JP2003180647A - 体内脂肪計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 誘導ノイズの影響を全く受けることなく確実
にかつ正しく接触抵抗の大きさを測定することができ、
しかも測定サイクルを短縮できて測定値の応答性を高め
ることのできる体内脂肪計を提供する。 【解決手段】 定電流制御用増幅器ＡＭＰ１の出力電圧
の大きさを判定することにより、被検者の電極への接触
状態が身体内インピーダンスの測定に適切か否かを判定
する測定可否判定手段を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被検者の身体末端
に接触する電極から電流を流し、この電極において身体
内に発生する電圧を測定して身体内インピーダンスを求
め、この求めたインピーダンスより体内脂肪量、内臓脂
肪量、水分量などの体内脂肪関連情報を求め、身体の健
康状態を判定するようにした体内脂肪計に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来の体内脂肪計の代表的なものとし
て、図６に示されるように、測定台５０上に被検者の左
右の足の裏がそれぞれ接触するように電流印加用電極
Ｂ，Ｃと電圧測定用電極Ａ，Ｄとからなる電極対を設
け、電流印加用電極Ｂ，Ｃ間に一定の電流を印加した状
態で、電圧測定用電極Ａ，Ｄ間において両電極間の電圧
を測定し、この測定した電圧から身体内インピーダンス
Ｚｉを求めるようにしたものが知られている。

【０００３】また、測定個所の異なる測定器としては、
図７に示されるように、左右の手をそれぞれ接触させる
ように電流印加用電極Ｂ，Ｃと電圧測定用電極Ａ，Ｄと
からなる電極対を設け、電流印加用電極Ｂ，Ｃ間に一定
の電流を印加した状態で、電圧測定用電極Ａ，Ｄ間にお
いて両電極間の電圧を測定し、この測定した電圧から身
体内インピーダンスＺｉを求めるようにしたものがあ
る。また、この他に、手と足にそれぞれ各電極対を設け
て手足間に存在する身体内インピーダンスＺｉを求める
ようにしたものも提案され、実用化されている。

【０００４】ところで、測定器の電極とその電極に接触
する被検者皮膚面との間には図６、図７に示される接触
抵抗ＺＡ，ＺＢ，ＺＣ，ＺＤが存在し、被検者の皮膚表
面の乾湿や皮膚の状態によってそれらの値は数１００Ω
から数ＫΩにも変化するため、数１００Ω程度の身体内
インピーダンスを正確に測定しようとするとき、前記接
触抵抗の値が身体内インピーダンスの測定値に加わると
大きな測定誤差となる。したがって、正確な測定値を得
るためには、接触抵抗を除去し、身体内インピーダンス
のみが抽出されるような測定がなされなければならな
い。

【０００５】また、手、特に指で電極を摘む測定方式で
は、指自体に数１００Ωの抵抗を有しており、指の内部
組織は身体内組織であるとは言え、体脂肪への関連は小
さいので、指組織部の抵抗を除外して身体内のインピー
ダンスを測定する必要がある。

【０００６】このような測定を可能にする測定法が４端
子法であり、原理的に接触抵抗や身体末端組織のインピ
ーダンスを除いて身体内組織のみのインピーダンスを測
定できるものとして多用されている。しかし、この４端
子法による測定を用いたとしても、電極と被検者皮膚面
との間の接触抵抗が大き過ぎる場合には正確な測定が行
えない。

【０００７】図８には、前述の４端子法によって身体内
インピーダンスを測定する場合の測定回路の概略図が示
されている。この図において、差動増幅器ＡＭＰ１を含
む定電流回路から電極Ｂ，Ｃ間に一定電流Ｉを流すこと
で身体内に一定電流Ｉが注入される。この場合、被検者
の皮膚と電極Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄとの間の接触抵抗がそれぞ
れＺＡ，ＺＢ，ＺＣ，ＺＤで表され、測定個所が指の場
合には指の関節組織のインピーダンスもそれら接触抵抗
ＺＡ，ＺＢ，ＺＣ，ＺＤ内に含まれる。

【０００８】この測定回路においては、定電流Ｉを流す
ことによって身体内組織Ｐ，Ｑ間にはＺｉ・Ｉの電位差
が発生するので、この値を、電極Ａ，Ｄ間に差動増幅器
ＡＭＰ２を含む測定回路を接続し、この差動増幅器ＡＭ
Ｐ２の出力電圧として読み取るようにされる。このと
き、接触抵抗ＺＡ，ＺＤに比べて測定回路の入力抵抗を
十分高くしておけば、接触抵抗ＺＡ，ＺＤに対して電流
が流れることがなく、これら接触抵抗ＺＡ，ＺＤに電位
降下は生じないので、電極Ａ，Ｄ間を測定することによ
りＰ，Ｑ間の電位差が測定できるようになり、差動増幅
器ＡＭＰ２の出力Ｖ１としてＺｉ・Ｉの値にほぼ等しい
電圧値が得られる。

【０００９】したがって、この出力電圧Ｖ１を測定し、
予め既知の値であるＩを用いてＶ１／Ｉ＝Ｚｉと演算し
て身体内インピーダンスＺｉを求めることができる。こ
こで、定電流Ｉを決定する具体的回路定数としては、例
えば参照抵抗Ｒｓを２ＫΩ、参照電圧Ｖｃを１Ｖに設定
すると、定電流ＩはＶｃ／Ｒｓ＝０．５ｍＡに制御され
る。

【００１０】差動増幅器ＡＭＰ１の出力負荷はＺｉとＺ
Ｂ、ＺＣ、定電流回路用の参照抵抗Ｒｓであるが、身体
内インピーダンスＺｉ＝５００Ωであるとすれば、Ｒｓ
＝２ＫΩであるから、差動増幅器ＡＭＰ１の飽和出力電
圧が３Ｖであるとすれば、ＺＢ＋ＺＣ＝３．５ＫΩにな
れば出力負荷の合計値が６ＫΩとなり、定電流０．５ｍ
Ａを供給できる限界となる。したがって、定電流経路に
ある接触抵抗値の合計が３．５ＫΩを越えると、差動増
幅器ＡＭＰ１は定電流Ｉを維持できなくなるので正しい
測定値は得られなくなる。

【００１１】一方、電圧測定回路側では電極Ａ，Ｄにお
ける被検者の接触状態が適切でなければ接触抵抗ＺＡ，
ＺＤは極めて大きい値になり、差動増幅器ＡＭＰ２の入
力抵抗部分は誘導ノイズを受けて出力電圧Ｖ１はノイズ
信号の大きさや接触抵抗ＺＡ，ＺＤの大きさによって任
意の値を取る。

【００１２】以上に説明したような事情を考慮して、４
端子法の適用に関しては、誤測定を防止する手段を設け
るようにしたものが提案されている。例えば特開平７−
５１２４２号公報に記載されている測定法を図８を用い
て説明する。この公報に記載されたものでは、電極Ｂ，
Ｃ間に定電流を流し、電極Ａ，Ｄ間の電位差を差動増幅
器ＡＰＭ２によって測定することにより、身体内組織の
両端の点であるＰ点とＱ点との間に発生した電位差を測
定し、これによって身体内インピーダンスを求めるよう
にされている。

【００１３】この場合、被検者の電極Ｂ，Ｃへの接触状
態が適切でなければ、接触抵抗ＺＢ，ＺＣは大きい値に
なるので定電流回路は定電流Ｉを維持することができな
くなり、誤測定となる。そのために、電極Ａ，Ｄ間の電
位差を測定する前に電極Ｂ，Ａ間、電極Ｄ，Ｃ間の電位
差をそれぞれ差動増幅器ＡＰＭ２によって測定するよう
にされる。ここで、接触抵抗ＺＢ，ＺＣが極めて大きい
値であれば電極Ｂ，Ａ間、電極Ｄ，Ｃ間の電位差は大き
い値となる。また、接触抵抗ＺＢ，ＺＣが小さい値を取
るときには、接触抵抗ＺＢ，ＺＣにはそれぞれ一定電流
Ｉが流れているのでそれら接触抵抗ＺＢ，ＺＣに発生す
る電位差も小さくなる。

【００１４】そこで、電極Ｂ，Ａ間および電極Ｄ，Ｃ間
の測定電位差が小さいときには接触抵抗ＺＢ，ＺＣも小
さいとして、それぞれの電位差を測定し、この測定され
た電位差が規定値より小さいときには適切な測定条件に
あると判定される。そして、その上で電極Ａ，Ｄ間の電
位差をやはり差動増幅器ＡＭＰ２によって測定して身体
内インピーダンスを求めるようにされている。

【００１５】一方、特開２００１−１０４２７１号公報
においては、従来の４端子法におけるように、対をなす
電圧測定電極および電極間電位差を測定する差動増幅器
ＡＭＰ２を設けず、図８に示される全ての電極を電流電
極として、定電流回路における差動増幅器ＡＭＰ１を電
極Ａ，Ｂ間、電極Ｃ，Ｄ間、電極Ａ，Ｃ間および電極
Ｂ，Ｄ間に４通りに切り換えながら定電流Ｉを流し、接
触抵抗値を含む身体内インピーダンス値と接触抵抗値の
みをそれぞれ分離して求め、接触抵抗値を含む身体内イ
ンピーダンス値から接触抵抗値分を差し引くことで身体
内インピーダンスのみを求めるようにした方法が提案さ
れている。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記特
開平７−５１２４２号公報に記載のものでは次のような
問題点がある。すなわち、今、例えば接触抵抗ＺＢに電
流を流し、電極Ａ，Ｂ間の電位差を測定することによっ
てＰ点と電極Ｂとの間の電位差を測定して接触抵抗ＺＢ
の大小を判定する場合について検討する。この場合、図
９に示されるように、電極Ａにはストレイキャパシタン
スＺｓを通して誘導ノイズ源から電圧ＮＥの信号が付加
されているので、Ｐ点の電位とノイズ信号電圧ＮＥの大
きさとストレイキャパシタンスＺｓと接触抵抗ＺＡの大
きさの比でもって電極Ａにおける電位は決まる。接触抵
抗ＺＡがストレイキャパシタンスＺｓに比べて十分小さ
い場合にはノイズ電源の信号は無視できるが、被検者の
接触状態が適切でなく接触抵抗ＺＡが大きいときにはノ
イズ電圧の影響が大きくなり、差動増幅器ＡＭＰ２の出
力は必ずしも電極ＢとＰ点との電位差を表さないことが
起こり得る。一方、接触抵抗ＺＡがストレイキャパシタ
ンスＺｓに比べて大きい場合でノイズ電源ＮＥが差動増
幅器ＡＭＰ１の出力電圧に近ければ、電極Ａの電位は電
極Ｂに近い場合があり得て差動増幅器ＡＭＰ２の出力は
小さくなる。このことはＱ点と電極Ｄ間の電位差測定に
関しても同様である。

【００１７】以上のことから、測定回路側の接触抵抗Ｚ
Ａ，ＺＤの大きさを判定せずに定電流印加経路接触抵抗
ＺＣ，ＺＢを測定・判定し、また身体インピーダンスＺ
ｉを測定することは、誤判定および誤測定を生ずる可能
性を有している。

【００１８】これに対して前記特開２００１−１０４２
７１号公報のものでは、全ての接触抵抗値を一旦定電流
経路に入れて、定電流回路の増幅器出力電圧値から値の
範囲を求めているので、誘導ノイズ電源の影響を受けず
に確実に接触抵抗値を測定できるという利点を有してい
る。しかし、この公報に記載の方法では、４回の電流経
路切り換えを繰り返す必要があることから、測定シーケ
ンス上での応答速度の点で難点がある。

【００１９】本発明は、このような問題点を解消するた
めになされたもので、誘導ノイズの影響を全く受けるこ
となく確実にかつ正しく接触抵抗の大きさを測定するこ
とができ、しかも測定サイクルを短縮できて測定値の応
答性を高めることのできる体内脂肪計を提供することを
目的とするものである。

【００２０】

【課題を解決するための手段および作用・効果】前記目
的を達成するために、第１発明による体内脂肪計は、被
検者の皮膚面に複数の電極を接触させ、定電流制御用増
幅器を介して前記電極から被検者の身体内に定電流を供
給し、各電極間に存在する身体内インピーダンスを測定
するようにした体内脂肪計において、前記定電流制御用
増幅器の出力電圧の大きさを判定することにより、被検
者の電極への接触状態が身体内インピーダンスの測定に
適切か否かを判定する測定可否判定手段を備えることを
特徴とするものである。

【００２１】また、第２発明による体内脂肪計は、被検
者の皮膚面に複数の電極を接触させ、定電流制御用増幅
器を介して前記電極から被検者の身体内に定電流を供給
し、各電極間に存在する身体内インピーダンスを測定す
るようにした体内脂肪計において、前記定電流制御用増
幅器の出力電圧の変動幅を判定することにより、被検者
の電極への接触状態が身体内インピーダンスの測定に適
切か否かを判定する測定可否判定手段を備えることを特
徴とするものである。

【００２２】従来装置においては、接触抵抗の大小を判
定するのに、この接触抵抗の両端電位が現れる２つの電
極間を差動増幅器によって測定していたが、測定回路に
おける電極と差動増幅器入力端子間に存在する接触抵抗
の大きさが確認されていないため、誘導ノイズ混入によ
る誤測定の可能性を有していた。これに対して、前記各
発明によれば、定電流制御用増幅器の出力電圧の大きさ
または変動幅を判定することにより測定の可否が判定さ
れるので、身体内インピーダンスを測定する前に、被検
者の皮膚面に接触する電極の接触抵抗が小さいことを確
認してから測定を行うことができ、誘導ノイズの影響を
全く受けることなく、確実にかつ正しく接触抵抗の大き
さが測定でき、これによって身体内インピーダンスの値
を正しく求めることができる。

【００２３】前記各発明において、前記測定可否判定手
段は、全ての電極に対して被検者の電極への接触状態が
身体内インピーダンスの測定に適切か否かを判定するも
のであるのが好ましい（第３発明）。こうすることで、
全ての電極に対する接触抵抗が小さいことを確認してか
ら測定が行われるので、より確実にかつ正しく身体内イ
ンピーダンスを求めることができる。

【００２４】次に、第４発明による体内脂肪計は、被検
者の皮膚面に複数の電極を接触させ、定電流制御用増幅
器を介して前記電極から被検者の身体内に定電流を供給
し、各電極間に存在する身体内インピーダンスを測定す
るようにした体内脂肪計において、前記身体内インピー
ダンスを測定するインピーダンス測定手段が、一つの定
電流印加経路内に含まれる被検者の皮膚面と電極との間
の接触抵抗と身体内インピーダンスとの合成インピーダ
ンスを測定するステップと、前記定電流印加経路内に含
まれる前記接触抵抗を測定するステップと、これら各ス
テップにより得られる合成インピーダンスと接触抵抗と
から身体内インピーダンスを測定する手段であることを
特徴とするものである。

【００２５】本発明によれば、接触抵抗と身体内インピ
ーダンスとの合成インピーダンスと、接触抵抗とをそれ
ぞれ分離して測定することができるので、接触抵抗の影
響を除去して高精度の身体内インピーダンスを求めるこ
とができる。また、一箇所の電極と測定回路コモンとの
間の電位差測定で良いことから、接触抵抗の大きさを判
定する定電流制御用増幅器の出力電圧の測定とともに、
シングル入力増幅器にて対応することが出来るので、回
路構成が２入力差動増幅方式に比べて簡略化できる。

【００２６】また、第５発明による体内脂肪計は、被検
者の皮膚面に複数の電極を接触させ、定電流制御用増幅
器を介して前記電極から被検者の身体内に定電流を供給
し、各電極間に存在する身体内インピーダンスを測定す
るようにした体内脂肪計において、前記身体内インピー
ダンスを測定するインピーダンス測定手段が、電極間へ
の定電流印加経路を切り換えることによって一つの電極
における電圧測定値から身体内インピーダンスを測定す
る手段であることを特徴とするものである。

【００２７】本発明によれば、従来装置に比べて定電流
印加経路を一つ減らし、一箇所の電極に電圧測定回路が
設けられているので、定電流を与える電流路の切り換え
回数を少なくすることができるので、その分測定サイク
ルを短縮することができて測定値の応答性を高めること
ができる。

【００２８】前記第５発明において、前記電圧測定値の
許容範囲を規定することによって誤測定を防止する誤測
定判定手段が設けられるのが好ましい（第６発明）。こ
うすることで、定電流経路内の接触抵抗および測定電圧
入力点の接触抵抗の適切性をその都度判定して測定値を
得ることができるので、より信頼性の高い測定値を得る
ことができる。

【００２９】

【発明の実施の形態】次に、本発明による体内脂肪計の
具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ説明す
る。

【００３０】（第１の実施形態）図１には、本発明の第
１の実施形態に係る体内脂肪計の回路構成図が示されて
いる。図において、破線で囲まれた部分が体内脂肪計
（測定器）１における測定回路２のブロックを示し、破
線外の部分が被検者の身体内インピーダンスおよび電極
部の接触抵抗よりなる測定対象回路３を示している。

【００３１】本実施形態の測定回路２においては、測定
信号として交流信号が用いられる。この交流信号は整流
回路ＲＥによって整流され、フィルターＦにて平滑化さ
れた後、Ａ／Ｄ変換器Ａ／Ｄによってデジタル化され、
このデジタル化された信号は、各種信号を受け渡しする
入出力回路Ｉ／Ｏを介して中央処理装置ＣＰＵに送り込
まれる。そして、中央処理装置ＣＰＵにて処理された信
号のうち、例えば体脂肪率などの外部へ表示すべきデー
タは入出力回路Ｉ／Ｏを通して表示器ＤＩＳへ送られて
その表示器ＤＩＳに表示される。また、入出力回路Ｉ／
ＯにはキースイッチＫＥＹが接続され、測定に必要なデ
ータ、例えば体脂肪率算出に必要な性別、年齢等の設定
データはそのキースイッチＫＥＹから入力される。な
お、このキースイッチＫＥＹは体脂肪率測定開始指令の
ような操作ボタンとしての機能も有している。

【００３２】前記中央処理装置ＣＰＵにはＲＯＭ，ＲＡ
Ｍなどの素子により構成される記憶装置ＭＥＭが付設さ
れ、この記憶装置ＭＥＭに設定値、演算操作のためのデ
ータおよびその操作プログラムが記憶されるようになっ
ている。また、この測定回路２内にはアナログスイッチ
ＡＳ１，ＡＳ２が設けられ、これらアナログスイッチＡ
Ｓ１，ＡＳ２が、操作シーケンスにしたがって入出力回
路Ｉ／Ｏからのスイッチ切り換え用制御信号ＡＳＧによ
って回路の切り替えを行うようにされている。

【００３３】一方、前記測定対象回路３において、測定
対象である被検者の身体内インピーダンスが記号Ｚｉに
て表され、被検者の皮膚面と電極Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄとの接
触抵抗がそれぞれ記号ＺＡ，ＺＢ，ＺＣ，ＺＤにて表さ
れている。なお、これら接触抵抗ＺＡ，ＺＢ，ＺＣ，Ｚ
Ｄの中には、電極Ａ〜Ｄに接触する皮膚近くの組織イン
ピーダンスも含まれている。特に、２本の指で電極を摘
む測定器の場合には、それぞれの指の関節などの組織抵
抗値が含まれている。図中、Ｐ点およびＱ点は、身体内
組織の両端部の箇所を表しているが、これらの箇所は身
体の組織内に存在する点であり、例えば指の場合であれ
ば、図７に示されるように、２つの電極を摘んだ指の付
け根周辺箇所を表している。

【００３４】また、前記測定回路２には、被検者の身体
内に定電流を供給するための定電流制御用増幅器ＡＭＰ
１が設けられ、この増幅器ＡＭＰ１に印加される参照電
圧Ｖｃと、値が既知の参照抵抗Ｒｓとによって定電流Ｉ
が身体内に流れるように回路が制御される。また、この
測定回路２にはシングル入力増幅器ＡＭＰ２が設けられ
ている。このシングル入力増幅器ＡＭＰ２は、フィード
バック抵抗ＲＦと入力抵抗ＲＩでもってゲインが決めら
れており、所定の測定点と測定回路コモン間の電位差を
測定するものである。このシングル入力増幅器ＡＭＰ２
には、定電流制御用増幅器ＡＭＰ１の出力と測定回路コ
モンＥとの間の電位差およびＰ点、Ｑ点と測定回路コモ
ンＥとの間の電位差がそれぞれ入力される。ここで、Ｐ
点、Ｑ点と入力抵抗ＲＩとの間には接触抵抗ＺＢ，ＺＣ
が介入する形になり、これら接触抵抗ＺＢ，ＺＣの値が
大きいとゲインが低下したり、誘導ノイズが混入したり
して測定誤差が生じることになる。そこで、本実施形態
では、測定可否判定手段によって接触抵抗ＺＢ，ＺＣが
入力抵抗ＲＩに比べて十分に小さいことが判定された後
に測定動作に入るようにされている。

【００３５】前記測定可否判定手段は以下のようにして
身体内インピーダンスの測定に適切か否かを判定する。
すなわち、まず、ステップ１で、測定開始指令によって
アナログスイッチＡＳ１の接点をｏ−ｍに接続して定電
流制御用増幅器ＡＭＰ１の出力がシングル入力増幅器Ａ
ＭＰ２の入力抵抗ＲＩに接続されるようにする。これと
同時に、アナログスイッチＡＳ２の接点をｍ−ｂ，ｎ−
ｃに接続して電極Ｂ，Ｃ間に定電流経路を形成し、定電
流制御用増幅器ＡＭＰ１の出力電圧Ｖ１を測定すること
によって、この出力電圧Ｖ１が規定値内に入っているか
否かを判定し、接触抵抗ＺＢ，ＺＣの値が測定に適する
ほど十分小さい値であるか否かを確認する。

【００３６】こうして接触抵抗ＺＢ，ＺＣが小さいこと
が判定できれば、続いてステップ２で、アナログスイッ
チＡＳ２の接点をｍ−ａ，ｎ−ｄに切り換えて電極Ａ，
Ｄ間に定電流経路を形成し、定電流制御用増幅器ＡＭＰ
１の出力電圧Ｖ１を測定することによって、この出力電
圧Ｖ１が規定値内に入っているか否かを判定し、接触抵
抗ＺＡ，ＺＤの値が測定に適するほど十分小さい値であ
るか否かを確認する。

【００３７】次に、接触抵抗ＺＢ，ＺＣ，ＺＡ，ＺＤの
それぞれが測定に適するほどに小さいことを確認できる
理由について説明する。

【００３８】定電流制御用増幅器ＡＭＰ１は定電流制御
されているので、負荷抵抗が小さくなるほど出力電圧Ｖ
１は小さくなる。定電流制御できない状態は、定電流制
御用増幅器ＡＭＰ１に大きい負荷が加えられたときであ
り、ある一定値以上に負荷が大きくなれば定電流制御用
増幅器ＡＭＰ１の出力は飽和電圧Ｖｓになる。

【００３９】回路に定電流Ｉが流れるように制御できて
いるとき、定電流制御用増幅器ＡＭＰ１の出力Ｖ１は次
式で表される。 Ｖ１＝（ＺＡ＋ＺＤ＋Ｚｉ）・Ｉ＋Ｖｃ＜Ｖｓ ここで、Ｚｉは身体内インピーダンスであり、通常５０
０Ωから１ＫΩの範囲の値である。

【００４０】いま、仮に、Ｖｃ＝１Ｖ（Ｒｓ＝２Ｋ
Ω）、Ｉ＝０．５ｍＡとし、接触抵抗ＺＡ，ＺＤの測定
に適する接触状態での値が最大１５０Ωであるとする
と、出力電圧Ｖ１の最大値は被検者の身体内インピーダ
ンスが１ＫΩであったときであるから、出力電圧Ｖ１
は、次式となる。 Ｖ１≦（１５０＋１０００＋１５０）×０．５ｍＡ＋１
＝１．６５Ｖ この１．６５Ｖをもって、被検者が適切に電極に接触
し、接触抵抗値が正常測定できる状態である場合の定電
流制御用増幅器ＡＭＰ１の出力の最大電圧とする。

【００４１】ただし、この最大電圧値（１．６５Ｖ）を
規定値Ｖｅとして接触抵抗の大きさに制限を加える条件
とすると、身体内インピーダンス５００Ωの被検者が測
定する場合に最も大きい接触抵抗値を許すことになる。
このときの接触抵抗値の範囲はＶ１≦Ｖｅより次式とな
る。 （ＺＡ＋ＺＤ＋５００）×０．５≦０．６５ ＺＡ＋ＺＤ＝１３００−５００≦８００Ω

【００４２】この８００Ωの値は二つの接触抵抗の和の
値としてはまだ大きいが、ストレイキャパシタンスの値
から見て十分小さいので、既に誘導ノイズを受ける値の
範囲ではない。また、入力抵抗に直列に入っていても、
入力抵抗値の方を測定精度を考慮して十分大きい値に選
んでおけばゲイン誤差も発生しない。また、接触抵抗Ｚ
Ｂ，ＺＣも同様の方法で範囲を制限するので、これら接
触抵抗ＺＢ，ＺＣやＺＡ，ＺＤが測定回路の入力点に存
在していても正確に電圧測定するには十分小さい値であ
ることが確認できる。

【００４３】しかし、電圧測定のみならず、身体内イン
ピーダンスＺｉの測定時に定電流の経路に入る接触抵抗
ＺＡ，ＺＤの値はさらに安定であればあるほど身体内イ
ンピーダンスＺｉを安定的に求めることができる。そこ
で、Ｖ１≦Ｖｅの判定だけでなく、この不等式が成立し
た後にＶ１の値が安定すること、例えば測定値Ｖ１が複
数個続けて予め定めた一定の幅の値Ｖｂに入ることを中
央処理装置ＣＰＵのプログラムによって検出するように
する。

【００４４】このようにしてＶ１≦Ｖｅが成り立ち、か
つそのＶ１の値が安定したところでそのＶ１の値を記憶
装置ＭＥＭに記憶させ、続いてアナログスイッチＡＳ１
の接点をｏ−ｂに接続して電極Ｂと入力抵抗ＲＩとを接
続し、電極Ｂと測定回路コモン電位Ｅとの間の電位差Ｖ
２を読み取る。次に、アナログスイッチＡＳ１の接点を
ｏ−ｃに接続して電極Ｃと測定回路コモン電位Ｅとの間
の電位差Ｖ３を中央処理装置ＣＰＵにて読み取る。

【００４５】先の手続きで接触抵抗ＺＢ，ＺＣが入力抵
抗ＲＩに比べて十分に小さいことが確かめられているの
で、増幅器ゲインはＲＦ／ＲＩで決定されること、また
入力抵抗ＲＩは予めＰ点、Ｑ点と信号源との間のインピ
ーダンスに比べて十分大きい値に選んでいるので、Ｐ
点、Ｑ点と測定回路コモン電位Ｅとの間の電位差Ｖ２，
Ｖ３をシングル入力増幅器ＡＭＰ２の出力電圧によって
正確に安定して求めることができる。

【００４６】こうして、次式（１）（２）が成り立つの
で、式（１）−式（２）の演算によって身体内インピー
ダンスＺｉを求めることができる。 Ｖ１／Ｉ＝Ｚｉ＋ＺＤ＋Ｒｓ ………………（１） Ｖ２／Ｉ＝ＺＤ＋Ｒｓ ………………（２）

【００４７】従来の回路による接触抵抗評価方式におい
ては、接触抵抗ＺＡ，ＺＤを評価対象としたとき、差動
入力測定回路によって接触抵抗ＺＡの両端電圧を測定し
てその大きさを判定し、次に接触抵抗ＺＤの両端電圧を
測定してその大きさを判定するように構成されていたの
に対し、本実施形態の方式によれば、安定性を確かめる
のに測定回路を切り換える必要がなく、常に増幅器ＡＭ
Ｐ１の大きさのみを評価すれば良いという利点がある。
また、従来回路では、身体内インピーダンス測定のため
電流を流す経路に入っている接触抵抗の大きさを測定評
価するための回路、すなわち差動増幅器入力に測定時点
で大きさ不明の接触抵抗が加わっている故に誤測定、誤
判定の可能性があったのに対して、本実施形態の回路で
は、そのような要素が関係しない回路になっており、誤
測定防止の点で改良されている。なお、本実施形態の回
路においては、それぞれ組みをなす２個の接触抵抗を評
価するための回路切り換えは必要であるが、４個の接触
抵抗について個々の測定に対する回路切り換えは必要と
しない。

【００４８】（第２の実施形態）図２には、本発明の第
２の実施形態に係る体内脂肪計の回路構成図が示されて
いる。本実施形態においては、アナログスイッチＡＳ２
が電極Ｂ，Ｃ間を接続もしくは切断する位置に設けられ
ている。なお、本実施形態において、先の実施形態と共
通する部分および対応する部分には図に同一符号を付す
か、あるいは図示省略されている。

【００４９】本実施形態においては、測定開始指令後、
アナログスイッチＡＳ２をＯＮして電極Ａ，Ｄ間に定電
流Ｉを流し、アナログスイッチＡＳ１の接点をｏ−ｍに
接続して定電流制御用増幅器ＡＭＰ１の出力電圧Ｖ１を
測定する。この場合、定電流制御用増幅器ＡＭＰ１の出
力には接触抵抗ＺＡ＋ＺＤの直列回路と、接触抵抗ＺＢ
＋ＺＣが身体内インピーダンスＺｉに並列接続された回
路がそれぞれ直列に入ることになる。

【００５０】ここで、被検者の身体内インピーダンスＺ
ｉは最大の人でも１ＫΩ以下の大きさであるので、接触
抵抗ＺＢ，ＺＣが測定に適する状態における値のうちの
最大値を取ったとしても、すなわち、例えばＺＣ＝ＺＢ
＝１５０Ωであったとしても、Ｚｉとの並列抵抗部の最
大抵抗値は１ＫΩと３００Ωの並列抵抗値約２３１Ωで
ある。そして、ＺＡ＋ＺＤの最大値も３００Ωであるか
ら、各電極が測定に適切な接触抵抗値の最大値であっ
て、被検者も最大の身体内インピーダンスを持つ人であ
ることが重なった場合でも電極Ａ，Ｄ間の最大抵抗値は
５３１Ωと計算される。言い換えればどのような身体内
インピーダンスを持つ被検者でも正常な接触状態におい
ては、電極Ａ，Ｄ間の合成抵抗値が５３１Ωを越えるこ
とがない。

【００５１】そこで、電流Ｉ＝０．５ｍＡのとき、接触
状態が正しければ電極Ａ，Ｄ間の抵抗が５３１Ω以下に
なるようなことはあり得ない。逆に５３１Ω以上であれ
ばどこかに接触状態が適切でない箇所があるとして、規
定電圧値をＶｅ＝５３１×０．５ｍＡ＝２６５．５ｍＶ
と決めて定電流制御用増幅器ＡＭＰ１の出力電圧Ｖ１を
監視し、Ｖ１≦Ｖｅの判定によって全ての接触抵抗が正
常な測定可能な範囲になる状態を検出するようにする。

【００５２】また、身体内インピーダンスが５００Ωの
人で、例えばＺＢ，ＺＣ，ＺＤが接触抵抗として最小で
ある５０Ω程度のとき、Ｖ１≦Ｖｅの判定だけでは、Ｚ
Ａにかなり大きい値を許容し得るので、Ｖ１の変化が一
定の幅Ｖｂ以内にいくつかのデータ分だけ継続的に収ま
っているという安定判定条件を測定値Ｖ１に対して加
え、その状態を確認の上でアナログスイッチＡＳ２を開
き、電流経路をＺＡ，Ｚｉ，ＺＤの経路にして、アナロ
グスイッチＡＳ１の接点を今までのｏ−ｍからそれぞれ
ｏ−ｂ，ｏ−ｃと順次切り換えてＶ２，Ｖ３を測定して
身体内インピーダンスＺｉを求めるようにすれば、適切
な測定が可能になる。

【００５３】（第３の実施形態）図３には、本発明の第
３の実施形態に係る体内脂肪計の回路構成図が示されて
いる。本実施形態においては、アナログスイッチＡＳ
１，ＡＳ２の構成が先の各実施形態と異なっている。な
お、本実施形態においても、先の実施形態と共通する部
分および対応する部分には図に同一符号を付すか、ある
いは図示省略されている。

【００５４】本実施形態においては、ステップ１で、ア
ナログスイッチＡＳ２の接点をｍ−ａ，ｎ−ｂに接続す
るとともに、アナログスイッチＡＳ１の接点をｏ−ｍに
接続することによって、定電流Ｉを電極Ａ，Ｂ間に流
し、このときの定電流制御用増幅器ＡＭＰ１の出力と測
定回路コモンＥとの電位差Ｖ１１を測定することによっ
て、接触抵抗の和ＺＡ＋ＺＢの値の大きさを判定し、規
定値Ｖｔを設けて電位差Ｖ１１がその規定値Ｖｔ内に入
っているか否か、言い換えれば次式が成立しているか否
かを判定する。 Ｖ１１＝（ＺＡ＋ＺＢ＋Ｒｓ）・Ｉ≦Ｖｔ さらに、この電位差Ｖ１１の変化幅に対しても規定値Ｖ
ｆを設け、この電位差Ｖ１１の変化幅が継続的にＶｆの
中に入っていることを確認する。

【００５５】次に、ステップ２で、アナログスイッチＡ
Ｓ２の接点をｍ−ｃ，ｎ−ｄに接続することによって定
電流Ｉを電極Ｃ，Ｄ間に流し、このときの定電流制御用
増幅器ＡＭＰ１の出力と測定回路コモンＥとの電位差Ｖ
１２を測定することによって、接触抵抗の和ＺＣ＋ＺＤ
の値の大きさを次式にて判定する。 Ｖ１２＝（ＺＣ＋ＺＤ＋Ｒｓ）・Ｉ≦Ｖｔ

【００５６】また、この電位差Ｖ１２の変化幅に対して
も規定値Ｖｆを設け、この電位差Ｖ１２の変化幅が継続
的にＶｆの中に入っていることを確認して、アナログス
イッチＡＳ１の接点をｏ−ｂに接続する。こうして、電
極Ｂをシングル入力増幅器ＡＭＰ２の入力抵抗ＲＩに接
続することによってＱ点と測定回路コモンＥとの電位差
Ｖ３を測定し、次式によって接触抵抗ＺＤの値を求め
る。Ｖ３＝（ＺＤ＋Ｒｓ）・Ｉより、 ＺＤ＝（Ｖ３−Ｒｓ・Ｉ）・Ｉ …………（３）

【００５７】次に、ステップ３で、アナログスイッチＡ
Ｓ２の接点をｍ−ａ，ｎ−ｄに接続し、電極Ｂと測定回
路コモンＥとの間の電位差Ｖ２をシングル入力増幅器Ａ
ＭＰ２の出力でもって測定する。このとき次式が成り立
つ。Ｖ２＝（Ｚｉ＋ＺＤ＋Ｒｓ）・Ｉより、 Ｚｉ＋ＺＤ＝（Ｖ２−Ｒｓ・Ｉ）／Ｉ …………（４）

【００５８】こうして、式（３）−式（４）より、次式
によって身体内インピーダンスＺｉを求めることができ
る。 Ｚｉ＝（Ｖ２−Ｖ３）／Ｉ

【００５９】本実施形態では、３回の電流経路切り換え
で身体内インピーダンスを求めることができる。３回の
うち２回において、接触抵抗部に定電流を印加するの
は、全ての接触抵抗の大きさの適切性を、身体内イン
ピーダンスから独立させることでより厳密に小さい値を
取る状態の判定が行えるようにすること、次に定電流
を印加する経路にて接触抵抗と身体内インピーダンスと
の合成インピーダンスを測定することを前提に、該定電
流印加経路内に含まれる接触抵抗値を得るための手続と
すること、の二つの目的を同時に実施するためである。
そして、次の３回目の手続において、測定された接触抵
抗を含むように、この接触抵抗と身体内インピーダンス
とが直列に合成された一つの経路を選んで定電流を印加
して直列の合成インピーダンス値を求めるようにされ
る。こうして、この合成インピーダンス値から接触抵抗
値を差し引いて身体内インピーダンスが求められる。

【００６０】本実施形態において、電流切り換え回数は
先の各実施形態のものより一回多くなるが、身体内イン
ピーダンスＺｉの大きさの範囲が関係せず、２組の接触
抵抗のみの大きさがそれぞれ身体内インピーダンスから
独立して判定できるので、先の各実施形態のものに比べ
て、より厳密に接触状態の適否判定が可能である。

【００６１】また、本実施形態では、身体内インピーダ
ンスを測定するのに必要な測定値は全て一つの電極Ｂを
測定すれば良いようになっている。従来の差動増幅器に
よる２点間電位検出方式の場合には、２箇所の測定入力
にスイッチ切り換えが必要であるのに対して、１箇所の
切り換えで良いので、接触インピーダンスの大きさを評
価するための定電流回路増幅器出力および電極Ｂからの
信号もシングル入力増幅器を設けて測定評価でき、両方
の入力に対して２接点切り換えのアナログスイッチＡＳ
１を設けるのみで測定回路が構成できるという利点があ
る。

【００６２】また、本実施形態によれば、電流経路、電
圧測定経路に存在する接触抵抗の大きさを必ず測定に先
立って測定に適切な範囲にあることを確認し、正確な測
定ができるようにしている上、電極の電圧測定を加える
ことによって従来の４回の電流切り換え数を減らして、
測定の応答速度を上げることができるという利点もあ
る。

【００６３】（第４の実施形態）図４には、本発明の第
４の実施形態に係る体内脂肪計の回路構成図が示されて
いる。本実施形態においては、定電流を印加する経路を
電極Ｃ，Ｄ間および電極Ａ，Ｄ間としそれら経路をアナ
ログスイッチＡＳ２によって切り換えるようにし、また
電極Ｂと定電流制御用増幅器ＡＭＰ１の出力とを切り換
えて測定できるように、シングル入力増幅器ＡＭＰ２の
入力側にアナログスイッチＡＳ２を設けた構成とされて
いる。また、シングル入力増幅器ＡＭＰ２はボルテージ
フォロワの形に代えて、入力抵抗がゲインに影響しない
ようにされている。ただし、入力抵抗を信号源抵抗に比
べて十分大きくしておけば、必ずしもボルテージフォロ
ワの形ではなく、電流増幅形であっても良い。なお、本
実施形態においても、先の実施形態と共通する部分およ
び対応する部分には図に同一符号を付すか、あるいは図
示省略されている。

【００６４】本実施形態においては、ステップ１で、接
触抵抗ＺＢ，ＺＣ，ＺＤのチェックを行う。すなわち、
アナログスイッチＡＳ２の接点をｍ−ｃに接続するとと
もに、アナログスイッチＡＳ１の接点をｏ−ｍに接続す
ることによって、定電流Ｉを電極Ｃ，Ｄ間、言い換えれ
ば接触抵抗ＺＣ，ＺＤおよび参照抵抗Ｒｓに流す。な
お、この定電流回路は回路負荷が制御範囲内であれば一
定の電流値Ｉが流れるように構成されているものとす
る。

【００６５】このとき、被検者が電極Ｃ，Ｄに適切に接
触している場合の接触抵抗の最大値をそれぞれＺＣｍａ
ｘ，ＺＤｍａｘと規定すると、回路電流は定電流値Ｉを
取り、参照抵抗Ｒｓの値は既知であるので、被検者の電
極への適切な接触状態における定電流制御用増幅器ＡＭ
Ｐ１の出力電圧Ｖ１の最大値を決定することができる。
この最大値をＶ１ｍａｘとすると、出力電圧Ｖ１の値が
取る範囲は次式となる。 Ｖ１ｍａｘ＝（Ｒｓ＋ＺＣｍａｘ＋ＺＤｍａｘ）・Ｉ≧Ｖ１ …（５）

【００６６】出力電圧Ｖ１が式（５）を満足したとき、
被検者の電極Ｃ，Ｄへの接触状態は適切であると判定
し、アナログスイッチＡＳ１の接点をｏ−ｂに切り換
え、電極Ｂと測定回路コモンＥとの間の電圧Ｖ３を測定
する。なお、このステップ１において電流は身体内イン
ピーダンスＺｉの方へは流れないので、電極Ｂには身体
内のＱ点の電圧が流れる。ここで、予めＲｓ，ＺＣｍａ
ｘ，ＺＤｍａｘを定電流回路の負荷としても定電流制御
用増幅器ＡＭＰ１の出力電圧が飽和しないような回路条
件が確認されれば、Ｖ１ｍａｘ≧Ｖ１は、定電流回路が
定電流制御している状態を示すための必要十分条件とな
る。

【００６７】反対に、測定開始後に出力電圧Ｖ１の値が
一定時間以上前記式（５）を満足しないときには警報を
出して測定を中止するようにする。

【００６８】被検者の電極Ｄへの接触状態が適切である
とき、接触抵抗ＺＤの取る範囲が最大値ＺＤｍａｘ、最
小値ＺＤｍｉｎであるとすれば、Ｑ点と回路コモンＥ間
の電圧Ｖ３の取り得る範囲は次式となる。 （Ｒｓ＋ＺＤｍａｘ）・Ｉ≧Ｖ３≧（Ｒｓ＋ＺＤｍｉｎ）・Ｉ …（６）

【００６９】なお、適切な接触状態における接触抵抗は
ＺＤｍａｘ＝１５０Ω、ＺＤｍｉｎ＝５０Ω程度である
ため、この電圧Ｖ３の取るべき値の範囲は狭い。定電流
Ｉが流れていることは式（５）で確認されているので、
式（６）が満足されなければ、上記と同様に次の測定へ
進めないようにする。

【００７０】ここで、電極Ｂへの被検者の接触状態が不
適切であるために接触抵抗ＺＢの値が大きい場合は誘導
ノイズの影響を受け、電圧Ｖ３が任意の値を取る可能性
がある。しかし、電圧Ｖ３が誘導ノイズを受けながらも
狭い電圧範囲である式（６）を満足する確率は低いと判
断できるので、式（６）が満足されれば接触抵抗ＺＢも
適切な値と判定することができる。

【００７１】なお、従来の４端子法の場合には、電極間
の電圧測定によって求めた身体内インピーダンスが適切
な値の範囲にあるか否かで測定結果の適切性を判断して
いたが、身体内インピーダンスが適正値とされる範囲は
５００Ωから１０００Ωと範囲が広く、それだけ測定電
圧の広い範囲を適切と判定しなければならないので誤測
定の確率も高くなっていた。

【００７２】以上のステップ１の手続によって、式
（５）、式（６）を満足すれば、次にステップ２におい
て、接触抵抗ＺＢ，ＺＡのチェックを行うために、アナ
ログスイッチＡＳ２の接点をｍ−ａに接続するととも
に、アナログスイッチＡＳ１の接点をｏ−ｍに接続し、
定電流Ｉを電極Ａ，Ｄの経路、すなわち抵抗ＺＡ，Ｚ
ｉ，ＺＤ，Ｒｓに流す。このとき、被検者が電極Ａ，Ｄ
に適切に接触している場合の接触抵抗の最大値をそれぞ
れＺＡｍａｘ，ＺＤｍａｘ、最小値をそれぞれＺＡｍｉ
ｎ，ＺＤｍｉｎとすると、適切な接触状態において定電
流制御用増幅器ＡＭＰ１の出力電圧Ｖ１の取る範囲は次
式となる。なお、予め定電流回路はＺＡｍａｘ、ＺＤｍ
ａｘの場合でも定電流Ｉが流れるように制御できる回路
条件が設定されているものとする。 （Ｒｓ＋ＺＡｍａｘ＋ＺＤｍａｘ）・Ｉ≧Ｖ１ ……（７）

【００７３】こうして、電圧Ｖ１が式（７）を満たした
とき、被検者の電極Ａ，Ｄへの接触状態は適切であると
判定し、アナログスイッチＡＳ１を接点ｏ−ｂに切り換
え、電極Ｂと測定回路コモンＥとの間の電圧Ｖ２を測定
する。また、この式（７）の成立によって定電流回路は
定電流Ｉが流れるように制御されていることが判定でき
る。一方、電圧Ｖ１の値が一定時間以上式（７）を満足
しないときには警報を出して測定を中止する。

【００７４】シングル入力増幅器ＡＭＰ２の入力抵抗は
測定信号の信号源インピーダンスに比べて十分大きくな
るような回路構成とされていて、電流は接触抵抗ＺＢの
方へは流れないので、電極Ｂの電圧としては身体内のＰ
点の電圧が現れる。このとき電圧Ｖ２の値の適切な範囲
は次式となる。 （Ｒｓ＋Ｚｉｍａｘ＋ＺＤｍａｘ）・Ｉ≧Ｖ２≧（Ｒｓ＋Ｚｉｍｉｎ＋ＺＤｍ ｉｎ）・Ｉ ………………（８） 定電流Ｉが流れていることは式（７）で確認されている
ので、式（８）が満足されなければ、上記と同様に次の
測定へ進めないようにする。

【００７５】電極Ｂの接触抵抗値は既に式（６）によっ
て確率的に考えて小さいものであると評価されている
が、更に電圧Ｖ２が式（８）を満足する範囲にあれば、
接触抵抗ＺＢの値は測定するに適切なほど、すなわち誘
導ノイズを受けないほどに小さい値であったことが確認
されて、より確率的に適切な測定が進行していると判定
できる。

【００７６】また、電圧Ｖ２の値が一定時間以上式
（８）を満足しないときは警報を出して測定を中止する
ようにする。こうして、求められた電圧Ｖ３，Ｖ２よ
り、次式を演算して身体内インピーダンスＺｉが求めら
れる。 Ｖ２−Ｖ３＝Ｚｉ・Ｉ

【００７７】本実施形態においては、電圧Ｖ２，Ｖ３を
それぞれ測定しながら定電流経路内の接触抵抗および、
測定電圧入力点の接触抵抗の適切性をその都度判定し
て、最終的に測定値を得るようにしているので、従来の
４端子法に比べて信頼性の高い測定値を得ることができ
る。

【００７８】（第５の実施形態）図５には、本発明の第
５の実施形態に係る体内脂肪計の回路構成図が示されて
いる。本実施形態においては、前記第４の実施形態にお
いて、アナログスイッチＡＳ１を省略したものである。
本実施形態の回路構成の場合、直接、定電流回路の正常
な動作状態を確認することはできないものの、従来の４
端子法に比べてより信頼性の高い状態で身体内インピー
ダンスＺｉを測定することができる。なお、本実施形態
においても、先の実施形態と共通する部分および対応す
る部分には図に同一符号を付すか、あるいは図示省略さ
れている。

【００７９】本実施形態においては、ステップ１で、接
触抵抗ＺＢ，ＺＣ，ＺＤのチェックを行うために、アナ
ログスイッチＡＳ２の接点をｍ−ｃに接続して定電流Ｉ
を電極Ｃ，Ｄ間、すなわち接触抵抗ＺＣ，ＺＤおよび参
照抵抗Ｒｓの経路に流す。

【００８０】このとき、被検者が電極Ｄに正常に接触し
ている場合の接触抵抗の最大値をＺＤｍａｘ、最小値を
ＺＤｍｉｎとすると、正常な接触状態においてＱ点に発
生する、測定回路コモンＥとの間の電圧Ｖ３が取る値の
範囲は次式となる。 （Ｒｓ＋ＺＤｍａｘ）・Ｉ≧Ｖ３≧（Ｒｓ＋ＺＤｍｉｎ）・Ｉ ……（９）

【００８１】この値は電極Ｂに現れ、電圧測定回路のシ
ングル入力増幅器ＡＭＰ２によって測定される。既知の
Ｒｓの値を例えば２０００Ωとし、接触抵抗ＺＤの適切
な値を５０〜１５０Ω、定電流値Ｉを０．５ｍＡとする
と、式（９）は電圧Ｖ３に対して次式の範囲に規定され
る。 １．０７５≧Ｖ３≧１．０２５ ……………（１０）

【００８２】被検者の電極への接触状態が電極Ｄのみな
らず、電極Ｂ，Ｃに対して同時に適切であれば電圧Ｖ３
の値は式（１０）を満足する。しかし、電極Ｃまたは電
極Ｄへの接触状態が不適切であり、接触抵抗ＺＣまたは
ＺＤが大きい値を取ると、定電流回路がＩ＝０．５ｍＡ
に維持、制御できず電流値がＩ'（＜Ｉ）に減少して、
Ｖ３＝（Ｒｓ＋ＺＤ）・Ｉ'となる場合でもＶ３が式
（１０）を満足することがあり得る。また、接触抵抗Ｚ
Ｃ，ＺＤが適切な値であっても、電極Ｂへの接触状態が
不適切であって接触抵抗ＺＢが誘導ノイズの影響を受け
るほど大きい場合には、この誘導ノイズによってＶ３が
式（１０）を満足することがあり得る。したがって、式
（１０）を満足しても被検者が各電極と適切な接触状態
にあり、適切な測定が行われているとは限らない。

【００８３】しかしながら、式（９）は比較的狭い範囲
の電圧値の規定であり、接触抵抗ＺＢ，ＺＣ，ＺＤが不
適切な値を取ったときにＶ３が式（９）を満足する確率
は小さい。したがって、式（９）は接触抵抗ＺＢ，Ｚ
Ｃ，ＺＤが適切な値を取るための必要十分条件ではない
が、Ｖ３が式（９）を満足していれば確率的に接触抵抗
ＺＢ，ＺＣ，ＺＤは適切な状態であると判定して次のス
テップへ進む。

【００８４】次にステップ２において、接触抵抗ＺＡ，
ＺＢ，ＺＤのチェックを行うために、アナログスイッチ
ＡＳ２の接点をｍ−ａに接続し、定電流Ｉを電極Ａ，Ｄ
の経路、すなわち抵抗ＺＡ，Ｚｉ，ＺＤ，Ｒｓに流す。
このとき、被検者が電極Ａ，Ｄに正常に接触している場
合の接触抵抗ＺＤの最大値をＺＤｍａｘ、最小値をＺＤ
ｍｉｎとし、通常の被検者に存在する身体内インピーダ
ンスＺｉの最大値をＺｉｍａｘ、最小値をＺｉｍｉｎと
すると、被検者の電極Ａへの接触状態が適切であれば定
電流増幅回路には定電流Ｉが流れるように制御されるの
で、増幅器ＡＭＰ２の出力電圧Ｖ２の取る範囲は、様々
な身体内インピーダンスを持つ被検者を考慮して次式と
なる。 （Ｒｓ＋Ｚｉｍａｘ＋ＺＤｍａｘ）・Ｉ≧Ｖ２≧（Ｒｓ＋Ｚｉｍｉｎ＋ＺＤｍ ｉｎ）・Ｉ ………………（１１）

【００８５】電圧Ｖ２の値が一定時間以上式（１１）を
満足しないときには測定不良を警報し、満足したときに
は次へ進む。なお、接触抵抗ＺＢは既に適切性がチェッ
クされているが、Ｖ２を測定する場合もＺＢが大き過ぎ
るとＶ２の値は不適切になって、式（１１）を満足する
確率は低くなるので、式（１１）が成立するとの判定に
は再度のＺＢのチェックも含まれる。

【００８６】ここで、電極Ａ，Ｄ間に電流を流したとき
Ｑ点と回路コモンＥ間に現れる電圧をＶ３"とする。電
極Ｃ，Ｄ間に電流を流した場合も、電極Ａ，Ｄ間に電流
を流した場合も、定電流Ｉが維持される接触抵抗の状態
であればＶ３＝Ｖ３"となるが、電極Ａへの接触状態が
不適切であるとＺＡの値が大き過ぎて増幅器ＡＭＰ１は
定電流Ｉを維持することができず、回路電流はＩ"（＜
Ｉ）に減少するので、 Ｖ３"＜Ｖ３ になる。ここで、Ｚｉを求めるために、本実施形態で
は、次式を演算する。 Ｚｉ＝（Ｖ２−Ｖ３）／Ｉ

【００８７】この式においてＶ２は、電流を電極Ａ，Ｄ
間に流したときに電圧Ｖ３"がＱ点に現れた場合のＰ点
に現れる電圧値であるので、Ｖ２−Ｖ３の値は次の不等
式を満たし、ＺＡが不適切に大きな値を取ったときは、
従来の４端子法より小さく測定できることになる。 Ｖ２−Ｖ３＜Ｖ２−Ｖ３"

【００８８】したがって、本実施形態による回路構成に
おいては、被検者の電極Ａへの接触が不適切な場合に、
測定結果が通常の人が取る身体内インピーダンスの範囲
を下回る確率が従来の４端子法による電圧測定電極間の
電圧測定法よりも高くなるので、誤測定の検出がより確
実に行えることになり、正確な測定が可能になる。

【００８９】従来の４端子法であれば、２つの電圧測定
電極間に現れた電圧Ｖ２，Ｖ３"を測定してＶ２−Ｖ３"
として身体内インピーダンスＺｉを求め、その後にＺｉ
の大きさの妥当性を判定してＺＡ，ＺＤの不適切性を判
断している。この従来方法では、ＺＡ，ＺＤが大きい場
合には定電流回路が飽和して、身体内に流れる電流はＩ
より小さくなり、Ｖ２−Ｖ３"によって通常の人に存在
するより小さい身体内インピーダンスが導かれ、測定の
不適切さが判定できるが、身体内インピーダンスが高め
の人が測定中に接触状態が不適切であって、定電流回路
が僅かに飽和したような場合に、Ｖ２−Ｖ３"が、人間
としてあり得る範囲に入ってしまう可能性があり、誤測
定となってしまう。このため、定電流回路にＩ"（＜
Ｉ）が生じたとき誤測定の検出確率が高くなる測定法が
望ましい。

【００９０】また、電圧測定回路の入力に入る接触抵抗
ＺＢについては、従来の４端子法では、その大きさを判
定する過程が、やはり最終的に求めた身体内インピーダ
ンスの値の範囲で判断するしかないので、この点にも誤
測定の確率が高い要因があって、本実施形態の測定装置
に比べて信頼度の低い測定法であると言える。要する
に、本実施形態によれば、従来の４端子法に存在する誤
測定の確率を下げることによって信頼性の高い測定を行
うことができるという利点がある。

【００９１】また、より安定な身体内インピーダンスＺ
ｉを測定するには、Ｖ２，Ｖ３の大きさが前述のように
それぞれ予め定めた範囲内に入る条件以外に、予め許容
変動幅を設定し、それぞれサンプリングされたＶ２，Ｖ
３がその許容幅に一定回数の間連続的に入るという条件
を設定し、これら全てをもって測定ステップを進めるよ
うにすれば、より安定な測定者の電極への接触状態を確
認しながら安定な測定値を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の第１の実施形態に係る体内脂
肪計の回路構成図である。

【図２】図２は、本発明の第２の実施形態に係る体内脂
肪計の回路構成図である。

【図３】図３は、本発明の第３の実施形態に係る体内脂
肪計の回路構成図である。

【図４】図４は、本発明の第４の実施形態に係る体内脂
肪計の回路構成図である。

【図５】図５は、本発明の第５の実施形態に係る体内脂
肪計の回路構成図である。

【図６】図６は、従来の体内脂肪計の測定原理を示す図
（１）である。

【図７】図７は、従来の体内脂肪計の測定原理を示す図
（２）である。

【図８】図８は、４端子法によって身体内インピーダン
スを測定する場合の測定回路の概略図である。

【図９】図９は、接触抵抗の大小を判定する従来装置の
説明図である。

【符号の説明】

１ 体内脂肪計（測定器） ２ 測定回路 ３ 測定対象回路 Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ 電極 Ａ／Ｄ Ａ／Ｄ変換器 ＡＭＰ１ 定電流制御用増幅器 ＡＭＰ２ シングル入力増幅器 ＡＳ１，ＡＳ２ アナログスイッチ ＡＳＧ スイッチ切り換え用制御信号 ＣＰＵ 中央処理装置 ＤＩＳ 表示器 Ｆ フィルター Ｉ／Ｏ 入出力回路 ＫＥＹ キースイッチ ＭＥＭ 記憶装置 ＺＡ〜ＺＤ 接触抵抗 Ｚｉ 身体内インピーダンス

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検者の皮膚面に複数の電極を接触さ
   せ、定電流制御用増幅器を介して前記電極から被検者の
   身体内に定電流を供給し、各電極間に存在する身体内イ
   ンピーダンスを測定するようにした体内脂肪計におい
   て、 前記定電流制御用増幅器の出力電圧の大きさを判定する
   ことにより、被検者の電極への接触状態が身体内インピ
   ーダンスの測定に適切か否かを判定する測定可否判定手
   段を備えることを特徴とする体内脂肪計。
2. 【請求項２】 被検者の皮膚面に複数の電極を接触さ
   せ、定電流制御用増幅器を介して前記電極から被検者の
   身体内に定電流を供給し、各電極間に存在する身体内イ
   ンピーダンスを測定するようにした体内脂肪計におい
   て、 前記定電流制御用増幅器の出力電圧の変動幅を判定する
   ことにより、被検者の電極への接触状態が身体内インピ
   ーダンスの測定に適切か否かを判定する測定可否判定手
   段を備えることを特徴とする体内脂肪計。
3. 【請求項３】 前記測定可否判定手段は、全ての電極に
   対して被検者の電極への接触状態が身体内インピーダン
   スの測定に適切か否かを判定するものである請求項１ま
   たは２に記載の体内脂肪計。
4. 【請求項４】 被検者の皮膚面に複数の電極を接触さ
   せ、定電流制御用増幅器を介して前記電極から被検者の
   身体内に定電流を供給し、各電極間に存在する身体内イ
   ンピーダンスを測定するようにした体内脂肪計におい
   て、 前記身体内インピーダンスを測定するインピーダンス測
   定手段が、一つの定電流印加経路内に含まれる被検者の
   皮膚面と電極との間の接触抵抗と身体内インピーダンス
   との合成インピーダンスを測定するステップと、前記定
   電流印加経路内に含まれる前記接触抵抗を測定するステ
   ップと、これら各ステップにより得られる合成インピー
   ダンスと接触抵抗とから身体内インピーダンスを測定す
   る手段であることを特徴とする体内脂肪計。
5. 【請求項５】 被検者の皮膚面に複数の電極を接触さ
   せ、定電流制御用増幅器を介して前記電極から被検者の
   身体内に定電流を供給し、各電極間に存在する身体内イ
   ンピーダンスを測定するようにした体内脂肪計におい
   て、 前記身体内インピーダンスを測定するインピーダンス測
   定手段が、電極間への定電流印加経路を切り換えること
   によって一つの電極における電圧測定値から身体内イン
   ピーダンスを測定する手段であることを特徴とする体内
   脂肪計。
6. 【請求項６】 前記電圧測定値の許容範囲を規定するこ
   とによって誤測定を防止する測定可否判定手段が設けら
   れる請求項５に記載の体内脂肪計。