JP2008295882A - Body fat measuring instrument - Google Patents
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- A61B5/053—Measuring electrical impedance or conductance of a portion of the body
- A61B5/0537—Measuring body composition by impedance, e.g. tissue hydration or fat content
Abstract
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脂肪測定装置に関する。 The present invention relates to a body fat measurement device that calculates the body fat mass of a subject by measuring bioelectrical impedance using a plurality of electrodes arranged in contact with the torso of the subject, and in particular, visceral fat mass, subcutaneous fat mass, etc. The present invention relates to a body fat measurement device capable of individually calculating.
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。 In recent years, body fat mass has attracted attention as an index for knowing the health condition of a subject. In particular, visceral fat mass is attracting attention as an index for determining whether or not it is visceral fat type obesity. This visceral fat-type obesity is said to induce lifestyle-related diseases that easily cause arteriosclerosis such as diabetes, hypertension, and hyperlipidemia, and utilization of the above index is expected from the viewpoint of prevention of these diseases. Here, the visceral fat is fat accumulated around the viscera inside the abdominal muscles, and is distinguished from subcutaneous fat accumulated in the surface layer of the abdomen. In general, as an index indicating the visceral fat amount, an area occupied by visceral fat in the abdominal cross section corresponding to the umbilicus position (hereinafter referred to as visceral fat area) is adopted.
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。 Usually, in order to measure visceral fat mass, an image analysis method using an abdominal tomographic image taken using X-ray CT (computed tomography) or MRI (magnetic resonance imaging) is employed. In this image analysis method, the visceral fat area is calculated from the acquired abdominal tomographic image. However, in order to use such a method, large equipment such as the X-ray CT and MRI as installed in a medical facility is necessary, and it is very difficult to measure the visceral fat amount on a daily basis. It is. In addition, when X-ray CT is used, there is a problem of exposure, which is not necessarily a preferable measurement method.
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(体幹部)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、上述の如く家庭等において広く普及している。 Application of the bioimpedance method has been studied as an alternative measurement method. The bioimpedance method is a method for measuring the amount of body fat that is widely used in home body fat measuring devices, and is measured by bringing electrodes into contact with the extremities and measuring the bioimpedance using these electrodes. The body fat mass is calculated from the bioelectrical impedance. The above-described body fat measuring device can accurately measure the accumulation degree of body fat for each part of the body such as the whole body, limbs, and trunk (trunk), and is widely used in homes as described above.
しかしながら、従来の体脂肪測定装置は、上述したように全身または四肢、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や皮下脂肪の蓄積度合いを個別に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。 However, as described above, the conventional body fat measuring device is for measuring the body fat accumulation degree for each body part such as the whole body, limbs, and torso, and the visceral fat accumulation degree and subcutaneous fat accumulation degree. The degree cannot be extracted and measured accurately. This is because, as described above, the torso includes not only visceral fat but also subcutaneous fat. Therefore, it is possible to measure the visceral fat amount and the subcutaneous fat amount individually and accurately. It was difficult.
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、ベルト部材を用いて被験者の胴部に接触配置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。
Therefore, in order to solve such a problem, an electrode is directly brought into contact with the trunk, and the bioimpedance is measured using the electrode, and the visceral fat mass and the subcutaneous fat mass are individually and accurately measured based on the bioimpedance. It is being considered. For example, in JP-A-2002-369806 (Patent Document 1), an electrode is provided on an inner peripheral surface of a belt member, and the belt member is wound around and fixed to a body portion so that the electrode is attached to the body portion. A body fat measurement device configured to be placed in contact with each other is disclosed. In the body fat measuring device disclosed in
一般に、生体インピーダンス法を用いて体脂肪量を算出する場合には、予め定められた演算式に測定された生体インピーダンスの値が代入されることになるが、これに加えて上記演算式に被験者の身長や体重といった体格情報を代入することが必要である。生体インピーダンス法を用いて内臓脂肪量や皮下脂肪量を算出する場合も例外ではなく、予め定められた演算式に上述の体格情報としての胴部サイズを代入することが必要である。この胴部サイズとしては、被験者の臍位置における胴部横幅や胴部厚み、胴部周囲長(ウエスト長)などが挙げられるが、その中でも胴部周囲長が利用される場合が多い。 In general, when the body fat mass is calculated using the bioimpedance method, the measured bioimpedance value is substituted into a predetermined arithmetic expression. In addition to this, the subject is included in the above arithmetic expression. It is necessary to substitute physique information such as height and weight of the child. Calculation of visceral fat mass and subcutaneous fat mass using the bioimpedance method is no exception, and it is necessary to substitute the trunk size as the physique information described above into a predetermined arithmetic expression. Examples of the trunk size include a trunk width, a trunk thickness, and a trunk circumference (waist length) at the umbilicus position of the subject. Among these, the trunk circumference is often used.
そのため、内臓脂肪量や皮下脂肪量が測定可能な体脂肪測定装置においては、被験者の胴部周囲長の値を入力可能な操作部が設けられることが一般的であった。上記特許文献1に開示の体脂肪測定装置おいても、電極が設けられたベルト部材に目盛りを設け、当該目盛りを使用者が視認することによって胴部周囲長が確認可能に構成されており、その値を操作部を用いて使用者が体脂肪測定装置に入力する計測手法が採用されている。
Therefore, in a body fat measuring device capable of measuring visceral fat mass and subcutaneous fat mass, it is common to provide an operation unit capable of inputting the value of the circumference of the torso of the subject. Even in the body fat measuring device disclosed in
しかしながら、このような胴部周囲長の計測手法を採用した場合には、その読み取りおよび入力作業が煩雑になるばかりでなく、使用者の目盛りの読み取りミスや入力時における操作ミス等によって誤った胴部周囲長が入力されてしまった場合に、内臓脂肪量や腹部における皮下脂肪量の測定結果に大きな誤差を招来させてしまう結果となる。 However, when such a measurement method for the circumference of the torso is adopted, not only the reading and input work becomes complicated, but also an incorrect cylinder due to a mistake in reading the scale of the user or an operation mistake at the time of input. When the circumference of the head is input, a large error is caused in the measurement result of the visceral fat mass or the subcutaneous fat mass in the abdomen.
そこで、体脂肪測定装置に胴部周囲長の自動計測機能を具備させることが検討されている。たとえば、特開2006−296770号公報(特許文献2)に開示の体脂肪測定装置においては、胴部に巻き付けられる帯状の紐を巻き取り可能に支持するリール体を設け、当該リール体の回転角度から胴部周囲長を自動計測する構成が採用されている。このように体脂肪測定装置に胴部周囲長の自動計測機能を具備させれば、目盛りの誤認や操作部の誤操作等に起因する誤差の発生を確実に防止することができる。なお、当該特許文献2に開示の体脂肪測定装置は、上述の電極を用いた生体インピーダンス法を利用した体脂肪測定装置ではなく、近赤外光や超音波を利用して被験者の体脂肪量を測定する方式のものである。
しかしながら、上記特許文献2に開示の構成を採用した場合には、体脂肪測定装置にリール機構を設けることが必要となり、体脂肪測定装置が大型化する問題がある。特に、胴部周囲長の大きい被験者から胴部周囲長の小さい被験者までより多くの被験者への適用を可能にするために胴部周囲長の計測可能範囲を大きく確保しようとすればするほど、リール体に巻き付けられるベルト部材の長さも長くなり、結果としてリール機構がより大型化する問題が生じる。
However, when the configuration disclosed in
そこで、本発明は、上述の問題点を解決すべくなされたものであり、小型で簡便に胴部周囲長を自動計測することが可能な生体インピーダンス法を用いた体脂肪測定装置を提供すること目的とする。 Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a body fat measurement device using a bioimpedance method that can automatically measure the circumference of the torso in a small and simple manner. Objective.
本発明に基づく体脂肪測定装置は、長尺状の帯状部材および複数の電極を含むインピーダンス測定用胴部装着ユニットと、上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、上記帯状部材を用いて被験者の胴部周囲長を計測する胴部周囲長計測部と、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および上記胴部周囲長計測部によって計測された胴部周囲長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。上記インピーダンス測定用胴部装着ユニットは、上記帯状部材が被験者の胴部に巻き回されて当該帯状部材の一端部に設けられた保持部によって当該帯状部材の他端部寄りの部分が保持されることにより、上記複数の電極を被験者の胴部に対して接触させるものである。上記帯状部材は、被験者の胴部周囲長を特定するためのマーカーを有しており、上記胴部周囲長計測部は、上記マーカーを読み取ることによって被験者の胴部周囲長を特定する読み取り手段を含んでいる。 A body fat measurement device according to the present invention includes an impedance measurement trunk mounting unit including a long band-shaped member and a plurality of electrodes, an impedance measurement unit that measures a biological impedance of a subject using the plurality of electrodes, The trunk circumference measuring unit for measuring the trunk circumference of the subject using the band-shaped member, the bioelectrical impedance measured by the impedance measuring unit, and the trunk circumference measured by the trunk circumference measuring unit And a body fat mass calculating unit for calculating the body fat mass of the subject. In the impedance measuring body mounting unit, the belt-like member is wound around the body of the subject and a portion near the other end of the belt-like member is held by a holding part provided at one end of the belt-like member. Thus, the plurality of electrodes are brought into contact with the torso of the subject. The belt-shaped member has a marker for identifying the torso circumference of the subject, and the torso circumference measuring unit has a reading unit for identifying the torso circumference of the subject by reading the marker. Contains.
このように構成することにより、帯状部材に設けられたマーカーを読み取り手段を用いて読み取ることにより、胴部周囲長の計測を自動化することができる。一般に読み取り手段は非常に小型であり、上記構成を採用すれば、小型で簡便に胴部周囲長を自動計測することが可能な生体インピーダンス法を用いた体脂肪測定装置とすることができる。 By comprising in this way, the measurement of a trunk | drum circumference length can be automated by reading the marker provided in the strip | belt-shaped member using a reading means. In general, the reading means is very small, and if the above configuration is adopted, a body fat measuring device using a bioimpedance method that can automatically measure the circumference of the torso is small and simple.
上記本発明に基づく体脂肪測定装置にあっては、上記読み取り手段が上記保持部に設けられていることが好ましい。 In the body fat measurement device according to the present invention, it is preferable that the reading unit is provided in the holding unit.
このように構成することにより、インピーダンス測定用胴部装着ユニットを装着した状態において、被験者の胴部を周方向に帯状部材が一周りした位置での読み取り手段によるマーカーの読み取りが可能となるため、胴部周囲長を誤差なく正確に実測することが可能になる。 By configuring in this way, in a state where the impedance measurement body mounting unit is mounted, it becomes possible to read the marker by the reading means at the position where the belt-shaped member goes around the body of the subject in the circumferential direction. It is possible to accurately measure the circumference of the trunk without error.
上記本発明に基づく体脂肪測定装置にあっては、上記保持部が、上記帯状部材の上記他端部寄りの部分が挿通可能な挿通路を有していることが好ましく、その場合に、上記読み取り手段が、上記インピーダンス測定用胴部装着ユニットを装着するに際して上記挿通路を通過した上記帯状部材の上記他端部寄りの部分の長さを計測することによって被験者の胴部周囲長を特定するように構成されていることが好ましい。 In the body fat measurement device according to the present invention, it is preferable that the holding portion has an insertion path through which a portion near the other end of the band-shaped member can be inserted. The reading means specifies the circumference of the torso of the subject by measuring the length of the portion near the other end of the band-shaped member that has passed through the insertion path when the impedance measurement torso mounting unit is mounted. It is preferable that it is comprised.
このように構成することにより、インピーダンス測定用胴部装着ユニットを装着する際に自動的に胴部周囲長の計測を行なうことが可能となるため、取扱い性に優れた体脂肪測定装置とすることができる。 By configuring in this way, it becomes possible to automatically measure the circumference of the torso when mounting the torso mounting unit for impedance measurement, so that the body fat measuring device has excellent handling properties. Can do.
上記本発明に基づく体脂肪測定装置にあっては、上記マーカーがバーコードにて構成されていることが好ましく、その場合に、上記読み取り手段が上記バーコードを読み取るためのフォトインタラプタにて構成されていることが好ましい。 In the body fat measurement device according to the present invention, the marker is preferably constituted by a barcode, and in that case, the reading means is constituted by a photo interrupter for reading the barcode. It is preferable.
このように構成することにより、胴部周囲長の自動計測機能を備えた体脂肪測定装置を非常に小型に構成することができる。 By comprising in this way, the body fat measuring device provided with the automatic measurement function of the trunk circumference length can be constituted very small.
上記本発明に基づく体脂肪測定装置においては、当該体脂肪測定装置が、帯状部材に係合しかつ当該帯状部材が移動することに伴って従動回転する回転体をさらに備えていることが好ましく、その場合に、上記胴部周囲長計測部が、上記回転体の回転角度量を検出することによって被験者の胴部周囲長を特定する回転角度検出手段をさらに含んでいることが好ましい。この場合、上記胴部周囲長計測部は、上記読み取り手段によって読み取った情報と上記回転角度検出手段によって検出した情報とに基づいて被験者の胴部周囲長を特定するように構成されていることが好ましい。 In the body fat measurement device according to the present invention, it is preferable that the body fat measurement device further includes a rotating body that is engaged with the belt-like member and is rotated as the belt-like member moves. In that case, it is preferable that the torso circumference measuring unit further includes a rotation angle detecting means for specifying a torso circumference of the subject by detecting a rotation angle amount of the rotating body. In this case, the torso circumference measuring unit may be configured to identify the torso circumference of the subject based on the information read by the reading unit and the information detected by the rotation angle detecting unit. preferable.
このように構成することにより、2種類の手段を用いて胴部周囲長が計測されることになるため、より高精度にかつ精緻に胴部周囲長を計測することが可能になる。なお、上記回転体は、帯状部材に係合するのみであり、帯状部材を巻き取る構成のものではない。したがって、上記構成を採用した場合にも、装置が大幅に大型化することはない。 By configuring in this manner, the trunk circumference is measured using two types of means, so that the trunk circumference can be measured with higher accuracy and precision. In addition, the said rotary body only engages with a strip | belt-shaped member, and is not a thing of the structure which winds up a strip | belt-shaped member. Therefore, even when the above configuration is adopted, the apparatus is not significantly increased in size.
上記本発明に基づく体脂肪測定装置にあっては、上記回転体が上記保持部に設けられていることが好ましい。 In the body fat measuring device based on the said invention, it is preferable that the said rotary body is provided in the said holding | maintenance part.
このように構成することにより、回転体をインピーダンス測定用胴部装着ユニットの他の位置に設ける構成とした場合に比べ、インピーダンス測定用胴部装着ユニットの構成を簡素化できる。 By comprising in this way, the structure of an impedance measurement trunk | drum mounting unit can be simplified compared with the case where it is set as the structure which provides a rotary body in the other position of the impedance measurement trunk | drum mounting unit.
上記本発明に基づく体脂肪測定装置にあっては、上記胴部周囲長計測部が、上記読み取り手段によって上記マーカーが読み取られることによって胴部周囲長が特定された毎にそれまでに上記回転角度検出手段によって検出した情報を破棄し、あらためて上記回転角度検出手段を用いて上記回転体の回転角度の検出を開始するように構成されていることが好ましい。 In the body fat measurement device according to the present invention, the torso circumference measuring unit is configured to rotate the rotation angle until the torso circumference is specified by reading the marker by the reading means. It is preferable that the information detected by the detection means is discarded and the detection of the rotation angle of the rotating body is started again using the rotation angle detection means.
一般に、上記の如くの読み取り手段を用いて長さ計測を行なうこととした場合には、精緻な長さ計測が困難となり、長さ計測の分解能が低下するおそれがある。そのため、上記の如くの構成を採用すれば、読み取り手段を用いた長さ計測機構によって困難な精緻な長さ計測が回転角度検出手段を用いた長さ計測機構による長さ計測によって補完されることとなるため、より精緻にかつ簡便に胴部周囲長の自動計測が可能となる。 In general, when length measurement is performed using the reading means as described above, precise length measurement becomes difficult, and the resolution of length measurement may be reduced. Therefore, if the configuration as described above is adopted, precise length measurement that is difficult by the length measurement mechanism using the reading means is supplemented by length measurement by the length measurement mechanism using the rotation angle detection means. Therefore, it becomes possible to automatically measure the circumference of the trunk more precisely and simply.
上記本発明に基づく体脂肪測定装置にあっては、上記回転角度検出手段がロータリエンコーダにて構成されていることが好ましい。 In the body fat measurement device according to the present invention, it is preferable that the rotation angle detection means is constituted by a rotary encoder.
このように構成することにより、上述の2種類の手段を用いて胴部周囲長を精緻に自動計測可能にした場合にも、体脂肪測定装置を小型に構成することが可能になる。 By configuring in this way, the body fat measuring device can be configured in a small size even when the torso circumference length can be precisely and automatically measured using the two types of means described above.
上記本発明に基づく体脂肪測定装置にあっては、上記保持部が、被験者の呼吸動作に伴う胴部周囲長の変動に追従して上記帯状部材の上記他端部寄りの部分の保持位置を可変に保持可能な構成であることが好ましい。 In the body fat measurement device according to the present invention, the holding unit follows a change in the circumference of the torso accompanying the breathing motion of the subject, and sets the holding position of the portion near the other end of the belt-like member. A configuration that can be held variably is preferable.
このように構成することにより、被験者の呼吸動作に追従してインピーダンス測定用胴部装着ユニットの被験者の腹部に対する巻き回し長さが変化するようになるため、被験者に過度の圧迫感を与えることがなくなり、被験者に苦痛を与えることのないインピーダンス測定用胴部装着ユニットとすることができる。 By configuring in this way, the winding length of the impedance measurement torso mounting unit around the subject's abdomen changes following the subject's breathing movement, which may give the subject an excessive feeling of pressure. It can be set as the impedance measurement trunk | drum mounting | wearing unit which is lost and does not give a pain to a test subject.
上記本発明に基づく体脂肪測定装置においては、当該体脂肪測定装置が、被験者の胴部に巻き回された上記帯状部材の巻き回し長さの変動を検出することによって被験者の胴部周囲長の変動を検出する胴部周囲長変動量計測部と、上記胴部周囲長変動量計測部によって計測された被験者の胴部周囲長の変動に基づき、被験者の呼吸状態を検出する呼吸状態検出部とをさらに備えていることが好ましく、その場合に、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、上記胴部周囲長計測部によって計測された胴部周囲長および上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ように構成されていることが好ましい。 In the body fat measuring device according to the present invention, the body fat measuring device detects the fluctuation of the winding length of the belt-like member wound around the torso of the subject to detect the circumference of the torso of the subject. A torso circumference variation measuring unit for detecting fluctuations, and a breathing state detecting unit for detecting the breathing state of the subject based on the changes in the torso circumference of the subject measured by the torso circumference variation measuring unit. In that case, the body fat mass calculation unit preferably includes the bioelectrical impedance measured by the impedance measurement unit, the trunk circumference measured by the trunk circumference measurement unit, and the breathing. It is preferable that the body fat mass of the subject is calculated based on the information on the respiratory state detected by the state detection unit.
このように構成することにより、測定時においてインピーダンス測定用胴部装着ユニットの帯状部材の巻き回し長さの変動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胴部周囲長の変化を高精度に捉えることができるため、高精度に体脂肪量を算出することが可能な体脂肪測定装置とすることができる。 By configuring in this way, it is possible to detect a subject's breathing state with high accuracy with a simple configuration of detecting fluctuations in the winding length of the belt-like member of the impedance measurement trunk mounting unit during measurement. become. If such a detection method is used, a change in the circumference of the torso of the subject associated with the breathing motion can be captured with high accuracy, and thus a body fat measurement device capable of calculating body fat mass with high accuracy is provided. be able to.
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ように構成されていることが好ましい。 In the body fat measurement device according to the present invention, the body fat mass calculation unit is based on the expiratory motion detected by the respiratory state detection unit from the time series data of bioimpedance measured by the impedance measurement unit. It is preferable that the bioimpedance measured at the timing of transition to the inspiratory operation is extracted, and the body fat mass of the subject is calculated from the extracted bioimpedance.
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算出することが可能な体脂肪測定装置とすることができる。 By configuring in this way, it is possible to measure the bioimpedance by excluding the influence of fluctuations in the bioimpedance caused by the breathing motion, so that the body fat measurement that can calculate the body fat mass with high accuracy It can be a device.
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。 In the body fat measurement device according to the present invention, it is preferable that the body fat mass calculating unit includes a visceral fat mass calculating unit for calculating the visceral fat mass of the subject.
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。 In order to measure the visceral fat mass with high accuracy, it is essential to measure the bioimpedance by placing electrodes in contact with the torso of the subject. In particular, the visceral fat mass can be calculated with high accuracy.
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。 In the body fat measurement device according to the present invention, it is preferable that the body fat mass calculation unit includes a subcutaneous fat mass calculation unit that calculates the subcutaneous fat mass in the abdomen of the subject.
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。 In order to measure the amount of subcutaneous fat in the abdomen with high accuracy, it is essential to measure the bioimpedance by placing electrodes in contact with the body of the subject. This makes it possible to calculate the amount of subcutaneous fat in the abdomen with particularly high accuracy.
本発明によれば、小型で簡便に胴部周囲長を自動計測することが可能な生体インピーダンス法を用いた体脂肪測定装置とすることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it can be set as the body fat measuring apparatus using the bioimpedance method which can measure the trunk | drum circumference easily automatically in small size.
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、インピーダンス測定用胴部装着ユニットとしてのインピーダンス測定用腹部装着ユニットを具備してなるものである。以下に示す実施の形態1ないし3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であるのみならず、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り、実施の形態4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のみを個別に測定することが可能に構成された体脂肪測定装置である。なお、以下に示す各実施の形態において、同一または類似の部分については図中同一の符号を付し、その説明は繰り返さないこととする。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The body fat measurement device according to each embodiment shown below includes an abdomen attachment unit for impedance measurement as an impedance measurement body attachment unit. The body fat measuring devices in
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。 First, before describing the body fat measurement device according to each embodiment of the present invention, various terms representing a body part are defined. The “torso” is a portion excluding the head, neck and limbs of the body, and corresponds to a so-called trunk including the chest and abdomen. The “abdomen” is a part located on the lower limb side of the trunk divided into a part located on the neck side (that is, the chest) and a part located on the lower limb side, and includes the front of the abdomen and the back of the abdomen. . “Abdomen front” refers to the body surface of the surface of the subject's abdomen that is visible when the subject is observed from the front side. “Abdomen rear surface” refers to the body surface of a portion of the surface of the subject's abdomen that is visible when the subject is observed from the back side. The “part away from the abdomen” means the upper limb consisting of the upper arm, forearm, wrist and fingers, the chest more than a predetermined distance (for example, approximately 10 cm) from the portion where the diaphragm is located, the neck and head, and the thigh , Lower leg composed of lower leg, ankle and toe. Further, the “body axis” refers to an axis extending in a substantially vertical direction with respect to the cross section of the abdomen of the subject.
(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1Aの機能ブロックの構成について説明する。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a diagram showing functional blocks of the body fat measurement device according to
図1に示すように、本実施の形態における体脂肪測定装置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、胴部周囲長計測部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、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とを有している。
As shown in FIG. 1, a body
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。
The
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。 The plurality of electrodes include abdominal electrodes A11, A12, A21, and A22 attached to the subject's abdomen, upper limb electrodes H11, H12, H21, and H22 attached to the subject's upper limbs, and a lower limb attached to the subject's lower limbs. Electrodes F11, F12, F21, and F22 are included.
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110(図3、図4および図7参照)を含むインピーダンス測定用腹部装着ユニット100Aに設けられ、当該インピーダンス測定用腹部装着ユニット100A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。ここで、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。なお、腹部電極A11,A12,A21,A22が設けられるインピーダンス測定用腹部装着ユニット100Aの詳細な構造については後述することとする。
The abdominal electrodes A11, A12, A21, A22 are provided on the impedance measurement
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。 The upper limb electrodes H11, H12, H21, and H22 are attached to any part of the upper limb corresponding to the part away from the abdomen of the subject, and preferably the surface of the wrist of the right hand and the surface of the wrist of the left hand One pair is attached to each. The lower limb electrodes F11, F12, F21, and F22 are attached to any part of the lower limb corresponding to the part away from the subject's abdomen, and preferably the surface of the ankle of the right foot and the surface of the ankle of the left foot One pair is attached to each.
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。
The abdominal electrodes A11, A12, A21, A22, the upper limb electrodes H11, H12, H21, H22 and the lower limb electrodes F11, F12, F21, F22 are electrically connected to the
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。
The
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。
The constant
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。
The potential
胴部周囲長計測部24および被験者情報入力部25は、演算処理部11に含まれる体脂肪量算出部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。胴部周囲長計測部24は、被験者の胴部周囲長を自動計測する部位であり、検出された胴部周囲長の情報を制御部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。
The torso
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、胴部周囲長や腹部横幅、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。ただし、本実施の形態における体脂肪測定装置1Aにおいては、上述したように体格情報のうちの胴部周囲長を胴部周囲長計測部24によって自動計測するため、被験者情報入力部25を用いて胴部周囲長を入力する必要はない。
Here, “subject information” means information about the subject, and includes at least one of information such as age, gender, or physique information. The “physique information” refers to information on the size of a specific part of the subject's body (for example, information including at least one of the circumference of the torso, the abdomen width, the abdomen thickness, the height, etc.), the weight, etc. Contains information. However, in the body
なお、図1に示される機能ブロック図においては、体格情報のうちの胴部周囲長のみを自動計測するように構成した場合を例示しているが、他の体格情報を自動計測するように構成してもよい。また、図1に示される機能ブロック図においては、被験者情報入力部25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、当該被験者情報入力部25は必須の構成となるものではない。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。
In addition, in the functional block diagram shown in FIG. 1, although the case where it comprised so that only the trunk | drum circumference length among physique information might be measured automatically was illustrated, it is comprised so that other physique information may be measured automatically May be. Further, in the functional block diagram shown in FIG. 1, the case where the subject
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と、体脂肪量算出部13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。体脂肪量算出部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、胴部周囲長計測部24から入力された胴部周囲長と、必要に応じて被験者情報入力部25から入力された被験者情報とに基づいて各種の体脂肪量を算出する。本実施の形態における体脂肪測定装置1Aにあっては、体脂肪量算出部13が、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を含み、さらにこれに加えて被験者の全身の体脂肪量を算出する総脂肪量算出部14と、被験者の身体の特定の部位別の脂肪量を算出する部位別脂肪量算出部15とを有している。
The
表示部26は、上述の体脂肪量算出部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。
The
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。
The
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。
The
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。
The
次に、本実施の形態における体脂肪測定装置1A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、体脂肪量算出部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。
Next, an example of arithmetic processing performed in the body
図1を参照して、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。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。
Referring to FIG. 1, the
内臓脂肪量算出部16は、算出された2種類の生体インピーダンスZt,Zsと、被験者の体格情報の1つである胴部周囲長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および被験者の胴部周囲長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。
The visceral fat
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、算出された生体インピーダンスZsと、被験者の体格情報の1つである胴部周囲長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および被験者の胴部周囲長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。
Sv = a × W 2 -b × (1 / Zt) -c × W × Zs-d ... (1)
(Where a, b, c, d are coefficients)
The subcutaneous fat
Ss=e×W×Zs+f …(2)
(ただし、e,f:係数)
また、総脂肪量算出部14は、算出された生体インピーダンスZt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。
Ss = e × W × Zs + f (2)
(Where e, f are coefficients)
Further, the total fat
FFM=i×H2/Zt+j …(3)
(ただし、i,j:係数)
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。
FFM = i × H 2 / Zt + j (3)
(Where i, j are coefficients)
The coefficients in each of the above formulas (1), (2), and (3) are determined by, for example, a regression formula based on a measurement result by MRI. Moreover, the coefficient in each of Formula (1), (2), (3) may be defined for every age and / or sex.
なお、上述した内臓脂肪面積Svの算出や皮下脂肪面積Ssの算出とは直接関係しないが、被験者の全身の体脂肪量を算出する場合には、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。
Although not directly related to the calculation of the visceral fat area Sv and the calculation of the subcutaneous fat area Ss described above, when calculating the body fat mass of the whole body of the subject, the total fat
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、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生体インピーダンスと、被験者の体格情報とに基づいて、その算出が可能である。
Body fat percentage = (Wt−FFM) / Wt × 100 (4)
Although specific explanation is omitted, the body fat mass by body part is also determined based on the bioimpedance obtained by variously switching the current application electrode and the potential difference detection electrode and the physique information of the subject. Calculation is possible.
図2は、本実施の形態における体脂肪測定装置の外観構造を示す図であり、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1Aの外観構造および測定の際に被験者がとるべき姿勢について説明する。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。
FIG. 2 is a view showing an external structure of the body fat measurement device according to the present embodiment, and is a perspective view showing a state in which various attachment units included in the body fat measurement device are attached to a subject. Next, with reference to this FIG. 2, the external structure of the body
図2に示すように、本実施の形態における体脂肪測定装置1Aは、被験者300の腹部301に装着されるインピーダンス測定用腹部装着ユニット100Aと、被験者300の上肢に装着される一対のインピーダンス測定用上肢装着ユニット172A,172Bと、被験者300の下肢に装着される一対のインピーダンス測定用下肢装着ユニット173A,173Bと、これら各種装着ユニット100A,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165とを備えている。
As shown in FIG. 2, the body
インピーダンス測定用腹部装着ユニット100Aは、腹部301に巻き回し可能な帯状の部材にて構成されている。インピーダンス測定用上肢装着ユニット172A,172Bおよびインピーダンス測定用下肢装着ユニット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部材にて構成されている。インピーダンス測定用腹部装着ユニット100Aは、被験者の腹部の表面に接触配置可能な腹部電極(上述の腹部電極A11,A12,A21,A22)を有している。また、インピーダンス測定用上肢装着ユニット172A,172Bのそれぞれは、被験者の上肢の表面に接触配置可能な上肢電極(上述の上肢電極H11,H12,H21,H22)を有している。また、インピーダンス測定用下肢装着ユニット173A,173Bのそれぞれは、被験者の下肢の表面に接触配置可能な下肢電極(上述の下肢電極F11,F12,F21,F22)を有している。
The impedance measurement abdomen attachment unit 100 </ b> A is configured by a belt-like member that can be wound around the abdomen 301. Each of the impedance measurement upper
装置本体165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およびメモリ部29等を含んでいる。なお、装置本体165に設けられた定電流生成部21、端子切替部22および電位差検出部23等は、必要に応じてインピーダンス測定用腹部装着ユニット100Aに設けることも可能である。上述した胴部周囲長計測部24は、インピーダンス測定用腹部装着ユニット100Aに設けられている。
The apparatus
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にインピーダンス測定用腹部装着ユニット100Aを装着し、インピーダンス測定用上肢装着ユニット172A,172Bを被験者300の上肢(好適には手首302A,302B)に装着し、インピーダンス測定用下肢装着ユニット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100A,172A,172B,173A,173Bの装着により、これら各種装着ユニット100,172A,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。
As shown in FIG. 2, when measuring various body fat masses, the subject 300 takes a supine position on the bed surface 400 (that is, a posture lying on his back). Then, the impedance measurement
図3および図4は、本実施の形態における体脂肪測定装置のインピーダンス測定用腹部装着ユニットの外観構造を示す図であり、図3は斜視図、図4は下面図である。また、図5は、図3および図4に示すインピーダンス測定用腹部装着ユニットの図3および図4中に示すV−V線に沿った断面図である。また、図6は、図3および図4に示すインピーダンス測定用腹部装着ユニットの保持部の詳細な構造を説明するための断面図である。次に、これら図3ないし図6を参照して、本実施の形態における体脂肪測定装置1Aのインピーダンス測定用腹部装着ユニット100Aの構造について詳説する。なお、図6においては、理解を容易とするために、保持部115のケーシングの図示を一部省略している。
3 and 4 are views showing the external structure of the impedance measurement abdomen attachment unit of the body fat measurement device according to the present embodiment, FIG. 3 is a perspective view, and FIG. 4 is a bottom view. FIG. 5 is a cross-sectional view of the impedance measurement abdomen attachment unit shown in FIGS. 3 and 4 along the line VV shown in FIGS. 3 and 4. FIG. 6 is a cross-sectional view for explaining the detailed structure of the holding portion of the impedance measurement abdomen attachment unit shown in FIGS. 3 and 4. Next, the structure of the impedance measurement
図3および図4に示すように、インピーダンス測定用腹部装着ユニット100Aは、シート状部111とベルト部140とによって構成される長尺状の帯状部材110を含んでいる。シート状部111は、平面視略矩形状の外形を有している。一方、ベルト部140は、上記シート状部111にその一端が接続された長尺状の部材からなる。シート状部111の上面には、電極支持機構収容部112が設けられ、シート状部111の下面には、その一部が露出するように複数の電極113が配置されている。シート状部111の長尺方向の一端部(すなわち、帯状部材110の一端部110aに相当)の上面には、保持部115が設けられている。
As shown in FIG. 3 and FIG. 4, the impedance measurement abdomen attachment unit 100 </ b> A includes a long belt-
図3に示すように、ベルト部140の一端は、シート状部111の保持部115が設けられた側の一端部とは反対側に位置する他端部に設けられた固定部114によってシート状部111に固定されている。このベルト部140のシート状部111に対する固定は、たとえばベルト部140の一端を、シート状部111と当該シート状部111にビス止め等される板状部材とによって挟持すること等で行なわれる。
As shown in FIG. 3, one end of the
シート状部111は、実質的に伸縮性を有さない部材にて構成されており、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形成されている。一方、ベルト部140は、シート状部111に比較して幅の狭い長尺状の形状を有しており、その長尺方向に伸縮性を実質的に有さない部材にて構成されている。ベルト部140は、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形成されている。
The sheet-
図5に示すように、帯状部材110に設けられた複数の電極113のそれぞれは、棒状に伸びるロッド部113aと、当該ロッド部113aの先端に設けられた板状部113bとを有している。ロッド部113aは、シート状部111に設けられた挿通孔に差し込まれている。板状部113bは、シート状部111の下面側において露出している。この板状部113bのロッド部113aに連結されていない側の主面が、被験者の腹部に接触する接触面となる。複数の電極113のそれぞれは、生体適合性に優れた金属材料にて形成されている。なお、複数の電極113は、シート状部111の下面において行列状に配置されるが、これら電極113のそれぞれは、上述の腹部電極A11,A12,A21,A22のそれぞれに相当する。
As shown in FIG. 5, each of the plurality of
図3を参照して、電極支持機構収容部112は、箱状の形状を有する部材にて構成されており、複数の電極113のそれぞれを特定の方向に可動支持するための電極支持機構をその内部に有している。電極支持機構収容部112は、上述した腹部電極A11,A12,A21,A22を1組とする4つの腹部電極群のそれぞれについて設けられている。
Referring to FIG. 3, the electrode support
図5に示すように、電極支持機構収容部112の内部に設けられた電極支持機構は、シート状部111に固定された基体116aおよび当該基体116aにビス等によって固定された蓋体116bからなるガイド枠116と、ガイド枠116の内部に形成された空間内に配置されたコイルバネ117とによって構成されている。ガイド枠116を構成する基体116aおよび蓋体116bのそれぞれには挿通孔が設けられており、当該挿通孔に電極113のロッド部113aが挿通されることにより、コイルバネ117の中空部に電極113のロッド部113aが挿通配置されている。コイルバネ117は、その一端が蓋体116bに当接しており、他端が電極113のロッド部113aに設けられた鍔部113a1に当接している。これにより、複数の電極113は、電極支持機構によって可動支持され、装着状態において被験者の腹部表面と略垂直方向にのみ可動するとともに、コイルバネ117の付勢力によって腹部側に向けて付勢されることになる。
As shown in FIG. 5, the electrode support mechanism provided inside the electrode support
図3および6に示すように、シート状部111の長尺方向の一端部(帯状部材110の一端部110a)の上面には、保持部115が設けられている。保持部115の所定位置には、ベルト部140のシート状部111に連結されていない側の他端(すなわち、帯状部材110の他端部110bに相当)寄りの部分を挿通するための挿通路が設けられている。保持部115には、ロック部材115aが設けられており、ロック部材115aは、上述の挿通路内に挿通されたベルト部140を移動不能に固定可能である。より具体的には、ロック部材115aは、保持部115のケーシング内において回動可能に軸支されており、ロック状態において当該ロック部材115aの先端と保持部115のケーシングの所定位置との間でベルト部140を挟持することにより、ベルト部140を移動不能に摩擦係止する。
As shown in FIGS. 3 and 6, a holding
保持部115のケーシングの所定位置には、光電センサ(より特定的にはフォトインタラプタ)124A,124Bが設けられている。光電センサ124A,124Bは、保持部115に設けられた挿通路に面するように保持部115のケーシングの底面上に配置されており、その上方をベルト部140が通過可能に構成されている。この光電センサ124A,124Bは、上述した胴部周囲長計測部24の一部を構成するものであるが、その詳細については後述することとする。
Photoelectric sensors (more specifically, photo interrupters) 124A and 124B are provided at predetermined positions of the casing of the holding
図3に示すように、シート状部111の所定位置には、上述した各種装着ユニット100A,172A,172B,173A,173Bおよび装置本体165とを中継する接続ケーブル180を取付けるためのコネクタ118が設けられている。また、図4に示すように、シート状部111の略中央部には、装着の際に腹部に対して電極113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119が設けられている。
As shown in FIG. 3, a
図7は、上述のインピーダンス測定用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図であり、図2中に示すVII−VII線に沿った模式断面図である。次に、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1Aのインピーダンス測定用腹部装着ユニット100Aを被験者の腹部に装着した状態について説明する。
FIG. 7 is a view showing a state in which the above-described impedance measurement abdomen attachment unit is attached to the abdomen of the subject, and is a schematic cross-sectional view taken along the line VII-VII shown in FIG. Next, with reference to FIG. 7, a state in which the impedance measurement
図7に示すように、インピーダンス測定用腹部装着ユニット100A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110を含むインピーダンス測定用腹部装着ユニット100Aが被験者300の腹部301に巻き回された状態で取付けられる。ここで、装着に際しては、シート状部111に設けられた位置決め用貫通穴119が被験者300の臍位置に合致するようにシート状部111が位置決めされて被験者300の腹部301上に載置され、当該位置決めが行なわれた状態でベルト部140が被験者300の側腹および腹部背面に巻き付けられる。そして、ベルト部140のシート状部111に連結されていない側の他端(帯状部材110の他端部110b)寄りの部分がシート状部111の長尺方向の一端部(帯状部材110の一端部110a)に設けられた保持部115によって保持されることにより、インピーダンス測定用腹部装着ユニット100Aが被験者300の腹部301に装着される。これにより、シート状部111の下面側(装着状態において内周面側)に設けられた複数の電極113の板状部113bが被験者300の腹部前面に接触配置されることになる。
As shown in FIG. 7, in a state where the impedance measurement abdomen attachment unit 100 </ b> A is attached to the
図8は、本実施の形態における体脂肪測定装置の胴部周囲長計測部の構成および当該胴部周囲長計測部によって被験者の胴部周囲長が自動計測される仕組みを説明するための模式図である。次に、この図8を参照して、本実施の形態における体脂肪測定装置1Aの胴部周囲長計測部24の構成および当該胴部周囲長計測部24によって被験者の胴部周囲長が自動計測される仕組みについて詳説する。
FIG. 8 is a schematic diagram for explaining the configuration of the torso circumference measurement unit of the body fat measurement device according to the present embodiment and the mechanism in which the torso circumference of the subject is automatically measured by the torso circumference measurement unit. It is. Next, referring to FIG. 8, the configuration of the trunk
図8に示すように、胴部周囲長計測部24は、上述の光電センサ124A,124Bと、胴部周囲長計測回路161とを含んでいる。一方、ベルト部140の下面(装着状態において被験者の腹部に面する側の主面)には、エンコーダストリップ144が取付けられている。エンコーダストリップ144は、ベルト部140のシート状部111に連結されていない側の他端(帯状部材110の他端部110b)からシート状部111側に向けて(帯状部材110の一端部110a側に向けて)所定位置にまで延在するように設けられている。エンコーダストリップ144は、その主面にマーカーとしてのバーコード145を有している。上述したように、光電センサ124A,124Bは、保持部115に設けられているため、ベルト部140が保持部115に挿通された状態においては、エンコーダストリップ144が保持部115内において光電センサ124A,124Bに対面配置されることになる。
As shown in FIG. 8, the trunk
光電センサ124A,124Bは、エンコーダストリップ144に設けられたバーコードを読み取るための読み取り手段である。光電センサ124A,124Bのそれぞれは、発光部と受光部とを備えており、発光部から出射された光がエンコーダストリップ144に照射され、その反射光が受光部によって受光されることにより、その反射光の光量差に基づいてバーコードの有無を検出する。光電センサ124A,124Bは、受光した光を光電変換することによって電気信号を出力し、出力された電気信号は、胴部周囲長計測回路161に入力される。胴部周囲長計測回路161は、入力された電気信号に基づいて被験者の胴部周囲長を特定し、特定した胴部周囲長を制御部10に入力する。
The
より詳細には、エンコーダストリップ144に設けられたバーコードは、図8中に示すI列およびII列の2列のバーコード群を有している。I列に含まれるバーコードは、当該バーコードが付された部分におけるベルト部140の位置情報を示すための識別子を含んでおり、光電センサ124Aによって検知される。II列に含まれるバーコードは、上記I列に含まれるバーコードの検知のタイミングを示すための識別子であり、光電センサ124Bによって検知される。
More specifically, the bar code provided on the
上記I列およびII列の2列のバーコード群は、それぞれベルト部140の長尺方向において所定の距離で等分された区間を有している。本実施の形態における体脂肪測定装置1Aにおいては、上記各区間の長さがそれぞれ16mmとされている。各区間のI列に含まれるバーコードは、ヘッダおよびフッタと、位置マークとをそれぞれ含んでいる。ヘッダは、帯状部材110の他端部110b側に位置し、当該区間の始まりを示している。フッタは、帯状部材110の一端部110a側に位置し、当該区間の終わりを示している。位置マークは、これらヘッダとフッタの間に位置し、各区間の始まりの位置におけるベルト部140の位置情報を示している。これに対し、各区間のII列に含まれるバーコードは、図中に矢印で示す読み取り方向において交互にバーコードの有無が繰り返されるように、各バーコードが所定の間隔をもって配置されている。なお、本実施の形態における体脂肪測定装置1Aにおいては、上記位置マークが8進1桁のビット表示で記されており、II列に含まれるバーコードは、1ビット置きに配置されている。
Each of the two groups of barcodes of the I row and the II row has sections equally divided by a predetermined distance in the longitudinal direction of the
各区間の始まりの位置におけるベルト部140の位置情報は、帯状部材110の一端部110a側から当該部分までの距離を示している。そのため、当該距離は、帯状部材110が巻き回された状態における巻き回し長さに相当することになる。したがって、装着状態においてインピーダンス測定用腹部装着ユニット100Aを被験者の腹部に隙間なくぴったりとフィットさせることにより、当該距離が被験者の胴部周囲長を表すことになる。
The position information of the
上述したように、インピーダンス測定用腹部装着ユニット100Aは、帯状部材110の一端部110aに設けられた保持部115に帯状部材110の他端部110bが挿し込まれることによって装着される。したがって、光電センサ124A,124Bは、インピーダンス測定用腹部装着ユニット100Aの装着に際して、図中に矢印で示す読み取り方向に沿ってバーコードを読み取ることになる。
As described above, the impedance measurement
その際、光電センサ124Aによって検出されたI列に含まれるバーコードの有無の情報と、光電センサ124Bによって検出されたII列に含まれるバーコードの有無の情報とが、同期されて胴部周囲長計測回路161に入力される。胴部周囲長計測回路161は、入力された上記情報のうち光電センサ124Bによって検出された情報に基づいて光電センサ124Aによって検出された情報を位置情報として認識するためのタイミングを決定する。そして、胴部周囲長計測回路161は、光電センサ124Aによって検出された情報を上述のタイミングと関連付けることにより、光電センサ124Aによって検出された情報から位置マークに関する情報を抽出し、当該位置マークに基づいて位置情報を特定する。これにより、胴部周囲長計測回路161によって帯状部材110の被験者の腹部に対する巻き付け長さが特定される。以上により、被験者の胴部周囲長が胴部周囲長計測部24によって自動計測されることになる。
At that time, the presence / absence information of the barcode included in the I row detected by the
図9は、本実施の形態における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9を参照して、体脂肪測定装置1A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1Aの動作について説明する。
FIG. 9 is a flowchart that defines the operation procedure of the body fat measurement device when measuring the visceral fat area, the subcutaneous fat area, and the body fat percentage using the body fat measurement device according to the present embodiment. Next, with reference to FIG. 9, the operation of the body
図9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を互いに平行に4組配置した構成とした場合の動作手順である。
The processing shown in the flowchart of FIG. 9 is stored in advance in the
図9を参照して、制御部10は、体格情報としての身長Hや体重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。
Referring to FIG. 9,
次に、制御部10は、胴部周囲長Wの計測動作を開始する(ステップ2)。具体的には、制御部10の指令に基づいて光電センサ124A,124Bが動作を開始し、この光電センサ124A,124Bが動作した状態において、インピーダンス測定用腹部装着ユニットの被験者への装着が行なわれるようにする。
Next, the
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S3)。制御部10は、測定開始の指示があるまで待機し(ステップS3においてNO)、測定開始の指示を検知した場合に(ステップS3においてYES)、当該状態において検出されている胴部周囲長の情報を被験者の胴部周囲長Wとして決定する(ステップS4)。決定された胴部周囲長Wは、たとえばメモリ部29に一時的に保存される。
Next, the
次に、制御部10は、電極の設定を行なう(ステップS5)。ここで、ステップS5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。
Next, the
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S6)。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。
The constant
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、腹部電極A11,A21間の電位差を検出する(ステップS7)。
In this state, the
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S8)。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S8においてNO)、上述のステップS5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S8においてYES)、後述するステップS9へと移行する。
Next, the
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S5)。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S7)。
In this way, the
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S8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とに基づいて、生体インピーダンスZt1〜Zt4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の値は、たとえばメモリ部29に一時的に保存される。
The
次に、制御部10は、改めて電極の設定を行なう(ステップS10)。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。
Next, the
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S11)。
The constant
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、腹部電極A12,A22間の電位差を検出する(ステップS12)。
In this state, the
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S13)。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S13においてNO)、上述のステップS10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S13においてYES)、後述するステップS14へと移行する。
Next, the
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S10)。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S11)、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S12)。
In this way, the
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S13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とに基づいて、生体インピーダンスZs1〜Zs4を算出する(ステップS14)。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の値は、たとえばメモリ部29に一時的に保存される。
The
次に、内臓脂肪量算出部16は、ステップS4で特定された胴部周囲長Wと、算出された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とに基づいて、内臓脂肪面積Svを算出する(ステップS15)。内臓脂肪面積Svは、上述の式(1)に胴部周囲長Wおよび算出された生体インピーダンスZt,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つの生体インピーダンスZt1〜Zt4の平均値および4つの生体インピーダンスZs1〜Zs4の平均値が、それぞれ式(1)に代入される。
Next, the visceral fat
次に、皮下脂肪量算出部17は、ステップS4で特定された胴部周囲長Wと、算出された生体インピーダンスZs1〜Zs4とに基づいて、皮下脂肪面積Ssを算出する(ステップS16)。皮下脂肪面積Ssは、上述の式(2)に胴部周囲長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つの生体インピーダンスZs1〜Zs4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。
Next, the subcutaneous fat
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とに基づいて、除脂肪量FFMを算出する(ステップS17)。除脂肪量FFMは、上述の式(3)により算出される。
Next, the total fat
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S15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S18)。体脂肪率は、上述の式(4)により算出される。
Further, the total fat
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S19)。
And the
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。
Thus, the body
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とすることにより、読み取り手段としての光電センサ124A,124Bを含む胴部周囲長計測部24によって被験者の胴部周囲長が自動計測可能になる。一般に光電センサは非常に小型であり、そのため上記構成を採用すれば小型で簡便に胴部周囲長を自動計測することが可能な生体インピーダンス法を用いた体脂肪測定装置とすることができる。また、位置情報を示すマーカーとしてのバーコードについても、帯状部材110にエンコーダストリップを取付けることで簡便に構成可能であり、装置構成が複雑化したり装置が大型化することが一切ない。
By using the body
また、上述の本実施の形態における体脂肪測定装置1Aにおいては、光電センサ124A,124Bが帯状部材110の一端部110aに設けられた保持部115に設けられている。そのため、インピーダンス測定用腹部装着ユニット100Aを装着した状態において、被験者の胴部を周方向に帯状部材110が一周りした位置でのバーコードの検出が可能となるため、胴部周囲長を誤差なく正確に実測することができる。
Further, in the body
上述の本実施の形態における体脂肪測定装置1Aにおいては、各区間が16mmとなるように構成された場合を例示したが、この区間の長さをより小さくすれば、より精緻に胴部周囲長を計測することが可能である。しかしながら、帯状部材110に付されるバーコードの幅が小さくなればなるほど、その検出は困難になる傾向にある。上述の本実施の形態における体脂肪測定装置1Aにおいては、I列に含まれるバーコードの位置マークが8進1桁のビット表示で示された場合としたが、これを種々変更することにより、測定可能範囲を広げたりあるいは測定可能な分解能を高めたりすることが可能になる。図10は、その変更例の一つを具体的に示す図であり、位置マークを8進3桁表示とした場合のバーコードの構成例を示したものである。
In the body
図10に示すように、位置マークを8進3桁表示とすれば、各桁が読み取り方向と直交する方向に配置可能となるため、位置マークを8進1桁表示とした場合に比べて、読み取り方向における分解能を向上させることが可能になる。具体的には、上述の本実施の形態における体脂肪測定装置においては、1ビットを1mmとし、1区間をヘッダおよびフッタならびに位置マークを含めて16ビット表示としたため、1区間が16mmとなっていた。これを図10に示す如く位置マークを8進3桁表示とすれば、1ビットを1mmとした場合にも、位置マークは読み取り方向に3ビットで表示でき、1区間に含まれる位置マークは読み取り方向に3mmで表現可能になる。ただし、この場合には、タイミングを示すバーコードを検出するための1個の光電センサと位置情報を示す3桁のバーコードのそれぞれを検出するための3個の光電センサとの合計4個の光電センサが必要となる。
As shown in FIG. 10, if the position mark is displayed in
なお、図10に示した変更例においては、読み取り方向における位置マークの前後にヘッダおよびフッタを配置しない構成とした場合を示しているが、このようにヘッダおよびフッタを省略することも可能である。ただし、ヘッダおよびフッタを省略する場合には、胴部周囲長の計測に際して必ずエンコーダストリップ144の端からバーコードが検出されるように構成することが必要である。このように構成することにより、ヘッダおよびフッタを設ける必要がなくなるため、装置構成が簡素化するとともに胴部周囲長の計測の分解能を向上させることが可能になる。
In the modification shown in FIG. 10, the case where the header and the footer are not arranged before and after the position mark in the reading direction is shown. However, the header and the footer can be omitted in this way. . However, when the header and footer are omitted, it is necessary to make a configuration so that the bar code is always detected from the end of the
また、上述の本実施の形態における体脂肪測定装置1Aは、バーコード自体が当該バーコードが付された部分における位置情報を有することとなるように、位置マークが当該バーコードに含まれるように構成している。しかしながら、上述したように胴部周囲長の計測に際して必ずエンコーダストリップ144の端からバーコードが検出されるように構成した場合には、図8に示すII列のバーコード群のみをエンコーダストリップ144に設け、図8に示すI列のバーコード群を設けない構成とすることも可能である。このように構成した場合には、光電センサ124Bによって検出されたバーコードの数を胴部周囲長計測回路161がカウントすることにより、当該カウント量に基づいて胴部周囲長を特定することが可能となる。このように構成した場合には、1個の光電センサのみで読み取り手段が構成可能となるため装置構成が簡素化するとともに、位置マークやヘッダおよびフッタを設ける必要がなくなるため胴部周囲長の計測の分解能を向上させることが可能になる。
Further, the body
さらには、上述の光電センサを用いた読み取り手段に加え、ロータリエンコーダ等に代表される回転角度検出手段をインピーダンス測定用腹部装着ユニット100Aにさらに設ける構成とすることにより、胴部周囲長の計測の分解能を高めたりあるいは計測のタイミングを示すバーコード群(すなわち、図8に示したII列のバーコード群)を省略したりすることも可能である。以下においては、そのように構成した場合の一例を本実施の形態における変形例として詳細に説明する。
Furthermore, in addition to the above-described reading means using the photoelectric sensor, a rotation angle detection means represented by a rotary encoder or the like is further provided in the impedance measurement
図11および図12は、本発明の実施の形態1における変形例に係る体脂肪測定装置の保持部の構造を示す図であり、図11は斜視図、図12は断面図である。また、図13は、本実施の形態における変形例に係る体脂肪測定装置の胴部周囲長計測部の構成を説明するための模式図である。なお、図11においては、理解を容易とするために、保持部115についてそのケーシングの図示を一部省略している。
11 and 12 are views showing the structure of the holding unit of the body fat measurement device according to the modification of the first embodiment of the present invention, FIG. 11 is a perspective view, and FIG. 12 is a cross-sectional view. FIG. 13 is a schematic diagram for explaining the configuration of the torso circumference measurement unit of the body fat measurement device according to the modified example of the present embodiment. In FIG. 11, the casing of the holding
図11および図12に示すように、本変形例に係る体脂肪測定装置においては、インピーダンス測定用腹部装着ユニット100Aのベルト部140が、その一面(装着状態において被験者の腹部に面しない側の主面)に歯が形成された歯付きベルト(タイミングベルト)にて構成されている。また、保持部115の内部には、光電センサ124に加え、回転体としての歯付きプーリ121と、回転角度検出手段としてのロータリエンコーダ122とが設けられている。歯付きプーリ121は、保持部115に設けられた挿通路に面しており、ベルト部140を当該挿通路に挿通させた状態においてベルト部140に設けられた歯に噛合する。ロータリエンコーダ122の検出軸123は、上述した歯付きプーリ121に固定されている。
As shown in FIG. 11 and FIG. 12, in the body fat measurement device according to this modification, the
上述したように、歯付きプーリ121は、ベルト部140を当該挿通路に挿通させた状態においてベルト部140に噛合する。このため、ベルト部140が保持部115内に設けられた挿通路中を移動することにより、歯付きプーリ121は従動回転することになる。この歯付きプーリ121の回転に伴い、ロータリエンコーダ122の検出軸123も回転することになる。これにより、ロータリエンコーダ122によってベルト部140の送り量が検出軸123の回転角度量として検出されることになる。
As described above, the
図13に示すように、本変形例に係る体脂肪測定装置においては、胴部周囲長計測部24が、上述のロータリエンコーダ122および光電センサ124と、胴部周囲長計測回路161とによって構成されている。ロータリエンコーダ122は、検出した回転角度量に応じた電気信号を出力し、胴部周囲長計測回路161に入力する。光電センサ124は、受光した光を光電変換することによって電気信号を出力し、胴部周囲長計測回路161に入力する。胴部周囲長計測回路161は、ロータリエンコーダ122および光電センサ124から入力された電気信号に基づいて被験者の胴部周囲長を特定し、特定した胴部周囲長を制御部10に入力する。
As shown in FIG. 13, in the body fat measurement device according to this modification, the torso
ここで、本変形例に係る体脂肪測定装置においては、図8に示すI列のバーコード群(すなわち、位置情報を含むバーコード群)のみがエンコーダストリップ144に設けられる。これは、ロータリエンコーダ122から回転角度量に基づいたパルスが胴部周囲長計測回路161に入力されるためであり、光電センサ124によって検出されたバーコードの有無の情報と、ロータリエンコーダ122から入力される情報とが、同期されて胴部周囲長計測回路161に入力されるためである。すなわち、胴部周囲長計測回路161は、入力された上記情報のうちロータリエンコーダ122から入力された情報に基づいて光電センサ124によって検出された情報を位置情報として認識するためのタイミングを決定し、光電センサ124Aによって検出された情報をこのタイミングと関連付けることにより、光電センサ124Aによって検出された情報から位置マークに関する情報を抽出し、当該位置マークに基づいて位置情報を特定するためである。なお、本変形例に係る構成を採用した場合には、ベルト部140に付されるバーコード群が一列となるため、保持部115に設けられる光電センサ124も1個で足りることになる。
Here, in the body fat measurement device according to the present modification, only the I-line barcode group (that is, the barcode group including position information) shown in FIG. 8 is provided in the
また、本変形例に係る構成を採用した場合には、読み取り手段としての光電センサ124と回転角度検出手段としてのロータリエンコーダ122とを胴部周囲長を計測するための手段として利用することになるため、より高精度にかつ精緻に胴部周囲長を計測することが可能になる。具体的には、たとえば、胴部周囲長計測回路161が、光電センサによってベルト部140の位置マークが読み取られる毎にそれまでにロータリエンコーダ122によって検出されて入力された情報を破棄し、あらためてロータリエンコーダ122を用いて上記歯付きプーリ121の回転角度量の検出を開始するように構成することにより、より精緻な胴部周囲長の計測が可能になる。すなわち、上記のような構成を採用することにより、光電センサ124を用いて特定した胴部周囲長にロータリエンコーダ122によって検出されたベルト部140の移動量を足した値をもってして胴部周囲長とすることが可能になるため、光電センサ124を用いた長さ計測機構によっては困難な精緻な長さ計測が、ロータリエンコーダ122を用いた長さ計測機構による長さ計測によって補完されることになり、精緻な胴部周囲長の計測が可能になる。
Further, when the configuration according to this modification is adopted, the
なお、本変形例においては、保持部115にベルト部140の固定のためのロック部材を設けない構成とした場合を例示したが、これはロータリエンコーダ122の検出軸123を回転させるためのトルクが所定値以上となるように設定することにより、当該検出軸にロック部材と同等の役割をもたせることが可能になるためである。しかしながら、上記トルク設定が困難な場合には、上述した図3および図6に示す如くのロック部材を保持部115に設ける必要がある。
In the present modification, the case where the holding
(実施の形態2)
被験者の胴部周囲長は、呼吸動作に伴って僅かではあるが変動する。そのため、上述の本発明の実施の形態1において示した体脂肪測定装置1Aの如く、測定時において保持部115によって帯状部材110の他端部110b寄りの部分を移動不能に固定する構成を採用した場合には、吸気動作時に帯状部材110が被験者の腹部に食い込み、被験者に過度の圧迫感を与えるおそれがある。
(Embodiment 2)
The subject's torso circumference varies slightly with breathing motion. Therefore, as in the body
そこで、以下に示す本実施の形態における体脂肪測定装置1Bにおいては、帯状部材110の他端部110b寄りの部分が保持部115に対して相対的に移動可能に保持されることとなるように、すなわち保持部115が被験者の呼吸動作に伴う胴部周囲長の変動に追従して帯状部材110の保持位置を可変に保持可能となるように構成することにより、この問題の解決を図っている。以下において、その詳細について説明する。
Therefore, in the body fat measurement device 1B according to the present embodiment described below, the portion near the
図14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14を参照して本実施の形態における体脂肪測定装置1Bの機能ブロックの構成について説明する。
FIG. 14 is a diagram showing functional blocks of the body fat measurement device according to
図14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、上述の本発明の実施の形態1における体脂肪測定装置1Aに設けられた各種機能ブロックを具備するとともに、これに加え、演算処理部11に呼吸状態検出部18を有している。ここで、胴部周囲長計測部24は、上述の本実施の形態1において示した機能に加え、被験者の胴部に巻き回された帯状部材110の巻き回し長さの変動を測定動作中において常時検出することにより、被験者の胴部周囲長の変動を検出する胴部周囲長変動量計測部としての機能をも有している。
As shown in FIG. 14, the body fat measurement device 1B according to the present embodiment includes various functional blocks provided in the body
呼吸状態検出部18は、胴部周囲長計測部24によって計測されて制御部10に入力された被験者の胴部周囲長の情報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。体脂肪量算出部13は、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、呼吸状態検出部18において得られた呼吸状態の情報と、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各種の体脂肪量を算出する。
The breathing
図15は、本発明の実施の形態2における体脂肪測定装置のインピーダンス測定用腹部装着ユニットの外観構造を示す斜視図である。また、図16(A)および図16(B)は、図15に示すインピーダンス測定用腹部装着ユニットの保持部の詳細な構造を説明するための斜視図である。また、図17は、当該保持部のうちの取付け部の内部構造を示す斜視図である。さらに、図18は、図15に示すインピーダンス測定用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。以下においては、これら図15、図16(A)、図16(B)、図17および図18を参照して、本実施の形態における体脂肪測定装置1Bのインピーダンス測定用腹部装着ユニット100Bの構造および当該インピーダンス測定用腹部装着ユニット100Bに設けられる保持部115の詳細な構造ならびに当該保持部115によってベルト部140が保持される仕組みについて説明するとともに、本実施の形態における体脂肪測定装置1Bに具備されるインピーダンス測定用腹部装着ユニット100Bを被験者の腹部に装着した状態について説明する。なお、図16(A)、図16(B)および図17においては、理解を容易とするために、ベルト送り部120および取付け部130の双方についてそのケーシングの図示を一部または全部省略している。
FIG. 15 is a perspective view showing the external structure of the impedance measurement abdomen attachment unit of the body fat measurement device according to the second embodiment of the present invention. FIGS. 16A and 16B are perspective views for explaining the detailed structure of the holding portion of the impedance measurement abdomen attachment unit shown in FIG. FIG. 17 is a perspective view showing the internal structure of the mounting portion of the holding portion. Further, FIG. 18 is a schematic cross-sectional view showing a state where the impedance measurement abdomen attachment unit shown in FIG. 15 is attached to the abdomen of the subject. In the following, referring to FIG. 15, FIG. 16 (A), FIG. 16 (B), FIG. 17 and FIG. 18, the structure of impedance measurement
図15に示すように、本実施の形態における体脂肪測定装置1Bに具備されるインピーダンス測定用腹部装着ユニット100Bにおいては、ベルト部140がその一面(装着状態において被験者の腹部に面しない側の主面)に歯が形成された歯付きベルト(タイミングベルト)にて構成されている。一方、シート状部111の長尺方向の他端部(固定部114が設けられていない側の端部)に設けられた保持部115は、ベルト送り部120と、取付け部130とを有している。
As shown in FIG. 15, in the impedance measurement
ベルト送り部120および取付け部130は、いずれもその所定位置にベルト部140が挿通される挿通路を含んでいる。ベルト送り部120は、シート状部111に固定されており、挿し込まれたベルト部140を出入り可能に保持する。一方、取付け部130は、当該取付け部130を挿し込まれたベルト部140の任意の位置に固定的に取付け可能な固定機構を内部に有しており(詳細は後述)、これによりベルト部140の任意の位置に着脱自在に取付けられる。保持部115は、装着状態において帯状部材110の他端部110b寄りの部分であるベルト部140の端部近傍を当該保持部115に対して相対的に移動可能に保持する役目を果たす。
Each of the
図16(A)および図16(B)に示すように、シート状部111に設けられたベルト送り部120は、その内部に歯付きプーリ121を有している。歯付きプーリ121は、ベルト送り部120に設けられた挿通路に面した状態で回転可能に軸支されており、挿通路内に挿通されたベルト部140の歯に噛合する。また、ベルト送り部120の外表面には、鈎状に形成されたフック部125が設けられている。
As shown in FIGS. 16A and 16B, the
一方、図16(A)、図16(B)および図17に示すように、ベルト部140に着脱自在に取付けられる取付け部130は、バンド巻取り機構131と、固定機構136とを主として有している。
On the other hand, as shown in FIGS. 16 (A), 16 (B), and 17, the
バンド巻取り機構131は、装着状態において取付け部130とベルト送り部120とを近づける方向に付勢するための付勢手段に相当する機構である。具体的には、図16(A)、図16(B)および図17に示すように、バンド巻き付け機構131は、リール体132と、バンド133と、バネ収容部134に収容された発条バネ134aとを主として備えている。リール体132は、取付け部130内において回転可能に軸支されている。バンド133は、非伸縮性の長尺状の帯状の部材からなり、その一端がリール体132に固定されるとともにリール体132に巻き回されている。バネ収容部134内には、バネ部材としての発条バネ134aが収容されており、発条バネ134aの一端部はバネ収容部134のケーシングに固定され、他端はリール体132の回転軸に固定されている。
The
これらリール体132、バンド133および発条バネ134aによってバンド巻取り機構131が構成されることになる。これにより、バンド133は、リール体132から引き出し可能に構成されるとともに、バンド133に力が加えられていない状態において弾性力発現部材として機能する発条バネ134aの弾性力によってバンド133がリール体132に巻き取られることになる。なお、バンド133のリール体132に固定されていない側の端部には、バックル部135が取付けられている。バックル部135は、上述したベルト送り部120に設けられたフック部125に係合可能な係止穴を有している。
The
固定機構136は、上述したように、取付け部130をベルト部140の任意の位置に固定的に取付けるための機構である。具体的には、図16(A)、図16(B)および図17に示すように、固定機構136は、押し釦137と、当該押し釦137に連動して上下動する中継部材138と、その一端が中継部材138に当接するように配置された回動ロック部材139と、中継部材を付勢するバネ138aとによって主として構成されている。回動ロック部材139の先端には、ベルト部140の表面に設けられた歯に噛合可能な係止爪部139aが設けられている。回動ロック部材139は、押し釦137の操作に連動して上下動する中継部材138によってその動作が制御されて回動し、その先端に設けられた係止爪部139aがベルト部140の歯に噛合したり歯合しなかったりすることによって、取付け部130をベルト部140の任意の位置に固定的に取付ける。
The
次に、図16(A)および図16(B)を参照して、保持部115によって帯状部材110の他端部110b寄りの部分を保持させるための作業手順について説明する。なお、以下に示す作業手順は、被験者の腹部にインピーダンス測定用腹部装着ユニット100Aを巻き付けた後に行なうものであり、当該作業手順を経ることにより図18に示す如くの装着状態が実現される。
Next, with reference to FIG. 16 (A) and FIG. 16 (B), the work procedure for hold | maintaining the part near the
保持部115によって帯状部材110の他端部110b寄りの部分であるベルト部140の端部近傍を保持させるためには、まず図16(A)に示すように、予め取付け部130の挿通路に挿通されたベルト部140の他端をベルト送り部120の挿通路に図中矢印A方向に向けて挿し込む。これにより、挿し込まれたベルト部140に設けられた歯は、ベルト送り部120に設けられた歯付きプーリ121の歯に噛合することになる。
In order to hold the vicinity of the end portion of the
次に、図16(A)に示すように、予めベルト部140に対して移動自在に取付けられてあった取付け部130をベルト部140の所定の位置に固定機構136を用いて固定的に取付ける。その際、図中矢印B方向に取付け部130の位置を調整することになるが、その取付け位置はベルト送り部120に対して十分な距離を隔てた位置とする。
Next, as shown in FIG. 16A, the
次に、図16(B)に示すように、取付け部130に設けられたバンド133を図中矢印C方向に向かって引き出し、当該バンド133の先端に取付けられたバックル部135をベルト送り部120に設けられたフック部125に係止させる。その際の係止は、鈎状のフック部125にバックル部135に設けられた係止穴が引っ掛けられることによって行なわれる。
Next, as shown in FIG. 16B, the
以上の作業手順を経ることにより、図18に示す如くの保持部115による帯状部材110の他端部110b寄りの部分であるベルト部140の端部近傍の保持が完了する。上述の作業手順を経て実現された装着状態においては、帯状部材110の他端部110b寄りの部分が、ベルト部140の所定位置に固定的に取付けられた取付け部130およびこの取付け部130に弾性接続されたベルト送り部120を介して帯状部材110の一端部110a寄りの部分であるシート状部111の一端部に固定されることになる。
Through the above operation procedure, the holding of the vicinity of the end portion of the
当該装着状態においては、被験者が吸気動作を行なった場合に被験者の胴部周囲長が増加し、これに伴って弾性力発現部材としての発条バネ134aの付勢力に抗してバンド133がリール体132から引き出されることになる。これに伴い、ベルト送り部120からベルト部140が図16(B)中に示す矢印D1方向に向かって送り出されることになり、取付け部130とベルト送り部120との距離が遠ざかることによってベルト部140の被験者の腹部に対する巻き回し長さが増加することになる。
In the wearing state, when the subject performs an inhalation operation, the subject's torso circumference increases, and accordingly, the
一方、被験者が呼気動作を行なった場合には、被験者の胴部周囲長は減少し、これに伴って弾性力発現部材としての発条バネ134aの付勢力によってバンド133がリール体132に巻き取られることになる。これに伴い、ベルト送り部120からベルト部140が図16(B)中に示す矢印D2方向に向かって送り出されることになり、取付け部130とベルト送り部120との距離が近づくことによってベルト部140の被験者の腹部に対する巻き回し長さが減少することになる。
On the other hand, when the subject performs an exhalation operation, the circumference of the torso of the subject decreases, and accordingly, the
上述した本実施の形態におけるインピーダンス測定用腹部装着ユニット100Bの如くの構成とすることにより、巻き取り装置による付勢力(すなわち発条バネ134aの弾性力)に基づいて帯状部材110の他端部110b寄りの部分であるベルト部140の他端近傍がベルト送り部120側に向けて常時引っ張られた状態とすることができる。そのため、この発条バネ134aによる付勢力に基づいて、インピーダンス測定用腹部装着ユニット100Bによって被験者の腹部がほぼ一定の締め付け強さで締め付けられることになり、被験者の腹部に対して概ね一定の荷重で複数の電極113を押し当てることが可能になる。なお、電極113の被験者の腹部に対する押し付け強さが最適化された場合にシート状部111およびベルト部140からなる帯状部材110に加えられる引っ張り荷重としては、概ね1.0kgf〜2.0kgf程度であり、好ましくは1.5kgfである。
By adopting a configuration like the above-described impedance measurement
次に、本実施の形態における体脂肪測定装置1Bにおいて行なわれる演算処理の一例について説明する。本実施の形態における体脂肪測定装置1Bにおいても、上述の実施の形態1における体脂肪測定装置1Aと基本的に同様の演算処理が行なわれるが、そのうち、胴部周囲長Wの値として胴部周囲長計測部24によって測定動作中において常時計測される値が演算されて利用される点と、各種演算処理に用いられる生体インピーダンスZt,Zsの値として上述の呼吸状態検出部18によって検出された呼吸状態の情報に関連付けて得られた生体インピーダンスZt,Zsの値が用いられる点において上述の実施の形態1における体脂肪測定装置1Aと相違している。
Next, an example of arithmetic processing performed in the body fat measurement device 1B in the present embodiment will be described. The body fat measurement device 1B in the present embodiment also performs basically the same arithmetic processing as the body
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Zt,Zsを算出するが、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。
The
図19は、被験者の胴部周囲長の変動と、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19においては、横軸が時間を示しており、(A)の縦軸が胴部周囲長を、(B)の縦軸が生体インピーダンスをそれぞれ示している。 FIG. 19 is a graph showing the relationship between fluctuation of the torso circumference of the subject and bioimpedance that changes from moment to moment. In FIG. 19, the horizontal axis indicates time, the vertical axis in (A) indicates the trunk circumference, and the vertical axis in (B) indicates bioimpedance.
図19(A)に示すように、被験者の胴部周囲長W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胴部周囲長Wは増加し、被験者が呼気動作を行なった場合に胴部周囲長Wは減少する。これに対し、図19(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。 As shown in FIG. 19A, the torso circumference W of the subject fluctuates in accordance with the breathing motion of the subject, and when the subject inhales, the torso circumference W increases and the subject When the operation is performed, the trunk circumferential length W decreases. On the other hand, as shown in FIG. 19B, the bioelectrical impedance Z also fluctuates in accordance with the subject's breathing motion, and when the subject performs an inhalation motion, the value generally decreases. In general, the value increases when the operation is performed.
本実施の形態における体脂肪測定装置1B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被験者の胴部周囲長Wを胴部周囲長計測部24によって時系列データとして取得する。
In the body fat measurement device 1B according to the present embodiment, for example, the following processing is performed on the acquired data in order to exclude such fluctuations associated with the breathing motion of the bioelectrical impedance Z as error components. First, the potential difference between the potential difference detection electrodes is measured a plurality of times at a predetermined interval for a predetermined period, and the obtained potential difference data is obtained as time series data. Next, the time series data of the bioelectric impedance Z is obtained from the time series data of the potential difference obtained by the
次に、取得した生体インピーダンスZの時系列データと胴部周囲長W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、胴部周囲長Wの時系列データに基づいて、各時間におけるdW/dtを算出する。算出したdW/dtが正の値をとる場合(すなわちdW/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19(A)に示すt2〜t3の期間)、算出したdW/dtが負の値をとる場合(すなわちdW/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19(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dW/dt=0である時間、あるいはdW/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19(A)に示す時間t2,t4)。
Next, the acquired time series data of the bioelectrical impedance Z and the time series data of the trunk circumference W are synchronized. Subsequently, the respiratory
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19(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。また、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胴部周囲長の平均値を被験者の胴部周囲長Wの代表値として決定する。 Next, the bioimpedance (for example, the bioimpedance indicated by a white circle in FIG. 19B) acquired at the time closest to or the same as the time when the breathing operation is shifted to the inhaling operation is used as the bioimpedance described above. Z is extracted from the time series data of Z, and an average value of the extracted data is determined as a representative value of the bioelectrical impedance Z. In addition, the average value of the trunk circumference obtained at the time closest to or at the same time as the transition from the expiratory action to the inspiratory action is determined as the representative value of the trunk circumference W of the subject.
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。いずれにしても被験者の胴部周囲長の変動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。 Note that the method for determining the representative value of the bioelectrical impedance Z described above is merely an example. In the above, the case where the bioelectrical impedance acquired at the timing of transition from the exhalation operation to the inspiratory operation is exemplified as the representative value. For example, the bioelectrical impedance acquired at the timing of transition from the inspiratory operation to the exhalation operation is used as the representative value. It is also possible to adopt as. Further, as described above, instead of simply extracting specific data from the time series data of the bioelectrical impedance Z and obtaining the average value thereof to determine the representative value, the representative value is determined by adding other calculations or the like. It is good as well. In any case, the representative value of the bioelectrical impedance Z may be determined in association with the subject's breathing motion detected from the fluctuation of the subject's trunk circumference.
本実施の形態における体脂肪測定装置1Bにあっては、このようにして得られた胴部周囲長Wの代表値および生体インピーダンスZt,Zsそれぞれの代表値を用いて各種脂肪量を算出する。なお、その算出のための式としては、上述の実施の形態1において例示した式(1)〜(4)が利用される。 In the body fat measurement device 1B according to the present embodiment, various fat masses are calculated using the representative values of the trunk circumference W and the representative values of the bioimpedances Zt and Zs thus obtained. Note that the equations (1) to (4) illustrated in the first embodiment are used as equations for the calculation.
図20は、本実施の形態における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。なお、上述の実施の形態1と同様のステップについては図中同一のステップ番号を付し、その詳細な説明はここでは繰り返さない。 FIG. 20 is a flowchart that defines the operation procedure of the body fat measurement device when measuring the visceral fat area, the subcutaneous fat area, and the body fat percentage using the body fat measurement device according to the present embodiment. The same steps as those in the first embodiment are given the same step numbers in the drawing, and detailed description thereof will not be repeated here.
図20を参照して、制御部10は、胴部周囲長Wを除く体格情報としての身長Hや体重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。
Referring to FIG. 20,
次に、制御部10は、胴部周囲長計測部24に対して胴部周囲長計測開始の指令を出力し、これに基づいて胴部周囲長計測部24は、胴部周囲長Wの計測を開始する(ステップS2)。
Next, the
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S3)。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S3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S3においてYES)、ステップS5へと移行する。
Next, the
次に、制御部10は、電極の設定を行ない(ステップS5)、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(ステップS6)。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り、選択した電位差検出電極としての腹部電極間における電位差を検出する(ステップS7)。
Next, the
次に、制御部10は、予め定めた電位差検出電極対としてのすべての腹部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S8)。制御部10は、予め定めた電位差検出電極対としてのすべての腹部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S8においてNO)、上述のステップS5の処理へと移行し、未選択の腹部電極対の選択を行なう。このようにして、制御部10は、複数対ある電位差検出電極対のそれぞれに含まれる腹部電極間における電位差を各々順番に検出する。
Next, the
インピーダンス測定部12は、予め定めた電位差検出電極対としてのすべての腹部電極対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S8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、胴部周囲長計測部24によって計測された胴部周囲長W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。
The
次に、制御部10は、改めて電極の設定を行ない(ステップS10)、定電流生成部21は、制御部10の制御に基づいて、選択した定電流印加電極としての腹部電極間に定電流を流す(ステップS11)。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り、選択した電位差検出電極としての腹部電極間の電位差を検出する(ステップS12)。
Next, the
次に、制御部10は、予め定めた定電流印加電極対および電位差検出電極対のすべての組み合わせに対して定電流印加および電位差の検出が終了したか否かを判断する(ステップS13)。制御部10は、予め定めた定電流印加電極対および電位差検出電極対のすべての組み合わせに対して定電流の印加および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S13においてNO)、上述のステップS10の処理へと移行し、未選択の電極対の選択を行なう。このようにして、制御部10は、予め定めた定電流印加電極対および電位差検出電極対のすべての組み合わせに対して定電流印加および電位差検出を各々順番に行なう。
Next, the
インピーダンス測定部12は、予め定めた定電流印加電極対および電位差検出電極対のすべての組み合わせに対して定電流印加および電位差の検出が終了した後に(ステップS13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S14)。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、胴部周囲長計測部24によって計測された胴部周囲長W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。
After the constant current application and the potential difference detection are completed for all combinations of the constant current application electrode pair and the potential difference detection electrode pair determined in advance (YES in step S13), the
次に、制御部10は、胴部周囲長計測部24に対して胴部周囲長計測終了の指令を出力し、これに基づいて胴部周囲長計測部24は、胴部周囲長Wの計測を終了する(ステップS14A)。その後、体脂肪量算出部13は、メモリ部29に一時的に保存された、胴部周囲長W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とともに、胴部周囲長Wの代表値を決定する(ステップS14B)。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。
Next, the
次に、内臓脂肪量算出部16は、実測された胴部周囲長Wの代表値と、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S15)。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。
Next, the visceral fat
次に、皮下脂肪量算出部17は、実測された胴部周囲長Wの代表値と、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S16)。皮下脂肪面積Ssは、上述の式(2)に胴部周囲長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つ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。
Next, the subcutaneous fat
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S17)。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つ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。
Next, the total fat
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S17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S18)。体脂肪率は、上述の式(4)により算出される。
Further, the total fat
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S19)。
And the
以上で体脂肪測定装置1B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。 The body fat measurement device 1B thus ends the body fat mass measurement process including the visceral fat area measurement process, the subcutaneous fat area measurement process, and the body fat percentage measurement process.
上述した如くの体脂肪測定装置1Bとすることにより、上述の実施の形態1において説明した効果に加え、巻き取り装置による付勢力(すなわち発条バネ134aの弾性力)を適切に調節することによって被験者の呼吸動作に追従してインピーダンス測定用腹部装着ユニット100Bの帯状部材110の巻き回し長さが変化するようになるため、被験者に過度の圧迫感を与えることがなくなり、被験者に苦痛を与えることがなくなるという効果が得られるとともに、測定時においてインピーダンス測定用腹部装着ユニット100Bの帯状部材110の巻き回し長さを常時検出することにより、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という効果を得ることができる。したがって、高性能でかつ高精度の体脂肪測定装置を簡便に構成することが可能になる。
By using the body fat measuring device 1B as described above, in addition to the effects described in the first embodiment, the subject can be adjusted by appropriately adjusting the urging force (that is, the elastic force of the
(実施の形態3)
本発明の実施の形態3における体脂肪測定装置1Cは、上述の実施の形態2における体脂肪測定装置1Bと同様に、保持部115が被験者の呼吸動作に伴う胴部周囲長の変動に追従して帯状部材110の保持位置を可変に保持可能となるように構成したものである。しかしながら、その具体的な構成が、上述の実施の形態2における体脂肪測定装置1Bと異なる。以下において、その詳細について説明する。
(Embodiment 3)
In the body
図21は、本発明の実施の形態3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21を参照して本実施の形態における体脂肪測定装置1Cの機能ブロックの構成について説明する。
FIG. 21 is a diagram showing functional blocks of the body fat measurement device according to
図21に示すように、本実施の形態における体脂肪測定装置1Cは、上述の本発明の実施の形態1における体脂肪測定装置1Aに設けられた各種機能ブロックを具備するとともに、これに加え、変位量検出部30と、巻き回し長さ調節機構32と、巻き回し長さ調節機構制御部19と、呼吸状態検出部18とを備えている。このうち、巻き回し長さ調節機構制御部19は、制御部10に設けられており、呼吸状態検出部18は、制御部10の演算処理部11に設けられている。なお、胴部周囲長計測部24は、上述の本実施の形態1において示した機能に加え、被験者の胴部に巻き回された帯状部材110の巻き回し長さの変動を測定動作中において常時検出することにより、被験者の胴部周囲長の変動を検出する胴部周囲長変動量計測部としての機能をも有している。
As shown in FIG. 21, the body
変位量検出部30は、インピーダンス測定用腹部装着ユニット100Cに含まれるベルト部140の長尺方向における変位量を検出し、検出した変位量を制御部10に対して出力する。巻き回し長さ調節機構32は、帯状部材110の被験者の腹部に対する巻き回し長さを調節する部位であり、巻き回し長さ調節機構制御部19によってその動作が制御される。巻き回し長さ調節機構制御部19は、変位量検出部30によって検出された情報に基づいて巻き回し長さ調節機構32の動作を制御する。これにより、帯状部材110の被験者の腹部に対する巻き回し長さが調節される。
The displacement
呼吸状態検出部18は、胴部周囲長計測部24によって計測されて制御部10に入力された被験者の胴部周囲長の情報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。体脂肪量算出部13は、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、呼吸状態検出部18において得られた呼吸状態の情報と、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各種の体脂肪量を算出する。
The breathing
図22は、本実施の形態における体脂肪測定装置のインピーダンス測定用腹部装着ユニットの外観構造を示す斜視図である。また、図23は、図22に示すインピーダンス測定用腹部装着ユニットの保持部の詳細な構造を説明するための斜視図である。さらに、図24は、図22に示すインピーダンス測定用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22ないし図24を参照して、本実施の形態における体脂肪測定装置1Cのインピーダンス測定用腹部装着ユニット100Cの構造および当該インピーダンス測定用腹部装着ユニット100Cに設けられる保持部115の詳細な構造について説明するとともに、当該インピーダンス測定用腹部装着ユニット100Cを被験者の腹部に装着した状態について説明する。なお、図23においては、理解を容易とするために、保持部115のケーシングの図示を一部省略している。
FIG. 22 is a perspective view showing an external structure of the impedance measurement abdomen attachment unit of the body fat measurement device according to the present embodiment. FIG. 23 is a perspective view for explaining the detailed structure of the holding portion of the impedance measurement abdomen attachment unit shown in FIG. 24 is a schematic cross-sectional view showing a state where the impedance measurement abdomen attachment unit shown in FIG. 22 is attached to the abdomen of the subject. Next, with reference to FIGS. 22 to 24, the structure of the impedance measurement
図22に示すように、本実施の形態における体脂肪測定装置1Cに具備されるインピーダンス測定用腹部装着ユニット100Cにおいては、ベルト部140がその一面(装着状態において被験者の腹部に面しない側の主面)に歯が形成された歯付きベルト(タイミングベルト)にて構成されている。一方、シート状部111の長尺方向の他端部(固定部114が設けられていない側の端部)には、保持部115が設けられており、シート状部111の長尺方向の他端部(固定部114が設けられている側の端部)には、変位量検出ユニット150が設けられている。
As shown in FIG. 22, in the impedance measurement abdomen attachment unit 100 </ b> C provided in the body
変位量検出ユニット150は、シート状部111に対して相対的に移動不能に固定されている。変位量検出ユニット150の所定位置には、ベルト部140を挿通するための挿通路が設けられており、当該挿通路にベルト部140の一端寄りの部分が挿通されている。ベルト部140の変位量検出ユニット150内に挿通された部分には、ベルト部140の長尺方向に伸縮する伸縮領域が設けられている。当該伸縮領域およびその近傍部分における詳細な構造については後述することとする。
The displacement
図22および図23に示すように、保持部115は、シート状部111に対して相対的に移動不能に固定されている。保持部115の所定位置には、ベルト部140を挿通するための挿通路が設けられている。図23に示すように、保持部115は、その内部にサーボモータ126を有しており、当該サーボモータ126の回転軸127(図25参照)には、歯付きプーリ121が取付けられている。
As shown in FIGS. 22 and 23, the holding
歯付きプーリ121は、保持部115に設けられた挿通路に面した状態となるように配置されており、挿通路内に挿通されたベルト部140の歯に噛合可能である。保持部115は、シート状部111に固定されており、挿し込まれたベルト部140を出入り可能に保持する。すなわち、保持部115は、装着状態において帯状部材110の他端部110b寄りの部分であるベルト部140の端部近傍を当該保持部115に対して相対的に移動可能に保持する役目を果たす。
The
なお、保持部115によって帯状部材110の他端部110b寄りの部分であるベルト部140の端部近傍を保持させるためには、図23に示すように、ベルト部140の他端を保持部115の挿通路に図中矢印A方向に向けて挿し込む。これにより、挿し込まれたベルト部140に設けられた歯が、保持部115に設けられた歯付きプーリ121の歯に噛合することになり、これによってベルト部140の他端近傍が保持部115によって保持されることになる。
In addition, in order to hold | maintain the edge part vicinity of the
以上の作業手順を経ることにより、図24に示す如くの保持部115による帯状部材110の他端部110b寄りの部分であるベルト部140の端部近傍の保持が完了する。上述の作業手順を経て実現された装着状態においては、帯状部材110の他端部110b寄りの部分が保持部115に対して相対的に移動可能に保持されることになる。
Through the above operation procedure, the holding of the vicinity of the end portion of the
図25は、本実施の形態における体脂肪測定装置の変位量検出部および巻き回し長さ調整機構の具体的な構成を示す機能ブロック図である。以下においては、この図を参照して、本実施の形態における体脂肪測定装置1Cの変位量検出部30および巻き回し長さ調整機構32の具体的な構成について説明する。
FIG. 25 is a functional block diagram showing a specific configuration of the displacement amount detection unit and the winding length adjustment mechanism of the body fat measurement device according to the present embodiment. Below, with reference to this figure, the specific structure of the displacement
図25に示すように、被験者の腹部に巻き回されるベルト部140は、その所定位置において2分割されている。これら2分割されたベルト部は、これらの間に配置された可動鉄心151とバネ153とによって連結されている。具体的には、可動鉄心151とバネ153とは直列に接続されており、これら直列に接続された可動鉄心151およびバネ153からなる部材の両端がそれぞれ2分割されたベルト部のそれぞれの端部に接続されることにより、2分割されたベルト部が可動鉄心151とバネ153とによって連結されている。
As shown in FIG. 25, the
より詳細には、2分割されたベルト部のうち、上述した固定部114によってシート状部111に固定される一端を含むベルト部にバネ153の一端が接続されており、他方のベルト部に可動鉄心151の一端が接続されている。これら可動鉄心151およびバネ153は、上述した変位量検出ユニット150の内部に配置されており、このうちのバネ153がベルト部140の伸縮領域を構成する。したがって、ベルト部140の伸縮領域は、その長尺方向に弾性変形可能である。
More specifically, one end of a
変位量検出部30は、上述のベルト部140の途中位置に設けられた可動鉄心151と、当該可動鉄心151が内部を挿通するように巻き回して配置された検出コイル152と、当該検出コイル152に電気的に接続された変位量検出回路162とを含んでいる。変位量検出回路162は、たとえば検出コイル152に高周波電流を流し、当該検出コイル152内を可動鉄心151がその挿通方向に移動した際に生じるインピーダンスの変動を検知することによって可動鉄心151の変位量を検出する。変位量検出回路162によって検出された可動鉄心151の変位量は、制御部10に入力される。
The displacement
巻き回し長さ調節機構32は、上述した保持部115に設けられたサーボモータ126と、当該サーボモータ126の動作を制御するモータ駆動回路163とを含んでいる。モータ駆動回路163は、制御部10に含まれる巻き回し長さ調節機構制御部19からの指令に基づきサーボモータ126の動作を制御する。より具体的には、モータ駆動回路163は、サーボモータ126に入力する電気信号を調節(たとえば駆動電圧や駆動電流の大小の調節等)することにより、サーボモータ126の回転軸127の回転方向を正方向/逆方向に切換えたり、その回転量を調節したりする。
The winding
以上の構成を採用することにより、検出されたベルト部140の変位量に基づいてベルト部140の被験者の腹部に対する巻き回し長さを自動調節することが可能になる。すなわち、変位量検出部30によって検出されたベルト部140の変位量が制御部10に入力され、入力された変位量の情報に基づいて巻き回し長さ調節機構制御部19がサーボモータ126を駆動制御し、保持部115においてベルト部140を図23中に示す矢印D1またはD2方向に送り出す。これにより、保持部115におけるベルト部140の保持位置が調節され、ベルト部140の被験者の腹部に対する巻き回し長さが調節される。
By adopting the above configuration, it is possible to automatically adjust the winding length of the
その際、変位量検出部30によって検出される変位量が常に予め定めた所定の値となるようにベルト部140の巻き回し長さを制御すれば、常に一定の巻き付け強さでベルト部140を被験者の腹部に巻き付けることが可能になる。そのため、インピーダンス測定用腹部装着ユニット100Cによって被験者の腹部に対して常に一定の荷重で複数の電極113を押し当てることが可能になる。ここで、上記所定の値を、被験者の腹部に対して電極113が測定に適した最適な荷重で押し当てられることとなる値に設定することにより、測定中において常時最適な押し付け強さにて電極113が被験者の腹部に対して押し付けられることになる。なお、電極113の被験者の腹部に対する押し付け強さが最適化された場合にシート状部111およびベルト部140からなる帯状部材110に加えられる引っ張り荷重としては、概ね1.0kgf〜2.0kgf程度であり、好ましくは1.5kgfである。
At that time, if the winding length of the
このようなベルト部140の被験者の腹部に対する巻き回し長さの自動調節は、インピーダンス測定用腹部装着ユニット100Cを被験者の腹部に対して装着する装着作業時や、生体インピーダンスの測定動作中のいずれにおいても実施されることが好ましい。すなわち、装着作業時においては、ベルト部140の他端を保持部115に挿し込んだ後に上述の巻き回し長さの自動調節が行なわれることにより、ベルト部140の余剰部分が図23中に示す矢印D2方向にサーボモータ126によって送り出されることにより、ベルト部140が被験者の腹部に密着し、かつ適正な締め付け強さにて被験者の腹部に巻き回されることになる。一方、測定動作中においては、被験者の呼吸動作に伴うウエスト長の変動に伴ってベルト部140の被験者の腹部に対する巻き回し長さを調節することによって常に適正な締め付け強さにてベルト部140が被験者の腹部に巻き回されることになる。
Such automatic adjustment of the winding length of the
なお、上記においては、2分割されたベルト部の接続構造として、直列に接続された可動鉄心151およびバネ153を用いてこれら接続した構成を例示して説明を行なったが、他の接続構造を採用することも可能である。たとえば、2分割されたベルト部を単に1つのバネによって接続する構成としてもよい。その場合には、可動鉄心は別途ベルト部に取り付けられ、ベルト部の変位に追従して可動鉄心が移動するように構成すればよい。
In addition, in the above, although demonstrated as an example of the connection structure using the
図26は、本実施の形態における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。なお、上述の実施の形態1と同様のステップについては図中同一のステップ番号を付し、その詳細な説明はここでは繰り返さない。 FIG. 26 is a flowchart that defines the operation procedure of the body fat measurement device when measuring the visceral fat area, the subcutaneous fat area, and the body fat percentage using the body fat measurement device according to the present embodiment. The same steps as those in the first embodiment are given the same step numbers in the drawing, and detailed description thereof will not be repeated here.
図26を参照して、制御部10は、胴部周囲長Wを除く体格情報としての身長Hや体重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。
Referring to FIG. 26,
次に、制御部10は、胴部周囲長計測部24に対して胴部周囲長計測開始の指令を出力し、これに基づいて胴部周囲長計測部24は、胴部周囲長Wの計測を開始する(ステップS2)。
Next, the
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S3)。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S3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S3においてYES)、帯状部材110の巻き回し長さの自動調節を開始する(ステップS3A)。具体的には、制御部10に含まれる巻き回し長さ調節機構制御部19が、変位量検出部30によって検出された変位量に基づいて巻き回し長さ調節機構32のサーボ制御を開始する。なお、当該サーボ制御には、予めメモリ部29に格納された変位量と駆動信号との関係を示すテーブル等が好適に用いられる。
Next, the
次に、制御部10は、電極の設定を行ない(ステップS5)、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(ステップS6)。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り、選択した電位差検出電極としての腹部電極間における電位差を検出する(ステップS7)。
Next, the
次に、制御部10は、予め定めた電位差検出電極対としてのすべての腹部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S8)。制御部10は、予め定めた電位差検出電極対としてのすべての腹部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S8においてNO)、上述のステップS5の処理へと移行し、未選択の腹部電極対の選択を行なう。このようにして、制御部10は、複数対ある電位差検出電極対のそれぞれに含まれる腹部電極間における電位差を各々順番に検出する。
Next, the
インピーダンス測定部12は、予め定めた電位差検出電極対としてのすべての腹部電極対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S8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、胴部周囲長計測部24によって計測された胴部周囲長W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。
The
次に、制御部10は、改めて電極の設定を行ない(ステップS10)、定電流生成部21は、制御部10の制御に基づいて、選択した定電流印加電極としての腹部電極間に定電流を流す(ステップS11)。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り、選択した電位差検出電極としての腹部電極間の電位差を検出する(ステップS12)。
Next, the
次に、制御部10は、予め定めた定電流印加電極対および電位差検出電極対のすべての組み合わせに対して定電流印加および電位差の検出が終了したか否かを判断する(ステップS13)。制御部10は、予め定めた定電流印加電極対および電位差検出電極対のすべての組み合わせに対して定電流の印加および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S13においてNO)、上述のステップS10の処理へと移行し、未選択の電極対の選択を行なう。このようにして、制御部10は、予め定めた定電流印加電極対および電位差検出電極対のすべての組み合わせに対して定電流印加および電位差検出を各々順番に行なう。
Next, the
インピーダンス測定部12は、予め定めた定電流印加電極対および電位差検出電極対のすべての組み合わせに対して定電流印加および電位差の検出が終了した後に(ステップS13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S14)。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、胴部周囲長計測部24によって計測された胴部周囲長W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。
After the constant current application and the potential difference detection are completed for all combinations of the constant current application electrode pair and the potential difference detection electrode pair determined in advance (YES in step S13), the
次に、制御部10は、胴部周囲長計測部24に対して胴部周囲長計測終了の指令を出力し、これに基づいて胴部周囲長計測部24は、胴部周囲長Wの計測を終了する(ステップS14A)。その後、体脂肪量算出部13は、メモリ部29に一時的に保存された、胴部周囲長W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とともに、胴部周囲長Wの代表値を決定する(ステップS14B)。なお、その代表値の決定方法に上述の実施の形態2における体脂肪測定装置100Bの場合と同様である。その後、制御部10は、ベルト部140の巻き回し長さの自動調節を終了する(ステップS14C)。
Next, the
次に、内臓脂肪量算出部16は、実測された胴部周囲長Wの代表値と、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S15)。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。
Next, the visceral fat
次に、皮下脂肪量算出部17は、実測された胴部周囲長Wの代表値と、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S16)。皮下脂肪面積Ssは、上述の式(2)に胴部周囲長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つ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。
Next, the subcutaneous fat
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S17)。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つ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。
Next, the total fat
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S17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S18)。体脂肪率は、上述の式(4)により算出される。
Further, the total fat
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S19)。
And the
以上で体脂肪測定装置1C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。
Thus, the body
上述した如くの体脂肪測定装置1Cとすることにより、上述の実施の形態1において説明した効果に加え、被験者の呼吸動作に追従して生体インピーダンス測定用腹部装着ユニット100Cの帯状部材110の巻き回し長さが変化するようになるため、被験者に過度の圧迫感を与えることがなくなり、被験者に苦痛を与えることがなくなるという効果が得られるとともに、測定時においてインピーダンス測定用腹部装着ユニット100Cの帯状部材110の巻き回し長さを常時検出することにより、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という効果を得ることができる。したがって、高性能でかつ高精度の体脂肪測定装置を簡便に構成することが可能になる。
By using the body
(実施の形態4)
図27は、本発明の実施の形態4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。また、図28は、本実施の形態4における体脂肪測定装置の外観構造を示す斜視図である。以下においては、これら図27および図28を参照して、本実施の形態における体脂肪測定装置1Dについて詳説する。
(Embodiment 4)
FIG. 27 is a diagram showing functional blocks of the body fat measurement device according to
図27および図28に示すように、本実施の形態における体脂肪測定装置1Dは、上述の実施の形態1ないし3における体脂肪測定装置1A〜1Cと異なり、インピーダンス測定用上肢装着ユニットおよび下肢装着ユニットを具備しておらず、被験者に装着するユニットとしては、インピーダンス測定用腹部装着ユニット100Dのみを具備している。したがって、被験者の体表面に接触させられる電極としては、インピーダンス測定用腹部装着ユニット100Dに設けられた腹部電極のみである。本実施の形態における体脂肪測定装置1Dは、被験者が立位(起立姿勢)にて容易に体脂肪量の測定が可能となるように構成された簡易式の体脂肪測定装置である。
As shown in FIGS. 27 and 28, body
図27に示すように、本実施の形態における体脂肪測定装置1D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、胴部周囲長計測部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、複数の上肢電極A11,A12,A21,A22とを主として備えている。制御部10は、演算処理部11を含んでおり、演算処理部11は、インピーダンス測定部12および体脂肪量算出部13を含んでいる。体脂肪量算出部13は、内臓脂肪量算出部16と皮下脂肪量算出部17とを含んでいる。
As shown in FIG. 27, the body
図28に示すように、本実施の形態における体脂肪測定装置1Dは、被験者の腹部に装着されるインピーダンス測定用腹部装着ユニット100Dと、本体部165とを備えている。インピーダンス測定用腹部装着ユニット100Dは、帯状部材としてのベルト部140と、ベルト部140に設けられた保持部115とを主として有している。上述した本体部165は、ベルト部140に取り付けられている。
As shown in FIG. 28, the body
ベルト部140は、実質的に伸縮性を有さない部材にて構成されており、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形成されている。ベルト部140の内周面(装着状態において被験者の腹部に面する側の主面)側の所定位置には、複数の電極113が突出するように設けられている。この複数の電極113は、上述した腹部電極A11,A12,A21,A22に相当する。
The
保持部115は、ベルト部140の長尺方向の一端部110aに設けられており、ベルト部140の長尺方向の他端部110b寄りの部分を挿通するための挿通路を内部に有している。また、保持部115の内部の上記挿通路に面する部分には、読み取り手段としての光電センサが設けられている。保持部115は、ロック部材115bを有しており。当該ロック部材115bを操作することにより、保持部115に挿通されたベルト部140の他端部110bよりの部分を移動不能に固定する。
The holding
ベルト部140の長尺方向の他端部110b寄りの部分の外周面(装着状態において被験者の腹部に面しない側の主面)には、エンコーダストリップ144が取付けられている。このエンコーダストリップ144は、マーカーとしてのバーコード145を有しており、その構成は、上述の実施の形態1ないし3のものと同様である。上述したように、光電センサは保持部115に設けられているため、ベルト部140の他端部110b寄りの部分が保持部115に挿通された状態においては、エンコーダストリップ144が保持部115内において光電センサに対面配置されることになる。
An
以上の如くの構成の体脂肪測定装置1Dとした場合にも、上述の実施の形態1における体脂肪測定装置1Aとした場合と同様の効果をえることができる。すなわち、上述の実施の形態1における体脂肪測定装置1Aと同様の胴部周囲長計測手段24を具備しているため、装着に際して自動的に胴部周囲長を計測することが可能になる。なお、本実施の形態における体脂肪測定装置1Dにおいても、内臓脂肪量や皮下脂肪量の算出に際しては、MRIによる測定結果に基づく回帰式が利用される。しかしながら、上述の実施の形態1ないし3の如くの構成の体脂肪測定装置1Aないし1Cに比べ、全身の生体インピーダンスを測定してこれを内臓脂肪量や皮下脂肪量の算出に利用しないため、その測定精度は若干低くなる。
Even when the body
以上において説明した本発明の実施の形態1ないし4においては、読み取り手段として光電センサを利用し、マーカーとしてバーコードを利用した場合を例示して説明を行なったが、他の手段を用いることも可能である。他の手段としては、たとえば読み取り手段として磁気センサを利用し、マーカーとして磁気マーカーを利用すること等が考えられる。この場合にも、胴部周囲長を自動計測することが可能である。
In
また、上述した本発明の実施の形態1ないし4においては、測定時において被験者が仰臥位あるいは立位をとることが企図された体脂肪測定装置およびこれに具備される生体インピーダンス測定用腹部装着ユニット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、座位など、仰臥位または立位以外の姿勢をとることが企図された体脂肪測定装置およびこれに具備される生体インピーダンス測定用腹部装着ユニットに本発明を適用することも当然に可能である。 Further, in the above-described first to fourth embodiments of the present invention, a body fat measurement device intended for a subject to be in a supine position or a standing position at the time of measurement, and a bioelectrical impedance measurement abdomen attachment unit provided therein The present invention is applied to the body fat measuring device in which the subject is intended to take a posture other than the supine position or the standing position, such as the prone position, the lying position, and the sitting position. Of course, the present invention can be applied to the bioelectrical impedance measurement abdomen attachment unit.
また、上述の本発明の実施の形態2および3に示した如くの、被験者の呼吸動作に伴う胴部周囲長の変動に追従して帯状部材の保持部による保持位置が可変となる構成を、上述の実施の形態4の如くの簡易式の体脂肪測定装置に適用することも当然に可能である。 Further, as shown in the above-described second and third embodiments of the present invention, the configuration in which the holding position by the holding portion of the belt-like member is variable following the fluctuation of the circumference of the torso accompanying the breathing motion of the subject, Of course, it is also possible to apply to a simple body fat measuring apparatus as in the fourth embodiment.
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。 Thus, the above-described embodiments disclosed herein are illustrative in all respects and are not restrictive. The technical scope of the present invention is defined by the terms of the claims, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
1A〜1D 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、19 巻き回し長さ調節機構制御部、21 定電流生成部、22 端子切替部、23 電位差検出部、24 胴部周囲長計測部、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 変位量検出部、32 巻き回し長さ調整機構、100A〜100D インピーダンス測定用腹部装着ユニット、110 帯状部材、110a 一端部、110b 他方端、111 シート状部、112 電極支持機構収容部、113 電極、113a ロッド部、113a1 鍔部、113b 板状部、114 固定部、115 保持部、115a,115b ロック部材、116 ガイド枠、116a 基体、116b 蓋体、117 コイルバネ、118 コネクタ、119 位置決め用貫通穴、120 ベルト送り部、121 歯付きプーリ、122 ロータリエンコーダ、123 検出軸、124,124A,124B 光電センサ、125 フック部、126 サーボモータ、127 回転軸、130 取付け部、131 バンド巻取り機構、132 リール体、133 バンド、134 バネ収容部、134a 発条バネ、135 バックル部、136 固定機構、137 押し釦、138 中継部材、138a バネ、139 回動ロック部材、139a 係止爪部、140 ベルト部、144 エンコーダストリップ、145 バーコード、150 変位量検出ユニット、151 可動鉄心、152 検出コイル、153 バネ、161 胴部周囲長計測回路、162 変位量検出回路、163 モータ駆動回路、165 装置本体、172A,172B インピーダンス測定用上肢装着ユニット、173A,173B インピーダンス測定用下肢装着ユニット、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。 1A to 1D Body fat measurement device, 10 control unit, 11 calculation processing unit, 12 impedance measurement unit, 13 body fat mass calculation unit, 14 total fat mass calculation unit, 15 site-specific fat mass calculation unit, 16 visceral fat mass calculation unit , 17 Subcutaneous fat amount calculation unit, 18 Respiratory state detection unit, 19 Winding length adjustment mechanism control unit, 21 Constant current generation unit, 22 Terminal switching unit, 23 Potential difference detection unit, 24 Torso circumference measurement unit, 25 Subjects Information input unit, 26 display unit, 27 operation unit, 28 power supply unit, 29 memory unit, 30 displacement amount detection unit, 32 winding length adjustment mechanism, 100A to 100D impedance measurement abdomen attachment unit, 110 band member, 110a one end Part, 110b other end, 111 sheet-like part, 112 electrode support mechanism accommodating part, 113 electrode, 113a rod part, 113a1 collar part, 13b Plate-shaped part, 114 Fixing part, 115 Holding part, 115a, 115b Lock member, 116 Guide frame, 116a Base body, 116b Cover body, 117 Coil spring, 118 Connector, 119 Positioning through hole, 120 Belt feed part, 121 With teeth Pulley, 122 rotary encoder, 123 detection shaft, 124, 124A, 124B photoelectric sensor, 125 hook portion, 126 servo motor, 127 rotating shaft, 130 mounting portion, 131 band winding mechanism, 132 reel body, 133 band, 134 spring accommodation Part, 134a spring spring, 135 buckle part, 136 fixing mechanism, 137 push button, 138 relay member, 138a spring, 139 rotation locking member, 139a locking claw part, 140 belt part, 144 encoder strip, 145 bar 150, displacement detection unit, 151 movable iron core, 152 detection coil, 153 spring, 161 trunk circumference measurement circuit, 162 displacement detection circuit, 163 motor drive circuit, 165 device body, 172A, 172B Impedance measurement upper limb Mounting unit, 173A, 173B Impedance measurement lower limb mounting unit, 180 connection cable, 300 Subject, 301 Abdomen, 302A, 302B Wrist, 303A, 303B Ankle, 400 Bed surface, A11, A12, A21, A22 Abdominal electrode, F11, F12 , F21, F22 Lower limb electrode, H11, H12, H21, H22 Upper limb electrode.
Claims (13)
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、
前記帯状部材を用いて被験者の胴部周囲長を計測する胴部周囲長計測部と、
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胴部周囲長計測部によって計測された胴部周囲長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、
前記インピーダンス測定用胴部装着ユニットは、前記帯状部材が被験者の胴部に巻き回されて当該帯状部材の一端部に設けられた保持部によって当該帯状部材の他端部寄りの部分が保持されることにより、前記複数の電極を被験者の胴部に対して接触させるものであり、
前記帯状部材は、被験者の胴部周囲長を特定するためのマーカーを有し、
前記胴部周囲長計測部は、前記マーカーを読み取ることによって被験者の胴部周囲長を特定する読み取り手段を含む、体脂肪測定装置。 A body mounting unit for impedance measurement including a long belt-like member and a plurality of electrodes;
An impedance measuring unit that measures the bioimpedance of the subject using the plurality of electrodes;
A torso circumference measuring unit for measuring a torso circumference of a subject using the belt-shaped member;
A body fat mass calculating unit that calculates the body fat mass of the subject based on the bioelectrical impedance measured by the impedance measuring unit and the torso circumference measured by the torso circumference measuring unit;
In the impedance measurement body mounting unit, the belt-like member is wound around the body of the subject, and a portion near the other end of the belt-like member is held by a holding part provided at one end of the belt-like member. Thus, the plurality of electrodes are brought into contact with the torso of the subject,
The band-shaped member has a marker for identifying the subject's torso circumference,
The torso circumference measuring unit includes a reading unit that identifies a torso circumference of a subject by reading the marker.
前記読み取り手段は、前記インピーダンス測定用胴部装着ユニットを装着するに際して前記挿通路を通過した前記帯状部材の前記他端部寄りの部分の長さを計測することによって被験者の胴部周囲長を特定する、請求項2に記載の体脂肪測定装置。 The holding portion has an insertion passage through which a portion near the other end of the belt-like member can be inserted;
The reading means specifies the circumference of the torso of the subject by measuring the length of the band-like member near the other end that has passed through the insertion path when the impedance measurement torso mounting unit is mounted. The body fat measuring device according to claim 2.
前記読み取り手段は、前記バーコードを読み取るためのフォトインタラプタである、請求項1から3のいずれかに記載の体脂肪測定装置。 The marker is a barcode;
The body fat measurement device according to claim 1, wherein the reading unit is a photo interrupter for reading the barcode.
前記胴部周囲長計測部は、前記回転体の回転角度量を検出することによって被験者の胴部周囲長を特定する回転角度検出手段をさらに含み、前記読み取り手段によって読み取った情報と前記回転角度検出手段によって検出した情報とに基づいて被験者の胴部周囲長を特定する、請求項1から4のいずれかに記載の体脂肪測定装置。 A rotating body that engages with the belt-like member and rotates following the belt-like member moving;
The torso circumference measuring unit further includes a rotation angle detection unit that identifies a torso circumference of the subject by detecting a rotation angle amount of the rotating body, and the information read by the reading unit and the rotation angle detection The body fat measuring device according to any one of claims 1 to 4, wherein the torso circumference length of the subject is specified based on the information detected by the means.
前記胴部周囲長変動量計測部によって計測された被験者の胴部周囲長の変動に基づき、被験者の呼吸状態を検出する呼吸状態検出部とをさらに備え、
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、前記胴部周囲長計測部によって計測された胴部周囲長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、請求項9に記載の体脂肪測定装置。 A torso circumference variation measuring unit for detecting a torso circumference fluctuation by detecting a change in a winding length of the belt-like member wound around the torso of the subject; and
A breathing state detection unit for detecting the breathing state of the subject based on fluctuations in the torso circumference of the subject measured by the torso circumference variation measuring unit;
The body fat mass calculation unit is based on the bioelectrical impedance measured by the impedance measurement unit, the trunk circumference measured by the trunk circumference measurement unit, and the respiratory state information detected by the respiratory state detection unit. The body fat measuring device according to claim 9, wherein the body fat amount of the subject is calculated.
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