JP2012030033A - 体組成測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】体脂肪の分布を反映した体脂肪量を測定することのできる体組成測定装置を提供する。
【解決手段】この体組成測定装置１は、電流印加のための第１電流電極３１と第２電流電極３２とを含む電流電極対３０と、電圧測定のための電圧電極４１〜４６を含む電圧電極対４０Ａ〜４０Ｅとを備え、複数の測定点における電圧電極対４０Ａ〜４０Ｅによる測定値に基づいて体脂肪を測定する。そして、複数の測定点の測定値を用いて積分を行い、その結果に基づいて体脂肪量を算出する。
【選択図】図１

Description

本発明は、第１の電流電極および第２の電流電極を含む電流電極対と、第１の電圧電極および第２の電圧電極を含む電圧電極対とを備え、複数の測定点における電圧電極対による測定値に基づいて体脂肪を測定する体組成測定装置に関する。

特許文献１の体脂肪測定装置では、電圧電極対によって測定された１つの電圧測定値の回帰分析により全体の体脂肪量を推定している。

特開２００２−３６９８０６号公報

ところで、図１７に示されるように内臓脂肪７２および皮下脂肪７１を含む体脂肪７０および筋肉７３は、断面上において不均一に存在している。このため、１つの電圧測定値の回帰分析により推定された体脂肪量は体脂肪７０の分布をよく反映しているとは言い難い。

本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、体脂肪の分布を反映した体脂肪量を測定することのできる体組成測定装置を提供することにある。

・本発明の体組成測定装置は、電流印加のための第１の電流電極および第２の電流電極を含む電流電極対と、電圧測定のための第１の電圧電極および第２の電圧電極を含む電圧電極対とを備え、前記電圧電極対により測定された複数の測定点の測定値に基づいて体脂肪を測定する体脂肪測定装置において、前記複数の測定点の測定値を用いて積分を行い、その結果に基づいて体脂肪量を算出することを特徴としている。

・この体組成測定装置において、前記電圧電極対は、腹部の前額面付近およびこれよりも臍側の電圧を測定することが好ましい。
・この体組成測定装置において、前記体脂肪量として、測定断面の体脂肪の面積を算出することが好ましい。

・この体組成測定装置において、前記体脂肪量として、測定断面の体脂肪の分布を推定することが好ましい。
・この体組成測定装置において、前記体脂肪量として、内臓脂肪量を測定することが好ましい。

・この体組成測定装置において、前記体脂肪量として、皮下脂肪量を測定することが好ましい。
・この体組成測定装置において、第１の測定断面上における複数の測定点の測定値を用いて第１の積分を行い、第２の測定断面上における複数の測定点の測定値を用いて第２の積分を行い、前記第１の積分の算出結果および前記第２の積分の算出結果に基づいて、体脂肪量として体脂肪の体積を算出することが好ましい。

・この体組成測定装置において、前記第１の電流電極および前記第２の電流電極が被測定体を挟んで対向する位置に配置され、前記第１の電流電極および前記第２の電流電極の間に前記電圧電極対が配置されることが好ましい。

・この体組成測定装置において、被測定体の右半身の前額面上に前記第１の電流電極が配置され、左半身の前額面上に前記第２の電流電極が配置されることが好ましい。
・この体組成測定装置において、皮下脂肪量を測定する皮下脂肪測定手段を備え、前記体脂肪量としての前記内臓脂肪量を算出するときに前記皮下脂肪量を反映することが好ましい。

・この体組成測定装置において、前記電圧電極対の電極間の距離が可変のものであり、前記電極間の距離を前記積分に反映することが好ましい。
・この体組成測定装置において、前記電流電極および前記電圧電極のうちの隣り合う２つの電極間の距離を測定する距離測定機構が設けられることが好ましい。

・この体組成測定装置において、前記距離測定機構として、前記電流電極および前記電圧電極のうちの隣り合う２つの電極間の距離を測定する距離センサが設けられることが好ましい。

・この体組成測定装置において、前記距離測定機構として、第１の電圧電極と第２の電圧電極とを接続する第１接続部と第１の電圧電極と第３の電圧電極とを接続する第２接続部とを備え、前記第１接続部と前記第２接続部のなす角度を検出する角度センサが設けられることが好ましい。

・この体組成測定装置において、前記電流電極および前記電圧電極のうちの隣り合う２つの電極間の距離に基づいて腹囲を推定することが好ましい。

本発明によれば、体脂肪の分布に対応した体脂肪量を測定することのできる体組成測定装置を提供することができる。

本発明の第１実施形態の体組成測定装置の構成を示すブロック図。 同実施形態の体脂肪測定装置の正面構造を示す正面図。 同実施形態の体脂肪測定装置の正面構造の一部を拡大して示す正面図。 同実施形態の体脂肪測定装置の正面構造の一部を拡大して示す正面図。 同実施形態の体組成測定装置の正面構造を示す正面図。 同実施形態の体脂肪測定装置の正面構造を示す正面図。 同実施形態の体組成測定装置について、（ａ）は体組成測定装置と被測定体との関係を模式的に示す模式図、（ｂ）は体脂肪測定装置の電極の位置と被測定体の関係を模式的に示す断面図。 同実施形態の「体脂肪測定処理」の処理手順を示すフローチャート。 同実施形態の体脂肪測定装置により作成される体脂肪の分布グラフの一例を示すグラフ。 本発明の第２実施形態の体組成測定装置について、体脂肪測定装置の正面構造の一部を拡大して示す正面図。 本発明の第４実施形態の体組成測定装置について、体脂肪測定装置の電極の位置と被測定体との関係を模式的に示す模式図。 本発明のその他の実施形態について、電極の位置と被測定体との関係を模式的に示す模式図。 本発明の第１実施形態の変形例について、電極の位置と被測定体との関係を模式的に示す模式図。 本発明の第１実施形態の変形例について、電極の位置と被測定体との関係を模式的に示す模式図。 本発明の第１実施形態の変形例について、電極の位置と被測定体との関係を模式的に示す模式図。 本発明の第１実施形態の変形例について、体脂肪測定装置により作成される体脂肪の分布グラフの一例を示すグラフ。 各実施形態の体脂肪測定装置の測定対象となる被測定体としての人体腹部について、その体脂肪分布の一例を模式的に示す模式図。

（第１実施形態）
図１〜図９を参照して、本発明の第１実施形態について説明する。
図１に示されるように、体組成測定装置１は、体脂肪７０の測定を行う測定部２０を含む体脂肪測定装置１０と、体脂肪測定装置１０に接続可能な体重計８０とを含む。

測定部２０は、測定対象（図５の被測定体６０）に電流を印加して電圧を検出する検出部２１と、体脂肪７０の測定に必要な情報を入力するための操作部２２と、各種情報を測定者に提示する表示部２３と、検出部２１の測定結果に基づく演算等を行う制御部５０とを含む。

検出部２１は測定対象に電流を印加する第１電流電極３１および第２電流電極３２と、測定対象の電圧を測定する第１電圧電極４１、第２電圧電極４２、第３電圧電極４３、第４電圧電極４４、第５電圧電極４５および第６電圧電極４６とを含む。

第１電流電極３１および第２電流電極３２は、電流電極対３０を構成する。第１電圧電極４１および第２電圧電極４２は、電圧電極対４０Ａを構成する。第２電圧電極４２および第３電圧電極４３は、電圧電極対４０Ｂを構成する。第３電圧電極４３および第４電圧電極４４は、電圧電極対４０Ｃを構成する。第４電圧電極４４および第５電圧電極４５は、電圧電極対４０Ｄを構成する。第５電圧電極４５および第６電圧電極４６は、電圧電極対４０Ｅを構成する。電流電極３１，３２および電圧電極４１〜４６はそれぞれ信号伝達線により制御部５０に接続されている。

制御部５０は、測定者による操作部２２の操作により体脂肪７０の測定が開始されたとき、電流電極対３０による電流の印加を開始する。そして、測定された電圧値および操作部２２および体重計８０を介して入力された各種入力値に基づいて、内臓脂肪７２がより多く反映された体脂肪量としての体脂肪７０の面積および分布を算出する。この算出結果に基づいて、体脂肪量の面積および分布に基づいたグラフを表示部２３に表示する。

図２を参照して、体脂肪測定装置１０の構造について説明する。
体脂肪測定装置１０は、操作部２２および表示部２３および内部に制御部５０が設けられる本体部１１と、各電極３１，３２，４１〜４６が接続される８つの電極配置部１２とを含む。電極材としては、ＳＵＳおよび樹脂材表面を金属めっき処理したものが用いられている。また、本体部１１には体脂肪測定装置１０に用いられる電源が内蔵されている。

８つの電極配置部１２は、直列に配置されるとともに、中央の２つすなわち、一端から４つ目および５つ目の電極配置部１２は本体部１１の一部として構成される。
各電極配置部１２は、それぞれ接続される電極が、第１電流電極３１、第１電圧電極４１、第２電圧電極４２、第３電圧電極４３、第４電圧電極４４、第５電圧電極４５、第６電圧電極４６および第２電流電極３２の順になるように、接続部１３により接続されている。

図３を参照して、第５電圧電極４５の電極配置部１２と第６電圧電極４６の電極配置部１２とを接続する接続部１３を例にとって、接続部１３の延伸構造について説明する。なお、他の接続部１３においても同様の構造が採用されるため、他の接続部１３の延伸構造についての説明を省略する。

接続部１３は、第５電圧電極４５の電極配置部１２に接続される外側パイプ１３Ａと、第６電圧電極４６の電極配置部１２に接続される内側パイプ１３Ｂと、外側パイプ１３Ａと内側パイプ１３Ｂとを接続する中間パイプ１３Ｃとにより構成される。内側パイプ１３Ｂおよび中間パイプ１３Ｃが外側パイプ１３Ａに対して軸方向に移動することにより接続部１３が延伸および短縮する。

図３（ａ）は、接続部１３の延伸量が最小（「０」）となる状態を示している。図３（ｂ）は、接続部１３の延伸量が最大となる状態を示している。接続部１３の延伸量が最小となるとき、第５電圧電極４５の電極配置部１２と第６電圧電極４６の電極配置部１２とが接触した状態となる。接続部１３の延伸量が最大となるとき、第５電圧電極４５の電極配置部１２と第６電圧電極４６の電極配置部１２とが最も離間した状態となる。

なお、同図においては、接続部１３が外側パイプ１３Ａおよび内側パイプ１３Ｂおよび中間パイプ１３Ｃにより構成される３重の構造を示しているが、目的とする接続部１３の最大の延伸量に合わせて接続部を２重または４重以上の構造とすることもできる。

図２に示されるように、第４電圧電極４４の電極配置部１２と第５電圧電極４５の電極配置部１２とを接続する接続部１３を接続部１３Ｘとし、第５電圧電極４５の電極配置部１２と第６電圧電極４６の電極配置部１２とを接続する接続部を１３Ｙとする。

図４を参照して、接続部１３Ｘと接続部１３Ｙとを例にとって、接続部１３の回転構造について説明する。なお、他の接続部１３においても同様の構造が採用されるため、他の接続部１３の回転構造についての説明を省略する。

図４に示されるように、接続部１３Ｘおよび接続部１３Ｙは、電極配置部１２の内部において回転ヒンジ構造により接続されている。接続部１３Ｘに対して接続部１３Ｙを回転させることにより、接続部１３Ｘの軸および接続部Ｙの軸がなす角度θを変更することができる。

図４（ａ）は、角度θが最大となる状態を示している。図４（ｂ）は、角度θが最小となる状態を示している。角度θが最小となるとき、接続部１３Ｘと接続部１３Ｙとは互いに平行な状態となる。角度θが最大となるとき、接続部１３Ｘと接続部１３Ｙとは互いに直交する状態となる。

接続部１３の最大の延伸量および角度θの最小値は、一般的な使用者の腹囲の大きさに対応することができるように形成するのが好ましい。そして、これにより電極配置部１２間の距離および位置関係を変更することができる。

図５〜図７を参照して、体組成測定装置１により体脂肪を測定するときの測定の準備手順および測定手順について説明する。なお、図７（ｂ）は、被測定体６０の腹部６１の臍６２を通過し、かつ水平方向と平行な断面ＤＡを示している。ここで、被測定体６０が立位の姿勢にあるときに頭頂から地面に垂直にひかれる軸線を体幹軸として、被測定体６０の断面ＤＡにおいてこの断面ＤＡと直交しかつ体幹軸を通過しかつ被測定体６０の左右方向と平行な面を「前額面」とする。また、前額面よりも前側を前部６１Ａとし、前額面よりも後側を背部６１Ｂとする。また、前額面を通過する右半身の位置を右脇腹６１Ｃとし、前額面を通過する左半身の位置を左脇腹６１Ｄとする。

図５および図６を参照して、測定の準備手順について説明する。
（準備手順１）図５（ａ）に示されるように、体組成測定装置１を用意する。このとき、体脂肪測定装置１０と体重計８０とは互いに接続されている。
（準備手順２）図５（ｂ）に示されるように、体重計８０から体脂肪測定装置１０を取り外す。
（準備手順３）図６（ａ）に示されるように、電極配置部１２を本体部１１の両側から引き出し、電極間距離を延伸する。
（準備手順４）図６（ｂ）に示されるように、測定対象の腹囲および形状に対応するように接続部１３を延伸する。具体的には、図７（ｂ）に示されるように、第１電流電極３１が被測定体６０の左脇腹６１Ｄに、第２電流電極３２が被測定体６０の右脇腹６１Ｃに配置されるように延伸する。このとき、角度θを調整して全ての電極３１，３２，４１〜４６が腹部６１に接触するようにする。また、各接続部１３の延伸量が等しくなるようにする。すなわち、第１電流電極３１および第１電圧電極４１、第１電圧電極４１および第２電圧電極４２、第２電圧電極４２および第３電圧電極４３、第４電圧電極４４および第５電圧電極４５、第５電圧電極４５および第６電圧電極４６、第６電圧電極４６および第２電流電極３２の電極間距離が等しくなるようにする。
（準備手順５）図６（ｃ）に示されるように、測定対象の腹囲が大きい場合には、接続部１３をさらに延伸して、電極間距離を大きくする。

図７を参照して、測定手順について説明する。
（測定手順１）図７（ａ）に示されるように、被測定体６０は体重計８０の上に直立した状態で、体脂肪測定装置１０を手に持ち、腹部６１に当てる。このとき、各電極３１，３２，４１〜４６が水平方向に配置されるようにする。
（測定手順２）図７（ｂ）に示されるように、体脂肪測定装置１０の中央部、すなわち第３電圧電極４３および第４電圧電極４４の中央位置と被測定体６０の臍６２の位置とが一致するように体脂肪測定装置１０の垂直方向の位置を合わせる。
（測定手順３）操作部２２の操作ボタンを押して腹囲、年齢、性別などを含む各種のパラメータを入力し、測定を開始する。

測定が開始されると、図７（ｂ）の矢印Ａに示されるように、電流電極対３０に電流が印加されて被測定体６０の左脇腹６１Ｄと右脇腹６１Ｃとの間を電流が流れる。電流電極３１から電流電極３２に向けて流される電流は、電流が被測定体６０の内部を流れる際に、被測定体６０の組成、皮下脂肪７１、内臓脂肪７２および筋肉７３のそれぞれのインピーダンスに基づいて電圧が変化する。また、このとき、体重計８０により体重が計測される。

図８を参照して、測定者の意思により測定が開始されてから、制御部５０により実行される体脂肪測定処理の手順について説明する。なお、この処理は、測定者により測定が開始される毎に実行される。

ステップＳ１１では、測定の開始により被測定体６０内を流れた電流に基づいて、電圧電極対４０Ａ、電圧電極対４０Ｂ、電圧電極対４０Ｃ、電圧電極対４０Ｄおよび電圧電極対４０Ｅに対応する５つの測定点において測定された電圧測定値を記録する。

ステップＳ１２では、ステップＳ１１で測定された５つの電圧測定値に基づいて、図９に示されるように各電圧測定値を結ぶ関数ｆを設定する。図９に示す関数ｆは、電極対４０Ａ〜４０Ｅの中間位置から隣り合う電極対４０Ａ〜４０Ｅの中間位置までの距離を予め設定しておき、電流電極３１からの各電極対４０Ａ〜４０Ｅの距離をＸ軸に、電極対４０Ａ〜４０Ｅの電圧測定値をＹ軸にプロットし、隣り合う電圧測定値を直線補間したものとして設定されている。

具体的には、電流電極３１の位置を基点として、電流電極３１から電圧電極対４０Ａの中間位置までの距離が、電圧電極対４０ＡのＸ軸上の値として設定される。電圧電極対４０ＡのＸ軸上の値に電圧電極対４０Ａの中間位置から電圧電極対４０Ｂまでの中間位置までの距離を加算した値が、電圧電極対４０ＢのＸ軸上の値として設定される。電圧電極対４０ＢのＸ軸上の値に電圧電極対４０Ｂの中間位置から電圧電極対４０Ｃまでの中間位置までの距離を加算した値が、電圧電極対４０ＣのＸ軸上の値として設定される。電圧電極対４０ＣのＸ軸上の値に電圧電極対４０Ｃの中間位置から電圧電極対４０Ｄまでの中間位置までの距離を加算した値が、電圧電極対４０ＤのＸ軸上の値として設定される。電圧電極対４０ＤのＸ軸上の値に電圧電極対４０Ｄの中間位置から電圧電極対４０Ｅまでの中間位置までの距離を加算した値が、電圧電極対４０ＥのＸ軸上の値として設定される。

すなわち、関数ｆはＸ軸において電極対４０Ａ、電極対４０Ｂ、電極対４０Ｃ、電極対４０Ｄおよび電極対４０Ｅに対応する電圧測定値の間でそれぞれ傾きおよび切片の異なる一次関数を接続したものとして設定される。なお、ここでは、隣り合う電極対４０Ａ〜４０Ｅの距離を予め設定しておいたものとして関数ｆを設定したが、接続部１３の延伸量を計測し、実際の電極間距離および被測定体６０に対する位置（被測定体６０の外周形状）を加味して関数ｆを設定することもできる。

ステップＳ１３では、ステップＳ１２で設定した関数ｆを積分して体脂肪面積を算出する。
ステップＳ１４では、ステップＳ１２で設定した関数ｆを積分して、例えば図９の斜線部で示す体脂肪分布グラフを作成する。

ステップＳ１５では、測定手順３において入力されたパラメータおよび予め設定されているアルゴリズムに基づいて体脂肪量および体脂肪分布を演算する。具体的には、ステップＳ１３で算出した体脂肪面積およびステップＳ１４で作成した体脂肪分布グラフを過去に集めたデータに基づいたアルゴリズムにより確定する。ここで、図９に示されるように、電流電極３１，３２の近くに配置される電圧電極対４０Ａ，４０Ｅの測定値は、電流電極３１，３２から電圧電極対４０Ａ，４０Ｅよりも遠くに配置される電圧電極対４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄの測定値よりも、実際の体脂肪７０の量に対して高い電圧測定値を示す傾向にある。そこで、このステップＳ１５において、このような値を補正することにより、実際の体脂肪量により近い値にすることもできる。図９のグラフを補正したグラフによれば、電極対４０Ｃ、すなわち臍６２付近に体脂肪７０および内臓脂肪７２が多く分布していることが確認できる。

そして、ステップＳ１５で演算された体脂肪量および体脂肪分布の演算結果として図９に示されるグラフをアルゴリズムで確定したグラフが表示部２３に表示される。
以上詳述したように、本実施形態によれば以下に示す効果を得られる。

（１）本実施形態では、複数の測定点の電圧測定値を用いて関数ｆを設定し、この関数ｆを積分することにより体脂肪７０の量を測定している。このため、腹部６１の断面ＤＡにおける体脂肪７０の分布を反映した体脂肪量を測定することができる。

（２）本実施形態では、腹部６１の臍６２側すなわち前部６１Ａに電圧電極対４０Ａ〜４０Ｅが配置されている。このため、腹部６１において前部６１Ａ側に多く分布する内臓脂肪７２をよく反映した測定値を得ることができる。

（３）本実施形態では、関数ｆの積分により体脂肪７０の面積を算出している。このため、電圧電極対の１つの測定値の回帰分析により体脂肪７０の面積を算出する場合と比較して、体脂肪７０の分布を反映した体脂肪量を算出することができる。

（４）本実施形態では、関数ｆの積分により体脂肪の分布を推定する、すなわち分布グラフを作成している。このため、腹部６１の断面上において、体脂肪７０がどのように分布しているかを測定者に知らせることができる。

（５）本実施形態では、体脂肪７０としての内臓脂肪７２を測定している。このため、測定者に被測定体６０の断面ＤＡにおける内臓脂肪７２の分布を反映した内臓脂肪７２の脂肪量および分布図を示すことができる。

（６）本実施形態では、電流電極対３０を構成する第１電流電極３１および第２電流電極３２が被測定体６０を挟んで対向する位置、すなわち左脇腹６１Ｄと右脇腹６１Ｃに配置される。このため、電流電極対３０に印加された電流が被測定体６０の深部を通過する。これにより、腹部６１の中心に多く分布する内臓脂肪７２をよく反映した電圧測定値を測定することができるようになる。

（７）本実施形態では、電流電極対３０の間に電圧電極対４０Ａ〜４０Ｅが配置される。このため、電流電極対３０から離れた場所に電圧電極対４０Ａ〜４０Ｅが配置される場合と比較して、電圧測定における感度が高くなる。

（８）腹部６１においては、臍６２を通過する断面ＤＡ付近にもっとも内臓脂肪７２がつく傾向にある。本実施形態では、電極３１，３２，４１〜４６は臍６２を通過する断面ＤＡ上に配置されているため、最も内臓脂肪７２の多い部位の脂肪を反映した電圧を検出することができる。また、肥満やメタボリックシンドロームの判定には、臍６２を通過する断面ＤＡにおける体脂肪量が基準値としてよく用いられる。従って、このように断面ＤＡの内臓脂肪７２をよく反映した値を算出することで、前述のような基準値との比較を行うことができる。

（９）本実施形態では、接続部１３により電圧電極対４０Ａ〜４０Ｅの電極間の相対的な位置を変更することができる。このため、１つの体脂肪測定装置１０で腹囲の異なる複数の被測定体６０の体脂肪量を測定することができる。

（第２実施形態）
図１０を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。
本実施形態では、第１実施形態の接続部１３に接続部１３の延伸量を測定するための距離センサ５１を備えている。以下にこの変更された部分についての詳細を示す。なお、その他の点については第１実施形態と同様の構成が採用されているため、共通する構成については同一の符号を付してその説明を省略する。

図１０に示されるように、各接続部１３の外側パイプ１３Ａには、距離センサ５１として内側パイプ１３Ｂおよび中間パイプ１３Ｃに向かって光を照射するとともに反射光を受光するリニアエンコーダが設けられている。また、内側パイプ１３Ｂおよび中間パイプ１３Ｃの距離センサ５１と対応する面には、所定間隔毎に目盛が形成された目盛部１３Ｄが設けられている。

内側パイプ１３Ｂが外側パイプ１３Ａに対して移動するとき、距離センサ５１は、目盛部１３Ｄの目盛によって周期的に変化する反射光に基づいた検出値を制御部５０に出力する。制御部５０は、検出値に基づいて外側パイプ１３Ａに対する内側パイプ１３Ｂおよび中間パイプ１３Ｃの移動量をカウントし、外側パイプ１３Ａに対する内側パイプ１３Ｂおよび中間パイプ１３Ｃの位置、すなわち接続部１３の延伸量を算出する。

以上詳述したように、本実施形態によれば第１実施形態の（１）すなわち、腹部６１の断面における体脂肪７０の分布に対応した体脂肪量を測定することができる旨の効果および（２）〜（９）の効果に加えて以下の効果を得られる。

（１０）本実施形態では、距離センサ５１を用いて隣り合う電極間の距離、すなわち接続部１３の延伸量を算出しているため、測定者が接続部１３の延伸量を目視等で確認する必要がない。

（１１）本実施形態では、各接続部１３の延伸量に基づいて腹囲を算出している。このため、（測定手順３）において、使用者によって入力される腹囲に代えて制御部５０により算出された腹囲の算出結果を用いることができる。これにより、使用者が腹囲を入力する手間を省くことができる。

（第３実施形態）
図４を参照して、本発明の第３実施形態について説明する。
本実施形態では、第１実施形態の電極配置部１２の内部に角度θを測定するための角度センサ５２を備えている。以下にこの変更された部分についての詳細を示す。なお、その他の点については第１実施形態と同様の構成が採用されているため、共通する構成については同一の符号を付してその説明を省略する。

図４に示されるように、接続部１３の接続部分には角度センサ５２として、角度θに応じた電圧を検出するとともにこの電圧値を制御部５０に出力するロータリーポテンショメータが設けられている。制御部５０は、角度センサ５２の電圧値に基づいて角度θを算出する。そして、角度θと予め実験等により設定された腹囲算出マップに基づいて使用者の腹囲を算出する。使用者の腹囲が大きくなるほど角度θが大きくなるため、腹囲算出マップは、角度θが大きいときに腹囲が大きいマップとして設定される。

以上詳述したように、本実施形態によれば第１実施形態の（１）すなわち、腹部６１の断面における体脂肪７０の分布に対応した体脂肪量を測定することができる旨の効果、（２）〜（９）の効果に加えて以下の効果を得られる。

（１２）本実施形態では、角度センサ５２を用いて角度θを算出し、この算出値に基づいて接続部１３の延伸量を算出しているため、測定者が接続部１３の延伸量を目視等で確認する必要がない。

（１３）本実施形態では、角度θに基づいて腹囲を算出している。このため、（測定手順３）において、使用者によって入力される腹囲に代えて制御部５０により算出された腹囲の算出結果を用いることができる。これにより、使用者が腹囲を入力する手間を省くことができる。

（第４実施形態）
図１１を参照して、本発明の第４実施形態について説明する。
本実施形態では、第１実施形態の検出部２１の電流電極および電圧電極の使用者に対する配置を変更している。以下にこの変更された部分についての詳細を示す。なお、その他の点については第１実施形態と同様の構成が採用されているため、共通する構成については同一の符号を付してその説明を省略する。

図１１に示されるように、第１電流電極３１は、左脇腹６１Ｄおよび臍６２の中間位置に配置される。第２電流電極３２は、右脇腹６１Ｃおよび臍６２の中間位置に配置される。電圧電極４１〜４６は、この順に電流電極対３０の間に配置される。このとき、第１電流電極３１および第１電圧電極４１、第１電圧電極４１および第２電圧電極４２、第２電圧電極４２および第３電圧電極４３、第４電圧電極４４および第５電圧電極４５、第５電圧電極４５および第６電圧電極４６、第６電圧電極４６および第２電流電極３２の電極間距離は等しい。

測定者により測定が開始されたとき、電流電極対３０に印加された電流は腹部６１の前部６１Ａの浅い部分を流れる。体表の浅い部分には皮下脂肪７１が多く分布している（図１７参照）。従って、電圧電極対４０Ａ〜４０Ｅにより測定される電圧測定値は皮下脂肪７１の分布をよく反映した値となる。

以上詳述したように、本実施形態によれば第１実施形態の（１）すなわち、腹部６１の断面における体脂肪７０の分布に対応した体脂肪量を測定することができる旨の効果および（３）、（４）、（７）および（９）に準じた効果に加えて以下の効果を得られる。

（１４）本実施形態では、体脂肪７０としての皮下脂肪７１を測定している。このため、測定者に被測定体６０の測定断面における皮下脂肪７１の分布を反映した脂肪量および分布図を示すことができる。

（１５）本実施形態では、電流電極対３０の距離を小さなものとしているため、被測定体６０の浅い部分に多く分布する皮下脂肪７１の量をよく反映した電圧を測定することができる。

（その他の実施形態）
なお、本発明の実施態様は上記実施形態に限られるものではなく、例えば以下に示す態様をもって実施することもできる。また以下の各変形例は、上記実施形態についてのみ適用されるものではなく、異なる変形例同士を互いに組み合わせて実施することもできる。

・上記第１実施形態では、電圧電極対４０Ａ〜４０Ｅの測定値を用いて積分することで体脂肪７０としての内臓脂肪７２の脂肪量および分布を算出したが、これとは別の皮下脂肪測定手段により測定された皮下脂肪７１の脂肪量および分布を測定値に反映することもできる。具体的には、図８のステップＳ１５において、体脂肪量と体脂肪分布を確定する際に、皮下脂肪測定手段により測定された皮下脂肪７１の脂肪量および分布を体脂肪量から除算することで、内臓脂肪７２の脂肪量および分布を補正する。

なお、皮下脂肪測定手段としては、上記第２実施形態のように被測定体６０の浅い部分に電流を流しこれを電圧電極対により測定する方法を採用することもできる。また、近赤外線光を用いて皮下脂肪７１を測定することもできる。また、被測定体６０の腹囲により推定することもできる。これらの測定手段を、体脂肪測定装置１０に含め、測定結果を制御部が記憶することにより、内臓脂肪７２の脂肪量および分布を補正することもできる。また、体脂肪測定装置１０とは別の装置で測定した皮下脂肪量を制御部５０に入力することにより内臓脂肪７２の脂肪量および分布を補正することもできる。

・上記第２実施形態では、距離センサ５１として光学式のリニアエンコーダを採用したが、その他のセンサを用いることもできる。例えば、以下の（Ａ）〜（Ｄ）のセンサも用いることができる。
（Ａ）１つの電極配置部１２から隣り合う電極配置部１２までの距離を超音波が跳ね返って来るまでの時間に基づいて求める超音波距離計。
（Ｂ）接続部１３の延伸量に応じて変化する電圧値から距離を算出するリニアポテンショメータ。
（Ｃ）１つの電極配置部１２から隣り合う電極配置部１２に設けられる反射プリズムに光波を発射するとともに、反射プリズムからの反射光を感知するまでの発振回数から距離を検出する光学式測距。
（Ｄ）１つの電極配置部１２に設けられるプローブと隣り合う電極配置部１２との間にできる静電容量を電圧に変換して距離を検出する静電容量変位計。

・上記第２実施形態では、各接続部１３に対して距離センサ５１を設けたが、１つの接続部１３のみに距離センサ５１を設けるとともに、この距離センサ５１の検出値に基づいて腹囲を算出することもできる。

・上記第３実施形態では、角度センサ５２としてロータリーポテンショメータを採用したが、その他のセンサを用いることができる。例えば、一方の接続部１３に対する他方の接続部１３の回転移動量に対応して出力されるパルスをカウントして回転角度を検出するロータリーエンコーダを用いることもできる。

・上記第３実施形態では、各接続部１３の接続部に対して角度センサ５２を設けたが、１つの接続部１３の接続部のみに角度センサ５２を設けるとともに、この角度センサ５２の検出値に基づいて腹囲を算出することもできる。

・上記第２実施形態では、距離センサ５１を用いて隣り合う電極間の距離を算出し、上記第３実施形態では、角度センサ５２を用いて隣り合う電極間の距離を算出したが、隣り合う電極間の距離を以下のように算出することもできる。すなわち、距離測定機構としての接続部１３の延伸量と対応した目盛を接続部１３に設けるとともに、測定者がこの目盛の値を操作部２２に入力する。

・上記各実施形態では、各電極３１，３２，４１〜４６を前部６１Ａ側に配置したが、これらのうち少なくとも１つを背部６１Ｂ側に配置してもよい。
・上記各実施形態では、電圧電極対４０Ａ〜４０Ｅの測定値を直線補間した関数ｆを設定したが、電圧電極対４０Ａ〜４０Ｅの測定値に基づいた近似曲線を作成し、これを関数ｆとして設定することもできる。

・上記各実施形態では、検出部２１を含む電極配置部１２は本体部１１に接続されるものとしたが、電極配置部１２と本体部１１とを別体にすることもできる。具体的には、図１２に示されるように、検出部２１に、それぞれの電極３１，３２，４１〜４６と対応する６つの電極配置部１２と、隣り合う電極配置部１２を接続する７つの接続部１３とを設ける。そして、検出部２１と本体部１１とをコード１４で接続する。

・上記各実施形態では、制御部５０および測定部２０を体脂肪測定装置１０に設けるようにしたが、体重計８０にこれらのうち少なくとも１つを設けることもできる。
・上記各実施形態では、体脂肪測定装置１０と体重計８０とを組み合わせた体組成測定装置１を採用したが、体重計８０を省略することもできる。

・上記各実施形態では、体脂肪測定装置１０を測定者が手に持った状態で測定するものとしたが、体脂肪測定装置１０にベルトを設けて被測定体６０に固定して測定することもできる。具体的には図１３に示されるように、第１電流電極３１と対応する電極配置部１２と第２電流電極３２と対応する電極配置部１２とを、長さを調整することのできるベルト１５で接続する。そして、測定時には、電極配置部１２および接続部１３およびベルト１５により、体脂肪測定装置１０が被測定体６０に対して固定される。

・上記各実施形態では、第３電圧電極４３および第４電圧電極４４の間には接続部１３を設けない構成としたが、第３電圧電極４３および第４電圧電極４４の間に接続部１３を設けてこれら電極４３，４４の電極間距離を変更可能にすることもできる。

・上記各実施形態では、電極配置部１２同士を接続部１３で接続するようにしたが、接続部１３を省略して、電極を独立して被測定体６０に取り付けることもできる。
・上記各実施形態では、電極間距離を変更することのできる接続部１３で電極配置部１２同士を接続したが、電極間距離を変更することのできない接続部で電極配置部１２同士を接続することもできる。

・上記各実施形態では、６つの電圧電極４１〜４６を設けたが、電圧電極を７つ以上にすることもできる。例えば、図１４に示されるように、電圧電極４１〜４６に加えて、第７電圧電極４７および第８電圧電極４８を設ける。第７電圧電極４７は、第１電流電極３１と第１電圧電極４１との間に配置される。第８電圧電極４８は、第６電圧電極４６と第２電流電極３２との間に配置される。このとき、電圧電極対４０Ａ〜４０Ｅの測定値に加えて、第１電圧電極４１および第７電圧電極４７から構成される電圧電極対４０Ｆ、および第６電圧電極４６および第８電圧電極４８から構成される電圧電極対４０Ｇによる測定値に基づいて関数ｆが設定される。

・上記各実施形態では、６つの電圧電極４１〜４６を設けたが、このうち１〜３つの電圧電極を省略することもできる。例えば、図１５に示されるように、第１電圧電極４１および第６電圧電極４６を省略する。このとき、電圧電極対４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄによる測定値に基づいて関数ｆを設定する。

・上記各実施形態では、６つの電圧電極４１〜４６を設けて５つの電圧電極対４０Ａ〜４０Ｅを構成したが、電流電極対３０および被測定体６０に対して可動な電圧電極対を１つのみ設けることもできる。この場合、電圧電極対を移動させて複数点で電圧を測定し、測定値を順次記録する。そしてこの複数の測定値に基づいて関数ｆを設定する。

・上記各実施形態では、第１電流電極３１および第１電圧電極４１、第１電圧電極４１および第２電圧電極４２、第２電圧電極４２および第３電圧電極４３、第４電圧電極４４および第５電圧電極４５、第５電圧電極４５および第６電圧電極４６、第６電圧電極４６および第２電流電極３２の電極間距離を等しくしたが、電極間距離を互いに異なる大きさに変更することもできる。

・上記各実施形態では、臍６２を中心に各電極３１，３２，４１〜４６を配置して、臍６２を中心とする体脂肪量を測定したが、各電極３１，３２，４１〜４６を右半身または左半身のみに配置することもできる。これにより、右半身または左半身のみの体脂肪量を測定することができる。また、このとき、一方の半身に配置した電極対による半身の測定結果に基づいて他方の半身の体脂肪量を推定することもできる。また、一方の半身の測定結果に基づいて全体の体脂肪量を推定することもできる。また、右半身および左半身をそれぞれ測定することにより、右半身および左半身との間での体脂肪量のバランスを確認することもできる。

・上記各実施形態では、臍６２を通過する断面ＤＡに各電極３１，３２，４１〜４６を配置したが、各電極３１，３２，４１〜４６を別の断面に配置することもできる。すなわち、臍６２よりも上側または下側の断面に配置することもできる。また、腹部６１以外の断面、例えば胸部等の体幹の腹部以外の各部位や、太腿等の体肢の各部位に配置することもできる。また、水平方向に対して垂直または傾斜した断面上に配置することもできる。

・上記各実施形態では、同一断面上の電圧電極対４０Ａ〜４０Ｅの測定値に基づいて同断面上の体脂肪面積および体脂肪７０の分布を算出したが、さらに以下の構成を付加して体脂肪量として体脂肪の体積を算出することもできる。

具体的には、体脂肪測定装置１０を垂直方向に沿って移動させ、臍６２を通過する断面ＤＡとは異なり、かつ断面ＤＡと平行な断面ＤＢにおける複数の電圧測定値に基づいて関数ｇを設定してこれを積分する。次に、関数ｆの積分と関数ｇの積分とを電極間の距離Ｘおよび電圧測定値Ｙに加えて断面間の距離Ｚのパラメータを加えた三次元グラフ上で結んだ立体と対応した関数ｈを設定する。換言すれば、断面ＤＡの体脂肪７０の分布グラフと断面ＤＢの体脂肪７０の分布グラフとを断面に持つ関数ｈを設定する。この関数ｈを断面ＤＡから断面ＤＢまでの範囲で積分することにより、図１６に示されるように、断面ＤＡから断面ＤＢまでの体脂肪７０の分布を反映した体脂肪７０の体積値および三次元分布を算出することができる。

また、体脂肪７０の体積の算出方法としては、上述のような関数ｈを設定するほか、以下のような算出方法にすることもできる。すなわち、断面ＤＡと断面ＤＢとの距離の２分の１を距離Ｌとして、断面ＤＡの体脂肪面積と距離Ｌの積と、断面ＤＢの体脂肪面積の距離Ｌの積との和により体脂肪７０の体積を算出する。

・上記各実施形態では、体脂肪７０の測定結果としての体脂肪７０の脂肪量をグラフで表示部２３に表示したが、体脂肪７０の測定結果を数値で表示することもできる。この場合の例の１つとして、「腹部右：５０ｃｍ^３」のように被測定体６０の部位毎に体脂肪７０の脂肪量を表示するものが挙げられる。また、腹部６１の断面図を表示してこの断面図に体脂肪７０の脂肪量を色調やコントラスト等を利用して表示することもできる。

・上記各実施形態では、内臓脂肪７２の測定結果を表示部２３に表示したが、測定者に対して測定結果を伝達するための方法はこれに限らない。例えば、表示部２３に加えてまたは表示部２３に代えて、測定者に対して音声により測定結果を伝達する音声部を備えることもできる。

・上記各実施形態では、接続部１３として伸縮可能な部材を採用して電極間距離を可変としたが、電極配置部および接続部が互いにスライド可能な部材を採用して電極間距離可変とすることもできる。

・上記各実施形態では、電極材としてＳＵＳおよび樹脂材表面を金属めっき処理したものを用いたが、これに代えてゲル材を用いることもできる。
・上記各実施形態では、測定部２０に電源を内蔵したが、体脂肪測定装置１０の外部から電源の供給を受けることもできる。

・上記各実施形態では、測定方法の例として被測定体６０が立位にある状態での測定方法を示したが、被測定体６０が座位または仰臥位にある状態でも上記各実施形態での測定方法に準じて内臓脂肪７２の測定を行うことができる。

・上記各実施形態では、測定対象の例として人体を示したが、動物を測定対象とすることもできる。

１０…体脂肪測定装置、１３…接続部、２０…測定部、２１…検出部、２２…操作部、２３…表示部、３０…電流電極対、３１，３２…電流電極、４０Ａ〜４０Ｅ…電圧電極対、４１〜４６…電圧電極、５０…制御部、５１…距離センサ、５２…角度センサ、６０…被測定体、６１…腹部、６１Ａ…前部、６１Ｂ…背部、６１Ｃ…右脇腹、６１Ｄ…左脇腹、７０…体脂肪、７１…皮下脂肪、７２…内臓脂肪。

Claims (15)

1. 電流印加のための第１の電流電極および第２の電流電極を含む電流電極対と、電圧測定のための第１の電圧電極および第２の電圧電極を含む電圧電極対とを備え、前記電圧電極対により測定された複数の測定点の測定値に基づいて体脂肪を測定する体組成測定装置において、
   前記複数の測定点の測定値を用いて積分を行い、その結果に基づいて体脂肪量を算出する
   ことを特徴とする体組成測定装置。
2. 請求項１に記載の体組成測定装置において、
   前記電圧電極対は、腹部の前額面付近およびこれよりも臍側の電圧を測定する
   ことを特徴とする体組成測定装置。
3. 請求項１または２に記載の体組成測定装置において、
   前記体脂肪量として、測定断面の体脂肪の面積を算出する
   ことを特徴とする体組成測定装置。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の体組成測定装置において、
   前記体脂肪量として、測定断面の体脂肪の分布を推定する
   ことを特徴とする体組成測定装置。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の体組成測定装置において、
   前記体脂肪量として、内臓脂肪量を測定する
   ことを特徴とする体組成測定装置。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の体組成測定装置において、
   前記体脂肪量として、皮下脂肪量を測定する
   ことを特徴とする体組成測定装置。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の体組成測定装置において、
   第１の測定断面上における複数の測定点の測定値を用いて第１の積分を行い、第２の測定断面上における複数の測定点の測定値を用いて第２の積分を行い、
   前記第１の積分の算出結果および前記第２の積分の算出結果に基づいて、体脂肪量として体脂肪の体積を算出する
   ことを特徴とする体組成測定装置。
8. 請求項１〜７のいずれか一項に記載の体組成測定装置において、
   前記第１の電流電極および前記第２の電流電極が被測定体を挟んで対向する位置に配置され、前記第１の電流電極および前記第２の電流電極の間に前記電圧電極対が配置される
   ことを特徴とする体組成測定装置。
9. 請求項１〜８のいずれか一項に記載の体組成測定装置において、
   被測定体の右半身の前額面上に前記第１の電流電極が配置され、左半身の前額面上に前記第２の電流電極が配置される
   ことを特徴とする体組成測定装置。
10. 請求項５および請求項５を引用する請求項６〜９のいずれか一項に記載の体組成測定装置において、
    皮下脂肪量を測定する皮下脂肪測定手段を備え、前記体脂肪量としての前記内臓脂肪量を算出するときに前記皮下脂肪量を反映する
    ことを特徴とする体組成測定装置。
11. 請求項１〜１０のいずれか一項に記載の体組成測定装置において、
    前記電圧電極対の電極間の距離が可変のものであり、前記電極間の距離を前記積分に反映する
    ことを特徴とする体組成測定装置。
12. 請求項１〜１１のいずれか一項に記載の体組成測定装置において、
    前記電流電極および前記電圧電極のうちの隣り合う２つの電極間の距離を測定する距離測定機構が設けられる
    ことを特徴とする体組成測定装置。
13. 請求項１２に記載の体組成測定装置において、
    前記距離測定機構として、前記電流電極および前記電圧電極のうちの隣り合う２つの電極間の距離を測定する距離センサが設けられる
    ことを特徴とする体組成測定装置。
14. 請求項１２に記載の体組成測定装置において、
    前記距離測定機構として、第１の電圧電極と第２の電圧電極とを接続する第１接続部と第１の電圧電極と第３の電圧電極とを接続する第２接続部とを備え、前記第１接続部と前記第２接続部のなす角度を検出する角度センサが設けられる
    ことを特徴とする体組成測定装置。
15. 請求項１２〜１４のいずれか一項に記載の体組成測定装置において、
    前記電流電極および前記電圧電極のうちの隣り合う２つの電極間の距離に基づいて腹囲を推定する
    ことを特徴とする体組成測定装置。

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