JP2004230163A - 体成分分析機及び体成分分析方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 靴下を脱がず足首に簡単に電極を接触させ体成分が測定できるとともに水虫菌などの細菌から清潔さを維持することができる構造を提供することを課題とする。
【解決手段】 体重計の上に突設されるように一対の足首接触部８０ａ，８０ｂを設置し、前記各足首接触部の内面の中間部に被験者の足首が接触できるようにする電極を設置する。
【選択図】 図５

Description

本発明は、体成分分析機及びその分析方法に関するもので、特に、足首部位を簡単に電極に接触させることができる装置構造とし、人体のインピーダンスを測定しこれを演算して体成分を分析することによって体成分測定時に靴下を脱ぐ煩わしさがなく、水虫菌などの細菌感染を減らすことができ、また衛生的で測定が簡単な体成分分析機及びその分析方法に関するものである。

一般的に、身長から９０を引いた数を標準体重と設定し肥満か否かを調べる方法が広く使われて来たが、この測定値は個人毎に誤差が大きすぎる問題点があるので多様な体成分測定法が開発されているのが実情である。このような体成分測定方法では水中体重法、スキンホールド法、重水希釈法、超音波を利用する方法及び生体電気インピーダンス分析法などが知られている。

ここで、生体電気インピーダンス分析法は人体に微細な電流を流して通電中に人体のインピーダンスを測定し体内成分を分析する方法であり、体内水分、電解質、筋肉などを含む体脂肪組職は導体と仮定し、人体成分中伝導性の低い脂肪部分は絶縁体と仮定して測定されたインピーダンスを土台とし、体成分を分析する方法である。

添付した図１は従来の体成分分析機の作動を説明するための概略図である。従来の体成分分析機を利用した体成分分析方法は図１のごとく被験者１の両手１ａ，１ｂと両足２ａ，２ｂにクリップなどの付着道具や接着道具を使って電極線１１０により繋がれた電極１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄと、電極線１２０により繋がれた電極２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄをそれぞれ付着させ電流を通電させインピーダンスの測定後、その測定された値を演算して体成分を分析する方法で、４電極方式と称される。

このような従来の４電極分析方法は測定結果は正確だが正確な位置に電極１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄを付着しなければ正確な測定が不可能なので専門家の助けが必要で一般人による正確な測定が難しいという問題点がある。人体に付着させる電極の位置が測定する際に変更され誤差が発生するので測定値の信頼が落ちるという問題点がある。

さらに他の従来の体成分分析機を利用した体成分分析方法は図２のごとく測定する電極の位置を同一にするため載台面に形成された電極１０ｃ，１０ｄ，２２ｃ，２２ｄに足裏を接触することにより人体インピーダンスを測定する方法である。この方法は測定時に優れた再現性を持つ長所はあるが、体成分の測定時に足裏を介して電流を流さなければならないので、測定する際に必ず靴下を脱いだ素足の状態で測定することになり、測定する際に靴下を脱がなければならないという不便さがある。特に、靴下を脱いで体成分を測定するので、多数の被験者が使う場合載台面部位に対する清潔さが要求され、水虫菌に感染された被験者が測定をする場合、測定後載台面電極を清潔に掃除したり水虫菌を殺菌しなければならないという煩わしさがある。また、水虫菌に汚染した電極板は殺菌しにくいので水虫菌の伝染から被験者を保護し難いという問題点がある。

本発明は前述した従来技術の問題点を解決するために提案されたもので、被験者の足首が接触できるように体重計上に足首接触部を突設して構成し、足首接触部の中間部にインピーダンス測定用電極を設ける。前記のようにインピーダンス測定用電極を設置することで、専門家の助けなしに体成分の正確な測定が可能で測定値の再現性向上はもちろん靴下を脱がなくても良いので、測定が簡単で水虫の伝染から安全であり衛生的な長所がある。

本発明に係る体成分分析機は電極に身体部位を接触し電流を通じるようにしてからインピーダンスを測定することで体成分を分析する体成分分析機において、前記電極が被験者の足首と接触することができる構造となっており、体成分測定時に靴下を脱ぐ必要がないように構成されたことを特徴とする。

それとともに、本発明に係る他の態様である体成分分析方法は被験者の体に電極を連結して電流を通じるようにし、インピーダンスを測定することで体成分を分析する体成分分析方法において、被験者の体重を測定した後、被験者が後方に少し移動して電極に足首を接触させ、インピーダンスを測定する段階を含むことを特徴とする。

このように、本発明に係る体成分分析機は足首接触部の内面中間部に構成された足裏電極に被験者の足首部分を接触させ人体インピーダンスを測定するので、測定時に靴下を脱ぐ必要がなく、水虫菌などの細菌感染を減らすことができる。また、専門家の助けなしに正確な測定を遂行することができ、電極の接触位置が測定する際に同一に維持されるので高い再現性を持つ効果がある。

以下、本発明の体成分分析機の構造及び作用に対し図面に依拠して詳しく説明する。図５は本発明の体成分分析機の一実施例の構造を示す図面で、図６は本発明の体成分分析機の他の実施例の構造を示す図面である。図７（ａ）および（ｂ）は本発明の体成分分析機を用いて靴下を脱がないで体成分を測定する場合、被験者の足首と体成分分析機が接触する構造を示す図面である。図８は本発明の体成分分析機のさらに他の実施例の構造を示す図面で、図９ａ，９ｂは本発明の体成分分析機の足首電極部の電極接触過程を示す図面である。また、図１０は本発明の分析機の構成を示すブロック図で、図１１は本発明の体成分分析機の動作過程を説明するための手順図である。

本発明に係る体成分分析機は図５ないし図９ａのごとく被験者１が本発明の体成分分析機の体重計の上部載台面に靴下を脱がない状態で立ち上がりながらその上部に設置された足首電極部８０ａ，８０ｂに足首を接触させた後、人体インピーダンスを測定する。載台面２１には被験者１が両足２ａ，２ｂを載せている時に足首に接する電極１０ｃ，１０ｄ，２２ｃ，２２ｄが形成されている。その載台面２１の下部には体重計２０が位置するようになる。

したがって、体成分分析時に体重が自動的に測定され、その測定値が主演算処理部６０に入力され体成分分析における情報として活用されるようになっている。電極取っ手８ａ，８ｂは所定長さの棒が所定半径に曲がった形になっていて、前後端部の直径が徐々に減少する形になっている。したがって、被験者１は電極取っ手８ａ，８ｂを容易に握ることができるし、手のひらに電極１０ａ，２２ａ，１０ｂ，２２ｂが容易に接触する。

もちろん、このような足首接触部８０ａ，８０ｂに構成される電極１０ｃ，１０ｄ，２２ｃ，２２ｄと電極取っ手８ａ，８ｂに構成される電極１０ａ，２２ａ，１０ｂ，２２ｂは主演算処理部６０などが設置される本体に電気的に繋がれていて、体重計２０も本体に電気的に繋がれるように構成されている。

したがって、被験者１は両足２ａ，２ｂを載台面２１の電極１０ｃ，１０ｄ，２２ｃ，２２ｄに接触させるように体重計２０の上に立って両手１ａ，１ｂに前記電極取っ手８ａ，８ｂを持っていれば体成分分析が自動的に行われる。この際に、被験者１と電極１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄが接する部分の測定が数回行われても殆ど同一位置で互いに接するようになるので高い再現性を有することができる。特に、人体インピーダンスを測定する際に前記足首接触部の電極に被験者の足首が接触するので、靴下を脱ぐ必要がなく、かつ、足裏を接触して測定する場合発生する水虫菌の伝染からも安全で衛生的である。

また、本発明の他の構造の体成分分析機は、図６のごとく電極取っ手なしに足首電極部だけでインピーダンスを測定しても本発明の目的は果たすことができる。被験者１が図６のごとく電極１０ｃ，２２ｃ，１０ｄ，２２ｄが設置された載台面に靴下を脱がない状態で立ち上がりながらその上部に設置された足首接触部８０ａ，８０ｂに構成された電極に足首を接触した後人体インピーダンスを測定する。載台面２１に被験者１が両足２ａ，２ｂを載せている時電極１０ｃ，２２ｃ，１０ｄ，２２ｄが各足首に接触するように構成される。その載台面２１の下部には体重計２０が位置するようになる。したがって、体成分分析時に体重とインピーダンスが自動的に測定され、その測定値が主演算処理部６０に入力され体成分分析の際に情報として活用される。

本発明の体成分分析機は電極取っ手８ａ，８ｂに構成される電極１０ａ，１０ｂ，２２ａ，２２ｂと、足首接触部の電極１０ｃ，１０ｄ，２２ｃ，２２ｄとが微細電流を通電させるドライブ回路３１と、電流通電の時に発生した人体の電圧を測定し人体のインピーダンスを検出する人体インピーダンス検出部３２を具備する。前記インピーダンス検出部はインピーダンス測定部３０に繋がれ被験者１の人体インピーダンスが測定され、その測定値はメモリー部４０に保存される。メモリー部４０にはこの人体インピーダンス測定値以外の他の色々な情報を保存することができるが、それが被験者１の身長、性別、年令などである。このような被験者１の個人情報はタッチスクリーン５１やキーパッド５２のようなデータ入力部５０を通して被験者１が直接に入力することができる。

前記メモリー部４０に保存された人体インピーダンス測定値のような各種情報は主演算処理部６０に送信される。主演算処理部６０は入力された各種情報を演算し体脂肪を分析してこれをディスプレー部７２またはプリンター部７１からなる出力部７０を通して出力するとともに音声処理部６２とスピーカー６３とを通して外部に音声信号で出力することができる。また、主演算処理部６０はシリアル通信部６１に繋がれ多数の資料を送・受信することができる。例えば、ＦＴ病院用血圧計と通信をし最高血圧、最低血圧、脈拍数、平均血圧、心筋部下指数、脈波音図類型、総末梢血管抵抗、血流速度を入力してもらい、その結果を出力することができる。もちろん、このような構成は４電極方式の通常の体成分分析機の原理と同様である。

主演算処理部６０で行われる体成分分析は色々な方法により行われ、通常の場合と同様に演算に使われる補正式は臨床資料を土台として決められる。その分析結果は体水分量、体脂肪量、体脂肪率、肥満度、体質量指数、基礎代謝量などで演算し出力される。

本発明に係る体成分分析方法を主に図１０及び図１１に依拠して具体的に説明する。本発明の体成分分析機は電源をオン（ＯＮ）にすると装置が初期状態である体重測定モードに設定され、体重計の載台面２１上の表示部の上に被験者が立ち上がれば体重が測定される（Ｓ１）。主演算処理部６０は体重計の載台面２１上の微動及び被験者の離脱を感知して正常な体重測定が行われるかどうかを判断（Ｓ２）し、正常な体重測定が行われていると判断した場合は測定された体重データをメモリー部４０に保存しディスプレー部７２及びスピーカー６３を通して出力する（Ｓ３）。万が一、主演算処理部６０が正常な体重測定が行われていないと判断した場合はまたシステム初期段階である体重測定モードに移動する。

前記体重測定が終われば被験者の個人情報を入力するようにスピーカー６３またはディスプレー部７２などを通して案内し、被験者はその案内に従って性別、年令、身長などの個人情報を入力部５０をもって入力する（Ｓ４）。前記個人情報が入力されれば主演算処理部６０は個人情報が正確に入力されたかどうかを判断（Ｓ５）するとともに、その個人情報が入力される過程で被験者の体重の変化が誤差範囲にあるかどうかを判断する（Ｓ６）。

個人情報が正確に入力され、被験者の体重変化が誤差範囲にあると判断されると主演算処理部６０は足首接触部の電極及び電極取っ手電極の位置に被験者の身体が正確に接触できるようにディスプレー部７２及びスピーカー６３を通して案内し（Ｓ７）、被験者が電極取っ手８ａ，８ｂを握ると主演算処理部６０は各電極が被験者の身体と接触不良であるかどうかを判断する（Ｓ８）。

一方、主演算処理部６０は個人情報入力過程で被験者の体重が誤差範囲内にあり、個人情報の入力に間違いがある場合には段階（Ｓ４）に移動し個人情報を修正して入力するようにコントロールし、個人情報は正確に入力されたが被験者の体重の変化が誤差範囲を脱する場合は被験者が体重計２０の載台面２１から離脱したと判断し段階（Ｓ１）に移動するようにコントロールする。

引き続き、各電極の接触不良がない場合にはインピーダンスを測定（Ｓ９）する。前記のようにインピーダンス測定状態になるとドライブ回路３１を通して電極取っ手８ａ，８ｂの電極１０ａ，１０ｂ，２２ａ，２２ｂと足首接触部の電極１０ｃ，１０ｄ，２２ｃ，２２ｄに微細電流を通電させ、その電極区間の電圧を測定して演算することにより行われる。

引き続き、前記インピーダンス測定中に主演算処理部６０は電極の接触不良発生または離脱が起きたかどうかを判断（Ｓ１０）する。電極の離脱や接触不良がない場合には測定されるインピーダンスデータと記憶装置に入力された被験者の個人情報を結合して主演算処理部６０が演算することによって被験者の体水分量、体脂肪量、体脂肪率、肥満度、体質量指数、基礎代謝量などを算出し、その結果をメモリー部４０に保存して出力部７０を通して出力する（Ｓ１１）。

段階（Ｓ１０）で電極の離脱や接触不良が発生した場合には段階（Ｓ７）に移動しインピーダンスを再測定する。引き続き、前記インピーダンス測定が終わった後、被験者が体重計の載台面の上から降りれば体成分分析機は初期状態に戻る。

本発明は前記実施例に限定されず本発明の技術的要旨を脱しない範囲内で当該技術分野における通常の知識を有する者が多様に変形実施することができる。

本発明は、体成分分析を使用する健康診断分野に利用できる。

従来技術に係る体成分分析の動作の一例を説明するための概略図である。 従来技術に係る体成分分析の動作のさらに他の一例を説明するための概略図である。 従来技術に係る体成分分析機の足裏電極の接触状態を示す要部図である。 従来技術に係る体成分分析機の載台面が水虫菌によって汚染された状態を示す例示図である。 本発明の体成分分析機の一実施例を示す立体図である。 本発明の体成分分析機のさらに他の実施例を示す詳細図である。 図７（ａ）および（ｂ）は本発明の体成分分析機において、靴下を脱がないで体成分を測定する様子を示す詳細図である。 本発明の体成分分析機のさらに他の実施例の構造を示す図である。 本発明の体成分分析機の足首電極部の電極接触過程を示す図である。 本発明の体成分分析機の足首電極部の電極接触過程を示す図である。 本発明の分析機の構成を示すブロック図である。 本発明の体成分分析機の動作過程を説明するための手順図である。

符号の説明

１ 被験者
１ａ，１ｂ 手
２ａ，２ｂ 足
８ａ，８ｂ 電極取っ手
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ 電極
２０ 体重計
２１ 載台面
３１ ドライブ回路
３２ 人体インピーダンス検出部
４０ メモリー部
５１ タッチスクリーン
５２ キーパッド
６０ 主演算処理部
６１ 通信部
６２ 音声処理部
６３ スピーカー
７１ プリンター部
７２ ディスプレー部
８０ａ，８０ｂ 足首接触部

Claims (4)

1. 被験者の手足に電極を連結し、電流が通じるようにしてインピーダンスを測定することで体成分を分析する体成分分析機において、前記被験者の足に接触する電極は前記体成分分析機の載台面に突設された一対の足首接触部内面の中間部に被験者の足首部位が接触できるように構成される少なくとも１個以上の足首電極からなり、前記被験者の手に接触する電極は手で握ることができるように構成される少なくとも１個以上の電極を備えた電極取っ手を含んで構成されることを特徴とする体成分分析機。
2. 前記載台面は前記体成分分析機の体重計上に構成されることを特徴とする請求項１記載の体成分分析機。
3. 体重計と、演算処理部と、被験者の両手が接触する一対の電極取っ手と、被験者の両足が接触する一対の足首電極を含んで具備する体成分分析機を用いて前記取っ手電極と足首電極に電流が通じるようにし、インピーダンスを測定することで体成分を分析する体成分分析方法において、被験者が体重計の載台面の上に載って体重を測定する段階と、前記載台面の上に突設された足首接触部の内面の方へ被験者の両足首部分を移動させ、その足首接触部の内面中央部に構成された足首電極に被験者の各足首を接触させ被験者の両手は一対の電極取っ手に接触させる段階と、前記夫々の電極に電流を通電し被験者の人体インピーダンスを測定する段階を有することを特徴とする体成分分析方法。
4. 前記被験者の測定された体重と人体インピーダンス情報を主演算処理部に送信し被験者の体成分を分析することを特徴とする請求項３記載の体成分分析方法。
   

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