JP2013123448A

JP2013123448A - 体組成測定装置

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Publication number: JP2013123448A
Application number: JP2011271927A
Authority: JP
Inventors: Kazuhisa Tanabe; 一久田部; Takehiro Hamaguchi; 剛宏濱口; Hiromichi Karo; 広道家老; Yasuaki Murakawa; 寧章村川
Original assignee: Omron Healthcare Co Ltd
Current assignee: Omron Healthcare Co Ltd
Priority date: 2011-12-13
Filing date: 2011-12-13
Publication date: 2013-06-24
Anticipated expiration: 2031-12-13
Also published as: JP5903863B2

Abstract

【課題】腹部形状を用いて精度よく腹部の体組成情報を取得する。
【解決手段】被測定者の仰臥位における腹部の縦幅と横幅とを取得するための幅取得部１１Ａと、取得される腹部の縦幅と横幅とで規定される楕円形状からの、被測定者の仰臥位における腹部形状の変形度を取得するための変形度取得部１２２と、被測定者の腹部の体組成情報を取得するための情報取得部１２４と、を備える。情報取得部は、被測定者の腹部の生体インピーダンスと、取得された変形度に従う係数とを用いて、被測定者の腹部の体組成情報を取得する。
【選択図】図３

Description

本発明は、被測定者の体組成を測定する装置に関し、特に、生体の電気インピーダンス（以下、生体インピーダンスという）を用いて体組成を測定する装置に関する。

従来の体成分分析装置として特許文献１（特開２００８−２２８８９０号公報）に記載の装置が提案されている。この装置は、被測定者の体格情報であるウェスト長を入力し、ウェスト長と生体インピーダンスとを用いて腹部の内臓脂肪量および皮下脂肪量を測定する。

また、特許文献２（特開２０１０−０６９２４８号公報）には、仰臥位における腹部の縦横幅を体格情報計測ユニットを用いて測定し、測定した縦横幅と生体インピーダンスと性別などの情報を用いて内臓脂肪面積を算出する装置が開示される。

特開２００８−２２８８９０号公報特開２０１０−０６９２４８号公報

上述した従来の測定方法では、いずれも腹部の形状を楕円と仮定して脂肪量を算出するが、皮下脂肪が極端に多い場合には、重力の影響により腹部形状は大きく変形する。したがって、楕円形状と仮定する方法では、測定結果に変形に起因した誤差が含まれる。

一方、皮下脂肪と腹部筋肉が極端に少ない場合、腹部インピーダンス測定の際の測定電流が内臓脂肪にまで到達してしまう。そのため、腹部インピーダンスを皮下脂肪量を表すデータとして使用するアルゴリズムによって算出された内臓脂肪量には、誤差が含まれることになる。

それゆえに本発明の目的は、腹部形状を用いて精度よく腹部の体組成情報を取得する体組成測定装置を提供することである。

本発明に係る体組成測定装置は、被測定者の仰臥位における腹部の縦幅と横幅とを取得するための幅取得部と、取得される腹部の縦幅と横幅とで規定される楕円形状からの、被測定者の仰臥位における腹部形状の変形度を取得するための変形度取得部と、被測定者の腹部の体組成情報を取得するための情報取得部と、を備える。情報取得部は、被測定者の腹部の生体インピーダンスと、変形度取得部により取得された変形度に従う係数とを用いて、被測定者の腹部の体組成情報を取得する。

本発明によれば、腹部形状の変形度に従う係数を用いて体組成情報を取得できる。

本実施の形態に係る体脂肪測定装置の構成図である。本実施の形態に係る腹部幅を説明する図である。本実施の形態に係る体脂肪測定装置の機能構成図である。本実施の形態に係る被測定者と、カメラおよびライン光源との位置関係の一例を示す図である。本実施の形態に係る被測定者と、カメラおよびライン光源との位置関係の他の例を示す図である。本実施の形態に係るカメラが撮像して出力する画像を単純化して示す図である。本実施の形態に係る腹部縦幅を算出するための手順を模式的に示す図である。本実施の形態に係るカメラの撮像視野を説明する図である。本実施の形態に係る体軸に垂直な断面の形状を模式的に示す図である。本実施の形態に係る変形度の一例を説明する図である。本実施の形態に係る変形度の他の例を説明する図である。本実施の形態に係る腹部幅および形状測定のための詳細手順を説明するための図である。本実施の形態に係る腹部幅および形状測定のための詳細手順を説明するための図である。本実施の形態に係る腹部幅および形状測定のための詳細手順を説明するための図である。本実施の形態に係る腹部幅および形状測定のための詳細手順を説明するための図である。本実施の形態に係る腹部幅および形状測定のための詳細手順を説明するための図である。本実施の形態に係る腹部幅および形状測定のための詳細手順を説明するための図である。本実施の形態に係る体組成測定処理のフローチャートである。本実施の形態に係る体組成測定処理のフローチャートである。本実施の形態に係る表示例を示す図である。本実施の形態の変形例に係る体脂肪測定装置の構成図である。

以下、本発明の実施の形態について、図を参照して詳細に説明する。なお、以下に示す実施の形態においては同一または対応する部分に図中同一の符号を付し、その説明は繰返さない。

まず、身体の部位を表わす用語を定義する。本実施の形態では「胴部」は、身体の頭部、頸部および四肢を除く部位であり、いわゆる体幹に相当する。「腹部」は、上記胴部のうちの臍位置に対応する部分に相当する。また、「体軸」は、胴部の延在方向に沿って位置する軸、すなわち被測定者の胴部の横断面の略中央を通り、且つ当該横断面に対して略垂直な方向に延びる軸を言う。

また、「腹部腹側」とは、被測定者の腹部のうち、被測定者を正面から観察した場合に視認可能な部分を含む。たとえば、被測定者の腹部のうち、被測定者の臍および背骨を通るとともに被測定者の体軸と垂直な軸に沿って、被測定者を臍側から観察した場合に視認可能な部分を含む。また、「腹部背側」とは、被測定者の腹部のうち、被測定者を後ろから観察した場合に視認可能な部分を含む。

また、腹部の「縦幅」とは、腹部の最大厚みを指す。より具体的には、被測定者の腹部の体軸に直交する面（横断面）の、臍側から腹部背側までの最大の長さを指す。腹部の「横幅」とは、被測定者の腹部の横断面の、縦幅方向に延びる軸と直交する軸が延びる方向の最大の長さを指す。

図１は、本実施の形態に係る体組成測定装置の一例としての体脂肪測定装置（以下、測定装置と略す）の構成の具体例を示す図である。

図１を参照して、測定装置は、装置本体１００と、装置本体１００に有線で接続される、四肢に電極を装着するための４つのクリップ２０１，２０２，２０３，２０４、腹部背側に電極を取り付けるためのベルト３００、腹部の横幅および縦幅を測定するための測定ユニット４００、装置本体１００に電力を供給するためのコンセント５００とを含む。図１の例では、被測定者の腹部が変形しておらず楕円形の状態を指す。

図２には、図１示す被測定者の腹部幅として、横幅（２ａ）［ａの２倍］および縦幅（２ｂ）［ｂの２倍］が模式的に示される。

装置本体１００は、表示部１１０と操作部１２０とを含む。また、装置本体１００は、有線または無線で外部装置６００に接続されて、通信を行なってもよい。外部装置６００としては、たとえばパーソナルコンピュータやプリンタなどが該当する。装置本体１００は、後述する機能を含んで、被測定者の各位の電位差を検出することで各種脂肪量を算出し、表示部１１０に測定結果として表示するための処理を行なう。表示部１１０としては、たとえばＬＣＤ（Liquid Crystal Display）が利用可能である。操作部１２０は、装置本体１００に対して測定者が命令を入力するために操作する部位であり、たとえば測定者もしくは被測定者が押下可能なキー等によって構成される。

クリップ２０１，２０２，２０３，２０４には、各々、電極Ｈ１１，Ｈ２１，Ｆ１１，Ｆ２１が備えられる。クリップ２０１，２０２に、各々、上肢電極Ｈ１１，Ｈ２１が備えられる。クリップ２０１が被測定者の右手の手首、クリップ２０２が被測定者の左手の手首に装着されることで、上肢電極Ｈ１１，Ｈ２１が、各々、右手の手首の表面と左手の手首の表面とに装着される。クリップ２０３，２０４に、各々、下肢電極Ｆ１１，Ｆ２１が備えられる。クリップ２０３が被測定者の右足の足首、クリップ２０４が被測定者の左足の足首に装着されることで、下肢電極Ｆ１１，Ｆ２１は、各々、右足の足首の表面と左足の足首の表面とに装着される。

ベルト３００は、被測定者の腹部背側に押し当てる押し当て部材３１０、押し当て部材３１０の両側にそれぞれ固定されたベルト部３２０、およびベルト部３２０を固定するためのバックル３３０を含む。押し当て部材３１０には電極対ＡＰ１〜ＡＰ４が備えられる。ベルト３００が、押し当て部材３１０が尾てい骨よりもやや上方に位置するように被測定者の腹部に巻き付けられることで、電極対ＡＰ１〜ＡＰ４が被測定者の腹部背側に密着される。

測定ユニット４００は、たとえばＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラまたはＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサに相当するカメラ４２０およびライン光源４３０が取り付けられるバー４４０、平板のプレート４５０、カメラ４２０およびライン光源４３０と装置本体１００と通信するためのＩ／Ｆ（インターフェィス）４１０を含む。測定時には、被測定者はプレート４５０の表面上に仰臥位となる。このとき、被測定者の腹部背側は表面に押し当てられた状態となる。

バー４４０は、プレート４５０の表面と所定距離だけ離れた位置において当該表面が延在する方向と略平行に延びる棒状の部材からなる。カメラ４２０およびライン光源４３０は撮像方向および光照射方向が、プレート４５０の表面方向に一致するようにバー４４０に取り付けられる。カメラ４２０とライン光源４３０は、バー４４０においてスライド移動可能なように、また取付け姿勢を自在に変更可能なように取り付けられる。

ライン光源４３０は、仰臥位の被測定者の臍位置を通り、且つプレート４５０の表面に垂直な仮想軸とバー４４０の交点に取り付けられる。すなわち、臍を通り、プレート５０に垂直であり、かつ体軸に垂直な平面上に取付けられる。ライン光源４３０は、腹部腹側表面に光学的にライン状マーキングをする機能部に相当し、たとえば、レーザ光源とレーザ光を線状に偏向させるフィルタとの組合わせ、またはレーザ光源と物理的走査機構の組合わせなどからなる。ライン状の光（以下、ライン光という）は腹部腹側に対して横幅を指す仮想軸と略平行の光である。ライン光を照射する態様としては、皮膚の色と異なる色による線状光線を臍位置の断面を示す線として照射する、または臍位置の断面を示す線状の暗部を形成するような照明を行うとしてもよい。

カメラ４２０は、腹部腹側を撮像視野に含み、且つライン光に対して仰俯角（仰角または俯角）で腹部腹側を撮像できるような位置に取り付けられる。したがって、測定時には、仰臥位の被測定者の腹部まわり（より特定的には、腹部腹側）が、ライン光が照射されることでラインを用いて指示される。そして、当該ラインを用いて指示された状態で、カメラ４２０は、このラインに対して仰俯角で腹部腹側を撮像する。

図３を参照して、装置本体１００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、被測定者情報入力部２５と、通信部２６と、操作部１２０と、電源部２８と、メモリ部２９とを含む。

電源部２８は、制御部１０等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およびコンセント５００を介して入力される商用電源等の外部電源等が含まれる。

メモリ部２９は、装置本体１００に関する各種のデータおよびプログラムを記憶するための部位であり、たとえば後述する被測定者情報、算出される各種脂肪量、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、測定結果を表示する処理を実行するための表示処理プログラム等を記憶している。

制御部１０はＣＰＵ（Central Processor Unit）などの演算装置を含み、装置本体１００全体を制御する。制御部１０はメモリ部２９に記憶されている上記プログラムを読み出して実行することで、図３の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、測定結果を表示したりする。制御部１０が有する機能は、ＣＰＵが上記プログラムを実行することで、主にＣＰＵに形成されてもよいし、少なくとも一部がＣＰＵの他の演算回路やハードウェアによって形成されてもよい。

端子切替部２２は、たとえば複数のリレー回路や、半導体による切替回路によって構成される。端子切替部２２は、腹部電極対ＡＰ１〜ＡＰ４、上肢電極Ｈ１１，Ｈ２１、および下肢電極Ｆ１１，Ｆ２１と電気的に接続される。

腹部電極対ＡＰ１，ＡＰ２，ＡＰ３，ＡＰ４はベルト部３２０の押し当て部材３１０に備えられ、押し当て部材３１０が被測定者の腹部背側に当たるようにベルト部３２０が被測定者に装着されることで、それぞれ体軸方向に被測定者の腹部背側の表面に装着される。腹部電極対ＡＰ１，ＡＰ２，ＡＰ３，ＡＰ４は、各対となる２個の電極が被測定者の腹部背側において体軸方向に配置され、かつ各電極対は体軸と略垂直な方向に互いに間隔をあけて配置される。たとえば、腹部電極対ＡＰ２は、腹部電極対ＡＰ１の２電極を通る軸から所定距離離れて配置される。

腹部電極対ＡＰ１，ＡＰ２，ＡＰ３，ＡＰ４の各々の電極間距離は略等しい。たとえば、腹部電極対ＡＰ１の電極間の距離と腹部電極対ＡＰ２の電極間の距離とは略等しい。腹部電極対ＡＰ１，ＡＰ２，ＡＰ３，ＡＰ４各々の２電極は、対応する他の電極対の電極と体軸に略垂直な方向に整列して配置される。

定電流生成部２１は、端子切替部２２によって定電流生成部２１と電気的に接続された電極対（以下、電流電極対とも称する）の電極間に電流を流す。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と電気的に接続された電極対（以下、電圧電極対とも称する）の電極間の電位差を検出する。

端子切替部２２は、制御部１０から受けた指令に基づいて、上述した複数の電極の中から選択した特定の電極対と定電流生成部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中から選択した特定の電極対と電位差検出部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と電気的に接続された電極対が定電流印加電極対として機能するようになるとともに、端子切替部２２によって電位差検出部２３と電気的に接続された電極対が電位差検出電極対として機能するようになる。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り替えられる。

電位差検出部２３は、端子切替部２２によって電位差検出部２３と電気的に接続された電極対、すなわち電位差検出電極対の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へ出力する。これにより、定電流が被測定者に印加された状態における電位差検出電極対の電極間の電位差が検出されることになる。

被測定者情報入力部２５は、制御部１０において行なわれる演算処理などに利用される被測定者情報を得るための部位である。ここで、被測定者情報とは、被測定者に関する情報を意味し、たとえば年齢、性別、体格情報、被測定者識別用のＩＤ（Identification data）等でよい。また、被測定者情報は無くてもよい。体格情報とは、身長および体重等の情報を含む。被測定者情報入力部２５は、被測定者情報を入力するための部位であり、入力された被測定者情報を制御部１０へ出力する。なお、図３に示される機能ブロック図においては、被測定者情報入力部２５が体脂肪測定装置に設けられた場合を例示しているが、必ずしも必須の構成ではない。被測定者情報入力部２５を設けるか否かについては、制御部１０において行なわれる演算処理などに利用される被測定者情報の種類に基づいて適宜選択される。また、被測定者情報のうち、体格情報については図示しない体格測定ユニットで測定されて体格測定ユニットから受信するよう構成してもよいし、被測定者情報入力部２５において被測定者自らが体格情報を入力する構成としてもよい。入力した被測定者情報は、その後の処理のためにメモリ部２９に格納されるとしてもよい。

制御部１０は、測定ユニット４００を制御する制御機能と、測定ユニット４００から受信した画像データを処理する画像処理機能とを有する。具体的には、上記の制御機能としてライン光源４３０に対して、たとえば電圧信号である発光指示信号を出力してライン光を照射するように駆動する光源駆動部１１１、および画像処理機能としてカメラ４２０に撮像指示信号を出力して撮像動作をさせて、カメラ４２０から撮像による画像データを入力し雑音除去などするための画像取得部１１２を含む。さらに、制御部１０は、被測定者の仰臥位における腹部の楕円形の縦幅と横幅とを取得するための幅取得部１１Ａと、被測定者の仰臥位における腹部腹側の形状を取得するための形状取得部１１Ｂと、体組成情報取得部１２と、取得した体組成情報を含む各種の情報を表示部１１０に表示するための表示処理部１３を備える。

体組成情報取得部１２は、取得された縦幅と横幅とで規定される楕円形状からの腹部腹側形状の変形の度合い（以下、変形度と言う）を取得するための変形度取得部１２２と、被測定者の生体インピーダンスを、変形度取得部１２２により取得された変形度に従う係数を用いて補正するための補正部１２３と、補正後の生体インピーダンスを用いて被測定者の腹部体組成に関する情報を取得するための情報取得部１２４と、を含む。

変形度取得部１２２は、上述の楕円形状と腹部腹側形状との面積を用いた所定の比率計算式に従って算出された比率を、前述の変形度として取得する比率算出部１２５を含む。

本実施の形態では、カメラ４２０と画像取得部１１２により腹部腹側を撮像するための撮像部が構成される。

本実施の形態では、撮像部により取得される画像データを処理するために、画像について仮想的な２次元座標系が規定される。２次元座標系からは、ライン光に対応した画像（以下、ライン画像という）の座標値が取得する。幅取得部１１Ａは、ライン画像の座標値から、腹部の縦幅と横幅とを算出する。

インピーダンス算出部１２１は、定電流生成部２１によって生成された定電流の電流値と、電位差検出部２３において検出されて制御部１０が受けた電位差情報とに基づいて各種インピーダンスを算出する。情報取得部１２４は、補正後の生体インピーダンスを含むインピーダンス情報と、被測定者情報などに基づいて各種脂肪量を算出する。情報取得部１２４は、少なくとも、被測定者の腹部の内臓脂肪量および皮下脂肪量を算出する。さらに、それらの値に基づき除脂肪量も算出する。

インピーダンス算出部１２１は、定電流生成部２１において生成される電流値と、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種類のインピーダンスを算出する。２種類のインピーダンスの一方は、被測定者の腹部における除脂肪量を反映するインピーダンス（以下、インピーダンスをＺｔとも称する。）である。他方のインピーダンスは、被測定者の腹部における皮下脂肪量を反映するインピーダンス（以下、インピーダンスをＺｓとも称する。）である。

補正部１２３は、インピーダンスＺｔとＺｓを変形度取得部１２２からの変形度を用いて補正する。補正後のインピーダンスＺｔｔとＺｓｓは情報取得部１２４に出力される。

情報取得部１２４は、補正後の２種類のインピーダンスＺｔｔ，Ｚｓｓと、図２に示す被測定者の腹部の横幅（２ａ）［ａの２倍］および縦幅（２ｂ）［ｂの２倍］とに基づいて、被測定者の内臓脂肪量、たとえば内臓脂肪面積（単位：ｃｍ^２）を算出する。具体的には、たとえば、２種類のインピーダンスＺｔｔ，Ｚｓｓおよび腹部の横幅（２ａ）ならびに縦幅（２ｂ）と内臓脂肪面積との関係を表わす以下のような式（１）によって、内臓脂肪面積Ｓｖが算出される：
Ｓｖ＝α１×π×２ａ×２ｂ−α２×Ｚｓ×ａ−α３×１／Ｚｔｔ−β１…（１）、（ただし、α１，α２，α３,β１：係数）。

また、情報取得部１２４は、補正後のインピーダンスＺｓｓと、腹部の横幅（２ａ）および縦幅（２ｂ）とに基づいて、被測定者の皮下脂肪量、たとえば皮下脂肪面積（単位：ｃｍ^２）を算出する。具体的には、たとえば、インピーダンスＺｓｓと被測定者の腹部の横幅（２ａ）と皮下脂肪面積との関係を表わす以下のような式（２）によって、皮下脂肪面積Ｓｓが算出される：
Ｓｓ＝α４×２ａ×Ｚｓｓ＋β２ …（２）、
（ただし、α４，β２：係数）。

また、情報取得部１２４は、補正後のインピーダンスＺｔｔに基づいて被測定者の除脂肪量、たとえば除脂肪面積（単位：ｃｍ^２）を算出する。具体的には、たとえば、インピーダンスＺｔｔと除脂肪量との関係を表わす以下のような式（３）によって、除脂肪量ＦＦＭが算出される：
ＦＦＭ＝α５×１／Ｚｔｔ＋β３ …（３）、
（ただし、α５、β３は：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Ｘ線ＣＴ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、被測定者情報が指す年齢および／または性別ごとに定められてもよい。

（測定姿勢と位置関係）
図４には、測定時における仰臥位の被測定者と、カメラ４２０およびライン光源４３０との位置関係が示される。図４には、プレート４５０の表面とバー４４０の間の直線距離Ｌと、バー４４０におけるカメラ４２０とライン光源４３０との間の直線距離Ｈが示される。ここでは、説明を簡単にするために、プレート４５０の表面とカメラ４２０およびライン光源４３０のそれぞれとの間は、直線距離Ｌであると想定する。

ここで、ライン光源４３０の位置と腹部形状の位置関係によってはライン光源４３０からの光が到達しない死角領域が生じる可能性がある。これを回避するには、図５のような位置関係を設定してもよい。図５では、図４の被測定者を頭頂部側から見た状態において、被測定者の腹部をライン光で照射する場合に、腹部の端（脇）部で光の死角領域が少なくなるようにライン光源４３０を、カメラ４２０を挟んで両側に配置し、両方のライン光源４３０から同時に光照射する。これにより、脇部も影にならず光が照射される。

カメラ４２０の死角領域についても改善する必要がある場合は、カメラ４２０もライン光源４３０と同様に複数個設けても良い。

（腹部幅および形状測定の概略手順）
本実施の形態に係る腹部形状を測定する概略手順を説明する。

仰臥位の臍位置を通過するようにライン光が照射された状態で、カメラ４２０はライン光に対して仰俯角で腹部を撮像する。図６に、図４または図５の構成でカメラ４２０が撮像して出力する画像を単純化して示し、図７に、腹部縦幅（厚みとも言う）を算出するための手順を模式的に示す。

図８は、カメラ４２０の撮像視野を説明する図であり、図９は仰臥位における腹部の臍位置を通過する断面であって、体軸に垂直な断面の形状を模式的に示す図である。

まず、腹部形状について説明する。腹部皮下脂肪量が少なく通常の筋肉量であるならば、断面形状は楕円形状（図９の（Ａ）の破線参照）となるが、腹部脂肪量が多い場合には、仰臥位になった際に脂肪部分が重力で垂れることから破線の楕円形状から変形する（図９の（Ａ）の実線参照）。

腹部脂肪量が多い場合では、脂肪が腹部背側に変形・移動し、腹部背側の皮下脂肪の厚みが増す結果、図９の（Ｂ）のように皮下脂肪が厚くなった状態でインピーダンス測定が行われる。したがって、腹部縦幅と横幅が同じでも、腹部断面形状が楕円の場合と、図９の（Ａ）の実線の形状の場合とでは、測定される生体インピーダンスの精度は相違するから、正確に体組成を測定するためには、変形度に応じて生体インピーダンスを補正する必要がある。ここで、変形度を取得するための画像データについて説明する。

カメラ４２０を含む撮像部には、複数のアナログ的な走査線で平面画像を生成するものと、輝度を示すドットが２次元的に配列された画像を生成するものとのいずれも適用することができるが、いずれにしても画像は、直交するＸ軸とＹ軸で規定される２次元的な座標系（以下、単に座標系という）における位置に対応した輝度値で表現される。

カメラ４２０はＣＭＯＳカメラを想定する。画像データは、座標系の各座標にドットが配列されたものを指す。各ドットに対応したデータをピクセルと称する。したがって、ピクセルは、対応のドットの座標値と、輝度値とを含む。

本実施の形態では、カメラ４２０の撮像アングルは、プレート４５０の表面に対して垂直ではなく仰俯角である。垂直方向に撮像した場合に、画像として図８の４点の座標（ｘ１、ｙ１）〜（ｘ４、ｙ４）の長方形画像が撮像されるとき、仰俯角で撮像すると撮像画像は歪み、長方形から台形に変形する。実際には、さらにカメラ４２０のレンズ（図示せず）による歪みまたはカメラ４２０の回転方向のずれ等も発生する可能性があるが、簡単化のために、これらは無いものとして説明する。

図６を参照して、臍位置を通過するように照射されたライン光によるライン画像７００の直線部分はプレート４５０の表面に照射されたライン光による画像を指し、弧状部分は腹部腹側に照射されたライン光による画像を指す。直線部分が延びる方向は、Ｘ軸が延びる方向と一致する。また、弧状部分のＹ座標と直線部分のＸ座標との差は、腹部厚さに相当する。

図７には、図６の位置関係が距離Ｈと距離Ｌを用いて模式的に示される。図７における位置関係は、図４と同じである。図７では、最大の腹部厚さ、すなわち縦幅に相当する腹部腹側における位置を、便宜的に臍位置とする。臍位置は、ライン画像７００の座標のうち、直線部分を結んだ直線（Ｘ軸）からの距離が最も離れた座標により指示される。図７によれば、太線の直線部分のＹ座標値ｄから最も離れたＹ座標値ｄ´との差に対応するプレート４５０上の具体的な距離ΔＤは画像から計算可能である。距離ΔＤが算出されると、画像から腹部縦幅を算出することができる。

つまり、距離Ｈと距離Ｌは、このシステムを構築する際に設計値として決められた値であり、予めメモリ部２９に格納される。したがって、算出した距離ΔＤ、およびメモリ部２９から読み出した距離Ｈと距離Ｌを用いて、プレート４５０の表面から距離ＬをΔＤ対Ｈの比で内分する点までの距離は、腹部の縦幅に対応する。よって、縦幅を画像から算出することができる。

一方、腹部の横幅は、図６を参照して、ライン画像７００の弧状部分の幅Ｗに相当するので、弧状部分の開始点と終点の２点のＸ座標値の差分を算出することにより、幅Ｗを算出することができる。が得られる。以上により、腹部の縦幅と横幅を測定することが可能である。

さらには、腹部の厚みが最大以外の部分の厚みについても、上記の方法を応用することで算出することで、算出結果を用いて腹部腹側の形状を測定することができる。

これにより、腹部縦幅と横幅で規定される楕円から、腹部腹側の形状がどの程度ずれているか、すなわち後述する図１０と図１１に示す変形度を算出できる。

なお、変形度をより正確に算出するには、腹部背側の形状についても測定することが望ましい。単一のカメラ４２０を用いる方法では腹部背側と腹部側面の一部は撮像視野から外れた死角となるため形状測定は難しいが、カメラ４２０を複数個用いれば、仰臥位において体の陰になる部分以外の形状も測定可能であり、より正確な変形度を算出できる。

図１２〜図１７には、上述した腹部幅および形状測定のための詳細手順が示されて、図１８と図１９には、腹部幅および形状測定を含む体組成測定処理のフローチャートが示される。

（フローチャート）
図１８と図１９を用いて、装置本体１００での測定動作を具体的に説明する。フローチャートに示される動作は、制御部１０がメモリ部２９に記憶されているプログラムを読み出して実行し、図３の各部を制御することによって実現される。

被測定者は、ベルト３００を装着しない状態で図４に示すように仰臥位にあると想定する。なお、ベルト３００は腹部腹側では、バックルを臍位置に合わせるようにして装着するようになっている。従って、形状測定の際には、ベルト３００は装着しない。インピーダンスの測定時のみ装着することになる。

図１８を参照して、制御部１０の光源駆動部１１１はライン光源４３０を制御して、ライン光を照射させ（ステップＳ３）、画像取得部１１２はライン光が照射された状態で撮像し、画像データを出力する（ステップＳ５）。

幅取得部１１Ａは、画像データに基づき腹部横幅および縦幅（２ａ，２ｂ）を算出し、形状取得部１１Ｂは画像データに基づき腹部腹側の形状を測定する（ステップＳ７）。また、制御部１０は、操作部１２０などを介して入力した被測定者の体格情報を含む被測定者情報を入力する。

その後、制御部１０によって、電位差測定動作が行なわれる（ステップＳ９）。具体的には、制御部１０は、まずインピーダンスＺｔ算出のための電位差測定を行なう。すなわち、制御部１０は、たとえば１対の上肢電極Ｈ１１，下肢電極Ｆ１１および１対の上肢電極Ｈ２１，下肢電極Ｆ２１をそれぞれ電流電極対として選択し、腹部電極対ＡＰ１を電圧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、１対の上肢電極Ｈ１１，下肢電極Ｆ１１および１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、かつ腹部電極対ＡＰ１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との電気的接続を切断する。なお、定電流生成部２１と接続する電極は、上述の対でなく別の対であってもよい。

定電流生成部２１は、制御部１０の制御に基づいて、上肢から下肢の方向に電流を流す。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へ電流を流す。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個から下肢電極Ｆ１１，Ｆ２１のいずれか１個へ電流を流す構成であってもよい。この状態において、電位差検出部２３は、制御部１０の制御に基づいて、腹部電極対ＡＰ１の電極間の電位差を検出する。

そして、制御部１０は、腹部電極対ＡＰ２，ＡＰ３，ＡＰ４を順番に電圧電極対として選択する。すなわち、端子切替部２２は、制御部１０の制御に基づいて、腹部電極対ＡＰ２，ＡＰ３，ＡＰ４を順番に電位差検出部２３と電気的に接続する。そして、電位差検出部２３は、制御部１０の制御に基づいて、腹部電極対ＡＰ２，ＡＰ３，ＡＰ４の各々の電極間の電位差を順番に検出する。

次に、制御部１０は、インピーダンスＺｓ算出のための電位差測定を行なう。すなわち、制御部１０は、腹部電極対ＡＰ１を電流電極対として選択し、腹部電極対ＡＰ２を電圧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、腹部電極対ＡＰ１を定電流生成部２１と電気的に接続し、かつ腹部電極対ＡＰ２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、各腹部電極対を選択的に電位差検出部２３と電気的に接続し、選択されていない腹部電極対、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との電気的接続を切断する。定電流生成部２１は、制御部１０の制御に基づいて、腹部電極対ＡＰ１の電極間に電流を流す。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、腹部電極対ＡＰ２の電極間の電位差を検出する。

次に、制御部１０は、腹部電極対ＡＰ２を電流電極対として選択し、腹部電極対ＡＰ１を電圧電極対として選択する。すなわち、端子切替部２２は、制御部１０の制御に基づいて、腹部電極対ＡＰ２を定電流生成部２１と電気的に接続し、かつ腹部電極対ＡＰ１を電位差検出部２３と電気的に接続する。定電流生成部２１は、制御部１０の制御に基づいて、腹部電極対ＡＰ２の電極間に電流を流す。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、腹部電極対ＡＰ１の電極間の電位差を検出する。

次に、制御部１０は、腹部電極対ＡＰ３を電流電極対として選択し、腹部電極対ＡＰ４を電圧電極対として選択する。すなわち、端子切替部２２は、制御部１０の制御に基づいて、腹部電極対ＡＰ３を定電流生成部２１と電気的に接続し、かつ腹部電極対ＡＰ４を電位差検出部２３と電気的に接続する。定電流生成部２１は、制御部１０の制御に基づいて、腹部電極対ＡＰ３の電極間に電流を流す。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、腹部電極対ＡＰ４の電極間の電位差を検出する。

次に、制御部１０は、腹部電極対ＡＰ４を電流電極対として選択し、腹部電極対ＡＰ３を電圧電極対として選択する。すなわち、端子切替部２２は、制御部１０の制御に基づいて、腹部電極対ＡＰ４を定電流生成部２１と電気的に接続し、かつ腹部電極対ＡＰ３を電位差検出部２３と電気的に接続する。定電流生成部２１は、制御部１０の制御に基づいて、腹部電極対ＡＰ４の電極間に電流を流す。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、腹部電極対ＡＰ３の電極間の電位差を検出する。

インピーダンス算出部１２１は、インピーダンスＺｔ算出のための電位差測定を行なった結果に基づいてインピーダンスＺｔを算出し、およびインピーダンスＺｓ算出のための電位差測定を行なった結果に基づいてインピーダンスＺｓを算出する（ステップＳ１１）。

すなわち、インピーダンスＺｔ算出のための電位差測定の後、インピーダンス算出部１２１は、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場合、ここでは腹部電極対ＡＰ１，ＡＰ２，ＡＰ３，ＡＰ４の各々の電極間における電位差の検出が終了した場合、定電流生成部２１が流した電流値と、電位差検出部２３が検出した各電位差とに基づいて、インピーダンスＺｔ１〜Ｚｔ４を算出する。インピーダンス算出部１２１が算出したインピーダンスＺｔ１〜Ｚｔ４の値は、たとえばメモリ部２９に一時的に保存される。

また、インピーダンスＺｓ算出のための電位差測定の後、インピーダンス算出部１２１は、すべての電極対の組み合わせに対して電流の印加および電位差の検出が終了した場合、定電流生成部２１が流した電流値と、電位差検出部２３が検出した各電位差とに基づいて、インピーダンスＺｓ１〜Ｚｓ４を算出する。インピーダンス算出部１２１が算出したインピーダンスＺｓ１〜Ｚｓ４の値は、たとえばメモリ部２９に一時的に保存される。

次に、体組成情報取得部１２は、ステップＳ７で取得した情報と、ステップＳ１１で算出されたインピーダンスとに基づいて、脂肪量として内臓脂肪面積Ｓｖ、皮下脂肪面積Ｓｓ、および除脂肪量ＦＦＭなどの体組成を算出する（ステップＳ１３）。

内臓脂肪面積Ｓｖは、体格情報とインピーダンスＺｔ１〜Ｚｔ４およびインピーダンスＺｓ１〜Ｚｓ４とを用いて上述の式（１）により算出される。なお、ここでは、４個のインピーダンスＺｔ１〜Ｚｔ４の平均値が式（１）におけるインピーダンスＺｔに代入され、４個のインピーダンスＺｓ１〜Ｚｓ４の平均値が式（１）におけるインピーダンスＺｓに代入され後に、補正後のインピーダンスＺｓｓが算出されて、補正後のインピーダンスを用いて内臓脂肪面積Ｓｖが算出される。

皮下脂肪面積Ｓｓは、体格情報とインピーダンスＺｓ１〜Ｚｓ４とを用いて上述の式（２）により算出される。なお、ここでは、４個のインピーダンスＺｓ１〜Ｚｓ４の平均値が、式（２）におけるインピーダンスＺｓに代入された後に、補正後のインピーダンスＺｓｓが算出されて、補正後のインピーダンスを用いて皮下脂肪面積Ｓｓが算出される。

除脂肪量ＦＦＭは、インピーダンスＺｔ１〜Ｚｔ４を用いて上述の式（３）により算出される。なお、ここでは、４個のインピーダンスＺｔ１〜Ｚｔ４の平均値が、式（３）におけるインピーダンスＺｔに代入された後に、補正後のインピーダンスＺｔｔが算出されて、補正後のインピーダンスを用いて徐脂肪量ＦＦＭが算出される。

表示処理部１３は、上記ステップＳ１３で算出された脂肪量を、測定結果として、たとえば図２０のように表示部１１０に表示される（ステップＳ１５）。なお、この例ではステップＳ１５で測定結果が表示部１１０に表示されるものとするが、ステップＳ１５の処理によって生成される表示用のデータが外部装置６００としてのプリンタやＰＣなどに出力されてもよい。

以上で装置本体１００での体組成測定処理が終了する。
なお、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、インピーダンスＺｓ１〜Ｚｓ４の典型的な値は、それぞれ約１５Ω程度である。

上記ステップＳ１３での具体的な処理が、図１９に示される。図１９を参照して、まず変形度取得部１２２は、腹部縦幅および横幅により変形度を算出する（ステップＳ１３３）。補正部１２３は変形度を用いてインピーダンスＺｓ，Ｚｔを補正し（ステップＳ１３４）、補正後のインピーダンスＺｓｓ，Ｚｔｔを用いて体組成情報を算出する（ステップＳ１３７）。その後は、図１８の元の処理に戻る。

（腹部形状測定の詳細手順）
図１２には撮像した画像が模式的に示される。図１２を参照して、カメラ４２０が視野角θｘ、θｙで撮像した場合に、Ｎｘドット×Ｎｙドットの画像データとして得られるとする。

＜１．腹部縦幅を測定＞
図１２を参照し、前提を説明する。撮像空間を規定するための互いに直交する座標軸（Ｘ，Ｙ，Ｚ軸）を説明する。Ｙ軸は、プレート４５０の表面上で仰臥位の被測定者の体軸が延びる方向と同一方向に延びる軸を指す。Ｘ軸は、Ｙ軸に垂直であり且つ当該表面に平行な軸を指す。Ｚ軸は、当該表面に垂直な方向に延びる軸を指す。

図１４では、プレート４５０の表面におけるライン画像７００の直線部分は、それが延びる方向はＸ軸の方向と一致し、かつ、当該表面上の点であってライン光源４３０との最短距離となる点を通過する。

簡単のため、カメラ４２０の撮像方向に延びる光学軸は、ＹＺ平面内にあるようにし、かつ、上記表面上の点であって、ライン光源４３０との距離が最短となる点を通過するように調整され、その際カメラ４２０の光学軸と−Ｚ方向がなす角度を角度θｓとする。

さらに、画像の座標系のＸ軸とＹ軸それぞれが、前述の空間座標軸のＸ軸とＹ軸とに一致するようにカメラ４２０を設定する。ここでも距離Ｈと距離Ｌを用いる。

以上の前提のもと、腹部縦幅を算出するために、［１−１．位置決め］→［１−２．画像取得］→［１−３.画像上の臍位置座標取得］→［１−４.距離ΔＤ算出］→［１−５．距離Ｌを距離ΔＤと距離Ｈとで内分する距離を算出］の各ステップを実行する。

[１−１.位置決め]
光照射（ステップＳ３）において、ライン光源４３０は、仰臥位にある被測定者の腹部腹側に照射されるライン光が、臍位置を通過するように位置決めされる。位置決めの方法としては、被測定者がＹ軸方向に移動することで、腹部腹側に照射されるライン光の位置調整をするか、またはプレート４５０をＹ軸方向に移動するようにして位置調整する。もしくは、バー４４０をＹ軸方向に移動するようにして、位置調整する。

[１−２.画像取得]
撮像（ステップＳ５）では、被測定者の腹部腹側にライン光が照射された状態で図１２の位置関係に配置されたカメラ４２０が撮像する。撮像によりカメラ４２０から、画像データ（図１３参照）が取得される。

[１−３．臍位置座標取得]
幅測定（ステップＳ７）では、臍位置座標が取得される。図１３を参照して、画像データにおける臍に対応したピクセルの座標値に関して、Ｘ座標値は、腹部厚みによらず画像データの中央に位置するように位置決めされる。そのＸ座標値を“ｘｃ”とする。Ｙ座標値は、腹部縦幅の大きさに従って変化する。

したがって、画像データのピクセルのｘ座標を“ｘｃ”に固定して、Ｙ座標値を変化させていき、輝度値の高くなっているドットが、ライン光が照射されている部分と考えられ、その位置のｙ座標の中心座標値“ｙｃ”からのずれ量Δｙが、腹部縦幅を算出するために必要なデータである。

なお、カメラ４２０の画像がカラー画像であるならばライン光の色の情報を活用することで、ライン光源４３０による照射とは関係なく単に輝度が高い部分が存在した場合の誤判断を防止できる可能性がある。具体的には、赤色や緑色など照射光に用いた色成分が強調されたピクセルを選択することで単に輝度が高い部分との区別がつけられる。

あるいは、ライン光源４３０で光照射しないときの画像と照射したときの画像の差分をとるような構成も適用可能である。この場合、２個の画像を取得した際の時間差が小さければ、被測定者の動きによる誤差の影響も少なく、差分画像は、主にライン光源４３０の照射の有無の差となるので、容易に臍位置のｙ座標値をもとめることができる。

[１−４.距離ΔＤ算出]
距離ΔＤを算出する手順は、［１−４−１．角度θＦ算出］→［１−４−２．距離Ｄ０算出］→［１−４−３．物理的な距離Ｄ１算出］→［１−４−４．距離Ｄ１とＤ０からΔＤ算出］を含む。

[１−４−１．角度θＦ算出]
カメラ４２０から臍位置の方向に延びる仮想的な軸とカメラ４２０の光学軸がなす角度θＦを算出する。

図１４では、距離ＨとＬ、および角度θｓと角度θｙは所定の設計値である。点Ｓは臍位置を指し、距離Ｔは臍位置での厚み（縦幅）を指す。また、画像では、直線ＤＥ´の距離はＮｙドットに相当し、直線Ｃ´Ｆ´の距離はΔｙドットに相当する。図１４を参照して、カメラ４２０から所定の距離ｍ（たとえば、これを直線ＡＣ´の距離（すなわち、直線ＡＣ´の長さ）とする）でのカメラ視野寸法は、直線ＤＥ´の距離＝２×ｍ×tan(θｙ／２）となる。

また、この場合の、臍位置の腹部厚みに対応したｙ座標値の変化(Δｙ)に対応する変化量は、図１３の直線Ｃ´Ｆ´の距離＝２×ｍ×tan(θｙ／２）／Ｎｙ×Δｙとなる。

したがって、角度θＦは以下の式から算出される。
角度θＦ＝∠ＳＡＣ=arctan(直線Ｃ´Ｆ´の距離／直線ＡＣ´の距離)
＝arctan((２×ｍ×tan(θｙ／２）／Ｎｙ×Δｙ）／ｍ）
＝arctan((２×Δｙ／Ｎｙ×tan(θｙ／２）））
[１−４−２．距離Ｄ０算出]
図１４を参照して、プレート４５０の表面の位置Ｂから、ライン光源４３０からのライン光が当該面に照射された位置Ｃとの物理的な距離Ｄ０を算出する。

カメラ４２０の光学軸と−Ｚ方向がなす角度が角度θsとなっているとき、距離Ｄ０は、Ｄ０＝Ｌ×tan（θｓ)と算出できる。

［１−４−３．距離Ｄ１算出]
図１４を参照して、プレート４５０の表面の位置Ｂと位置Ｆと間の物理的な距離Ｄ１は、以下のように算出できる。
Ｄ１＝Ｌ×tan(θs＋θF)
＝Ｌ×tan（θs＋arctan((２×Δｙ／Ｎｙ×tan(θｙ／２)))）
[１−４−４．距離ΔＤ算出]
図１４を参照して、距離ΔＤは以下のように算出できる。
ΔＤ＝Ｄ１−Ｄ０
＝Ｌ×tan(θs＋arctan（（２×Δｙ／Ｎｙ×tan（θｙ／２））））−Ｌ×tan(θs)
＝Ｌ×（tan(θs＋arctan（（２×Δｙ／Ｎｙ×tan（θｙ／２））））−tan(θs)）
［１−５．距離ＬをΔＤと距離Ｈで内分する距離を算出]
図１４を参照して、被測定者の臍位置での腹部厚み、すなわち腹部縦幅は、直線ＣＳの距離Ｔで指示される。

距離Ｔを算出するには、直角三角形の相似関係を利用する。三角形ＣＳＦと三角形ＧＳＡが相似であることは、∠ＣＳＦと∠ＧＳＡが等しく、かつ∠ＳＣＦと∠ＳＧＡが等しく直角であることから明らかである。

したがって、直線CFの距離：直線CSの距離＝直線GAの距離：直線GSの距離の関係が成立し、これは、直線CFの距離×直線GSの距離＝直線CSの距離×直線GAの距離に変形できる。さらに、変形後の式は、ΔＤ×（Ｌ−Ｔ）＝Ｔ×Ｈと置換でき、この置換後の式を距離Ｔについて解くと、Ｔ＝Ｌ×ΔＤ／（Ｈ＋ΔＤ）となる。この式は、距離ＬをΔＤとＨで内分する式を指す。ここで、距離Ｌと距離Ｈは設計値であり距離ΔＤは前述の［１−４−４］の項で算出されているから、距離Ｔ、すなわち腹部縦幅の値が算出される。

＜２．腹部横幅測定＞
図１３を参照して、カメラ４２０、ライン光源４３０などの各部の位置関係は、撮像視野に被測定者が存在しない状態では、ライン光源４３０が照射するライン光のライン画像が、画像のＸ軸と一致するように設計される。

したがって、このような場合には、画像のＹ軸座標が０のピクセルのみがライン画像７００を指す。ここで、カメラ４２０の光学軸を画像の座標原点としている。

次に、撮像視野に被測定者が存在する状態では、図１３のように被測定者の腹部の(厚みがある)部分では、画像においてライン光が照射されるドットに対応したピクセルのｙ軸座標値は原点から移動する。

したがって、図１３のＸ軸(ｙ＝０)を照射している部分の両端のＸ座標（ｘ１、ｘ２）間の距離は腹部横幅に対応する。これを実際の寸法で算出するには、プレート４５０の表面にライン光が照射された状態でのＸ座標（ｘ１、ｘ２）間の距離を求める必要がある。以下に、腹部横幅を算出する手順を示す。

手順は、前述した［１−１．位置決め］および［１−２．画像取得］と、その後の［２−１．カメラ４２０からプレート４５０表面までの距離算出］→［２−２．画像のＸ軸方向の長さ算出］→［２−３．境界間の距離算出］からなる。

［２−１．カメラ４２０からプレート４５０表面までの距離算出］
図１５は、図１４のＹＺ平面に垂直な直線ＡＣを含む面を示す。カメラ４２０からプレート４５０の表面までの距離は直線ＡＣの距離である。直線ＡＣの距離は、図１４から直角三角形ＡＣＧの斜辺の長さである。直角三角形ＡＣＧの直角をなす直線ＣＧと直線ＡＧの距離はれぞれ、設計値である距離ＬとＨに対応する。

従って、直線ＡＣの距離は、√(Ｌ^２＋Ｈ^２)と算出することができる。
[２−２．画像のＸ軸方向の長さ算出］
画像のＸ軸方向の長さを算出する。視野角θｘで直線ＡＣの距離に照射される直線ＪＫの距離は、以下のように算出できる。
直線ＪＫの距離＝２×直線ＡＣの距離×tan（θｘ／２）＝２×√(Ｌ^２＋Ｈ^２)×tan(θｘ／２）
[２−３．境界間の距離算出]
境界間の距離は、座標ｘ１とｘ２間の距離Ｗであって、腹部横幅を指す。距離Ｗは、次の式に示すように、直線ＪＫの距離に対応するドット数Ｎｘとの比を掛ければよい。これにより、被測定者の腹部横幅Ｗが算出される。
Ｗ＝直線ＪＫの距離×(ｘ２−ｘ１）／Ｎｘ＝２×√(Ｌ^２＋Ｈ^２)×(ｘ２−ｘ１）／Ｎｘ×tan(θｘ／２）
ここで、誤差について検討する。カメラ４２０とライン光源４３０が単一光源および単一カメラで構成される場合において、腹部横幅を測定するときの誤差として、２つの可能性がある。

１つは、距離Ｌが小さいと、ライン光源４３０（発光点）から光は放射状に照射されるため、腹部横幅の部分に照射された光は、それよりも後方に位置するプレート４５０の面では、それよりも少し外側に広がって照射される。よって前述のように境界間の距離Ｗで腹部横幅を求める方法では、若干過大評価となる可能性がある。２つ目は、距離Ｌが小さいと、ライン光源４３０（発光点）から光は放射状に照射されるため、腹部横幅の部分が、発光点から死角となり、ライン画像７００を検出できない場合である。この場合は、過大評価になるか過小評価になるかは場合による。

これら本題を解決するには、ライン光源４３０とカメラ４２０をともに複数個設け、腹部横幅の部分を確実に照射、撮影できるようにすることである。たとえば図５のように、カメラ４２０は１つで、ライン光源４３０を複数設けるようにする。

ライン光源４３０またはカメラ４２０を複数設置するのに代替して、たとえば次のような方法であってもよい。

上記１つ目の問題に対しては、図１３の下に凸型に照射されている部分のＸ座標が原点から最も離れているＰ点とＱ点の座標値を求め、それらのＸ座標値（ｘ１’、ｘ２’）を用いて腹部横幅Ｗ´を求める方法である。ただし、Ｐ点とＱ点はともにｙ座標値が０ではないため、幅Ｗを求める方法は上述した手順とは異なる。具体的には、次の項で説明する腹部形状の算出の方法を利用して算出することができる。

また、上記２つ目の問題に対しては、Ｘ座標値（ｘ１、２）を用いて算出した腹部横幅Ｗと上記の腹部横幅Ｗ´の両方の値を加味した補正式（最も簡単には両者の平均など）で算出することができる。

＜３．腹部形状の算出方法＞
次に、画像から、腹部臍位置の断面形状を算出する方法を説明する。手順としては、前述した［１−１．位置決め］および［１−２．画像取得］の後に、［３−１．距離Ｒの算出］→［３−２．ライン画像のｘ座標について原点からの距離を算出］することによってＸＺ平面上の腹部臍位置の具体的断面形状を算出することができる。

[３−１．距離Ｒの算出］
図１６を参照して、画像データにおけるライン画像７００に対応のピクセルのｙ座標の変位Δｙ´を求め、座標(０、Δｙ´)とカメラ４２０間の物理的距離Ｒを求める。図１６には、ライン画像７００のピクセルのｙ座標がΔｙ´である点Ｐ´と点Ｑ´とカメラ４２０の位置関係が示される。点Ｓ´の厚みＴ´は、前述の＜１．腹部縦幅を測定＞のΔｙの代わりにΔｙ´を入れると、
Ｔ´＝Ｌ×ΔＤ´／（Ｈ＋ΔＤ´）と求まる。ただし、
ΔＤ´＝Ｌ×(tan(θｓ＋arctan((２×Δｙ´/Ｎｙ×tan(θｙ／２))))−tan(θｓ))
したがって、図１７を参照すると、座標(０、Δｙ´)とカメラ４２０間の物理的距離Ｒは、ＣＦ´´の距離：Ｆ´´Ｓ´の距離＝ＡＧの距離：ＡＳ´の距離、すなわち、
ΔＤ´：√（(Ｈ＋ΔＤ´）^２＋Ｌ^２)−Ｒ＝Ｈ：Ｒから、
Ｒ＝Ｈ／(Ｈ＋ΔＤ´)×√（(Ｈ＋ΔＤ´）^２＋Ｌ^２)と算出できる。

[３−２．ライン画像のｘ座標について原点からの距離を算出］
カメラ４２０から距離Ｒでのライン画像７００に対応した各ピクセルのｘ座標についてｘ座標原点からの物理的距離を算出する。

距離Ｒでのカメラ画像の視野の物理的距離は、２×Ｒ×tan(θｘ／２）である。このとき点Ｐ´と点Ｑ´のｘ座標原点からの物理的距離は、それぞれ、
２×Ｒ×tan(θｘ／２）／Ｎｘ×ｘＰ´、２×Ｒ×tan(θｘ／２）／Ｎｘ×ｘＱ´で算出できる。

したがって、ＸＺ平面上の座標で点Ｐ´の物理座標は、
（２×Ｒ×tan(θｘ／２）／Ｎｘ×ｘＰ´，Ｔ）と算出され、点Ｑ´の物理座標は、
（２×Ｒ×tan(θｘ／２）／Ｎｘ×ｘＱ´，Ｔ）と算出される。

この処理をΔｙからｙ＝０まで行うことで算出された上記の物理座標を結ぶことで、ＸＺ平面上の腹部臍位置の具体的断面形状を表す（算出する）ことが出来る。

（変形度取得）
変形度取得部１２２について説明する。図１０と図１１は変形度を説明するための図である。

幅取得部１１Ａが上述のようにして取得した腹部縦幅Ｔと横幅Ｗを用いて、メモリ部２９の所定領域において、縦幅Ｔと横幅Ｗとを短軸と長軸とする楕円のデータを生成する。

次に、上述の＜３．腹部形状の算出方法＞で算出した腹部臍位置の具体的断面形状と、上述の楕円形状とを、重ね合わせることにより、両者の面積には差が生じており、腹部形状と楕円形状は一致せず、腹部形状は楕円形状から変形していることがわかる（図９と図１０参照）。

ここで、変形度は、取得した縦幅と横幅とを用いた所定の比率計算式に従って算出された比率として取得する。図１１に示すように、変形度を腹部横幅Ｗの所定割合（Ｗ１/Ｗ）における腹部縦幅による高さを用いた比率計算式による比率（Ｈ１/Ｈ０）を、変形度とすることができる。なお、変形度の算出方法は、これに限定されるものではない。

（補正部）
補正部１２３による、変形度を用いたインピーダンス補正を説明する。たとえば、変形度として、比率（Ｈ１/Ｈ０）を用いる。

図１１に示すように、比率（Ｈ１/Ｈ０）の値が小さくなるほど、腹部皮下脂肪は重力の影響で下垂し、腹部背側に寄ってきていることがわかる。このような場合、生体インピーダンスには腹部皮下脂肪の寄与が大きくなりすぎる。取分け、腹部インピーダンス測定時において寄与が顕著になる。皮下脂肪の寄与が大きいと、インピーダンスＺｓが過大評価される。このため、補正部１２３は、インピーダンス算出部１２１が算出したインピーダンスＺｓを、（Ｚｓ×（Ｈ１/Ｈ０））により補正し、補正後のインピーダンスＺｓｓを情報取得部１２４に出力する。同様に、インピーダンスＺｔも補正し、補正後のインピーダンスＺｔｔを出力する。

なお、補正部１２３は、上記のように変形度（比率Ｈ１/Ｈ０）を直接に用いて補正したが、より正確な補正のためには次のようにしてもよい。つまり、予め実験により比率Ｈ１/Ｈ０毎に、補正のための係数を算出する。そして、メモリ部２９に比率Ｈ１/Ｈ０毎に、対応の係数を登録したテーブルを格納する。測定時には、補正部１２３は、算出した比率Ｈ１/Ｈ０に基づきテーブルを検索し、対応する係数を読出す。そして、インピーダンスＺｓとＺｔにそれぞれ読出した係数を乗じることで、補正後のインピーダンスＺｓｓおよびＺｔｔを算出するようにしてもよい。

その結果、情報取得部１２４は、補正後のインピーダンスＺｓｓとＺｔｔを用いて腹部脂肪量を算出することができるから、腹部形状の変形度にかかわらず、精度よく腹部の体組成情報を取得して、被測定者に提示することができる。

（変形例）
図１８では、幅・形状測定の後に、インピーダンスが算出されるが、インピーダンス算出の後に、幅・形状測定がされてもよい。

また、図１に示された例では、装置本体１００に測定ユニット４００が接続されて、測定ユニット４００からの上記信号に基づいて被測定者の腹部の縦横幅および腹部腹側形状が算出されるものとしているが、別途測定された被測定者の腹部の縦横幅および腹側形状が操作部１２０から入力する構成であってもよい。

また、本実施の形態では、形状取得部１１Ｂが、撮像した画像から、被測定者の仰臥位における腹部形状を算出したが、腹部形状を取得する方法はこれに限定されず、外部装置から取得するようにしてもよい。たとえば、形状取得部１１Ｂは、外部の変位センサまたは形状センサを用いて測定した被測定者が仰臥位における腹部形状の情報を通信部２６などを介して入力することにより取得するとしてもよい。

本実施の形態（ラインを用いて指示された状態）では、撮像画像中の被測定者の腹部まわりを特定するために、腹部まわりをラインを用いて指示された状態で撮像するようにしている。具体的には、腹部腹側表面にライン光を照射することで指示された状態を設定しているが、指示する方法は、これに限定されない。たとえば、ライン光に代替して、被測定者の腹部腹側表面に皮膚の色と異なる色による線状の着色をするとしてもよい。または、皮膚の色と異なる色の細線を臍位置に巻き付ける、または皮膚の色と異なる色の伸縮性ある輪ゴム状のものを腹部の臍位置にはめるとしてもよい。いずれの場合も、ラインを用いて指示された状態となる。

（他の変形例）
上述の実施の形態では、楕円を規定するための腹部縦幅および横幅を、撮像した画像から測定したが、測定方法はこれに限定されず、実測するようにしてもよい。

図２１を参照して、他の変形例に係る測定装置は、図１の測定装置の腹部縦幅および横幅計測のための測定ユニット４００に代替して測定ユニット７５０を備えた状態が示される。図２１の他の構成は図１に示したものと同様であるから説明を略す。

測定ユニット７５０はカーソル支持部７０１および体格測定部７０２を含む。カーソル支持部７０１は第１の方向に移動可能な部材および第１の方向に直交する第２の方向に移動可能な部材を含んで構成されて、横幅測定用カーソル部７０１Ａおよび縦幅測定用カーソル部７０１Ｂを支持する。カーソル支持部７０１によって、横幅測定用カーソル部７０１Ａは第１の方向に移動可能な部材と平行に支持され、縦幅測定用カーソル部７０１Ｂは第２の方向に移動可能な部材と平行に支持される。測定者は、横幅測定用カーソル部７０１Ａおよび縦幅測定用カーソル部７０１Ｂが被測定者の腹部に接触した状態で、被測定者の腹部の横断面を、横幅測定用カーソル部７０１Ａおよび第１の方向に移動可能な部材で挟み、かつ縦幅測定用カーソル部７０１Ｂおよび第２の方向に移動可能な部材で挟むよう、カーソル支持部７０１の各部材を移動させる。体格測定部７０２はカーソル支持部７０１および装置本体１００に電気的に接続される。図示しない操作スイッチの操作を受け付ける、または測定開始から所定時間の経過を検出する、などのタイミングで、体格測定部７０２はカーソル支持部７０１の各部材の長さを検出し、各部材の長さを示す信号を、被測定者の腹部断面の形状に関する体格情報として装置本体１００に出力する。これにより、装置本体１００において、体格測定部７０２からの信号を用いて腹部の縦幅と横幅とが算出される。上記第１の方向を鉛直方向、上記第２の方向を水平方向とすることで、仰臥した被測定者の腹部の縦幅と横幅が測定される。

なお、腹部形状を取得する方法は、上述のように測定する方法に限定されない。たとえば、腹部形状の変形度を別途測定しておき、操作部１２０により変形度を外部から入力する、または数段階に区別された変形度を外部から入力できるように操作用ボタンを備えて、測定者が変形度をボタンを操作し、制御部１０が操作を受付けることで、変形度（腹部形状）を入力するとしてもよい。

（さらなる他の変形例）
上述の実施の形態では、変形度を用いて補正される対象は、生体インピーダンスであるとしたが、生体インピーダンスに代替して体組成情報（内臓脂肪面積Ｓｖ´、皮下脂肪面積Ｓｓ´、および除脂肪量ＦＦＭ´など）であってもよい。

具体的には、上記の式（１）、（２）および（３）を応用した式（１´）、（２´）および（３´）により内臓脂肪面積Ｓｖ´、皮下脂肪面積Ｓｓ´、および除脂肪量ＦＦＭ´を算出する。

Ｓｖ´＝α１×π×２ａ×２ｂ−α２×Ｚｓ×ａ−α３×１／Ｚｔ−β１…（１´）。
Ｓｓ´＝α４×２ａ×Ｚｓ＋β２ …（２´）。

ＦＦＭ´＝α５×１／Ｚｔ＋β３ …（３´）。
その後、算出した体組成情報を比率（Ｈ１/Ｈ０）を用いて補正する。つまり、補正後の内臓脂肪面積ＳｖをＳｖ´×（Ｈ１/Ｈ０）により算出する。同様に、補正後の皮下脂肪面積ＳｓをＳｓ´×（Ｈ１/Ｈ０）により算出し、および補正後の除脂肪量ＦＦＭをＦＦＭ´×（Ｈ１／Ｈ０）により算出する。

なお、変形度を用いて補正後の生体インピーダンスを用いて算出した体組成情報と、変形度を用いて補正した体組成情報とのいずれか一方を取得するとしてもよく、または両方を取得するとしてもよい。

このように、体組成情報を変形度により補正することで、腹部形状にかかわらず精度よく腹部の体組成情報を取得できる。

今回開示された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と考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１０制御部、１１Ａ幅取得部、１１Ｂ形状取得部、１２体組成情報取得部、１３表示処理部、１１１光源駆動部、１１２画像取得部、１２１インピーダンス算出部、１２２変形度取得部、１２３補正部、１２４情報取得部、１２５比率算出部、４２０カメラ、４３０ライン光源、７００ライン画像、Ｓｓ皮下脂肪面積、Ｓｖ内臓脂肪面積、Ｔ厚み、Ｗ横幅。

Claims

被測定者の仰臥位における腹部の縦幅と横幅とを取得するための幅取得部と、
取得される前記腹部の縦幅と横幅とで規定される楕円形状からの、被測定者の仰臥位における腹部形状の変形度を取得するための変形度取得部と、
被測定者の腹部の体組成情報を取得するための情報取得部と、を備え、
前記情報取得部は、
被測定者の腹部の生体インピーダンスと、前記変形度取得部により取得された前記変形度に従う係数とを用いて、被測定者の腹部の体組成情報を取得する、体組成測定装置。
被測定者の腹部の生体インピーダンスと、前記変形度取得部により取得された前記変形度に従う係数とを用いて補正後インピーダンスを取得するための補正部を、さらに備え、
前記情報取得部は、
前記補正後インピーダンスを用いて被測定者の腹部の体組成情報を取得する、請求項１に記載の体組成測定装置。
前記情報取得部は、
被測定者の腹部の生体インピーダンスを用いて被測定者の腹部の体組成情報を取得し、取得した体組成情報と、前記変形度取得部により取得された前記変形度に従う係数とを用いて、補正後体組成情報を取得する、請求項１または２に記載の体組成測定装置。
前記変形度取得部は、
取得された前記縦幅と前記横幅とを用いた比率計算式に従って算出された比率を、前記変形度として取得する、請求項１から３のいずれかに記載の体組成測定装置。
前記幅取得部は、
被測定者の仰臥位における腹部まわりがラインを用いて指示された状態で、前記ラインに対して仰俯角で腹部を撮像するための撮像部と、
前記撮像部の撮像により取得される画像について２次元座標系を規定し、前記２次元座標系における前記ラインの画像の座標値から、前記縦幅と前記横幅とを取得する、請求項１から４のいずれかに記載の体組成測定装置。
被測定者の仰臥位における前記腹部形状を取得するための形状取得部を、さらに備え、
前記形状取得部は、
前記２次元座標系における前記ラインの画像の各ドットの座標値に基づき前記腹部形状を取得する、請求項５に記載の体組成測定装置。
被測定者の仰臥位における腹部表面に光照射することにより前記ラインをマーキングするための光源部を、さらに備える、請求項５に記載の体組成測定装置。
前記変形度取得部は、外部からの入力により前記変形度を取得する、請求項１から３のいずれかに記載の体組成測定装置。
前記体組成情報は、腹部の内臓脂肪および皮下脂肪に関する情報を含む、請求項１から８のいずれかに記載の体組成測定装置。
被測定者の腹部において体軸方向に装着される第１電極対と、
被測定者の腹部において体軸方向に装着される第２電極対と、
前記第１電極対の電極間および前記第２電極対の電極間に選択的に電流を流すための電流生成部と、
前記第１電極対の電極間に通電した状態で前記第２電極対の電極間の電位差と、前記第２電極対に通電した状態で前記第１電極対の電極間の電位差とを検出するための電位差検出部と、
検出された前記第２電極対の電極間の電位差と、前記第１電極対の電極間の電位差とに基づき、被測定者の腹部の前記生体インピーダンスを取得するためのインピーダンス取得部と、をさらに備える、請求項１から９のいずれかに記載の体組成測定装置。