JP2009112554A - 身体組成推計装置及び身体組成推計方法 - Google Patents

Abstract

【課題】被験者の身体組成が誤認されることを抑制することができる電気特性推計装置を提供する。
【解決手段】身体組成推計装置１は、電気インピーダンス測定部５０と、インピーダンス軌跡算出部１１と、判断部１３と、報知部１４と、身体組成推計部１５とを備えている。電気インピーダンス測定部５０は、被験者の体の電気インピーダンスを測定する。インピーダンス軌跡算出部１１は、インピーダンス軌跡を算出する。判断部１３は、各周波数における電気インピーダンスのインピーダンス軌跡に対する分布、及びインピーダンス軌跡の大きさの少なくとも一方に基づいて電気インピーダンスの測定に異常がなかったか否かを判断する。報知部１４は、異常があったと判断された際に異常を報知する。身体組成推計部１５は、少なくとも判断部において異常がなかったと判断された際に、インピーダンス軌跡から被験者の身体組成を推計する。
【選択図】図１

Description

本発明は、身体組成推計装置に関し、特には生体電気インピーダンス法に基づいて、被験者の体脂肪の状態や体水分分布などといった身体組成の推計に用いられる身体組成推計装置及び身体組成推計方法に関する。

従来、例えば特許文献１〜４などにおいて、生体電気インピーダンス法に基づいて、被験者の体脂肪の状態や体水分分布などといった身体組成を推計する身体組成推計装置が種々提案されている。具体的には、特許文献１には、以下に示す身体組成推計方法を用いた身体組成推計装置が開示されている。

すなわち、特許文献１に記載された身体組成推計装置では、周波数の異なる複数の電流が印加されたときの生体電気インピーダンスが測定される。得られた複数周波数における生体電気インピーダンスから、最小二乗法を用いることによりインピーダンス軌跡が演算される。そのインピーダンス軌跡から被験者の体の周波数が０の場合の生体電気インピーダンスＲ０と、周波数が∞である場合の生体電気インピーダンスＲ∞とが算出される。そして、生体電気インピーダンスＲ０及びＲ∞から被験者の体の身体組成が推計される。
特開２０００−３１６８２９号公報 特開平９−１５４８２９号公報 特開２００３−１１６８０５号公報 特許第３９８４３３２号

被験者の体の電気インピーダンス測定値は、電気インピーダンスを測定する際の被験者の姿勢や、被験者の体と身体組成推計装置の電極との接触状態によって大きく変化する。このため、被験者の姿勢が好ましくない場合や、被験者の体の一部がベッドの枠などの金属部材に接触している場合などにおいては電気インピーダンスが正確に測定されない場合がある。

しかしながら、特許文献１に開示された身体組成推計装置では、電気インピーダンスが正確に測定されなかった場合であっても、身体組成が推計され、推計された身体組成が出力される。この場合、不正確な電気インピーダンスに基づいて身体組成が推計されることとなるため、得られた身体組成推計値も不正確なものとなる。従って、このような不正確な身体組成推計値が出力されてしまうと、身体組成の誤認が生じるおそれがある。

本発明は、上述した従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、被験者の身体組成が誤認されることを抑制することができる電気特性推計装置を提供することにある。

なお、例えば、特許文献２には、身体組成推計値と共に、インピーダンス軌跡を画面に表示させる方法が開示されている。また、特許文献３には、インピーダンス軌跡の変化をリアルタイムで表示させる技術が開示されている。これらの技術によれば、被験者や診断者が、表示されたインピーダンス軌跡を見て、正確な測定が行われたか否かを判断できないこともない。

しかしながら、これらの技術では、正確な測定が行われたか否かの判断は、被験者や測定者の主観的な判断に委ねられるため、定量的な判断が困難であり、判断者によって正常な測定が行われたか否かの判断が異なることとなる。また、電気特性推計装置の使用に慣れていない被験者には、インピーダンス軌跡から正常な測定が行われた否かを判断することは困難である。

本発明に係る身体組成推計装置は、被験者の身体組成を推計するものである。本発明に係る身体組成推計装置は、電気インピーダンス測定部と、インピーダンス軌跡算出部と、判断部と、報知部と、身体組成推計部とを備えている。電気インピーダンス測定部は、周波数の異なる複数のプローブ電流を生成し、その各周波数のプローブ電流を被験者の体に印加して、被験者の体の電気インピーダンスを測定する。インピーダンス軌跡算出部は、電気インピーダンス測定部によって測定された各周波数における電気インピーダンスからインピーダンス軌跡を算出する。判断部は、測定された各周波数における電気インピーダンスのインピーダンス軌跡に対する分布、及びインピーダンス軌跡の大きさの少なくとも一方に基づいて、電気インピーダンスの測定に異常がなかったどうかを判断する。報知部は、判断部において異常があったと判断された際に、異常を報知する。身体組成推計部は、少なくとも判断部において異常がなかったと判断された際に、インピーダンス軌跡から被験者の身体組成を推計する。

本発明のある特定の局面では、判断部はΣｅ（ｆ）^２、下記数式（１）で求められるΣｅ’（ｆ）^２または下記数式（２）によって求められるΣｅ’’（ｆ）^２が、あらかじめ定められた閾値よりも大きいときに電気インピーダンスの測定に異常があったものと判断する。
Σｅ’（ｆ）^２＝Σ｛ｅ（ｆ）／ｒ｝^２ ………（１）
Σｅ’’（ｆ）^２＝Σ｛ｅ（ｆ）／ｈ｝^２ ………（２）
但し、
ｅ（ｆ）：周波数（ｆ）における電気インピーダンスとインピーダンス軌跡の間の所定方向における距離、
ｒ：インピーダンス軌跡の半径、
ｈ：被験者の身長、
である。

本発明の別の特定の局面では、判断部はインピーダンス軌跡においてリアクタンスが最小となる点における周波数があらかじめ定められた範囲外であるときに、電気インピーダンスの測定に異常があったものと判断する。

本発明のさらに別の特定の局面では、判断部はインピーダンス軌跡から算出されるプローブ電流の周波数が∞であるときの電気インピーダンスＲ∞をプローブ電流の周波数が０である場合の電気インピーダンスＲ０で除算して得られる値Ｒ∞／Ｒ０があらかじめ定められた範囲外であるときに、電気インピーダンスの測定に異常があったもの判断する。

本発明のある特定の局面において、判断部は、インピーダンス軌跡において、リアクタンスが最小となる点における周波数があらかじめ定められた範囲にないときも、電気インピーダンスの測定に異常があったものと判断するものであってもよい。

また、その場合において、判断部は、インピーダンス軌跡から算出されるプローブ電流の周波数が∞であるときの電気インピーダンスＲ∞をプローブ電流の周波数が０である場合の電気インピーダンスＲ０で除算して得られる値Ｒ∞／Ｒ０があらかじめ定められた範囲外であるときにも、電気インピーダンスの測定に異常があったものと判断するものであってもよい。

本発明のある特定の局面または別の特定の局面において、判断部は、インピーダンス軌跡から算出されるプローブ電流の周波数が∞であるときの電気インピーダンスＲ∞をプローブ電流の周波数が０である場合の電気インピーダンスＲ０で除算して得られる値Ｒ∞／Ｒ０があらかじめ定められた範囲外であるときにも、電気インピーダンスの測定に異常があったものと判断するものであってもよい。

本発明に係る身体組成推計部において、身体組成推計部は判断部において異常がなかったと判断された際にのみ、被験者の身体組成を推計するものであってもよい。

本発明に係る身体組成推計方法は、被験者の身体組成を推計する方法であって、電気インピーダンス測定工程と、インピーダンス軌跡算出工程と、判断工程と、報知工程と、身体組成推計工程とを備えている。電気インピーダンス測定工程は、周波数の異なる複数のプローブ電流を生成し、その生成した各周波数のプローブ電流を被験者の体に印加して、被験者の体の電気インピーダンスを測定する工程である。インピーダンス軌跡算出工程は、電気インピーダンス測定工程において測定された各周波数における電気インピーダンスからインピーダンス軌跡を算出する工程である。判断工程は、測定された各種周波数における電気インピーダンスのインピーダンス軌跡に対する分布、及びインピーダンス軌跡の半径の大きさの少なくとも一方に基づいて電気インピーダンスの測定に異常がなかった否かを判断する工程である。報知工程は判断工程において異常があったと判断された際に、異常があったことを報知する工程である。身体組成推計工程は、少なくとも判断部において異常がなかったと判断された際にインピーダンス軌跡から被験者の身体組成を推計する工程である。

本発明によれば、判断部において電気インピーダンスの測定に異常があったか否かが自動的に判断され、電気インピーダンスの測定に異常があったと判断された場合には、報知部によって異常が報知されるため、被験者により身体組成が誤認されることを抑制することができる。

（生体電気インピーダンス法）
本発明の実施形態について説明するに先立って、下記実施形態の身体組成推計装置において利用される生体電気インピーダンス法の原理について説明する。

生体電気インピーダンス法は、生体電気インピーダンスから被験者の体水分分布や、体脂肪率、体脂肪量などといった身体組成を推計する方法である。生体電気インピーダンスは、生体中のイオンによって運送される電流に対する生体のレジスタンスと、細胞膜、組織界面、あるいは非イオン化組織によって作り出される様々な種類の分極プロセスと関連したリアクタンスとにより構成される。

リアクタンスの逆数であるキャパシンタスは、主として電流に時間的遅れをもたらし、位相のずれ（フェーズシフト）を作り出す。このフェーズシフトは、レジスタンスに対するリアクタンスの比率の逆正接角（アークタンジェント）である電気位相角として幾何学的に定量することができる。なお、生体電気インピーダンスＺの大きさは、レジスタンスをＲとし、リアクタンスをＸとすると、Ｚ^２＝Ｒ^２＋Ｘ^２によって定義される。

生体電気インピーダンスＺ、レジスタンスＲ、リアクタンスＸ及び電気位相角Φは周波数依存性を有する。電流の周波数が非常に低い場合は、細胞膜と組織界面の生体電気インピーダンスＺは非常に高くなる。このため、電流は細胞膜や組織界面を通じて流れず、細胞外液を通じてのみ流れる。従って、測定される生体電気インピーダンスＺは、レジスタンスＲと実質的に等しくなる。

電流の周波数が増加するにつれて、電流は細胞膜や組織界面を通じて流れるようになる。このため、リアクタンスＸが高くなると共に、位相角Φが広がる。但し、電流の周波数が、臨界周波数ｆｃを超えると、細胞膜及び組織界面の容量性性能が失われる。このため、電流の周波数が臨界周波数ｆｃを超えてさらに大きくなると、リアクタンスＸは減少する。電流の周波数が非常に高くなると、生体電気インピーダンスＺは、再びレジスタンスＲと実質的に等しくなる。なお、「臨界周波数」とは、リアクタンスが最大となるときの周波数をいう。

図３は、人体の電気等価回路図である。図３に示すように、人体の等価回路は、細胞膜容量Ｃｍｋ及び細胞内液抵抗Ｒｉｋが直列に接続された回路と、細胞外液抵抗Ｒｅとの並列回路により構成されている。

電流の周波数が低い場合、電流は主として細胞外スペースを流れる。このため、インピーダンスＺは細胞外液抵抗Ｒｅと実質的に等しくなる。一方、電流の周波数が高い場合、電流は実質的に細胞膜を通るようになる。このため、細胞膜容量Ｃｍは実質的に短絡されているものとみなされる。従って、電流の周波数が高い場合は、インピーダンスＺは、合成抵抗Ｒｉ・Ｒｅ／（Ｒｉ＋Ｒｅ）と実質的に等しくなる。ここでＣｍ、Ｒｉは組織全体としてのＣｍｋ、Ｒｉｋの合成容量、合成抵抗を意味する。

従って、周波数の低い電流を印加して被験者の体の電気インピーダンスを測定することで細胞外液抵抗Ｒｅを求めることができる。また、求められた細胞外液抵抗Ｒｅと、周波数の高い電流を印加したときの被験者の体の電気インピーダンスとから、Ｚ＝Ｒｉ・Ｒｅ／（Ｒｉ＋Ｒｅ）に基づいて細胞内液抵抗Ｒｉを求めることができる。そして、得られた細胞内液抵抗Ｒｉと細胞外液抵抗Ｒｅとに基づいて被験者の身体組成値を推計することができる。なお、被験者の身体組成の推計方法は、特に限定されず、従来既知の方法を用いることができる。

なお、本明細書において「身体組成」とは、身体の組成に関わるデータ全般をいう。例えば「身体組成」は、身体の組成の量、身体に対する特定の組成の割合、身体に対する特定の組成の分布などを含む。「組成」とは、身体を組成するものであり、組成の具体例としては、例えば、水分、細胞内液、細胞外液、タンパク質、脂肪、カルシウム分などが挙げられる。身体組成の具体例としては、体脂肪率、被験者の身体に含まれる脂肪の重量、徐脂肪体重、体水分分布、骨密度などが挙げられる。体水分分布の具体例としては、細胞内液量、細胞外液量、体内水分量などが挙げられる。など、体内水分量は、細胞内液量と細胞外液量との総和である。

（第１の実施形態）
−身体組成推計装置１の構成−
次に、図１及び図２に示す第１の実施形態に係る身体組成推計装置１について説明する。図２に示すように、身体組成推計装置１は、被験者の体Ｅの身体組成を推計するための装置である。身体組成推計装置１は、図１に示すように、ＣＰＵ（central processing unit）１０と、電流検出部２０と、信号出力部３０と、電圧検出部４０と、記録部６２と、入力部６３と、スピーカー６４と、表示部６５と、表面電極Ｌｃ及びＨｃと、表面電極Ｌｐ及びＨｐとを備えている。

ＣＰＵ１０は、インピーダンス軌跡算出部１１と、インピーダンス算出部１２と、判断部１３と、身体組成推計部１５と、報知部１４とを備えている。ＣＰＵ１０のインピーダンス算出部１２と、電流検出部２０と、信号出力部３０と、電圧検出部４０とは、電気インピーダンス測定部５０を構成している。

まず、図１及び図２を参照しながら、電気インピーダンス測定部５０について説明する。電気インピーダンス測定部５０は、周波数の異なる複数のプローブ電流を生成し、その各周波数のプローブ電流を被験者の体Ｅに印加して、各周波数のプローブ電流が被験者の体Ｅに流されているときに被験者の体Ｅの電気インピーダンスを測定する。

信号出力部３０は、ＣＰＵ１０からの指示に従って被験者の体Ｅに対してマルチ周波数電流Ｉｂを流す。信号出力部３０は、ＰＩＯ（パラレル・インターフェイス）３１と、測定信号発生機３２と、出力バッファ３３とを備えている。測定信号発生機３２は、ＰＩＯ３１を介して行われるＣＰＵ１０の指示に従って、所定の周期ごとに測定信号（電流）Ｉａを出力バッファ３３に対して出力する。測定信号発生機３２が測定信号Ｉａを出力する周期は、例えば８００ｎｓｅｃ程度とすることができる。測定信号Ｉａは、上記所定の周期内において、所定の周波数間隔で随時変化する信号である。測定信号Ｉａは、例えば１ｋＨｚ〜４００ｋＨｚの範囲で１５ｋＨｚの周波数間隔で変化するものであってもよい。もしくは特開平１０−１４８９８号公報に示されるＭ系列信号のように多くの周波数成分を含んだ測定信号であってもよい。

出力バッファ３３は、入力される測定信号Ｉａを定電流状態に保ちながら、マルチ周波数電流Ｉｂとして表面電極Ｈｃに出力する。図２に示すように、表面電極Ｈｃは、測定時において被験者の体Ｅの右手甲部Ｈに対して取り付けられる。これにより、マルチ周波数電流Ｉｂが被験者の体Ｅに流れる。なお、マルチ周波数電流Ｉｂの電流値は特に限定されない。マルチ周波数電流Ｉｂの電流値は、例えば１００〜８００μＡ程度とすることができる。

表面電極Ｈｃは、表面電極Ｌｃと対をなしている。表面電極Ｌｃは、右足甲部Ｌに対して取り付けられる。図１に示すように、表面電極Ｌｃは、電流検出部２０に接続されている。電流検出部２０は、被験者の体Ｅを流れるマルチ周波数電流Ｉｂを検出し、マルチ周波数電流Ｉｂを電圧に変換した後に、得られた電圧信号Ｖｂを出力する。

図１に示すように、電流検出部２０は、Ｉ／Ｖ変換器２４と、ＢＰＦ２３と、Ａ／Ｄ変換器２２と、サンプリングメモリ２１とを有する。Ｉ／Ｖ変換器２４は、電流／電圧変換器である。Ｉ／Ｖ変換器２４は、図２に示すように、表面電極Ｈｃと表面電極Ｌｃとの間に流れるマルチ周波数電流Ｉｂを検出して電圧Ｖｂに変換する。Ｉ／Ｖ変換器２４は、得られた電圧ＶｂをＢＰＦ２３に対し出力する。

ＢＰＦ２３は、バンドパスフィルタである。ＢＰＦ２３は、電圧信号Ｖｂから不要な帯域の信号をカットしてＡ／Ｄ変換器２２に出力する。なお、ＢＰＦ２３の通過帯域は、身体組成推計装置１の仕様に応じて適宜選択することができる。ＢＰＦ２３の通過帯域は、例えば、約１ｋＨｚ〜８００ｋＨｚに設定することができる。

Ａ／Ｄ変換器２２は、ＣＰＵ１０からのデジタル変換指示に従って、アナログの電圧Ｖｂをデジタルの電圧信号Ｖｂに変換する。デジタルの電圧信号Ｖｂは、電流データＶｂとして、測定信号Ｉａの周波数毎にサンプリングメモリ２１に格納される。

サンプリングメモリ２１は、測定信号Ｉａの周波数毎に一時格納されたデジタル電圧信号Ｖｂを、ＣＰＵ１０の求めに応じて、ＣＰＵ１０に送信する。具体的には、デジタル電圧信号Ｖｂは、ＣＰＵ１０内のインピーダンス算出部１２に対して送信される。なお、サンプリングメモリ２１及び後述するサンプリングメモリ４１は、例えばＳＲＡＭにより構成することができる。

このように、信号出力部３０と電流検出部２０とにより、デジタル電圧信号Ｖｂがインピーダンス算出部１２に入力される。

一方、デジタル電圧信号Ｖｐは電圧検出部４０からインピーダンス算出部１２に対して入力される。

図１に示すように、電圧検出部４０は、差動増幅器４４と、ＢＰＦ４３と、Ａ／Ｄ変換器４２と、サンプリングメモリ４１とを備えている。

差動増幅器４４は、図２に示すように、被験者の右手甲部Ｈに貼り付けられた表面電極Ｈｐと足後部Ｌに貼り付けられた表面電極Ｌｐとの間の電圧Ｖｐを検出する。図１に示すように、差動増幅器４４は、検出された電圧ＶｐをＢＰＦ４３に対して出力する。

ＢＰＦ４３は、入力された電圧信号Ｖｐから所定の帯域の信号をカットしてＡ／Ｄ変換器４２に出力する。なお、ＢＰＦ４３の通過帯域は、身体組成推計装置１の仕様に応じて適宜選択することができる。ＢＰＦ４３の通過帯域は、例えば、約１ｋＨｚ〜８００ｋＨｚに設定することができる。

Ａ／Ｄ変換器４２は、ＣＰＵ１０からのデジタル変換指示に従って、アナログの電圧Ｖｐをデジタルの電圧信号Ｖｐに変換する。デジタルの電圧信号Ｖｐは、測定信号Ｉａの周波数毎にサンプリングメモリ４１に格納される。

サンプリングメモリ４１は、一時格納されたデジタル電圧信号Ｖｐを、ＣＰＵ１０の求めに応じて、ＣＰＵ１０に送信する。具体的には、デジタル電圧信号Ｖｐは、ＣＰＵ１０内のインピーダンス算出部１２に対して送信される。

インピーダンス算出部１２は、入力されたデジタル電圧信号Ｖｂ及びＶｐから被験者の体Ｅの電気インピーダンスを算出する。インピーダンス算出部１２は、算出した電気インピーダンスをインピーダンス軌跡算出部１１と、判断部１３と、身体組成推計部１５とに対して出力する。

インピーダンス軌跡算出部１１は、インピーダンス算出部１２から入力された各周波数における電気インピーダンスからインピーダンス軌跡の中心座標と半径を算出する。また、インピーダンス軌跡算出部１１は、プローブ電流の周波数が∞であるときのレジスタンスＲ∞と、プローブ電流の周波数が０であるときのレジスタンスＲ０と、Ｒ∞／Ｒ０と、臨界周波数ｆｃとをさらに算出する。インピーダンス軌跡算出部１１は、インピーダンス軌跡、Ｒ∞、Ｒ０及びＲ∞／Ｒ０と、臨界周波数ｆｃと、ステップＳ１において算出された電気インピーダンスとを判断部１３及び身体組成推計部１５に対して出力する。

なお、インピーダンス軌跡は最小二乗法を用いて算出する。レジスタンスＲ∞及びＲ０は、算出されたインピーダンス軌跡とリアクタンスＸ＝０との交点を求めることにより算出することができる。また、臨界周波数ｆｃは、インピーダンス軌跡のうち、リアクタンスが最も小さくなる点の左右両側に位置する電気インピーダンス測定値に対応する周波数から算出することができる。

図６は、理想的なインピーダンス軌跡を表したグラフである。図６に示すグラフの横軸はレジスタンスＲであり、縦軸はリアクタンスＸである。図６にドットで示すデータは各周波数の電気インピーダンス測定値である。図６中、ドットＤが最も周波数の高い電流を印加した際に測定されたデータである。図６中、ドットＥが最も周波数の低い電流を印加した際に測定されたデータである。

インピーダンス軌跡は、各周波数の電気インピーダンス測定値にフィットするように、算出された曲線である。通常、インピーダンス軌跡は、ほぼCole-Coleの円弧となる。

上述のように、周波数が非常に低い場合及び非常に高い場合には、リアクタンスＸは実質的に０となり、電気インピーダンスＺは、レジスタンスＲと実質的に等しくなる。このため、図６に示すように、インピーダンス軌跡とＸ＝０との交点のうち、レジスタンスの大きい方が、周波数が０のときのレジスタンスＲ０となり、レジスタンスの小さい方が、周波数が∞のときのレジスタンスＲ∞となる。

図１に示す判断部１３は、各周波数における電気インピーダンス測定値のインピーダンス軌跡に対する分布、及びインピーダンス軌跡の半径の大きさの少なくとも一方に基づいて電気インピーダンス測定に異常がなかったか否かを判断する。判断部１３は、電気インピーダンス測定に異常がなかったと判断された際には、「異常なし」を示すＯＫ信号を身体組成推計部１５及び報知部１４に対して出力する。一方、判断部１３は、電気インピーダンス測定に異常があったと判断された際には、「異常あり」を示すＮＧ信号を身体組成推計部１５及び報知部１４に対して出力する。

報知部１４は、ＯＫ信号が入力された際には何もせず、ＮＧ信号が入力された際には、被験者や身体組成推計装置１の操作者に対して異常を報知する。異常の報知方法は特に限定されない。例えば、スピーカー６４から異常報知音を出力する方法や、表示部６５に電気インピーダンス測定に異常があった旨を表示させる方法、またはそれらを組み合わせた方法によって異常を報知してもよい。

身体組成推計部１５は、電気インピーダンス測定値及びインピーダンス軌跡と、キーボードなどにより構成される入力部６３から入力された被験者の情報に基づいて身体組成を推計する。身体組成推計部１５は、少なくともＯＫ信号が入力された際に身体組成を推計する。身体組成推計部１５は、ＯＫ信号が入力されたときにのみ身体組成を推計するものであってもよいし、ＯＫ信号が入力された際及びＮＧ信号が入力された際の両方に身体組成を推計するものであってもよい。なお、本実施形態では、ＯＫ信号が入力されたときにのみ身体組成が推計される場合を例に挙げて説明する。

身体組成推計部１５は、推計した身体組成を表示部６５に出力する。表示部６５は、推計された身体組成を表示する。判断部１３より報知部１４に対してＮＧ信号が出力された場合は、電気インピーダンス測定に異常があったものとして、身体組成の推計が中止された旨が表示される。

また、身体組成推計部１５は、記録部６２に対しても推計した身体組成を出力する。記録部６２は、推計された身体組成を記録する。なお、記録部６２は、ＲＡＭやＲＯＭ、またはハードディスクなどによって構成することができる。

なお、身体組成の具体的推計方法は、特に限定されるものではなく、従来既知の方法を用いることができる。例えば、体水分量は、回帰分析により推計することができる。具体的には、人体の導体部分、すなわち体水分部分を長さＬ、断面積Ｓの円柱と仮定する。その場合、人体の導体部分の抵抗は長さＬに比例し、断面積Ｓに反比例する。よって、Ｒ＝ρＬ／Ｓとなり変形するとＳ＝ρＬ／Ｒとなる。これを体積Ｖ＝ＬＳに代入すると人体の導体部分の体積ＶはρＬ^２／Ｒと推計される。従って、体水分量（ＴＢＷ）は、ＴＢＷ＝α＋βＬ^２／Ｒにより推計することができる。ここで、αとβとは統計的に求められる定数である。また、身長などの人体特徴データを上記式に加算することにより、推計される体水分量の精度を向上させることができる。具体的には、体水分量（ＴＢＷ）は、ＴＢＷ＝α＋βＬ^２／Ｒ＋γＷ＋δＡＧＥにより推計することで、より正確な体水分量の推計が可能となる。ここで、Ｗは体重であり、ＡＧＥは年齢である。

同様の手法により除脂肪重量（ＦＦＭ）も推計することができる。

−身体組成推計装置１の動作−
次に、主として図４及び図５と図１とを参照しつつ、身体組成推計装置１の動作について説明する。

（１）電気インピーダンスの測定（ステップＳ１）
図４に示すように、まず、ステップＳ１において、被験者の体Ｅの電気インピーダンスが測定される。ステップＳ１は、ステップＳ１−１、ステップＳ１−２及びステップＳ１−３を含んでいる。ステップＳ１−１では、電圧Ｖｂの検出が行われる。詳細には、図１に示す信号出力部３０からマルチ周波数電流Ｉｂが被験者の体Ｅに流される。電流検出部２０により、被験者の体Ｅに流れたマルチ周波数電流Ｉｂが検出される。検出されたマルチ周波数電流Ｉｂは、Ｉ／Ｖ変換器２４により、電圧Ｖｂに変換される。電圧Ｖｂは、ＢＰＦ２３において不要な帯域の電圧信号がカットされ、さらに、Ａ／Ｄ変換器２２においてデジタルの電圧信号Ｖｂに変換される。デジタルの電圧信号Ｖｂは、一旦サンプリングメモリ２１に格納された後、ＣＰＵ１０の求めに応じて、ＣＰＵ１０内のインピーダンス算出部１２に対して出力される。

図４に示すように、ステップＳ１−２はステップＳ１−１と並行して行われる。Ｓ１−２では、電圧Ｖｐの検出が行われる。具体的には、図１に示す信号出力部３０からプローブ電流Ｉｂが流されたときに、差動増幅器４４によって、表面電極Ｈｐと表面電極Ｌｐとの間の電圧Ｖｐが検出される。検出された電圧Ｖｐは、ＢＰＦ４３において、不要な帯域の電圧信号がカットされ、さらにＡ／Ｄ変換器４２において、デジタルの電圧信号Ｖｐに変換される。デジタルの電圧信号Ｖｐは一旦サンプリングメモリ４１に格納された後、ＣＰＵ１０の求めに応じて、ＣＰＵ１０内のインピーダンス算出部１２に対して出力される。

図４に示すように、ステップＳ１−１及びステップＳ１−２に続いて、ステップＳ１−３が行われる。ステップＳ１−３では、インピーダンス算出部１２に対して出力されたデジタルの電圧Ｖｂ、Ｖｐとから、インピーダンス算出部１２において、各周波数のプローブ電流が印加された際の電気インピーダンスが算出される。具体的には、測定信号がＭ系列信号のように多くの周波数成分を含んだものである場合は、まず時間の関数である電圧Ｖｂ、Ｖｐに対してフーリエ変換処理が行われる。これにより、周波数の関数であるＶｐ（ｆ）、Ｖｂ（ｆ）が得られる。測定信号が周波数が随時変化する信号である場合は、周波数の関数としてＶｐ（ｆ）、Ｖｂ（ｆ）が直接測定されるのでこの処理は不要である。続いて、電圧Ｖｐ（ｆ）、Ｖｂ（ｆ）に対して、平均化が行われた後、周波数毎の電気インピーダンスＺ（ｆ）＝Ｖｐ（ｆ）／Ｖｂ（ｆ）が算出される。

（２）インピーダンス軌跡の測定（ステップＳ２）
算出された各周波数の電気インピーダンスＺ（ｆ）は、図１に示すように、インピーダンス算出部１２からインピーダンス軌跡算出部１１に対して出力される。そして、インピーダンス軌跡算出部１１において、インピーダンス軌跡の中心座標と半径が算出される（ステップＳ２）。また、ステップＳ２では、算出されたインピーダンス軌跡から、プローブ電流の周波数が∞であるときのレジスタンスＲ∞と、プローブ電流の周波数が０であるときのレジスタンスＲ０と、Ｒ∞／Ｒ０と、臨界周波数ｆｃとが算出される。ステップＳ２において算出されたインピーダンス軌跡と、Ｒ∞、Ｒ０及びＲ∞／Ｒ０と、臨界周波数ｆｃと、ステップＳ１において算出された電気インピーダンスとは、判断部１３に対して出力される。

（３）電気インピーダンスの測定に異常がなかったか否かの判断（ステップＳ１０）と、身体組成の推計（ステップＳ３）及び報知、推計の中止（ステップＳ４）
次に、図４に示すように、ステップＳ１０において、インピーダンス測定に異常があったか否かが図１に示す判断部１３によって判断される。ステップＳ１０において、電気インピーダンスの測定に異常があったか否かの判断は、各周波数における電気インピーダンスのインピーダンス軌跡に対する分布、及びインピーダンス軌跡の半径の大きさの少なくとも一方に基づいて行われる。

ステップＳ１０において、インピーダンス測定に異常がなかったと判断された場合は、図４に示すように、ステップＳ３に進む。そして、ステップＳ３において身体組成の推計が身体組成推計部１５により行われる。

具体的には、身体組成推計部１５は、記録部６２に記録されている身体組成推計プログラムを読み出す。身体組成推計部１５は、その身体組成推計プログラムを用いて、電気インピーダンスＺ（ｆ）及びインピーダンス軌跡と、入力部６３から入力された、被験者の身長、体重、性別及び年齢などの人体特徴データとに基づいて、被験者の体Ｅの人体組成を推計する。身体組成推計部１５は、推計した人体組成を表示部６５に出力する。これにより、推計された身体組成が被験者の人体特徴データなどと共に表示される。また、推計された身体組成は記録部６２に対しても出力され、記録部６２において記録される。

一方、ステップＳ１０において、電気インピーダンスの測定に異常があったと判断された場合は、図４に示すように、ステップＳ４に進む。ステップＳ４では、判断部１３から、インピーダンス測定に異常があったと判断されたことを示す異常信号が報知部１４に対して出力される。報知部１４は、被験者や身体組成推計装置１の操作者に対してインピーダンス測定に異常があったことを報知する。なお、異常報知の方法は特に限定されない。例えば、スピーカー６４から報知音を出力することにより異常を報知してもよい。また、表示部６５にインピーダンス測定に異常があったことを表示させることにより異常を報知してもよい。また、本実施形態において、判断部１３は、インピーダンス測定に異常があったと判断した場合は、身体組成の推計を中止させる。

（４）ステップＳ１０の詳細
次に、主として図５を参照しながら、ステップＳ１０のインピーダンス測定に異常があったか否かを判断する工程について詳細に説明する。

本実施形態では、図５に示すように、ステップＳ１０は、ステップＳ１０−１、ステップＳ１０−２及びステップＳ１０−３を含む。ステップＳ１０−１及びステップＳ１０−２は、インピーダンス軌跡に対する各周波数の電気インピーダンス測定値の分布に基づいて電気インピーダンス測定に異常がなかったか否かを判断する工程である。一方、ステップＳ１０−３は、インピーダンス軌跡の半径の大きさに基づいて電気インピーダンス測定に異常がなかったか否かを判断する工程である。

具体的には、ステップＳ１０−１はインピーダンス軌跡に対する各周波数におけるインピーダンス測定値のばらつきを評価することにより電気インピーダンス測定に異常がなかったか否かを判断する工程である。ステップＳ１０−２は、臨界周波数ｆｃを指標とし、インピーダンス軌跡に対する各周波数におけるインピーダンス測定値の分布の偏りを評価することにより電気インピーダンス測定に異常がなかったか否かを判断する工程である。ステップＳ１０−３は、Ｒ∞／Ｒ０を指標とし、インピーダンス軌跡の大きさが正常範囲以内であるか否かに基づいて電気インピーダンス測定に異常がなかったか否かを判断する工程である。

なお、本実施形態では、ステップＳ１０−１、ステップＳ１０−２及びステップＳ１０−３がこの順番で行われる例について説明する。但し、本発明は、この構成に限定されない。ステップＳ１０−１、ステップＳ１０−２及びステップＳ１０−３をどのような順番で実施してもよい。

本実施形態では、図５に示すように、まずステップＳ１０−１において、インピーダンス軌跡に対する各周波数におけるインピーダンス測定値のばらつきを評価することにより電気インピーダンス測定に異常がなかったかが判断される。詳細には、周波数（ｆ）において測定された電気インピーダンスＺ（ｆ）とインピーダンス軌跡との間の所定方向における距離ｅを算出する。距離ｅは、例えば電気インピーダンスとインピーダンス軌跡との間の、インピーダンス軌跡の半径方向における距離であってもよく、横軸方向または縦軸方向における距離であってもよい。例えば半径方向の場合は測定された電気インピーダンスＺ（ｆ）とインピーダンス軌跡との距離は、Ｚ（ｆ）とインピーダンス軌跡の中心との距離ｄ（ｆ）と半径ｒを用いて以下のように表せる。

ｅ（ｆ）＝ｄ（ｆ）−ｒ
次に、算出された距離ｅの二乗和Σｅ（ｆ）^２を求める。そして、算出されたΣｅ（ｆ）^２があらかじめ定められた閾値よりも大きいか否かが判断される。Σｅ（ｆ）^２があらかじめ定められた閾値よりも小さい場合には、インピーダンス軌跡に異常がないものと判断され、ステップＳ１０−２に進む。一方、Σｅ（ｆ）^２があらかじめ定められた閾値よりも大きいときには、インピーダンス軌跡に異常があったものと判断され、ステップＳ４に進む。

ここで、Σｅ（ｆ）^２に対してあらかじめ定められた閾値は、身体組成推計装置１の目的や使用によって適宜設定することができる。例えば、標準的な健常者のインピーダンス軌跡の半径の５〜１０％の値の２乗に電気インピーダンスの測定周波数ポイント数を乗じたものとしてもよい。
また、算出された距離ｅを、インピーダンス軌跡の半径ｒとを、下記式（１）に入力することにより、Σｅ’（ｆ）^２を求める。
Σｅ’（ｆ）^２＝Σ｛ｅ（ｆ）／ｒ｝^２ ………（１）
但し、
ｅ（ｆ）：周波数（ｆ）における電気インピーダンスとインピーダンス軌跡との間の所定方向における距離、
ｒ：インピーダンス軌跡の半径、
である。

そして、算出されたΣｅ’（ｆ）^２があらかじめ定められた閾値よりも大きいか否かが判断される。Σｅ’（ｆ）^２があらかじめ定められた閾値よりも小さい場合には、インピーダンス軌跡に異常がないものと判断され、ステップＳ１０−２に進む。一方、Σｅ’（ｆ）^２があらかじめ定められた閾値よりも大きいときには、インピーダンス軌跡に異常があったものと判断され、ステップＳ４に進む。

ここで、Σｅ’（ｆ）^２に対してあらかじめ定められた閾値は、身体組成推計装置１の目的や使用によって適宜設定することができる。例えば、インピーダンス軌跡の半径の５〜１０％の値の２乗に電気インピーダンスの測定周波数ポイント数を乗じたものとしてもよい。

なお、上記式（１）において、ｅ（ｆ）をｒで除算したのは、被験者の体Ｅのサイズを考慮したためである。インピーダンス軌跡の半径ｒは、被験者の体Ｅのサイズ（長さや断面積）により大きく異なる。このため、ｅ（ｆ）の大きさは、被験者の身長などによって大きく異なることとなる。ｅ（ｆ）／ｒとすることで、被験者の体Ｅのサイズによらず、画一的な判断が可能になる。すなわち、上記式（１）を用いることで、被験者の身長が大きい場合と小さい場合とのどちらの場合においても正確に電気インピーダンス測定の可否を評価することができる。

また、上記式（１）では、ｅ（ｆ）をｒで除算しているが、ｅ（ｆ）を被験者の身長ｈで除算するようにしてもよい。すなわち、下記数式（２）により、求められるΣｅ’’（ｆ）^２があらかじめ定められた閾値よりも大きいか否かによってインピーダンス軌跡に異常がなかった否かを判断するようにしてもよい。
Σｅ’’（ｆ）^２＝Σ｛ｅ（ｆ）／ｈ｝^２ ………（２）
但し、
ｅ（ｆ）：周波数（ｆ）における電気インピーダンスとインピーダンス軌跡との間の所定方向における距離、
ｒ：インピーダンス軌跡の半径、
ｈ：被験者の身長、
である。

ステップＳ１０−２では、図１に示すインピーダンス軌跡算出部１１において算出された臨界周波数ｆｃがあらかじめ定められた範囲外であるか否かが判断される。臨界周波数ｆｃがあらかじめ定められた範囲内にあると判断されたときは、臨界周波数ｆｃに異常がなかったものとしてステップＳ１０−３に進む。一方、臨界周波数ｆｃがあらかじめ定められた範囲外であるときには、臨界周波数ｆｃに異常があったものとして、ステップＳ４に進む。

通常、健常者であれば臨界周波数ｆｃは５０ｋＨｚ前後である。但し、臨界周波数ｆｃには個人差がある。このため、臨界周波数ｆｃの下限は５〜２０ｋＨｚ程度、上限は９０〜１５０ｋＨｚであることが好ましい。すなわち、ステップＳ１０−２において、臨界周波数ｆｃの許容範囲として５〜１５０ｋＨｚ程度から２０〜９０ｋＨｚ程度の範囲が定められていることが好ましい。

ステップＳ１０−３では、Ｒ∞／Ｒ０があらかじめ定められた範囲内にあるか否かが判断される。Ｒ∞／Ｒ０があらかじめ定められた範囲内にあると判断された場合は、図５に示すように、値Ｒ∞／Ｒ０に異常がなく、インピーダンス測定に異常がなかったものとして、ステップＳ１０を終了し、ステップＳ３に進む。一方、値Ｒ∞／Ｒ０があらかじめ定められた範囲外であるときは、Ｒ∞／Ｒ０に異常があったものとして、ステップＳ４に進む。

通常、健常者の場合、値Ｒ∞／Ｒ０は０．６〜０．８（６０％〜８０％）程度となる。このため、ステップＳ１０−３において、Ｒ∞／Ｒ０の許容範囲は、０．８５〜０．９程度以下に設定することができる。

なお、本実施形態では、ステップＳ１０−３では、値Ｒ∞／Ｒ０についてのみ判断する例についてのみ説明するが、値Ｒ∞／Ｒ０と共に、Ｒ∞及びＲ０についても適切な範囲内にあるか否かを判断するようにしてもよい。すなわち、Ｒ∞やＲ０が異常に大きくなったり異常に小さくなったりした場合にも電気インピーダンスの測定に異常があったものと判断するようにしてもよい。

以上説明したように、本実施形態では、ステップＳ１０において、インピーダンス測定に異常がなかったか否かが判断される。そして、インピーダンス測定に異常があったと判断された場合は、ステップＳ４において異常が報知される。このため、電気インピーダンスの正確な測定が行われなかった際にも、被験者の身体組成が被験者や身体組成推計装置１の操作者によって誤認されることを抑制することができる。

また、本実施形態では、ステップＳ１０−１が行われるため、電極の接触不良などといった外乱が発生し、インピーダンス測定値がインピーダンス軌跡に対してばらついた場合に、正確ではない身体組成が推計されることを抑制することができる。

図７は、電気インピーダンス測定に異常がなかった場合に得られる、電気インピーダンス測定値とインピーダンス軌跡とを表すグラフである。図７に示すように、電気インピーダンス測定に異常がなかった場合は、各周波数における電気インピーダンス測定値は、ほぼＣｏｌｅ−Ｃｏｌｅ軌跡上に配列される。従って、各周波数における電気インピーダンス測定値は、ほぼインピーダンス軌跡上に配列される。

しかしながら、電極の接触不良などの外乱が生じると、各周波数における電気インピーダンス測定値がＣｏｌｅ−Ｃｏｌｅ軌路上に整然と配列されないようになる場合がある。図８は、その一例である。図８に示す場合、各周波数における電気インピーダンス測定値は、Ｃｏｌｅ−Ｃｏｌｅ軌跡とは大きく異なる分布を示している。このため、電気インピーダンス測定値の分布とはかけ離れたインピーダンス軌跡が算出されている。従って、図８に示す電気インピーダンス測定値を用いたのでは、被験者の体Ｅの正確な身体組成を推計することはできない。しかしながら、特許文献１に示すような従来の身体組成推計装置では、このような場合にも被験者の体Ｅの身体組成の推計が行われていた。

一方、本実施形態では、図８に示すように、各周波数における電気インピーダンス測定値のインピーダンス軌跡に対するばらつきが大きい場合は、上記式（１）で求められるΣｅ’（ｆ）^２が大きくなるため、ステップＳ１０−１においてインピーダンス測定に異常があったものと判断される。このため、身体組成の推計が中止されると共に、異常が報知される。従って、被験者の体Ｅの身体組成の誤認が生じることが抑制される。

また、本実施形態では、ステップＳ１０−２が行われるため、電極の接触不良などの外乱が生じ、電気インピーダンス測定値がインピーダンス軌跡に対して偏って分布した場合に、正確ではない身体組成が推計されることを抑制することができる。

図７に示すように、電気インピーダンスの測定が正常に行われた場合は、電気インピーダンス測定値は、インピーダンス軌跡上に比較的まんべんなく分布する。しかしながら、電極の接触不良などの外乱が生じると、図９や図１０に示すように、インピーダンス測定値がインピーダンス軌跡の一部に偏って分布することとなる。そうなると、正確なインピーダンス軌跡の算出ができず、その結果、被験者の体Ｅの正確な身体組成を推計することが困難となる。

それに対して、本実施形態では、ステップＳ１０−２において、臨界周波数ｆｃがあらかじめ定められた範囲内にあるか否かが判断される。図９や図１０に示すように、インピーダンス測定値がインピーダンス軌跡の一部に偏って分布している場合は、臨界周波数ｆｃが極端に大きくなるか、極端に小さくなる。具体的に、図９のように電気インピーダンス測定値がＲ０側に偏っている場合は、インピーダンス軌跡の極小点付近に位置する電気インピーダンス測定値に対応する周波数が大きくなる。従って、臨界周波数ｆｃは極端に大きくなる。一方、図１０に示すように、電気インピーダンス測定値がＲ∞側に偏っている場合は、インピーダンス軌跡の極小点付近に位置する電気インピーダンス測定値に対応する周波数が小さくなる。従って、臨界周波数ｆｃは極端に小さくなる。よって、ステップＳ１０−２においてインピーダンス測定に異常があったものと判断される。その結果、身体組成の推計が中止されると共に、異常が報知される。従って、被験者の体Ｅの身体組成の誤認が生じることが抑制される。

なお、例えば、電気インピーダンスの測定を周波数が２．５ｋＨｚ〜３５０ｋＨｚの間で２．５ｋＨｚごとに合計１４０回測定する場合、図９のように電気インピーダンス測定値が分布すると臨界周波数ｆｃは約１１５ｋＨｚとなる。図１０のように電気インピーダンス測定値が分布すると臨界周波数ｆｃは０となる。これは、インピーダンス軌跡の極小点付近に電気インピーダンス測定値が存在しないからである。図１２に示す場合は、臨界周波数ｆｃは約５ｋＨｚとなる。図１３に示す場合は、臨界周波数ｆｃは約２０ｋＨｚとなる。図１４に示す場合は、臨界周波数ｆｃは約５０ｋＨｚとなる。図１５に示す場合は、臨界周波数ｆｃは約９０ｋＨｚとなる。図１６に示す場合は、臨界周波数ｆｃは約１５０ｋＨｚとなる。このように、通常、臨界周波数ｆｃが５０ｋＨｚ付近にあるときに、電気インピーダンス測定値がインピーダンス軌跡に対して特に均一に分布する。

また、本実施形態では、ステップＳ１０−３が行われるため、被験者の体Ｅが金属に触れるなどの外乱が生じ、短絡が発生した場合に、正確ではない身体組成が推計されることを抑制することができる。

図７に示すように、電気インピーダンスの測定が正常に行われた場合は、Ｒ∞／Ｒ０が０．７（７０％）程度となる大きさとなる。しかしながら、被験者の体Ｅが金属に接触するなどして短絡が発生すると、Ｒ∞／Ｒ０が非常に小さくなり、図１１に示すように、インピーダンス軌跡が非常に小さくなる場合がある。これは、周波数選択性が実質的にない金属によって短絡が発生することで、周波数が０のときのレジスタンスと周波数が∞のときのレジスタンスとが近い値になるためである。このように短絡が発生するなどしてＲ∞／Ｒ０が所定の範囲外になった場合は、正確なインピーダンス軌跡が算出されず、被験者の体Ｅの身体組成が正確に推計されなくなり、不正確な身体組成が出力されるおそれがある。

それに対して、本実施形態では、ステップＳ１０−３において、Ｒ∞／Ｒ０があらかじめ定められた範囲内にあるか否かが判断される。このため、短絡が発生するなどしてＲ∞／Ｒ０が所定の範囲外になった場合には、身体組成の推計が中止されると共に異常が報知される。従って、被験者の体Ｅの身体組成の誤認が生じることが抑制される。

このように、本実施形態によれば、電極の接触不良や被験者の体Ｅが金属などの導電体に接触することで短絡が発生した場合には、身体組成の推計が中止されると共に異常が報知されるので、被験者の体Ｅの身体組成の誤認が生じることが効果的に抑制される。

（第２の実施形態）
上記第１の実施形態では、ステップＳ１０において電気インピーダンスの測定に異常があったと判断された場合は、身体組成の推計が中止される場合について説明した。但し、本発明はこれに限定されない。例えば、ステップＳ１０において電気インピーダンスの測定に異常があったと判断された場合にも身体組成が推計されるようにしてもよい。

以下、図１７を参照しつつ本実施形態における身体組成の推計工程について説明する。なお、本実施形態の説明において、実質的に同じ機能を有する構成要素を第１の実施形態と共通の参照符号で説明し、説明を省略する。

第２の実施形態では、図１７に示すように、ステップＳ１０において電気インピーダンスの測定に異常があったと判断された際には、ステップＳ５に進む。そして、ステップＳ５において身体組成の推計が行われ、その後ステップＳ６において、図１に示す表示部６５に推計された身体組成と共に異常報知表示がなされる。

このように、電気インピーダンスの測定に異常があったと判断された場合に推計された身体組成を表示させるのであっても、異常の報知と共に推計された身体組成を表示させるのであれば、被験者や身体組成推計装置１の操作者が身体組成を誤認しにくくなる。

（変形例）
上記第１の実施形態では、ステップＳ１０においてステップＳ１０−１、ステップＳ１０−２及びステップＳ１０−３の全てを行う場合を例に挙げて説明した。しかしながら、ステップＳ１０においてステップＳ１０−１、ステップＳ１０−２及びステップＳ１０−３の全てを行う必要は必ずしもない。

例えば、図１８〜図２０に示すように、ステップＳ１０−１、ステップＳ１０−２及びステップＳ１０−３のいずれかひとつのみを行ってもよい。また、図２１及び図２２に示すように、ステップＳ１０−１、ステップＳ１０−２及びステップＳ１０−３のうちの二つを行うようにしてもよい。

第１の実施形態に係る身体組成推計装置のブロック図である。 身体組成推計装置の使用状態を表す概念図である。 被験者の体の等価回路図である。 第１の実施形態における身体組成推計工程を表すフローチャートである。 第１の実施形態におけるステップＳ１０の詳細フローチャートである。 インピーダンス軌跡を例示するグラフである。 電気インピーダンスの測定が正常に終了した場合の電気インピーダンス測定値及びインピーダンス軌跡を例示するグラフである。 電気インピーダンスの測定に異常があった場合の電気インピーダンス測定値及びインピーダンス軌跡を例示するグラフである。 電気インピーダンスの測定に異常があった場合の電気インピーダンス測定値及びインピーダンス軌跡を例示するグラフである。 電気インピーダンスの測定に異常があった場合の電気インピーダンス測定値及びインピーダンス軌跡を例示するグラフである。 電気インピーダンスの測定に異常があった場合の電気インピーダンス測定値及びインピーダンス軌跡を例示するグラフである。 電気インピーダンスの測定を周波数が２．５ｋＨｚ〜３５０ｋＨｚの間で２．５ｋＨｚごとに合計１４０回測定したときに、臨界周波数が５ｋＨｚであった場合の電気インピーダンス測定値及びインピーダンス軌跡を例示するグラフである。 電気インピーダンスの測定を周波数が２．５ｋＨｚ〜３５０ｋＨｚの間で２．５ｋＨｚごとに合計１４０回測定したときに、臨界周波数が２０ｋＨｚであった場合の電気インピーダンス測定値及びインピーダンス軌跡を例示するグラフである。 電気インピーダンスの測定を周波数が２．５ｋＨｚ〜３５０ｋＨｚの間で２．５ｋＨｚごとに合計１４０回測定したときに、臨界周波数が５０ｋＨｚであった場合の電気インピーダンス測定値及びインピーダンス軌跡を例示するグラフである。 電気インピーダンスの測定を周波数が２．５ｋＨｚ〜３５０ｋＨｚの間で２．５ｋＨｚごとに合計１４０回測定したときに、臨界周波数が９０ｋＨｚであった場合の電気インピーダンス測定値及びインピーダンス軌跡を例示するグラフである。 電気インピーダンスの測定を周波数が２．５ｋＨｚ〜３５０ｋＨｚの間で２．５ｋＨｚごとに合計１４０回測定したときに、臨界周波数が１５０ｋＨｚであった場合の電気インピーダンス測定値及びインピーダンス軌跡を例示するグラフである。 第２の実施形態における身体組成推計工程を表すフローチャートである。 変形例１における身体組成推計工程を表すフローチャートである。 変形例２における身体組成推計工程を表すフローチャートである。 変形例３における身体組成推計工程を表すフローチャートである。 変形例４における身体組成推計工程を表すフローチャートである。 変形例５における身体組成推計工程を表すフローチャートである。

符号の説明

１…身体組成推計装置
１０…ＣＰＵ
１１…インピーダンス軌跡算出部
１２…インピーダンス算出部
１３…判断部
１４…報知部
１５…身体組成推計部
２０…電流検出部
２１…サンプリングメモリ
２２…Ａ／Ｄ変換器
２３…ＢＰＦ
２４…Ｉ／Ｖ変換器
３０…信号出力部
３１…ＰＩＯ
３２…測定信号発生機
３３…出力バッファ
４０…電圧検出部
４１…サンプリングメモリ
４２…Ａ／Ｄ変換器
４３…ＢＰＦ
４４…差動増幅器
５０…電気インピーダンス測定部
６２…記録部
６３…入力部
６４…スピーカー
６５…表示部

Claims (8)

1. 被験者の身体組成を推計する身体組成推計装置であって、
   周波数の異なる複数のプローブ電流を生成し、前記各周波数のプローブ電流を前記被験者の体に印加して前記被験者の体の電気インピーダンスを測定する電気インピーダンス測定部と、
   前記電気インピーダンス測定部によって測定された前記各周波数における電気インピーダンスからインピーダンス軌跡を算出するインピーダンス軌跡算出部と、
   前記測定された各周波数における電気インピーダンスの前記インピーダンス軌跡に対する分布、及び前記インピーダンス軌跡の大きさの少なくとも一方に基づいて前記電気インピーダンスの測定に異常がなかったか否かを判断する判断部と、
   前記判断部において異常があったと判断された際に、異常を報知する報知部と、
   少なくとも前記判断部において異常がなかったと判断された際に、前記インピーダンス軌跡から前記被験者の身体組成を推計する身体組成推計部と、
   を備えていることを特徴とする、身体組成推計装置。
2. 前記判断部は、Σｅ（ｆ）^２、下記数式（１）で求められるΣｅ’（ｆ）^２または下記数式（２）によって求められるΣｅ’’（ｆ）^２が、あらかじめ定められた閾値よりも大きいときに前記電気インピーダンスの測定に異常があったものと判断する、請求項１に記載の身体組成推計装置；
   Σｅ’（ｆ）^２＝Σ｛ｅ（ｆ）／ｒ｝^２ ………（１）
   Σｅ’’（ｆ）^２＝Σ｛ｅ（ｆ）／ｈ｝^２ ………（２）
   但し、
   ｅ（ｆ）：周波数（ｆ）における電気インピーダンスとインピーダンス軌跡の間の所定方向における距離、
   ｒ：インピーダンス軌跡の半径、
   ｈ：被験者の身長、
   である。
3. 前記判断部は、前記インピーダンス軌跡においてリアクタンスが最小となる点における周波数があらかじめ定められた範囲外であるときに前記電気インピーダンスの測定に異常があったものと判断する、請求項１に記載の身体組成推計装置。
4. 前記判断部は、前記インピーダンス軌跡から算出される前記プローブ電流の周波数が∞である場合の電気インピーダンスＲ∞を前記プローブ電流の周波数が０である場合の電気インピーダンスＲ０で除算して得られる値Ｒ∞／Ｒ０があらかじめ定められた範囲外であるときに前記電気インピーダンスの測定に異常があったものと判断する、請求項１に記載の身体組成推計装置。
5. 前記判断部は、前記インピーダンス軌跡においてリアクタンスが最小となる点における周波数があらかじめ定められた範囲外であるときにも前記電気インピーダンスの測定に異常があったものと判断する、請求項２に記載の身体組成推計装置。
6. 前記判断部は、前記インピーダンス軌跡から算出される前記プローブ電流の周波数が∞である場合の電気インピーダンスＲ∞を前記プローブ電流の周波数が０である場合の電気インピーダンスＲ０で除算して得られる値Ｒ∞／Ｒ０があらかじめ定められた範囲外であるときにも前記電気インピーダンスの測定に異常があったものと判断する、請求項２，３または５に記載の身体組成推計装置。
7. 前記身体組成推計部は、前記判断部において異常がなかったと判断された際にのみ前記被験者の身体組成を推計する、請求項１〜６のいずれか１項に記載の身体組成推計装置。
8. 被験者の身体組成を推計する方法であって、
   周波数の異なる複数のプローブ電流を生成し、前記各周波数のプローブ電流を前記被験者の体に印加して前記被験者の体の電気インピーダンスを測定する電気インピーダンス測定工程と、
   前記電気インピーダンス測定工程において測定された前記各周波数における電気インピーダンスからンピーダンス軌跡を算出するインピーダンス軌跡算出工程と、
   前記測定された各周波数における電気インピーダンスの前記インピーダンス軌跡に対する分布、及び前記インピーダンス軌跡の大きさの少なくとも一方に基づいて前記電気インピーダンスの測定に異常がなかったか否かを判断する判断工程と、
   前記判断工程において異常があったと判断された際に、異常を報知する報知工程と、
   少なくとも前記判断部において異常がなかったと判断された際に、前記インピーダンス軌跡から前記被験者の身体組成を推計する身体組成推計工程と、
   を備えていることを特徴とする、身体組成推計方法。

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