JP2008228995A - 体脂肪測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被験者の呼吸状態を高精度に検出することが可能で、そのため高精度に体脂肪量、特に内臓脂肪量や皮下脂肪量等を測定することができる体脂肪測定装置を提供する。
【解決手段】体脂肪測定装置１Ａは、被験者の腹部に接触配置される複数の電極Ａ１１，Ａ１２，Ａ２１，Ａ２２と、被験者の腹部に押し付けられる空気袋１３０と、上記複数の電極Ａ１１，Ａ１２，Ａ２１，Ａ２２を用いて被験者の生体インピーダンスを測定するインピーダンス測定部１２と、空気袋１３０の内圧を検出することにより被験者の呼吸状態を検出する呼吸状態検出部１８と、算出された生体インピーダンスおよび検出された呼吸状態の情報に基づいて被験者の体脂肪量を算出する体脂肪量算出部１３とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、被験者の胴部に接触配置された複数の電極を用いて生体インピーダンスを測定することにより被験者の体脂肪量を算出する体脂肪測定装置に関し、特に、内臓脂肪量や皮下脂肪量等を個別に算出可能な体肪測定装置に関する。

近年、被験者の健康状態を知る一つの指標として、体脂肪量が注目されている。特に、内臓脂肪量は、内臓脂肪型肥満であるか否かの判断を行なうための指標として注目されている。この内臓脂肪型肥満は、糖尿病、高血圧症、高脂血症といった動脈硬化を引き起こし易い生活習慣病を誘発すると言われており、これら疾病の予防の観点から上記指標の活用が期待されている。ここで、内臓脂肪とは、腹筋の内側において内臓の周囲に蓄積した脂肪のことであり、腹部の表層に蓄積する皮下脂肪と区別されるものである。なお、内臓脂肪量を示す指標としては、臍位置に対応する部分の腹部断面において内臓脂肪が占める面積（以下、内臓脂肪面積と称する）を採用することが一般的である。

通常、内臓脂肪量を測定するためには、Ｘ線ＣＴ（computed tomography)あるいはＭＲＩ（magnetic resonance imaging）を用いて撮影された腹部の断層画像を用いた画像解析法が採用されている。この画像解析法においては、取得した腹部の断層画像から内臓脂肪面積が算出される。しかしながら、このような手法を用いるためには、上記Ｘ線ＣＴやＭＲＩ等、医療施設に設置される如くの大型の設備が必要であり、日常的に内臓脂肪量を測定することは非常に困難である。また、Ｘ線ＣＴを利用した場合には被爆の問題もあり、好ましい測定方法とは必ずしも言えない。

これに代わる測定方法として、生体インピーダンス法を応用することが検討されている。生体インピーダンス法は、家庭用の体脂肪測定装置において広く利用されている体脂肪量の測定方法であり、四肢に電極を接触させ、これら電極を用いて生体インピーダンスを測定することにより、測定された生体インピーダンスから体脂肪量を算出するものである。上述の体脂肪測定装置は、全身または四肢、胴部といった身体の部位別の体脂肪の蓄積度合いを正確に測定できるものであり、広く普及している。

しかしながら、従来の体脂肪測定装置は、全身または四肢、胴部といった身体の部位別の体脂肪の蓄積度合いを測定するためのものであり、内臓脂肪の蓄積度合いのみを抽出して正確に測定できるものではない。これは、上述したように、胴部には内臓脂肪のみならず皮下脂肪も含まれるためであり、そのため内臓脂肪量や皮下脂肪量を個別に精度よく測定することは、上述の体脂肪測定装置においては困難であった。

そこで、このような問題を解決するために、直接胴部に電極を接触させ、当該電極を用いて生体インピーダンスを測定し、これに基づいて内臓脂肪量や皮下脂肪量を個別に精度よく測定することが検討されている。たとえば、特開２００２−３６９８０６号公報（特許文献１）には、ベルト部材の内周面上に電極を設け、当該ベルト部材を胴部に巻き回して固定することにより、電極が胴部に対して接触配置されるように構成された体脂肪測定装置が開示されている。この特許文献１に開示の体脂肪測定装置においては、被験者の胴部に装着ユニットを用いて直接電極を接触させ、この胴部に接触させた電極を利用して生体インピーダンスを測定することにより、従来においては困難であった高精度の内臓脂肪量や皮下脂肪量の測定を可能にしようとしている。

しかしながら、被験者の胴部に電極を接触させて生体インピーダンスを測定する場合には、測定される生体インピーダンスの値が被験者の呼吸動作に伴って変動することが知られている。その主たる要因としては、呼吸動作に伴って胴部（特に腹部）の形状が変化し、これに伴って胴部に接触配置した電極間における体組成に変動が生じることや、上記胴部の形状の変化に伴って電極間距離が変動したり、電極と体表面との間の接触状態が変動して接触抵抗が変化したりすること等が挙げられる。このような呼吸動作に伴う生体インピーダンスの値の変動は、高精度の内臓脂肪量や皮下脂肪量の測定の妨げとなり、何らかの対策を行なうことが必要である。

上記問題を解決する一つの方策として、被験者の呼吸状態を検出し、検出した呼吸状態と測定された生体インピーダンスとを関連付けて高精度の体脂肪量測定を可能にすることが検討されている。このような方策を具体的に実現しようとしたものに、たとえば特開２００５−１１８１４８号公報（特許文献２）に開示の技術がある。上記特許文献２に開示の体脂肪測定装置においては、電極が設けられたベルト部材の所定位置に被験者の呼吸状態を検出するセンサとして加速度センサを設け、当該加速度センサによって検出された呼吸状態の情報をもとに生体インピーダンスの測定を種々制御することが行なわれている。
特開２００２−３６９８０６号公報 特開２００５−１１８１４８号公報

しかしながら、上記特許文献２に開示の如く被験者の呼吸状態を検出するセンサとして加速度センサを利用した場合には、以下のような問題が生じ得る。第１に、呼吸動作に伴う腹部の形状変化は緩やかでかつ微小であり、そのため加速度センサで検出される腹部表面における加速度の変化も非常に微小となり、この微小な加速度の変化をもとに呼吸動作を判別した場合には、測定結果に大きな誤差が含まれてしまうおそれがある。また、被験者が測定中において何らかの理由で体を動かした場合に、その体動が直ちに加速度センサによって検出されてしまうことになり、測定結果に大きな誤差が含まれてしまうおそれもある。第２に、加速度センサは比較的高価なセンサであり、これを体脂肪測定装置に具備させることは体脂肪測定装置の製作コストを増大させることにつながってしまう。

したがって、本発明は、上述の問題を解決すべくなされたものであり、被験者の呼吸状態を高精度に検出することが可能で、そのため高精度に体脂肪量、特に内臓脂肪量や皮下脂肪量等を測定することができる体脂肪測定装置を安価に提供することを目的とする。

本発明に基づく体脂肪測定装置は、被験者の胴部に接触配置される複数の電極と、被験者の胴部に押し付けられる流体袋と、前記複数の電極を用いて被験者の生体インピーダンスを測定するインピーダンス測定部と、前記流体袋の内圧を検出することにより被験者の呼吸状態を検出する呼吸状態検出部と、前記インピーダンス測定部によって測定された生体インピーダンスおよび前記呼吸状態検出部によって検出された呼吸状態の情報に基づいて被験者の体脂肪量を算出する体脂肪量算出部とを備えている。

このように構成することにより、測定時において被験者の胴部に押し付けた流体袋の内圧を検出するという簡便な構成にて被験者の呼吸状態を高精度に検出することが可能になる。このような検出方法を用いれば、呼吸動作に伴う被験者の腹部周長の変化のみを高精度に捉えることができるため、被験者の体動の影響も受け難い。したがって、高精度に体脂肪量を測定することが可能な体脂肪測定装置を安価に提供することができる。

上記本発明に基づく体脂肪測定装置にあっては、上記体脂肪量算出部が、上記インピーダンス測定部によって測定された生体インピーダンスの時系列データから、上記呼吸状態検出部によって検出された呼気動作から吸気動作への移行のタイミングにおいて測定された生体インピーダンスを抽出し、抽出した生体インピーダンスから被験者の体脂肪量を算出するものであることが好ましい。

このように構成することにより、呼吸動作に伴って生じる生体インピーダンスの変動の影響を除外して生体インピーダンスを測定することができるため、高精度に体脂肪量を測定することが可能になる。

上記本発明に基づく体脂肪測定装置にあっては、上記体脂肪量算出部が被験者の内臓脂肪量を算出する内臓脂肪量算出部を含んでいることが好ましい。

内臓脂肪量を高精度に測定するためには、被験者の胴部に電極を接触配置して生体インピーダンスの測定を行なうことが必須になるため、このような構成の体脂肪測定装置とすることにより、特に高精度に内臓脂肪量を算出することが可能になる。

上記本発明に基づく体脂肪測定装置にあっては、上記体脂肪量算出部が被験者の腹部における皮下脂肪量を算出する皮下脂肪量算出部を含んでいることが好ましい。

腹部における皮下脂肪量を高精度に測定するためには、被験者の胴部に電極を接触配置して生体インピーダンスの測定を行なうことが必須になるため、このような構成の体脂肪測定装置とすることにより、特に高精度に腹部における皮下脂肪量を算出することが可能になる。

上記本発明に基づく体脂肪測定装置にあっては、上記複数の電極が上記流体袋の被験者の胴部へと押し付けられる面上に設けられていることが好ましい。

このように構成することにより、流体袋を呼吸動作の検出のための手段として用いるのみならず、複数の電極を胴部の表面に対して付勢する付勢手段としても利用することができるため、他の付勢手段を用いる場合に比べて装置構成を簡素化することができる。

上記本発明に基づく体脂肪測定装置にあっては、上記流体袋が上記複数の電極のそれぞれに対応して分割して設けられていることが好ましい。

このように構成することにより、流体袋を上述の付勢手段として利用する場合に流体袋が大型化することが防止できる。また、分割された複数の流体袋の内圧を調整することにより、単一の流体袋で複数の電極を胴部に押し付ける構成に比べて、個々の電極を均等に胴部に対して付勢することも可能になる。

上記本発明に基づく体脂肪測定装置においては、上記流体袋を膨縮させる膨縮機構をさらに備えていることが好ましい。

このように構成することにより、膨縮機構を用いて流体袋の内圧を調整することが可能になるため、流体袋による呼吸動作の検出がより精緻に行なえる状態に流体袋の内圧を調整することができる。また、装着作業時に流体袋を収縮させておき、装着後において流体袋を膨張させることも可能になるため、装着の際の作業性を大幅に向上させることもできる。さらには、流体袋を上述の付勢手段として利用する場合に、膨縮機構によって流体袋の内圧を調整することにより、最適な付勢力にて電極を胴部に対して押し付けることも可能になり、高精度の体脂肪量測定が可能になる。

上記本発明に基づく体脂肪測定装置においては、被験者の胴部に巻き回されて装着される胴部装着ユニットをさらに備えていることが好ましく、その場合に、上記複数の電極および上記流体袋が上記胴部装着ユニットに設けられていることが好ましい。

このように構成することにより、胴部装着ユニットを被験者の胴部に巻き回して装着するという非常に簡便な作業にて電極の装着と流体袋の装着とが同時に行なえるようになり、使い勝手のよい体脂肪測定装置とすることができる。

本発明によれば、被験者の呼吸状態を高精度に検出することが可能で、そのため高精度に体脂肪量、特に内臓脂肪量や皮下脂肪量等を測定することができる体脂肪測定装置を安価に製作することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図を参照して詳細に説明する。以下に示す各実施の形態における体脂肪測定装置は、内臓脂肪量および皮下脂肪量を個別に測定することが可能に構成されたものであるが、これら内臓脂肪量および皮下脂肪量の測定のみならず、全身の脂肪量（総脂肪量）や身体の特定の部位別の脂肪量（上肢、下肢それぞれの脂肪量や胴部（体幹部）の脂肪量等）の測定をも可能に構成された体脂肪測定装置である。

まず、本発明の各実施の形態における体脂肪測定装置について説明するに先立ち、身体の部位を表す各種用語の定義を行なう。「胴部」とは、身体の頭部、頸部および四肢を除く部分であり、胸部と腹部とを含むいわゆる体幹部に相当する部分である。「腹部」とは、胴部を頸部側に位置する部分（すなわち胸部）と下肢側に位置する部分とに分けたうちの下肢側に位置する部分であり、腹部前面と腹部背面とを含む。「腹部前面」とは、被験者の腹部の表面のうち、被験者を正面側から観察した場合に視認可能な部分の体表面を言う。「腹部背面」とは、被験者の腹部の表面のうち、被験者を背面側から観察した場合に視認可能な部分の体表面を言う。「腹部より離れた部位」とは、上腕、前腕、手首および手指からなる上肢と、横隔膜が位置する部分より所定の距離（たとえば略１０ｃｍ）以上離れた胸部と、頸部および頭部と、大腿、下腿、足首および足指からなる下肢とを含む。また、「体軸」とは、被験者の腹部の横断面に対し略垂直方向に延びる軸を言う。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における体脂肪測定装置の機能ブロックを示す図である。まず、この図１を参照して、本実施の形態における体脂肪測定装置の機能ブロックの構成について説明する。

図１に示すように、体脂肪測定装置１Ａは、制御部１０と、定電流生成部２１と、端子切替部２２と、電位差検出部２３と、体格情報計測部２４と、被験者情報入力部２５と、表示部２６と、操作部２７と、電源部２８と、メモリ部２９と、圧力検出部３０と、身体に装着される複数の電極Ａ１１，Ａ１２，Ａ２１，Ａ２２，Ｈ１１，Ｈ１２，Ｈ２１，Ｈ２２，Ｆ１１，Ｆ１２，Ｆ２１，Ｆ２２と、同じく身体に装着される流体袋としての空気袋１３０とを主として備えている。制御部１０は、演算処理部１１を含んでいる。演算処理部１１は、インピーダンス測定部１２と、体脂肪量算出部１３と、呼吸状態検出部１８とを有しており、体脂肪量算出部１３は、たとえば総脂肪量算出部１４、部位別脂肪量算出部１５、内臓脂肪量算出部１６および皮下脂肪量算出部１７を含んでいる。

制御部１０は、たとえばＣＰＵ（central processor unit）によって構成され、体脂肪測定装置１Ａの全体的な制御を行なう。具体的には、制御部１０は、上述した各種機能ブロックに対して指令を送出したり、得られた情報に基づいて各種の演算処理を行なったりする。このうち各種の演算処理については、上述の制御部１０に設けられた演算処理部１１によって行なわれる。

上記複数の電極は、被験者の腹部に装着される腹部電極Ａ１１，Ａ１２，Ａ２１，Ａ２２と、被験者の上肢に装着される上肢電極Ｈ１１，Ｈ１２，Ｈ２１，Ｈ２２と、被験者の下肢に装着される下肢電極Ｆ１１，Ｆ１２，Ｆ２１，Ｆ２２とを含んでいる。

腹部電極Ａ１１，Ａ１２，Ａ２１，Ａ２２は、被験者の腹部を含む部分の胴部に巻き回される帯状部材を含む腹部装着ユニット１１０Ａに設けられ、当該腹部装着ユニット１１０Ａを被験者の腹部に装着することにより、それぞれの電極が体軸方向に沿って整列した状態で被験者の腹部の表面に装着される。腹部電極Ａ１１，Ａ１２，Ａ２１，Ａ２２は、被験者の腹部前面に装着されてもよいし、被験者の腹部背面に装着されてもよい。また、上記４つの腹部電極Ａ１１，Ａ１２，Ａ２１，Ａ２２を１組とする腹部電極群が互いに平行に複数組、腹部に装着される構成としてもよい。その場合には、すべての組の腹部電極群が腹部前面あるいは腹部背面のいずれか一方にのみ装着されるように構成してもよいし、一部の組の腹部電極群が腹部前面に、残りの組の腹部電極群が腹部背面に装着されるように構成してもよい。

上肢電極Ｈ１１，Ｈ１２，Ｈ２１，Ｈ２２は、被験者の腹部から離れた部位に相当する上肢のいずれかの部位に装着されるものであり、好適には右手の手首の表面と左手の手首の表面とにそれぞれ一対ずつ装着される。下肢電極Ｆ１１，Ｆ１２，Ｆ２１，Ｆ２２は、被験者の腹部から離れた部位に相当する下肢のいずれかの部位に装着されるものであり、好適には右足の足首の表面と左足の足首の表面とにそれぞれ一対ずつ装着される。上記した腹部電極Ａ１１，Ａ１２，Ａ２１，Ａ２２、上肢電極Ｈ１１，Ｈ１２，Ｈ２１，Ｈ２２、および下肢電極Ｆ１１，Ｆ１２，Ｆ２１，Ｆ２２は、それぞれ端子切替部２２に電気的に接続されている。

空気袋１３０は、被験者の腹部に装着される腹部装着ユニット１１０Ａに設けられ、当該腹部装着ユニット１１０Ａを被験者の腹部に装着することにより、被験者の腹部の表面に押し付けられる。この空気袋１３０には、その内部に所定の体積の空気が封入されている。

端子切替部２２は、たとえばリレー回路によって構成され、制御部１０から入力される指令に基づき、上述した複数の電極のうちから選択した特定の電極と定電流生成部２１とを電気的に接続するとともに、上述した複数の電極のうちから選択した特定の電極と電位差検出部２３とを電気的に接続する。これにより、端子切替部２２によって定電流生成部２１に電気的に接続された電極が定電流印加電極として機能するようになり、また端子切替部２２によって電位差検出部２３に電気的に接続された電極が電位差検出電極として機能するようになる。上記端子切替部２２による電気的な接続は、測定動作中において種々切替えられる。なお、通常、定電流印加電極と電位差検出電極とは、それぞれ一対の電極によって構成されるが、ここで言う一対の電極のそれぞれには、単数の電極または複数の電極の両者が含まれる。すなわち、別個独立して設けられた電極であっても電気的に等価に扱うことにより、一対の電極のそれぞれを構成する場合がある。

定電流生成部２１は、制御部１０から入力される指令に基づいて定電流を生成し、生成した定電流を端子切替部２２を介して上述の定電流印加電極に供給する。定電流生成部２１において生成される定電流としては、体組成情報を測定するために好適に使用される高周波電流（たとえば、５０ｋＨｚ，５００μＡ）が選択される。これにより、定電流印加電極を介して定電流が被験者に印加されることになる。

電位差検出部２３は、端子切替部２２によって電位差検出部２３に電気的に接続された電極（すなわち電位差検出電極）間における電位差を検出し、検出した電位差を制御部１０に対して出力する。これにより、上述した定電流が被験者に印加された状態における電位差検出電極間の電位差が検出されることになる。

体格情報計測部２４および被験者情報入力部２５は、演算処理部１１に含まれる体肪量算出部１３において行なわれる演算処理に利用される被験者情報を得るための部位である。ここで、「被験者情報」とは、被験者に関する情報を意味し、たとえば年齢や性別あるいは体格情報等の情報のうちの少なくとも１つを含む。また、「体格情報」とは、被験者の身体の特定の部位におけるサイズに関する情報（たとえば、ウエスト長（腹部周長）や腹部横幅、腹部厚み、身長等のうちの少なくとも１つを含む情報）や体重等の情報を含む。体格情報計測部２４は、被験者の体格情報を自動計測する部位であり、検出された体格情報を制御部１０に対して出力する。一方、被験者情報入力部２５は、被験者情報を入力するための部位であり、入力された被験者情報を制御部１０に対して出力する。

なお、図１に示される機能ブロック図においては、体格情報計測部２４および被験者情報入力部２５の両方が体脂肪測定装置１Ａに設けられた場合を例示しているが、これら体格情報計測部２４および被験者情報入力部２５は、いずれも必須の構成となるものではない。体格情報計測部２４および／または被験者情報入力部２５を設けるか否かについては、制御部１０の演算処理部１１において行なわれる演算処理に利用される被験者情報の種類に基づいて適宜選択される。また、上述の被験者情報のうち、体格情報については、体格情報計測部２４を用いて自動計測し、その計測データを利用するように構成してもよいし、体格情報計測部２４を設けずに被験者情報入力部２５において被験者自らが情報を入力し、当該入力データを利用する構成としてもよい。

圧力検出部３０は、たとえば圧力センサによって構成され、上述の空気袋１３０の内圧を検出し、検出した内圧の値を制御部１０に対して出力する。なお、圧力検出部３０は、体脂肪測定装置１Ａの測定動作中において連続的に空気袋１３０内の圧力を検出する。

演算処理部１１は、上述したようにインピーダンス測定部１２、体脂肪量算出部１３および呼吸状態検出部１８とを含んでいる。インピーダンス測定部１２は、上述した定電流生成部２１によって生成された定電流の電流値と、上述した電位差検出部２３において検出されて制御部１０に入力された電位差情報とに基づいて各種の生体インピーダンスを算出する。呼吸状態検出部１８は、上述した圧力検出部３０によって検出されて制御部１０に入力された空気袋１３０の内部の圧力に基づいて測定動作中における被験者の呼吸状態を検出する。体肪量算出部１３は、上記インピーダンス測定部１２において得られた生体インピーダンスと、上記呼吸状態検出部１８において得られた呼吸状態の情報と、体格情報計測部２４および／または被験者情報入力部２５から入力された被験者情報とに基づいて体脂肪量を算出する。体肪量算出部１３は、たとえば被験者の全身の体脂肪量を算出する総脂肪量算出部１４、被験者の身体の特定部位別の脂肪量を算出する部位別脂肪量算出部１５、被験者の内臓脂肪量を算出する内臓脂肪量算出部１６および被験者の腹部における皮下脂肪量を算出する皮下脂肪量算出部１７の少なくとも１つを含む。

表示部２６は、上述の体肪量算出部１３において算出された各種の体脂肪量の情報を表示する。表示部２６としては、たとえばＬＣＤ（liquid crystal display）が利用可能である。なお、表示部２６において表示される脂肪量としては、たとえば被験者の全身の脂肪量である総脂肪量や被験者の身体の特定の部位別の脂肪量である部位別脂肪量、内臓脂肪量、腹部における皮下脂肪量等が挙げられる。ここで、「脂肪量」とは、たとえば脂肪重量、脂肪面積、脂肪体積、脂肪レベル等に代表される脂肪の量を指し示す指標を意味する。特に「内臓脂肪量」は、内臓脂肪重量、内臓脂肪面積、内臓脂肪体積および内臓脂肪レベルの少なくともいずれかで表現される指標を意味し、「皮下脂肪量」は皮下脂肪重量、皮下脂肪面積、皮下脂肪体積および皮下脂肪レベルの少なくともいずれかで表現される指標を意味する。

操作部２７は、体脂肪測定装置１Ａに対して被験者が命令を入力するための部位であり、たとえば被験者が押下可能なキー等によって構成される。

電源部２８は、制御部１０に電力を供給するための部位であり、バッテリ等の内部電源や商用電源等の外部電源等が含まれる。

メモリ部２９は、体脂肪測定装置１Ａに関する各種のデータやプログラムを記憶するための部位であり、たとえば上述した被験者情報や算出された各種の体脂肪量、後述する体脂肪測定処理を実行するための体脂肪測定プログラム等を記憶している。

図２は、本実施の形態における体脂肪測定装置の構成を示す図であり、体脂肪測定装置に含まれる各種装着ユニットを被験者に装着した状態を示す斜視図である。次に、この図２を参照して、本実施の形態における体脂肪測定装置の具体的な構成について説明する。なお、以下に示す体脂肪測定装置１Ａは、図１に示す体脂肪測定装置において、図示される４つの腹部電極Ａ１１，Ａ１２，Ａ２１，Ａ２２を１組とする腹部電極群が互いに平行に４組配置されてなるものである。

図２に示すように、体脂肪測定装置１Ａは、被験者３００の腹部３０１に装着される腹部装着ユニット１１０Ａと、被験者３００の上肢に装着される一対の上肢装着ユニット１７２Ａ，１７２Ｂと、被験者３００の下肢に装着される一対の下肢装着ユニット１７３Ａ，１７３Ｂと、これら各種装着ユニット１１０Ａ，１７２Ａ，１７２Ｂ，１７３Ａ，１７３Ｂに接続ケーブル１８０を介して接続された装置本体１６０とを備えている。

腹部装着ユニット１１０Ａは、腹部３０１に巻き回し可能な帯状部材１２０を含んでいる。上肢装着ユニット１７２Ａ，１７２Ｂおよび下肢装着ユニット１７３Ａ，１７３Ｂのそれぞれは、被験者３００の上肢または下肢を挟持可能なクリップ状の形状を有している。腹部装着ユニット１１０Ａ、上肢装着ユニット１７２Ａ，１７２Ｂおよび下肢装着ユニット１７３Ａ，１７３Ｂは、それぞれ被験者の体表面に接触配置可能な電極を有している。なお、腹部装着ユニット１１０Ａの具体的な構成については、後述することとする。

装置本体１６０は、上述した制御部１０、定電流生成部２１、端子切替部２２、電位差検出部２３、被験者情報入力部２５、表示部２６、操作部２７、メモリ部２９および圧力検出部３０等を含んでいる。なお、装置本体１６０に設けられた定電流生成部２１、端子切替部２２、電位差検出部２３および圧力検出部３０等は、必要に応じて腹部装着ユニット１１０Ａに設けることも可能である。

図２に示すように、各種の体脂肪量の測定を行なうに際しては、被験者３００はベッド面４００上において仰臥位（すなわち仰向けに寝転んだ姿勢）をとる。そして、被験者３００の腹部３０１に腹部装着ユニット１１０Ａを装着し、上肢装着ユニット１７２Ａ，１７２Ｂを被験者３００の上肢（好適には手首３０２Ａ，３０２Ｂ）に装着し、下肢装着ユニット１７３Ａ，１７３Ｂを被験者３００の下肢（好適には足首３０３Ａ，３０３Ｂ）に装着する。この各種装着ユニット１１０Ａ，１７２Ａ，１７２Ｂ，１７３Ａ，１７３Ｂの装着により、これら各種装着ユニット１１０Ａ，１７２Ａ，１７２Ｂ，１７３Ａ，１７３Ｂに設けられた電極が、被験者３００の体表面に接触させられる。なお、各種の体脂肪量の測定中においては、被験者３００は上述の仰臥位を維持する。

図３は、本実施の形態における体脂肪測定装置に具備される腹部装着ユニットの構成を示す図であり、（Ａ）は展開状態における下面図、（Ｂ）は（Ａ）中に示すＩＩＩＢ−ＩＩＩＢ線に沿った展開状態における断面図である。また、図４は、本実施の形態における体脂肪測定装置に具備される腹部装着ユニットを被験者の腹部に装着した状態を示す模式断面図である。次に、これら図３（Ａ）、図３（Ｂ）および図４を参照して、本実施の形態における体脂肪測定装置に具備される腹部装着ユニットの構成および当該腹部装着ユニットを被験者の腹部に装着した状態について詳説する。

図３（Ａ）および図３（Ｂ）に示すように、本実施の形態における体脂肪測定装置に具備される腹部装着ユニット１１０Ａは、帯状部材１２０によって主として構成されている。帯状部材１２０は、長尺シート状の形状を有しており、その長尺方向に実質的に伸縮性を有さない部材にて構成されている。帯状部材１２０は、装着状態において被験者の腹部に巻き回されるものであり、装着状態において被験者の腹部の表面にフィットするように柔軟な材料にて構成されている。

帯状部材１２０の内周面（下面）側には、行列状に複数の電極１２２が配設されている。これら複数の電極１２２のそれぞれは、シート状の帯状部材１２０の内周面から僅かに突出した状態で設けられている。行列状に配置された複数の電極１２２のそれぞれは、４つの腹部電極Ａ１１，Ａ１２，Ａ２１，Ａ２２を１組とする４組の腹部電極群に含まれる各々の腹部電極に相当している。電極の材質としては、生体適合性に優れた金属材料が選択される。なお、帯状部材１２０の外周面（上面）側の所定位置には、これら複数の電極１２２に電気的に接続される接続ケーブル１８０を取付けるためのコネクタ１２８が設けられている。

帯状部材１２０の内周面側の所定位置には、空気袋１３０が取付けられている。空気袋１３０は、帯状部材１２０の内周面側において複数の電極１２２が設けられた位置を避けた位置に取付けられている。空気袋１３０の内部の空間には、予め所定の体積の空気が封入されており、当該内部の空間の圧力は、図１において示した圧力検出部３０によって検出可能となっている。なお、空気袋１３０の材質としては、たとえば樹脂やゴム等が好適に選択される。

帯状部材１２０の長尺方向における一端部１２１の外周面側には、面ファスナ１２５が設けられており、帯状部材１２０の長尺方向における他端部１２２寄りの部分の内周面側には、上述の面ファスナ１２５に係合可能な面ファスナ１２６が設けられている。面ファスナ１２５，１２６は、腹部装着ユニット１１０Ａが被験者の腹部に巻き回された状態において当該装着ユニット１１０Ａを被験者の腹部に固定するための固定部材である。

また、帯状部材１２０の上面の略中央部には、装着の際に腹部に対して電極１２２を位置決めするために被験者の臍位置に位置合わせされる位置決め用貫通穴１２３が設けられている。

図４に示すように、本実施の形態における腹部装着ユニット１１０Ａを被験者３００の腹部３０１に装着した状態においては、帯状部材１２０が被験者３００の腹部３０１に巻き回されて固定される。ここで、帯状部材１２０は、その所定位置に設けられた位置決め用貫通穴１２３が被験者３００の臍位置に合致するように位置決めされて巻き回され、これにより帯状部材１２０の内周面側に設けられた複数の電極１２２が被験者３００の腹部前面に接触配置されることになり、同時に帯状部材１２０の内周面側に取付けられた空気袋１３０が被験者３００の腹部前面に押し付け固定されることになる。なお、被験者３００の腹部３０１への腹部装着ユニット１１０Ａの固定は、帯状部材１２０の一端部１２１に設けられた面ファスナ１２５と帯状部材１２０の他端部１２２に設けられた面ファスナ１２６とが重ね合わされて係止されることによって行なわれる。

上述の装着状態において、空気袋１３０は、被験者３００の呼吸動作に応じて収縮および膨張を繰り返す。すなわち、被験者３００の呼吸動作に応じて被験者３００の腹部周長（ウエスト長）は時々刻々と変化するが、上述のように被験者３００の腹部３０１に巻き回された帯状部材１２０は非伸縮性であるため、装着状態において帯状部材１２０と腹部３０１とによって挟み込まれた空気袋１３０は、上記被験者３００の呼吸動作に応じて収縮および膨張を交互に繰り返すことになる。具体的には、被験者３００が吸気動作（すなわち息を吸い込む動作）を行なった場合には、腹部周長が増加し、これによって空気袋１３０は圧迫されて収縮し、被験者３００が呼気動作（すなわち息を吐き出す動作）を行なった場合には、腹部周長が減少し、上記吸気動作によって空気袋１３０に加わっていた圧力が解放されて空気袋１３０が膨張する。

次に、本実施の形態における体脂肪測定装置において行なわれる演算処理の一例について説明する。上述したように、本実施の形態における体脂肪測定装置１Ａにおいては、体肪量算出部１３において各種の体脂肪量が測定可能であるが、以下においては、内臓脂肪量を示す指標としての内臓脂肪面積、皮下脂肪量を示す指標としての皮下脂肪面積および体脂肪量と体重との関係を示す指標としての体脂肪率のそれぞれの算出の際に実施される演算処理を特に例示して説明を行なう。

インピーダンス測定部１２は、定電流生成部２１において生成される定電流の電流値と、電位差検出部２３において検出される電位差とに基づいて、２種類の生体インピーダンスを算出する。上記２種類の生体インピーダンスの一方は、被験者の腹部における除脂肪量を反映する生体インピーダンスＺｔであり、他方は、被験者の腹部における皮下脂肪量を反映する生体インピーダンスＺｓである。ここで、被験者の腹部における除脂肪量を反映する生体インピーダンスＺｔおよび被験者の腹部における皮下脂肪量を反映する生体インピーダンスＺｓは、いずれも被験者の呼吸動作に応じて時々刻々と変化する。

図５は、腹部装着ユニットに設けられた空気袋の内圧と、時々刻々と変化する生体インピーダンスとの関係を示すグラフである。なお、図５においては、横軸が時間を示しており、（Ａ）の縦軸が空気袋の内圧を、（Ｂ）の縦軸が生体インピーダンスをそれぞれ示している。

図５（Ａ）に示すように、空気袋１３０の内部の圧力Ｐは、被験者の呼吸動作に応じて変動し、被験者が吸気動作を行なった場合に圧力Ｐは上昇し、被験者が呼気動作を行なった場合に圧力Ｐは減少する。これに対し、図５（Ｂ）に示すように、生体インピーダンスＺも被験者の呼吸動作に応じて変動し、被験者が吸気動作を行なった場合に一般的にその値が減少し、被験者が呼気動作を行なった場合に一般的にその値が増加する。

本実施の形態における体組成測定装置１Ａにおいては、このような生体インピーダンスＺの呼吸動作に伴う変動を誤差成分として除外するため、たとえば取得データに対して以下のような処理を行なう。まず、予め定められた所定の期間、所定のインターバルで複数回にわたって電位差検出電極間の電位差を電位差検出部２３によって測定し、得られた電位差のデータを時系列データとして取得する。次に、インピーダンス測定部１２によって得られた電位差の時系列データから生体インピーダンスＺの時系列データを得る。また、これと並行して、当該電位差の検出を行なった期間と同じ期間の空気袋１３０の内部の圧力Ｐを圧力検出部３０によって時系列データとして取得する。

次に、取得した生体インピーダンスＺの時系列データと空気袋１３０の内部の圧力Ｐの時系列データとを同期させる。つづいて、呼吸状態検出部１８において、空気袋１３０の内部の圧力Ｐの時系列データに基づいて、各時間におけるｄＰ／ｄｔを算出する。算出したｄＰ／ｄｔが正の値をとる場合（すなわちｄＰ／ｄｔ＞０の場合）には、被験者は呼気動作にあると判断し（たとえば図５（Ａ）に示すｔ２〜ｔ３の期間）、算出したｄＰ／ｄｔが負の値をとる場合（すなわちｄＰ／ｄｔ＜０の場合）には、被験者は吸気動作にあると判断する（たとえば図５（Ａ）に示すｔ１〜ｔ２，ｔ３〜ｔ４の期間）。そして、呼気動作から吸気動作に移行した時間（すなわちｄＰ／ｄｔ＝０である時間、あるいはｄＰ／ｄｔが負の値から正の値に転じた時間）を特定する（たとえば図５（Ａ）に示す時間ｔ２，ｔ４）。

次に、この呼気動作から吸気動作に移行した時間に最も近い時間あるいは同じ時間に取得された生体インピーダンス（たとえば図５（Ｂ）中において白抜きの丸印で示す生体インピーダンス）を上述の生体インピーダンスＺの時系列データから抽出し、抽出したデータの平均値を生体インピーダンスＺの代表値として決定する。

なお、上記において示した生体インピーダンスＺの代表値の決定方法は、あくまでもその一例を示したものに過ぎない。上記においては、呼気動作から吸気動作に移行したタイミングに取得された生体インピーダンスを代表値として採用する場合を例示したが、たとえば吸気動作から呼気動作に移行したタイミングに取得された生体インピーダンスを代表値として採用することも可能である。また、上記のように単に生体インピーダンスＺの時系列データから特定のデータを抽出してその平均値を求めて代表値を決定するのではなく、他の演算等を加えてその代表値を決定することとしてもよい。いずれにしても空気袋の内圧から検出された被験者の呼吸動作に関連付けられて生体インピーダンスＺの代表値が決定されればよい。

内臓脂肪量算出部１６は、上述の如くの処理を経て算出された２種類の生体インピーダンスＺｔ，Ｚｓのそれぞれの代表値と、被験者の体格情報の１つであるウエスト長Ｗとに基づいて、被験者の内臓脂肪面積Ｓｖ（単位：ｃｍ²）を算出する。具体的には、たとえば、２種類の生体インピーダンスＺｔ，Ｚｓおよび被験者のウエスト長Ｗと内臓脂肪面積Ｓｖとの関係を表わす以下のような式（１）によって、内臓脂肪面積Ｓｖが算出される。

Ｓｖ＝ａ×Ｗ²−ｂ×（１／Ｚｔ）−ｃ×Ｗ×Ｚｓ−ｄ …（１）
（ただし、ａ，ｂ，ｃ，ｄ：係数）。

また、皮下脂肪量算出部１７は、上述の如くの処理を経て算出された生体インピーダンスＺｓの代表値と、被験者の体格情報の１つであるウエスト長Ｗとに基づいて、被験者の皮下脂肪面積Ｓｓ（単位：ｃｍ²）を算出する。具体的には、たとえば、生体インピーダンスＺｓおよび被験者のウエスト長Ｗと皮下脂肪面積Ｓｓとの関係を表わす以下のような式（２）によって、皮下脂肪面積Ｓｓが算出される。

Ｓｓ＝ｅ×Ｗ×Ｚｓ＋ｆ …（２）
（ただし、ｅ，ｆ：係数）。

また、総脂肪量算出部１４は、上述の如くの処理を経て算出された生体インピーダンスＺｔの代表値と、被験者の体格情報の１つである身長Ｈとに基づいて、除脂肪量ＦＦＭ（単位：ｋｇ）を算出する。具体的には、たとえば、生体インピーダンスＺｔおよび被験者の身長Ｈと除脂肪量ＦＦＭとの関係を表わす以下のような式（３）によって、除脂肪量ＦＦＭが算出される。

ＦＦＭ＝ｉ×Ｈ²／Ｚｔ＋ｊ …（３）
（ただし、ｉ，ｊ：係数）。

また、総脂肪量算出部１４は、算出された除脂肪量ＦＦＭと、体格情報である体重Ｗｔとに基づいて、被験者の体脂肪量、たとえば体脂肪率（％）を算出する。具体的には、たとえば、体脂肪率は、除脂肪量ＦＦＭと被験者の体重Ｗｔとに基づいて、以下のような式（４）により算出される。

体脂肪率＝（Ｗｔ−ＦＦＭ）／Ｗｔ×１００ …（４）
また、具体的な説明は省略するが、身体の部位別の体脂肪量についても、定電流印加電極および電位差検出電極を種々切替えて得られた電位差をもとに上述の如くの処理を経て決定された生体インピーダンスＺの代表値と、被験者の体格情報とに基づいて、その算出が可能である。

なお、上記のような式（１），（２），（３）の各々における係数は、たとえばＭＲＩによる測定結果に基づく回帰式により定められる。また、式（１），（２），（３）の各々における係数は、年齢および／または性別ごとに定められてもよい。

図６は、体脂肪測定装置を用いて内臓脂肪面積、皮下脂肪面積および体脂肪率を測定する際の体脂肪測定装置の動作手順を定めたフローチャートである。次に、この図６を参照して、体脂肪測定装置を用いて内臓脂肪面積、皮下脂肪面積および体脂肪率を測定する際の体脂肪測定装置の動作について説明する。図６のフローチャートに示す処理は、予めプログラムとしてメモリ部２９に格納されており、演算処理部１１を含む制御部１０がこのプログラムを読み出して実行することにより、内臓脂肪面積測定処理、皮下脂肪面積測定処理および体脂肪率測定処理の機能が実現される。なお、以下に示す動作手順は、図３に示す如く４つの腹部電極Ａ１１，Ａ１２，Ａ２１，Ａ２２を１組とする腹部電極群を互いに平行に４組配置した構成の電極配置が採用された体脂肪測定装置の動作手順である。

図６を参照して、制御部１０は、体格情報としてのウエスト長Ｗや身長Ｈ、体重Ｗｔ等を含む被験者情報の入力を受け付ける（ステップＳ１）。ここで受け付けた被験者情報は、たとえばメモリ部２９に一時的に保存される。なお、体格情報計測部２４を用いて被験者情報のうちの特定の体格情報を自動計測する構成を採用した場合には、体格情報計測部２４にて計測された体格情報が制御部１０に対して入力される。

次に、制御部１０は、測定開始の指示があったか否かを判断する（ステップＳ２）。制御部１０は、測定開始の指示があるまで待機する（ステップＳ２においてＮＯ）。制御部１０は、測定開始の指示を検知した場合に（ステップＳ２においてＹＥＳ）、圧力検出部３０に対して空気袋１３０内の圧力の検出開始の指令を行なう（ステップＳ３）。なお、圧力検出部３０は、上記指令を受け付けた後は制御部１０による検出終了の指令を受け付けるまでの間、連続的に空気袋１３０内の圧力の検出を行なう。

次に、制御部１０は、電極の設定を行なう（ステップＳ４）。ここで、ステップＳ４において、制御部１０は、たとえば一対の上肢電極Ｈ１１，下肢電極Ｆ１１および一対の上肢電極Ｈ２１，下肢電極Ｆ２１をそれぞれ定電流印加電極対として選択し、４組ある腹部電極群のうちの１の腹部電極群に含まれる一対の腹部電極Ａ１１，Ａ２１を電位差検出電極対として選択する。端子切替部２２は、制御部１０の制御に基づいて、一対の上肢電極Ｈ１１，下肢電極Ｆ１１および一対の上肢電極Ｈ２１，下肢電極Ｆ２１を定電流生成部２１と電気的に接続し、かつ一対の腹部電極Ａ１１，Ａ２１を電位差検出部２３と電気的に接続する。ここで、端子切替部２２は、制御部１０の制御に基づいて、選択されていない電極と定電流生成部２１および電位差検出部２３との電気的な接続を切断する。

定電流生成部２１は、制御部１０の制御に基づいて、上肢と下肢との間に定電流を流す。たとえば、定電流生成部２１は、上肢電極Ｈ１１および上肢電極Ｈ２１から下肢電極Ｆ１１および下肢電極Ｆ２１へ定電流を流す（ステップＳ５）。この場合、端子切替部２２は、上肢電極Ｈ１１と上肢電極Ｈ２１とを短絡し、かつ下肢電極Ｆ１１と下肢電極Ｆ２１とを短絡させる構成であることが好ましい。なお、定電流生成部２１および端子切替部２２は、上肢電極Ｈ１１，Ｈ２１のいずれか１つから下肢電極Ｆ１１，Ｆ２１のいずれか１つへ定電流を流す構成であってもよい。

この状態において、電位差検出部２３は、制御部１０の制御に基づいて、予め定められた所定の期間、所定のインターバルで複数回にわたって腹部電極Ａ１１，Ａ２１間の電位差を検出する（ステップＳ６）。

次に、制御部１０は、予め定めたすべての電極対の組み合わせに対して電位差の検出が終了したか否かを判断する（ステップＳ７）。制御部１０は、予め定めたすべての電極対の組み合わせに対して電位差の検出が終了していないと判断した場合に（ステップＳ７においてＮＯ）、上述のステップＳ４の処理へと移行し、未選択の電極対の選択を行なう。制御部１０は、予め定めたすべての電極対の組み合わせに対して電位差の検出が終了したと判断した場合に（ステップＳ７においてＹＥＳ）、圧力検出部３０に対して空気袋１３０内の圧力の検出終了の指令を行なう（ステップＳ８）。

このようにして、制御部１０は、他の腹部電極群に含まれる腹部電極Ａ１１，Ａ２１を順番に電位差検出電極対として選択していく。すなわち、端子切替部２２は、制御部１０の制御に基づいて、他の腹部電極群に含まれる腹部電極Ａ１１，Ａ２１を順番に電位差検出部２３と電気的に接続する（ステップＳ４）。そして、電位差検出部２３は、制御部１０の制御に基づいて、他の腹部電極群に含まれる腹部電極Ａ１１，Ａ２１間の電位差を各々順番に検出する（ステップＳ６）。

インピーダンス測定部１２は、すべての腹部電極群に含まれる腹部電極Ａ１１，Ａ２１の組み合わせに対する電位差の検出が終了した後に（ステップＳ７においてＹＥＳ）、定電流生成部２１が生成し身体に流した定電流の電流値と、電位差検出部２３が検出した各電位差の時系列データとに基づいて、生体インピーダンスＺｔ１〜Ｚｔ４の時系列データを算出する（ステップＳ９）。インピーダンス測定部１２が算出した生体インピーダンスＺｔ１〜Ｚｔ４の時系列データは、圧力検出部３０によって検出された空気袋１３０の内圧の時系列データと関連付けられてたとえばメモリ部２９に一時的に保存される。

次に、制御部１０は、改めて圧力検出部３０に対して空気袋１３０内の圧力の検出開始の指令を行なう（ステップＳ１０）。なお、圧力検出部３０は、上記指令を受け付けた後は制御部１０による検出終了の指令を受け付けるまでの間、連続的に空気袋１３０内の圧力の検出を行なう。

次に、制御部１０は、改めて電極の設定を行なう（ステップＳ１１）。より具体的には、制御部１０は、４組ある腹部電極群のうちの１つの腹部電極群に含まれる一対の腹部電極Ａ１１，Ａ２１を定電流印加電極対として選択し、当該腹部電極群に含まれる一対の腹部電極Ａ１２，Ａ２２を電位差検出電極対として選択する。端子切替部２２は、制御部１０の制御に基づいて、一対の腹部電極Ａ１１，Ａ２１を定電流生成部２１と電気的に接続し、かつ一対の腹部電極Ａ１２，Ａ２２を電位差検出部２３と電気的に接続する。ここで、端子切替部２２は、制御部１０の制御に基づいて、選択されていない腹部電極、上肢電極および下肢電極と定電流生成部２１および電位差検出部２３との電気的な接続を切断する。

定電流生成部２１は、制御部１０の制御に基づいて、腹部電極Ａ１１，Ａ２１間に定電流を流す（ステップＳ１２）。

この状態において、電位差検出部２３は、制御部１０の制御に基づいて、予め定められた所定の期間、所定のインターバルで複数回にわたって腹部電極Ａ１２，Ａ２２間の電位差を検出する（ステップＳ１３）。

次に、制御部１０は、予め定めたすべての電極対の組み合わせに対して電位差の検出が終了したか否かを判断する（ステップＳ１４）。制御部１０は、予め定めたすべての電極対の組み合わせに対して電位差の検出が終了していないと判断した場合に（ステップＳ１４においてＮＯ）、上述のステップＳ１１の処理へと移行する。制御部１０は、予め定めたすべての電極対の組み合わせに対して電位差の検出が終了したと判断した場合に（ステップＳ１４においてＹＥＳ）、圧力検出部３０に対して空気袋１３０内の圧力の検出終了の指令を行なう（ステップＳ１５）。

このようにして、制御部１０は、他の腹部電極群に含まれる腹部電極Ａ１１，Ａ２１を定電流印加電極として選択するとともに、当該腹部電極群に含まれる腹部電極Ａ１２，Ａ２２を順番に電位差検出電極対として選択していく。すなわち、端子切替部２２は、制御部１０の制御に基づいて、他の腹部電極群に含まれる腹部電極Ａ１１，Ａ２１を順番に定電流生成部２１と電気的に接続するとともに、当該腹部電極群に含まれる腹部電極Ａ１２，Ａ２２を順番に電位差検出部２３と電気的に接続する（ステップＳ１１）。そして、電位差検出部２３は、制御部１０の制御に基づいて、他の腹部電極群に含まれる腹部電極Ａ１１，Ａ２１間に定電流を流し（ステップＳ１２）、当該腹部電極群に含まれる腹部電極Ａ１２，Ａ２２間の電位差を各々順番に検出する（ステップＳ１３）。

インピーダンス測定部１２は、すべての腹部電極群に含まれる電極対の組み合わせに対する電流の印加および電位差の検出が終了した後に（ステップＳ１４においてＹＥＳ）、定電流生成部２１が生成し身体に流した定電流の電流値と、電位差検出部２３が検出した各電位差の時系列データとに基づいて、生体インピーダンスＺｓ１〜Ｚｓ４の時系列データを算出する（ステップＳ１６）。インピーダンス測定部１２が算出した生体インピーダンスＺｓ１〜Ｚｓ４の時系列データは、圧力検出部３０によって検出された空気袋１３０の内圧の時系列データと関連付けられてたとえばメモリ部２９に一時的に保存される。

次に、体脂肪量算出部１４は、メモリ部２９に一時的に保存された、空気袋１３０の内圧の時系列データと関連付けられた生体インピーダンスＺｔ１〜Ｚｔ４の時系列データおよび生体インピーダンスＺｓ１〜Ｚｓ４の時系列データに基づき、生体インピーダンスＺｔ１〜Ｚｔ４および生体インピーダンスＺｓ１〜Ｚｓ４の代表値を決定する（ステップＳ１７）。なお、その代表値の決定方法については前述のとおりである。

次に、内臓脂肪量算出部１６は、ステップＳ１で制御部１０が受け付けた体格情報のうちのウエスト長Ｗと、算出された生体インピーダンスＺｔ１〜Ｚｔ４の代表値および生体インピーダンスＺｓ１〜Ｚｓ４の代表値とに基づいて、内臓脂肪面積Ｓｖを算出する（ステップＳ１８）。内臓脂肪面積Ｓｖは、上述の式（１）により算出される。なお、上述のように４つの腹部電極Ａ１１，Ａ１２，Ａ２１，Ａ２２を１組とする腹部電極群を互いに平行に４組配置した構成とした場合には、たとえば、４つの生体インピーダンスＺｔ１〜Ｚｔ４の代表値の平均値および４つの生体インピーダンスＺｓ１〜Ｚｓ４の代表値の平均値が、それぞれ式（１）に代入される。

次に、皮下脂肪量算出部１７は、ステップＳ１で制御部１０が受け付けた体格情報のうちのウエスト長Ｗと、算出された生体インピーダンスＺｓ１〜Ｚｓ４の代表値とに基づいて、皮下脂肪面積Ｓｓを算出する（ステップＳ１９）。皮下脂肪面積Ｓｓは、上述の式（２）にウエスト長Ｗおよび算出された生体インピーダンスＺｓを代入することによって算出される。なお、上述のように４つの腹部電極Ａ１１，Ａ１２，Ａ２１，Ａ２２を１組とする腹部電極群を互いに平行に４組配置した構成とした場合には、たとえば、４個の生体インピーダンスＺｓ１〜Ｚｓ４の代表値の平均値が、式（２）における生体インピーダンスＺｓに代入される。

次に、総脂肪量算出部１４は、ステップＳ１において制御部１０が受け付けた体格情報のうちの身長Ｈと、算出された生体インピーダンスＺｔの代表値とに基づいて、除脂肪量ＦＦＭを算出する（ステップＳ２０）。除脂肪量ＦＦＭは、上述の式（３）により算出される。なお、上述のように４つの腹部電極Ａ１１，Ａ１２，Ａ２１，Ａ２２を１組とする腹部電極群を互いに平行に４組配置した構成とした場合には、たとえば、４個の生体インピーダンスＺｔ１〜Ｚｔ４の代表値の平均値が、式（３）における生体インピーダンスＺｔに代入される。

また、総脂肪量算出部１４は、ステップＳ１で制御部１０が受け付けた体格情報のうちの体重Ｗｔと、ステップＳ２０で総脂肪量算出部１４が算出した除脂肪量ＦＦＭとに基づいて、体脂肪率を算出する（ステップＳ２１）。体脂肪率は、上述の式（４）により算出される。

そして、表示部２６は、制御部１０の制御に基づいて、各測定結果を表示する（ステップＳ２２）。

以上で体脂肪測定装置１Ａは、内臓脂肪面積測定処理、皮下脂肪面積測定処理および体脂肪率測定処理を含む体脂肪量測定処理を終了する。なお、生体インピーダンスＺｔ１〜Ｚｔ４の典型的な値は、それぞれ約５Ω程度である。また、生体インピーダンスＺｓ１〜Ｚｓ４の典型的な値は、それぞれ約８０Ω程度である。

以上において説明した本実施の形態における体脂肪測定装置１Ａの如くの構成を採用することにより、測定時において被験者３００の腹部３０１に押し付けた空気袋１３０の内圧を検出するという簡便な構成にて被験者３００の呼吸状態を高精度に検出することが可能になる。また、このような検出方法を用いれば、呼吸動作に伴う被験者３００の腹部周長の変化のみを高精度に捉えることができるため、被験者３００の体動の影響も受け難くなる。したがって、上述の検出方法を採用して生体インピーダンスの値を時系列データとして取得し、これを被験者３００の呼吸動作と関連付けて生体インピーダンスの代表値を決定することにより、呼吸動作に伴って生じる生体インピーダンスの変動の影響を除外して生体インピーダンスを正確に測定することができる。その結果、高精度に体脂肪量を測定することが可能な体脂肪測定装置を安価に製作することが可能になる。特に、内臓脂肪量や腹部における皮下脂肪量を高精度に測定するためには、被験者３００の腹部３０１に電極１２２を接触配置して生体インピーダンスの測定を行なうことが必須になるため、このような構成の体脂肪測定装置１Ａとすることにより、特に高精度に内臓脂肪量や腹部における皮下脂肪量を算出することができる。

また、上記の如くの構成の体脂肪測定装置１Ａとすることにより、腹部装着ユニット１１０Ａを被験者３００の腹部３０１に巻き回して装着するという非常に簡便な作業にて電極１２２の装着と空気袋１３０の装着とが同時に行なえるようになり、使い勝手のよい体脂肪測定装置とすることもできる。

（実施の形態２）
図７は、本発明の実施の形態２における体脂肪測定装置の機能ブロックを示す図である。まず、この図７を参照して、本実施の形態における体脂肪測定装置の機能ブロックの構成について説明する。なお、上述の実施の形態１における体脂肪測定装置１Ａと同一または相当の部分については図中同一の符号を付し、その説明はここでは繰り返さない。

図７に示すように、本実施の形態における体脂肪測定装置１Ｂは、上述の実施の形態１における体脂肪測定装置１Ａにさらに膨縮機構３１を加えた構成を有している。ここで、膨縮機構３１とは、被験者の腹部に押し付けて配置される空気袋１３０を膨張および収縮させることが可能な機構であり、たとえば空気袋１３０にエアチューブ等によって接続された加圧ポンプ、減圧ポンプおよび弁等によって構成される。膨縮機構３１は、その動作が制御部１０によって制御される。

また、上述の実施の形態１における体脂肪測定装置１Ａに具備される腹部装着ユニット１１０Ａにおいては、複数の電極１２２が設けられた位置を避けて空気袋１３０が設けられていたが、本実施の形態における体脂肪測定装置１Ｂに具備される腹部装着ユニット１１０Ｂにおいては、空気袋１３０の被験者３００の腹部３０１へと押し付けられる主面（すなわち、空気袋１３０が帯状部材１２０に取付けられる側の主面とは反対側に位置する露出面）に電極１２２が設けられている。なお、図７に示す腹部装着ユニット１１０Ｂにおいては、装着状態において体軸方向に整列して接触配置される腹部電極群に含まれる４つの腹部電極Ａ１１，Ａ１２，Ａ２１，Ａ２２のすべてが単一の空気袋１３０の上記主面に設けられた場合を示している。

図８は、本実施の形態における体脂肪測定装置に具備される腹部装着ユニットを被験者の腹部に装着した状態を示す模式断面図である。次に、この図４を参照して、本実施の形態における体脂肪測定装置に具備される腹部装着ユニットを被験者の腹部に装着した状態について詳説する。なお、以下に示す体脂肪測定装置１Ｂは、図７に示す体脂肪測定装置において、図示される４つの腹部電極Ａ１１，Ａ１２，Ａ２１，Ａ２２を１組とする腹部電極群が互いに平行に４組配置されてなるものであり、上記空気袋１３０は、この４組の腹部電極群のそれぞれに１つずつ設けられている。

図８に示すように、本実施の形態における腹部装着ユニット１１０Ｂを被験者３００の腹部３０１に装着した状態においては、帯状部材１２０が被験者３００の腹部３０１に巻き回されて取付けられる。ここで、帯状部材１２０は、その所定位置に設けられた位置決め用貫通穴１２３が被験者３００の臍位置に合致するように位置決めされて巻き回され、これにより空気袋１３０の主面に設けられた複数の電極１２２が被験者３００の腹部前面に接触配置されることになり、同時に上記空気袋１３０が被験者３００の腹部前面に複数の電極１２２を介して押し付け固定されることになる。

この本実施の形態における腹部装着ユニット１１０Ｂにあっては、空気袋１３０のそれぞれが、上述した膨縮機構３１に接続されている。したがって、装着作業時に空気袋１３０を収縮させておき、装着後において空気袋１３０を膨縮機構３１を用いて膨張させるようにすれば、装着の際の作業性を大幅に向上させることができる。また、空気袋１３０を膨張させた後においては、この空気袋１３０が複数の電極１２２のそれぞれを被験者３００の腹部３０１に対して付勢する付勢手段として機能する。したがって、空気袋１３０の内圧を膨縮機構３１を用いて調整することにより、複数の電極１２２のそれぞれを最適な押し付け力によって被験者３００の腹部３０１に接触させることができる。さらには、空気袋１３０の内圧を膨縮機構３１を用いて調整することにより、空気袋１３０による呼吸動作の検出がより精緻に行なえる状態に空気袋１３０の内圧を調整することもできる。

以上において説明した本実施の形態における体脂肪測定装置１Ｂの如くの構成を採用することにより、測定時において被験者３００の腹部３０１に押し付けた空気袋１３０の内圧を検出するという簡便な構成にて被験者３００の呼吸状態を高精度に検出することが可能になる。そのため、上述の実施の形態１において説明した方法と同様の方法を採用して、呼吸動作に伴って生じる生体インピーダンスの変動の影響を除外して生体インピーダンスを正確に測定することが可能になる。したがって、高精度に体脂肪量（特に内臓脂肪量や腹部における皮下脂肪量等）を測定することが可能な体脂肪測定装置を安価に製作することができる。また、複数の電極１２２を空気袋１３０の被験者の３００の腹部３０１に押し付けられる主面に設ける構成を採用したり、空気袋１３０を膨縮させることが可能な膨縮機構３１を設ける構成を採用したりすることにより、上述したようなさらなる効果を得ることもできる。

なお、上述した本実施の形態における体脂肪測定装置１Ｂに具備される腹部装着ユニット１１０Ｂにおいては、腹部電極群に含まれる４つの電極１２２が単一の空気袋１３０に取付けられた場合を例示して説明を行なったが、さらに空気袋１３０を分割して、個々の電極１２２毎に空気袋１３０が設けられるように構成してもよい。このように空気袋１３０を細分化していけば、その分だけ空気袋１３０を小型化することが可能になり、結果として腹部装着ユニット１１０Ｂの大型化を防止することができる。また、分割した個々の空気袋１３０毎に内圧を検出しつつその内圧を調整することにより、被験者３００の腹部３０１に接触配置される複数の電極１２２の腹部３０１に対する付勢力を個別に調整することも可能になる。

以上において説明した本発明の実施の形態１および２においては、被験者の胴部に押し付けられる流体袋として空気袋を採用した場合を例示して説明を行なったが、流体袋はこれに限られるものではなく、他の気体が封入されたものや液体が封入されたもの等も当然に利用可能である。

また、上述の本発明の実施の形態１および２においては、電極が被験者の腹部前面に接触配置される場合を例示して説明を行なったが、電極が被験者の腹部背面や脇腹（側腹）に接触配置されるように構成された体脂肪測定装置にも本発明を適用することは可能である。

さらには、上述の本発明の実施の形態１および２においては、測定時において被験者が仰臥位をとることが企図された体脂肪測定装置に本発明を適用した場合を例示して説明を行なったが、被験者が伏臥位や横臥位、立位、座位など、仰臥位以外の姿勢をとることが企図された体脂肪測定装置に本発明を適用することも当然に可能である。

このように、今回開示した上記各実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではない。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって画定され、また特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。

本発明の実施の形態１における体脂肪測定装置の機能ブロックを示す図である。 本発明の実施の形態１における体脂肪測定装置の構成を示す図であり、体脂肪測定装置に含まれる各種装着ユニットを被験者に装着した状態を示す斜視図である。 本発明の実施の形態１における体脂肪測定装置に具備される腹部装着ユニットの構成を示す下面図および断面図である。 本発明の実施の形態１における体脂肪測定装置に具備される腹部装着ユニットを被験者の腹部に装着した状態を示す模式断面図である。 腹部装着ユニットに設けられた空気袋の内圧と、時々刻々と変化する生体インピーダンスとの関係を示すグラフである。 本発明の実施の形態１における体脂肪測定装置において、内臓脂肪面積、皮下脂肪面積および体脂肪率を測定する際の動作手順を定めたフローチャートである。 本発明の実施の形態２における体脂肪測定装置の機能ブロックを示す図である。 本発明の実施の形態２における体脂肪測定装置に具備される腹部装着ユニットを被験者の腹部に装着した状態を示す模式断面図である。

符号の説明

１Ａ，１Ｂ 体脂肪測定装置、１０ 制御部、１１ 演算処理部、１２ インピーダンス測定部、１３ 体脂肪量算出部、１４ 総脂肪量算出部、１５ 部位別脂肪量算出部、１６ 内臓脂肪量算出部、１７ 皮下脂肪量算出部、１８ 呼吸状態検出部、２１ 定電流生成部、２２ 端子切替部、２３ 電位差検出部、２４ 体格情報計測部、２５ 被験者情報入力部、２６ 表示部、２７ 操作部、２８ 電源部、２９ メモリ部、３０ 圧力検出部、３１ 膨縮機構、１１０Ａ，１１０Ｂ 腹部装着ユニット、１２０ ベルト部材、１２１ 一端部、１２２ 他端部、１２３ 位置決め用開口部、１２４ 電極、１２５，１２６ 面ファスナ、１３０ 空気袋、１６０ 装置本体、１７２Ａ，１７２Ｂ 上肢装着ユニット、１７３Ａ，１７３Ｂ 下肢装着ユニット、１８０ 接続ケーブル、３００ 被験者、３０１ 腹部、３０２Ａ，３０２Ｂ 手首、３０３Ａ，３０３Ｂ 足首、４００ ベッド面、Ａ１１，Ａ１２，Ａ２１，Ａ２２ 腹部電極、Ｆ１１，Ｆ１２，Ｆ２１，Ｆ２２ 下肢電極、Ｈ１１，Ｈ１２，Ｈ２１，Ｈ２２ 上肢電極。

Claims (8)

1. 被験者の胴部に接触配置される複数の電極と、
   被験者の胴部に押し付けられる流体袋と、
   前記複数の電極を用いて被験者の生体インピーダンスを測定するインピーダンス測定部と、
   前記流体袋の内圧を検出することにより被験者の呼吸状態を検出する呼吸状態検出部と、
   前記インピーダンス測定部によって測定された生体インピーダンスおよび前記呼吸状態検出部によって検出された呼吸状態の情報に基づいて被験者の体脂肪量を算出する体脂肪量算出部とを備えた、体脂肪測定装置。
2. 前記体脂肪量算出部は、前記インピーダンス測定部によって測定された生体インピーダンスの時系列データから、前記呼吸状態検出部によって検出された呼気動作から吸気動作への移行のタイミングにおいて測定された生体インピーダンスを抽出し、抽出した生体インピーダンスから被験者の体脂肪量を算出する、請求項１に記載の体脂肪測定装置。
3. 前記体脂肪量算出部は、被験者の内臓脂肪量を算出する内臓脂肪量算出部を含む、請求項１または２に記載の体脂肪測定装置。
4. 前記体脂肪量算出部は、被験者の腹部における皮下脂肪量を算出する皮下脂肪量算出部を含む、請求項１から３のいずれかに記載の体脂肪測定装置。
5. 前記複数の電極は、前記流体袋の被験者の胴部へと押し付けられる面上に設けられている、請求項１から４のいずれかに記載の体脂肪測定装置。
6. 前記流体袋は、前記複数の電極のそれぞれに対応して分割して設けられている、請求項５に記載の体脂肪測定装置。
7. 前記流体袋を膨縮させる膨縮機構をさらに備えた、請求項１から６のいずれかに記載の体脂肪測定装置。
8. 被験者の胴部に巻き回されて装着される胴部装着ユニットをさらに備え、
   前記胴部装着ユニットに、前記複数の電極および前記流体袋が設けられている、請求項１から７のいずれかに記載の体脂肪測定装置。

Images