JP2005065997A - 体組成計 - Google Patents

Abstract

【課題】 測定時間を短縮し、被測定者には軽負担で測定し得る体組成計を提供する。
【解決手段】 予め登録してある性別、身長、年齢を呼び出し、表示し（ステップＳＴ１〜ＳＴ３）、体重測定を開始する（ステップＳＴ４）とともに、平行して生体インピーダンス測定を開始する（ステップＳＴ９）。その後、体重測定が終了したか、あるいは生体インピーダンス測定が終了したか判定し、両方の測定終了が判定されると（ステップＳＴ８、ＳＴ１２、ＳＴ１３）、呼び出した性別、身長、年齢と、測定した体重と生体インピーダンスとにより、体脂肪率等の体組成を算出する（ステップＳＴ１４）。測定した体重、算出した体組成を表示する（ステップＳＴ１５）。
【選択図】 図５

Description

この発明は、生体の体脂肪量・率、除脂肪量・率、内臓脂肪面積、筋肉量、水分量等の組成を測定する体組成計に関する。

体組成計には、１対の電極を生体の適所（例えば、右手−左手、右足−左足、手−足間等）に接触させ、両電極間に電流を通電して電圧を検出して生体インピーダンスを計測するとともに、体重計で被測定者の体重を測定し、予め設定した年齢、性別とともに、測定体重と、測定インピーダンスとに基づいて、体脂肪量・率などを計測するものが知られている。

この種の体組成計の概略構成を示すと、図８に示す通り、体重計２と、組成計本体３とから構成されている。体重計２には、体重センサを内蔵するとともに、生体インピーダンス測定用の右足電極８Ｒ（９Ｒ）、左足電極８Ｌ（９Ｌ）を備えている。右足電極８Ｒと左足電極８Ｌは、高周波印加用電極、右足電極９Ｒと左足電極９Ｌは計測用電極である。組成計本体３は、表示部５と、操作部６と、生体インピーダンス測定部２２と、ＣＰＵ２４と、信号切替回路３０と、Ａ／Ｄ変換部３１とを備えている。

組成計本体３は、表示部５、操作部６を設けた本体ケースの両側に握部を設け、この握部に右手電極１３Ｒ（１４Ｒ）、左手電極１３Ｌ（１４Ｌ）を設けている。生体インピーダンス測定部２２は、右足電極８Ｒ（９Ｒ）、左足電極８Ｌ（９Ｌ）、右手電極１３Ｒ（１４Ｒ）、左手電極１３Ｌ（１４Ｌ）が接続され、計測用電極間の電圧を検出し、生体インピーダンスを測定する。信号切替回路３０は、体重計２からの測定体重信号と、生体インピーダンス測定部２２で測定した生体インピーダンス信号を切り替えて出力する。Ａ／Ｄ変換部３１は信号切替回路３０から出力された信号をアナログからデジタル信号に変換して、ＣＰＵ２４に入力する。ＣＰＵ２４では、予め操作部６より入力され登録されている性別、身長、年齢と、体重計２から入力される体重と、生体インピーダンス測定部２２から入力される生体インピーダンスとに基づいて、体脂肪量・率、除脂肪量・率、内臓脂肪面積、その他の体組成を算出する。

この従来の体組成計による測定処理の概要を図９に示すフロー図を参照して説明する。電源スイッチがＯＮし、動作がスタートすると、表示部６に初期表示（例：「００」を表示）する（ステップＳＴ１１）。次に、ユーザが性別、身長、年齢等を登録している自己番号を示すキー操作があると（ステップＳＴ１２）、そのキーに対応して記憶してある個人データを呼び出し、その個人データを表示部５に表示する（ステップＳＴ１３）。続いて、ステップＳＴ１４へ移行する。 ステップＳＴ１４においては、体重測定を開始する。そして、測定した体重をリアルで表示しながら（ステップＳＴ１５）、体重確定を行うまで、体重測定を維持する（ステップＳＴ１６）。測定体重が安定し、確定すると、体重確定を表示する（ステップＳＴ１７）とともに、体重測定を終了する（ステップＳＴ１８）。次に、ステップＳＴ１９へ移行する。ステップＳＴ１９においては、生体インピーダンスの測定を開始する。測定中は、測定開始から測定終了までの、その都度の過程を進行中かを示す経過表示を行う（ステップＳＴ２０）。次に、ステップＳＴ２１において、生体インピーダンスが確定か否か判定し、確定が得られるまで、生体インピーダンスの測定を実行する。生体インピーダンス確定の判定で、生体インピーダンス測定終了とする（ステップＳＴ２２）。次に、ステップＳＴ２３へ移行する。

ステップＳＴ２３においては、登録分が読み出された個人データと体重計で測定された体重と、生体インピーダンス測定部で測定された生体インピーダンスとに基づいて、体脂肪量・率、その他の体組成を算出する。そして、その算出した体組成を表示部５に表示する（ステップＳＴ２４）。

この種の体組成計において、先に体重測定を行い、続いて生体インピーダンスを測定する技術は、例えば特許文献１（特許文献１に記載の図３、図５参照）、特許文献２（特許文献２に記載の図２、図５参照）に開示されている。更に、体重測定と生体インピーダンス測定でＡＤ回路を切り替える技術が特許文献３（特許文献３に記載の図１、図６、図７参照）に開示されている。
特開平１０−１７９５３６号公報 特開２００１−１０４２７３号公報 特開平１１−１１３８７２号公報

上記した従来の体組成計では、体重測定を最初に実行し、次に生体インピーダンス測定を行っている。つまり、体重測定と生体インピーダンスを直列的に行っている。そのため、被測定者は体重測定終了後も、生体インピーダンス測定が終了するまでは、測定姿勢を取り続けることが要求される。一般的に、体重測定と生体インピーダンス測定時の測定姿勢は直立不動である。また、近年、市販中の商品には、生体インピーダンス測定用の電極を手で握るタイプの体組成計があるが、このような商品の場合、測定姿勢として両手を体側に対して直角に前に突き出すことが要求される。

ところで、体組成計における体重測定に要する時間は、図１０の（ａ）に示すように、体重計に乗ってから体重決定に至るまでに、安定状態も含めて５〜１０秒を要する。また、生体インピーダンスの測定に要する時間も図１０の（ｂ）に示すように、電極を握り（電極に乗り）、生体インピーダンス決定に至るまでに、安定状態も含め５〜１０秒を要する。したがって、体重測定と生体インピーダンス測定を直列的に行うと、図１１に示すように、測定終了までに１０〜２０秒を要することになる。

このような長い時間にわたり、上記した測定姿勢をとることは、健常者にとっても、いくらかの苦痛を強いることがあるが、高齢者やリハビリ中のような体力の衰えた者にとっては、更に苦痛を強いることになる。それゆえ、測定時間は可能な限り短縮し、測定時の余分な強制力を軽減することが望ましい。

この発明は上記問題点に着目してなされたものであって、測定時間を短縮し、被測定者には軽負担で測定し得る体組成計を提供することを目的とする。

この発明の体組成計は、生体に電流を通電させて生体のインピーダンスを測定するインピーダンス測定手段と、体重を測定するための体重測定手段と、前記インピーダンス測定手段によるインピーダンス測定動作と、前記体重測定手段による体重測定動作を平行に進行するように制御する測定制御手段と、前記インピーダンス測定手段によって測定したインピーダンスと、前記体重測定手段で測定した体重とに基づいて、被測定生体の組成を算出する組成算出手段と、を備えている。

この発明の体組成計において、前記組成算出手段は、前記インピーダンス測定手段によるインピーダンス測定と、前記体重測定手段による体重測定の遅い方の測定終了に応答して組成算出を行うこととすると良い。

この発明の体組成計において、前記インピーダンス測定手段と、前記体重測定手段は、それぞれ個別に備えるＡ／Ｄ変換手段を介して、前記組成算出手段に測定インピーダンスと測定体重を入力することとすると良い。

この発明の体組成計において、前記インピーダンス測定手段と、前記体重測定手段は、それぞれ測定進行中の出力を、共通のＡ／Ｄ変換手段を介して、時分割時に交互に繰り返して、前記組成算出手段に入力することもできる。

この発明によれば、体重測定手段による体重測定と、生体インピーダンス測定手段によるインピーダンス測定を平行に進行させるので、全体の測定時間を大幅に短縮することができ、被測定者に対し、測定中の負荷、苦痛を軽減できる。

以下、実施の形態により、この発明を更に詳細に説明する。図１は、この発明の一実施形態である体組成計の外観図である。この実施形態体組成計１は、体重計２と、組成計本体３とから構成されている。体重計２と組成計本体３とは、伸縮自在なコード７で電気的に接続されている。

体重計２は、内部に体重測定用の歪センサを備えるとともに、表面に生体インピーダンス測定用の左足電極８Ｌ、９Ｌ、右足電極８Ｒ、９Ｒを備えている。左足電極８Ｌと右足電極８Ｒは、高周波電流通電用の電極であり、ケース体内で互いに電気的に接続されている。左足電極９Ｌと右足電極９Ｒは、計測用電極であり、やはりケース体内で互いに電気的に接続されている。

組成計本体３は、本体部４と、左握部１１と、右握部１２とからなり、本体部４には表示部５と操作部６を備えている。本体部４の両側には、自転車のハンドル状に左握部１１と右握部１２が一体的に形成されている。左握部１１には左手電極１３Ｌ、１４Ｌが、右握部１２には右手電極１３Ｒ、１４Ｒが、それぞれ設けられており、これら電極１３Ｌ、１４Ｌ、１３Ｒ、１４Ｒはケース内部で本体部４の回路部に接続されている。

本体部４の表示部５、操作部６を図２で具体的に示す。操作部６には、被測定者を特定するキー１５_-1、１５_-2、……、１５_-5の他、ＤＯＷＮキー１６、ＵＰキー１７、設定／表示切替キー１８を備えている。表示部５の左側近傍に個人番号、体重、ＢＭＩ、基礎代謝、体脂肪率、内臓脂肪レベル、年齢・性別・身長の文字が印刷され、これらの内容表示が選択できる。他にレベルチェック、体脂肪／内臓脂肪の別が表示可能に構成されている。

この実施形態体組成計１の電子的構成を図３に示す。図８に示した従来のものと相違する点は、体重計２からの信号をＡ／Ｄ変換部２１を介して、ＣＰＵ２４に入力し、生体インピーダンス測定部２２の出力信号をＡ／Ｄ変換部２３を介してＣＰＵ２４に入力するようにしたことである。更に、回路機能構成を示したブロック図を図４に示す。ここでは体重計２内に設けられる体重センサ（ひずみセンサ）１９で検出されたアナログの体重信号が信号増幅部２０で増幅され、Ａ／Ｄ変換部２１でディジタル信号に変換され、制御演算部（ＣＰＵ）２４の体重算出部２６に入力される。

生体インピーダンス測定部２２には、足用の電極８Ｌ（９Ｌ）、８Ｒ（９Ｒ）と、手用の１３Ｌ（１４Ｌ）、１３Ｒ（１４Ｒ）が接続され、被測定者が両足を電極８Ｌ（９Ｌ）、８Ｒ（９Ｒ）に載せるとともに、両手で電極１３Ｌ（１４Ｌ）、１３Ｒ（１４Ｒ）を握ると、生体インピーダンス測定部２２に設けられる高周波信号源より、高周波電流が手の高周波電流通電電極１３Ｌ、１３Ｒと、足の高周波電流通電電極８Ｌ、８Ｒ間に通電される。そして、手の計測用電極１４Ｌ、１４Ｒと、足の計測用電極９Ｌ、９Ｒより、生体のインピーダンスに応じた電圧を導出する。この生体インピーダンス測定部２２の出力信号がＡ／Ｄ変換部２３でディジタル信号に変換されて、生体インピーダンス算出部２７に入力される。

体重算出部２６は、測定中の体重安定で体重確認し、測定を終了し、体重値を体組成算出部２８に入力する。生体インピーダンス算出部２７では、入力された信号に基づいて、生体インピーダンスを算出し、測定した信号が安定すると生体インピーダンスを確定し、その確定した生体インピーダンスを体組成算出部２７に入力する。体組成算出部２８では、登録済の性別、身長、年齢と測定体重、測定生体インピーダンスとに基づいて、体脂肪量・率を算出する。この体組成算出部２８では、他によく知られた算出式に基づいて、除脂肪量・率、内臓脂肪面積、内臓脂肪量、皮下脂肪面積・量、内臓脂肪面積・量／総脂肪面積・量比、皮下脂肪面積・量／総脂肪面積・量比、筋肉量・率、水分量・率などを算出する。

次に、この実施形態体組成計による測定処理動作を図５に示すフロー図を参照して説明する。電源スイッチがＯＮすると、処理が開始され、ステップＳＴ１において、表示部５に初期表示がなされる。初期表示は、例えば表示部５に数字の００と表示する。次に、ステップＳＴ２に移行する。ステップＳＴ２においては、被測定者（ユーザ）が呼出しキー１５_-1、１５_-2、……、１５_-5のうちの１つを操作して、自分の性別、身長、年齢が個人データとして登録記憶されているのを呼び出し、体組成算出部２８に一時記憶する。次に、ステップＳＴ３へ移行する。ステップＳＴ３においては、呼び出した個人データを表示部５に表示する。被測定者が表示部５に表示される個人データを確認し、ＯＫであれば、両足を測定用電極に載せ、両手で組成計本体３の電極を握り、測定に入る。一方、個人データがキーの操作誤りなどで、自分のものでない場合、ユーザは電源スイッチをＯＦＦして、再度投入し、他の呼出しキーを操作することにより、呼び出し修正を行う。

ステップＳＴ３において、個人データの表示がなされ、確認のためわずかな所定の時間が経過すると、処理はステップＳＴ４とステップＳＴ９へ平行的に移行する。

ステップＳＴ４においては、体重測定を開始する。体重測定は、体重センサ１９の検出信号を信号増幅部２０でアナログ増幅し、Ａ／Ｄ変換部２１でデジタル信号に変換し、体重算出部２６に取り込むことによって行う。次に、ステップＳＴ５において、この体重測定部２６で得られる時間順次の体重が、リアルタイミングで、その都度、表示部５に表示される。体重計２のセンサ動作の振動等により、測定値が変動している間は、その変更に応じて表示される体重値も変化する。次に、ステップＳＴ６へ移行する。ステップＳＴ６においては、体重確定か否かを判定する。体重の確定は、得られた体重値が安定し、変化が所定値以内で、所定時間（数秒）の経過で、例えば中間値を測定体重と確定する。確定の場合は、ステップＳＴ７へ移行する。一方、確定でない場合は、ステップＳＴ５へ戻り、体重測定を継続する。

ステップＳＴ７においては、体重確定を表示する。この体重確定の表示は、体重確定した体重値を自動点滅表示することにより行う。続いて、ステップＳＴ８へ移行する。ステップＳＴ８においては、体重測定終了とし、得られた測定体重値を体組成算出部２８に入力する。処理は、次にステップＳＴ１３へ移行する。 一方、ステップＳＴ９においても、生体インピーダンスの測定を開始する。ここでは、生体インピーダンス測定部２２より、電極８Ｌ、８Ｒと電極１３Ｌ、１３Ｒ間に高周波信号電流を通電して、電極８Ｌ、８Ｒと電極１３Ｌ、１３Ｒ間の生体に流れる電流に応じた電圧を電極９Ｌ、９Ｒと電極１４Ｌ、１４Ｒ間より導出し、得られた電圧（電極）と高周波信号電流とにより、生体インピーダンスを算出する。ステップＳＴ２０において、測定（算出）された生体インピーダンスの確定値が得られるまでは、現時点がインピーダンス測定開始から測定終了までの間の、どの過程にあるか、経過表示を表示部５に行う。続いて、ステップＳＴ１１へ移行する。

ステップＳＴ１１においては、生体インピーダンスが確定したか否かを判定する。生体インピーダンスの確定は、得られた生体インピーダンスが安定し、変化が所定値以内で所定時間（数秒）の経過で、例えば中間値を測定生体インピーダンスと確定する。生体インピーダンス確定の場合は、ステップＳＴ１２へ移行する。一方、確定でない場合は、ステップＳＴ１０へ戻り、生体インピーダンス測定を継続する。ステップＳＴ１２においては、生体インピーダンス測定終了とし、得られた測定生体インピーダンス値を体組成算出部２８に入力する。続いて、ステップＳＴ１３へ移行する。

ステップＳＴ１３においては、体重測定と生体インピーダンス測定の両方が終了か否かを判定する。いずれか一方、例えば体重測定のみが終了した場合には、他方、例えば生体インピーダンス測定が終了していないので、この場合は、他の測定が終了するまで待機する。遅い方の測定、例えば生体インピーダンス測定（場合によっては体重測定の方の終了が遅くなる場合もあり得る）の測定が終了であると、両方の測定が終了していると判断できるので、ステップＳＴ１４へ移行する。

ステップＳＴ１４においては、体組成算出部２８で性別、身長、年齢の個人データと、測定体重と、測定生体インピーダンスとに基づいて、体脂肪量・率等の体組成を算出する。続いて、ステップＳＴ１５へ移行する。ステップＳＴ１５においては、算出された体組成を表示部５に表示する。

この実施形態において、体重測定と生体インピーダンス測定を平行的に同時に進行させるので、体重、生体インピーダンスを図６に示すように、同時に決定できる。また、どちらの決定がいくらか遅れる場合でも、大部分の測定を同時進行的に進めるので、全測定時間を縮めることができる。

この実施形態での体重測定と生体インピーダンス測定時の表示は、図７の（ａ）に示すように、体重測定と生体インピーダンス測定の開始時は、体重を０．０ｋｇと表示し、体重と生体インピーダンスが測定中の場合は、図７の（ｂ）に示すように、体重の数値をリアルで更新表示するとともに、生体インピーダンスの測定経過度合いをドット個数で表示する。また、先に体重が確定した場合には、図７の（ｃ）に示すように、体重値を点滅表示する。更に、生体インピーダンスが先に確定した場合は、測定経過度合いを示すドットを全ドット表示する。

なお、上記実施形態において、図３、図４では、体重測定部と生体インピーダンス測定部の出力を個別のＡ／Ｄ変換部を用いて信号変換しているが、使用するＡ／Ｄ変換部は１個で共用し、タイムシャーリングで交互にデータを取り込み、全体としての処理を平行的に進めるようにしても良い。

この発明の一実施形態である体組成計を示す外観図である。 同実施形態体組成計の組成本体部の表示、操作部を示す図である。 同実施形態体組成計の構成を示すブロック図である。 同実施形態体組成計の機能的な回路構成を示すブロック図である。 同実施形態体組成計の測定処理動作を説明するためのフロー図である。 同実施形態体組成計の体重と生体インピーダンスの測定タイミングを説明する図である。 同実施形態体組成計の体重測定と生体インピーダンス測定の進行の表示を示す図である。 従来の体組成計の概略構成を示すブロック図である。 同従来の体組成計の処理造作を説明するフロー図である。 体組成計における体重測定開始から体重決定に至るまでの測定値変化、生体インピーダンス測定開始から生体インピーダンス決定までの測定値変化を説明する図である。 上記従来の体組成計の体重と生体インピーダンス測定開始から生体インピーダンスの測定のタイミングを説明する図である。

符号の説明

１ 体組成計
２ 体重計
３ 組成計本体
５ 表示部
６ 操作部
７ コード
８Ｌ、８Ｒ、９Ｌ、９Ｒ 足用電極
１１、１２ 握部
１３Ｌ、１３Ｒ、１４Ｌ、１４Ｒ 手用電極
１９ 体重センサ
２１、２３ Ａ／Ｄ変換部
２２ 生体インピーダンス測定部
２４ 制御演算部（ＣＰＵ）
２６ 体重算出部
２７ 生体インピーダンス算出部
２８ 体組成算出部

Claims (5)

1. 生体に電流を通電させて生体のインピーダンスを測定するインピーダンス測定手段と、
   体重を測定するための体重測定手段と、
   前記インピーダンス測定手段によるインピーダンス測定動作と、前記体重測定手段による体重測定動作を平行に進行するように制御する測定制御手段と、
   前記インピーダンス測定手段によって測定したインピーダンスと、前記体重測定手段で測定した体重とに基づいて、被測定生体の組成を算出する組成算出手段と、
   を備えたことを特徴とする体組成計。
2. 前記インピーダンス測定手段は、手足間のインピーダンスを測定するものであることを特徴とする請求項１記載の体組成計。
3. 前記組成算出手段は、前記インピーダンス測定手段によるインピーダンス測定と、前記体重測定手段による体重測定の遅い方の測定終了に応答して組成算出を行うことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の体組成計。
4. 前記インピーダンス測定手段と、前記体重測定手段は、それぞれ個別に備えるＡ／Ｄ変換手段を介して、前記組成算出手段に測定インピーダンスと測定体重を入力することを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３記載の体組成計。
5. 前記インピーダンス測定手段と、前記体重測定手段は、それぞれ測定進行中の出力を、共通のＡ／Ｄ変換手段を介して、時分割時に交互に繰り返して、前記組成算出手段に入力することを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３記載の体組成計。

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