JP2009219587A - 腹力測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来の腹力測定装置は被験者がブヨブヨ肥った人は測定できないが、固太りの人は従来どおり測定でき、かつ肥満体の被験者に対して被験者の背面に対して垂直方向に押圧すると正確な腹力値が得られなかった。
【解決手段】
被験者の身体の腹部を含む外部皮膚に接触することができる電極対で被験者の生体電気インピーダンス値から体脂肪値を求め、被験者の腹部表面を押圧する押圧部を、被験者の前記腹部に対して前記腹部表面の接線方向に対して略垂直な方向に、前記体脂肪値によって定まる距離だけ移動させ、前記腹部表面が前記押圧部を押し返す腹力を検知し測定電圧として出力し、それを演算処理して腹力を出力する腹力測定装置を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、腹力を測定するための腹力測定装置に関する。

一般に、漢方（東洋医学）の診断方法には、肉眼で患者の体格、顔色、眼瞼、皮膚、姿勢や身体の動きあるいは舌等を観察することによって体内の熱、水分、血液循環動態の異常ないし病の勢い等に関する診断を行う「望診」、聴覚で患者の声、咳、呼吸音や腹鳴を聞いたり嗅覚で患者の体臭、口臭、大小便や分泌物等の臭いを嗅ぐことによって患者の病状を認知し「聞診」、のぼせる、体が冷える、肩がこる、痛みがあるなどのささいな症状を患者から聞き出すことにより診断する「問診」及び手で脈の性質や形状を診たりする「脈診」、直接腹部に触れて腹壁の緊張度または刺激に対する反応性を診たり「腹診」する「切診」（触診を意味する）と呼ばれる４つの診察法（四診）がある。

しかしながら、漢方の診断方法は五感で得られる情報を基に診断し患者の年齢や体格等に応じて適切な漢方薬等を処方する主観的な診断であり、膨大な知識や熟練した技量、「勘」も要求されるという課題があった。そのため、習得するのが非常に困難であり客観性にも欠けるという課題があった。

そこで、「切診」として特許文献１に示すような腹力測定装置の発明が開示されている。

以下、図１６に基づいて特許文献１について説明する。
腹力測定装置５１は患者の腹部表面に当接されるプローブ５２と、プローブ５２が患者の腹部表面を押圧することによって得られる反力、すなわち、腹力を検知してデジタル化するセンサ回路５７と、センサ回路５７から送られてくるデジタル信号を受信してこのデータをメモリー６０に記憶蓄積したり表示部５９に表示したりするマイクロコンピュー
タ等の制御演算部５８とから構成されている。センサ回路５７では検知された腹力がひずみゲージ等のセンサ５４で電気信号に変換されさらにアンプ５５で増幅されてＡＤ変換器５６でアナログ信号からデジタル信号に変換されるとともに、プローブ５２の先端部を患者の腹部表面に所定の距離だけ押入するとプローブ５２に内蔵されたスイッチ５３が起動してＡＤ変換器５６から出力されるデジタル信号が測定データとして制御演算部５８に取り込まれる。このような構造によりプローブ５２の先端部を腹部表面に所定距離だけ押し当てることで腹力を定量的に測定することができる。

特許登録３６６８９７５公報 平成１４年大学発事業創出実用化研究開発事業 漢方医学的診断法の科学化としてのデジタル漢方腹診計の開発とその臨床応用成果報告書（平成１６年３月３１日 有限会社山口ティー・エル・オー）

特許文献１では、プローブ５２を被験者の腹部表面を押圧して所定の深さに押入れした場合にプローブ５２に内蔵されたスイッチ５３が起動してＡＤ変換器５６から出力されるデジタル信号が測定データとして制御演算部５８に取り込まれる構造となっている。被験者が肥満体の人の場合とやせた人の場合によって、もしも同じ腹力であるべき場合でも被験者の皮下脂肪の厚さによって異なる腹力が測定される。また皮下脂肪の厚さが異なるので所定の決まった深さに押入れした場合にプローブ５２に内蔵されたスイッチ５３が起動するのでは皮下脂肪の厚さを考慮して腹力を出力することができない。

非特許文献２の３３ページには被験者が肥満の場合に水肥りか固太りかを判定し、固太りの場合は正しい評価ができるが、腹部全体がブヨブヨした水肥りの被験者は腹力の正しい評価ができないことで除外すべきであると記載されている。しかしながら水肥りの場合と固太りの場合の中間の場合が多く、それについての解決策は開示されていない。

また、図４に示すようにウエスト周囲径が被験者で例えば８５センチ以上あるようなリンゴ型腹形状の内蔵脂肪肥満型の被験者に対してプローブを被験者が水平に横たわっている姿であるときの腹部に対して特許文献１のように垂直に押圧しても腹部表面に対して垂直ではないので正しい腹力値が得られない。

上記目的を達成するために、本発明の請求項１は、被験者の皮膚に接触することができる電極対と、該電極対間の生体電気インピーダンス値を測定する生体インピーダンス測定手段と、該測定手段による測定結果より体脂肪率が得られる体脂肪率測定ユニットと、前記被験者の腹部表面を押圧する押圧部と、前記押圧部を回転させる回転部と、前記押圧部を予め定められた距離と前記体脂肪率によって定まる距離を加算乃至は減算した距離だけ移動させる移動部と、前記移動部によって移動させられた前記腹部表面が前記押圧部を押し返す腹力を検知し測定電圧として出力するセンサ部と、前記センサ部から得られる前記測定電圧を演算処理して腹力値を得る腹力測定ユニットと、前記腹力値を表示するための表示部とを備えた腹力測定装置とを備えた腹力測定装置を提供するものである。

本発明の請求項２は、前記被験者の腹部の臍周り形状を測定する測定部と、前記回転部を回転させて前記測定部により測定された腹部の曲面形状の表面における臍の位置から所定の距離だけ離れた位置における前記曲面形状における接線方向に対して略垂直な方向に前記押圧部を、移動させる請求項１に記載の腹力測定装置を提供するものである。

本発明の請求項３は、前記電極対は被験者の腹部の体脂肪率を測定する腹力測定装置である請求項１に記載の腹力測定装置を提供するものである。

本発明の請求項４は、前記体脂肪率測定ユニットを駆動する電源と、前記腹力測定部を駆動する電源とは互いに分離していることを特徴とする請求項１に記載の腹力測定装置を提供するものである。

本発明の請求項５は、前記体脂肪率測定ユニットは電池で駆動され、前記腹力測定ユニットは商用電源で駆動される請求項１に記載の腹力測定装置を提供するものである。

上述したように本発明の腹力測定装置はリンゴ型肥満形状の腹を有し、内臓肥満型の被験者の体脂肪率を測定して、押圧するプローブを被験者の腹部の曲面に対して垂直の方向に押圧するので腹部に対して正しく押圧し、押圧部の押圧する距離を体脂肪率により補正し、体脂肪率の大きさによる影響を除去した腹力を得ることができる。さらに体脂肪率測定ユニットは体内に電流を流すので、体脂肪率測定ユニットと腹力測定ユニットを駆動する電源を分離し、腹力測定ユニットは商用電源で駆動されるが、体脂肪率測定ユニットは電池で駆動されるので安全性が高い。

以下、本発明の実施の形態を図１〜図１０に基づいて説明する。

図１は本発明の腹力測定装置の全体を示す図であり、Ａは被験者が検査を受けるために仰向けに寝る寝台を示し、Ｂは腹力測定装置の前記寝台Ａに対して長手方向に移動可能とする測定台Ｂを、Ｃは前記測定台Ｂに対して前記長手方向に直行する方向に移動可能とする測定部Ｃを示す。被験者が寝台Ａに横たわっている状態で被験者の後述する被験部に対して被験者の体を動かさずに測定台Ｂ、測定部Ｃを移動させて後述するプローブを移動させる。

図２は本発明の腹力測定装置で被験者の腹力を測定している図を示す。

図３は本発明の腹力測定装置の概念図である。
本発明の腹力測定装置は体脂肪率を測定した結果を腹力測定装置に入力し、腹力を出力する。１は電源／体脂肪測定ユニットボックスを、２はノートパソコンを示し、３は被験者の身長、体重、年齢、性別を入力するキーボードである。４はノートパソコンの表示部である。５は右手を挟み、６は右足を挟む電極を示し、それぞれ５Ａ、６Ａで示すコードで電源／体脂肪測定ユニットボックス１に接続されている。７、８はノートパソコン２に接続された後述する端子、例えばＲＳ２３２Ｃを介して接続された信号線を示し、電源／体脂肪測定ユニットボックス１とノートパソコン２は信号線７を介して接続している。９は不図示のＡＣ電源と電源／体脂肪測定ユニットボックスとを接続する電源コード、１０は電源コード９に接続する電源プラグである。１１は台を示し、台１１の上に制御ボックス１２が配置され、１３で示す電源コードを介して電源／体脂肪測定ユニットボックス１と接続されている。制御ボックス１２は信号線８を介してノートパソコン２と接続している。１４は被験者の腹部を押すプローブで、１５はプローブ１４を矢印のように駆動するモータを含む駆動部であり、１６はプローブのスタート原点、上限および下限の位置を制御するセンサを含むセンサボックスを示す。１７はプローブ１４を、駆動部１５、センサボックス１６とともに回転させる、即ちチルトさせるチルトボックスを示し、１８はプローブ１４のチルト方向を定めて固定するノブを示す。

図４は肥満体の被験者を横方向から撮影した画像を輪郭強調等の画像処理を施して得た人体の図を示す。Ｐはプローブの当接点を示し、Ａは当接点Ｐにおける人体の腹部における接線を、Ｂは接線Ａに対して垂直な方向を示し、図示していないが、図３に示すプローブ１４をＰ点で押し当てる。

図５及び図６は本発明の腹力測定装置のチルトボックス１７のチルト機構を示す。チルトボックス１７にはノブ１８の１８Ａで示すねじが挿入されるカム溝１７Ａが設けられ、駆動部１５とセンサボックス１６とが固定された軸１５Ａを中心にプローブ１４、センサボックス１６と共に回転する駆動部１５の内側には、チルト状態で固定する１９で示すナットが設けられている。プローブ１４はその中心線Ｘは例えば線Ｙ、線Ｚの間で移動するように回転されてプローブ１４が肥満体の被験者の腹部に対して略垂直方向になるような所定の位置でノブ１８は駆動部１５を固定し、従ってプローブ１４は固定される。

図７は本発明の腹力測定装置の電源／体脂肪測定ユニットボックス１と制御ボックス１２とプローブ１４を駆動するプローブ駆動ユニット２０との関係を示す接続図である。２１は電源プラグ１０を介して入力されたＡＣ電圧を制御ボックス１２およびプローブ駆動ユニット２０を駆動する電圧に変換するスイッチング電源装置である。２２は体脂肪測定ユニットで不図示の電池と２３で示すサブマイコンを備え、電池から流れた電流が電極５、６に接触した人体を流れ、電極５、６間に生じた電位差でインピーダンスを測定し、サブマイコン２３で体脂肪率が演算される。演算された体脂肪率がノートパソコン２に２４で示す端子を介して送信される。制御ボックス１２に配されたメイン基板２５にはスイッチング電源装置２１、電源コード１３を介して給電される。前述の演算された体脂肪率がノートパソコン２の表示部４に表示され、２で示す端子を介してメイン基板２５に搭載されたメインマイコン２７に送信される。メインマイコン２７はプローブ駆動ユニット２０のプローブ１４の被験者の腹部に当接してからの移動量の補正量を体脂肪率に応じて決定し、２８で示すモータの駆動量を決定し、センサボックス１６でプローブのスタート原点、上限および下限の位置を制御する。２９は赤色レーザーマーカーを示し、被験者のプローブ１４を当接する、図４で示した位置Ｐ（図４）を照明する。

図８は本発明の腹力測定装置の実施形態を示すブロック図を示す。ノートパソコン２のキーボード３に「身長」「体重」「年齢」「性別」のそれぞれの項目に対して入力すると、電極５に接触した右手、電極６に接触した右足を介して不図示の電池により被験者の身体に電流が流れ、電位差を測定することによりインピーダンスが検出され、腹部を含む体脂肪値が測定され、増幅器３０を介してアナログ値をＡＤ変換器３１でデジタル値に変換され、デジタル値の体脂肪値がサブマイコン２３に入力される。

図９は本発明の腹力測定装置の体脂肪を腹部で測定する電極の図を人体の模式図で示す。腹部に配した電極Ｉ１、Ｉ２に定電流を流し、その電極Ｉ１、Ｉ２と小間隔に配した臍の近傍の電極Ｄ１、Ｄ２間で皮下脂肪インピーダンスを求めて腹部の体脂肪値を、サブマイコン２３で演算する。

図８において、サブマイコン２３からメインマイコン２７に送信されたデジタル値の体脂肪値の値によりメインマイコン２７はプローブ１４の移動量の補正量を決定する。そのときに「標準型」に相当する標準値に対して加減算して補正量を決定するか、または「やせ型」に対する値に対して加算値を補正量として決定してもよい。また体脂肪値の大きさにより「標準」「肥満」「やせ型」と判別し、プローブの測定深度を、「標準」に対して「肥満」は大きく、「やせ型」には少なく設定する。たとえばプローブの測定深度を、「肥満」「標準」「やせ型」に対してそれぞれ３０ｍｍ、２５ｍｍ、２０ｍｍに設定する。算して出力する。

また、プローブ駆動ユニット２０の駆動部１５の傍に駆動部１５の上限移動位置にフォトセンサ３２を、駆動部１５の下限移動位置にフォトセンサ３３を設け、駆動部１５の通路に不図示の照明光源を配置し、フォトセンサ３２、３３で駆動部１５を検知した時に駆動部１５の移動を停止するようメインマイコン２７に指令する。またフォトセンサ３４はフォトセンサ３２、３３の中間にあり、測定終了時に駆動部１５がフォトセンサ３４を検知するまで移動し、検知した時に駆動部１５の駆動を停止し、次の測定時に原点位置に配置し、次の使用を容易にする。

プローブを所定の測定深度まで移動させてプローブ１４の先端に配された歪みゲージ３５により応力を検出し、ＡＤ変換器３６を介してメインマイコンに入力し、値を表示部４に表示する。

図１０は本発明の腹力測定装置を第１の実施形態の作動を示す作動フローチャートである。
また、プローブ１４を被験者の腹部のプローブ当接点Ｐを定めて、プローブ１４を所望の角度にチルトして後のフローチャートを示す。まず、Ｓ１で示すように不図示の測定開始SWをオンし、Ｓ２で示すように電極５を右手で握り、電極６で右足を挟んで、生体インピーダンスの測定を開始し、Ｓ３に示すように生体インピーダンス値が出力される。Ｓ４で示すように前記生体インピーダンス値を基に腹力測定装置の測定深度を決定し、ステップモータ２８を駆動する駆動ステップ数を決定する。次にＳ５で示すように、被験者が息を吸った状態でプローブ１４を被験者の腹部に、あらかじめ赤色レーザーマーカー２９を照射して、位置を確認して接触させ、Ｓ６で示すようにステップモータ２８を駆動開始し、Ｓ７で示すようにプローブ１４が下限移動位置に達したかどうかを判別し、下限位置に達した時はＳ８で示すようにプローブ１４が原点位置に復帰するようにステップモータ２８を駆動する。Ｓ９で示すように決定された駆動ステップ数だけ駆動されたら駆動を停止し、Ｓ１０で示すようにプローブ１４の先端に配された歪みゲージで圧力を測定し、腹力が出力される。Ｓ１１で示すようにステップモータ２８を復帰駆動開始させ、Ｓ１２で示すように前記駆動ステップ数分駆動後にステップモータ２８の駆動を停止する。次に測定を終了する時は測定開始SWをオフするとプローブ１４は原点位置に復帰するよう、ステップモータ２８を駆動する。

図１１は本発明の腹力測定装置の第２の実施形態を示すフローチャートである。図６で示した第１の実施形態のフローチャートと異なるところは、第１の実施形態ではプローブ１４を測定深度まで駆動するまえにマニュアルに被験者の被験箇所に接触させていたが、第２の実施形態ではプローブ１４を原点位置から下方に移動させてプローブが負荷を検知した時がプローブ１４が被験者の腹部に接触したと判定し、その位置から測定深度までプローブ１４を駆動させて腹力を測定する。

図１２はチルト角を手動でなくて自動的に設定を行うチルト角自動設定ブロック図を示し、図１３はブロック図におけるチルト制御装置４１の作動内容を示すフローチャートである。
Ｓ１で示すように４１で示すチルト角設定開始スイッチをオンすると、チルト角制御装置４２が作動し、Ｓ２で示すように４３で示す被験者の腹部の側部から横たわった被験者を撮影するカメラの撮影開始スイッチが作動する。次にＳ３で示すようにプローブ押圧点が決定され、Ｓ４で示すように、腹部の曲面の押圧部の接線方向に対する垂直方向を求め、Ｓ５で示すようにプローブのチルト角が決定され、Ｓ６で示すようにチルト用ステップモータ４４が作動し、所定のステップ駆動後にステップモータ４４が停止する。

図１４は被験者の腹部における臍上部分及び臍下部分の位置関係を示す概念図であり、腹部３７の臍３８の上部及び下部に位置する符号３９、４０が臍上部及び臍下部である。臍上部３９は正中線上で臍のおよそ５横指上部、乃至は上腹部のほぼ中央、臍下部４０は同様に正中線上で臍のおよそ５横指下部乃至は下腹部のほぼ中央にプローブ１４を被験者の呼気に合わせて押し当てる。臍上部と臍下部の腹力の比を下記のように臍下不仁インデックスといい、この値で老化の程度、元気さの程度が分かる。この腹力値を複数回測定する場合に、その平均値、加重平均値を計算して求める。

（数１）
臍下不仁インデックス＝臍上部の腹力／臍下部の腹力

臍下不仁インデックスの高値は腎虚や気虚において認められる場合が多く、これらの点について、尿症状や疲れとの関連を検討したが、尿症状、疲れ、ともにあるケースが例、若年ながら尿症状がありインデックスも１．７であるケースが例認められた。これまでの臨床データではインデックス１．５は尿症状など老化に伴う症状が現れやすい閾値であることが確かめられている。そしてこの１．５以上の値は健康な若年であれば異常値と判定しうることが従来の臨床データから証明される。

図１５は被験者の腹力を臍上部３９にプローブ１４を押圧した測定した図である。横軸は測定深度で、縦軸は腹力値を示す。二つのグラフで示しているが、上側のグラフは被験者の腹部をマニュアルに息を止めた状態で接触した状態から圧迫したとき、測定深度３０ｍｍで５１２グラムの押し返す力をプローブ１４で検知し、その状態からプローブ１４を徐々に戻し、圧迫を解放したときのグラフを下側に示す。

これまで診断した結果、ほとんどの場合、圧迫時と解放時で圧の変化は多くの場合、図１５のように、解放時の曲線は圧迫時の圧曲線を上回るか、ほぼ一致する結果となったが、肥満の場合には解放時の圧変化が圧迫時の圧変化を下回る場合が多かった。

本発明の腹力測定装置の全体図 本発明の腹力測定装置で被験者に対して腹力を測定している図 本発明の腹力測定装置の概念図 肥満体の被験者を横方向から撮影した人体の図 チルト機構図 チルト機構図 本発明の腹力測定装置の電源／体脂肪測定ユニットボックス、制御ボックス、 プローブ駆動ユニットとの関係を接続図 本発明の腹力測定装置の実施形態を示すブロック図 本発明の腹力測定装置の体脂肪を腹部で測定する概念図 本発明の腹力測定装置の第１実施形態を示すフローチャート 本発明の腹力測定装置の第２実施形態を示すフローチャート チルト角自動設定ブロック図 チルト角自動設定フローチャート 腹力測定装置の測定箇所を示す図 本発明の腹力測定装置で測定した結果を示す図 従来例の腹力測定装置を示す図

符号の説明

Ａ 寝台
Ｂ 測定台
Ｃ 測定部
１ 電源／体脂肪測定ユニットボックス
２ ノートパソコン
３ キーボード
４ 表示部
５、６ 電極
５Ａ、６Ａ コード
７、８ 信号線
９ 電源コード
１０ 電源プラグ
１１ 台
１２ 制御ボックス
１３ 電源コード
１４ プローブ
１５ 駆動部
１５Ａ 回転軸
１６ センサボックス
１７ チルトボックス
１７Ａ カム溝
１８ ノブ
１８Ａ ねじ
１９ ナット
２０ プローブ駆動ユニット
２１ スイッチング電源装置
２２ 体脂肪測定ユニット
２３ サブマイコン
２４ 端子
２５ メイン基板
２６ 端子
２７ メインマイコン
２８ ステップモータ
２９ 赤色レーザーマーカー
３０ 増幅器
３１ AD変換器
３２ フォトセンサ
３３ フォトセンサ
３４ フォトセンサ
３５ 歪みゲージ
３６ AD変換器
３７ 腹
３８ 臍
３９ 臍上部
４０ 臍下部
４１ チルト角設定開始ＳＷ
４２ チルト制御装置
４３ 撮影開始スイッチ
４４ ステップモータ

Claims (5)

1. 被験者の皮膚に接触することができる電極対と、該電極対間の生体電気インピーダンス値を測定する生体インピーダンス測定手段と、該測定手段による測定結果より体脂肪率が得られる体脂肪率測定ユニットと、前記被験者の腹部表面を押圧する押圧部と、前記押圧部を回転させる回転部と、前記押圧部を予め定められた距離と前記体脂肪率によって定まる距離を加算乃至は減算した距離だけ移動させる移動部と、前記移動部によって移動させられた前記腹部表面が前記押圧部を押し返す腹力を検知し測定電圧として出力するセンサ部と、前記センサ部から得られる前記測定電圧を演算処理して腹力値を得る腹力測定ユニットと、前記腹力値を表示するための表示部とを備えた腹力測定装置。
2. 前記被験者の腹部の臍周り形状を測定する測定部と、前記回転部を回転させて前記測定部により測定された腹部の曲面形状の表面における臍の位置から所定の距離だけ離れた位置における前記曲面形状における接線方向に対して略垂直な方向に前記押圧部を、移動させる請求項１に記載の腹力測定装置。
3. 前記電極対は被験者の腹部の体脂肪率を測定する腹力測定装置である請求項１に記載の腹力測定装置。
4. 前記体脂肪率測定ユニットを駆動する電源と、前記腹力測定部を駆動する電源とは互いに分離していることを特徴とする請求項１に記載の腹力測定装置。
5. 前記体脂肪率測定ユニットは電池で駆動され、前記腹力測定ユニットは商用電源で駆動される請求項１に記載の腹力測定装置。