JP3963145B2 - Biological information measuring device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は身体インピーダンスに基づき、生体に関する情報を算出する生体情報測定装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来のこの種の生体情報測定装置は、図8に示した従来の生体測定装置のように(例えば、特許文献1参照)本体22の両手で把持できる把持部4に手用の電極3を有し、ケーブル23で接続された、フット電極部21に電極1を有し、被測定者は身長、体重、性別の被測定者情報をキー群5で入力した後、両手で本体22を把持し、フット電極部21に乗って決められた姿勢を取って測定すれば、把持部4及びフット電極部21に備えられた電極1及び3が手のひら及び足の裏に接触することによって手足間のインピーダンスを測定し、インピーダンスと、入力された被測定者情報に基づいて計算により生体に関する情報を得ることができるようになっていた。
【0003】
【特許文献1】
特開平7−59744号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の生体情報測定装置では、被測定者情報の一つである体重を測定の度に入力する必要があり使い勝手に課題があった。
【0005】
また、最近では、体重計と一体になった生体情報測定装置も多く市販されているが、体重を測定する載置部のコンパクト化にともない、立位での測定の際、被験者の姿勢が安定し難く、体重測定の誤差がでやすいという課題があった。
【0006】
また、装置本体とフット電極部を接続するケーブルは装置を使用しないときには別途まとめる等しないとバラバラになり、未使用状態で見苦しくなる場合があった。
【0007】
また、常にケーブルが暴露状態にあるため、使用期間が長くなるにつれ、汚れが発生した際においては、装置本体は簡単に拭くことができても、一般的に柔軟性のあるケーブルの汚れを除去するのが非常に面倒な作業となっていた。
【0008】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、測定時の姿勢状態の安定を検出して測定を開始することで体重値やインピーダンス測定の誤差を軽減するとともに、未使用時にケーブルを人体載置部に収納することで、装置未使用時における見映えの向上を図った生体情報測定装置の提供を目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
前記従来の課題を解決するために、本発明の生体情報測定装置は、被測定者の両足のかかととつま先のそれぞれに接触する4つ電極を分離して配設した足部電極と、前記足部電極を備え測定時に被測定者が乗り体重計測を行う人体載置部と、被測定者の片手に接触する分離された2つの電極からなる手部電極と、前記手部電極を備え測定時に被測定者が手で把持する把持部と、所定の測定部位間のインピーダンスを所謂4端子法にて測定するインピーダンス測定手段と、被測定者の身体的特徴をあらわす被測定者情報を入力する入力手段と、測定されたインピーダンスと被測定者情報から被測定者の生体に関する情報を計算する計算手段と、前記計算手段による計算結果を表示する報知手段と、前記把持部と前記人体載置部を電気的に接続するためのケーブルと、前記人体載置部に設け前記把持部及び/又は前記ケーブルを収納する収納部と、つま先に接触する足部電極同士とかかとに接触する足部電極同士をそれぞれ短絡または開放する切替手段の有し、測定開始時に前記インピーダンス測定手段における測定部位を両足間として測定したインピーダンスが所定のインピーダンス範囲であることを検出した後に、前記人体載置部で体重を測定し、前記インピーダンス測定手段における測定部位を手−両足間としてインピーダンスを測定する制御部を有するものである。
【0010】
これによって、両足のインピーダンスを測定し、所定範囲に入った後、体重ならびに手−両足間のインピーダンス測定を開始することで載置部上の電極に両足がしっかり接触している、すなわち被験者の測定姿勢が安定していることが確認できた後の測定となるため、測定時の被験者の姿勢のぐらつきや不安定な場所に立った時に発生しやすい姿勢による測定誤差を軽減するものである。
【0011】
【発明の実施の形態】
請求項1に記載の発明は、被測定者の両足のかかととつま先のそれぞれに接触する4つ電極を分離して配設した足部電極と、前記足部電極を備え測定時に被測定者が乗り体重計測を行う人体載置部と、被測定者の片手に接触する分離された2つの電極からなる手部電極と、前記手部電極を備え測定時に被測定者が手で把持する把持部と、所定の測定部位間のインピーダンスを所謂4端子法にて測定するインピーダンス測定手段と、被測定者の身体的特徴をあらわす被測定者情報を入力する入力手段と、測定されたインピーダンスと被測定者情報から被測定者の生体に関する情報を計算する計算手段と、前記計算手段による計算結果を表示する報知手段と、前記把持部と前記人体載置部を電気的に接続するためのケーブルと、前記人体載置部に設け前記把持部及び/又は前記ケーブルを収納する収納部と、つま先に接触する足部電極同士とかかとに接触する足部電極同士をそれぞれ短絡または開放する切替手段の有し、測定開始時に前記インピーダンス測定手段における測定部位を両足間として測定したインピーダンスが所定のインピーダンス範囲であることを検出した後に、前記人体載置部で体重を測定し、前記インピーダンス測定手段における測定部位を手−両足間としてインピーダンスを測定する制御部を有することにより、両足のインピーダンスを測定し、所定範囲に入った後、体重ならびに手−両足間のインピーダンス測定を開始することで載置部上の電極に両足がしっかり接触している、すなわち被験者の測定姿勢が安定していることが確認できた後の測定となるため、測定時の被験者の姿勢のぐらつきや不安定な場所に立った時に発生しやすい姿勢による測定誤差を軽減することができる。
【0014】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【0015】
説明を具体的にするために、本実施例では、生体情報を体脂肪率として説明しているが、生体インピーダンスと、被測定者の身体的特徴をあらわす被測定者情報から算出される生体情報を測定算出するものであれば、例えば、骨密度の測定装置であっても、筋肉の量や、筋肉の疲労度を測定するものであっても本発明の主旨を逸脱するものではない。
【0016】
(実施例1)
図1は本発明の実施例1における生体情報測定装置の外観図である。
【0017】
本実施例の生体情報測定装置は人体載置部2を装置本体外殻としており、ここに足部電極1a、1b、1c、1dがそれぞれ分離して取り付けられている。人体載置部2には、被測定者情報を入力するための入力手段としての設定キー群5、報知手段として液晶表示器6が備えられ、足部電極との間で人体インピーダンスを測定するための手部電極3a、3bを配設した把持部4がケーブル7で接続されている。8aは人体載置部2に設けた収納部で、把持部4或いはケーブル7を単独又は同時に収納できる容積を有するものである。
【0018】
図2に示すように被測定者10は測定時、把持部4を握って人体載置部2の上に素足で乗る。このとき手部電極3a、3bは被測定者10の手のひらに、足部電極1a、1b、1c、1dは被測定者10の足の裏のつま先およびかかとにそれぞれ接触する。なお、以降説明を簡略化するために足部電極1a、1b、1c、1dを総称して足部電極1とし、手部電極3a、3bを総称して手部電極3と称する。
【0019】
図3は、人体載置部2内部のブロック図で、図3を用いて測定時のシーケンスを説明する。
【0020】
まず、測定開始時、制御部(マイクロコンピュータ)11は、切替手段12から切替手段12有りの信号を受け取り切替手段12に信号を送り、SW3、SW4を開放し、SW1、SW2をF側に接続し、インピーダンス測定手段9を用い、所謂4端子法で両足間のインピーダンスを測定する。
【0021】
ここで測定したインピーダンスが所定範囲にある、つまり被験者10が人体載置部2上の足部電極1にしっかり接触していることを確認後、人体載置部2上の被験者の体重を測定し、その後SW3、SW4を短絡し、SW1、SW2をH側に接続しインピーダンス測定手段9を用い、所謂4端子法で手−両足間のインピーダンスを測定する。
【0022】
インピーダンス測定手段9は、定電流電源部9aに接続された電極間に定電流を流し、人体抵抗電位検出部9bに接続された電極間の電圧を測定することによって、インピーダンスを測定できるよう構成されている。本実施例では、50kHz、500μA程度の人体が感じることのない微弱な電流を使用している。測定したインピーダンスは制御部の機能も有した計算手段としてのマイクロコンピュータ11に入力される。マイクロコンピュータ11には先に説明したキー群5と液晶表示器6が接続されている。
【0023】
測定された被測定者10の手足間のインピーダンスがマイクロコンピュータ11に入力されると、マイクロコンピュータ11はプログラムによりインピーダンスと被測定者情報から体脂肪率を計算し、結果を液晶表示器6に出力する。体脂肪率を求める式は各種のものが知られているが、本実施例では、体密度より求めるBrozecの式(Brozecらの報告書J.Brozec、F.Grande、J.T.Anderson and A.Key;"An NY Ac ad.sci110(1963)113−40)を用いている。この式はたとえば男性の場合
体密度=1.1554−.0841×体重×インピーダンス/身長2
体脂肪率(%)=(4.95/体密度−4.5)×100
から求められる。なお、この式は男性の場合の式であるが、女性の場合も各部の係数を変えることにより適用できるので、被測定者情報に含まれる性別を元に式を切り換える。また、体脂肪率を求める式はこの他にも多くの式が報告されているが、インピーダンスから体脂肪率を求める式であれば、どのような式を用いて、本発明の趣旨を逸脱するものではない。
【0024】
なお、本実施例においては、インピーダンスより求めた体脂肪率をそのまま表示しているが、体脂肪率から求められる、体脂肪重量、徐脂肪重量、徐脂肪率等で表示を行ってもよい。また、入力手段としてアップダウンスイッチと入力スイッチの組み合わせによるキー群5を用いているが、目的とする被測定者情報を入力できる方法であれば、たとえば10キーによる入力手段やロータリーエンコーダー等を用いた回転式の入力手段等であっても本発明の範囲を逸脱するものではない。
【0025】
また、報知手段として液晶表示器を用いているが、その他の報知手段、たとえば発光ダイオードを使用したものや、音声で報知するものも範囲に含まれる。また、定電流は人体に感じない範囲であれば、その周波数、電流の大小は任意に変えることができる。また、把持部は片手にもてる円筒形のものを使用しているが、その形状に制限はなく、握りやすく、手部電極が手に確実に接触できるものであれば、形状は任意である。
【0026】
上記方法で体脂肪率を測定した後に、被測定者10は測定に使用した把持部4と人体載置部間を電気的に接続したケーブル7を人体載置部2に設けた収納部8aに押し込む、あるいは、ケーブル7を折り束ねて収納部8aに挿入することにより、装置全体の収納状態が整然となり、非測定状態において装置が乱雑に見えて不快な思いをすることがないものとなる。
【0027】
なお、本実施例では、収納部8aを人体載置部2に設けているが、人体載置部2に別部品として取りつける構成でもよい。また、収納部8aを凹部形状としているが把持部或いはケーブルを収納できる形状であれば、これに限定されるものではない。
【0028】
(実施例2)
図4は本発明の実施例2の生体情報測定装置の手元操作部の外観図、図5は使用時の説明図である。実施例1と異なる点は報知手段としての液晶表示器6と、入力手段としてのキー群5と把持部4を一体的に設けて手元操作部13を構成している点である。これは、実施例1における把持部4に液晶表示器6、入力手段としてのキー群5一体化させた手元操作部13をケーブル7で人体載置部2に接続し、さらに、使い勝手を向上させたものである。図5に示すように、片手で把持部4を保持し、必要であれば、図5に示すよりも目に近づけて読むことができる。本実施例によると、読みとるためにかがむ必要がなく、測定結果の読み誤りなどが発生せず、正確な測定結果を知ることができる。
【0029】
なお、本実施例における手元操作部13では報知手段である液晶表示器6の下に入力手段であるキー群5が配置されているが、手元操作部13に一体的に備えていれば配置等場所は限定されない。上記方法で体脂肪率を測定した後に、被測定者10は測定に使用した手元操作部13と人体載置部間を電気的に接続したケーブル7を人体載置部2に設けた凹部8bに押し込む、あるいは、ケーブル7を折り束ねて凹部8bに挿入することにより、装置全体の収納状態が整然とすることとなり、非測定状態において装置が乱雑に見えて不快な思いをすることがないものとなる。
【0030】
図6は手元操作部13を人体載置部2に収納した時の外観図である。図に示すように、収納時に、手元操作部13が人体載置部2に設けた凹部8bの開口部全面を覆う蓋と兼用となる点である。この構成により、図5のように体脂肪率測定した後にケーブル7を人体載置部2に設けた凹部8bに押し込む、あるいは、ケーブル7を折り束ねて凹部8bに挿入した後に、手元操作部13を凹部8bの開口部分に合わせて収納すれば、凹部8bの中で仮にケーブル7が押し込んで収納したために乱雑に見える場合においても、ケーブル7を含め凹部8bの全体が、蓋替わりとなる手元操作部12に隠されて、見えなくなり実施例1よりも更に装置全体の収納状態が整然と見え、見栄えの良い物となる。
【0031】
(実施例3)
図7は、本発明実施例1の生体情報測定装置において切替手段12が無い場合の人体載置部2内部のブロック図である。人体載置部2が大きく被測定者10が十分に安定して乗ることができるような形状が取れる装置の場合は、姿勢の安定を確認する必要性が低いため、切替手段12を除いて装置を構成することで、切替手段12有りに比べ、装置全体のコストダウンが図れる。
【0032】
またこの時、制御部であるマイクロコンピュータ11の測定シーケンスを切替手段有り時と無し時で切り替えることにより、制御回路のほとんどを共用化することができ量産メリットの向上を果たすことができる。
【0033】
以下その場合の動作について説明を行う。
【0034】
測定開始時、マイクロコンピュータ11は、測定開始後、まず、人体載置部2上の被験者の体重を測定した後、インピーダンス測定手段9を用い、所謂4端子法で手−両足間のインピーダンスを測定する。測定したインピーダンスの処理については実施例1と同様のため説明を省略する。
【0035】
このように、測定シーケンスを切替手段有り時と無し時で切り替えることにより、制御回路のほとんどを共用化することができ、例えば同じマイクロコンピュータで違う機種を生産できる等、量産メリットの向上を果たすことができる。
【0036】
【発明の効果】
以上のように、請求項1、2に記載の本発明によれば、被測定者の安定した測定姿勢確認後計測動作に入るため、体重や人体インピーダンスのばらつき軽減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1における生体情報測定装置の外観図
【図2】本発明の実施例1における測定時の説明図
【図3】本発明の実施例1における生体情報測定装置のブロック図
【図4】本発明の実施例2における生体情報測定装置の把持部の外観図
【図5】本発明の実施例2における生体情報測定装置使用時の説明図
【図6】本発明の実施例2における生体情報測定装置の収納時の外観図
【図7】本発明の実施例3における生体情報測定装置のブロック図
【図8】従来の生体情報測定装置の外観図
【符号の説明】
1、1a、1b、1c、1d 足部電極
2 人体載置部
3、3a、3b 手部電極
4 把持部
5 キー群(入力手段)
6 液晶表示器(報知手段)
7 ケーブル
8a 収納部
8b 凹部
9 インピーダンス測定手段
10 被測定者
11 マイクロコンピュータ(制御部、計算手段)
12 切替手段
13 手元操作部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a biological information measuring apparatus that calculates information related to a living body based on body impedance.
[0002]
[Prior art]
This type of conventional biometric information measuring device has the
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 7-59744
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional biological information measuring device has a problem in usability because it is necessary to input the body weight, which is one of the measurement subject information, at every measurement.
[0005]
Recently, many biological information measuring devices that are integrated with a weight scale are also commercially available, but the posture of the subject is stable when measuring in a standing position as the mounting part for measuring body weight becomes more compact. It was difficult to perform, and there was a problem that an error in weight measurement was likely to occur.
[0006]
In addition, when the device is not used, the cable connecting the device main body and the foot electrode portion may be disjoint unless separately assembled, and may become unsightly when not in use.
[0007]
In addition, since the cable is always exposed, when the device becomes dirty as the service period increases, the device itself can be easily wiped, but the flexible cable is generally removed. It was very troublesome to do.
[0008]
The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and by detecting the stability of the posture state at the time of measurement and starting the measurement, the error of the weight value and impedance measurement is reduced, and the cable is mounted on the human body when not in use. It is an object of the present invention to provide a biological information measuring device that is housed in a mounting portion and improves the appearance when the device is not used.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described conventional problems, the biological information measuring device of the present invention includes a foot electrode in which four electrodes that are in contact with each of a heel and a toe of both feet of a measurement subject are separately disposed, and the foot A human body placement unit on which a measurement person rides and measures body weight at the time of measurement, a hand electrode composed of two separated electrodes that come into contact with one hand of the measurement person, and the hand electrode at the time of measurement An input for inputting measurement subject information representing the physical characteristics of the measurement subject, a gripping portion that the measurement subject grasps with a hand, impedance measurement means for measuring impedance between predetermined measurement sites by a so-called four-terminal method, and so on. Means, calculating means for calculating information related to the living body of the measured person from the measured impedance and measured person information, notifying means for displaying a calculation result by the calculating means, the gripping part and the human body placing part. Connect electrically Cable, a storage part provided in the human body placing part and storing the grip part and / or the cable, and foot electrodes contacting the toes and heels are short-circuited or opened, respectively. a switching means, after the impedance of the measurement of the measurement site as between both feet of the impedance measuring means at the start of measurement has detected that a predetermined impedance range, were weighed in the human body mounting portion, wherein the impedance measurement It has a control part which measures impedance by making the measurement site | part in a means into a hand-to-feet.
[0010]
As a result, the impedance of both feet is measured, and after entering the predetermined range, by starting the impedance measurement between the body weight and the hands and both feet, both feet are firmly in contact with the electrode on the mounting portion, that is, measurement of the subject. Since the measurement is performed after it has been confirmed that the posture is stable, the measurement error due to the posture that is likely to occur when standing in an unstable place or the wobbling of the posture of the subject during measurement is reduced.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
According to the first aspect of the present invention, there is provided a foot electrode in which four electrodes that are in contact with each of a heel and a toe of both feet of the measurement subject are separately provided, and the measurement subject includes a foot electrode and the measurement subject at the time of measurement. A human body placement unit for measuring the ride weight, a hand electrode composed of two separated electrodes that come into contact with one hand of the person to be measured, and a gripping part that includes the hand electrode and is gripped by the subject during measurement Impedance measuring means for measuring the impedance between predetermined measurement parts by a so-called four-terminal method, input means for inputting measurement subject information representing the physical characteristics of the measurement subject, measured impedance and measurement target Calculation means for calculating information on the living body of the person to be measured from person information, notification means for displaying a calculation result by the calculation means, a cable for electrically connecting the gripping part and the human body placing part, In the human body placing part Only has the the grip portion and / or the housing part for housing the cable, switching means for short-circuiting or open respectively to each other foot electrode in contact with the foot electrodes of the heel in contact with the toes, the impedance at the start of measurement After detecting that the impedance measured with the measurement part in the measurement means between both feet is within a predetermined impedance range, the body weight is measured by the human body placing part, and the measurement part in the impedance measurement means is impedance between the hand and both feet. Measure the impedance of both feet by having a control unit that measures the weight, and after entering the predetermined range, start measuring the weight and the impedance between the hands and both feet so that both feet firmly touch the electrode on the placement unit In other words, because it is a measurement after confirming that the measurement posture of the subject is stable, It is possible to reduce the measurement error due to the prone posture when standing on the wobble and unstable place in the attitude of the time of the subject.
[0014]
【Example】
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0015]
In order to make the description concrete, in this embodiment, the biological information is described as the body fat percentage, but the biological information calculated from the biological impedance and the measured person information representing the physical characteristics of the measured person. For example, even if it is a bone density measuring device or a device that measures the amount of muscle or the degree of muscle fatigue, it does not depart from the gist of the present invention.
[0016]
Example 1
FIG. 1 is an external view of a biological information measuring apparatus according to
[0017]
The living body information measuring apparatus of the present embodiment uses the human
[0018]
As shown in FIG. 2, the person under
[0019]
FIG. 3 is a block diagram of the inside of the human
[0020]
First, at the start of measurement, the control unit (microcomputer) 11 receives a signal with the
[0021]
After confirming that the impedance measured here is within a predetermined range, that is, the
[0022]
The impedance measuring means 9 is configured to measure impedance by passing a constant current between the electrodes connected to the constant current
[0023]
When the measured impedance between the limbs of the person to be measured 10 is input to the
Body fat percentage (%) = (4.95 / body density−4.5) × 100
It is requested from. Note that this equation is an equation for men, but it can also be applied to women by changing the coefficient of each part, so the equations are switched based on the gender included in the measured person information. In addition, many other formulas have been reported for obtaining the body fat percentage, but any formula can be used as long as it is a formula for obtaining the body fat percentage from the impedance, and departs from the spirit of the present invention. It is not a thing.
[0024]
In the present embodiment, the body fat percentage obtained from the impedance is displayed as it is, but the body fat weight, the slow fat weight, the slow fat percentage, etc. obtained from the body fat percentage may be displayed. Further, the
[0025]
In addition, although a liquid crystal display is used as the notification means, other notification means, for example, a device using a light emitting diode, or a notification by voice is included in the scope. Moreover, the frequency and the magnitude of the current can be arbitrarily changed as long as the constant current is in a range that is not felt by the human body. Also, the gripping part is a cylindrical one that can be used with one hand, but there is no limitation on the shape, and the shape is arbitrary as long as it is easy to grip and the hand part electrode can reliably contact the hand .
[0026]
After measuring the body fat percentage by the above method, the person to be measured 10 puts the
[0027]
In the present embodiment, the
[0028]
(Example 2)
FIG. 4 is an external view of a hand operating unit of the biological information measuring apparatus according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 5 is an explanatory diagram in use. The difference from the first embodiment is that a
[0029]
In the
[0030]
FIG. 6 is an external view when the
[0031]
(Example 3)
FIG. 7 is a block diagram of the inside of the human
[0032]
At this time, by switching the measurement sequence of the
[0033]
The operation in that case will be described below.
[0034]
At the start of measurement, the
[0035]
In this way, by switching the measurement sequence with and without switching means, most of the control circuit can be shared, and for example, different models can be produced with the same microcomputer, improving the mass production merit. Can do.
[0036]
【The invention's effect】
As described above, according to the first and second aspects of the present invention, since the measurement operation after the measurement subject's stable measurement posture confirmation is entered, variations in body weight and human body impedance can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an external view of a biological information measuring apparatus according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is an explanatory diagram at the time of measurement according to the first embodiment of the present invention. FIG. 4 is an external view of the gripping portion of the biological information measuring device according to the second embodiment of the present invention. FIG. 5 is an explanatory diagram when using the biological information measuring device according to the second embodiment of the present invention. FIG. 7 is a block diagram of a biological information measuring apparatus according to a third embodiment of the present invention. FIG. 8 is an external view of a conventional biological information measuring apparatus.
1, 1a, 1b, 1c,
6 Liquid crystal display (notification means)
7
12 Switching means 13 Hand control section
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