されるが、より簡易に、単一の周波数の交流
電流についてのみ測定および演算が実施されても良い。
その場合には、ステップ１２では、生体電気インピーダ
ンス、および、生体電気インピーダンス測定時に被測定
者へ印加された交流電流の位相と被測定者から測定され
た電圧の位相との間の位相差が単一の周波数Ｆ１につい
てのみ測定される。

【００３９】ステップ１３では、Ｆ１の周波数における
生体電気インピーダンス測定値Ｚ１からレジスタンス成
分値Ｒ１およびリアクタンス成分値Ｘ１が求められ、そ
れらの値が、図１１に示されるＦ１＝５０ｋHｚの場合
の例に示されるような予め求められたレジスタンス成分
およびリアクタンス成分の正常値の範囲内にあるか否か
が判定される。そして、もし、正常値の範囲内にないな
らば、生体電気インピーダンス測定値から、生体電気イ
ンピーダンスベクトル軌跡に関するパラメータが以下に
基づいて算出される。

【００４０】すなわち、生体電気インピーダンスの電気
的特性については、第１実施例の場合と同様である。生
体電気インピーダンスベクトル軌跡は円弧であるという
仮定から、周波数Ｆ１における生体電気インピーダンス
測定値Ｚ１は、図１２に示すように、ある円の円周上に
ある。ここで、Ｘ軸は生体電気インピーダンスのレジス
タンス成分を表し、Ｙ軸は生体電気インピーダンスのリ
アクタンス成分を表す。

【００４１】任意の角周波数ωFにおける生体電気イン
ピーダンスベクトルは、ω0、βは定数として、式１２
のように表される。

【００４２】更に、β＝１として、式１２は以下のよう
に表される。

【００４３】そして、生体電気インピーダンスおよび位
相差の測定値、測定された電圧と印加された交流電流と
から求められる抵抗値とに基づいて、体水分液量、除脂
肪量、体脂肪量等の身体成分量が算出され、また、算出
された身体成分量から体脂肪の割合等が算出される。

【００４４】続いて、本発明に係る生体電気インピーダ
ンスの第２実施例について説明する。図１３は、本発明
に係る生体電気インピーダンス測定装置の第２実施例の
外部構成を示す斜視図であり、図１３において図４およ
び図５と同一の機能を果たす部分には同一符号を付して
いる。本測定装置８０も、上述した第１実施例と同様
に、前腕において生体電気インピーダンスを測定するも
のである。本測定装置８０では、図１３に示すように、
第１実施例の表示部４５と異なり、表示部８１は、表示
部８１の上下方向と当接面４２の長手方向とが直交する
ように配置されている。このように表示部８１を配置す
ることにより、本測定装置８０を自身の前腕にあてがっ
ている状態の被測定者にとって、表示部４５に表示され
る情報が見易くなる。また、第１実施例の測定開始キー
４７および電源オンオフキー４８と異なり、測定開始キ
ー８２および電源オンオフキー８３は、当接面４２の面
取りされた端部の一方に配置されている。このように測
定開始キー８２および電源オンオフキー８３を配置する
ことにより、被測定者は、本測定装置８０を手で持った
状態で、指先で、測定開始および電源のオンオフを操作
可能になる。他の外部構成、内部構成、測定手順および
動作の概要は、上述した第１実施例の構成と同様であ
る。

【００４５】以上、本発明に係る生体電気インピーダン
ス測定装置の第１実施例および第２実施例を説明した
が、本発明の実施例はそれらの実施例に限定されること
はない。

【００４６】例えば、上述した実施例はいずれも前腕に
おいて生体電気インピーダンスを測定するものである
が、下腿といったような身体の他の１つの部位において
測定するようにしても良い。肝要なのは、電極間に挟ま
れた身体部分に関節が介在しないように、２対の電極を
身体のいずれか１つの部位のみに配置することであり、
これによって、電極間に挟まれた身体部分の姿態の変動
は小さくなる。

【００４７】また、上述した実施例では、細胞外液量、
細胞内液量、体水分液量（細胞外液量と細胞内液量との
和）、体脂肪量、除脂肪量（体重と体脂肪量との差）、
細胞内液量対細胞外液量比、細胞外液量対体水分液量
比、体脂肪の割合、体水分液量比から求められる脱水状
態等が算出されるが、脈拍や血圧が算出されても良い。

【００４８】そしてまた、上述した実施例では、当接面
を溝状にしているが、身体と電極との接触が良ければ、
溝状に限定されず、平板状等であっても良い。

【００４９】更に、上述した実施例では、ハウジングは
ほぼ矩形の平面形状をしているが、三角柱や他の多角
柱、雨樋形、半円柱等の他の形状であっても良く、ま
た、上述した実施例では、表示部は、電極が配置された
当接面とは反対側の面に備えられているが、反対側の面
には限定されず、当接面とは異なる他の面であれば良
い。

【００５０】尚、本測定装置は携帯可能な手のひらサイ
ズで、身体にあてがって測定可能であるので、被測定者
自身ではなく、被測定者以外の者が操作して測定するの
にも適しており、例えば、介護者は、自身での測定が困
難な高齢者や乳幼児、病人の生体電気インピーダンスを
非常に容易に測定することができる。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の生体電気
インピーダンス測定装置では、前腕や下腿といった身体
の１つの部位に２対の電極が配置されて生体電気インピ
ーダンスが測定されるので、電極間に挟まれた身体部分
に関節は介在せず、電極間に挟まれた身体部分の姿態は
殆ど変動しない。また、２対の電極は当接面上に固定的
に配置されるので、電極間の距離は被測定者毎に変動せ
ず常に一定で明確である。更に、電極が配置された面が
湾曲した溝状になっており、その面に沿って電極も湾曲
しているので、電極を身体の１つの部位に密接させるこ
とができる。従って、高い測定精度で生体電気インピー
ダンスを測定することが可能である。

【００５２】また、本発明の生体電気インピーダンス測
定装置では、前腕や下腿といった身体の１つの部位に本
装置をあてがうことにより、２対の電極が身体に配置さ
れることとなるので、長いケーブルを取り扱ったり、身
体へ電極を貼り付けたりする必要はない。従って、測定
が非常に簡便である。

【００５３】更に、本発明の生体電気インピーダンス測
定装置は、携帯容易なほぼ手のひらサイズをしており、
身体にあてがって測定可能であり、また、指用溝を設け
て持ち易くしているので、被測定者自身が操作して測定
するのも、被測定者以外の者が操作して測定するのも非
常に容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来技術のケーブル接続電極型の生体電気イン
ピーダンス測定装置を示す概要図である。

【図２】従来技術の手専用電極型の生体電気インピーダ
ンス測定装置を示す概要図である。

【図３】従来技術の足専用電極型の生体電気インピーダ
ンス測定装置を示す概要図である。

【図４】本発明に係る生体電気インピーダンス測定装置
の第１実施例の外部構成を裏側から示す斜視図である。

【図５】図４に示した生体電気インピーダンス測定装置
の外部構成を表側から示す斜視図である。

【図６】図４に示した生体電気インピーダンス測定装置
の内部構成を示すブロック図である。

【図７】図４に示した生体電気インピーダンス測定装置
の測定手順および動作の概要を示すフローチャートであ
る。

【図８】図４に示した生体電気インピーダンス測定装置
の表示部に表示される初期画面を示す図である。

【図９】生体電気インピーダンスを表す等価回路図であ
る。

【図１０】生体電気インピーダンスベクトル軌跡を表す
グラフ図である。

【図１１】予め求められている生体電気インピーダンス
のレジスタンス成分とリアクタンス成分の正常値の範囲
を示すグラフ図である。

【図１２】生体電気インピーダンスベクトル軌跡を示す
グラフ図である。

【図１３】本発明に係る生体電気インピーダンス測定装
置の第２実施例の外部構成を示す斜視図である。

【符号の簡単な説明】

１０、２０、３０、４０、８０生体電気インピー
ダンス測定装置１１ケーブル１２ａ、１２ｂ、２２ａ、２２ｂ、３２ａ、３２ｂ、４
３ａ、４３ｂ測定電流印加電極１３ａ、１３ｂ、２３ａ、２３ｂ、３３ａ、３３ｂ、４
４ａ、４４ｂ電圧測定電極３１台４１ハウジング４２当接面４５、８１表示部４６入力キー４７、８２測定開始キー４８、８３電源オンオフキー４９指用溝５１演算および制御装置５２ＲＯＭ５３ＲＡＭ５４補助記憶装置５５表示装置５６外部入出力インターフェイス５７外部インターフェイス端子５８キー入力装置５９時計装置６０通信装置６１電源装置６２電源端子６３交流信号発生装置６４交流電流出力装置６５基準電流検出装置６６ａ、６６ｂ交流電流出力端子６７第１Ａ／Ｄ変換装置６８ａ、６８ｂ電圧測定端子６９電位差検出装置７０第２Ａ／Ｄ変換装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者三好努東京都板橋区前野町１丁目14番２号株式会社タニタ内Ｆターム(参考） 4C027 AA06 CC00 EE01 KK01 KK03 KK05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】身体の１つの部位にあてがう当接面を有
するハウジングと、前記身体の１つの部位に接触するように前記当接面に配
置された１対の測定電流印加電極と、前記１対の測定電流印加電極間に位置して前記身体の１
つの部位に接触するように前記当接面に配置された１対
の電圧測定電極と、前記ハウジングの前記当接面とは異なる面に配置された
表示手段と、前記ハウジング内には、前記１対の測定電流印加電極に交流電流を供給する交流
電流供給手段と、前記１対の電圧測定電極間の電圧を測定する電圧測定手
段と、供給された前記交流電流と測定された前記電圧とに基づ
いて生体電気インピーダンスを演算する演算手段とを備
えることを特徴とする生体電気インピーダンス測定装
置。
【請求項２】請求項１に記載の生体電気インピーダン
ス測定装置において、前記ハウジングは、前記表示手段
を見ることができる状態で片手で把持して、前記身体の
１つの部位にあてがうことのできるような形状およびサ
イズとされている生体電気インピーダンス測定装置。
【請求項３】請求項２に記載の生体電気インピーダン
ス測定装置において、前記ハウジングの両サイドには、
指用溝が形成されている生体電気インピーダンス測定装
置。
【請求項４】請求項１から請求項３のいずれか１項に
記載の生体電気インピーダンス測定装置において、前記
表示部は、前記表示部の上下方向と前記１対の測定電流
印加電極および前記１対の電圧測定電極が並ぶ方向とが
直交するように配置されている生体電気インピーダンス
測定装置。
【請求項５】請求項１から請求項４のいずれか１項に
記載の生体電気インピーダンス測定装置において、前記
当接面は、前記１対の測定電流印加電極および前記１対
の電圧測定電極の並びに沿って延びる湾曲した溝状にさ
れ、前記１対の測定電流印加電極および前記１対の電圧
測定電極の各々は、前記当接面に沿って湾曲している生
体電気インピーダンス測定装置。
【請求項６】請求項１から請求項５のいずれか１項に
記載の生体電気インピーダンス測定装置において、前記
演算手段は体脂肪、体水分、脈拍、または、血圧のうち
の少なくとも１つを更に演算する生体電気インピーダン
ス測定装置。
【請求項７】請求項１から請求項６のいずれか１項に
記載の生体電気インピーダンス測定装置において、前記
身体の１つの部位は左右いずれか一方の前腕である生体
電気インピーダンス測定装置。
【請求項８】請求項１から請求項６のいずれか１項に
記載の生体電気インピーダンス測定装置において、前記
身体の１つの部位は左右いずれか一方の下腿である生体
電気インピーダンス測定装置。
【請求項９】請求項１から請求項８のいずれか１項に
記載の生体電気インピーダンス測定装置において、前記
交流電流供給手段は複数の異なる周波数の交流電流を供
給し、前記電圧測定手段は各周波数の交流電流に対応し
て電圧を測定し、前記演算手段は、供給された異なる周
波数の前記交流電流とこれらに対応して測定された前記
電圧とに基づいて生体電気インピーダンスを演算する生
体電気インピーダンス測定装置。
【請求項１０】請求項１から請求項８のいずれか１項
に記載の生体電気インピーダンス測定装置において、前
記交流電流供給手段は単一の周波数の交流電流を供給
し、前記電圧測定手段は測定された前記電圧の位相を更
に測定し、前記演算手段は、供給された前記電流と測定
された前記電圧との位相差を更に演算する生体電気イン
ピーダンス測定装置。
【請求項１１】請求項９もしくは請求項１０に記載の
生体電気インピーダンス測定において、前記演算手段は
細胞内液量対細胞外液量比、細胞外液量対体水分液量
比、細胞内液量、細胞外液量、体水分液量、または、体
脂肪量のうちの少なくとも１つを更に演算する生体電気
インピーダンス測定装置。