JP2002112976A5 - - Google Patents

Description

そして、このスポーツ選手による減量は、多くの場合、運動量自体を増やすハードトレーニング以外に、減食、絶食といった食事制限法や、入浴、サウナ等による落汗法や、下剤や利尿剤といった特殊な薬物を用いる方法等により、試合に先立つ数日前から短期間に急激に行われている。通常試合の日程は十分前に知らされるものであるが、その試合日程に沿って計画的に減量を行うことは中々難しく、図１２に示すように、試合が終了してしまうと、体力の回復のために通常以上の栄養が摂取され、身体の休養のために練習量が減り、更に急激な減量の反動もでるため、体重は減量前の元の状態に戻ってしまい、また次の試合が近くなると急激な減量が行われるといったように、試合の度に、急激な減量が繰り返されているのが現状である。

本発明のさらに別の観点によれば、体重を測定する体重測定手段と、時計機能を有する計時手段と、目標体重と目標日と運動期間とを入力する入力手段と、前記体重測定手段によって測定された体重と前記入力手段から入力された目標体重との差および前記入力手段から入力された目標日までの日数とから体重管理データを演算する演算手段と、目標日の入力がないときに運動期間の初日を目標日に設定する設定手段とを備えることを特徴とする体重管理装置が提供される。

一方、測定部２は、マイクロコンピュータ４から出力された信号を生体印加用信号に成形するフィルタ回路９、フィルタ回路９から出力された信号を一定の実効値にする交流電流出力装置１０、交流電流出力装置１０の一出力端子に接続された、利用者を流れる電流を検出するための基準抵抗１１、基準抵抗１１を介して交流電流出力装置１０の一出力端子に接続された、利用者に測定電流を印加するための交流電流供給電極１２Ａ、交流電流出力装置１０の別の出力端子に接続された、利用者に測定電流を印加するための交流電流供給電極１２Ｂ、基準抵抗１１の両端の電位差を検出する差動増幅器１５、利用者の２点の電位を検出するための電位測定電極１３Ａ、１３Ｂ、電位測定電極１３Ａ、１３Ｂに接続された、それらの電極間の電位差を検出するための差動増幅器１４、利用者の体重を測定する体重センサ１６、体重センサ１６からの出力を増幅する増幅器１７、差動増幅器１５、１４と増幅器１７からの出力の内のいずれか１つをマイクロコンピュータ４の制御により選択出力する切替器１８、切替器１８からの出力であるアナログ信号をデジタル信号に変換し、マイクロコンピュータ４へ出力するＡ／Ｄ変換器１９を備える。

続いて、ステップＳ１１で、本管理装置は、以下の式より、測定した基準体重と入力された目標体重および目標期間とから１週当たりの平均体重変化量および１日当りの平均体重変化率を求める。
平均体重変化量／週＝ ( (目標体重−基準体重) ÷目標期間) ×７ (ｋｇ)
平均体重変化率／日＝ ( (目標体重−基準体重) ÷目標期間) ÷基準体重×１００ (％)

ここで多周波生体インピーダンス測定について簡単に説明する。多周波生体インピーダンス測定は、ｎ個の異なる所定の周波数Ｆｉ（ｉ＝１からｎであり、ｎは所定の設定値である。）の各々についてｎ回に渡って生体電気インピーダンス値の測定を行うものである。ｉ＝１が初期設定されて、第１回目の生体電気インピーダンス値の測定が所定の周波数Ｆ１について開始される。すなわち、マイクロコンピュータ４内のＲＯＭに予め記憶されている測定制御パラメータに基づいて出力信号周波数がフィルタ回路９に設定され、その周波数の出力信号がフィルタ回路９から交流電流出力装置１０へ出力される。交流電流出力装置１０は電流値を設定可能な定電流出力回路で構成されている。測定制御パラメータに基づいて出力電流値が交流信号出力装置１０に設定され、その出力電流値の交流電流出力が、交流信号出力装置１０の一出力端子に基準抵抗１１を介して接続された、利用者に接触する交流電流供給電極１２Ａ、および交流信号出力装置１０の別の出力端子に接続された交流電流供給電極１２Ｂより利用者に印加される。電流が利用者に印加されている間に利用者に接触する１対の電位測定電極１３Ａ、１３Ｂより利用者の２点の電位が検出され、それらの出力は差動増幅器１４に供給される。差動増幅器１４は、利用者の２点間の電位差信号を出力する。また、電流が利用者に印加されている間に、差動増幅器１５は基準抵抗１１の電位差信号を出力する。差動増幅器１４、１５からの電位差信号は、マイクロコンピュータ４の制御信号で切替器１８を切り替えることにより、Ａ／Ｄ変換器１９に供給される。Ａ／Ｄ変換器１９は、これらの供給されたアナログ信号をデジタル信号に変換し、その出力はマイクロコンピュータ４に供給され、マイクロコンピュータ４は供給されたデジタル信号から生体電気インピーダンス値を求めてＲＡＭに記憶する。

ここで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の値の算出方法について簡単に説明する。生体電気インピーダンス値は、通常、図５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説明されるが、実際には、生体を構成する個々の細胞は、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、インピーダンスベクトル軌跡は集中定数による等価回路を測定した場合のように半円とはならずに、Ｃｏｌｅ−Ｃｏｌｅの円弧則に従う円弧となるとされている。従って、生体のインピーダンスは、一般的に、図６に示すような円弧状の軌跡を描くことになる。図６において、横軸はインピーダンスのレジスタンス成分を表し、縦軸はインピーダンスのリアクタンス成分を表している。生体インピーダンスのリアクタンス成分は容量性であるため、負の値となり、そのベクトル軌跡は図６に示すように実軸の下側になる。

求めるベクトル軌跡が円弧であるという過程から、Ｆｉ周波数（ｉ＝１からｎ）におけるそれぞれの測定された生体電気インピーダンス値Ｚ１、Ｚ２、・・・、Ｚｎは図７に示すようになる。以下では、図６におけるインピーダンスベクトル平面の実軸である横軸をＸ軸とし、虚軸である縦軸をＹ軸として記述する。

座標上にプロットされたＺｉ（ｉ＝１からｎ）から、以下の相関関数が得られる。
（Ｘ−ａ）²＋（Ｙ−ｂ）²＝ｒ² （式１）
式１において、ａは円の中心のＸ座標、ｂは円の中心のＹ座標、ｒは円の半径であり、式１は、すなわち、ｎ点間の近似相関式である。そして、式１より、

が得られ、更に、Ｒ０＞Ｒｉｎｆであるから、

が得られる。これより、図５の等価回路におけるＲｅおよびＲｉは、
Ｒｅ＝Ｒ０
Ｒｉ＝Ｒ０・Ｒｉｎｆ／（Ｒ０−Ｒｉｎｆ）
として求められる。

以上の演算により、細胞内外液合成抵抗Ｒｉｎｆ（＝Ｒｉ//Ｒｅ）、細胞外液抵抗Ｒｅ、細胞内液抵抗Ｒｉ、および、これらいずれか２つの比が求められる。

また、求められた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であるＲ０およびＲｉｎｆ、または、ＲｅおよびＲｉと、ステップ６で個人パラメータとして入力された性別、身長、年齢と、本ステップで測定した体重に基づいて、既知の計算方法により、細胞内液量ＩＣＷ、細胞外液量ＥＣＷ、体水分量ＴＢＷ＝ＩＣＷ＋ＥＣＷ、および、これらいずれか２つの比等が求められる。例えば、細胞内液量ＩＣＷ、細胞外液量ＥＣＷ、体水分量ＴＢＷは、Ｒｉ、Ｒｅ、身長Ｈｔ、体重Ｗを用いて以下の式より求められる。
ＩＣＷ＝Ｋ_i1Ｈｔ²／Ｒｉ＋Ｋ_i2Ｗ＋Ｋ_i3
ＥＣＷ＝Ｋ_e1Ｈｔ²／Ｒｅ＋Ｋ_e2Ｗ＋Ｋ_e3
ＴＢＷ＝ＥＣＷ
（但し、Ｋ_i1、Ｋ_i2、Ｋ_i3、Ｋ_e1、Ｋ_e2、Ｋ_e3は係数）
以上説明した算出方法により、本管理装置は、後述の処理のために特に細胞内液量、細胞外液量、体水分量を算出する。なお、上述の多周波生体インピーダンス測定については既に公知であるので一部説明を省いている。

先ず、体重変化の状態を判定するための判定パラメータとしては、１日の体重変化率および１週間の体重変化量を用いる。これらの判定パラメータは、今回測定した運動前の体重と補助記憶装置８に記憶されている先に測定した運動前の体重等を用いて以下の式より求められる。
体重変化率／日＝ (今回測定した運動前の体重−前日測定した運動前の体重)
／基準体重×１００ (％)
体重変化量／週＝直近１週間に測定した運動前の体重の平均
−その前の１週間に測定した運動前の体重の平均 (ｋｇ)
前日に運動前の体重が測定されていない場合には、代わりに過去に測定した運動前の体重の内の最新のものを用いて体重変化率を求め、その測定日と今回の測定日間の日数で除算することにより１日当りの体重変化率を求めるようにする。

同様に、体水分変化の状態を判定するための判定パラメータとしては、１日の体水分変化率を用いる。この判定パラメータは、今回測定した運動前の体水分重と補助記憶装置８に記憶されている先に測定した運動前の体水分量等を用いて以下の式より求められる。
体水分変化率／日＝ (今回測定した運動前の体水分量−前日測定した運動前の体
水分量) ／前日測定した運動前の体水分量×１００ (％)
前日に運動前の体水分量が測定されていない場合には、代わりに過去に測定した運動前の体水分量の内の最新のものを用いて体水分変化率を求め、その測定日と今回の測定日間の日数で除算することにより１日当りの体水分変化率を求めるようにする。

体水分量の状態を判定するための判定パラメータとしては、測定した運動前後の体重変化率および判定レベルを用いる。運動前後の体重変化率は運動前後に測定した体重を用いて以下の式より求められる。
運動前後の体重変化率＝ (今回測定した運動後の体重
−前回測定した運動前の体重) ／前回測定した運動前の体重×１００ (％)
本ステップにおいて、この運動前後の体重変化率を判定パラメータとして用いるのは、運動前後での体重変化は殆どが体水分量の変化によるものであるため、運動前後の体重変化量は実質的に運動前後の体水分の変化量であると見なせるからである。ここで、運動前後ではない期間の体重の変化量は体水分量の変化によるものであるとは必ずしもいえず、運動前後ではない期間の体重の変化量を体水分量の状態を判定するための判定パラメータとして用いるのは妥当でないことを注記しておく。

また、判定レベルは体水分変化率より定められるものであり、体水分変化率は、今回測定した運動後の生体電気インピーダンス値から求められた運動後の体水分量と前回測定した運動前の生体電気インピーダンス値から求められた運動前の体水分量とを用いて以下の式より求められる。
運動前後の体水分変化率＝（今回測定した運動後の体水分量
−前回測定した運動前の体水分量) ／前回測定した運動前の体重×１００ (％)
そして、この運動前後の体水分変化率より、例えば、体水分量変化率が−２％から＋２％の範囲内であれば、体水分量の状態は正常であり、判定レベルはレベル０と定められ、＋２％を超えていて且つ前回の体水分量変化率は＋２％以内ならば、一過性のむくみ状態であり、判定レベルはレベル１と定められ、今回の体水分量変化率も前回の体水分量変化率も共に＋２％を超えているならば、慢性的なむくみ状態であり、判定レベルはレベル２と定められ、−２％未満であり且つ前回の体水分量変化率は−２％以上ならば、一過性の脱水状態であり、判定レベルはレベル−１と定められ、今回の体水分量変化率も前回の体水分量変化率も共に−２％未満ならば、慢性的な脱水状態であり、判定レベルはレベル−２と定められる。

【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明に係る体重管理装置の第一実施例の外観を示す斜視図である。
【図２】
図１に示した第一実施例の構成を示すブロック図である。
【図３】
図１に示した第一実施例の動作フローを示すフローチャートである。
【図４】
図１に示した第一実施例の表示画面の例を示す図である。
【図５】
組織内細胞の電気的等価回路図である。
【図６】
人体の生体電気インピーダンスベクトル軌跡を示す図である。
【図７】
周波数０Ｈｚおよび周波数無限大における生体インピーダンスと特性周波数における生体インピーダンスの関係を示す図である。
【図８】
体重変化と体水分変化とに基づいて健康状態を判定する基準を示すマトリクスを例示する図である。
【図９】
本発明の第二実施例の動作フローを示すフローチャートである。
【図１０】
第二実施例の表示画面の例を示す図である。
【図１１】
第二実施例の理想体重推移曲線の例を示す図である。
【図１２】
従来行われていた減量の体重推移曲線の例を示す図である。
【図１３】
第二実施例の理想体重推移曲線の別の例を示す図である。
【符号の説明】
１ コントロール部
１ａ、２ａ ハウジング
２ 測定部
３ ケーブル
４ マイクロコンピュータ
５ 表示部
６ キースイッチ
７ 外部入出力インターフェイス
８ 補助記憶装置
９ フィルタ回路
１０ 交流電流出力装置
１１ 基準抵抗
１２Ａ、１２Ｂ 測定電流供給電極
１３Ａ、１３Ｂ 電位測定電極
１４、１５ 差動増幅器
１６ 体重センサ
１７ 増幅器
１８ 切替器
１９ Ａ／Ｄ変換器

Claims (10)

1. 体重を測定する体重測定手段と、
   被測定者の身体に交流電流を印加して生体電気インピーダンス値を測定する生体電気インピーダンス測定手段と、
   該生体電気インピーダンス測定手段によって測定された生体電気インピーダンス値に基づいて体水分量を判定する体水分判定手段と、
   前記測定された体重と前記体水分判定手段の判定結果とに基づいて健康状態を判定する健康状態判定手段とを備えることを特徴とする体重管理装置。
2. 前記健康状態判定手段は、複数測定日の体重変化により判定することを特徴とする請求項１記載の体重管理装置。
3. 前記健康状態判定手段は、複数測定日の体水分変化により判定することを特徴とする請求項１記載の体重管理装置。
4. 前記健康状態判定手段は、複数測定日の体重変化と体水分変化とを組合せて判定することを特徴とする請求項１記載の体重管理装置。
5. 体重を測定する体重測定手段と、
   運動前後で前記体重測定手段によって測定された体重に基づいて運動前後での体水分量の変化を判定する体水分判定手段と、
   該体水分判定手段の判定結果に基づいて健康状態を判定する健康状態判定手段とを備えることを特徴とする体重管理装置。
6. 体重を測定する体重測定手段と、
   被測定者の身体に交流電流を印加して生体電気インピーダンス値を測定する生体電気インピーダンス測定手段と、
   該生体電気インピーダンス測定手段によって測定された生体電気インピーダンス値に基づいて体水分量を判定する体水分判定手段と、
   運動に関するデータを入力する入力手段と、
   前記測定した体重と前記入力手段から入力されたデータとにより運動後の体重を推定する手段とを備えることを特徴とする体重管理装置。
7. 前記入力手段は、気温、運動時間、運動強度のうちの少なくとも１つのデータを入力することを特徴とする請求項６記載の体重管理装置。
8. 体重を測定する体重測定手段と、
   時計機能を有する計時手段と、
   目標体重と目標日と運動期間とを入力する入力手段と、
   前記体重測定手段によって測定された体重と前記入力手段から入力された目標体重との差および前記入力手段から入力された目標日までの日数とから体重管理データを演算する演算手段と、
   目標日の入力がないときに運動期間の初日を目標日に設定する設定手段とを備えることを特徴とする体重管理装置。
9. 前記運動期間の初日は、運動のシーズン開始日であることを特徴とする請求項８記載の体重管理装置。
10. 前記運動期間の初日は、試合日であることを特徴とする請求項８記載の体重管理装置。