JP2002238904A - 骨密度推定方法および骨密度推定装置 - Google Patents

骨密度推定方法および骨密度推定装置

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Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 骨密度計は、被測定者の骨内の超音波伝
達速度を入力する第１の入力手段と、被測定者の体重を
入力する第２の入力手段と、被測定者の除脂肪量を入力
する第３の入力手段と、第１の入力手段からのデータ、
前記第２の入力手段および第３の入力手段からのデータ
に基づいて骨密度を演算する演算手段と、演算手段によ
って演算された骨密度値を表示するための表示手段とを
備える。 【効果】 Ｘ線被爆の心配がなく安全で、安価で、適正
な精度で骨密度の推定を可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、骨密度（Bone Min
eral Density、以下、ＢＭＤという）を推定する方法お
よび装置に関し、特に、超音波と生体電気インピーダン
スを利用して骨密度を推定する方法および装置に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】老齢化により人体の骨は脆くなってくる
ものであり、転倒等による骨折の割合が増加するもので
あり、また、骨折後の回復にも時間が掛かるようになっ
てくるものである。例えば、老齢の人が足の骨折などを
してしまうと、歩行困難な時期が長くなり、寝たきり生
活を強いられ日常生活が著しく損なわれるだけでなく、
運動等ができなくなるなどのために衰弱が加速的に進行
してしまう傾向にある。
【０００３】そこで、人体の骨の脆さを知るための一つ
の手段として、骨の健康度の一つの指標であるＢＭＤを
測定する方法および装置が開発され、病院等で用いられ
ている。ここでいうＢＭＤは、単位面積に含まれる骨塩
量（Bone Mineral Calcium、以下、ＢＭＣという）で
ある。骨には、骨基成分（繊維成分）と石灰成分とが含
まれており、現在の骨量測定では、石灰化量を測定して
いるため、骨量は骨塩量と呼ばれている。
【０００４】このような測定方法を用いた病院等での測
定結果によると、老齢化の進んだ人の中では、いつ骨折
を起こしてもおかしくないような状態、つまり骨粗鬆症
である人が非常に多く、６５歳以上の女性の半数が、男
性でも８０歳以上で半数の人が骨粗鬆症であると判定さ
れ、極めて重大な問題となってきている。そして、近年
では、老齢化の進んだ人に限らず、若年層でも、運動不
足、偏食、過度のダイエット等による影響で、骨粗鬆症
であると判定される人が増えてきている。また、病弱者
も同様な理由で骨粗鬆症になりやすく、妊婦も出産、授
乳で体内の大量のカルシウムを消費するため、骨粗鬆症
になり易いと言われている。このように、骨粗鬆症とな
ってしまう危険は、日常にあふれていると言える。
【０００５】したがって、骨粗鬆症を予防するため骨の
健康度を判定するための方法および装置が種々開発され
てきており、それらを大別すると次のようなものがあ
る。
【０００６】（１）単純Ｘ線像 Ｘ線撮影を元に、脊椎骨や大腿骨頚部のカルシウム繊維
即ち石灰化量の減り具合によって判断するものである。
【０００７】（２）第２中手骨萎縮度測定法（ＭＤ法、
ＤＩＰ法） コンピュータで、Ｘ線写真を解析し、骨の萎縮度を数値
で表す方法である。ＭＤ法は、第２中手骨をＸ線で撮影
し、その写真を解析するのに対し、ＤＩＰ法は、Ｘ線写
真を計測用テレビカメラを通じて高分解能処理装置に送
り、骨量を推定するものである。
【０００８】（３）二重エネルギーＸ線吸収法（ＤＥＸ
Ａ法） 波長の違う２つのＸ線を用いて、腰椎前後、側面、大腿
骨頚部等の骨を測定し、解析するものである。皮質骨と
海綿骨の両方を測定することができるものである。
【０００９】（４）ＱＣＴ方法 写真を使わずに、Ｘ線の吸収量を推定し、コンピュータ
処理により骨量を推定するものである。骨変形やカルシ
ウムの貯留を除外して、脊椎の錐体海綿骨だけを輪切り
状に測定できるものである。
【００１０】（５）超音波法 踵等に超音波信号を送り、その音速の伝わる速さ等から
骨強度を推定するものである。
【００１１】以下、超音波法の原理を示す。図６は、超
音波法の原理を示す図であり、踵骨に超音波を透過させ
た場合の踵部分の断面図を示す。３０は、踵を、３１
は、踵骨を、３３は、骨の周辺部である皮質骨を、３２
は、骨の内部である海綿骨を示す。３４は、皮膚を、３
５は、踝を示す。２７ａは、超音波を送信する超音波ト
ランスジューサ送信機を、２７ｂは、踵骨を透過した超
音波を受信する超音波トランスジューサ受信機を示す。
【００１２】骨が細くても、皮質骨３３が厚く、海綿骨
３２が密であれば骨折はし難い。反対に、骨が太くて
も、皮質骨３３が薄く、海綿骨３２が疎（すかすか状
態）であれば、脆く骨折は起こり易い。従って、皮質骨
３３の厚さと海綿骨の状態を総合的に判断する必要があ
る。
【００１３】皮膚などの細胞は、ほぼ水と同一の音響特
性であり、音は約１５００m/sで伝わり、減衰は小さ
い。骨は、通常の細胞と比べて非常に硬く、音速は早
く、減衰は大きくなる。骨粗鬆症においては、皮質骨３
３はその幅を減じ、骨髄腔は拡大し、海綿骨３２では骨
梁は減少し、粗鬆化する。粗鬆化した骨髄腔は、骨髄液
で殆ど満たされるため、粗鬆化した骨の音響特性は健全
な骨のそれよりも水の音響特性に近づくことになる。つ
まり、健全な骨に比べ、音速は遅く、減衰は小さくな
る。従って、骨の片側から超音波を入射し、他方の側に
伝わるまでの時間を計測し、計算された音速は、骨の密
度を反映することになる。
【００１４】踵骨は、比較的大きく、側面がほぼ平面に
近いため、距離を測定し易く、皮質骨からの音波の回り
込みの影響を受けにくい。また、踵骨内の９０％が海綿
骨であることがはっきりしているため、超音波測定法に
適しており、よく用いられる。更に、踵骨を被う肉の部
分も薄く、皮膚の上から計測しても、誤差が大きくな
い。
【００１５】次に、踵の超音波伝達速度ＳＯＳの求め方
を示す。超音波トランスジューサ送信機２７ａから送信
された超音波が、踵骨３１を透過して超音波トランスジ
ューサ受信機２７ｂに到達するまでの時間Ｔを測定す
る。超音波トランスジューサ送信機と受信機の間の距離
をLtとすると、 ＳＯＳ＝Lt÷Ｔ （式１） となる。
【００１６】次に、ＳＯＳから骨密度の求め方を示す。
多数の被験者において、精度の高いＤＥＸＡ法により骨
密度ＢＭＤを、超音波法によりＳＯＳを測定し、両者間
の回帰式を求める。この相関式を用いて、ＳＯＳから骨
密度を求める。
【００１７】超音波法では、このほか、周波数解析によ
り骨を透過した時の減衰率が違うことを利用して、更に
骨の状態を正確に示そうというものもある。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記
（１）項から（４）項の方法は、いずれもＸ線を使用す
るものであるため、放射線技師が不可欠であり、普及の
障害となっている。また、被測定者にＸ線被爆を与える
という点では好ましいとは言えず、さらにまた、高価な
ものとなってしまう点でも好ましいとは言えない。一
方、上記（５）項の方法は、上記（１）項から（４）項
の方法と比較して比較的安価であり、Ｘ線を使用しない
という面では好ましい。
【００１９】しかし、骨は、その骨梁構造上、極めて不
均質である。また、皮質骨３３に近い部分は骨量が多
く、中心部に近い部分ほど骨量が少ない。従って、超音
波の透過位置により測定値が変わってしまうという問題
がある。また、海綿骨は骨のない部分とある部分がまば
らになっているので、同じ位置、同じ骨密度であって
も、人それぞれ状態が違い、透過位置に骨梁の有無が生
じ、ＳＯＳ等の骨の音響特性が違って見えることが起こ
りうる。
【００２０】また、測定可能な部位は踵骨等の特定な部
位に限られるが、実際に骨折が起こり易いのは、腰椎、
大腿骨等の部位である。骨密度は各部位で個人差がある
ため、特定な部位の骨だけでは正確な判断はできない。
このように、超音波法には、誤差が多いとい問題があ
る。
【００２１】本発明の目的は、前述したような現状に鑑
み、Ｘ線被爆の心配がなく安全で、安価で、適正な精度
で骨密度の推定をだれでもが可能とする骨密度推定方法
および装置を提供することである。
【００２２】
【課題を解決するための手段】本発明の一つの観点によ
れば、被測定者の骨内の超音波伝達速度、体重および除
脂肪量をパラメータとする演算式に基づいて被測定者の
骨密度を推定することを特徴とする骨密度推定方法が提
供される。
【００２３】本発明の一つの実施の形態によれば、前記
演算式は、骨内の超音波伝達速度をＳＯＳ、体重をＷ
ｔ、除脂肪量をＦＦＭ、骨密度をＢＭＤ、定数をＣ１、
Ｃ２、Ｃ３およびＣ４とした場合において、ＢＭＤ＝Ｃ
１×ＳＯＳ＋Ｃ２×Ｗｔ＋Ｃ３×ＦＦＭ＋Ｃ４で表され
る。
【００２４】本発明の別の実施の形態によれば、前記演
算式において、被測定者の身長、性別、年令、月経の有
無、閉経時の年令および閉経後の年数の個人パラメータ
に基づく補正を行う。
【００２５】本発明のさらに別の観点によれば、被測定
者の体重、除脂肪量または細胞量の少なくとも一つと、
骨内の超音波伝達速度とをパラメータとする演算式に基
づいて被測定者の骨密度を推定することを特徴とする骨
密度推定方法が提供される。
【００２６】本発明のさらに別の観点によれば、被測定
者の骨内の超音波伝達速度を入力する第１の入力手段
と、被測定者の体重を入力する第２の入力手段と、被測
定者の除脂肪量を入力する第３の入力手段と、前記第１
の入力手段、前記第２の入力手段および前記第３の入力
手段からのデータに基づいて骨密度を演算する演算手段
と、該演算手段によって演算された骨密度値を表示する
ための表示手段とを備えることを特徴とする骨密度推定
装置が提供される。
【００２７】本発明の一つの実施の形態によれば、前記
第１の入力手段は、超音波トランスジューサである。
【００２８】本発明の別の実施の形態によれば、前記第
１の入力手段は、前記超音波伝達速度を手入力可能とす
るキー手段である。
【００２９】本発明の一つの実施の形態によれば、前記
第２の入力手段は、重量センサーである。
【００３０】本発明の別の実施の形態によれば、前記第
２の入力手段は、被測定者の体重を手入力可能とするキ
ー手段である。
【００３１】本発明の一つの実施の形態によれば、前記
第３の入力手段は、除脂肪量測定部である。
【００３２】本発明の別の実施の形態によれば、前記第
３の入力手段は、被測定者の除脂肪量を手入力可能とす
るキー手段である。
【００３３】本発明の一つの実施の形態によれば、前記
第２の入力手段および前記第３の入力手段は、脂肪計付
き体重計である。
【００３４】本発明の一つの実施の形態によれば、前記
演算手段は、骨内の超音波伝達速度をＳＯＳ、体重をＷ
ｔ、除脂肪量をＦＦＭ、骨密度をＢＭＤ、定数をＣ１、
Ｃ２、Ｃ３およびＣ４とした場合において、ＢＭＤ＝Ｃ
１×ＳＯＳ＋Ｃ２×Ｗｔ＋Ｃ ３×ＦＦＭ＋Ｃ４で表され
る演算式に基づいて演算を行う。
【００３５】本発明の別の実施の形態によれば、前記演
算手段は、骨密度の演算において、被測定者の身長、性
別、年令、月経の有無、閉経時の年令および閉経後の年
数の個人パラメータに基づく補正を行う。
【００３６】
【発明の実施の形態】次に、添付図面に基づいて、本発
明の実施の形態および実施例について、本発明をより詳
細に説明する。
【００３７】先ず、最初に、本発明の基本となる骨密度
の推定方法について説明する。まず、骨の健康が如何に
して得られるかに着目する。骨からは、血液中のカルシ
ウム濃度を一定に保つために、カルシウムが溶け出して
いる。カルシウム、ビタミンＤを摂取し、外で運動する
ことにより、骨にカルシウムが補われていく。このた
め、カルシウム、ビタミンＤを十分に摂取しても、全く
運動をしなければ骨粗鬆症になる。骨に重力方向の負荷
（体重）を与えることにより、骨は健全になっていくと
言える。体重と骨密度が優位な相関を持っていることが
知られており、これを裏付ける。
【００３８】図７は、１６０人の女性の健常者の体重と
ＤＥＸＡ法による骨密度の測定結果をグラフ表示したも
のである。回帰分析による相関係数は、０．５２１であ
り、良い相関を示している。
【００３９】被験者の平均年齢は約３５歳であり、６０
歳以上は５人のみの、骨密度に大きな問題のない健常者
のみのデータであるにもかかわらず、はっきりした相関
を示していることは、超音波法による骨密度測定にも匹
敵する極めて良いアプローチであることが分かる。
【００４０】骨密度が除脂肪量と密接な関係があること
が分かっている。除脂肪量は、脂肪以外の部分であり、
細胞、細胞外液、骨などの組織から成り立つ。除脂肪量
は、生体インピーダンス法により求めることができる。
生体の脂肪層は、ほとんど電流を流さず、筋肉などの細
胞組織は電流を通し、血液、リンパ液、細胞を取り巻く
間質液良導体でり、骨の骨髄にも電流が流れる。これを
利用し、体にわずかな高周波電流を流して電気抵抗を求
め、除脂肪量を求めるのが、生体インピーダンス法であ
る。
【００４１】次に、電気抵抗から除脂肪量の求め方を説
明する。図８は、両足間の生体インピーダンスの測定方
法を説明する図である。両足のつま先にそれぞれ電流供
給電極４１ａ、４１ｂを設け、交流電流源４３に接続す
る。また、両足の踵にそれぞれ交流電圧電極４２ａ、４
２ｂを設け、交流電圧計４４に接続する。図中の交流電
流ｉは、一方の足の皮膚の接触インピーダンスＺ１、
Ｚ、他方の足の皮膚の接触インピーダンスＺ４を流れ
る。生体インピーダンスにより生ずる電圧差Ｖは、 Ｖ＝Ｚ×ｉ となる。交流電圧計４４として、踵の皮膚との接触イン
ピーダンスＺ２およびＺ３に影響を受けない、入力がハ
イインピーダンスなものを使用することにより、電圧差
Ｖを正確に測定できる。
【００４２】生体インピーダンスの測定は、上述した両
足間以外に、両手間あるいは片手片足間での測定が一般
的であるが、いずれにおいても測定結果と全身の体組成
との相関は良好であり、いずれの部位の測定によっても
全身の体組成の推定が可能である。
【００４３】以下に、生体インピーダンス測定値から除
脂肪量ＦＦＭの求め方を示す。人体の脂肪以外の部分
（除脂肪）の体積当たりの抵抗率をρとすると、長さＬ
で断面積Ａの場合のインピーダンスＺは、 Ｚ＝Ｌ×ρ÷Ａ で表される。
【００４４】ＦＦＭは、除脂肪の比重をτとすると、 ＦＦＭ＝Ｌ×Ａ×τ であるから、 ＦＦＭ＝Ｌ２×ρ×τ÷Ｚ となる。ここで、電流の経路長、すなわち、両足の長さ
は、身長にほぼ比例することから、Ｌは、身長Ｈｔに比
例定数ｋを掛けたものとして置き換えでき、ρおよびτ
を一定値として、 比例定数Ｋ＝ｋ２×ρ×τ をおくと、 ＦＦＭ＝Ｈｔ２×Ｋ÷Ｚとして、 ＦＦＭを求めることができる。
【００４５】さらに、脂肪量ＦＭは、 ＦＭ＝Ｗ−ＦＦＭ （式２） となる。ここで、Ｗは体重である。
【００４６】また、脂肪率％ＦＡＴは、 ％ＦＡＴ＝ＦＭ÷Ｗ （式３） である。
【００４７】図９は、ＤＥＸＡ法による骨密度と生体イ
ンピーダンス法による除脂肪量の測定結果をグラフ表示
したものである。相関係数は、０．６２７であり、体重
との相関より相関関係がいいことがわかる。
【００４８】さらに、骨密度は、筋肉量との相関がいい
ことが知られている。細胞量の主なものは筋肉量である
から、細胞量が推定できれば、骨密度の推定精度を上げ
ることができる。近年の生体インピーダンス法の発達に
より、直接、細胞量を算出する方法が提案されている。
細胞膜は、脂質であるため、絶縁体であり、直流電流は
通らない。しかし、極めて薄いため、コンデンサと等価
となり、交流電流は通し、その周波数によりインピーダ
ンスが変化する。
【００４９】極端に低い周波数では、細胞膜はほとんど
電流を通さず、電流は細胞外液のみを流れるため、細胞
外液量が計算できる。一方、極端に高い周波数では、細
胞膜は良導体となり、電流は細胞外液と細胞液の両方を
流れるため、細胞外液と細胞液の合計が計算できる。従
って、細胞液量、即ち細胞量が算出できる。
【００５０】発明者は、ＢＭＤ、ＳＯＳ、体重Ｗｔおよ
びＦＦＭの測定および回帰分析を行なった。
【００５１】ＢＭＤとＳＯＳとの相関係数は、０．４９
であった。
【００５２】ＢＭＤを目的変数、ＳＯＳおよび体重を説
明変数として、重回帰分析を適用した時、重相関係数
は、０．５７であった。
【００５３】ＢＭＤを目的変数、ＳＯＳおよびＦＦＭを
説明変数として、重回帰分析を適用した時、重相関係数
は、０．６６であった。
【００５４】ＢＭＤを目的変数、ＳＯＳ、体重およびＦ
ＦＭを説明変数として、重回帰分析を適用した時、重相
関係数は、0.７１であった。
【００５５】この相関関係から次の回帰式が得られる。 ＢＭＤ＝Ｃ１×ＳＯＳ＋Ｃ２×Ｗｔ＋Ｃ３×ＦＦＭ＋Ｃ４ （式４） ここで、Ｃ１〜Ｃ４は、定数である。従って、踵内の超
音波伝達速度から求めたＳＯＳ、体重および生体電気イ
ンピーダンスから求めたＦＦＭを式４に代入することに
より骨密度ＢＭＤを求めることができる。
【００５６】定数Ｃ１〜Ｃ４は、身長、性別、年齢、月
経の有無、閉経時の年齢または閉経後の経過年数等の個
人的パラメータによって異なっていることが分かってい
る。従って、このような個人的パラメータに基づく補正
をすることにより、より正確な骨密度の推定を行なうこ
とができる。
【００５７】次に、前述したような本発明の一実施例と
して骨密度推定装置について説明する。
【００５８】図１は、骨密度推定装置の外観を示す概略
斜視図であり、図２は、図１の骨密度推定装置の電気回
路構成を示すブロック図である。この実施例の推定装置
１は、体重計の載せ台２に、生体に電流路を形成するた
めの通電用電極３ａ、３ｂと、生体に生じる電位差を検
出するための計測用電極４ａ、４ｂと、個人条件の設定
登録や時間設定をするための登録キー６と、数値を増加
させるためのＵＰキー５ａと、数値を減少させるための
ＤＯＷＮキー５ｂ、個人設定登録条件に基づいて計測す
るための個人キー７ａ〜７ｅと、設定条件の状態、計測
結果、あるいは判定結果を表示するための表示部９と、
超音波トランスジューサ送信機２７ａと、超音波トラン
スジューサ受信機２７ｂと、正しい位置に踵が置かれる
ための踵ガイド２８とを備えている。また、図２に示さ
れるように、載せ台２の内部には、荷重を検出し電気信
号に変換するための重量センサー１５と、電子回路基板
２０等が設けられている。個人キー７ａ〜７ｅあるいは
登録キー６が電源スイッチの機能を有し、個人キーのい
ずれかあるいは登録キーが押されると、電源オンの状態
になる。そして、測定結果を表示後に所定時間が経過す
ると、電源オフの状態となる。
【００５９】この電子回路基板２０には、載せ台２に設
けている表示部９と、登録キー６と、ＵＰキー５ａと、
ＤＯＷＮキー５ｂと、通電用電極３ａ、３ｂに高周波の
微弱な定電流を印加するための高周波低電流回路２１
と、計測用電極４ａ、４ｂとの間に生じる生体の電位差
を計測するための電圧測定回路２２と、この電圧測定回
路２２や重量センサー１５からのアナログ信号をデジタ
ル信号に変換するためのＡ／Ｄ変換回路２３と、超音波
トランスジューサ２７からアナログ信号をデジタル信号
に変換するためのＡ／Ｄ変換回路２６と、設定登録条件
や計測データ等を記憶するための記憶装置２５と、計測
条件や計測した生体インピーダンスデータや体重データ
に基づいて体脂肪率の演算および制御等の処理を行うた
めのＣＰＵ２４とを実装している。そして、通電用電極
３ａ、３ｂ、計測用電極４ａ、４ｂ、重量センサー１
５、超音波トランスジューサ２７、個人キー７ａ、７
ｂ、７ｃ、７ｄと電子回路基板２０とは、電線により接
続している。
【００６０】図３は、本実施例における骨密度の推定お
よび推定手順並びに骨密度推定装置の動作の概要を示す
フローチャートである。以下、このフローチャートにそ
って全体動作について説明する。尚、ステップＳ２〜Ｓ
５は、公知の技術なので簡単に説明する。ステップＳ１
において、登録キー６が押下されたかを判断する。押下
されたのが、登録キー６でない場合は、ステップＳ６に
進む。ステップＳ２において、個人番号設定の入力を行
なう。表示部９に個人番号「１」が表示される。ＵＰキ
ー５ａを押すと、個人番号が１つ増加する。ＤＯＷＮキ
ー５ｂを押すと、個人番号が１つ減少する。登録キー６
を押すと、個人番号が設定され、記憶装置２５に記憶さ
れる。ステップＳ３において、個人番号の設定と同様の
方法で性別設定の入力を行なう。ステップＳ４におい
て、身長の設定を行なう。このステップでは、表示部９
に身長の初期値が表示されるので、ＵＰキー５ａとＤＯ
ＷＮキー５ｂを用いて身長値の増減を行なう。希望の値
になった時、登録キー６を押すことにより身長値の確定
を行なう。ステップＳ５において、身長の設定と同様の
方法で年齢の設定を行ない、プログラムを終了する。
【００６１】ステップＳ６では、押下されたのが、個人
キー７ａ〜７ｄのいずれかのキーでない場合は、ステッ
プＳ１に戻る。ステップＳ７においては、個人キーに対
応した個人の性別、身長等の情報が記憶装置２５から呼
び出され、表示部９に表示され、個人キーの押し間違い
がないかの確認を促す。ステップＳ８において、被測定
者が載せ台２に載ると体重が計測される。ステップＳ９
において、測定値が安定しない場合は、ステップＳ８に
戻る。ステップＳ１０において、体重値を記憶装置２５
に記憶する。ステップＳ１１において、体重値を表示部
９に表示する。
【００６２】ステップＳ１２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、高周波低電
流回路２１は、高周波の微弱な定電流Ｉを出力する。こ
の出力は、通電用電極３ａ、３ｂを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、計測用電
極４ａ、４ｂとの間に生じる生体の電位差として、電圧
測定回路２２により検出される。このアナログ出力は、
Ａ／Ｄ変換器２３によりデジタル信号Ｖに変換される。
生体インピーダンスＺを、Ｚ＝Ｖ／Ｉより決定する。ス
テップＳ１３において、測定値が安定しない場合は、ス
テップＳ１２に戻る。ステップＳ１４において、測定し
た生体電気インピーダンスの値を記憶装置２５に記憶す
る。
【００６３】ステップＳ１５において、踵骨の超音波伝
達速度ＳＯＳの測定を行なう。超音波トランスジューサ
送信機２７ａから送信された超音波が、踵骨３１を透過
して超音波トランスジューサ受信機２７ｂに到達するま
での時間Ｔを測定し、式１よりＳＯＳを求める。ステッ
プＳ１６において、測定値が安定しない場合は、ステッ
プＳ１５に戻る。ステップＳ１７において、ＳＯＳを記
憶装置２５に記憶する。
【００６４】続いて、ステップＳ１８に進み、ステップ
Ｓ１２で測定された生体電気インピーダンス測定値か
ら、前述の方法で除脂肪量ＦＦＭが算出される。ステッ
プＳ１９において、先に求めた体重値とＦＦＭ等から体
脂肪率を計算する。
【００６５】ステップＳ２０において、式４を用いて、
骨密度ＢＭＤを求める。
【００６６】ステップＳ２１において、体脂肪率、骨密
度、性別、年齢、身長から健康バランスを計算する。
【００６７】そして、ステップＳ２２に進み、図４に示
すように、測定値および測定値から算出された結果が表
示部９に表示される。また、あらかじめ記憶装置２５に
同年代、同世代等の標準値を記憶させておけば、標準値
からどれくらい離れているかなどの判定指標等を表示さ
せることが可能となる。例えば、若年成人（２０から４
４歳）平均値ＹＡＭ（Young Adult Mean）を記憶させて
おけば、その値の８０〜７０％の範囲にあるならば「骨
量減少の疑い有り」、７０％以下であれば「骨粗鬆症の
疑い有り」等の表示をすることが可能となる。
【００６８】さらに、上記平均値と測定した個人データ
について、Ｘ軸に骨密度、ＳＯＳ等を、Ｙ軸に身長、体
重、年齢、脂肪率、ＦＦＭ等をプロットすることによ
り、視覚的に判断することが可能となる。図５は、Ｘ軸
に骨密度を、Ｙ軸にＦＦＭをプロットした例を示してい
る。
【００６９】本発明の骨密度推定装置では、体脂肪率も
表示される。骨密度の低い人が、骨密度を改善するため
に、カルシウム等を摂取しようとして、栄養を摂りす
ぎ、運動の重要性を認識せずに身体をあまり動かさなか
った場合、体重増加のために骨密度はやや改善するもの
の肥満となり、成人病になりやすくなる可能性がある。
逆に、肥満者がダイエットにより痩せようとした場合、
栄養不良や運動不足になりやすく、骨密度は低下する。
体脂肪率を骨密度と同時に表示することにより、上記の
ような誤った方向ではなく、被測定者にバランスの取れ
た体質改善を促すことができる。また、骨密度、体脂肪
率および体重を表示することにより、適正な骨密度、体
脂肪率および体重であるか、バランスが崩れているかの
健康バランスがわかる。従って、より適切な健康指標を
提示することができる。
【００７０】脂肪量ＦＭの定義式である式２および脂肪
率％ＦＡＴの定義式である式３より、除脂肪量ＦＦＭ
は、次の式から求めることができる。 ＦＦＭ＝Ｗ×（１−％ＦＡＴ）
【００７１】この式の意味することは、体重と脂肪率が
わかれば、除脂肪量が求められるということである。従
って、超音波トランスジューサ送受信機と従来の脂肪計
付き体重計があれば、骨密度ＢＭＤを求める式４の全て
の入力変数を決めることができることになる。
【００７２】
【発明の効果】本発明は、被測定者の骨内の超音波伝達
速度、体重および除脂肪量をパラメータとする演算式に
基づいて被測定者の骨密度を推定するので、Ｘ線による
被爆を心配することなく骨密度を推定できる。
【００７３】また、本発明の前記演算式は、骨内の超音
波伝達速度をＳＯＳ、体重をＷｔ、除脂肪量をＦＦＭ、
骨密度をＢＭＤ、定数をＣ１、Ｃ２、Ｃ３およびＣ４と
した場合において、ＢＭＤ＝Ｃ１×ＳＯＳ＋Ｃ２×Ｗｔ
＋Ｃ３×ＦＦＭ＋Ｃ４で表されるので、精度よく骨密度
の推定を行なうことができる。
【００７４】さらに、本発明の前記演算式において、被
測定者の身長、性別、年令、月経の有無、閉経時の年令
および閉経後の年数の個人パラメータに基づく補正を行
うので、骨密度の推定の精度をさらに上げることができ
る。
【００７５】さらに、本発明は、被測定者の体重、除脂
肪量または細胞量の少なくとも一つと、骨内の超音波伝
達速度とをパラメータとする演算式に基づいて被測定者
の骨密度を推定するので、推定精度をよりよくすること
ができる。
【００７６】さらに、本発明は、被測定者の骨内の超音
波伝達速度を入力する第１の入力手段と、被測定者の体
重を入力する第２の入力手段と、被測定者の除脂肪量を
入力する第３の入力手段と、前記第１の入力手段、前記
第２の入力手段および前記第３の入力手段からのデータ
に基づいて骨密度を演算する演算手段と、該演算手段に
よって演算された骨密度値を表示するための表示手段と
を備えるので、骨密度の推定精度を上げることができ
る。
【００７７】さらに本発明の前記第２の入力手段および
前記第３の入力手段は、脂肪計付き体重計なので、従来
技術を有効利用することができる。
【００７８】さらに本発明の前記演算手段は、骨内の超
音波伝達速度をＳＯＳ、体重をＷｔ、除脂肪量をＦＦ
Ｍ、骨密度をＢＭＤ、定数をＣ１、Ｃ２、Ｃ３およびＣ
４とした場合において、ＢＭＤ＝Ｃ１×ＳＯＳ＋Ｃ２×
Ｗｔ＋Ｃ３×ＦＦＭ＋Ｃ４で表される演算式に基づくの
で、骨密度の推定精度を上げることができる。
【００７９】さらに本発明の前記演算手段は、骨密度の
演算において、被測定者の身長、性別、年令、月経の有
無、閉経時の年令および閉経後の年数の個人パラメータ
に基づく補正を行うので、骨密度の推定精度をより向上
させることができる。
【００８０】以上説明したように、本発明によれば、Ｘ
線を使用しないため被爆の問題が無く安全であり、放射
線技師を必要としないため、手軽に実施できる。そし
て、適正な精度で骨密度を推定できる。
【００８１】また、個人の食生活や生活習慣に指標を与
え、栄養や運動に対する考え方を深め、バランスの良い
健康体作りへの示唆を与えることができ、骨粗鬆症ある
いは骨折の予防をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例としての骨密度推定装置の外
観を示す概略斜視図を示す図である。
【図２】図1の骨密度推定装置の電気回路構成を示すブ
ロック図である。
【図３】図１の骨密度推定装置の骨密度推定のための測
定および推定手順並びに動作の概要を示すフローチャー
トを示す図である。
【図４】図１の骨密度推定装置の表示例の一つを示す図
である。
【図５】図１の骨密度推定装置の表示例の一つを示す図
である。
【図６】超音波法の原理を示す図である。
【図７】体重とＤＥＸＡ法による骨密度の測定結果をグ
ラフ表示した図である。
【図８】両足間の生体インピーダンスの測定方法を説明
する図である。
【図９】ＤＥＸＡ法による骨密度と生体インピーダンス
法による除脂肪量の測定結果をグラフ表示した図であ
る。
【符号の説明】
１ 骨密度推定装置 ２ 載せ台 ３ａ、３ｂ 通電用電極 ４ａ、４ｂ 計測用電極 ５ａ ＵＰキー ５ｂ ＤＯＷＮキー ６ 登録キー ７ａ〜７ｅ 個人キー ９ 表示部 １５ 重量センサー ２０ 電子回路基板 ２１ 高周波定電流回路 ２２ 電圧測定回路 ２３ Ａ／Ｄ変換器 ２４ ＣＰＵ ２５ 記憶装置 ２６ Ａ／Ｄ変換器 ２７ 超音波トランスジューサ ２７ａ 超音波トランスジューサ送信機 ２７ｂ 超音波トランスジューサ受信機 ２８ 踵ガイド ３０ 踵 ３１ 踵骨 ３２ 海綿骨 ３３ 皮質骨 ３４ 皮膚 ３５ くるぶし ４１ａ、４１ｂ 電流供給電極 ４２ａ、４２ｂ 電圧検出電極 ４３ 交流電流計 ４４ 交流電圧計

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 被測定者の骨内の超音波伝達速度、体重
    および除脂肪量をパラメータとする演算式に基づいて被
    測定者の骨密度を推定することを特徴とする骨密度推定
    方法。
  2. 【請求項２】 前記演算式は、骨内の超音波伝達速度を
    ＳＯＳ、体重をＷｔ、除脂肪量をＦＦＭ、骨密度をＢＭ
    Ｄ、定数をＣ１、Ｃ２、Ｃ３およびＣ４とした場合にお
    いて、ＢＭＤ＝Ｃ１×ＳＯＳ＋Ｃ２×Ｗｔ＋Ｃ３×ＦＦ
    Ｍ＋Ｃ４で表される請求項１に記載の骨密度推定方法。
  3. 【請求項３】 前記演算式において、被測定者の身長、
    性別、年令、月経の有無、閉経時の年令および閉経後の
    年数の個人パラメータに基づく補正を行う請求項１また
    は２に記載の骨密度推定方法。
  4. 【請求項４】 被測定者の体重、除脂肪量または細胞量
    の少なくとも一つと、骨内の超音波伝達速度とをパラメ
    ータとする演算式に基づいて被測定者の骨密度を推定す
    ることを特徴とする骨密度推定方法。
  5. 【請求項５】 被測定者の骨内の超音波伝達速度を入力
    する第１の入力手段と、被測定者の体重を入力する第２
    の入力手段と、被測定者の除脂肪量を入力する第３の入
    力手段と、前記第１の入力手段、前記第２の入力手段お
    よび前記第３の入力手段からのデータに基づいて骨密度
    を演算する演算手段と、該演算手段によって演算された
    骨密度値を表示するための表示手段とを備えることを特
    徴とする骨密度推定装置。
  6. 【請求項６】 前記第１の入力手段は、超音波トランス
    ジューサである請求項５に記載の骨密度推定装置。
  7. 【請求項７】 前記第１の入力手段は、前記超音波伝達
    速度を手入力可能とするキー手段である請求項５に記載
    の骨密度推定装置。
  8. 【請求項８】 前記第２の入力手段は、重量センサーで
    ある請求項５ないし７のいずれか１つに記載の骨密度装
    置。
  9. 【請求項９】 前記第２の入力手段は、被測定者の体重
    を手入力可能とするキー手段である請求項５ないし７の
    いずれか１つに記載の骨密度推定装置。
  10. 【請求項１０】 前記第３の入力手段は、除脂肪量測定
    部である請求項５ないし９のいずれか１つに記載の骨密
    度推定装置。
  11. 【請求項１１】 前記第３の入力手段は、被測定者の除
    脂肪量を手入力可能とするキー手段である請求項５ない
    し９のいずれか１つに記載の骨密度推定装置。
  12. 【請求項１２】 前記第２の入力手段および前記第３の
    入力手段は、脂肪計付き体重計である請求項５ないし７
    のいずれか１つに記載の骨密度推定装置。
  13. 【請求項１３】 前記演算手段は、骨内の超音波伝達速
    度をＳＯＳ、体重をＷｔ、除脂肪量をＦＦＭ、骨密度を
    ＢＭＤ、定数をＣ１、Ｃ２、Ｃ３およびＣ４とした場合
    において、ＢＭＤ＝Ｃ１×ＳＯＳ＋Ｃ２×Ｗｔ＋Ｃ３×
    ＦＦＭ＋Ｃ４で表される演算式に基づいて演算を行う請
    求項５ないし１２のいずれか１つに記載の骨密度推定装
    置。
  14. 【請求項１４】 前記演算手段は、骨密度の演算におい
    て、被測定者の身長、性別、年令、月経の有無、閉経時
    の年令および閉経後の年数の個人パラメータに基づく補
    正を行う請求項５ないし１２のいずれか１つに記載の骨
    密度推定装置。
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