JP2015093133A

JP2015093133A - 生体測定装置

Info

Publication number: JP2015093133A
Application number: JP2013235452A
Authority: JP
Inventors: 征孝武貞; Masataka Takesada
Original assignee: Tanita Corp
Current assignee: Tanita Corp
Priority date: 2013-11-13
Filing date: 2013-11-13
Publication date: 2015-05-18

Abstract

【課題】簡易に口腔嚥下機能や脂肪等の生体の状態を測定することができる生体測定装置を提供する。【解決手段】嚥下筋測定装置１は、一対の電極１１ａ，１１ｂに電流供給部２３からの交流電流を供給し、電圧測定部２４が一対の電極１２ａ，１２ｂ間の電圧を測定し、測定された電圧と電流の関係からインピーダンスを算出する。制御部３５は、測定されたインピーダンスから舌圧等の嚥下筋の状態を示す指標，脂肪の状態等の生体の状態を算出する。【選択図】図１

Description

本発明は、生体の状態を測定するための生体測定装置に関する。

近年、加齢に伴って筋量の減少や筋力の低下を生じるサルコペニアが、口腔・嚥下に関わる運動機能の低下を招くと言われている。特に、食塊をまとめる力・送り込む力・飲み込む力は、舌や舌骨上筋群の機能低下の影響を大きく受ける。このため、嚥下に関わる筋の機能（口腔嚥下機能）を測定し、評価することが重要である。

このような嚥下に関わる筋の機能を評価する方法として、例えば、ＣＴスキャナ・ＭＲＩ等を用いた測定や、バルーンを口腔に含ませ、バルーン内に空気を送った際の圧力で、舌圧を測定する装置が知られている（例えば特許文献１及び２）。

特開２００１−２７５９９４号公報特開２００６−２０４９４０号公報

しかしながら、ＣＴスキャナ・ＭＲＩ・嚥下造影検査（ＶＦ）等を用いた測定では、装置が高価で且つ大掛かりであり、測定に専門性を有するため容易に計測できるものではない。また、測定には多くの験者が必要となるため、人件費が多くかかってしまう。特に、ＣＴスキャナやＶＦでは、被験者が被ばくするため、頻繁に測定できるものではない。

また、特許文献１に開示された装置では、被験者が舌に最大限の力を加える必要があり、特に高齢者では負担が大きい。また、被験者のモチベーション等の心理状態によって加える力が変化し、値が左右されてしまうことがある。さらに、口腔内に測定部位（バルーンを有するプローブ）を挿入する必要があるため、衛生面等の問題もある。また、測定部位が使い捨てのため、コストがかかってしまう。

以上の事情に鑑みて、本発明は、簡易に口腔嚥下機能や脂肪等の生体の状態を測定するという課題の解決を目的としている。また、本発明は、精確な測定を行うことを目的としている。

以上の課題を解決するために本発明が採用する手段を以下に説明する。なお、本発明の理解を容易にするために以下では図面の参照符号を便宜的に括弧書で付記するが、本発明を図示の形態に限定する趣旨ではない。

本発明に係る生体測定装置は、所定間隔（ｄ１）で設けられた第１の電極対（１２ａ，１２ｂ）と、該第１の電極対の内側に所定間隔（ｄ２）で設けられた第２の電極対（１１ａ，１１ｂ）と、前記第１の電極対又は第２の電極対のいずれか一方に交流電流を供給する電流供給部（２３）と、他方の電極対の電圧を測定する電圧測定部（２４）と、前記交流電流と前記電圧測定部で測定された電圧とに基づいてインピーダンスを算出するインピーダンス算出部（３５）と、算出したインピーダンスと生体の状態を示す指標との関係を記憶した記憶部（３３）と、該記憶部に記憶された前記関係を用いて、前記インピーダンス算出部で算出された前記インピーダンスに対応する前記生体の状態を示す指標を生成する指標生成部（３５）とを備える。

本発明の第１の実施形態に係る嚥下筋測定装置の構成例を示すブロック図である。同装置の外観を示す正面図である。同装置の電極部１０の構成を示す概念図である。同装置の動作を示すフローチャートである。同装置の表示部３２に表示される画像の例を示す図である。人体の組織の等価回路を示す図である。交流電流と測定電圧との波形変化を示す図である。インピーダンスの抵抗成分及びリアクタンス成分の関係を座標に表す図である。インピーダンスＸから推定した舌圧と実際に測定した舌圧の関係を示す図である。年齢による嚥下筋の変化を示す図である。電極部１０を下顎下部に接触させた際の電気的な状態を示す図である。電極部１０を下顎下部に接触させた際の電気的な状態を示す図である。接触インピーダンスの測定時の電気的な状態を示す図である。押し圧に応じたインピーダンスの補正値を示す図である。本発明の第２の実施形態に係る嚥下筋測定装置の構成例を示すブロック図である。電極部１０を下顎下部に接触させた際の電気的な状態を示す図である。電極部１０を下顎下部に接触させた際の電気的な状態を示す図である。電極部１０を下顎下部に接触させた際の電気的な状態を示す図である。本発明の第３の実施形態に係る嚥下筋測定装置の構成例を示すブロック図である。電極部１０を下顎下部に接触させた際の電気的な状態を示す図である。電極部１０を下顎下部に接触させた際の電気的な状態を示す図である。

［１．第１の実施形態］
＜Ａ：構成＞
以下、添付図面を参照して、本発明に係る生体測定装置の第１の実施形態を詳細に説明する。本実施形態では、生体の状態の一例である嚥下筋の機能を示す指標として舌圧（あるいは筋量）等を例に説明するものとする。図１は、本実施形態に係る嚥下筋測定装置１の構成を示す図であり、図２は、嚥下筋測定装置１の外観を示す図である。

この嚥下筋測定装置１は、間隔ｄ１を隔てて設けられ、下顎下部に接触させて使用する一対の電極１１ａ，１１ｂと、これらの電極１１ａ，１１ｂ間に、間隔ｄ２を隔てて設けられた一対の電極１２ａ，１２ｂ等が取り付けられた電極部１０と、各電極１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂを介してインピーダンスの測定等を行う測定部２０と、嚥下筋測定装置１全体の動作を制御する制御系３０とを備えている。電極１１ａと電極１１ｂの間の間隔ｄ１は、例えば５〜３０ｍｍ程度が好ましく、電極１１ａと電極１２ａの間隔及び電極１１ｂと電極１２ｂの間の間隔もこれと同程度が好ましい。

測定部２０は、電極対１１ａ，１１ｂ又は電極対１２ａ，１２ｂのいずれかに電流を供給する電流供給部２３と、電極対１１ａ，１１ｂ又は電極対１２ａ，１２ｂのいずれかの電圧を測定する電圧測定部２４と、電流供給部２３と各電極１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂの接続を切り替えるスイッチ２１ａ，２２ａと、電圧測定部２４と各電極１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂの接続を切り替えるスイッチ２１ｂ，２２ｂと、スイッチ２１ａ，２１ｂを介して接続される電極１１ａ，１２ａの間をショートさせるスイッチ２１ｄと、圧力センサ１６の出力から圧力を検出する圧力検出部２９とを備えている。

スイッチ２１ａ〜２２ｂが図１中の実線で示された状態では、電極１１ａと電極１１ｂが電流供給部２３に接続され、電極１２ａと電極１２ｂが電圧測定部２４に接続される。また、スイッチ２１ａ〜２２ｂが図１中の破線で示された状態では、電極１２ａと電極１２ｂが電流供給部２３に接続され、電極１１ａと電極１１ｂが電圧測定部２４に接続される。これらのスイッチ２１ａ〜２２ｂの切り替えは、制御系３０からの指示に応じて行われるようになっている。

電流供給部２３は、電極１１ａと電極１１ｂの間（又は電極１２ａと電極１２ｂの間）に交流電流を供給し、下顎部内部の組織に流す。この電流供給部２３から供給される交流電流の周波数は、例えば５０ｋＨｚに設定される。この交流電流の周波数は下顎部の内部の組織に交流電流を流すことが可能な５ｋＨｚ〜５００ｋＨｚであれば良い。特に、４０ｋＨｚを超える周波数は、効率的に下顎部の内部の組織に交流電流を供給する観点から好ましい。電圧測定部２４は、電極１２ａと電極１２ｂの間（又は電極１１ａと電極１１ｂの間）の電圧を測定する。

圧力検出部２９は、各々の電極１１ａ〜１２ｂ毎に対応する圧力センサ１６の検出出力から各電極１１ａ〜１２ｂの押し圧を求める。求めた押し圧は、制御系３０が、インピーダンスの補正を行う際に用いる。

制御系３０は、使用者からの指示等を入力する入力部３１と、使用者に対する情報表示を行う表示部３２と、制御プログラム、補正等のデータを保持する記憶部３３と、嚥下筋測定装置１全体に電源を供給する電源部３４と、嚥下筋測定装置１全体の動作を制御する制御部３５とを備えている。

電源部３４は、嚥下筋測定装置１の電気系統各部に電力を供給する。記憶部３３は、制御部３５の作業領域として機能すると共に、使用者の舌圧（筋量）等の嚥下筋の能力を示す指標を演算するための各種の演算式、計測結果の履歴等を記憶する。

制御部３５は、例えばマイクロプロセッサ等の情報処理装置からなり、各種の制御処理を実行する手段である。この制御部３５は、所定のプログラムを実行することにより、（嚥下筋を含む）下顎下部のインピーダンスを算出するインピーダンス算出部、求めたインピーダンスから舌圧（筋量）等の嚥下筋の能力を示す指標を生成する指標生成部等として機能する。インピーダンス算出部は、電流供給部２３から供給された交流電流と電圧測定部２４で測定された電圧とに基づいて下顎下部のインピーダンスを算出する。

指標生成部は、インピーダンス算出部で算出された下顎下部のインピーダンスに基づいて、舌圧（筋量）等の嚥下筋の能力を示す指標を生成する。

このように構成された嚥下筋測定装置１は、例えば図２に示すように、使用者が把持する把持部Ｃを有する筐体を有している。制御系３０の入力部３１は、把持部Ｃの上に設けられた測定キー３１ａ，３１ｂ，３１ｃと、電源キー３１ｄとを備えている。測定キー３１ａ〜３１ｃは、使用者が測定開始や過去の測定結果の履歴の表示を指示するために用いられ、電源キー３１ｄは、一連の測定のために嚥下筋測定装置１に対して電力供給を開始させるために用いられる。また、表示部３２には、今回の測定結果や過去の測定結果が表示される。

また、電極部１０は、例えば図３に示すように、各電極１１ａ〜１２ｂ等を保持する保持部１８等を備えている。各電極１１ａ〜１２ｂは、擦動部１４に対して回動自在に保持されており、擦動部１４は固定部材１５に取り付けられている。この固定部材１５は、圧力センサ１６と弾性部材１７を介して保持部１８に設けられた孔に取り付けられており、弾性部材１７の弾性の範囲で、保持部１８の表面に対して突出収納自在に構成されている。

この嚥下筋測定装置１の使用時には、使用者が把持部Ｃを持ち、下顎下部を保持部１８に押し付ける。これにより、各電極１１ａ〜１２ｂが下顎下部に接触した状態になる。このような状態では、下顎下部と各電極１１ａ〜１２ｂとの間の接触角度に応じて、各電極１１ａ〜１２ｂが傾き、下顎下部との接触状態が良好に保たれる。従って、押し圧の測定精度が向上し、嚥下筋の状態を精度良く測定することができる。

＜Ｂ：動作概要＞
次に、嚥下筋測定装置１の動作の概要について説明する。
本実施形態の嚥下筋測定装置は、舌圧（筋量）等の嚥下筋の機能を示す指標を求めることが可能となっている。以下、本実施形態における嚥下筋の機能を示す指標の算出手法について説明する。

この嚥下筋測定装置１では、使用者が電源キー３１ｄを押下すると、図４に示す処理が開始される。まず、制御部３５は、電源部３４に指示して電源を投入させ、動作状態の初期化を行い（Ｓ１）、使用者の個人ＩＤ（識別情報）が登録されているか否かを確認する（Ｓ２）。登録されていれなければ、表示部３２に入力を促す画像を表示させ、性別（Ｓ３）と身長・体重（Ｓ４）を入力させる。

次に、制御部３５は、上述の図１中のスイッチ２１ｄを同図中に破線で示すように閉じ、スイッチ２１ａ，２２ａ，２２ｂを同図中の実線の位置とし、スイッチ２１ｂをどちらの接点にも接触しない状態として、電極１１ａの接触インピーダンスＺｔを測定させる（Ｓ５）。接触インピーダンスＺｔが所定の閾値Ｚｏより小さいか否かを判定する（Ｓ６）。接触インピーダンスがＺｏより小さくなると、制御部３５は、測定部２０に指示してインピーダンスを測定させる（Ｓ７）。具体的には、制御部３５は測定部２０に指示して、スイッチ２１ａ〜スイッチ２２ｂを上述の図１中の実線の状態とさせ、電流供給部２３からの電流を電極１１ａと電極１１ｂの間に供給させる。さらに、制御部３５は、電圧測定部２４により、電極１２ａと電極１２ｂの間の電圧を測定させ、電流と電圧の関係からインピーダンスを算出する。

制御部３５は、インピーダンスの測定が終了した際に、例えば図示しないブザー等による音声表示等の報知手段で使用者にその旨を知らせる。この音声表示等により、使用者は、測定が終了したことを知ることができる。接触インピーダンスＺｔがＺｏ以下にならない場合には、インピーダンスの測定（Ｓ７）に進まないため、制御部３５は表示部３２に「Ｅｒｒｏｒ」を表示させる。「Ｅｒｒｏｒ」が表示された場合、使用者が、肌を水で濡らす処理、電極部１０の当て方等を調整することにより、適切な接地インピーダンスの条件下でインピーダンスの測定を行うことができる。

インピーダンスの測定が終了すると、制御部３５は、舌圧（筋量）等の嚥下筋の能力を示す指標を算出する（Ｓ８）。なお、嚥下筋の能力を示す指標は、舌圧（筋量）の他に、例えば舌断面積，舌量，舌厚，舌骨上筋群断面積，舌骨上筋群量，舌骨上筋群厚，オトガイ舌骨筋断面積，オトガイ舌骨筋量，オトガイ舌骨筋厚等としてもよい。これらの値は、予め、ＣＴスキャナ・ＭＲＩ等の他の手段によって測定した値と、前記測定したインピーダンスの値との相関を回帰分析等の統計的手法によってに求め、変換式あるいは変換テーブル等として記憶部３３に保持しておき、上述のように測定したインピーダンスの値に対応する値を算出する。さらに、制御部３５は、嚥下筋指数，嚥下筋年齢等の嚥下筋の能力を示す指標を算出する（Ｓ９）。なお、各指標の算出方法等の詳細については後述する。

指標の算出が終了すると、制御部３５は、表示部３２に舌圧（筋量）を表示させ（Ｓ１０）、さらに、嚥下筋指数，嚥下筋年齢等を表示させる（Ｓ１１）。これにより、表示部３２には、例えば図５（Ａ）〜（Ｃ）に示す画像が表示される。

上述のように、本実施形態では、電極１１ａ〜１２ｂを下顎下部に接触させるだけで、簡易に嚥下筋の評価を行って口腔嚥下機能の測定を行うことができる。

＜Ｃ：動作詳細＞
・インピーダンスの測定原理
インピーダンスの測定原理について説明する。図６は、人体の組織の等価回路を示す図であり、図７は、交流電流と測定電圧との波形変化を示す図であり、図８は、インピーダンスの抵抗成分及びリアクタンス成分の関係を座標に表す図である。

通常、人体の一部のインピーダンスは、図６に示すような、細胞外液抵抗Ｒｅ、細胞内液抵抗Ｒｉ、細胞膜容量Ｃｍからなる集中定数による等価回路で表される。したがって、人体の一部（嚥下筋等を含む下顎部等）に交流電流が流れると、測定される測定電圧は、図７に示すように、交流電流ｉ（ｔ）に対して位相がずれる。

制御部３５は、電圧測定部２４からの測定電圧に係るアナログ信号についてサンプリング処理を実行し、これをデジタル信号に変換する。そして、インピーダンス、あるいはこれに基づく絶対値、位相差、抵抗成分値及び容量成分値等のパラメータ等は、このデジタル信号に対するＤＦＴ（ＤｉｓｃｒｅｔｅＦｏｕｒｉｅｒＴｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ）処理を通じて取得される。本実施形態では、入力電流ｉ（ｔ）と、出力電圧Ｖ_ＨＵＭとを用い、ＤＦＴ処理を行うことで、インピーダンスの容量成分（以下、リアクタンスＸと言う）とインピーダンスの抵抗成分（以下、レジスタンスＲと言う。）とを算出する。

具体的に、リアクタンスＸ及びレジスタンスＲは、図８に示す関係から各々次式で求められる。

また、測定されたインピーダンスベクトルは、横軸をレジスタンスＲ、縦軸をリアクタンスＸにとる平面にプロットしていくと、そのベクトル軌跡は図８に示す円弧状の軌跡となる。この図８において、Ｚはインピーダンスを示し、座標交点は零地点を示し、偏角φは位相差を示している。

したがって、インピーダンスＺ、及び位相差φは、リアクタンスＸ及びレジスタンスＲを用いて各々次式（１）、（２）で求められる。

制御部３５は、式（１）及び式（２）を演算することによって、交流電流及び測定電圧から（嚥下筋を含む）下顎下部のインピーダンスＺ、位相差φ、リアクタンスＸ及びレジスタンスＲを算出することができる。

・舌圧（筋量）等の嚥下筋の能力を示す指標の算出
以下、一例として、インピーダンスＺから筋量を求める場合について示す。
人体を構成する筋肉は、水分や電解質を多く含むため、電気を通し易く、容量成分が大きい。これに対して、脂肪は、水分をあまり含まないため、電気を通し難く、容量成分が小さい。このため、次式に従って、上述のように求めたインピーダンスＺから、筋量（もしくは筋断面積）を推定することができる。

ここで、Ｗは筋量、Ｚはインピーダンス、ａ，ｂは、回帰分析等により統計的に求めた定数である。

また、一般に筋量と筋力は比例関係にあるため、次式に従って、筋量Ｗから筋力（舌圧）Ｐを推定することができる。

ここで、Ｐは舌力、Ｗは筋量、ｃ，ｄは、回帰分析等により統計的に求めた定数である。この（４）式は、以下のように変形できる。

ここで、ａ’ ＝ａｃ、ｂ’ ＝ｂ＋ｄである。

このようにインピーダンスＺから推定した舌圧と、実際に測定した舌圧の関係を示すと、例えば図９に示すようになる。

また、他の指標についても、筋量、舌圧あるいはＢＭＩ等の他のパラメータと相関がある。このため、回帰分析等の統計的な手法を用いることにより、次に示す一般式で推定することができる。

ここで、Ｙは指標の値、Ｚは上述のように測定したインピーダンス、ＢＭＩはボディマス指数（Body Mass Index）であり、ｅ，ｆ，ｇは、回帰分析等により統計的に求めた定数である。ＢＭＩは、上述の図４中のステップＳ４で入力した身長と体重により求めることができる。制御部３５は、予め記憶部３３に格納されている変換式等に応じて、指標Ｙを算出する。

また、嚥下筋指数は、使用者の年代における偏差値によって算出する。
このために、年代毎の筋量（嚥下筋量）の平均値と標準偏差を記憶部３３に格納しておき、使用者の年齢を入力しておく。制御部３５は、上述のように筋量（嚥下筋量）を求めた後、次式によって嚥下筋指数を求める（Ｓ９）。

ここで、Ｇは嚥下筋指数であり、Ｚｉは測定者の嚥下筋量（筋断面積，筋厚，舌圧）であり、Ｚバーは測定者の年代の嚥下筋量の平均値、σは測定者の年代の嚥下筋量の標準偏差である。

また、嚥下筋年齢は、以下のように求める。
上述の舌圧は、性別、年齢に応じて、例えば図１０に示すように変化する。このため、このグラフに相当する変換式（多項式）を記憶部３３に格納しておく。制御部３５は、この変換式に応じて、上述のように求めた舌圧と性別に対応する値（年齢）を求め、嚥下筋年齢とする（Ｓ９）。

・電極の切り替えによる精度向上
嚥下筋測定装置１の各電極１１ａ〜電極１２ｂを顎Ｄに接触させると、各電極１１ａ〜１２ｂは、下顎下部の嚥下筋の直下の位置に接触した状態になる。このような状態で、電極１１ａ，１１ｂに電流供給部２３からの電流を供給した場合には、電気的な状態は、例えば図１１に示すようになる。また、電極１２ａ，１２ｂに電流供給部２３からの電流を供給した場合には、電気的な状態は、例えば図１２に示すようになる。これらの図１１及び図１２中では、皮膚層を符号５１で示し、脂肪層を符号５２で示し、筋肉層を符号５３で示している。また、これらの図中の破線は、等電位面を示している。

図１２に示す状態では、図１１に示す状態より電流が流れる電極間の距離が長くなるため、脂肪層５２や筋肉層５３に流れる電流で生じた電圧が電極１１ａ，１１ｂ間で測定されると考えられる。一方、図１１に示す状態では、脂肪層５２のみに流れる電流で生じた電圧が電極１２ａ，１２ｂ間で測定されると考えられる。このため、図１１に示す状態で求めたインピーダンスＺ１と図１２に示す状態で求めたインピーダンスＺ２の差（あるいは統計的に求めた所定の変換式により、これらのインピーダンスＺ１，Ｚ２から求めた値）に基づいて、舌圧（筋量）等の嚥下筋の能力を示す指標を算出するようにしてもよい。

このような評価を行う場合、制御部３５は、上述の図４中のステップＳ７においてインピーダンスの測定を行う際に、まず、スイッチ２１ａ〜２２ｂを図１中の実線で示す状態にさせる。この状態では、電極１１ａと電極１１ｂが電流供給部２３に接続され、電極１２ａと電極１２ｂが電圧測定部２４に接続される。このような状態において、制御部３５は、上述のインピーダンスＺの場合と同様に、インピーダンスＺ１を算出する。次に、制御部３５は、スイッチ２１ａ〜２２ｂを図１中の破線で示す状態にさせる。この状態では、電極１２ａと電極１２ｂが電流供給部２３に接続され、電極１１ａと電極１１ｂが電圧測定部２４に接続される。このような状態において、制御部３５は、同様に、インピーダンスＺ２を算出する。さらに、制御部３５は、次式に従って、嚥下筋の能力を示す指標を算出する。

ここで、Ｙ’は指標の値、Ｚ１，Ｚ２は上述のように測定したインピーダンス、ＢＭＩはボディマス指数であり、ｅ’，ｆ’，ｇ’，ｈ’は、回帰分析等により統計的に求めた定数である。制御部３５は、予め記憶部３３に格納されている変換式等に応じて、指標Ｙ’を算出する。このように、インピーダンスＺ１，Ｚ２を用いて嚥下筋の能力を示す指標を算出することにより、より正確な嚥下筋の評価を行うことができる。

・接触インピーダンスの測定
上述の図４中のステップＳ５における接触インピーダンスの測定は、スイッチ２１ａ，２２ａ，２２ｂを図１中の実線で示す状態にさせ、スイッチ２１ｂをどちらの接点にも接触しない状態とし、スイッチ２１ｄを図１中の破線で示す状態にして行う。このような状態では、例えば図１３に示すように、電流供給部２３からの電流が電極１１ａと電極１１ｂに供給され、電圧測定部２４は電極１１ａと電極１２ｂの間の電圧を測定する状態となる。このような状態では、いわゆる三点法による接地抵抗の測定方法と同様に、電流と電圧の関係から電極１１ａの接触インピーダンスＺｔを求めることができる。

・押し圧に応じた補正
上述のインピーダンスの測定（Ｓ７）では、各電極１１ａ〜１２ｂと下顎下部の接触圧（押し圧）によって測定されるインピーダンスが変動する。このため、圧力センサ１６の検出出力から各電極１１ａ〜１２ｂの押し圧を求め、求めた押し圧に応じて上述のように測定したインピーダンスＺ（若しくはＺ１、Ｚ２）を補正するようにしてもよい。

この場合、制御部３５は、上述のインピーダンスの測定を行う際に、圧力検出部２９によって各電極１１ａ〜１２ｂに対応する圧力センサ１６の検出出力から押し圧を検出させ、これらの押し圧の平均値を求める。さらに、制御部３５は、例えば図１４に示す特性中の押し圧に対応する正規化インピーダンスＹ’に変換するための補正値Ｙを取得し、測定したインピーダンスＺの値に除算を行い、補正を行う。この補正値は、押し圧を変化させたときのインピーダンスの変化を実験によって求め、所定の押し圧（例えば１００ｇ）のときと同様の条件のインピーダンス（正規化インピーダンス）となるように、測定したインピーダンスを補正するための値となっている。具体的には、押し圧をＸ［ｇ］とし、正規化インピーダンスにするための補正値をＹとすると、Ｙ＝ａ×Ｘ³＋ｂ×Ｘ²＋ｃ×Ｘ＋ｄとなる。ここで、ａ，ｂ，ｃ，ｄは、回帰分析等により統計的に求めた定数である。例えば１００ｇの押し圧の正規化インピーダンスＹ’は、Ｙ’＝１００／Ｙ×Ｚで求めることが可能となる。このように、各電極１１ａ〜１２ｂの押し圧に応じて測定したインピーダンスの値を補正することにより、押し圧の違いによるインピーダンスの測定値のばらつきを抑えることができ、嚥下筋の評価の精度をさらに向上させることができる。なお、測定した押し圧が所定の範囲（例えば５０〜３００ｇ）内にある場合に、補正を行い、押し圧がこの範囲外である場合には、エラーとし、直ちに報知手段により報知するか、または、測定後に再度の測定を促すようにしてもよい。これにより、精度の高い押し圧の範囲で測定を行うことができる。

また、上述の説明では、インピーダンスＺを用いた例について説明したが、インピーダンスＺの代わりに、インピーダンスＺのリアクタンス成分Ｘ，抵抗成分Ｒを用いても、上述と同様に、回帰分析等の統計的手法を使って、嚥下筋の能力を示す指標を求めることができる。また、上述の説明では、生体の状態の一例として嚥下筋の機能を示す指標を例に説明したが、下顎下面のインピーダンスにより、喉部分の脂肪の状態等の生体の状態も測定することができる。この場合は、予め、生体の状態（喉部分の脂肪の状態等）との関係を回帰分析等の統計的手法によって求めておき、変換式等を求めておけば、上述のように測定したインピーダンスから生体の方法を測定することができる。

［２．第２の実施形態］
本発明に係る嚥下筋測定装置の第２の実施形態では、例えば図１５に構成を示すように、３対の電極１１ａ，１１ｂ、電極１２ａ，１２ｂ、電極１３ａ，電極１３ｂを備えている。各電極１１ａ〜１３ｂは、例えば上述の図３等と同様に構成されている。また、この嚥下筋測定装置１は、２つの電圧測定部２５，２６を備えている。さらに、この嚥下筋測定装置１は、各電極１１ａ〜１３ｂと電流供給部２３，電圧測定部２５，２６との接続を切り替えるスイッチ２１ａ〜２２ｃを備えている。

このように構成された嚥下筋測定装置１では、図１６〜図１８に示すように、電流供給部２３が電流を供給する電極を、電極１１ａ，１１ｂ（ａ接点、図１６）、電極１２ａ，１２ｂ（ｂ接点、図１７）、電極１３ａ，１３ｂ（ｃ接点、図１８）とで切り替えられるようになっている。

この嚥下筋測定装置１は、上述の第１の実施形態の嚥下筋測定装置１と同様に動作するが、インピーダンスの測定（上述の図４中のＳ７）における動作が異なる。
インピーダンスの測定を行う際に、制御部３５は、各スイッチ２１ａ〜２２ｃをｂ接点を選択した状態とさせる。これにより、例えば図１７に示すように、電流供給部２３からの電流が電極１２ａ，１２ｂ間に供給され、第１電圧測定部２５が電極１１ａ，１１ｂ間に接続され、第２電圧測定部２６が電極１３ａ，１３ｂ間に接続された状態となる。このような状態で、制御部３５は、第１電圧測定部２５に電極１１ａ，１１ｂ間の電圧を測定させ、第２電圧測定部２６に電極１３ａ，１３ｂ間の電圧を測定させる。

電圧が測定されると、制御部３５は、電流と電極１１ａ，１１ｂ間の電圧の関係からインピーダンスＺ１を求め、電流と電極１１ａ，１１ｂ間の電圧の関係からインピーダンスＺ２を求める。さらに、制御部３５は、このように求めたインピーダンスＺ１，Ｚ２から、嚥下筋の機能を示す指標を算出する。

図１７に示す状態では、電流分布の関係から、電極１１ａ，１１ｂ間の電圧から求めたインピーダンスＺ１は、主に脂肪層５２のインピーダンスが反映されており、電極１３ａ，１３ｂ間の電圧から求めたインピーダンスＺ２は、脂肪層５２と筋肉層５３のインピーダンスが反映されているものと考えられる。このため、インピーダンスＺ１とインピーダンスＺ２の差（あるいは統計的に求めた所定の変換式により、これらのインピーダンスＺ１，Ｚ２から求めた値）により、筋肉層５３のみのインピーダンスを推定することができる。

このため、制御部３５は、このようなインピーダンスにより、例えば次式に応じて嚥下筋の機能を示す指標を算出する。

ここで、Ｙは指標の値、Ｚ１，Ｚ２は上述のように測定したインピーダンス、ａ，ｂ，ｃは、回帰分析等により統計的に求めた定数である。制御部３５は、予め記憶部３３に格納されている変換式等に応じて、指標Ｙを算出する。

このように、インピーダンスＺ１，Ｚ２を用い、筋肉層５３のインピーダンスを推定して嚥下筋の能力を示す指標を算出することにより、より精度の高い嚥下筋の評価を行うことができる。

なお、上述の第１の実施形態と同様に、接触インピーダンスを測定する際に使用するスイッチ２１ｄを設け、接触インピーダンスを検出して動作の制御を行うようにしてもよい。また、各電極１１ａ〜１３ｂに対応する圧力センサ１６の検出出力から各電極１１ａ〜１３ｂの押し圧を検出する圧力検出部２９を設け、検出した押し圧に応じて、測定したインピーダンスの補正を行うようにしてもよい。

また、上述のように、インピーダンスの測定は、各スイッチ２１ａ〜２２ｃをｂ接点に接続した状態で可能であるため、スイッチ２１ａ〜２２ｃを設けない構成とすることもできる。

［３．第３の実施形態］
本発明に係る嚥下筋測定装置の第３の実施形態では、例えば図１９に構成を示すように、３対の電極１１ａ，１１ｂ、電極１２ａ，１２ｂ、電極１３ａ，電極１３ｂを備えている。各電極１１ａ〜１３ｂは、例えば上述の図３等と同様に構成されている。また、この嚥下筋測定装置１は、２つの電流供給部２７，２８を備えている。さらに、この嚥下筋測定装置１は、各電極１１ａ〜１３ｂと電流供給部２７，２８，電圧測定部２４との接続を切り替えるスイッチ２１ａ〜２２ｃを備えている。

このように構成された嚥下筋測定装置１では、電圧測定部２４が電圧を測定する電極を電極１１ａ，１１ｂ（ａ接点）、電極１２ａ，１２ｂ（ｂ接点）、電極１３ａ，１３ｂ（ｃ接点）とで切り替えられるようになっている。

この嚥下筋測定装置１は、上述の第１の実施形態の嚥下筋測定装置１と同様に動作するが、インピーダンスの測定（上述の図４中のＳ７）における動作が異なる。
インピーダンスの測定を行う際に、制御部３５は、各スイッチ２１ａ〜２２ｃをｂ接点を選択した状態とさせる。これにより、電圧測定部２４は、電極１２ａ，１２ｂに接続された状態となる。

このような状態において、制御部３５は、まず、第１電流供給部２７からのみ電極１１ａ，１１ｂ間に電流を供給させる。これにより、電気的な状態は、例えば図２０に示すようになり、脂肪層５２に流れる電流が多い状態となる。この状態で、制御部３５は、電圧測定部２４に電極１２ａ，１２ｂ間の電圧を測定させ、この電圧と電流の関係からインピーダンスＺ１を求める。

次に、制御部３５は、第２電流供給部２８からのみ電極１３ａ，１３ｂ間に電流を供給させる。これにより、電気的な状態は、例えば図２１に示すようになり、筋肉層５３に流れる電流も多い状態となる。この状態で、制御部３５は、電圧測定部２４に電極１２ａ，１２ｂ間の電圧を測定させ、この電圧と電流の関係からインピーダンスＺ２を求める。

図２０に示す状態では、電流分布の関係から、インピーダンスＺ１は、主に脂肪層５２のインピーダンスが反映されており、図２１に示す状態では、インピーダンスＺ２は、脂肪層５２と筋肉層５３のインピーダンスが反映されているものと考えられる。このため、これらのインピーダンスＺ１，Ｚ２から次式によって筋肉層５３のインピーダンスを推定し、嚥下筋の機能を示す指標を算出することができる。

ここで、Ｙ’は指標の値、Ｚ１，Ｚ２は上述のように測定したインピーダンス、ａ’，ｂ’，ｃ’は、回帰分析等により統計的に求めた定数である。制御部３５は、予め記憶部３３に格納されている変換式等に応じて、指標Ｙ’を算出する。

このように、インピーダンスＺ１，Ｚ２を用い、筋肉層５３のみを推定して嚥下筋の能力を示す指標を算出することにより、より精度の高い嚥下筋の評価を行うことができる。

＜Ｄ：変形例＞
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば、各実施形態を組み合わせた構成とすることもできる。また、上述の各実施形態では、生体の状態の一例として嚥下筋の機能を示す指標を例に説明したが、下顎下面のインピーダンスにより、喉部分の脂肪の状態等の生体の状態も測定することができる。この場合は、予め、生体の状態（喉部分の脂肪の状態等）との関係を回帰分析等の統計的手法によって求めておき、変換式等を求めておけば、上述のように測定したインピーダンスから生体の方法を測定することができる。

１……嚥下筋測定装置、１０……電極部、１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂ……電極、１６……圧力センサ、２０……測定部、２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ……スイッチ、２３……電流供給部、２４……電圧測定部、３０……制御系、３１……入力部、３２……表示部、３３……記憶部、３４……電源部、３５……制御部。

Claims

所定間隔で設けられた第１の電極対と、
該第１の電極対の内側に所定間隔で設けられた第２の電極対と、
前記第１の電極対又は第２の電極対のいずれか一方に交流電流を供給する電流供給部と、
他方の電極対の電圧を測定する電圧測定部と、
前記交流電流と前記電圧測定部で測定された電圧とに基づいてインピーダンスを算出するインピーダンス算出部と、
算出したインピーダンスと生体の状態を示す指標との関係を記憶した記憶部と、
該記憶部に記憶された前記関係を用いて、前記インピーダンス算出部で算出された前記インピーダンスに対応する前記生体の状態を示す指標を生成する指標生成部と、
前記各電極対と被測定物の間の圧力を検出する圧力センサと、
前記インピーダンス算出部は、圧力センサの検出出力に応じてインピーダンスの補正を行う
ことを特徴とする請求項１記載の生体測定装置。
前記インピーダンス算出部は、
所定の圧力のときと同様の条件のインピーダンス（正規化インピーダンス）となるように、前記インピーダンスの補正を行う
ことを特徴とする請求項１又は２記載の生体測定装置。
前記インピーダンス算出部は、
前記圧力センサの検出出力が、所定の圧力の範囲であるときに、前記インピーダンスの補正を行う
ことを特徴とする請求項１乃至３記載の生体測定装置。
前記各電極対の傾きを変更する傾き変更手段
を備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の生体測定装置。
前記第１の電極対及び第２の電極対が取り付けられた電極部と、
該電極部が取り付けられ、使用時に使用者が把持する把持部と
を備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の生体測定装置。
前記インピーダンス測定手段は、前記電流供給手段が第１の電極対に交流電流を供給した際の第１のインピーダンスと、前記電流供給手段が第２の電極対に交流電流を供給した際の第２のインピーダンスを測定し、
前記インピーダンス算出手段は、前記第１のインピーダンスと前記第２のインピーダンスを用いて前記生体の状態を示す指標を生成する
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の生体測定装置。
第１の電極対の外側，第１の電極対の内側で第２の電極対の外側又は第２の電極対の内側のいずれかに所定間隔で設けられた第３の電極対を有し、
前記電流供給手段は、第１の電極対，第２の電極対又は第３の電極対のいずれか一に前記交流電流を供給し、
前記電圧測定手段は、前記電流供給手段が交流電流を供給していない電極対の電圧を測定する
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の生体測定装置。
第１の電極対の外側，第１の電極対の内側で第２の電極対の外側又は第２の電極対の内側のいずれかに所定間隔で設けられた第３の電極対を有し、
前記電圧測定手段は、第１の電極対，第２の電極対又は第３の電極対のいずれか一の電圧を測定し、
前記電流供給手段は、前記交流電流が電圧を測定していない電極対に前記交流電流を供給する
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の生体測定装置。