JP3928472B2 - 光式皮下脂肪厚測定装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、皮下脂肪の厚みを光学式に測定することができる光式皮下脂肪厚測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
生体表面に配置された光源から生体内部に入射した光のうち、生体内部で散乱、吸収されながら伝播して再び生体表面にあらわれた光を受光することで生体内部の組織の厚みを測定する方法が考案されている。図１６はその一例である特開２０００−１５５０９１号公報に記載の皮下脂肪厚測定装置における光源と受光素子と生体との位置関係を表したものである。生体表面１に光源２と測定用受光素子３を配置している。生体は図１６のように皮膚５、皮下脂肪６及び筋肉７の三層の平行平板の構造であるとすると、測定用受光素子３の受光する光８は各生体組織の吸収、散乱特性の違いから皮下脂肪６の厚みに相関性がある。しかしながら、測定用受光素子３が受光する光８の受光量は皮膚５及び皮下の血流の変化の影響も多く受けて変動している。したがって、光源２の近傍（１から６ｍｍの距離）に補正用受光素子４を配置し、補正用受光素子４が受光する光９の受光量により測定用受光素子３が受光のする光８を補正することで、精度の良い皮下脂肪厚みの測定が可能となる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の皮下脂肪厚測定装置においては、生体表面の光源１及び測定用受光素子３の生体への押し当て圧力のばらつきに連動して皮下脂肪６の厚みが変化してしまうので、測定ごとに皮下脂肪６の厚みがばらつくため測定再現性が悪化していた。この問題点は、特に皮下脂肪が厚い場合に顕著であった。
【０００４】
さらに、押し当て圧力によって皮下脂肪６が変形することにより、皮下脂肪６内部の血液量が変化し、皮下脂肪６内部の血液による吸収特性にばらつきが生じる。そのため、測定用受光素子３での受光量が安定せず測定再現性が悪化していた。
【０００５】
そこで本発明は上記従来の問題点に鑑み、皮下脂肪厚を再現性良く高精度に測定することができる光式皮下脂肪厚測定装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明の光式皮下脂肪厚測定装置は、生体を照明する光源部と、前記光源部から前記生体内部を伝播して前記生体表面より出射した光を受光する受光部と、前記生体表面を所定の形状に成形する成形部と、前記成形部が前記生体表面に加える圧力を計測する圧力計測部と、前記受光部において受光した受光量及び前記圧力計測部において計測した圧力に基づき前記生体の皮下脂肪厚を算出する演算部とを有し、前記演算部は、前記圧力が異なる複数の場合に対応する、前記受光量と皮下脂肪厚との相関を示す複数の関係式を備え、前記演算部は、前記複数の関係式の中から前記圧力計測部において計測された前記圧力の値に応じた関係式を選択し、前記選択された関係式と前記受光量とを用いて、前記生体の前記皮下脂肪厚を算出する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態における光式皮下脂肪厚測定方法は、生体表面に圧力を加えて所定の形状に成形する工程Ａと、前記圧力を計測する工程Ｂと、前記生体に光を照射する工程Ｃと、前記生体内部を伝播して前記生体表面より出射した光を受光する工程Ｄと、前記工程Ｄにおいて受光した受光量及び前記工程Ｂにおいて計測した圧力に基づき前記生体の皮下脂肪厚を算出する工程Ｅとを含むことを特徴とする。このようにすると、生体表面に加わる圧力による皮下脂肪厚の変化及び皮下脂肪内部の血液量の変化に基づく影響を除くことにより、皮下脂肪厚を再現性良く高精度に測定することができる。
【００１１】
また、本発明の他の実施の形態における光式皮下脂肪厚測定方法は、生体表面に圧力を加えて所定の形状に成形する工程Ａと、前記圧力が規定値に達したことを検出する工程Ｂと、前記生体に光を照射する工程Ｃと、前記工程Ｂにおいて前記圧力が前記規定値に達したことを検出したときに、前記生体内部を伝播して前記生体表面より出射した光を受光する工程Ｄと、前記工程Ｄにおいて受光した受光量に基づき前記生体の皮下脂肪厚を算出する工程Ｅとを含むことを特徴とする。生体表面に加える圧力が増加するにしたがって皮下脂肪の厚みは減少するが、その厚みはある値で収束する。皮下脂肪厚が収束するときの圧力を規定値とすると、規定値以上の圧力を生体表面に加えることにより、皮下脂肪厚が安定した状態で測定を行うことができるため、皮下脂肪厚を再現性良く高精度に測定することができる。
【００１２】
ここで、工程Ｂにおける規定値が１ｋｇ重以上であれば、皮下脂肪厚が安定するので好ましい。
【００１３】
また、工程Ｃにおいて照射する光の中心波長が５００ｎｍ〜１０００ｎｍの波長であれば、皮膚、皮下脂肪、筋肉の各組織間で、吸収及び散乱特性の差が大きいため好ましい。
【００１４】
本発明の一実施の形態における光式皮下脂肪厚測定装置は、生体を照明する光源部と、前記光源部から前記生体内部を伝播して前記生体表面より出射した光を受光する受光部と、前記生体表面を所定の形状に成形する成形部と、前記成形部が前記生体表面に加える圧力を計測する圧力計測部と、前記受光部において受光した受光量及び前記圧力計測部において計測した圧力に基づき前記生体の皮下脂肪厚を算出する演算部とを有することを特徴とする。このようにすると、生体表面に加わる圧力による皮下脂肪厚の変化及び皮下脂肪内部の血液量の変化に基づく影響を除くことにより、皮下脂肪厚を再現性良く高精度に測定することができる。
【００１５】
また、本発明の他の実施の形態における光式皮下脂肪厚測定装置は、生体を照明する光源部と、前記光源部から前記生体内部を伝播して前記生体表面より出射した光を受光する受光部と、前記生体表面を所定の形状に成形する成形部と、前記成形部が前記生体表面に加える圧力が規定値に達したことを検出する圧力検出部と、前記圧力が前記規定値に達したことを前記圧力検出部が検出したときの、前記受光部において受光した受光量に基づき前記生体の皮下脂肪厚を算出する演算部とを有することを特徴とする。このようにすると、皮下脂肪厚が収束するときの圧力を規定値とし、規定値以上の圧力を生体表面に加えることにより、皮下脂肪厚が安定した状態で測定を行うことができるため、皮下脂肪厚を再現性良く高精度に測定することができる。
【００１６】
ここで、成形部の生体表面と接する面が略平面形状であると、測定対象部分である生体表面に均一に圧力が加わるので好ましい。
【００１７】
また、成形部の生体表面と接する面に突起部を備え、前記突起部に光源部及び受光部を設けることが好ましい。
【００１８】
また、光源部に複数の光源を設けることが好ましい。また、受光部に複数の受光素子を設けてもよい。
【００１９】
また、光源−受光素子間の距離が１５ｍｍ〜３０ｍｍである第１の距離となるように設けられた光源及び受光素子、並びに３５ｍｍ〜８０ｍｍである第２の距離となるように設けられた光源及び受光素子を有し、光源との距離が前記第１の距離である受光素子における受光量をＹ１、光源との距離が前記第２の距離である受光素子における受光量をＹ２としたとき、演算部においてＹ２／Ｙ１を用いて生体の皮下脂肪厚を算出することが好ましい。このようにすると、皮膚及び皮下の血流の影響を除くことができるので、皮下脂肪厚をより再現性良く高精度に測定することができる。
【００２０】
以下、図面を用いて、本発明の光式皮下脂肪厚測定方法及びそれに用いる装置について詳細に説明する。
【００２１】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における光式皮下脂肪厚測定装置の構成図であり、図２は同光式皮下脂肪厚測定装置の成形部１０を生体表面１と接する側から見た上面図である。
【００２２】
皮膚５、皮下脂肪６、筋肉７の３層からなる生体表面１上に、生体表面１を略平面形状に成形する成形部１０が設けられている。成形部１０は直径６０ｍｍの円盤形状をしており、黒色ＡＢＳでできている。なお、成形部１０の材質は光源からの光に対して低反射率のものであればよい。成形部１０は角を丸くすることで生体表面に鋭角な部分があたらない構造としている。なお、ここで成形部１０は楕円または縦４０ｍｍ、横６０ｍｍ程度の大きさを有する平板の角を面取りした形状としてもよい。
【００２３】
成形部１０内に光源１１からなる光源部と受光部１２とが設けられている。受光部１２は計測用受光素子１３と補正用受光素子１４からなる。計測用受光素子１３と光源１１との距離は４５ｍｍであり、補正用受光素子１４と光源１１との距離は２２．５ｍｍである。光源１１から出射する光の出射口は直径φ１．５ｍｍであり、計測用受光素子１３及び補正用受光素子１４の光の入射口はφ１．５ｍｍである。なお、計測用受光素子１３と光源１１との距離は３５ｍｍ〜８０ｍｍ（第２の距離）の間であることが好ましく、補正用受光素子１４と光源１１との距離（第１の距離）は１５ｍｍ〜３０ｍｍであることが好ましい。光源１１が点灯したときに、補正用受光素子１４において補正用受光量（第１の距離での受光量Ｙ１）が受光され、計測用受光素子１３において計測用受光量（第２の距離での受光量Ｙ２）が受光される。
【００２４】
ここで、光源１１は光源素子として中心波長が７８５ｎｍのレーザーダイオードを用いている。なお、光源素子は中心波長が５００ｎｍ〜１０００ｎｍの、レーザーダイオードまたはＬＥＤなどの光源素子であることが好ましい。さらに光源素子から光ファイバーなどの導光部品を用いて生体表面まで光を導光する構成とすると、光源素子で発生した熱が生体表面に伝わらないので好ましい。
【００２５】
受光部１２は受光素子としてフォトダイオードを用いている。なお、受光素子はＣｄＳなどの光電変換素子でもよい。また、生体表面から受光素子までを光ファイバーなどの導光部品を用いて光を導光する構成としても良い。
【００２６】
成形部１０には、生体表面１に加える圧力を計測する圧力計測部１５が接続されている。
【００２７】
演算部２０では、受光部１２で得られた受光量と圧力計測部１５で得られた圧力に基づき、皮下脂肪６の厚みを算出する。算出された皮下脂肪６の厚みは表示部２１に表示され、通信部２２を通して他の機器にデータとして送られる。
【００２８】
また、入力部２３から直接、または通信部２２を通して他の機器から、身長、体重、年齢、性別、測定部位などのデータを入力することにより、皮下脂肪６の厚みと相関性のある体脂肪率を演算部２０で計算し、表示部２１に表示したり通信部２２によって他の機器へデータを転送したりすることもできる。
【００２９】
次に計測の手順について説明する。第１の動作として、光源１１が点灯していない状態で、成形部１０を生体表面１に押し当てる。
【００３０】
第２の動作として、受光部１２での受光量が１００ｐＷ以下であり、圧力計測部１５での計測値が０．１ｋｇ重以上である場合、受光部１２全体が生体表面と接しており、成形部１０が生体表面に押し当てられていることが確認され、その状態で通信部２２または入力部２３から計測開始の信号が入力されると光源１１が点灯する。
【００３１】
第３の動作として、補正用受光素子１４に到達した光１８を計測することにより補正用受光量（Ｙ１）が得られ、計測用受光素子１３に到達した光１９を計測することにより計測用受光量（Ｙ２）が得られる。
【００３２】
次に、演算部２０での皮下脂肪６の厚みの算出方法について説明する。図５に、圧力０．５ｋｇ重及び２．５ｋｇ重での計測用受光量と皮下脂肪６の厚みとの関係を示す。図５において、黒丸が０．５ｋｇ重での計測用受光量と皮下脂肪６の厚みとの関係を示し、白丸が２．５ｋｇ重での計測用受光量と皮下脂肪６の厚みとの関係を示している。また、実線が圧力０．５ｋｇ重の場合の１次回帰直線で、点線が圧力２．５ｋｇ重の場合の１次回帰直線である。
【００３３】
図からわかるように、生体表面に加わる圧力の違いによって、計測用受光量と皮下脂肪６の厚みとの関係を示す直線は変化している。したがって、生体表面に加わる圧力が異なる複数の場合について、計測用受光量と皮下脂肪厚との相関を示す複数の１次回帰直線をあらかじめ求めておき、複数の１次回帰直線の中から圧力計測部１５での計測した圧力の値に応じた１次回帰直線を選択し、選択された１次回帰直線と測定された計測用受光量とを用いることにより、皮下脂肪厚を再現性良く高精度に測定することができる。
【００３４】
しかしながら、計測用受光量には皮膚５の散乱及び吸収のばらつきの影響が誤差要因として含まれている。この皮膚５の影響を補正するために、補正用受光量を用いる。
【００３５】
計測用受光量（第２の距離での受光量Ｙ２）を補正用受光量（第１の距離での受光量Ｙ１）で割ったパラメータＹ２／Ｙ１と皮下脂肪６の厚みとの関係を図６に示す。図６において、黒丸が０．５ｋｇ重でのＹ２／Ｙ１と皮下脂肪６の厚みとの関係を示し、白丸が２．５ｋｇ重でのＹ２／Ｙ１と皮下脂肪６の厚みとの関係を示している。また、実線が圧力０．５ｋｇ重の場合の１次回帰直線で、点線が圧力２．５ｋｇ重の場合の１次回帰直線である。
【００３６】
図５と比較して、明らかにばらつきは収まり、補正用受光量による補正の効果のあることがわかる。また、図５と同様に、圧力の違いによってＹ２／Ｙ１と皮下脂肪６の厚みとの関係を示す直線は変化する。そこで計測用受光量のみを用いる場合と同様に、生体表面に加わる圧力が異なる複数の場合について、Ｙ２／Ｙ１と皮下脂肪厚との相関を示す複数の１次回帰直線をあらかじめ求めておき、複数の１次回帰直線の中から圧力計測部１５での計測した圧力の値に応じた１次回帰直線を選択し、選択された１次回帰直線とＹ２／Ｙ１とを用いることにより、皮膚５の影響及び生体表面に加わる圧力の影響を補正することができるので、皮下脂肪厚をさらに再現性良く高精度に測定することができる。
【００３７】
ここで、光源部を１つの光源１１、受光部１２を計測用受光素子１３と補正用受光素子１４からなる構成としたが、図３の構成図及び図４の成形部１０の上面図に示すように、受光部１２を１つの受光素子、光源部１１を計測用光源素子１６と補正用光源素子１７からなる構成としてもよい。この場合、補正用光源素子１７が点灯し計測用光源素子１６が消灯しているときに、受光部１２において受光される光（補正用光源素子からの光）１８の受光量が補正用受光量（第１の距離での受光量Ｙ１）となり、補正用光源素子１７が消灯し計測用光源素子１６が点灯しているときに、受光部１２において受光される光（計測用光源素子からの光）１９の受光量が計測用受光量（第２の距離での受光量Ｙ２）となる。
【００３８】
（実施の形態２）
図７は本発明の実施の形態２における光式皮下脂肪厚測定装置の構成図である。図３に示した実施の形態１における光式皮下脂肪厚測定装置と異なる点は、圧力計測部に代えて、成形部１０が生体表面１に加える圧力がある規定値に達したことを検出する圧力検出部２４が成形部１０につながっている点である。その他の構成については実施の形態１における光式皮下脂肪厚測定装置と同じであるため説明を省略する。
【００３９】
成形部１０を生体表面に押し当てた状態で、成形部１０に加える圧力を増加させると、圧力が増加するにしたがって皮下脂肪６は圧縮されて薄くなるが、その厚みはある値で収束する。皮下脂肪厚が収束するときの圧力を規定値とすると、規定値以上の圧力を生体表面１に加えることにより、皮下脂肪６の厚みが安定した状態で測定を行うことができる。また、皮下脂肪６が圧縮されて薄くなることで、皮下脂肪６内部の血液量のばらつきによる個体差も減少する。圧力の規定値が１ｋｇ重以上であれば皮下脂肪６の厚みが安定するので好ましい。本実施の形態では、圧力の規定値を２．５ｋｇ重とした。
【００４０】
次に計測の手順について説明する。第１の動作として、光源１１が点灯していない状態で、成形部１０を生体表面１に押し当てる。
【００４１】
第２の動作として、受光部１２での受光量が１００ｐＷ以下であり、圧力検出部２４において２．５ｋｇ重以上の圧力が検出された場合、受光部１２全体が生体表面と接しており、成形部１０が十分な圧力で生体表面に押し当てられていることが確認され、その状態で通信部２２または入力部２３から計測開始の信号が入力されると補正用光源素子１７が点灯する。
【００４２】
第３の動作として、補正用光源素子１７から生体内部を伝播して受光部１２に到達した光１８の受光量、すなわち補正用受光量（第１の距離での受光量Ｙ１）を計測する。
【００４３】
次に、第４の動作として、補正用光源素子１７が消灯し、計測用光源素子１６が点灯している状態で、計測用光源素子１６から生体内部を伝播して受光部１２に到達した光１９の受光量、すなわち計測用受光量（第２の距離での受光量Ｙ２）を計測する。
【００４４】
次に演算部２０での皮下脂肪６の厚みの算出方法について説明する。図８に、計測用受光量と皮下脂肪６の厚みの関係を示す。図８において、白丸が計測用受光量と皮下脂肪６の厚みとの関係を示しており、点線がその１次回帰直線である。したがって、この１次回帰直線を表わす関係式と計測された計測用受光量とを用いると、皮下脂肪の厚みが求められる。この測定方法によれば、皮下脂肪６の厚みが安定した状態で測定を行うので、皮下脂肪厚を再現性良く高精度に測定することができる。
【００４５】
さらに、皮膚５の影響の補正について説明する。計測用受光量（第２の距離での受光量Ｙ２）を補正用受光量（第１の距離での受光量Ｙ１）で割ったパラメータＹ２／Ｙ１と皮下脂肪６の厚みとの関係を図９に示す。図９において、白丸がＹ２／Ｙ１と皮下脂肪６の厚みとの関係を示しており、点線がその１次回帰直線である。したがって、この１次回帰直線を表わす関係式と算出されたパラメータＹ２／Ｙ１とを用いると、皮下脂肪の厚みが求められる。この測定方法によれば、皮膚５の影響も補正することができるので、皮下脂肪厚をさらに再現性良く高精度に測定することができる。
【００４６】
（実施の形態３）
図１０は本発明の実施の形態３における光式皮下脂肪厚測定装置の構成図であり、図１１は同光式皮下脂肪厚測定装置の成形部１０を生体表面１と接する側から見た上面図である。実施の形態１または２と構成が同じ部分については説明を省略する。成形部１０の略中心部分に幅５ｍｍ、長さ５２．５ｍｍ、高さ５ｍｍの突起部２５が配置され、その突起部２５に光源１１と受光部１２とが配置されている。
【００４７】
なお、突起部２５及び成形部１０の形状は、図１２（ａ）の上面図及び図１２（ｂ）の側面図に示すように突起部２５の角が鋭角にならないようすると、生体に与える痛みをなくすことができるので好ましい。また、図１３（ａ）の上面図及び図１３（ｂ）の側面図に示すように突起部２５を成形部１０上全体に曲面を有するように設けても良い。
【００４８】
成形部１０の突起部２５が設けられた面を生体表面１に押し当てることにより、成形部１０と突起部２５とで生体表面１を安定して局所的に押しつぶして、突起部２５直下の皮下脂肪６内部の血液量を減少させる。成形部１０のみで押しつぶす場合よりも、押しつぶされる面積が狭いので、突起部２５直下の皮下脂肪６内部の血液量はより少なくなり、血液量によるばらつきの個体差はさらに減少する。
【００４９】
また、受光部１２において受光される光のうち、生体内部の突起部２５直下以外の領域を伝播してきた光の成分は、突起部２５直下の領域に比べて血液量が多い領域を伝播するために、突起部２５直下を伝播してきた光の成分と比較して減衰する。したがって、計測される受光量の内、突起部２５直下の皮下脂肪６を伝播してきた光の成分の占める割合が増加するため、より局所的な皮下脂肪厚測定が可能となる。
【００５０】
次に計測の手順について説明する。第１の動作として、光源１１が点灯していない状態で、成形部１０を生体表面１に押し当てる。
【００５１】
第２の動作として、受光部１２での受光量が１００ｐＷ以下であり、圧力検出部２４において２．５ｋｇ重以上の圧力が検出された場合、受光部１２全体が生体表面と接しており、成形部１０が十分な圧力で生体表面に押し当てられていることが確認され、その状態で通信部２２または入力部２３から計測開始の信号が入力されると光源１１が点灯する。
【００５２】
第３の動作として、補正用受光素子１４に到達した光１８を計測することにより補正用受光量（第１の距離での受光量Ｙ１）が得られ、計測用受光素子１３に到達した光１９を計測することにより計測用受光量（第２の距離での受光量Ｙ２）が得られる。
【００５３】
次に演算部２０での皮下脂肪６の厚みの算出方法について説明する。図１４に、計測用受光量と皮下脂肪６の厚みの関係を示す。図１４において、白丸が計測用受光量と皮下脂肪６の厚みとの関係を示しており、点線がその１次回帰直線である。したがって、この１次回帰直線を表わす関係式と計測された計測用受光量とを用いると、皮下脂肪の厚みが求められる。この測定方法によれば、皮下脂肪６の厚みが安定した状態で測定を行うので、皮下脂肪厚を再現性良く高精度に測定することができる。
【００５４】
さらに、皮膚５の影響の補正について説明する。計測用受光量（第２の距離での受光量Ｙ２）を補正用受光量（第１の距離での受光量Ｙ１）で割ったパラメータＹ２／Ｙ１と皮下脂肪６の厚みとの関係を図１５に示す。図１５において、白丸がＹ２／Ｙ１と皮下脂肪６の厚みとの関係を示しており、点線がその１次回帰直線である。したがって、この１次回帰直線を表わす関係式と算出されたパラメータＹ２／Ｙ１とを用いると、皮下脂肪の厚みが求められる。この測定方法によれば、皮膚５の影響も補正することができるので、皮下脂肪厚をさらに再現性良く高精度に測定することができる。
【００５５】
【発明の効果】
以上から明らかなように、本発明によれば、皮下脂肪厚を再現性良く高精度に測定することができる光式皮下脂肪厚測定装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態における光式皮下脂肪厚測定装置の構成図
【図２】同光式皮下脂肪厚測定装置の成形部を生体表面と接する側から見た上面図
【図３】同実施の形態における、光源部と受光部の構成が異なる光式皮下脂肪厚測定装置の構成図
【図４】同光式皮下脂肪厚測定装置の成形部を生体表面と接する側から見た上面図
【図５】本発明の一実施の形態における光式皮下脂肪厚測定装置により求めた計測用受光量と皮下脂肪厚みとの関係を示すグラフ
【図６】同光式皮下脂肪厚測定装置により求めたパラメータＹ２／Ｙ１と皮下脂肪厚みとの関係を示すグラフ
【図７】本発明の他の実施の形態における光式皮下脂肪厚測定装置の構成図
【図８】同光式皮下脂肪厚測定装置により求めた計測用受光量と皮下脂肪厚みとの関係を示すグラフ
【図９】同光式皮下脂肪厚測定装置により求めたパラメータＹ２／Ｙ１と皮下脂肪厚みとの関係を示すグラフ
【図１０】本発明のさらに他の実施の形態における光式皮下脂肪厚測定装置の構成図
【図１１】同光式皮下脂肪厚測定装置の成形部を生体表面と接する側から見た上面図
【図１２】同実施の形態における、成形部と突起部の形状が異なる光式皮下脂肪厚測定装置の成形部を生体表面と接する側から見た上面図及び側面図
【図１３】同実施の形態における、成形部と突起部の形状が異なる光式皮下脂肪厚測定装置の成形部を生体表面と接する側から見た上面図及び側面図
【図１４】本発明のさらに他の実施の形態における光式皮下脂肪厚測定装置により求めた計測用受光量と皮下脂肪厚みとの関係を示すグラフ
【図１５】同光式皮下脂肪厚測定装置により求めたパラメータＹ２／Ｙ１と皮下脂肪厚みとの関係を示すグラフ
【図１６】従来の光式皮下脂肪厚測定装置の構成図
【符号の説明】
１ 生体表面
２ 光源
３ 測定用受光素子
４ 補正用受光素子
５ 皮膚
６ 皮下脂肪
７ 筋肉
８ 測定用受光素子が受光する光
９ 補正用受光素子が受光する光
１０ 成形部
１１ 光源（光源部）
１２ 受光部
１３ 計測用受光素子
１４ 補正用受光素子
１５ 圧力計測部
１６ 計測用光源素子
１７ 補正用光源素子
１８ 補正用受光素子が受光する光（補正用光源素子からの光）
１９ 計測用受光素子が受光する光（計測用光源素子からの光）
２０ 演算部
２１ 表示部
２２ 通信部
２３ 入力部
２４ 圧力検出部
２５ 突起部
【発明の属する技術分野】
本発明は、皮下脂肪の厚みを光学式に測定することができる光式皮下脂肪厚測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
生体表面に配置された光源から生体内部に入射した光のうち、生体内部で散乱、吸収されながら伝播して再び生体表面にあらわれた光を受光することで生体内部の組織の厚みを測定する方法が考案されている。図１６はその一例である特開２０００−１５５０９１号公報に記載の皮下脂肪厚測定装置における光源と受光素子と生体との位置関係を表したものである。生体表面１に光源２と測定用受光素子３を配置している。生体は図１６のように皮膚５、皮下脂肪６及び筋肉７の三層の平行平板の構造であるとすると、測定用受光素子３の受光する光８は各生体組織の吸収、散乱特性の違いから皮下脂肪６の厚みに相関性がある。しかしながら、測定用受光素子３が受光する光８の受光量は皮膚５及び皮下の血流の変化の影響も多く受けて変動している。したがって、光源２の近傍（１から６ｍｍの距離）に補正用受光素子４を配置し、補正用受光素子４が受光する光９の受光量により測定用受光素子３が受光のする光８を補正することで、精度の良い皮下脂肪厚みの測定が可能となる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の皮下脂肪厚測定装置においては、生体表面の光源１及び測定用受光素子３の生体への押し当て圧力のばらつきに連動して皮下脂肪６の厚みが変化してしまうので、測定ごとに皮下脂肪６の厚みがばらつくため測定再現性が悪化していた。この問題点は、特に皮下脂肪が厚い場合に顕著であった。
【０００４】
さらに、押し当て圧力によって皮下脂肪６が変形することにより、皮下脂肪６内部の血液量が変化し、皮下脂肪６内部の血液による吸収特性にばらつきが生じる。そのため、測定用受光素子３での受光量が安定せず測定再現性が悪化していた。
【０００５】
そこで本発明は上記従来の問題点に鑑み、皮下脂肪厚を再現性良く高精度に測定することができる光式皮下脂肪厚測定装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明の光式皮下脂肪厚測定装置は、生体を照明する光源部と、前記光源部から前記生体内部を伝播して前記生体表面より出射した光を受光する受光部と、前記生体表面を所定の形状に成形する成形部と、前記成形部が前記生体表面に加える圧力を計測する圧力計測部と、前記受光部において受光した受光量及び前記圧力計測部において計測した圧力に基づき前記生体の皮下脂肪厚を算出する演算部とを有し、前記演算部は、前記圧力が異なる複数の場合に対応する、前記受光量と皮下脂肪厚との相関を示す複数の関係式を備え、前記演算部は、前記複数の関係式の中から前記圧力計測部において計測された前記圧力の値に応じた関係式を選択し、前記選択された関係式と前記受光量とを用いて、前記生体の前記皮下脂肪厚を算出する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態における光式皮下脂肪厚測定方法は、生体表面に圧力を加えて所定の形状に成形する工程Ａと、前記圧力を計測する工程Ｂと、前記生体に光を照射する工程Ｃと、前記生体内部を伝播して前記生体表面より出射した光を受光する工程Ｄと、前記工程Ｄにおいて受光した受光量及び前記工程Ｂにおいて計測した圧力に基づき前記生体の皮下脂肪厚を算出する工程Ｅとを含むことを特徴とする。このようにすると、生体表面に加わる圧力による皮下脂肪厚の変化及び皮下脂肪内部の血液量の変化に基づく影響を除くことにより、皮下脂肪厚を再現性良く高精度に測定することができる。
【００１１】
また、本発明の他の実施の形態における光式皮下脂肪厚測定方法は、生体表面に圧力を加えて所定の形状に成形する工程Ａと、前記圧力が規定値に達したことを検出する工程Ｂと、前記生体に光を照射する工程Ｃと、前記工程Ｂにおいて前記圧力が前記規定値に達したことを検出したときに、前記生体内部を伝播して前記生体表面より出射した光を受光する工程Ｄと、前記工程Ｄにおいて受光した受光量に基づき前記生体の皮下脂肪厚を算出する工程Ｅとを含むことを特徴とする。生体表面に加える圧力が増加するにしたがって皮下脂肪の厚みは減少するが、その厚みはある値で収束する。皮下脂肪厚が収束するときの圧力を規定値とすると、規定値以上の圧力を生体表面に加えることにより、皮下脂肪厚が安定した状態で測定を行うことができるため、皮下脂肪厚を再現性良く高精度に測定することができる。
【００１２】
ここで、工程Ｂにおける規定値が１ｋｇ重以上であれば、皮下脂肪厚が安定するので好ましい。
【００１３】
また、工程Ｃにおいて照射する光の中心波長が５００ｎｍ〜１０００ｎｍの波長であれば、皮膚、皮下脂肪、筋肉の各組織間で、吸収及び散乱特性の差が大きいため好ましい。
【００１４】
本発明の一実施の形態における光式皮下脂肪厚測定装置は、生体を照明する光源部と、前記光源部から前記生体内部を伝播して前記生体表面より出射した光を受光する受光部と、前記生体表面を所定の形状に成形する成形部と、前記成形部が前記生体表面に加える圧力を計測する圧力計測部と、前記受光部において受光した受光量及び前記圧力計測部において計測した圧力に基づき前記生体の皮下脂肪厚を算出する演算部とを有することを特徴とする。このようにすると、生体表面に加わる圧力による皮下脂肪厚の変化及び皮下脂肪内部の血液量の変化に基づく影響を除くことにより、皮下脂肪厚を再現性良く高精度に測定することができる。
【００１５】
また、本発明の他の実施の形態における光式皮下脂肪厚測定装置は、生体を照明する光源部と、前記光源部から前記生体内部を伝播して前記生体表面より出射した光を受光する受光部と、前記生体表面を所定の形状に成形する成形部と、前記成形部が前記生体表面に加える圧力が規定値に達したことを検出する圧力検出部と、前記圧力が前記規定値に達したことを前記圧力検出部が検出したときの、前記受光部において受光した受光量に基づき前記生体の皮下脂肪厚を算出する演算部とを有することを特徴とする。このようにすると、皮下脂肪厚が収束するときの圧力を規定値とし、規定値以上の圧力を生体表面に加えることにより、皮下脂肪厚が安定した状態で測定を行うことができるため、皮下脂肪厚を再現性良く高精度に測定することができる。
【００１６】
ここで、成形部の生体表面と接する面が略平面形状であると、測定対象部分である生体表面に均一に圧力が加わるので好ましい。
【００１７】
また、成形部の生体表面と接する面に突起部を備え、前記突起部に光源部及び受光部を設けることが好ましい。
【００１８】
また、光源部に複数の光源を設けることが好ましい。また、受光部に複数の受光素子を設けてもよい。
【００１９】
また、光源−受光素子間の距離が１５ｍｍ〜３０ｍｍである第１の距離となるように設けられた光源及び受光素子、並びに３５ｍｍ〜８０ｍｍである第２の距離となるように設けられた光源及び受光素子を有し、光源との距離が前記第１の距離である受光素子における受光量をＹ１、光源との距離が前記第２の距離である受光素子における受光量をＹ２としたとき、演算部においてＹ２／Ｙ１を用いて生体の皮下脂肪厚を算出することが好ましい。このようにすると、皮膚及び皮下の血流の影響を除くことができるので、皮下脂肪厚をより再現性良く高精度に測定することができる。
【００２０】
以下、図面を用いて、本発明の光式皮下脂肪厚測定方法及びそれに用いる装置について詳細に説明する。
【００２１】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における光式皮下脂肪厚測定装置の構成図であり、図２は同光式皮下脂肪厚測定装置の成形部１０を生体表面１と接する側から見た上面図である。
【００２２】
皮膚５、皮下脂肪６、筋肉７の３層からなる生体表面１上に、生体表面１を略平面形状に成形する成形部１０が設けられている。成形部１０は直径６０ｍｍの円盤形状をしており、黒色ＡＢＳでできている。なお、成形部１０の材質は光源からの光に対して低反射率のものであればよい。成形部１０は角を丸くすることで生体表面に鋭角な部分があたらない構造としている。なお、ここで成形部１０は楕円または縦４０ｍｍ、横６０ｍｍ程度の大きさを有する平板の角を面取りした形状としてもよい。
【００２３】
成形部１０内に光源１１からなる光源部と受光部１２とが設けられている。受光部１２は計測用受光素子１３と補正用受光素子１４からなる。計測用受光素子１３と光源１１との距離は４５ｍｍであり、補正用受光素子１４と光源１１との距離は２２．５ｍｍである。光源１１から出射する光の出射口は直径φ１．５ｍｍであり、計測用受光素子１３及び補正用受光素子１４の光の入射口はφ１．５ｍｍである。なお、計測用受光素子１３と光源１１との距離は３５ｍｍ〜８０ｍｍ（第２の距離）の間であることが好ましく、補正用受光素子１４と光源１１との距離（第１の距離）は１５ｍｍ〜３０ｍｍであることが好ましい。光源１１が点灯したときに、補正用受光素子１４において補正用受光量（第１の距離での受光量Ｙ１）が受光され、計測用受光素子１３において計測用受光量（第２の距離での受光量Ｙ２）が受光される。
【００２４】
ここで、光源１１は光源素子として中心波長が７８５ｎｍのレーザーダイオードを用いている。なお、光源素子は中心波長が５００ｎｍ〜１０００ｎｍの、レーザーダイオードまたはＬＥＤなどの光源素子であることが好ましい。さらに光源素子から光ファイバーなどの導光部品を用いて生体表面まで光を導光する構成とすると、光源素子で発生した熱が生体表面に伝わらないので好ましい。
【００２５】
受光部１２は受光素子としてフォトダイオードを用いている。なお、受光素子はＣｄＳなどの光電変換素子でもよい。また、生体表面から受光素子までを光ファイバーなどの導光部品を用いて光を導光する構成としても良い。
【００２６】
成形部１０には、生体表面１に加える圧力を計測する圧力計測部１５が接続されている。
【００２７】
演算部２０では、受光部１２で得られた受光量と圧力計測部１５で得られた圧力に基づき、皮下脂肪６の厚みを算出する。算出された皮下脂肪６の厚みは表示部２１に表示され、通信部２２を通して他の機器にデータとして送られる。
【００２８】
また、入力部２３から直接、または通信部２２を通して他の機器から、身長、体重、年齢、性別、測定部位などのデータを入力することにより、皮下脂肪６の厚みと相関性のある体脂肪率を演算部２０で計算し、表示部２１に表示したり通信部２２によって他の機器へデータを転送したりすることもできる。
【００２９】
次に計測の手順について説明する。第１の動作として、光源１１が点灯していない状態で、成形部１０を生体表面１に押し当てる。
【００３０】
第２の動作として、受光部１２での受光量が１００ｐＷ以下であり、圧力計測部１５での計測値が０．１ｋｇ重以上である場合、受光部１２全体が生体表面と接しており、成形部１０が生体表面に押し当てられていることが確認され、その状態で通信部２２または入力部２３から計測開始の信号が入力されると光源１１が点灯する。
【００３１】
第３の動作として、補正用受光素子１４に到達した光１８を計測することにより補正用受光量（Ｙ１）が得られ、計測用受光素子１３に到達した光１９を計測することにより計測用受光量（Ｙ２）が得られる。
【００３２】
次に、演算部２０での皮下脂肪６の厚みの算出方法について説明する。図５に、圧力０．５ｋｇ重及び２．５ｋｇ重での計測用受光量と皮下脂肪６の厚みとの関係を示す。図５において、黒丸が０．５ｋｇ重での計測用受光量と皮下脂肪６の厚みとの関係を示し、白丸が２．５ｋｇ重での計測用受光量と皮下脂肪６の厚みとの関係を示している。また、実線が圧力０．５ｋｇ重の場合の１次回帰直線で、点線が圧力２．５ｋｇ重の場合の１次回帰直線である。
【００３３】
図からわかるように、生体表面に加わる圧力の違いによって、計測用受光量と皮下脂肪６の厚みとの関係を示す直線は変化している。したがって、生体表面に加わる圧力が異なる複数の場合について、計測用受光量と皮下脂肪厚との相関を示す複数の１次回帰直線をあらかじめ求めておき、複数の１次回帰直線の中から圧力計測部１５での計測した圧力の値に応じた１次回帰直線を選択し、選択された１次回帰直線と測定された計測用受光量とを用いることにより、皮下脂肪厚を再現性良く高精度に測定することができる。
【００３４】
しかしながら、計測用受光量には皮膚５の散乱及び吸収のばらつきの影響が誤差要因として含まれている。この皮膚５の影響を補正するために、補正用受光量を用いる。
【００３５】
計測用受光量（第２の距離での受光量Ｙ２）を補正用受光量（第１の距離での受光量Ｙ１）で割ったパラメータＹ２／Ｙ１と皮下脂肪６の厚みとの関係を図６に示す。図６において、黒丸が０．５ｋｇ重でのＹ２／Ｙ１と皮下脂肪６の厚みとの関係を示し、白丸が２．５ｋｇ重でのＹ２／Ｙ１と皮下脂肪６の厚みとの関係を示している。また、実線が圧力０．５ｋｇ重の場合の１次回帰直線で、点線が圧力２．５ｋｇ重の場合の１次回帰直線である。
【００３６】
図５と比較して、明らかにばらつきは収まり、補正用受光量による補正の効果のあることがわかる。また、図５と同様に、圧力の違いによってＹ２／Ｙ１と皮下脂肪６の厚みとの関係を示す直線は変化する。そこで計測用受光量のみを用いる場合と同様に、生体表面に加わる圧力が異なる複数の場合について、Ｙ２／Ｙ１と皮下脂肪厚との相関を示す複数の１次回帰直線をあらかじめ求めておき、複数の１次回帰直線の中から圧力計測部１５での計測した圧力の値に応じた１次回帰直線を選択し、選択された１次回帰直線とＹ２／Ｙ１とを用いることにより、皮膚５の影響及び生体表面に加わる圧力の影響を補正することができるので、皮下脂肪厚をさらに再現性良く高精度に測定することができる。
【００３７】
ここで、光源部を１つの光源１１、受光部１２を計測用受光素子１３と補正用受光素子１４からなる構成としたが、図３の構成図及び図４の成形部１０の上面図に示すように、受光部１２を１つの受光素子、光源部１１を計測用光源素子１６と補正用光源素子１７からなる構成としてもよい。この場合、補正用光源素子１７が点灯し計測用光源素子１６が消灯しているときに、受光部１２において受光される光（補正用光源素子からの光）１８の受光量が補正用受光量（第１の距離での受光量Ｙ１）となり、補正用光源素子１７が消灯し計測用光源素子１６が点灯しているときに、受光部１２において受光される光（計測用光源素子からの光）１９の受光量が計測用受光量（第２の距離での受光量Ｙ２）となる。
【００３８】
（実施の形態２）
図７は本発明の実施の形態２における光式皮下脂肪厚測定装置の構成図である。図３に示した実施の形態１における光式皮下脂肪厚測定装置と異なる点は、圧力計測部に代えて、成形部１０が生体表面１に加える圧力がある規定値に達したことを検出する圧力検出部２４が成形部１０につながっている点である。その他の構成については実施の形態１における光式皮下脂肪厚測定装置と同じであるため説明を省略する。
【００３９】
成形部１０を生体表面に押し当てた状態で、成形部１０に加える圧力を増加させると、圧力が増加するにしたがって皮下脂肪６は圧縮されて薄くなるが、その厚みはある値で収束する。皮下脂肪厚が収束するときの圧力を規定値とすると、規定値以上の圧力を生体表面１に加えることにより、皮下脂肪６の厚みが安定した状態で測定を行うことができる。また、皮下脂肪６が圧縮されて薄くなることで、皮下脂肪６内部の血液量のばらつきによる個体差も減少する。圧力の規定値が１ｋｇ重以上であれば皮下脂肪６の厚みが安定するので好ましい。本実施の形態では、圧力の規定値を２．５ｋｇ重とした。
【００４０】
次に計測の手順について説明する。第１の動作として、光源１１が点灯していない状態で、成形部１０を生体表面１に押し当てる。
【００４１】
第２の動作として、受光部１２での受光量が１００ｐＷ以下であり、圧力検出部２４において２．５ｋｇ重以上の圧力が検出された場合、受光部１２全体が生体表面と接しており、成形部１０が十分な圧力で生体表面に押し当てられていることが確認され、その状態で通信部２２または入力部２３から計測開始の信号が入力されると補正用光源素子１７が点灯する。
【００４２】
第３の動作として、補正用光源素子１７から生体内部を伝播して受光部１２に到達した光１８の受光量、すなわち補正用受光量（第１の距離での受光量Ｙ１）を計測する。
【００４３】
次に、第４の動作として、補正用光源素子１７が消灯し、計測用光源素子１６が点灯している状態で、計測用光源素子１６から生体内部を伝播して受光部１２に到達した光１９の受光量、すなわち計測用受光量（第２の距離での受光量Ｙ２）を計測する。
【００４４】
次に演算部２０での皮下脂肪６の厚みの算出方法について説明する。図８に、計測用受光量と皮下脂肪６の厚みの関係を示す。図８において、白丸が計測用受光量と皮下脂肪６の厚みとの関係を示しており、点線がその１次回帰直線である。したがって、この１次回帰直線を表わす関係式と計測された計測用受光量とを用いると、皮下脂肪の厚みが求められる。この測定方法によれば、皮下脂肪６の厚みが安定した状態で測定を行うので、皮下脂肪厚を再現性良く高精度に測定することができる。
【００４５】
さらに、皮膚５の影響の補正について説明する。計測用受光量（第２の距離での受光量Ｙ２）を補正用受光量（第１の距離での受光量Ｙ１）で割ったパラメータＹ２／Ｙ１と皮下脂肪６の厚みとの関係を図９に示す。図９において、白丸がＹ２／Ｙ１と皮下脂肪６の厚みとの関係を示しており、点線がその１次回帰直線である。したがって、この１次回帰直線を表わす関係式と算出されたパラメータＹ２／Ｙ１とを用いると、皮下脂肪の厚みが求められる。この測定方法によれば、皮膚５の影響も補正することができるので、皮下脂肪厚をさらに再現性良く高精度に測定することができる。
【００４６】
（実施の形態３）
図１０は本発明の実施の形態３における光式皮下脂肪厚測定装置の構成図であり、図１１は同光式皮下脂肪厚測定装置の成形部１０を生体表面１と接する側から見た上面図である。実施の形態１または２と構成が同じ部分については説明を省略する。成形部１０の略中心部分に幅５ｍｍ、長さ５２．５ｍｍ、高さ５ｍｍの突起部２５が配置され、その突起部２５に光源１１と受光部１２とが配置されている。
【００４７】
なお、突起部２５及び成形部１０の形状は、図１２（ａ）の上面図及び図１２（ｂ）の側面図に示すように突起部２５の角が鋭角にならないようすると、生体に与える痛みをなくすことができるので好ましい。また、図１３（ａ）の上面図及び図１３（ｂ）の側面図に示すように突起部２５を成形部１０上全体に曲面を有するように設けても良い。
【００４８】
成形部１０の突起部２５が設けられた面を生体表面１に押し当てることにより、成形部１０と突起部２５とで生体表面１を安定して局所的に押しつぶして、突起部２５直下の皮下脂肪６内部の血液量を減少させる。成形部１０のみで押しつぶす場合よりも、押しつぶされる面積が狭いので、突起部２５直下の皮下脂肪６内部の血液量はより少なくなり、血液量によるばらつきの個体差はさらに減少する。
【００４９】
また、受光部１２において受光される光のうち、生体内部の突起部２５直下以外の領域を伝播してきた光の成分は、突起部２５直下の領域に比べて血液量が多い領域を伝播するために、突起部２５直下を伝播してきた光の成分と比較して減衰する。したがって、計測される受光量の内、突起部２５直下の皮下脂肪６を伝播してきた光の成分の占める割合が増加するため、より局所的な皮下脂肪厚測定が可能となる。
【００５０】
次に計測の手順について説明する。第１の動作として、光源１１が点灯していない状態で、成形部１０を生体表面１に押し当てる。
【００５１】
第２の動作として、受光部１２での受光量が１００ｐＷ以下であり、圧力検出部２４において２．５ｋｇ重以上の圧力が検出された場合、受光部１２全体が生体表面と接しており、成形部１０が十分な圧力で生体表面に押し当てられていることが確認され、その状態で通信部２２または入力部２３から計測開始の信号が入力されると光源１１が点灯する。
【００５２】
第３の動作として、補正用受光素子１４に到達した光１８を計測することにより補正用受光量（第１の距離での受光量Ｙ１）が得られ、計測用受光素子１３に到達した光１９を計測することにより計測用受光量（第２の距離での受光量Ｙ２）が得られる。
【００５３】
次に演算部２０での皮下脂肪６の厚みの算出方法について説明する。図１４に、計測用受光量と皮下脂肪６の厚みの関係を示す。図１４において、白丸が計測用受光量と皮下脂肪６の厚みとの関係を示しており、点線がその１次回帰直線である。したがって、この１次回帰直線を表わす関係式と計測された計測用受光量とを用いると、皮下脂肪の厚みが求められる。この測定方法によれば、皮下脂肪６の厚みが安定した状態で測定を行うので、皮下脂肪厚を再現性良く高精度に測定することができる。
【００５４】
さらに、皮膚５の影響の補正について説明する。計測用受光量（第２の距離での受光量Ｙ２）を補正用受光量（第１の距離での受光量Ｙ１）で割ったパラメータＹ２／Ｙ１と皮下脂肪６の厚みとの関係を図１５に示す。図１５において、白丸がＹ２／Ｙ１と皮下脂肪６の厚みとの関係を示しており、点線がその１次回帰直線である。したがって、この１次回帰直線を表わす関係式と算出されたパラメータＹ２／Ｙ１とを用いると、皮下脂肪の厚みが求められる。この測定方法によれば、皮膚５の影響も補正することができるので、皮下脂肪厚をさらに再現性良く高精度に測定することができる。
【００５５】
【発明の効果】
以上から明らかなように、本発明によれば、皮下脂肪厚を再現性良く高精度に測定することができる光式皮下脂肪厚測定装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態における光式皮下脂肪厚測定装置の構成図
【図２】同光式皮下脂肪厚測定装置の成形部を生体表面と接する側から見た上面図
【図３】同実施の形態における、光源部と受光部の構成が異なる光式皮下脂肪厚測定装置の構成図
【図４】同光式皮下脂肪厚測定装置の成形部を生体表面と接する側から見た上面図
【図５】本発明の一実施の形態における光式皮下脂肪厚測定装置により求めた計測用受光量と皮下脂肪厚みとの関係を示すグラフ
【図６】同光式皮下脂肪厚測定装置により求めたパラメータＹ２／Ｙ１と皮下脂肪厚みとの関係を示すグラフ
【図７】本発明の他の実施の形態における光式皮下脂肪厚測定装置の構成図
【図８】同光式皮下脂肪厚測定装置により求めた計測用受光量と皮下脂肪厚みとの関係を示すグラフ
【図９】同光式皮下脂肪厚測定装置により求めたパラメータＹ２／Ｙ１と皮下脂肪厚みとの関係を示すグラフ
【図１０】本発明のさらに他の実施の形態における光式皮下脂肪厚測定装置の構成図
【図１１】同光式皮下脂肪厚測定装置の成形部を生体表面と接する側から見た上面図
【図１２】同実施の形態における、成形部と突起部の形状が異なる光式皮下脂肪厚測定装置の成形部を生体表面と接する側から見た上面図及び側面図
【図１３】同実施の形態における、成形部と突起部の形状が異なる光式皮下脂肪厚測定装置の成形部を生体表面と接する側から見た上面図及び側面図
【図１４】本発明のさらに他の実施の形態における光式皮下脂肪厚測定装置により求めた計測用受光量と皮下脂肪厚みとの関係を示すグラフ
【図１５】同光式皮下脂肪厚測定装置により求めたパラメータＹ２／Ｙ１と皮下脂肪厚みとの関係を示すグラフ
【図１６】従来の光式皮下脂肪厚測定装置の構成図
【符号の説明】
１ 生体表面
２ 光源
３ 測定用受光素子
４ 補正用受光素子
５ 皮膚
６ 皮下脂肪
７ 筋肉
８ 測定用受光素子が受光する光
９ 補正用受光素子が受光する光
１０ 成形部
１１ 光源（光源部）
１２ 受光部
１３ 計測用受光素子
１４ 補正用受光素子
１５ 圧力計測部
１６ 計測用光源素子
１７ 補正用光源素子
１８ 補正用受光素子が受光する光（補正用光源素子からの光）
１９ 計測用受光素子が受光する光（計測用光源素子からの光）
２０ 演算部
２１ 表示部
２２ 通信部
２３ 入力部
２４ 圧力検出部
２５ 突起部
Claims (7)
- 生体を照明する光源部と、前記光源部から前記生体内部を伝播して前記生体表面より出射した光を受光する受光部と、前記生体表面を所定の形状に成形する成形部と、前記成形部が前記生体表面に加える圧力を計測する圧力計測部と、前記受光部において受光した受光量及び前記圧力計測部において計測した圧力に基づき前記生体の皮下脂肪厚を算出する演算部とを有し、
前記演算部は、前記圧力が異なる複数の場合に対応する、前記受光量と皮下脂肪厚との相関を示す複数の関係式を備え、
前記演算部は、前記複数の関係式の中から前記圧力計測部において計測された前記圧力の値に応じた関係式を選択し、前記選択された関係式と前記受光量とを用いて、前記生体の前記皮下脂肪厚を算出する光式皮下脂肪厚測定装置。 - 成形部の生体表面と接する面が略平面形状であることを特徴とする、請求項１記載の光式皮下脂肪厚測定装置。
- 成形部の生体表面と接する面に突起部を備え、前記突起部に光源部及び受光部を設けたことを特徴とする、請求項１または２に記載の光式皮下脂肪厚測定装置。
- 光源部に複数の光源を設けたことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の光式皮下脂肪厚測定装置。
- 受光部に複数の受光素子を設けたことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の光式皮下脂肪厚測定装置。
- 光源−受光素子間の距離が１５ｍｍ〜３０ｍｍである第１の距離となるように設けられた光源及び受光素子、並びに３５ｍｍ〜８０ｍｍである第２の距離となるように設けられた光源及び受光素子を有し、光源との距離が前記第１の距離である受光素子における受光量をＹ１、光源との距離が前記第２の距離である受光素子における受光量をＹ２としたとき、
前記演算部は、前記圧力が異なる複数の場合に対応する、Ｙ２／Ｙ１と皮下脂肪厚との相関を示す複数の関係式を備え、
前記演算部は、前記複数の関係式の中から前記圧力計測部において計測された前記圧力の値に応じた関係式を選択し、前記選択された関係式と前記Ｙ２／Ｙ１とを用いて前記生体の前記皮下脂肪厚を算出することを特徴とする、請求項４または５に記載の光式皮下脂肪厚測定装置。 - 前記関係式が１次回帰直線を表わす関係式である、請求項１〜６のいずれか１項に記載の光式皮下脂肪厚測定装置。
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