JP4257133B2 - 動物健康管理装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、様々な種類や大きさの動物の体重値やインピーダンス値を測定し、体脂肪率や体水分量等の動物の健康状態を評価する健康評価データを算出し動物の健康管理を行う動物健康管理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の動物の健康管理において、例えば犬及び猫の肥満度の判定においては、獣医が触診や視診により、動物を痩せ型から肥満型まで５段階の体型に分類したボディーコンディションスコア（以下ＢＣＳと言う）を用いて肥満度合いを判定していた（例えば、非特許文献１参照。）。
【０００３】
また、動物の生体インピーダンス値を測定し、人間と同様に体脂肪率や体水分量等を算出する研究も進められている。この研究の被験体となる動物は犬、猫、羊、豚又はラット等多種に渡り、各々インピーダンス測定電極の配置や測定方法も様々に行われてきた。そのほとんどが侵襲的、つまり針状電極を皮膚に突き刺してインピーダンス値を測定するものであり、これにより得られたインピーダンス値とＤＥＸＡ測定による体組成分析や死体分析との相関を検討するものであった。その中で、犬を被験体とした研究であり、動物を傷つけない非侵襲的なインピーダンス測定を行った、以下の２つの研究内容が開示されている。
【０００４】
まず１つ目の研究においては、犬は四つん這いのまま脚を地面から浮かせた状態で固定する固定具によって宙吊りで固定されており、測定者は両掌部にインピーダンス測定用電流印加電極を各々配した手袋をあて、固定されている犬の両前脚の予め位置決めされた部位を把持することにより、電極を両前脚部に接触させる。更にもう一人の測定者が電圧測定電極を配した手袋により同様に後脚を把持することにより、前脚の把持部から後脚の把持部までのインピーダンス測定を行う。
【０００５】
ここで、体水分量はインピーダンス測定間距離の２乗に比例しインピーダンス値に反比例する、という公知のインピーダンス測定法の定理に従い、インピーダンス測定間距離の代用として体長を別途測定し、前記体長と得られたインピーダンス値とから体水分量を推定し、更に前記体水分量と別途測定した体重値とから体脂肪率を算出するものである（例えば、非特許文献２参照。）。
【０００６】
また２つ目の研究においては、インピーダンス測定の際に電極を接触させる位置は体の末端である脚部よりも、体幹部に近い脚の付け根を体毛を剃った状態で電極を接触させ測定した方がより安定した値が得られるとして、麻酔により犬を仰向けに寝かしつけた状態で右前脚と左後脚、又は左前脚と右後脚との間で体幹部を対角線上にインピーダンス測定を行うものであった。こちらも、体水分量はインピーダンス測定間距離の２乗に比例しインピーダンス値に反比例する、という公知のインピーダンス測定法の定理に従い、インピーダンス測定間距離の代用として体長を別途測定し、前記体長と得られたインピーダンス値とから体水分量を推定したものである（例えば、非特許文献３参照。）。
【０００７】
更に動物の体長、体高又は胴囲の各形態計測値と体重値との相関から得られた回帰式により体重値を推定した研究が開示されている。この中では胴囲と体重値との相関が最も高く、相関係数ｒ＝０．８５として示されている（例えば、非特許文献４参照。）。
【０００８】
【非特許文献１】
青柳昌行，「犬の健康ダイエット」，株式会社エンターブレイン，２００１年１０月２７日，ｐ．１４−１５
【非特許文献２】
大嶋知子、中塘二三生、他２名，「犬の体脂肪率測定法としてのバイオインピーダンス法の検討」
【非特許文献３】
マーク アール．シェルティング（ＭＡＲＣ Ｒ．ＳＣＨＥＬＴＩＮＧＡ）、他４名，「インピーダンス エレクトローズ ポジションズ オブ リムス クァンティファイ フルード コンパートメンツ イン ドッグス（Ｉｍｐｅｄａｎｃｅ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓ ｐｏｓｉｔｉｏｎｅｄ ｏｎ ｐｒｏｘｉｍａｌ ｐｏｒｔｉｏｎｓ ｏｆ ｌｉｍｂｓ ｑｕａｎｔｉｆｙ ｆｌｕｉｄ ｃｏｍｐａｒｔｍｅｎｔｓ ｉｎ ｄｏｇｓ）」，（米国），ジ アメリカン フィジオロジカル ソサイアティ（ｔｈｅ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ），１９９１年
【非特許文献４】
ポーラ ビー．ペンダーグラス（ＰＡＵＬＡ Ｂ．ＰＥＮＤＥＲＧＲＡＳＳ）、他４名，「ア ラピッド メソッド フォー デターミニング ノーマル ウェイツ オブ ミディアム−トゥ−ラージ マングラル ドッグス（Ａｒａｐｉｄ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇ ｎｏｒｍａｌｗｅｉｇｈｔｓ ｏｆ ｍｅｄｉｕｍ−ｔｏ−ｌａｒｇｅ ｍｏｎｇｒｅｌ ｄｏｇｓ），ＢＳＡＶＡ，１９８３年
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ＢＣＳを用いた肥満度判定は、触診や視診等の獣医の主観によって体型を判定されることから、経験や勘によるところが大きいためばらつきが生じやすく誤判定する可能性が高かった。その上、家庭内において専門的な知識を持たない飼い主がＢＣＳを用いて手軽に肥満判定するにしても、判定のばらつきが益々大きくなってしまう可能性が高くなり、その結果餌を与えすぎて肥満化してしまったり、逆に痩せ過ぎで動物の体に負担をかけてしまっていた。
【００１０】
また、動物のインピーダンス値の測定に関しては上述のように様々な研究が成されているが、動物に対して侵襲的な測定がほとんどであり実用的ではなかった。また、非侵襲的にインピーダンス値を測定し、人間と同様に体脂肪率や体水分量等を算出する、犬を被験体とした２つの研究を示したが、１つ目の研究においては、犬を宙吊りの状態で固定する固定具が必要であり、大型犬に対応させるためには装置自体も大型にして対応せざるを得なかった。また、動物の両前脚及び両後脚に各々インピーダンス電極を接触させるために、測定者は２人がかりで各脚を把持しなければならず、手間のかかる測定であった。その上、把持の仕方によっては電極接触部がずれてしまい誤差を生じる原因となる可能性もあった。また体脂肪率や体水分量等の健康評価データを算出するためには、体重や体長を別途測定しなければならないため測定時間も手間も大幅にかかることになる。更に前記別途測定した体長は、測定電極間距離の代用として用いられるに過ぎず、例えば健康評価データを算出する際の誤差要因となってしまう。
【００１１】
また２つ目の研究においては、インピーダンス測定の際に仰向けの状態で静止していられる動物はほとんどいないため、麻酔によって眠らせてから測定することが必須条件となり、インピーダンス測定を非侵襲に行うことが可能であっても実用には向かないものであった。また前述と同様に、測定電極間距離の代用として体長を別途測定して用いているため、健康評価データを算出する際の誤差要因となってしまう。
【００１２】
以上のように、動物の生体インピーダンス測定に関しては、未だ研究段階を脱しておらず、簡便に動物の健康管理を行えるような実用に適したものはこれまでなかったと言える。
【００１３】
また、動物の胴囲と体重値との相関から得られた回帰式を用いて体重値を推定したものに関しては、推定された体重値を用いて健康管理を図る所までは研究もなされていなかった。
【００１４】
更に、人体の肥満度を判定する装置としてＢＩＡ技術を用いて体脂肪率を測定することにより肥満傾向を示唆するような生体測定装置は公知であるが、大きさも様々で種類も多様な動物に対応可能な、動物の体脂肪率を算出できるような装置はこれまで無かった。
【００１５】
本発明は、上述の従来技術の問題点を解決し、家庭でも簡便に動物の健康管理を行うことが可能な動物健康管理装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、動物の体重値を入力する体重値入力手段と、動物の四肢の付け根にインピーダンス測定電極を接触させ、前後脚間のインピーダンス値を測定するインピーダンス測定手段と、動物の前後脚付け根間の距離を入力する脚間距離入力手段と、前記体重値と、前記前後脚間のインピーダンス値と、前記前後脚付け根間の距離とから、健康評価データを算出する健康評価データ算出手段とを有する動物健康管理装置を提供する。
【００１７】
前記インピーダンス測定電極は、導電性樹脂や導電性ゴム等の柔軟性を備えた導電体、又は皮膚に接触する部分を球面状やバネ状に形成した導電体である。
【００１８】
前記インピーダンス測定電極は、体毛を避けて動物の皮膚に接触させることが可能な複数の凹凸を、電極表面に形成して成る。
【００１９】
前記インピーダンス測定電極は、水を含んで保持するスポンジ又は布等の保水性を有するクッション材を電極表面に形成して成る。
【００２０】
前記インピーダンス測定電極は、動物に刺激を与えない程度の一定圧で接触させる定圧手段を更に有する。
【００２１】
前記健康評価データ算出手段は、体長、体高、胴囲、胸囲又は腰囲等の形態計測値を更に加えて健康評価データを算出する。
【００２２】
前記体重値入力手段は、動物の胸部、腹部又は四肢の付け根の内少なくとも一箇所を載置し保定する保定手段を更に有し、動物の脚を前記保定手段以外に接触させない状態で保定することにより、保定された動物の体重を測定して入力する。
【００２３】
前記保定手段は、動物の四肢の付け根に接触する接触部を更に有し、この接触部間の距離を自動で測定し入力することにより、前記脚間距離入力手段を一体として成る。
【００２４】
前記保定手段は、動物の四肢の付け根に接触する接触部を更に有し、この接触部には前記インピーダンス測定電極が配設されることにより、前記インピーダンス測定手段を一体として成る。
【００２７】
前記保定手段は、動物の大きさに合わせて載置幅や高さ等を変形可能である。
【００２８】
前記保定手段は、少なくとも四肢を通すことが出来る柔軟な網目状のシートと、前記シートを広げた状態から折り畳んだ状態まで何れの状態も保持可能とするフレームとから成る。
【００２９】
前記健康評価データ算出手段により算出される健康評価データは、体水分量である。
【００３０】
前記健康評価データ算出手段により算出される健康評価データは、除脂肪量である。
【００３１】
前記健康評価データ算出手段により算出される健康評価データは、体脂肪率である。
【００３２】
前記健康評価データ算出手段は、算出した健康評価データからボディーコンディションスコアを推定するＢＣＳ推定手段を更に有する。
【００３３】
前記健康評価データ算出手段は、算出した健康評価データから肥満度を判定する肥満判定手段を更に有する。
【００３４】
【発明の実施の形態】
本発明の動物健康管理装置は、動物の体重値を入力する体重値入力手段と、動物の四肢の付け根にインピーダンス測定電極を接触させ、前後脚間のインピーダンス値を測定するインピーダンス測定手段と、動物の前後脚付け根間の距離を入力する脚間距離入力手段と、前記体重値と、前記前後脚間のインピーダンス値と、前記前後脚付け根間の距離とから、健康評価データを算出する健康評価データ算出手段とを有する。従って、インピーダンス測定間距離を体長で代用することなく、動物の体幹部の正確なインピーダンス測定が可能であり、より精度の高い健康評価データにより健康管理が可能である。また、体毛の少ない四肢の付け根でインピーダンス測定をするため体毛による接触抵抗が小さく、安定した測定が可能である。
【００３５】
前記インピーダンス測定電極は、導電性樹脂や導電性ゴム等の柔軟性を備えた導電体、又は皮膚に接触する部分を球面状やバネ状に形成した導電体であることから、電極が接触する動物の四肢の付け根に、痛みや強い刺激を与えることなく測定が可能である。
【００３６】
前記インピーダンス測定電極は、体毛を避けて動物の皮膚に接触させることが可能な複数の凹凸を、電極表面に形成して成ることにより、凹凸部が体毛を掻きわけるように入り込み、電極を皮膚に確実に接触させることが可能である。
【００３７】
前記インピーダンス測定電極は、水を含んで保持するスポンジ又は布等の保水性を有するクッション材を電極表面に形成して成ることにより、皮膚にはクッション材が接触するため動物への刺激が小さい上に、このクッション材は水を含んで保持しており、導電率の極めて高い水を介して皮膚と電極が接触するため、表面が平面状の電極でも、体毛に影響されることなく精度を損なわず測定が可能である。
【００３８】
前記インピーダンス測定電極は、動物に刺激を与えない程度の一定圧で接触させる定圧手段を更に有することから、動物の体圧が四肢の付け根に加わった状態でも電極が接触している部分には必要以上の力が加わらないため、痛みや刺激を与えることなく測定が可能である。
【００３９】
前記健康評価データ算出手段は、体長、体高、胴囲、胸囲又は腰囲等の形態計測値を更に加えて健康評価データを算出することにより、より正確な動物の形態モデルを作成し、精度の高い健康評価データを算出することが可能である。
【００４０】
前記体重値入力手段は、動物の胸部、腹部又は四肢の付け根の内少なくとも一箇所を載置し保定する保定手段を更に有し、動物の脚を前記保定手段以外に接触させない状態で保定することにより、保定された動物の体重を測定して入力することにより、動物を四つん這いの自然な状態で保定することが可能であり、四肢が装置や地面に接触させないこといより、脚に力が入らないため暴れるのを防止することができ、スムーズな体重測定が可能である。
【００４１】
前記保定手段は、動物の四肢の付け根に接触する接触部を更に有し、この接触部間の距離を自動で測定し入力することにより、前記脚間距離入力手段を一体として成ることから、動物を保定するだけで四肢の付け根間の距離を簡便に測定か能である。
【００４２】
前記保定手段は、動物の四肢の付け根に接触する接触部を更に有し、この接触部には前記インピーダンス測定電極が配設されることにより、前記インピーダンス測定手段を一体として成ることから、動物を保定した状態で簡便にインピーダンス測定が可能である。
【００４５】
前記保定手段は、動物の大きさに合わせて載置幅や高さ等を変形可能であることから、動物の種類や大きさを問わず保定可能である。
【００４６】
前記保定手段は、少なくとも四肢を通すことが出来る柔軟な網目状のシートと、前記シートを広げた状態から折り畳んだ状態まで何れの状態も保持可能とするフレームとから成ることにより、網目シート上に動物を載置する際動物の大きさに合わせて脚を通す網目位置を変えるだけで簡便に保定可能である。
【００４７】
前記健康評価データ算出手段により算出される健康評価データは、体水分量、除脂肪量または体脂肪率の内少なくとも１つであることから、人間と同様の健康評価データにより健康管理が可能である。
【００４８】
前記健康評価データ算出手段は、算出した健康評価データからボディーコンディションスコアを推定するＢＣＳ推定手段を更に有することから、獣医や専門家の触診や視診の経験なしに、客観的な指標に基づいて家庭で簡便にＢＣＳを求めることが可能である。
【００４９】
前記健康評価データ算出手段は、算出した健康評価データから肥満度を判定する肥満判定手段を更に有することから、簡便に肥満判定を行うことができ、家庭でも手軽に動物の健康管理をすることが可能である。
【００５０】
【実施例】
本発明の動物健康管理装置の第１実施例は、動物を装置に保定することにより、動物の体重値、インピーダンス値及び前後脚間距離を自動で測定し、健康評価データとして動物の体脂肪率を算出することにより肥満度合いの判定を可能としたものである。
【００５１】
以下、本発明の第１実施例について図１乃至６を用いて構成を説明する。図１は第１実施例の動物健康管理装置の外観図であり、図２は本動物健康管理装置の使用状態を表す正面図である。図３は本動物健康管理装置の使用状態を表す側面図である。図４は本動物健康管理装置の一部の内部構成図の斜視図である。図５は電極表面の拡大図である。図６は第１実施例の機能構成ブロック図である。
【００５２】
まず図１の外観図に示すように動物健康管理装置０は、動物を四つん這いの状態で保定する保定部１と、この保定部１により保定された動物の体重値を測定する体重測定部２とから構成しており、前記保定部１は、動物の胸部及び腹部を載置する載置部３と、動物の前後足間距離に合わせて載置部３から前脚側と後脚側とに各々脚の付け根位置まで引き出し可能であり、引き出した位置で保持可能な前脚補助支持部４及び後脚補助支持部４’と、体重測定部２から動物の四肢を浮かせた状態にするために体重測定部２から載置部３までの高さを変えるリフト部８とを有する。
【００５３】
また図２及び図３に示すように、前脚補助支持部４の端部には、動物の右前脚及び左前脚の付け根に各々接触させるインピーダンス測定用の電流印加電極５及び電圧測定電極６と、これらを摺動可能に配設する電極摺動部７とを備えており、これと同様に後脚補助支持部４’においても、動物の右後脚及び左後脚の付け根に各々接触させるインピーダンス測定用の電流印加電極５’及び電圧測定電極６’とこれらを摺動可能に配設する電極摺動部７’とを備えている。これによりインピーダンス測定は微弱電流を前後脚間に導電させると共に、前後脚間の電位を測定する４電極法によるものとする。
【００５４】
ここで図４に示す内部構成図により、前脚補助支持部４及び後脚補助支持部の可動機構について説明する。
【００５５】
前脚補助支持部４及び後脚補助支持部４’は載置部３より水平に引出可能であり、公知のボールスライダ機構を備えている。すなわち、各補助支持部４及び４’は両脇を各々、複数の硬球を直線状に並べたボールリニアガイド１３により挟み込まれており、このボールリニアガイド１３内のボールと係合するガイド溝１４を有し、このガイド溝１４に沿ってボールが転がることによりスムーズな引き出しが可能であり、本実施例においては各補助支持部４及び４’を手動で可動させるものとする。
【００５６】
また、各補助支持部４及び４’上に電極摺動部７及び７’を配設している端部とは逆の端部には両側に、各補助支持部４及び４’を載置部３から引き出す際の抜け防止としてストッパー１５が配されている。一方のストッパーには各々公知のエンコーダ１６を設けてあり、載置部３の内側側面にエンコーダ１６により距離を読み取るためのエンコーダガイド１７を配しており、各補助支持部４及び４’を引き出した距離を自動で計測する。ここで、各補助支持部４及び４’は前脚及び後脚の付け根まで各々引き出すものであるため、各補助支持部４及び４’を引き出した距離を用いて前後脚間距離が簡便に算出可能である。
【００５７】
また、もう一方のストッパーには山形状板バネ１８が配されており、この山形状板バネ１８と接触する載置台３内部側面には、この山形状板バネ１８と係合する波状の位置決めガイド１９が配されており、各補助支持部４及び４’を引き出した位置で保持することが可能である。
【００５８】
更に各電極５、５’、６及び６’と各電極摺動部７及び７’の摺動機構についても、図示しないが、上記説明と同様の公知のボールスライダ機構により可動し、各電極５、５’、６及び６’を手動でスライドさせる機構とする。
【００５９】
次に図５の各電極５、５’、６及び６’の表面の拡大図に示すように、電極表面は、先端を球面加工した複数の突起状の導電体により形成されており、体毛を掻きわけて直接皮膚に電極を接触させることが可能である。
【００６０】
また前記リフト部８は公知のジャッキ及びリフト等の高さ可変装置により構成するものであり、本実施例においては、別途操作部により操作可能な電動式リフトを備えている。
【００６１】
また体重測定部２は、体重値を測定する秤部１１と、電源スイッチや測定操作を行う操作部９と、体重値、インピーダンス値又は前後脚間距離等の測定値や、肥満度判定結果等を表示する表示部１０とを更に有して構成する。
【００６２】
更に前記保定部１と前記体重測定部２とが信号のやりとりを行う接続部１２によって接続されている。
【００６３】
以下に、本動物健康管理装置０による一連の保定手順を示す。まず動物の胸部及び腹部を載置部３に載せ、動物の胴体長に合わせて、前記載置部３に収納されている前脚補助支持部４及び後脚補助支持部４’を、各々前脚及び後脚の付け根が各補助支持部４及び４’に載るように引き出す。引き出された各補助支持部４及び４’は、山形状板バネ１８と位置決めガイドにより引き出された位置で保持されると共に、各補助支持部４及び４’を引き出した距離が各々、エンコーダ１６及びエンコーダガイド１７により自動で計測される。
【００６４】
次に電極摺動部７及び７’上において摺動可能に配設された各電極５、５’、６及び６’を、手動で四肢の付け根に接触する位置にスライドさせる。これにより前脚の付け根から後脚の付け根までのインピーダンス値が測定可能となる。
【００６５】
前記前脚及び後脚側の各補助支持部４及び４’によって脚の付け根を支持された状態で、脚の付け根から爪先までは本健康管理装置０に接触しないように宙に浮かせた状態にするために、操作部９によりリフト部８の高さを変えることによって動物を浮き上がらせることにより保定部１に保定された動物の体重を体重測定部２により測定することが可能である。また上述のように四肢の付け根を支持して四肢をフリー状態にすることにより、動物が四肢に力を加えることが出来ないため、脚の動作を制限することが可能であり、急に走り出したり、暴れたりすることを防ぐことが可能である。
【００６６】
以上の構成により、各電極５、５’、６及び６’をセットする際に、前脚補助支持部４及び後脚補助支持部４’が引き出された距離が自動で計測されることから、元の載置部３の長さとから前後脚間距離、すなわちインピーダンス測定電極間の距離を簡便に求めることができ、測定電極間距離の代用値として体長を用いることなく測定部位におけるより精度の高い健康評価データを得ることができる。
【００６７】
更に、測定可能な動物の種類としては、四肢を有する動物であり、四肢の付け根付近の皮膚がワニやサイ等のように硬質化した動物以外で、電流を流すことができ電圧を測定することができる動物であれば対応可能であり、例えば犬であれば、大型犬、小型犬、長毛種、短毛種等の区別なく幅広く測定可能である。
【００６８】
次に、図６の機能構成ブロック図を用いて内部の機能的構成を説明する。本動物健康管理装置０は、保定部１と体重測定部２とが接続部１２を介して接続されており、保定部１内の電流印加電極５及び５’と電圧測定電極６及び６’と、同じく保定部１内の前脚補助支持部４及び後脚補助支持部４’の引き出し距離を計測するエンコーダ１６とが、各々接続部１２を介して体重測定部２内の制御部２２に接続されている。また、体重測定部２からの載置部３の高さを変えるリフト部８は、制御部２２に直接接続して構成している。
【００６９】
また体重測定部２においては、体重を測定する秤部１１が制御部２２に接続され、この制御部２２は、測定値から体脂肪率を算出し肥満度を判定する演算部２１に接続されている。更に制御部２２は測定結果や肥満度判定基準等を記憶するメモリ部２３、測定値や肥満判定結果等を表示する表示部１０、本動物健康管理装置０に電力を供給する電源２４、及び電源切り換えや測定操作等を行う操作部９に接続している。
【００７０】
以上により構成される本動物健康管理装置０による、被験体を犬とした肥満判定処理の一例を図７乃至図１０を用いて詳述する。図７は本装置の動作を示すフローチャートである。図８は体脂肪率−ＢＣＳ対応データであり、図９及び１０は動物の形態モデルを示したものである。
【００７１】
まず、図７において、操作部９内に配した電源スイッチを押して本動物健康管理装置０の電源をオンすると、図３のステップＳ１において、被験体である犬を保定部１に保定し、測定準備が整ったら操作部９内の測定スイッチを押すよう指示するメッセージを表示する。続くステップＳ２において操作部９内の測定スイッチが押されたかどうか判断され、押されていなければＮＯに進み再びステップＳ１に戻り前記メッセージを繰り返す。
【００７２】
また、前記メッセージに従い、上述した一連の保定手順により犬を保定し測定準備が完了し、操作部９内の測定スイッチが押されるとＹＥＳに進み測定を開始する。
【００７３】
測定は、まず、ステップＳ３において保定部１に保定されている犬の体重値を測定し、続くステップＳ４において、前後脚の付け根間のインピーダンス値を測定すると共に、ステップＳ５においてエンコーダ１６により計測された移動距離と、載置部３の長さから前後脚間距離を算出する。ステップＳ６において前記体重値、インピーダンス値及び前後脚間距離とをメモリ部２３に記憶する。
【００７４】
ステップＳ７において、算出した前後脚間距離に基づく犬の形態モデルを作成する。ここでは前後脚間距離をＬとした円柱モデルを作成する。この円柱モデルによりステップＳ８において人間と同様の公知の体水分量算出式より体水分量を求めることができる。すなわち体水分量をＶ（ｋｇ）、インピーダンス値をＺ及び水の電気伝導度をσとすると、体水分量Ｖは次式で求められる。Ｖ＝Ｌ２／（σ×Ｚ）
【００７５】
更にステップＳ９において、この体水分量Ｖを用いて人間と同様にして一般的な算出式を用いて次のように体脂肪率を推定する。すなわち、ステップＳ３において測定した体重値をＷ（ｋｇ）とし、この動物の除脂肪量をＸ（ｋｇ）、体脂肪量をＦ（ｋｇ）とする。まず、人間において除脂肪量Ｘ（ｋｇ）中に占める体水分量の割合が７３．２（％）程度であるといわれており、一般的にこの値は動物にも当てはまるとされていることから、除脂肪量Ｘ（ｋｇ）＝Ｖ／０．７３２と表せる。更に体重値Ｗから除脂肪量Ｘを引くと、体脂肪量Ｆ（ｋｇ）＝体重値Ｗ（ｋｇ）―除脂肪量（ｋｇ）より体脂肪量Ｆが求まる。よって体脂肪率（％ＦＡＴ）＝（Ｆ／Ｗ）×１００として算出される。
【００７６】
ステップＳ１０において、算出された体脂肪率を客観的指標として従来の犬の肥満判定基準であるＢＣＳを推定する。メモリ部２３より図８に示す体脂肪率−ＢＣＳ対応データを読み込む。これは、ＢＣＳが１から５までの５段階評価に対して、各々体脂肪率の範囲がどの程度かを予め設定したものである。続くステップＳ１１において、ステップ９において求めた前記体脂肪率に対応するＢＣＳを、体脂肪率−ＢＣＳ対応データより導出して肥満度を判定すると共に判定結果を表示部１０に表示する。
【００７７】
ステップＳ１２において操作部９内の測定スイッチが押されたかどうか判断される。押されていなければＮＯに進み、ステップＳ１１の肥満判定結果を表示し続け、測定スイッチが押されたらＹＥＳに進み、再びステップＳ１に戻り新たな測定準備に入る。
【００７８】
なお、本動物健康管理装置０の構成について、図３に示したインピーダンス測定電極６の電極表面は先端を球面加工した複数の突起状電極により形成しているものとした。しかし、この電極は、導電性であれば金属、樹脂又はゴム等何れの材料により形成されても良い。また、先端が球面加工されていなくとも皮膚に電極を押し付けた時に弾性を有するバネ形状であっても良い。
【００７９】
また電極が動物に接触する際は、動物の体圧により四肢の付け根に電極が押し付けられる構造となっているが、水を保持することが可能なスポンジや布等の保水材料を電極表面のクッション材として用いて接触させることにより、導電率の高い水を介して皮膚と電極とを接触させることが可能であるため、表面が平面状の電極でも精度を損なうことなく測定が可能である。
【００８０】
また、電極５、５’、６及び６’は、各々四肢の付け根に接触させたが、右又は左のどちらか一方の前脚と後脚の付け根間に４つの電極を配しても良い。例えば左半身側に配された電流印加電極５及び５’を結ぶ直線上に、各電極のすぐ内側に電圧測定電極６及び６’を配することにより、電流経路と電圧測定位置が近接するため安定した測定が可能である。
【００８１】
また図７のフローチャートのステップＳ７においては、動物の形態モデルとして、図９に示した前後脚間距離Ｌのみを基準とした円柱モデルを用いた。これに加え、体幹部の周径囲を考慮することにより、より正確な形態モデルを作成することが可能である。ここで体幹部の周径囲は次の３つを定義するものとする。１つ目は両前脚付け根付近を含む周径囲を胸囲ｄとし、２つ目は両後脚付け根付近を含む周径囲を腰囲ｅとし、３つ目は体幹部の最大周径囲を胴囲Ｃとして定義する。
【００８２】
ここでは、予め動物の胸囲ｄ及び腰囲ｅとを測定し、図１０に示すように、前後脚間距離Ｌに胸囲ｄ及び腰囲ｅとを追加した円錐台モデルを作成することにより、より正確な形態モデルを作成することができる。インピーダンス測定は体の電気抵抗を測定するものであるから、電流が流れる経路の長さと太さ、つまり形態モデルの前後脚間距離と測定間の面積に影響される。よってステップＳ８に示した体水分量算出の式は、例えばＶ＝（Ｌ２×ｄ×ｅ）／（σ×Ｚ）とすることにより、より精度を高めることが可能である。
【００８３】
更に円錐台モデルから全身のインピーダンス値を推定する場合には、体高や脚長等の形態計測値を加え、形態モデルをより正確に作成することが望ましい。
【００８４】
またステップＳ７に加え、ステップＳ８及びステップＳ９において示した体脂肪率算出過程においては、一般に人の体脂肪率算出に用いられる算出式を用いたが、予め動物体脂肪率算出用回帰式を求めてメモリ部２３に記憶させておくことにより、より正確に動物の体脂肪率を得ることができる。また、体水分量や除脂肪量等に関しても、各々回帰式をメモリ２３に記憶させておき、算出することも可能である。
【００８５】
本発明の第２実施例は、図１乃至４に示した第１実施例の構成の内、保定部１を図１１に示す構成に代えたものであり、動物健康管理装置１００として次に示す。
【００８６】
すなわち、動物健康管理装置１００は、保定部１０１と、第１実施例と構成及び機構が同様の体重測定部２及び接続部１２とから構成されている。保定部１０１はリフト部８に取り付けた２本のフレーム１０２と、このフレーム１０２によって保持され、柔軟性を有する網目形状であり、動物の脚を通して動物を載置する網目状載置部１０３と、前記網目状載置部１０３に脚を通した動物の脚の付け根部分に自由に位置セット可能な可動電極１０４、１０４’、１０５及び１０５’と、載置した動物の前後脚間距離に合わせて公知のエンコーダガイド１０６上を視認により手動でスライドさせるエンコーダ１０７とから構成される。
【００８７】
この時、網目状載置部１０３は、少なくとも被験体となる動物の前脚及び後脚の付け根間距離以上の大きさを有するものとする。
【００８８】
また、前記網目状載置部１０３を保持する２本のフレーム１０２はリフト部８により固定されていることから、２本のフレーム１０２間の距離はリフト部８を高くするほど狭まる構造であるとする。
【００８９】
以上の動物健康管理装置１００を用いた動物の保定手順を次に示す。まず、動物の四肢の幅に合わせて網目状載置部１０３のいずれかの網目に四肢を通し動物を載置する。動物の四肢を体重測定部２又は地面から浮き上がらせるため、操作部９によりリフト部８の高さを高くする。これにより、徐々に前記２本のフレーム１０２の間隔が狭められ、網目状載置部１０３に載置された動物を２本のフレーム１０２によって両脇から挟み込むように動物を固定することが可能である。このとき、動物を固定した状態においては、動物の四肢は既に十分に浮き上がっているものとする。
【００９０】
ここで各可動電極１０４、１０４’、１０５及び１０５’を四肢の付け根に各々セットする。可動電極１０４、１０４’は電流印加電極であり、可動電極１０５、１０５’は電圧測定電極である。各々位置を自由にセット可能であることから、四肢の付け根と、四肢の付け根近傍に接触している網目状載置部１０３との間に挟み込まれるように、各電極をセットする。セットした電極位置を視認し、エンコーダガイド１０６上に配設されたエンコーダ１０７を手動でスライドさせることにより前後脚間距離をセットする。以上により動物の保定完了となる。また、動物健康管理装置１００を用いて、第１実施例の図７乃至９により説明したインピーダンス測定及び肥満判定が同様に可能である。
【００９１】
本発明の応用例は、インピーダンスを使用することなく、胴囲から推定した体重値と体重の実測値とを比較し、同じ断面積当たりの体重値の差から体組成の割合を推定するものである。例えば体組成が筋肉と脂肪の２つから成るとした場合、同じ断面積当たりの重量は筋肉の方が重い。よって、同じ面積当たりの体重値が軽ければ脂肪量が多いと判断できる。
【００９２】
更に、前記体重値の差と、体脂肪率の実測値との相関から得られた回帰式を用いて体脂肪率を算出し、肥満判定を行うものである。
【００９３】
以下に、応用例の構成を図１２を用いて説明する。図１２は応用例の外観図であり、図１乃至４に示した第１実施例の構成と比較して説明する。
【００９４】
図１２に示す動物健康管理装置２００は、第１実施例の動物健康管理装置０の構成から各電極５、５’、６及び６’、電極摺動部７及び７’、エンコーダ１６及びエンコーダガイド１７とを除いた構成である。更に、図１に示す操作部９は、動物の形態計測値を数値入力することが可能なテンキーを有する操作及び入力部２３０とした。本装置のその他の部分の構成及び機構は第１実施例と同様であるが、混同を避けるため、図１２の外観図においては各部の符号を次のように定義する。すなわち、保定部２０１、体重測定部２０２、載置部２０３、前脚補助支持部２０４、後脚補助支持部２０４’リフト部２０８、表示部２１０及び秤部２１１とした。
【００９５】
次に、図１３に示す応用例の機能構成ブロック図を用いて、内部の機能的構成を説明する。本動物健康管理装置２００は、保定部２０１内のリフト部２０８が体重測定部２０２内の制御部２２２に接続している。また、体重測定部２０２内においては、体重を測定する秤部２１１が制御部２２２に接続され、この制御部２２は、測定値から体脂肪率を算出し肥満度を判定する演算部２２１に接続されている。更に制御部２２２は測定結果や肥満度判定基準等を記憶するメモリ部２２３、測定値や肥満判定結果等を表示する表示部２１０、本動物健康管理装置２００に電力を供給する電源２２４、電源切り換え、測定操作又は数値のテンキー入力等を行う操作及び入力部２３０に接続している。
【００９６】
以上により構成される本動物健康管理装置２００による、被験体を犬とした肥満判定処理の一例を図１４、図１５及び図１６を用いて詳述する。図１４は本装置の動作を示すフローチャートである。図１５は胴囲Ｃと体重値との関係を示したグラフである。図１６は基準体重値と実測値との差と、ＤＥＸＡ測定により得られた体脂肪率（%ＦＡＴ）との関係を示したグラフである。
【００９７】
図１４のフローチャートにおいて、まず、操作及び入力部２３０内に配した電源スイッチを押して本動物健康管理装置２００の電源をオンすると、図１４のステップＳ２０において、被験体である犬を保定部２０１に保定し、測定準備が整ったら操作及び入力部２３０内の測定スイッチを押すよう指示するメッセージを表示する。続くステップＳ２１において操作及び入力部２３０内の測定スイッチが押されたかどうか判断され、押されていなければＮＯに進み再びステップＳ２０に戻り前記メッセージを繰り返す。
【００９８】
また前記メッセージに従い本動物健康管理装置２００に犬を保定し測定準備を完了させ、操作及び入力部２３０内の測定スイッチが押されるとＹＥＳに進み測定を開始する。
【００９９】
ステップＳ２２において保定部２０１に保定された動物の体重を体重測定部２０２において測定する。続くステップＳ２３において、予めメジャー等で測定しておいた胴囲の距離を操作及び入力部２３０内のテンキーにより胴囲の数値を入力する。
【０１００】
ステップＳ２４において、予めメモリ部２２３内に記憶させておいた、胴囲と体重値との相関から体重値を推定する回帰式をメモリ部２２３より読み込み、続くステップＳ２５において、前記入力した胴囲から前記回帰式により体重値を算出し、これを基準体重値としてメモリ部２２３に記憶する。
【０１０１】
ステップＳ２６において、この基準体重値とステップＳ２２において算出した実測値との差を算出する。ここで図１５は胴囲と体重との関係を示したグラフである。図中Ｃは胴囲を示し、ＰＷｔは胴囲と体重値との相関により得られた回帰式から求められる基準体重値であり、この回帰式は例えばＰＷｔ＝ｉ×Ｃ＋ｊで表される。ただしｉ及びｊは定数である。またＷｔは実測値を表し、αは基準体重値と実測値との差ＰＷｔ−Ｗｔを示す。
【０１０２】
差αは、同じ胴囲つまり同じ断面積当たりの重量に差があることを示しており、基準体重値ＰＷｔ時の体組成に対して筋肉量と体脂肪量の割合が異なると解することができる。すなわち、基準体重ＰＷｔよりも実測値Ｗｔの方が軽い場合、ＰＷｔを構成する筋肉量と体脂肪量との割合よりも、実測値Ｗｔの構成の方が体脂肪量の割合が多い。つまり体脂肪率が高いと言うことができる。
【０１０３】
従って、ステップＳ２７において、差αから体脂肪率を算出するため、予めメモリ部２２３内に記憶してある体脂肪率算出式を読み込む。この体脂肪率算出式は、差αと予め公知のＤＥＸＡ測定により算出した動物の体脂肪率との相関より得られた回帰式である。図１６は、この差αと体脂肪率との関係を示したグラフであり、回帰式は、例えば、体脂肪率（％ＦＡＴ）＝ｍ×（ＰＷｔ−Ｗｔ）＋ｎで表される。ただしｍ及びｎは定数である。
【０１０４】
以下のステップＳ２９、Ｓ３０及びＳ３１は、図７に示した第１実施例の動作のフローチャートの内、ステップＳ１０、Ｓ１１及びＳ１２によって示されるＢＣＳによる肥満度判定及び表示と同様の動作を示す。
【０１０５】
なお、ステップＳ２３において、胴囲は操作及び入力部２３０により数値入力するためにメジャー等で予め測定しておくものとしたが、胴囲は体幹部の最大周径囲であることから、載置部２０３又は各補助支持部２０４及び２０４’に公知のメジャーを内蔵させておき、動物保定後にメジャーを引き出して動物の胴周囲上にあてることにより測定することも可能である。またこのメジャーは公知のエンコーダ計測式メジャーとすることにより、操作及び入力部２３０から数値入力することなしに、自動で測定すると共に数値を入力することも可能である。
【０１０６】
また、ステップＳ２５において胴囲のみから基準体重を算出したが、体長、体高又は前後脚間距離等の形態情報を更に加味して基準体重を算出することにより、例えば犬であれば、胴囲が同じでも体長の長い種類や、小型犬と同程度の胴囲を持つような痩せ型の大型犬種等、胴囲だけでは判断が難しいような種類の動物にも対応でき、より正確な基準体重を求めることが可能である。
【０１０７】
更に、胴囲を含む前記形態情報と、予めＤＥＸＡ測定等により算出した動物の体脂肪率との相関から得られた回帰式により、形態計測値から直接体脂肪率を求めても良い。
【０１０８】
なお、第１及び第２実施例並びに応用例において、肥満度の判定は、回帰式又は公知の体脂肪率算出式によって算出された体脂肪率より客観的にＢＣＳを推定し、推定されたＢＣＳによって５段階の肥満判定を行ったが、体脂肪率の評価範囲を、ＢＣＳに合わせた５段階評価ではなく、より細かく分別することにより、ＢＣＳによる５段階の肥満判定以上に詳細な肥満判定が可能である。
【０１０９】
また、あらゆる動物に対して１つの回帰式である必要はなく、例えば犬用、猫用等の動物の種類別、更に犬の中でも大型犬や小型犬等に分別し、各々に応じた回帰式をメモリ内に複数設定しておき、被験体である動物の種類を選択可能とすることによってより正確な健康評価データを得ることができる。例えば、第１及び第２実施例において、操作部９内に動物の種類を選択する複数の動物選択スイッチを設け、図７のステップＳ２において、測定スイッチに代えていずれかの動物選択スイッチが押されたかどうかを判断し測定を開始しても良い。
【０１１０】
更にリフト部の高さを調整することにより動物の四肢を浮かせることで動物が暴れるのを防止する構成としたが、例えば第１実施例において、載置部３や各補助支持部４及び４’に固定用ベルトのような動物を押さえつけて固定する固定具を有しても良い。
【０１１１】
【発明の効果】
本発明の動物健康管理装置は、動物の体重値を入力する体重値入力手段と、動物の四肢の付け根にインピーダンス測定電極を接触させ、前後脚間のインピーダンス値を測定するインピーダンス測定手段と、動物の前後脚付け根間の距離を入力する脚間距離入力手段と、前記体重値と、前記前後脚間のインピーダンス値と、前記前後脚付け根間の距離とから、健康評価データを算出する健康評価データ算出手段とを有する。従って、インピーダンス測定間距離を体長で代用することなく、動物の体幹部の正確なインピーダンス測定が可能であり、より精度の高い健康評価データにより健康管理が可能である。また、体毛の少ない四肢の付け根でインピーダンス測定をするため体毛による接触抵抗が小さく、安定した測定が可能である。
【０１１２】
前記インピーダンス測定電極は、導電性樹脂や導電性ゴム等の柔軟性を備えた導電体、又は皮膚に接触する部分を球面状やバネ状に形成した導電体であることから、電極が接触する動物の四肢の付け根に、痛みや強い刺激を与えることなく測定が可能である。
【０１１３】
前記インピーダンス測定電極は、体毛を避けて動物の皮膚に接触させることが可能な複数の凹凸を、電極表面に形成して成ることにより、凹凸部が体毛を掻きわけるように入り込み、電極を皮膚に確実に接触させることが可能である。
【０１１４】
前記インピーダンス測定電極は、水を含んで保持するスポンジ又は布等の保水性を有するクッション材を電極表面に形成して成ることにより、皮膚にはクッション材が接触するため動物への刺激が小さい上に、このクッション材は水を含んで保持しており、導電率の極めて高い水を介して皮膚と電極が接触するため、表面が平面状の電極でも、体毛に影響されることなく精度を損なわず測定が可能である。
【０１１５】
前記インピーダンス測定電極は、動物に刺激を与えない程度の一定圧で接触させる定圧手段を更に有することから、動物の体圧が四肢の付け根に加わった状態でも電極が接触している部分には必要以上の力が加わらないため、痛みや刺激を与えることなく測定が可能である。
【０１１６】
前記健康評価データ算出手段は、体長、体高、胴囲、胸囲又は腰囲等の形態計測値を更に加えて健康評価データを算出することにより、より正確な動物の形態モデルを作成し、精度の高い健康評価データを算出することが可能である。
【０１１７】
前記体重値入力手段は、動物の胸部、腹部又は四肢の付け根の内少なくとも一箇所を載置し保定する保定手段を更に有し、動物の脚を前記保定手段以外に接触させない状態で保定することにより、保定された動物の体重を測定して入力することにより、動物を四つん這いの自然な状態で保定することが可能であり、四肢が装置や地面に接触させないこといより、脚に力が入らないため暴れるのを防止することができ、スムーズな体重測定が可能である。
【０１１８】
前記保定手段は、動物の四肢の付け根に接触する接触部を更に有し、この接触部間の距離を自動で測定し入力することにより、前記脚間距離入力手段を一体として成ることから、動物を保定するだけで四肢の付け根間の距離を簡便に測定か能である。
【０１１９】
前記保定手段は、動物の四肢の付け根に接触する接触部を更に有し、この接触部には前記インピーダンス測定電極が配設されることにより、前記インピーダンス測定手段を一体として成ることから、動物を保定した状態で簡便にインピーダンス測定が可能である。
【０１２２】
前記保定手段は、動物の大きさに合わせて載置幅や高さ等を変形可能であることから、動物の種類や大きさを問わず保定可能である。
【０１２３】
前記保定手段は、少なくとも四肢を通すことが出来る柔軟な網目状のシートと、前記シートを広げた状態から折り畳んだ状態まで何れの状態も保持可能とするフレームとから成ることにより、網目シート上に動物を載置する際動物の大きさに合わせて脚を通す網目位置を変えるだけで簡便に保定可能である。
【０１２４】
前記健康評価データ算出手段により算出される健康評価データは、体水分量、除脂肪量または体脂肪率の内少なくとも１つであることから、人間と同様の健康評価データにより健康管理が可能である。
【０１２５】
前記健康評価データ算出手段は、算出した健康評価データからボディーコンディションスコアを推定するＢＣＳ推定手段を更に有することから、獣医や専門家の触診や視診の経験なしに、客観的な指標に基づいて家庭で簡便にＢＣＳを求めることが可能である。
【０１２６】
前記健康評価データ算出手段は、算出した健康評価データから肥満度を判定する肥満判定手段を更に有することから、簡便に肥満判定を行うことができ、家庭でも手軽に動物の健康管理をすることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例の動物健康管理装置の外観図である。
【図２】第１実施例の動物健康管理装置の使用状態を表す正面図である。
【図３】第１実施例の動物健康管理装置の使用状態を表す側面図である。
【図４】第１実施例の動物健康管理装置の一部の内部構成図の斜視図である。
【図５】電極表面の拡大図である。
【図６】第１実施例の機能構成ブロック図である。
【図７】第１実施例の動作のフローチャートである。
【図８】体脂肪率−ＢＣＳ対応データである。
【図９】動物の形態モデルの一例を表す図である。
【図１０】動物の形態モデルの別の一例を表す図である。
【図１１】第２実施例の動物健康管理装置の外観図である。
【図１２】応用例の動物健康管理装置の外観図である。
【図１３】応用例の機能構成ブロック図である。
【図１４】応用例の動作のフローチャートである。
【図１５】胴囲と体重との関係を示したグラフである。
【図１６】基準体重値ＰＷｔと実測値Ｗｔとの差αと、体脂肪率との関係を示したグラフである。
【符号の説明】
０ 動物健康管理装置
１ 保定部
２ 体重測定部
３ 載置部
４ 前脚補助支持部
４’ 後脚補助支持部
５ 電流印加電極
５’ 電流印加電極
６ 電圧測定電極
６’ 電圧測定電極
７ 電極摺動部
７’ 電極摺動部
８ リフト部
９ 操作部
１０ 表示部
１１ 秤部
１２ 接続部
１３ ボールリニアガイド
１４ ガイド溝
１５ ストッパー
１６ エンコーダ
１７ エンコーダガイド
１８ 山形状板バネ
１９ 位置決めガイド
２１ 演算部
２２ 制御部
２３ メモリ部
２４ 電源
１００ 動物健康管理装置
１０１ 保定部
１０２ フレーム
１０３ 網状載置部
１０４ 電流印加電極
１０４’電流印加電極
１０５ 電圧測定電極
１０５’電圧測定電極
１０６ エンコーダガイド
１０７ エンコーダ
２００ 動物健康管理装置
２０１ 保定部
２０２ 体重測定部
２０３ 載置部
２０４ 前脚補助支持部
２０４’後脚補助支持部
２０８ リフト部
２１０ 表示部
２１１ 秤部
２３０ 操作及び入力部
【発明の属する技術分野】
本発明は、様々な種類や大きさの動物の体重値やインピーダンス値を測定し、体脂肪率や体水分量等の動物の健康状態を評価する健康評価データを算出し動物の健康管理を行う動物健康管理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の動物の健康管理において、例えば犬及び猫の肥満度の判定においては、獣医が触診や視診により、動物を痩せ型から肥満型まで５段階の体型に分類したボディーコンディションスコア（以下ＢＣＳと言う）を用いて肥満度合いを判定していた（例えば、非特許文献１参照。）。
【０００３】
また、動物の生体インピーダンス値を測定し、人間と同様に体脂肪率や体水分量等を算出する研究も進められている。この研究の被験体となる動物は犬、猫、羊、豚又はラット等多種に渡り、各々インピーダンス測定電極の配置や測定方法も様々に行われてきた。そのほとんどが侵襲的、つまり針状電極を皮膚に突き刺してインピーダンス値を測定するものであり、これにより得られたインピーダンス値とＤＥＸＡ測定による体組成分析や死体分析との相関を検討するものであった。その中で、犬を被験体とした研究であり、動物を傷つけない非侵襲的なインピーダンス測定を行った、以下の２つの研究内容が開示されている。
【０００４】
まず１つ目の研究においては、犬は四つん這いのまま脚を地面から浮かせた状態で固定する固定具によって宙吊りで固定されており、測定者は両掌部にインピーダンス測定用電流印加電極を各々配した手袋をあて、固定されている犬の両前脚の予め位置決めされた部位を把持することにより、電極を両前脚部に接触させる。更にもう一人の測定者が電圧測定電極を配した手袋により同様に後脚を把持することにより、前脚の把持部から後脚の把持部までのインピーダンス測定を行う。
【０００５】
ここで、体水分量はインピーダンス測定間距離の２乗に比例しインピーダンス値に反比例する、という公知のインピーダンス測定法の定理に従い、インピーダンス測定間距離の代用として体長を別途測定し、前記体長と得られたインピーダンス値とから体水分量を推定し、更に前記体水分量と別途測定した体重値とから体脂肪率を算出するものである（例えば、非特許文献２参照。）。
【０００６】
また２つ目の研究においては、インピーダンス測定の際に電極を接触させる位置は体の末端である脚部よりも、体幹部に近い脚の付け根を体毛を剃った状態で電極を接触させ測定した方がより安定した値が得られるとして、麻酔により犬を仰向けに寝かしつけた状態で右前脚と左後脚、又は左前脚と右後脚との間で体幹部を対角線上にインピーダンス測定を行うものであった。こちらも、体水分量はインピーダンス測定間距離の２乗に比例しインピーダンス値に反比例する、という公知のインピーダンス測定法の定理に従い、インピーダンス測定間距離の代用として体長を別途測定し、前記体長と得られたインピーダンス値とから体水分量を推定したものである（例えば、非特許文献３参照。）。
【０００７】
更に動物の体長、体高又は胴囲の各形態計測値と体重値との相関から得られた回帰式により体重値を推定した研究が開示されている。この中では胴囲と体重値との相関が最も高く、相関係数ｒ＝０．８５として示されている（例えば、非特許文献４参照。）。
【０００８】
【非特許文献１】
青柳昌行，「犬の健康ダイエット」，株式会社エンターブレイン，２００１年１０月２７日，ｐ．１４−１５
【非特許文献２】
大嶋知子、中塘二三生、他２名，「犬の体脂肪率測定法としてのバイオインピーダンス法の検討」
【非特許文献３】
マーク アール．シェルティング（ＭＡＲＣ Ｒ．ＳＣＨＥＬＴＩＮＧＡ）、他４名，「インピーダンス エレクトローズ ポジションズ オブ リムス クァンティファイ フルード コンパートメンツ イン ドッグス（Ｉｍｐｅｄａｎｃｅ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓ ｐｏｓｉｔｉｏｎｅｄ ｏｎ ｐｒｏｘｉｍａｌ ｐｏｒｔｉｏｎｓ ｏｆ ｌｉｍｂｓ ｑｕａｎｔｉｆｙ ｆｌｕｉｄ ｃｏｍｐａｒｔｍｅｎｔｓ ｉｎ ｄｏｇｓ）」，（米国），ジ アメリカン フィジオロジカル ソサイアティ（ｔｈｅ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ），１９９１年
【非特許文献４】
ポーラ ビー．ペンダーグラス（ＰＡＵＬＡ Ｂ．ＰＥＮＤＥＲＧＲＡＳＳ）、他４名，「ア ラピッド メソッド フォー デターミニング ノーマル ウェイツ オブ ミディアム−トゥ−ラージ マングラル ドッグス（Ａｒａｐｉｄ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇ ｎｏｒｍａｌｗｅｉｇｈｔｓ ｏｆ ｍｅｄｉｕｍ−ｔｏ−ｌａｒｇｅ ｍｏｎｇｒｅｌ ｄｏｇｓ），ＢＳＡＶＡ，１９８３年
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ＢＣＳを用いた肥満度判定は、触診や視診等の獣医の主観によって体型を判定されることから、経験や勘によるところが大きいためばらつきが生じやすく誤判定する可能性が高かった。その上、家庭内において専門的な知識を持たない飼い主がＢＣＳを用いて手軽に肥満判定するにしても、判定のばらつきが益々大きくなってしまう可能性が高くなり、その結果餌を与えすぎて肥満化してしまったり、逆に痩せ過ぎで動物の体に負担をかけてしまっていた。
【００１０】
また、動物のインピーダンス値の測定に関しては上述のように様々な研究が成されているが、動物に対して侵襲的な測定がほとんどであり実用的ではなかった。また、非侵襲的にインピーダンス値を測定し、人間と同様に体脂肪率や体水分量等を算出する、犬を被験体とした２つの研究を示したが、１つ目の研究においては、犬を宙吊りの状態で固定する固定具が必要であり、大型犬に対応させるためには装置自体も大型にして対応せざるを得なかった。また、動物の両前脚及び両後脚に各々インピーダンス電極を接触させるために、測定者は２人がかりで各脚を把持しなければならず、手間のかかる測定であった。その上、把持の仕方によっては電極接触部がずれてしまい誤差を生じる原因となる可能性もあった。また体脂肪率や体水分量等の健康評価データを算出するためには、体重や体長を別途測定しなければならないため測定時間も手間も大幅にかかることになる。更に前記別途測定した体長は、測定電極間距離の代用として用いられるに過ぎず、例えば健康評価データを算出する際の誤差要因となってしまう。
【００１１】
また２つ目の研究においては、インピーダンス測定の際に仰向けの状態で静止していられる動物はほとんどいないため、麻酔によって眠らせてから測定することが必須条件となり、インピーダンス測定を非侵襲に行うことが可能であっても実用には向かないものであった。また前述と同様に、測定電極間距離の代用として体長を別途測定して用いているため、健康評価データを算出する際の誤差要因となってしまう。
【００１２】
以上のように、動物の生体インピーダンス測定に関しては、未だ研究段階を脱しておらず、簡便に動物の健康管理を行えるような実用に適したものはこれまでなかったと言える。
【００１３】
また、動物の胴囲と体重値との相関から得られた回帰式を用いて体重値を推定したものに関しては、推定された体重値を用いて健康管理を図る所までは研究もなされていなかった。
【００１４】
更に、人体の肥満度を判定する装置としてＢＩＡ技術を用いて体脂肪率を測定することにより肥満傾向を示唆するような生体測定装置は公知であるが、大きさも様々で種類も多様な動物に対応可能な、動物の体脂肪率を算出できるような装置はこれまで無かった。
【００１５】
本発明は、上述の従来技術の問題点を解決し、家庭でも簡便に動物の健康管理を行うことが可能な動物健康管理装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、動物の体重値を入力する体重値入力手段と、動物の四肢の付け根にインピーダンス測定電極を接触させ、前後脚間のインピーダンス値を測定するインピーダンス測定手段と、動物の前後脚付け根間の距離を入力する脚間距離入力手段と、前記体重値と、前記前後脚間のインピーダンス値と、前記前後脚付け根間の距離とから、健康評価データを算出する健康評価データ算出手段とを有する動物健康管理装置を提供する。
【００１７】
前記インピーダンス測定電極は、導電性樹脂や導電性ゴム等の柔軟性を備えた導電体、又は皮膚に接触する部分を球面状やバネ状に形成した導電体である。
【００１８】
前記インピーダンス測定電極は、体毛を避けて動物の皮膚に接触させることが可能な複数の凹凸を、電極表面に形成して成る。
【００１９】
前記インピーダンス測定電極は、水を含んで保持するスポンジ又は布等の保水性を有するクッション材を電極表面に形成して成る。
【００２０】
前記インピーダンス測定電極は、動物に刺激を与えない程度の一定圧で接触させる定圧手段を更に有する。
【００２１】
前記健康評価データ算出手段は、体長、体高、胴囲、胸囲又は腰囲等の形態計測値を更に加えて健康評価データを算出する。
【００２２】
前記体重値入力手段は、動物の胸部、腹部又は四肢の付け根の内少なくとも一箇所を載置し保定する保定手段を更に有し、動物の脚を前記保定手段以外に接触させない状態で保定することにより、保定された動物の体重を測定して入力する。
【００２３】
前記保定手段は、動物の四肢の付け根に接触する接触部を更に有し、この接触部間の距離を自動で測定し入力することにより、前記脚間距離入力手段を一体として成る。
【００２４】
前記保定手段は、動物の四肢の付け根に接触する接触部を更に有し、この接触部には前記インピーダンス測定電極が配設されることにより、前記インピーダンス測定手段を一体として成る。
【００２７】
前記保定手段は、動物の大きさに合わせて載置幅や高さ等を変形可能である。
【００２８】
前記保定手段は、少なくとも四肢を通すことが出来る柔軟な網目状のシートと、前記シートを広げた状態から折り畳んだ状態まで何れの状態も保持可能とするフレームとから成る。
【００２９】
前記健康評価データ算出手段により算出される健康評価データは、体水分量である。
【００３０】
前記健康評価データ算出手段により算出される健康評価データは、除脂肪量である。
【００３１】
前記健康評価データ算出手段により算出される健康評価データは、体脂肪率である。
【００３２】
前記健康評価データ算出手段は、算出した健康評価データからボディーコンディションスコアを推定するＢＣＳ推定手段を更に有する。
【００３３】
前記健康評価データ算出手段は、算出した健康評価データから肥満度を判定する肥満判定手段を更に有する。
【００３４】
【発明の実施の形態】
本発明の動物健康管理装置は、動物の体重値を入力する体重値入力手段と、動物の四肢の付け根にインピーダンス測定電極を接触させ、前後脚間のインピーダンス値を測定するインピーダンス測定手段と、動物の前後脚付け根間の距離を入力する脚間距離入力手段と、前記体重値と、前記前後脚間のインピーダンス値と、前記前後脚付け根間の距離とから、健康評価データを算出する健康評価データ算出手段とを有する。従って、インピーダンス測定間距離を体長で代用することなく、動物の体幹部の正確なインピーダンス測定が可能であり、より精度の高い健康評価データにより健康管理が可能である。また、体毛の少ない四肢の付け根でインピーダンス測定をするため体毛による接触抵抗が小さく、安定した測定が可能である。
【００３５】
前記インピーダンス測定電極は、導電性樹脂や導電性ゴム等の柔軟性を備えた導電体、又は皮膚に接触する部分を球面状やバネ状に形成した導電体であることから、電極が接触する動物の四肢の付け根に、痛みや強い刺激を与えることなく測定が可能である。
【００３６】
前記インピーダンス測定電極は、体毛を避けて動物の皮膚に接触させることが可能な複数の凹凸を、電極表面に形成して成ることにより、凹凸部が体毛を掻きわけるように入り込み、電極を皮膚に確実に接触させることが可能である。
【００３７】
前記インピーダンス測定電極は、水を含んで保持するスポンジ又は布等の保水性を有するクッション材を電極表面に形成して成ることにより、皮膚にはクッション材が接触するため動物への刺激が小さい上に、このクッション材は水を含んで保持しており、導電率の極めて高い水を介して皮膚と電極が接触するため、表面が平面状の電極でも、体毛に影響されることなく精度を損なわず測定が可能である。
【００３８】
前記インピーダンス測定電極は、動物に刺激を与えない程度の一定圧で接触させる定圧手段を更に有することから、動物の体圧が四肢の付け根に加わった状態でも電極が接触している部分には必要以上の力が加わらないため、痛みや刺激を与えることなく測定が可能である。
【００３９】
前記健康評価データ算出手段は、体長、体高、胴囲、胸囲又は腰囲等の形態計測値を更に加えて健康評価データを算出することにより、より正確な動物の形態モデルを作成し、精度の高い健康評価データを算出することが可能である。
【００４０】
前記体重値入力手段は、動物の胸部、腹部又は四肢の付け根の内少なくとも一箇所を載置し保定する保定手段を更に有し、動物の脚を前記保定手段以外に接触させない状態で保定することにより、保定された動物の体重を測定して入力することにより、動物を四つん這いの自然な状態で保定することが可能であり、四肢が装置や地面に接触させないこといより、脚に力が入らないため暴れるのを防止することができ、スムーズな体重測定が可能である。
【００４１】
前記保定手段は、動物の四肢の付け根に接触する接触部を更に有し、この接触部間の距離を自動で測定し入力することにより、前記脚間距離入力手段を一体として成ることから、動物を保定するだけで四肢の付け根間の距離を簡便に測定か能である。
【００４２】
前記保定手段は、動物の四肢の付け根に接触する接触部を更に有し、この接触部には前記インピーダンス測定電極が配設されることにより、前記インピーダンス測定手段を一体として成ることから、動物を保定した状態で簡便にインピーダンス測定が可能である。
【００４５】
前記保定手段は、動物の大きさに合わせて載置幅や高さ等を変形可能であることから、動物の種類や大きさを問わず保定可能である。
【００４６】
前記保定手段は、少なくとも四肢を通すことが出来る柔軟な網目状のシートと、前記シートを広げた状態から折り畳んだ状態まで何れの状態も保持可能とするフレームとから成ることにより、網目シート上に動物を載置する際動物の大きさに合わせて脚を通す網目位置を変えるだけで簡便に保定可能である。
【００４７】
前記健康評価データ算出手段により算出される健康評価データは、体水分量、除脂肪量または体脂肪率の内少なくとも１つであることから、人間と同様の健康評価データにより健康管理が可能である。
【００４８】
前記健康評価データ算出手段は、算出した健康評価データからボディーコンディションスコアを推定するＢＣＳ推定手段を更に有することから、獣医や専門家の触診や視診の経験なしに、客観的な指標に基づいて家庭で簡便にＢＣＳを求めることが可能である。
【００４９】
前記健康評価データ算出手段は、算出した健康評価データから肥満度を判定する肥満判定手段を更に有することから、簡便に肥満判定を行うことができ、家庭でも手軽に動物の健康管理をすることが可能である。
【００５０】
【実施例】
本発明の動物健康管理装置の第１実施例は、動物を装置に保定することにより、動物の体重値、インピーダンス値及び前後脚間距離を自動で測定し、健康評価データとして動物の体脂肪率を算出することにより肥満度合いの判定を可能としたものである。
【００５１】
以下、本発明の第１実施例について図１乃至６を用いて構成を説明する。図１は第１実施例の動物健康管理装置の外観図であり、図２は本動物健康管理装置の使用状態を表す正面図である。図３は本動物健康管理装置の使用状態を表す側面図である。図４は本動物健康管理装置の一部の内部構成図の斜視図である。図５は電極表面の拡大図である。図６は第１実施例の機能構成ブロック図である。
【００５２】
まず図１の外観図に示すように動物健康管理装置０は、動物を四つん這いの状態で保定する保定部１と、この保定部１により保定された動物の体重値を測定する体重測定部２とから構成しており、前記保定部１は、動物の胸部及び腹部を載置する載置部３と、動物の前後足間距離に合わせて載置部３から前脚側と後脚側とに各々脚の付け根位置まで引き出し可能であり、引き出した位置で保持可能な前脚補助支持部４及び後脚補助支持部４’と、体重測定部２から動物の四肢を浮かせた状態にするために体重測定部２から載置部３までの高さを変えるリフト部８とを有する。
【００５３】
また図２及び図３に示すように、前脚補助支持部４の端部には、動物の右前脚及び左前脚の付け根に各々接触させるインピーダンス測定用の電流印加電極５及び電圧測定電極６と、これらを摺動可能に配設する電極摺動部７とを備えており、これと同様に後脚補助支持部４’においても、動物の右後脚及び左後脚の付け根に各々接触させるインピーダンス測定用の電流印加電極５’及び電圧測定電極６’とこれらを摺動可能に配設する電極摺動部７’とを備えている。これによりインピーダンス測定は微弱電流を前後脚間に導電させると共に、前後脚間の電位を測定する４電極法によるものとする。
【００５４】
ここで図４に示す内部構成図により、前脚補助支持部４及び後脚補助支持部の可動機構について説明する。
【００５５】
前脚補助支持部４及び後脚補助支持部４’は載置部３より水平に引出可能であり、公知のボールスライダ機構を備えている。すなわち、各補助支持部４及び４’は両脇を各々、複数の硬球を直線状に並べたボールリニアガイド１３により挟み込まれており、このボールリニアガイド１３内のボールと係合するガイド溝１４を有し、このガイド溝１４に沿ってボールが転がることによりスムーズな引き出しが可能であり、本実施例においては各補助支持部４及び４’を手動で可動させるものとする。
【００５６】
また、各補助支持部４及び４’上に電極摺動部７及び７’を配設している端部とは逆の端部には両側に、各補助支持部４及び４’を載置部３から引き出す際の抜け防止としてストッパー１５が配されている。一方のストッパーには各々公知のエンコーダ１６を設けてあり、載置部３の内側側面にエンコーダ１６により距離を読み取るためのエンコーダガイド１７を配しており、各補助支持部４及び４’を引き出した距離を自動で計測する。ここで、各補助支持部４及び４’は前脚及び後脚の付け根まで各々引き出すものであるため、各補助支持部４及び４’を引き出した距離を用いて前後脚間距離が簡便に算出可能である。
【００５７】
また、もう一方のストッパーには山形状板バネ１８が配されており、この山形状板バネ１８と接触する載置台３内部側面には、この山形状板バネ１８と係合する波状の位置決めガイド１９が配されており、各補助支持部４及び４’を引き出した位置で保持することが可能である。
【００５８】
更に各電極５、５’、６及び６’と各電極摺動部７及び７’の摺動機構についても、図示しないが、上記説明と同様の公知のボールスライダ機構により可動し、各電極５、５’、６及び６’を手動でスライドさせる機構とする。
【００５９】
次に図５の各電極５、５’、６及び６’の表面の拡大図に示すように、電極表面は、先端を球面加工した複数の突起状の導電体により形成されており、体毛を掻きわけて直接皮膚に電極を接触させることが可能である。
【００６０】
また前記リフト部８は公知のジャッキ及びリフト等の高さ可変装置により構成するものであり、本実施例においては、別途操作部により操作可能な電動式リフトを備えている。
【００６１】
また体重測定部２は、体重値を測定する秤部１１と、電源スイッチや測定操作を行う操作部９と、体重値、インピーダンス値又は前後脚間距離等の測定値や、肥満度判定結果等を表示する表示部１０とを更に有して構成する。
【００６２】
更に前記保定部１と前記体重測定部２とが信号のやりとりを行う接続部１２によって接続されている。
【００６３】
以下に、本動物健康管理装置０による一連の保定手順を示す。まず動物の胸部及び腹部を載置部３に載せ、動物の胴体長に合わせて、前記載置部３に収納されている前脚補助支持部４及び後脚補助支持部４’を、各々前脚及び後脚の付け根が各補助支持部４及び４’に載るように引き出す。引き出された各補助支持部４及び４’は、山形状板バネ１８と位置決めガイドにより引き出された位置で保持されると共に、各補助支持部４及び４’を引き出した距離が各々、エンコーダ１６及びエンコーダガイド１７により自動で計測される。
【００６４】
次に電極摺動部７及び７’上において摺動可能に配設された各電極５、５’、６及び６’を、手動で四肢の付け根に接触する位置にスライドさせる。これにより前脚の付け根から後脚の付け根までのインピーダンス値が測定可能となる。
【００６５】
前記前脚及び後脚側の各補助支持部４及び４’によって脚の付け根を支持された状態で、脚の付け根から爪先までは本健康管理装置０に接触しないように宙に浮かせた状態にするために、操作部９によりリフト部８の高さを変えることによって動物を浮き上がらせることにより保定部１に保定された動物の体重を体重測定部２により測定することが可能である。また上述のように四肢の付け根を支持して四肢をフリー状態にすることにより、動物が四肢に力を加えることが出来ないため、脚の動作を制限することが可能であり、急に走り出したり、暴れたりすることを防ぐことが可能である。
【００６６】
以上の構成により、各電極５、５’、６及び６’をセットする際に、前脚補助支持部４及び後脚補助支持部４’が引き出された距離が自動で計測されることから、元の載置部３の長さとから前後脚間距離、すなわちインピーダンス測定電極間の距離を簡便に求めることができ、測定電極間距離の代用値として体長を用いることなく測定部位におけるより精度の高い健康評価データを得ることができる。
【００６７】
更に、測定可能な動物の種類としては、四肢を有する動物であり、四肢の付け根付近の皮膚がワニやサイ等のように硬質化した動物以外で、電流を流すことができ電圧を測定することができる動物であれば対応可能であり、例えば犬であれば、大型犬、小型犬、長毛種、短毛種等の区別なく幅広く測定可能である。
【００６８】
次に、図６の機能構成ブロック図を用いて内部の機能的構成を説明する。本動物健康管理装置０は、保定部１と体重測定部２とが接続部１２を介して接続されており、保定部１内の電流印加電極５及び５’と電圧測定電極６及び６’と、同じく保定部１内の前脚補助支持部４及び後脚補助支持部４’の引き出し距離を計測するエンコーダ１６とが、各々接続部１２を介して体重測定部２内の制御部２２に接続されている。また、体重測定部２からの載置部３の高さを変えるリフト部８は、制御部２２に直接接続して構成している。
【００６９】
また体重測定部２においては、体重を測定する秤部１１が制御部２２に接続され、この制御部２２は、測定値から体脂肪率を算出し肥満度を判定する演算部２１に接続されている。更に制御部２２は測定結果や肥満度判定基準等を記憶するメモリ部２３、測定値や肥満判定結果等を表示する表示部１０、本動物健康管理装置０に電力を供給する電源２４、及び電源切り換えや測定操作等を行う操作部９に接続している。
【００７０】
以上により構成される本動物健康管理装置０による、被験体を犬とした肥満判定処理の一例を図７乃至図１０を用いて詳述する。図７は本装置の動作を示すフローチャートである。図８は体脂肪率−ＢＣＳ対応データであり、図９及び１０は動物の形態モデルを示したものである。
【００７１】
まず、図７において、操作部９内に配した電源スイッチを押して本動物健康管理装置０の電源をオンすると、図３のステップＳ１において、被験体である犬を保定部１に保定し、測定準備が整ったら操作部９内の測定スイッチを押すよう指示するメッセージを表示する。続くステップＳ２において操作部９内の測定スイッチが押されたかどうか判断され、押されていなければＮＯに進み再びステップＳ１に戻り前記メッセージを繰り返す。
【００７２】
また、前記メッセージに従い、上述した一連の保定手順により犬を保定し測定準備が完了し、操作部９内の測定スイッチが押されるとＹＥＳに進み測定を開始する。
【００７３】
測定は、まず、ステップＳ３において保定部１に保定されている犬の体重値を測定し、続くステップＳ４において、前後脚の付け根間のインピーダンス値を測定すると共に、ステップＳ５においてエンコーダ１６により計測された移動距離と、載置部３の長さから前後脚間距離を算出する。ステップＳ６において前記体重値、インピーダンス値及び前後脚間距離とをメモリ部２３に記憶する。
【００７４】
ステップＳ７において、算出した前後脚間距離に基づく犬の形態モデルを作成する。ここでは前後脚間距離をＬとした円柱モデルを作成する。この円柱モデルによりステップＳ８において人間と同様の公知の体水分量算出式より体水分量を求めることができる。すなわち体水分量をＶ（ｋｇ）、インピーダンス値をＺ及び水の電気伝導度をσとすると、体水分量Ｖは次式で求められる。Ｖ＝Ｌ２／（σ×Ｚ）
【００７５】
更にステップＳ９において、この体水分量Ｖを用いて人間と同様にして一般的な算出式を用いて次のように体脂肪率を推定する。すなわち、ステップＳ３において測定した体重値をＷ（ｋｇ）とし、この動物の除脂肪量をＸ（ｋｇ）、体脂肪量をＦ（ｋｇ）とする。まず、人間において除脂肪量Ｘ（ｋｇ）中に占める体水分量の割合が７３．２（％）程度であるといわれており、一般的にこの値は動物にも当てはまるとされていることから、除脂肪量Ｘ（ｋｇ）＝Ｖ／０．７３２と表せる。更に体重値Ｗから除脂肪量Ｘを引くと、体脂肪量Ｆ（ｋｇ）＝体重値Ｗ（ｋｇ）―除脂肪量（ｋｇ）より体脂肪量Ｆが求まる。よって体脂肪率（％ＦＡＴ）＝（Ｆ／Ｗ）×１００として算出される。
【００７６】
ステップＳ１０において、算出された体脂肪率を客観的指標として従来の犬の肥満判定基準であるＢＣＳを推定する。メモリ部２３より図８に示す体脂肪率−ＢＣＳ対応データを読み込む。これは、ＢＣＳが１から５までの５段階評価に対して、各々体脂肪率の範囲がどの程度かを予め設定したものである。続くステップＳ１１において、ステップ９において求めた前記体脂肪率に対応するＢＣＳを、体脂肪率−ＢＣＳ対応データより導出して肥満度を判定すると共に判定結果を表示部１０に表示する。
【００７７】
ステップＳ１２において操作部９内の測定スイッチが押されたかどうか判断される。押されていなければＮＯに進み、ステップＳ１１の肥満判定結果を表示し続け、測定スイッチが押されたらＹＥＳに進み、再びステップＳ１に戻り新たな測定準備に入る。
【００７８】
なお、本動物健康管理装置０の構成について、図３に示したインピーダンス測定電極６の電極表面は先端を球面加工した複数の突起状電極により形成しているものとした。しかし、この電極は、導電性であれば金属、樹脂又はゴム等何れの材料により形成されても良い。また、先端が球面加工されていなくとも皮膚に電極を押し付けた時に弾性を有するバネ形状であっても良い。
【００７９】
また電極が動物に接触する際は、動物の体圧により四肢の付け根に電極が押し付けられる構造となっているが、水を保持することが可能なスポンジや布等の保水材料を電極表面のクッション材として用いて接触させることにより、導電率の高い水を介して皮膚と電極とを接触させることが可能であるため、表面が平面状の電極でも精度を損なうことなく測定が可能である。
【００８０】
また、電極５、５’、６及び６’は、各々四肢の付け根に接触させたが、右又は左のどちらか一方の前脚と後脚の付け根間に４つの電極を配しても良い。例えば左半身側に配された電流印加電極５及び５’を結ぶ直線上に、各電極のすぐ内側に電圧測定電極６及び６’を配することにより、電流経路と電圧測定位置が近接するため安定した測定が可能である。
【００８１】
また図７のフローチャートのステップＳ７においては、動物の形態モデルとして、図９に示した前後脚間距離Ｌのみを基準とした円柱モデルを用いた。これに加え、体幹部の周径囲を考慮することにより、より正確な形態モデルを作成することが可能である。ここで体幹部の周径囲は次の３つを定義するものとする。１つ目は両前脚付け根付近を含む周径囲を胸囲ｄとし、２つ目は両後脚付け根付近を含む周径囲を腰囲ｅとし、３つ目は体幹部の最大周径囲を胴囲Ｃとして定義する。
【００８２】
ここでは、予め動物の胸囲ｄ及び腰囲ｅとを測定し、図１０に示すように、前後脚間距離Ｌに胸囲ｄ及び腰囲ｅとを追加した円錐台モデルを作成することにより、より正確な形態モデルを作成することができる。インピーダンス測定は体の電気抵抗を測定するものであるから、電流が流れる経路の長さと太さ、つまり形態モデルの前後脚間距離と測定間の面積に影響される。よってステップＳ８に示した体水分量算出の式は、例えばＶ＝（Ｌ２×ｄ×ｅ）／（σ×Ｚ）とすることにより、より精度を高めることが可能である。
【００８３】
更に円錐台モデルから全身のインピーダンス値を推定する場合には、体高や脚長等の形態計測値を加え、形態モデルをより正確に作成することが望ましい。
【００８４】
またステップＳ７に加え、ステップＳ８及びステップＳ９において示した体脂肪率算出過程においては、一般に人の体脂肪率算出に用いられる算出式を用いたが、予め動物体脂肪率算出用回帰式を求めてメモリ部２３に記憶させておくことにより、より正確に動物の体脂肪率を得ることができる。また、体水分量や除脂肪量等に関しても、各々回帰式をメモリ２３に記憶させておき、算出することも可能である。
【００８５】
本発明の第２実施例は、図１乃至４に示した第１実施例の構成の内、保定部１を図１１に示す構成に代えたものであり、動物健康管理装置１００として次に示す。
【００８６】
すなわち、動物健康管理装置１００は、保定部１０１と、第１実施例と構成及び機構が同様の体重測定部２及び接続部１２とから構成されている。保定部１０１はリフト部８に取り付けた２本のフレーム１０２と、このフレーム１０２によって保持され、柔軟性を有する網目形状であり、動物の脚を通して動物を載置する網目状載置部１０３と、前記網目状載置部１０３に脚を通した動物の脚の付け根部分に自由に位置セット可能な可動電極１０４、１０４’、１０５及び１０５’と、載置した動物の前後脚間距離に合わせて公知のエンコーダガイド１０６上を視認により手動でスライドさせるエンコーダ１０７とから構成される。
【００８７】
この時、網目状載置部１０３は、少なくとも被験体となる動物の前脚及び後脚の付け根間距離以上の大きさを有するものとする。
【００８８】
また、前記網目状載置部１０３を保持する２本のフレーム１０２はリフト部８により固定されていることから、２本のフレーム１０２間の距離はリフト部８を高くするほど狭まる構造であるとする。
【００８９】
以上の動物健康管理装置１００を用いた動物の保定手順を次に示す。まず、動物の四肢の幅に合わせて網目状載置部１０３のいずれかの網目に四肢を通し動物を載置する。動物の四肢を体重測定部２又は地面から浮き上がらせるため、操作部９によりリフト部８の高さを高くする。これにより、徐々に前記２本のフレーム１０２の間隔が狭められ、網目状載置部１０３に載置された動物を２本のフレーム１０２によって両脇から挟み込むように動物を固定することが可能である。このとき、動物を固定した状態においては、動物の四肢は既に十分に浮き上がっているものとする。
【００９０】
ここで各可動電極１０４、１０４’、１０５及び１０５’を四肢の付け根に各々セットする。可動電極１０４、１０４’は電流印加電極であり、可動電極１０５、１０５’は電圧測定電極である。各々位置を自由にセット可能であることから、四肢の付け根と、四肢の付け根近傍に接触している網目状載置部１０３との間に挟み込まれるように、各電極をセットする。セットした電極位置を視認し、エンコーダガイド１０６上に配設されたエンコーダ１０７を手動でスライドさせることにより前後脚間距離をセットする。以上により動物の保定完了となる。また、動物健康管理装置１００を用いて、第１実施例の図７乃至９により説明したインピーダンス測定及び肥満判定が同様に可能である。
【００９１】
本発明の応用例は、インピーダンスを使用することなく、胴囲から推定した体重値と体重の実測値とを比較し、同じ断面積当たりの体重値の差から体組成の割合を推定するものである。例えば体組成が筋肉と脂肪の２つから成るとした場合、同じ断面積当たりの重量は筋肉の方が重い。よって、同じ面積当たりの体重値が軽ければ脂肪量が多いと判断できる。
【００９２】
更に、前記体重値の差と、体脂肪率の実測値との相関から得られた回帰式を用いて体脂肪率を算出し、肥満判定を行うものである。
【００９３】
以下に、応用例の構成を図１２を用いて説明する。図１２は応用例の外観図であり、図１乃至４に示した第１実施例の構成と比較して説明する。
【００９４】
図１２に示す動物健康管理装置２００は、第１実施例の動物健康管理装置０の構成から各電極５、５’、６及び６’、電極摺動部７及び７’、エンコーダ１６及びエンコーダガイド１７とを除いた構成である。更に、図１に示す操作部９は、動物の形態計測値を数値入力することが可能なテンキーを有する操作及び入力部２３０とした。本装置のその他の部分の構成及び機構は第１実施例と同様であるが、混同を避けるため、図１２の外観図においては各部の符号を次のように定義する。すなわち、保定部２０１、体重測定部２０２、載置部２０３、前脚補助支持部２０４、後脚補助支持部２０４’リフト部２０８、表示部２１０及び秤部２１１とした。
【００９５】
次に、図１３に示す応用例の機能構成ブロック図を用いて、内部の機能的構成を説明する。本動物健康管理装置２００は、保定部２０１内のリフト部２０８が体重測定部２０２内の制御部２２２に接続している。また、体重測定部２０２内においては、体重を測定する秤部２１１が制御部２２２に接続され、この制御部２２は、測定値から体脂肪率を算出し肥満度を判定する演算部２２１に接続されている。更に制御部２２２は測定結果や肥満度判定基準等を記憶するメモリ部２２３、測定値や肥満判定結果等を表示する表示部２１０、本動物健康管理装置２００に電力を供給する電源２２４、電源切り換え、測定操作又は数値のテンキー入力等を行う操作及び入力部２３０に接続している。
【００９６】
以上により構成される本動物健康管理装置２００による、被験体を犬とした肥満判定処理の一例を図１４、図１５及び図１６を用いて詳述する。図１４は本装置の動作を示すフローチャートである。図１５は胴囲Ｃと体重値との関係を示したグラフである。図１６は基準体重値と実測値との差と、ＤＥＸＡ測定により得られた体脂肪率（%ＦＡＴ）との関係を示したグラフである。
【００９７】
図１４のフローチャートにおいて、まず、操作及び入力部２３０内に配した電源スイッチを押して本動物健康管理装置２００の電源をオンすると、図１４のステップＳ２０において、被験体である犬を保定部２０１に保定し、測定準備が整ったら操作及び入力部２３０内の測定スイッチを押すよう指示するメッセージを表示する。続くステップＳ２１において操作及び入力部２３０内の測定スイッチが押されたかどうか判断され、押されていなければＮＯに進み再びステップＳ２０に戻り前記メッセージを繰り返す。
【００９８】
また前記メッセージに従い本動物健康管理装置２００に犬を保定し測定準備を完了させ、操作及び入力部２３０内の測定スイッチが押されるとＹＥＳに進み測定を開始する。
【００９９】
ステップＳ２２において保定部２０１に保定された動物の体重を体重測定部２０２において測定する。続くステップＳ２３において、予めメジャー等で測定しておいた胴囲の距離を操作及び入力部２３０内のテンキーにより胴囲の数値を入力する。
【０１００】
ステップＳ２４において、予めメモリ部２２３内に記憶させておいた、胴囲と体重値との相関から体重値を推定する回帰式をメモリ部２２３より読み込み、続くステップＳ２５において、前記入力した胴囲から前記回帰式により体重値を算出し、これを基準体重値としてメモリ部２２３に記憶する。
【０１０１】
ステップＳ２６において、この基準体重値とステップＳ２２において算出した実測値との差を算出する。ここで図１５は胴囲と体重との関係を示したグラフである。図中Ｃは胴囲を示し、ＰＷｔは胴囲と体重値との相関により得られた回帰式から求められる基準体重値であり、この回帰式は例えばＰＷｔ＝ｉ×Ｃ＋ｊで表される。ただしｉ及びｊは定数である。またＷｔは実測値を表し、αは基準体重値と実測値との差ＰＷｔ−Ｗｔを示す。
【０１０２】
差αは、同じ胴囲つまり同じ断面積当たりの重量に差があることを示しており、基準体重値ＰＷｔ時の体組成に対して筋肉量と体脂肪量の割合が異なると解することができる。すなわち、基準体重ＰＷｔよりも実測値Ｗｔの方が軽い場合、ＰＷｔを構成する筋肉量と体脂肪量との割合よりも、実測値Ｗｔの構成の方が体脂肪量の割合が多い。つまり体脂肪率が高いと言うことができる。
【０１０３】
従って、ステップＳ２７において、差αから体脂肪率を算出するため、予めメモリ部２２３内に記憶してある体脂肪率算出式を読み込む。この体脂肪率算出式は、差αと予め公知のＤＥＸＡ測定により算出した動物の体脂肪率との相関より得られた回帰式である。図１６は、この差αと体脂肪率との関係を示したグラフであり、回帰式は、例えば、体脂肪率（％ＦＡＴ）＝ｍ×（ＰＷｔ−Ｗｔ）＋ｎで表される。ただしｍ及びｎは定数である。
【０１０４】
以下のステップＳ２９、Ｓ３０及びＳ３１は、図７に示した第１実施例の動作のフローチャートの内、ステップＳ１０、Ｓ１１及びＳ１２によって示されるＢＣＳによる肥満度判定及び表示と同様の動作を示す。
【０１０５】
なお、ステップＳ２３において、胴囲は操作及び入力部２３０により数値入力するためにメジャー等で予め測定しておくものとしたが、胴囲は体幹部の最大周径囲であることから、載置部２０３又は各補助支持部２０４及び２０４’に公知のメジャーを内蔵させておき、動物保定後にメジャーを引き出して動物の胴周囲上にあてることにより測定することも可能である。またこのメジャーは公知のエンコーダ計測式メジャーとすることにより、操作及び入力部２３０から数値入力することなしに、自動で測定すると共に数値を入力することも可能である。
【０１０６】
また、ステップＳ２５において胴囲のみから基準体重を算出したが、体長、体高又は前後脚間距離等の形態情報を更に加味して基準体重を算出することにより、例えば犬であれば、胴囲が同じでも体長の長い種類や、小型犬と同程度の胴囲を持つような痩せ型の大型犬種等、胴囲だけでは判断が難しいような種類の動物にも対応でき、より正確な基準体重を求めることが可能である。
【０１０７】
更に、胴囲を含む前記形態情報と、予めＤＥＸＡ測定等により算出した動物の体脂肪率との相関から得られた回帰式により、形態計測値から直接体脂肪率を求めても良い。
【０１０８】
なお、第１及び第２実施例並びに応用例において、肥満度の判定は、回帰式又は公知の体脂肪率算出式によって算出された体脂肪率より客観的にＢＣＳを推定し、推定されたＢＣＳによって５段階の肥満判定を行ったが、体脂肪率の評価範囲を、ＢＣＳに合わせた５段階評価ではなく、より細かく分別することにより、ＢＣＳによる５段階の肥満判定以上に詳細な肥満判定が可能である。
【０１０９】
また、あらゆる動物に対して１つの回帰式である必要はなく、例えば犬用、猫用等の動物の種類別、更に犬の中でも大型犬や小型犬等に分別し、各々に応じた回帰式をメモリ内に複数設定しておき、被験体である動物の種類を選択可能とすることによってより正確な健康評価データを得ることができる。例えば、第１及び第２実施例において、操作部９内に動物の種類を選択する複数の動物選択スイッチを設け、図７のステップＳ２において、測定スイッチに代えていずれかの動物選択スイッチが押されたかどうかを判断し測定を開始しても良い。
【０１１０】
更にリフト部の高さを調整することにより動物の四肢を浮かせることで動物が暴れるのを防止する構成としたが、例えば第１実施例において、載置部３や各補助支持部４及び４’に固定用ベルトのような動物を押さえつけて固定する固定具を有しても良い。
【０１１１】
【発明の効果】
本発明の動物健康管理装置は、動物の体重値を入力する体重値入力手段と、動物の四肢の付け根にインピーダンス測定電極を接触させ、前後脚間のインピーダンス値を測定するインピーダンス測定手段と、動物の前後脚付け根間の距離を入力する脚間距離入力手段と、前記体重値と、前記前後脚間のインピーダンス値と、前記前後脚付け根間の距離とから、健康評価データを算出する健康評価データ算出手段とを有する。従って、インピーダンス測定間距離を体長で代用することなく、動物の体幹部の正確なインピーダンス測定が可能であり、より精度の高い健康評価データにより健康管理が可能である。また、体毛の少ない四肢の付け根でインピーダンス測定をするため体毛による接触抵抗が小さく、安定した測定が可能である。
【０１１２】
前記インピーダンス測定電極は、導電性樹脂や導電性ゴム等の柔軟性を備えた導電体、又は皮膚に接触する部分を球面状やバネ状に形成した導電体であることから、電極が接触する動物の四肢の付け根に、痛みや強い刺激を与えることなく測定が可能である。
【０１１３】
前記インピーダンス測定電極は、体毛を避けて動物の皮膚に接触させることが可能な複数の凹凸を、電極表面に形成して成ることにより、凹凸部が体毛を掻きわけるように入り込み、電極を皮膚に確実に接触させることが可能である。
【０１１４】
前記インピーダンス測定電極は、水を含んで保持するスポンジ又は布等の保水性を有するクッション材を電極表面に形成して成ることにより、皮膚にはクッション材が接触するため動物への刺激が小さい上に、このクッション材は水を含んで保持しており、導電率の極めて高い水を介して皮膚と電極が接触するため、表面が平面状の電極でも、体毛に影響されることなく精度を損なわず測定が可能である。
【０１１５】
前記インピーダンス測定電極は、動物に刺激を与えない程度の一定圧で接触させる定圧手段を更に有することから、動物の体圧が四肢の付け根に加わった状態でも電極が接触している部分には必要以上の力が加わらないため、痛みや刺激を与えることなく測定が可能である。
【０１１６】
前記健康評価データ算出手段は、体長、体高、胴囲、胸囲又は腰囲等の形態計測値を更に加えて健康評価データを算出することにより、より正確な動物の形態モデルを作成し、精度の高い健康評価データを算出することが可能である。
【０１１７】
前記体重値入力手段は、動物の胸部、腹部又は四肢の付け根の内少なくとも一箇所を載置し保定する保定手段を更に有し、動物の脚を前記保定手段以外に接触させない状態で保定することにより、保定された動物の体重を測定して入力することにより、動物を四つん這いの自然な状態で保定することが可能であり、四肢が装置や地面に接触させないこといより、脚に力が入らないため暴れるのを防止することができ、スムーズな体重測定が可能である。
【０１１８】
前記保定手段は、動物の四肢の付け根に接触する接触部を更に有し、この接触部間の距離を自動で測定し入力することにより、前記脚間距離入力手段を一体として成ることから、動物を保定するだけで四肢の付け根間の距離を簡便に測定か能である。
【０１１９】
前記保定手段は、動物の四肢の付け根に接触する接触部を更に有し、この接触部には前記インピーダンス測定電極が配設されることにより、前記インピーダンス測定手段を一体として成ることから、動物を保定した状態で簡便にインピーダンス測定が可能である。
【０１２２】
前記保定手段は、動物の大きさに合わせて載置幅や高さ等を変形可能であることから、動物の種類や大きさを問わず保定可能である。
【０１２３】
前記保定手段は、少なくとも四肢を通すことが出来る柔軟な網目状のシートと、前記シートを広げた状態から折り畳んだ状態まで何れの状態も保持可能とするフレームとから成ることにより、網目シート上に動物を載置する際動物の大きさに合わせて脚を通す網目位置を変えるだけで簡便に保定可能である。
【０１２４】
前記健康評価データ算出手段により算出される健康評価データは、体水分量、除脂肪量または体脂肪率の内少なくとも１つであることから、人間と同様の健康評価データにより健康管理が可能である。
【０１２５】
前記健康評価データ算出手段は、算出した健康評価データからボディーコンディションスコアを推定するＢＣＳ推定手段を更に有することから、獣医や専門家の触診や視診の経験なしに、客観的な指標に基づいて家庭で簡便にＢＣＳを求めることが可能である。
【０１２６】
前記健康評価データ算出手段は、算出した健康評価データから肥満度を判定する肥満判定手段を更に有することから、簡便に肥満判定を行うことができ、家庭でも手軽に動物の健康管理をすることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例の動物健康管理装置の外観図である。
【図２】第１実施例の動物健康管理装置の使用状態を表す正面図である。
【図３】第１実施例の動物健康管理装置の使用状態を表す側面図である。
【図４】第１実施例の動物健康管理装置の一部の内部構成図の斜視図である。
【図５】電極表面の拡大図である。
【図６】第１実施例の機能構成ブロック図である。
【図７】第１実施例の動作のフローチャートである。
【図８】体脂肪率−ＢＣＳ対応データである。
【図９】動物の形態モデルの一例を表す図である。
【図１０】動物の形態モデルの別の一例を表す図である。
【図１１】第２実施例の動物健康管理装置の外観図である。
【図１２】応用例の動物健康管理装置の外観図である。
【図１３】応用例の機能構成ブロック図である。
【図１４】応用例の動作のフローチャートである。
【図１５】胴囲と体重との関係を示したグラフである。
【図１６】基準体重値ＰＷｔと実測値Ｗｔとの差αと、体脂肪率との関係を示したグラフである。
【符号の説明】
０ 動物健康管理装置
１ 保定部
２ 体重測定部
３ 載置部
４ 前脚補助支持部
４’ 後脚補助支持部
５ 電流印加電極
５’ 電流印加電極
６ 電圧測定電極
６’ 電圧測定電極
７ 電極摺動部
７’ 電極摺動部
８ リフト部
９ 操作部
１０ 表示部
１１ 秤部
１２ 接続部
１３ ボールリニアガイド
１４ ガイド溝
１５ ストッパー
１６ エンコーダ
１７ エンコーダガイド
１８ 山形状板バネ
１９ 位置決めガイド
２１ 演算部
２２ 制御部
２３ メモリ部
２４ 電源
１００ 動物健康管理装置
１０１ 保定部
１０２ フレーム
１０３ 網状載置部
１０４ 電流印加電極
１０４’電流印加電極
１０５ 電圧測定電極
１０５’電圧測定電極
１０６ エンコーダガイド
１０７ エンコーダ
２００ 動物健康管理装置
２０１ 保定部
２０２ 体重測定部
２０３ 載置部
２０４ 前脚補助支持部
２０４’後脚補助支持部
２０８ リフト部
２１０ 表示部
２１１ 秤部
２３０ 操作及び入力部
Claims (16)
- 動物の体重値を入力する体重値入力手段と、
動物の四肢の付け根にインピーダンス測定電極を接触させ、前後脚間のインピーダンス値を測定するインピーダンス測定手段と、
動物の前後脚付け根間の距離を入力する脚間距離入力手段と、
前記体重値と、前記前後脚間のインピーダンス値と、前記前後脚付け根間の距離とから、健康評価データを算出する健康評価データ算出手段とを有することを特徴とする動物健康管理装置。 - 前記インピーダンス測定電極は、導電性樹脂や導電性ゴム等の柔軟性を備えた導電体、又は皮膚に接触する部分を球面状やバネ状に形成した導電体であることを特徴とする請求項１記載の動物健康管理装置。
- 前記インピーダンス測定電極は、体毛を避けて動物の皮膚に接触させることが可能な複数の凹凸を、電極表面に形成して成ることを特徴とする請求項１記載の動物健康管理装置。
- 前記インピーダンス測定電極は、水を含んで保持するスポンジ又は布等の保水性を有するクッション材を電極表面に形成して成ることを特徴とする請求項１記載の動物健康管理装置。
- 前記インピーダンス測定電極は、動物に刺激を与えない程度の一定圧で接触させる定圧手段を更に有することを特徴とする請求項１記載の動物健康管理装置。
- 前記健康評価データ算出手段は、体長、体高、胴囲、胸囲又は腰囲等の形態計測値を更に加えて健康評価データを算出することを特徴とする請求項１記載の動物健康管理装置。
- 前記体重値入力手段は、動物の胸部、腹部又は四肢の付け根の内少なくとも一箇所を載置し保定する保定手段を更に有し、動物の脚を前記保定手段以外に接触させない状態で保定することにより、保定された動物の体重を測定して入力することを特徴とする請求項１記載の動物健康管理装置。
- 前記保定手段は、動物の四肢の付け根に接触する接触部を更に有し、この接触部間の距離を自動で測定し入力することにより、前記脚間距離入力手段を一体として成ることを特徴とする請求項７記載の動物健康管理装置。
- 前記保定手段は、動物の四肢の付け根に接触する接触部を更に有し、この接触部には前記インピーダンス測定電極が配設されることにより、前記インピーダンス測定手段を一体として成ることを特徴とする請求項７記載の動物健康管理装置。
- 前記保定手段は、動物の大きさに合わせて載置幅又は高さ等を変形可能であることを特徴とする請求項７記載の動物健康管理装置。
- 前記保定手段は、少なくとも四肢を通すことが出来る柔軟な網目状のシートと、前記シートを広げた状態から折り畳んだ状態まで何れの状態も保持可能とするフレームとから成ることを特徴とする請求項７記載の動物健康管理装置。
- 前記健康評価データ算出手段により算出される健康評価データは、体水分であることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載の動物健康管理装置。
- 前記健康評価データ算出手段により算出される健康評価データは、除脂肪であることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載の動物健康管理装置。
- 前記健康評価データ算出手段により算出される健康評価データは、体脂肪であることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載の動物健康管理装置。
- 前記健康評価データ算出手段は、算出した健康評価データからボディーコンディションスコアを推定するＢＣＳ推定手段を更に有することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載の動物健康管理装置。
- 前記健康評価データ算出手段は、算出した健康評価データから肥満度を判定する肥満判定手段を更に有することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載の動物健康管理装置。
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