JP2001276010A - 生体電気インピーダンス測定装置 - Google Patents

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つの部位を載置する載置台と、
身体の１つの部位に接触するように載置台上に配置され
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載置台
に配置された１対の電圧測定電極と、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つの部位を載置する載置台と、身体の１
つの部位に接触するように載置台上に配置された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載置台に配置さ
れた１対の電圧測定電極と、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】本発明の別の観点によれば、載置台は、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、載置台に沿
って湾曲している。

【０００９】本発明の更に別の観点によれば、身体の１
つの部位を位置決めする位置決め部材を備える。位置決
め部材は位置調整可能である。身体の１つの部位は左右
いずれか一方の前腕であり、位置決め部材は手で握るグ
リップおよび／もしくは肘を当接する肘当てである。

【００１０】本発明の更に別の観点によれば、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、
身体の１つの部位は左右いずれか一方の下腿である。

【００１１】本発明の更に別の観点によれば、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】本発明の更に別の観点によれば、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。

【００１３】本発明の更に別の観点によれば、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。

【００１４】

【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。

【００１５】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、図
４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を備えている。ハウジング４１の上面の
左半分には、ハウジング４１の前端から後端まで直線状
に延びる湾曲した溝状の載置台４２と、載置台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４３
ａ、４３ｂおよび１対の電圧測定電極４４ａ、４４ｂと
が備えられている。１対の測定電流印加電極４３ａ、４
３ｂ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４３ａ、４３ｂ間に１対の電圧測定
電極４４ａ、４４ｂを挟んで載置台４２の長手方向に直
線状に並び、各電極４３ａ、４４ａ、４４ｂ、４３ｂ
は、載置台４２の長手方向に対して垂直方向に、かつ、
載置台４２に沿って湾曲して延びる。

【００１６】ハウジング４１の後端には、平板形状のス
ライド部材４５が備えられている。スライド部材４５
は、その後端をハウジング４１の後端から後方に突出さ
せて、電極の並び４３ａ、４４ａ、４４ｂ、４３ｂに沿
って延び、ハウジング４１内を載置台４２の長手方向に
スライド可能になっている。スライド部材４５の後端に
は、載置台４２に対して垂直に起立する棒状のグリップ
４６が備えられている。グリップ４６は、ハウジング４
１の後端の後方、かつ、載置台４２の長手方向の延長線
上に位置し、スライド部材４５により、ハウジング４１
の後端に接する位置とハウジング４１の後端から後方に
離間した位置との間を載置台４２の長手方向に移動可能
になっている。ハウジング４１の上面の右半分には、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４７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４８と、本測定装置４０を作動させるための電源
オンキー４９ａと、本測定装置４０を停止するための電
源オフキー４９ｂとが備えられている。

【００１７】図５は、図４に示した生体電気インピーダ
ンス測定装置の内部構成を示すブロック図である。図５
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。

【００１８】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
４７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４７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４８に接続され、入力
キー４８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６０、電源オンキー４９ａおよび電源オフキー４９ｂ
に接続され、電源オンキー４９ａまたは電源オフキー４
９ｂ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。

【００１９】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。

【００２０】図６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キ
ー４９ａを押下すると、ステップ２で、本測定装置４０
内部の初期化が行われ、ステップ３で、図７に示す初期
画面が表示部４７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４７に表示される。ステップ６で、被測定
者が入力キー４８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４７に表示さ
れる。ステップ８に進み、被測定者が入力キー４８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４７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４８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、載置台
４２を左方にし、表示部４７等を右方にして測定位置に
つく。そして、適宜、スライド部材４５の位置を調整
し、手でグリップ４６を握り、前腕を２対の電極４３
ａ、４４ａ、４４ｂ、４３ｂに接触させて載置台４２に
載置する。載置台４２に載置する前腕は左右どちらの前
腕でも良いが、操作性の点からは、左の前腕を左方に位
置する載置台４２に載置し、右手で右方に位置する入力
キー４８を操作するのが良い。それから、被測定者は、
入力キー４８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、載置台４２は湾曲した溝状になって
おり、２対の電極４３ａ、４４ａ、４４ｂ、４３ｂは載
置台に沿って湾曲しているので、被測定者は、前腕を２
対の電極４３ａ、４４ａ、４４ｂ、４３ｂに密接させて
載置することができる。また、グリップ４６が備えら
れ、グリップ４６は手の向きおよび位置を定める位置決
め部材としての機能を果たすので、被験者は、測定中お
よび次回以降の測定において、前腕を常に同一の姿態で
載置台４２に載置することができる。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５
６からＲＡＭ５３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、６
６ｂ、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ＲＡ
Ｍ５３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。

【００２１】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。

【００２２】通常、生体電気インピーダンスは、図８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。

【００２３】従って、一般に、生体電気インピーダンス
は、図９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。

【００２４】 （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。

【００２５】また、式１から、Ｘは以下のように表され
る。

【００２６】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。

【００２７】更に、式３および式４より、図５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。

【００２８】 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。

【００２９】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。

【００３０】 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。

【００３１】更に、τ＝１／ωｃとして、式１０は以下
のように表される。

【００３２】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。

【００３３】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。

【００３４】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４７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
が入力キー４８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４８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４７にグラフ表示される。そ
して、ステップ１８で、被測定者が電源オフキー４９ｂ
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。

【００３５】上述したステップ８で、被測定者が入力キ
ー４８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４７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。

【００３６】ステップ８で、被測定者が入力キー４８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。

【００３７】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。

【００３８】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１０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。

【００３９】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１１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。

【００４０】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。

【００４１】更に、β＝１として、式１２は以下のよう
に表される。

【００４２】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。

【００４３】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１２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１２において図４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１２に示すように、第１実施例の
スライド部材４５に代わって、平板形状のスライド部材
８１が、ハウジング４１の前端に備えられている。スラ
イド部材８１は、その半円形状をした前端をハウジング
４１の前端から前方に突出させて、電極の並び４３ａ、
４４ａ、４４ｂ、４４ａに沿って延び、ハウジング４１
内を載置台４２の長手方向にスライド可能になってい
る。また、第１実施例のグリップ部材４６に代わって、
載置台４２に対して垂直に起立する肘当て壁８２ａがス
ライド部材８１の前端に備えられ、また、円形の肘当て
パッド８２ｂがスライド部材８１の上面の前部に備えら
れている。肘当て壁８２ａおよび肘当てパッド８２ｂ
は、ハウジング４１の前方、かつ、載置台４２の長手方
向の延長線上に位置し、スライド部材８１により、ハウ
ジング４１の前端に当接する位置とハウジング４１の前
端から前方に離間した位置との間を載置台４２の長手方
向に移動可能になっている。他の外部構成および内部構
成は、上述した第１実施例の構成と同様である。

【００４４】本実施例の測定手順および動作の概要は、
上述した第１実施例の測定手順および動作の概要とほぼ
同様であり、再度、図６を参照して相違点のみを説明す
ると、ステップ１１で、被測定者は、適宜、肘当て壁８
２ａおよび肘当てパッド８２ｂの位置を調整し、肘を肘
当て壁８２ａおよび肘当てパッド８２ｂに当接し、載置
台４２の２対の電極４３ａ、４４ａ、４４ｂ、４３ｂが
前腕に接触するように前腕を載置台４２に載置する。本
測定装置８０では、肘当て壁８２ａおよび肘当てパッド
８２ｂは肘の位置を定める位置決め部材としての機能を
果たすので、被測定者は、測定中および次回以降の測定
において、前腕を常に同一の姿態で載置台４２に載置す
ることができる。

【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、上述した実施例は位置決め部材とし
てグリップまたは肘当の一方を備えているが、グリップ
と肘当てとの両方を備えても良く、これによって、より
確実に電極間に挟まれた身体部分を同一の姿態に保持で
きるようになる。上述した実施例では、グリップを載置
台に対して垂直に起立させているが、グリップを載置台
に対して水平、かつ、載置台の長手方向に対して垂直に
設けても良い。この場合、手のひらの延長線状に位置す
る体毛の少ない部分を電極に接触させて測定できるの
で、高い測定精度で生体電気インピーダンスを測定する
ことができる。前腕ではなく下腿において生体電気イン
ピーダンスを測定する装置の場合は、位置決め部材とし
て踵当てを備えるようにしても良い。

【００４８】そしてまた、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が、脈拍や血圧が算出されても良
い。

【００４９】更に、上述した実施例では、載置台を溝状
にしているが、身体の１つの部位を載置し易く、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。

【００５０】

【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、位置決め部材が備えられている
ので、より確実に電極間に挟まれた身体部分を同一の姿
態に保持可能である。そしてまた、２対の電極は載置台
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、身体を電極に密接させること
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。

【００５１】また、本発明の生体電気インピーダンス測
定装置では、載置台上に前腕や下腿といった身体の１つ
の部位を載置することにより、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。

【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
の内部構成を示すブロック図である。

【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７】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８】生体電気インピーダンスを表す等価回路図であ
る。

【図９】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１０】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１１】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１２】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 ２１ａ、２１ｂ、４６ グリップ ３１ 台 ４１ ハウジング ４２ 載置台 ４５、８１ スライド部材 ４７ 表示部 ４８ 入力キー ４９ａ 電源オンキー ４９ｂ 電源オフキー ５１ 演算および制御装置 ５２ ＲＯＭ ５３ ＲＡＭ ５４ 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 ８２ａ 肘当て壁 ８２ｂ 肘当てパッド

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹原 克 東京都板橋区前野町１丁目14番２号 株式 会社タニタ内 (72)発明者 石郷岡 真紀 東京都板橋区前野町１丁目14番２号 株式 会社タニタ内 (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） 2G028 AA01 AA04 BC07 CG08 DH05 FK01 GL02 GL07 HN11 HN13 LR02 4C027 AA00 AA06 DD03 EE03 FF01 GG00 GG18 JJ01 KK00 KK01 KK05

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 身体の１つの部位を載置する載置台と、 前記身体の１つの部位に接触するように前記載置台上に
   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載置台に配置された１対
   の電圧測定電極と、 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。
2. 【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、前記載置台は、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、前記載置
   台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。
3. 【請求項３】 請求項１もしくは請求項２に記載の生体
   電気インピーダンス測定装置において、前記身体の１つ
   の部位を位置決めする位置決め部材を備える生体電気イ
   ンピーダンス測定装置。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の生体電気インピーダン
   ス測定装置において、前記位置決め部材は位置調整可能
   である生体電気インピーダンス測定装置。
5. 【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
   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。
6. 【請求項６】 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
   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。
7. 【請求項７】 請求項３もしくは請求項４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り、前記位置決め
   部材は手で握るグリップおよび／もしくは肘を当接する
   肘当てである生体電気インピーダンス測定装置。
8. 【請求項８】 請求項１から請求項７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。
9. 【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。
10. 【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。
11. 【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装置において、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。