JP2005111268A - 体脂肪測定用電子機器、その方法及びそれを用いた健康管理システム - Google Patents

Abstract

【課題】 体脂肪測定用電子機器、その方法及びそれを用いた健康管理システムを提供する。
【解決手段】 電子機器と、電子機器において被検者が電子機器を使用するために接近する位置に設置される２つの電極対と、被検者が２つの電極対に接触すれば被検者の生体インピーダンスを測定し、測定された生体インピーダンスから被検者の体脂肪を測定する測定部と、を含むことを特徴とする体脂肪測定の可能な電子機器。
【選択図】 図１

Description

本発明は、体脂肪測定用電子機器、その方法及び健康管理システムに関する。

身体を構成する主要成分は、水分、蛋白質、体脂肪、無機質の４成分である。これら成分が体重で占める比率は性別と個人によって異なるが大体５５:２０:２０:５である。これら４つの体成分は体水分量から分かる。これは、蛋白質と体水分とは筋肉を形成する主成分であって相互比例的な関係を有している。なぜならば、健康な筋肉は約７３％が水より構成され、残りの２７％が蛋白質である。無機質は主に骨を形成する重さであり、骨の重さはまた筋肉量と密接な関係を有している。すなわち、体水分量から蛋白質量と無機質量を求めることができ、体重から体水分量と蛋白質量、そして無機質量を減算して体脂肪量を求める。現在、体脂肪測定において最も多く使われる方法は生体電気インピーダンス法(ｂｉｏｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｉｍｐｅｄａｎｃｅ ａｎａｌｙｓｉｓ：ＢＩＡ)であり、以外にも水中体密度法、コンピュータ断層撮影法及び皮下脂肪厚さ測定法などがある。

生体電気インピーダンス法は、体水分量と身体との電気抵抗が逆比例関係である点に着眼して体脂肪を測定する方法である。生体電気インピーダンス法は、測定が単純でかつ迅速であり、非侵襲的(ｎｏｎ−ｉｎｖａｓｉｖｅ)という長所がある。人体に弱い交流電流電気信号を送る時、電気は伝導性の高い体水分を通って流れる。水分の量によって電気が流れる通路の幅が決定されるが、これによる測定値が生体インピーダンスである。生体インピーダンスから体成分を算出する原理は、まず人体に５０ｋＨｚの周波数帯域で約１ｍＡの微細な交流電流を流す。電流が人体に流れる時、人体抵抗を測定し、これを用いて体水分量を求める。体水分量から蛋白質量と無機質量を求め、蛋白質量、無機質量、及び体重を用いて体脂肪量を求める。
健康管理のためにこのような生体電気インピーダンス法を用いて生活周辺でより容易に体脂肪を測定することが必要である。

本発明が解決しようとする技術的課題は、家庭で接近の容易な電子機器に生体インピーダンス測定のための電極を備えることによって、体脂肪を容易に測定できる体脂肪測定用電子機器及びその方法を提供することである。
本発明が解決しようとする他の技術的課題は、家庭で接近の容易な電子機器を用いて体脂肪を測定し、測定された体脂肪に基づいて被検者の健康管理をサポートする健康管理システムを提供することである。

前記技術的課題を達成するために、本発明は、電子機器と、前記電子機器において被検者が前記電子機器を使用するために接近する位置に設置される２つの電極対と、被検者が前記２つの電極対に接触すれば前記被検者の生体インピーダンスを測定し、測定された生体インピーダンスから被検者の体脂肪を測定する測定部と、を含むことを特徴とする。

前記技術的課題を達成するために、本発明は、電子機器において被検者が前記電子機器を使用するために接近する位置に設置された２つの電極対に接触した被検者の生体インピーダンスを測定して被検者の体脂肪を測定する方法において、前記２つの電極対に被検者の接触が所定時間以上進行すれば、被検者の個人情報を入力される段階と、被検者から体脂肪測定が選択されれば、被検者の個人情報を入力される段階と、被検者の生体インピーダンスを測定する段階と、測定された生体インピーダンスを用いて被検者の体脂肪データを計算し、計算された体脂肪データを被検者に知らせる段階と、を含むことを特徴とする。

前記他の技術的課題を達成するために、本発明は、インターネットに連結され、電子機器において被検者が前記電子機器を使用するために接近する位置に設置された２つの電極対に接触した被検者の生体インピーダンスを測定して被検者の体脂肪を測定する体脂肪測定用電子機器と、複数の被検者に対するＩＤ、各被検者に対応する少なくとも体重及び身長を含む個人情報及び体脂肪データによる健康情報を保存するデータベースと、前記電子機器から被検者のＩＤまたは被検者の個人情報、そして測定された体脂肪データを入力されれば、該当被検者の個人情報と体脂肪データとを比較し、比較結果に適合した健康情報を前記電子機器に出力するインターネットサーバと、を含むことを特徴とする。

本発明によれば、常に電源がオン状態にありつつ家庭で容易に接近できる家電製品を含んだ電子機器に体脂肪測定装置を具現することによって、別途の体脂肪測定器具なしに簡便に体脂肪を測定できる。
特に、冷蔵庫または電子レンジのような食物を保管、調理する家電製品に取っ手またはボタンを用いて体脂肪測定装置を具現すれば、被検者が体脂肪測定結果を参照して食べ物の摂取を調節できるので体重調節にも効果がある。
また、測定結果によってインターネットを通じてインターネットサーバに接近して必要な健康情報を被検者に提供できるので情報への接近が便利である。

以下、添付した図面を参照して本発明をさらに詳細に説明する。
図１は、本発明に係る体脂肪測定用電子機器に対するブロック図である。図１を参照すれば、体脂肪測定用電子機器１は、前面部に両取っ手２を備える。両取っ手２は所定間隔で離隔された２つの電極対３、４を備える。第１電極対３には電流発生器６が連結され、第２電極対４には電圧測定器５が連結される。

また、体脂肪測定用電子機器１は、キー入力のためのキー入力部７をさらに備え、被検者に情報を見せるディスプレイ部８を備える。また、体脂肪測定用電子機器１は、電流発生器６及び電圧測定器５に連結される情報処理部９を電子機器１の内部に内蔵された形態で備える。

ここで、両取っ手２は必ず両手で握る形態である必要はなく、２つの電極対３、４が設置されて２つの電極対３、４をタッチすることによって生体電気を測定できるボタン形態も可能である。図２及び図３は、体脂肪測定用電子機器の前面部に設置される２つの電極対の他の実施の形態を示した図面である。図２は、体脂肪測定冷蔵庫の取っ手に一直線形態に２つの電極対が設置され、これを用いて被検者の体脂肪を測定する様子を示した図面であり、図３は、体脂肪測定電子レンジにボタン状に２つの電極対が設置され、これを用いて被検者の体脂肪を測定する様子を示した図面である。

被検者が両手で２つの電極対３、４を接触すれば人体がインピーダンスとして作用して閉回路が形成され、電流発生器６で発生した１ｍＡ程度の電流が第１電極３を通じて人体に流れる。人体により形成される生体インピーダンスにかかる電圧を第２電極４を通じて電圧測定器５を用いて測定する。

キー入力部７は被検者からキー入力を受けるためのものである。ディスプレイ部８は被検者に必要な情報をディスプレイする。ディスプレイ部８は、普通は電子機器固有のデータ、例えば、冷蔵庫の場合であれば現在冷蔵庫の内部温度などをディスプレイしていて、被検者が体脂肪を測定する場合には該当データをディスプレイする。

他にも体脂肪電子機器１は必要によって被検者に情報提供のためのスピーカーやＬＥＤなどをさらに備えうる。

情報処理部９は、増幅器９１、Ａ／Ｄ変換器９２、制御部９３、貯蔵部９４、及び通信部９５を備え、被検者と対話型(ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ)にキー入力部７を通じて必要なデータを入力されるか、ディスプレイ部８にディスプレイすることによって被検者の体脂肪を測定する。

増幅器９１は、電流発生器６及び電圧測定器５に連結されて生体に供給された電流及び生体に発生した電圧を読んで増幅させる。Ａ／Ｄ変換器９２は増幅された値をデジタル値に変換し、制御部９３は変換された電流及び電圧を用いて生体インピーダンスを計算し、生体インピーダンスから体脂肪を計算する。

被検者の体重をＷｔ、身長をＨｔ、測定された生体インピーダンスをＲであるとすれば、体水分量(Ｔｏｔａｌ Ｂｏｄｙ Ｗａｔｅｒ：ＴＢＷ)はこれらパラメータを用いた回帰分析法(ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ ｅｑｕａｔｉｏｎ)により次の(1)式のように求められる。

ここで、ａ、ｂ、ｃ及びｄは加重定数である。
(1)式の計算方法において身長と体重は必須パラメータであり、年齢、性別などのパラメータは必要によって省略または追加されることもある。

太っていない体重(Ｆａｔ-Ｆｒｅｅ Ｍａｓｓ：ＦＦＭ)は、体で脂肪以外の部分が占める体重を意味し、約７３％の水分と、２０％の蛋白質、６％の無機質、そして１％の灰質(ａｓｈ)で構成され、体水分量から次の(2)式のように数値化できる。

体脂肪量は体重からＦＦＭを減算して求めうる。体脂肪率(Ｐｅｒｃｅｎｔ Ｂｏｄｙ Ｆａｔ：％ＢＦ)は体重と体脂肪量から次の(3)式のように求められる。

制御部９３は、計算した体脂肪量または体脂肪率のような体脂肪データを該当被検者の個人情報、例えば被検者の名前、身長、体重、年齢、性別などと共に貯蔵部９４に保存する。貯蔵部９４は、被検者が最初体脂肪検査を実施する時に被検者により入力された個人情報を保存し、体脂肪データを測定する度に保存して被検者の要請によって体脂肪データの変化推移を被検者に提供することもできる。貯蔵部９４は、また被検者から入力されたデータ以外にも出荷時の初期設定データ、例えば年令別、性別、身長または体重などによる適正な体脂肪データを保存することもできる。

制御部９３は、またキー入力部７を通じて被検者の個人情報を始めとする各種必要な情報を入力され、ディスプレイ部８を通じて被検者に必要な情報をディスプレイする。被検者にディスプレイする情報は通信部９５及びインターネット１０を通じてインターネットサーバ１１から受信した健康情報でありうる。

インターネットサーバ１１は、被検者に対する健康情報、例えば体脂肪データによる推薦食べ物、カロリー、推薦運動などと関連した情報を保存するデータベース１２をさらに備える。

データベース１２は、また複数の被検者に対するＩＤ、該当ＩＤを持つ被検者に対して身長、体重、年齢、性別または現在の体脂肪データのような個人情報をさらに保存することもできる。

インターネットサーバ１１は、制御部９３から被検者のＩＤと体脂肪データだけを受信するか、被検者の個人情報及び体脂肪データを全て受信することもできる。

インターネットサーバ１１は、体脂肪測定用電子機器１から受信したデータに対して被検者の身長、体重、年齢、性別または現在の体脂肪データと関連してそれによる適切な健康情報をデータベース１２で検索した後に制御部９３に提供する。

制御部９３により行われる体脂肪測定過程を図４Ａ及びＢのフローチャートを参照して次の通りに説明する。制御部９３は、２つの電極対３、４が一定時間以上接触した状態であるか否かを判別する(２１段階)。制御部９３は、２つの電極対３、４が一定時間以上接触していれば、貯蔵部９４に保存された被検者リストをディスプレイし(２３段階)、被検者は被検者リストで自分を選択する(２４段階)。

２１段階において制御部９３は、被検者が体脂肪を測定するために２つの電極対３、４を接触したことであるか、あるいは偶然に接触したことであるかを判断するためにディスプレイ部８を通じて体脂肪を測定するか否かに対する質問を被検者に質問し、その答を入力される段階をさらに備えることもできる(２２段階)。

２４段階において被検者は被検者リストに自分の名前がなければ、自分の個人情報を入力することもできる。

制御部９３は、両手が正位置、すなわち２つの電極対３、４を通じて十分に測定可能な位置にあるか否かを点検する(２５段階)。点検は、例えば電流発生器６及び電圧測定器５を用いて測定された電圧が所定臨界値以上であるかを検査する方法でなされうる。

２５段階において両手が不正確な位置にあれば、正位置の案内画面をディスプレイする(２６段階)。両手が正位置にあれば、生体インピーダンスを測定する(２７段階)。測定された生体インピーダンスから体脂肪データを計算し、貯蔵部９４の該当被検者に対応して保存する(２８段階)。体脂肪が被検者の体重、身長または性別などと比較して正常であるか否かを判別し(２９段階)、正常であれば正常メッセージをディスプレイする(３０段階)。正常でなければ該当する異常メッセージ、例えば体脂肪不足あるいは過剰などのメッセージをディスプレイし(３１段階)、該当措置方法をディスプレイする(３２段階)。措置方法は、インターネットサーバ１１から提供された情報、あるいは製品の出荷時に予め貯蔵部９４に保存されていた情報でありうる。この時、正常または異常メッセージはスピーカー(図示せず)を通じて音声で提供しても良い。

以下、本発明の望ましい実施の形態を詳細に説明したが、これは例示的なものに過ぎず、当業者ならばこれより多様な変形及び均等な他実施の形態が可能である。従って、本発明の真の技術的保護範囲は特許請求の範囲によってのみ決まるべきである。

本発明は、家電製品を含んだ電子機器に具現されて体脂肪測定に適用可能である。また、インターネットサーバから被検者に必要な健康情報を提供される健康管理システムに適用可能である。

本発明に係る体脂肪測定用電子機器に対するブロック図である。 冷蔵庫の取っ手に一直線形態に２つの電極対が設置され、これを用いて被検者の体脂肪を測定する様子を示した図面である。 電子レンジなどにボタン状に２つの電極対が設置され、これを用いて被検者の体脂肪を測定する様子を示した図面である。 本発明に係る体脂肪測定方法に対するフローチャートである。 本発明に係る体脂肪測定方法に対するフローチャートである。

符号の説明

１ 体脂肪測定用電子機器
２ 取っ手
３、４ 第１、第２電極対
５ 電圧測定器
６ 電流発生器
７ キー入力部
８ ディスプレイ部
９ 情報処理部
１０ インターネット
１１ インターネットサーバ
１２ データベース
９１ 増幅器
９２ Ａ／Ｄ変換器
９３ 制御部
９４ 貯蔵部
９５ 通信部

Claims (18)

1. 電子機器と、
   前記電子機器において被検者が前記電子機器を使用するために接近する位置に設置される２つの電極対と、
   前記２つの電極対に被検者が接触すれば、前記被検者の生体インピーダンスを測定し、測定された生体インピーダンスから被検者の体脂肪データを計算する測定部と、を含むことを特徴とする体脂肪測定用電子機器。
2. 前記２つの電極対は、
   前記電子機器に取付けられた取っ手に設置されることを特徴とする請求項１に記載の体脂肪測定用電子機器。
3. 前記２つの電極対は、
   前記電子機器にボタン状に設置されることを特徴とする請求項１に記載の体脂肪測定用電子機器。
4. 前記測定部は、
   前記２つの電極対に被検者が連結されれば、一つの電極対を通じて被検者に電流を流し、他の電極対を通じて被検者にかけられた電圧を測定する回路部と、
   少なくとも被検者の身長及び体重を含んだ個人情報を入力されるキー入力部と、
   前記測定された電流及び電圧を用いて生体インピーダンスを計算し、前記入力された個人情報を用いて体脂肪データを計算する情報処理部と、
   前記計算された体脂肪データを出力する出力部と、を備える体脂肪測定装置を含むことを特徴とする請求項１に記載の体脂肪測定用電子機器。
5. 前記情報処理部は、
   前記回路部で測定された電流及び電圧をデジタル値に変換するアナログ／デジタル変換器と、
   デジタル値に変換された電流及び電圧を用いて生体インピーダンスを計算し、前記生体インピーダンス及び前記被検者の個人情報を用いて体脂肪データを計算する制御部と、を含むことを特徴とする請求項４に記載の体脂肪測定用電子機器。
6. 前記被検者の個人情報及び体脂肪データを保存する貯蔵部をさらに備えることを特徴とする請求項５に記載の体脂肪測定用電子機器。
7. 前記情報処理部は、
   前記制御部の体脂肪計算結果によってインターネットに接続する通信部をさらに備え、
   前記制御部は、インターネットに連結されたインターネットサーバに前記被検者の個人情報及び体脂肪データを提供し、それによる健康情報を前記インターネットサーバから受信して前記出力部に提供することを特徴とする請求項５に記載の体脂肪測定用電子機器。
8. 電子機器において被検者が前記電子機器を使用するために接近する位置に設置された２つの電極対に接触した被検者の生体インピーダンスを測定して被検者の体脂肪を測定する方法において、
   前記２つの電極対に被検者の接触が所定時間以上進行すれば被検者の個人情報を入力される段階と、
   被検者の生体インピーダンスを測定する段階と、
   測定された生体インピーダンスを用いて被検者の体脂肪データを計算し、計算された体脂肪データを被検者に知らせる段階と、を含むことを特徴とする体脂肪測定方法。
9. 前記２つの電極対に被検者の接触が所定時間以上進行すれば、体脂肪を測定するか否かに対する質問を出力し、前記質問に対する応答を入力される段階をさらに備えることを特徴とする請求項８に記載の体脂肪測定方法。
10. 前記被検者の個人情報は、
    前記電子機器に保存されている被検者リストを出力し、前記被検者リストのうち一項目を入力され、前記電子機器に保存されている情報のうち入力された項目に対応する情報を読み出して得ることを特徴とする請求項８に記載の体脂肪測定方法。
11. 前記被検者の個人情報は、
    被検者から少なくとも身長及び体重を含む個人情報を入力されて得ることを特徴とする請求項８に記載の体脂肪測定方法。
12. インターネットを通じてインターネットサーバに接続し、前記インターネットサーバに少なくとも被検者の体脂肪データを含む被検者情報を伝送する段階と、
    前記インターネットサーバから被検者の体脂肪データによる健康情報を受信する段階と、
    前記健康情報を出力する段階と、をさらに備えることを特徴とする請求項８に記載の体脂肪測定方法。
13. インターネットに連結され、電子機器において被検者が前記電子機器を使用するために接近する位置に設置された２つの電極対に接触した被検者の生体インピーダンスを測定して被検者の体脂肪を測定する体脂肪測定用電子機器と、
    複数の被検者に対するＩＤ、各被検者に対応する少なくとも体重及び身長を含む個人情報及び体脂肪データによる健康情報を保存するデータベースと、
    前記体脂肪測定用電子機器から被検者のＩＤまたは被検者の個人情報、そして測定された体脂肪データを入力されれば、該当被検者の個人情報と体脂肪データを比較し、比較結果に適合した健康情報を前記体脂肪測定用電子機器に出力するインターネットサーバと、を含むことを特徴とする健康管理システム。
14. 前記体脂肪測定用電子機器は、
    電子機器と、
    前記被検者が前記電子機器を使用するために接近する位置に設置される２つの電極対と、
    前記２つの電極対に被検者が連結されれば、一つの電極対を通じて被検者に電流を流し、他の電極対を通じて被検者にかけられた電圧を測定する回路部と、
    少なくとも被検者の身長及び体重を含んだ個人情報を入力されるキー入力部と、
    前記測定された電流及び電圧を用いて生体インピーダンスを計算し、前記入力された被検者の個人情報を用いて体脂肪データを計算する情報処理部と、
    前記計算された体脂肪データを出力する出力部と、
    前記情報処理部によりインターネットに接続して前記インターネットサーバと通信する通信部と、を備えることを特徴とする請求項１３に記載の健康管理システム。
15. 前記２つの電極対は、
    前記電子機器に取付けられた取っ手に設置されることを特徴とする請求項１４に記載の健康管理システム。
16. 前記２つの電極対は、
    前記電子機器にボタン状に設置されることを特徴とする請求項１４に記載の健康管理システム。
17. 前記情報処理部は、
    前記回路部で測定された電流及び電圧をデジタル値に変換するアナログ／デジタル変換器と、
    デジタル値に変換された電流及び電圧を用いて生体インピーダンスを計算し、前記生体インピーダンス及び前記被検者の個人情報を用いて体脂肪データを計算する制御部と、を備えることを特徴とする請求項１４に記載の健康管理システム。
18. 前記被検者の個人情報及び体脂肪データを保存する貯蔵部をさらに備えることを特徴とする請求項１７に記載の健康管理システム。
    
    

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