JP4413943B2 - 腹部インピーダンス測定装置 - Google Patents

Description

本発明は、人体の腹部インピーダンス測定装置に関する。

人体の内臓脂肪面積および皮下脂肪面積に関するデータを正確に導出する装置としては、Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography）もしくはインピーダンスＣＴ等の各種ＣＴ法、またはＭＲＩ（magnetic resonance imaging）による断層画像に基づいて体脂肪データを算出する体脂肪測定装置がある。

従来より、腹部に接触させたインピーダンス測定電極で測定したインピーダンスに基づいて体脂肪に関する指標を算出する研究がされている。例えば、腹部の前面と背中に接触させた一対の電流供給電極と、腹部の側面に接触させた電圧測定電極とにより測定したインピーダンスと、ウエスト周囲径（ウエスト周囲長）とに基づいて、ＣＴ法との相関により内臓脂肪量または面積を算出する研究がされている（非特許文献１）

また、インピーダンス測定電極が配置されたベルトを腹部に巻き付けて、腹部前面にインピーダンス測定電極を接触させ、測定した腹部インピーダンスから皮下脂肪を推定する研究がされている（非特許文献２、特許文献１）。

人体のインピーダンスの測定においては、同一の被験者であっても測定電極の位置によって異なる測定結果が得られる。従って、測定結果の再現性を確保するには、同一の位置に測定電極を配置することが必要である。例えば、被験者の臍を通り正中線に垂直な横断面を、測定電極を配置する基準面とすることが考えられる。

しかし、インピーダンス測定電極をそのような基準位置に配置することは実際には困難である。例えば、インピーダンス測定電極が配置されたベルトを腹部に巻き付ける手法では、ベルトが弛んで測定電極の位置が基準位置からずれるおそれがある。また、被験者が例えば寝たきりの身障者または老人の場合には、ベルトを腹部に巻き付けるには大変な労力がかかる。

特許文献２の図１４には、インピーダンスを測定のために電圧を測定する電圧測定電極を固定支持部に取り付け、生体に電流を流す電流印加電極を回動部材に取り付けてインピーダンスを測定する装置が開示されている。これらの電極は被験者の腹部の前面に押し付けられる。

梁美和著、「腹部生体インピーダンス法による内臓脂肪測定法の開発」、 肥満研究、日本国、日本肥満学会、２００３年、Vol.9、No.2、p32-38 ヘルマン・シャルフェッター（Hermann Scharfetter）、外５名、「アセッシング アブドミナル ファットネス ウィズ ローカル バイオインピーダンス アナリシス：ベーシックス アンド エクスペリメンタル ファインディングス（Assessing abdominal fatness with local bioimpedance analysis: Basics and experimental findings）」、[online]、[平成１９年２月１５日検索]、インターネット（URL:http://www.imt.tugraz.at/scharfetter/no_sync/publications/scharfetter_IJO_01.pdf#search='hermann%20scharfetter%20assessing%20abdominal'） 特開平１１−１１３８７０号公報 特開２００５−２８８０２３号公報

しかし、特許文献２に記載の技術では、電極を被験者の腹部の前面に押し付けるので、押し付ける力の強弱によって、インピーダンス測定結果が異なることがある。また、電流印加電極が取り付けられた回動部材は固定支持部に対して回動可能であるが、その回動角度は手動で設定されるので同じ被験者についても一定せず、回動角度によって、インピーダンス測定結果が異なることがある。従って、測定の再現性がよくない。

そこで、本発明は、簡単に被験者の腹部に電極を高い再現性が得られるように配置することができる腹部インピーダンス測定装置を提供する。

本発明に係る腹部インピーダンス測定装置は、被験者の腹部のインピーダンスを測定するための複数の電極と、前記電極が突出するよう前記電極を支持する電極支持体とを備え、前記電極支持体は、一方向に配列された複数のセグメントを有し、前記複数の電極はそれぞれ異なる前記セグメントに取り付けられており、隣り合う前記セグメントは互いに回動可能に連結されており、前記電極支持体は、隣り合う前記セグメントの相対的な回動角度範囲を規制する角度規制部をさらに有する。
この構成においては、回動可能に連結されたセグメントを電極支持体が有しており、複数の電極がそれぞれ異なるセグメントに取り付けられているので、電極支持体を腹部の上に置くだけで、電極支持体の個々の要素に働く重力によって、電極支持体が腹部の輪郭に沿って折れ曲がって、電極支持体から突出した電極が被験者の腹部に接触する。このように簡単に被験者の腹部に電極を配置することができる。また、これらの要素に働く重力によって電極支持体が腹部の輪郭に近似して折れ曲がって、電極が被験者の腹部に接触するので、他の力で電極を被験者の腹部に押し付ける必要がなく、同じ被験者に対しては、ほぼ同じ力、かつほぼ同じ姿勢で各電極が接触する。つまり高い再現性で電極が被験者の腹部に接触する。
さらに、角度規制部があるため、セグメント相互の回り過ぎを防止することができる。被験者の腹部断面はほぼ楕円形であるため、電極支持体は鋭角的に折れ曲がるよりも、ほぼ楕円形の輪郭に並行するように緩やかな角度で折れ曲がった状態で、被験者の腹部に配置されることが好ましい。セグメント相互の回り過ぎによって例えば電極支持体が急角度で一旦折れ曲がると、被験者の腹部に配置するまでに時間がかかる。角度規制部でセグメント相互の回り過ぎを防止することにより、被験者の腹部に配置するまでの時間を短縮することができる。

好ましくは、複数の前記電極には、被験者の腹部に電流を供給する２つの電流供給電極と、被験者の腹部に接触し、接触した部分間の電圧を測定するための２つの電圧測定電極とがあり、前記電流供給電極は、前記電極支持体の２つのセグメントにそれぞれ取り付けられており、前記電圧測定電極は、前記電極支持体のうち、前記電流供給電極が取り付けられた前記セグメントとは異なる２つのセグメントにそれぞれ取り付けられており、前記電流供給電極の１つが取り付けられた前記セグメントと、この電流供給電極に近い方の電圧測定電極が取り付けられた前記セグメントとの間には、少なくとも１つの他のセグメントが配置されている。
電流供給電極の付いたセグメントと、電圧測定電極の付いたセグメントとの間に少なくとも１つの他のセグメントが配置されていることにより、電流供給電極の付いたセグメントが電圧測定電極の付いたセグメントに直接連結されている場合に比べて、機構の自由度が多く、しかも電極が取り付けられたセグメントの長さを小さくすることができる。従って、複数の多様な体型の被験者についても、電極支持体が様々な腹部の輪郭に近似して折れ曲がり、同じ被験者については、ほぼ同じ姿勢で各電極が接触する。

さらに、前記電極支持体の中央から離れるほど、隣り合う前記セグメントの相対的な回動角度範囲が小さくなるように、前記電極支持体の前記角度規制部が設けられていると好ましい。一般的な人体の体型では、このように回転角度範囲を規制する方が、電極支持体の中央から離れるほど回動角度範囲が大きくなるよう規制するよりも、電極支持体が腹部の輪郭に近似して折れ曲がりやすく、再現性の高い位置に電極を配置しやすい。また、電極支持体が真っ直ぐに延びた状態から腹部の輪郭に近似して折れ曲がった状態にすばやく変形することができる。

さらに、前記電極の各々が被験者の腹部に接触する凸状の湾曲面を有し、前記湾曲面は前記電極支持体と間隔をおいて配置されていると好ましい。腹筋が発達している被験者または痩せている被験者は、腹筋の起伏が大きい。このため、凸状の湾曲面がないと、腹筋の凹みに電極が対面した（凹み内部に電極が位置した）としても、電極が被験者の皮膚に接触しないおそれがある。しかし、各電極が凸状の湾曲面を有し、湾曲面が電極支持体と間隔をおいて配置されていると、腹筋の凹みに電極が対面した（凹み内部に電極が位置した）とき、電極が被験者の皮膚に確実に接触する。

以下、添付の図面を参照しながら本発明に係る実施の形態を説明する。なお、図面においては、各部の寸法の比率は実際のものとは適宜に異なる。

図１は、本発明の実施の形態に係る体組成測定装置を示す斜視図であり、図２はこの体組成測定装置の正面図である。この体組成測定装置は、腹部横幅測定装置１０と、インピーダンス計１２を備える。後述するように、実施の形態に係る腹部インピーダンス測定装置は、腹部横幅測定装置１０の一部とインピーダンス計１２を含む。

図２に示すように、腹部横幅測定装置１０は、人間すなわち被験者１４が内側に配置される枠体（筐体）すなわちフレーム１６を有する。フレーム１６は、持ち運び可能であって略コの字である。つまり概略的には、矩形であるが、一辺が開放し、被験者が内部に配置される枠である。従って、被験者１４が例えば寝たきりの身障者または老人であっても、フレーム１６を被験者１４の外側に容易に配置することができる。

フレーム１６は、一対のほぼ平行な脚部１８ａ，１８ｂと、これらの脚部１８ａ，１８ｂの上部に固定された連結部２０を有する。脚部１８ａ，１８ｂは、被験者１４が仰臥した床面またはベッドに置かれ、連結部２０は被験者１４の腹部の前面に対向する。

フレーム１６には、複数の既知の位置と、被験者１４の外周上の複数の被測定点との距離を非接触式で測定する距離測定装置が取り付けられている。この実施の形態では、距離測定装置は、フレーム１６の内側に固定された複数の光学式距離センサ２２を有する。光学式距離センサ２２は同一の鉛直平面に配置されている。図において、光学式距離センサ２２の各々を識別するために添字ａ〜ｈを付ける。図の実施の形態では、８個の光学式距離センサ２２ａ〜２２ｈが設けられているが、光学式距離センサ２２の個数は実施の形態には限定されない。センサ２２ａ〜２２ｄは脚部１８ａに固定的に取り付けられ、センサ２２ｅ〜２２ｈは脚部１８ｂに固定的に取り付けられている。センサ２２ａ〜２２ｄと、センサ２２ｅ〜２２ｈの距離はＬである。

図示しないが、光学式距離センサ２２の各々は、例えば赤外線のような光を発光する発光素子と、被験者１４上の被測定点からの反射光を受けて電気信号を発する受光素子とを有する。受光素子は、受光状態に基づいて光学式距離センサ２２と被験者１４上の被測定点との距離に相当する電気信号を発する。

図２におけるＬａ〜Ｌｈは、センサ２２ａ〜２２ｈが測定する距離をそれぞれ示す。各光学式距離センサ２２の受光素子は、その光学式距離センサ２２を通る水平な直線（距離計測軸）と被験者１４が交わる点からの反射光を受ける。その点が、その光学式距離センサ２２が測定する被測定点である。例えば、光学式距離センサ２２ａの受光素子は、光学式距離センサ２２ａを通る水平な直線と被験者１４が交わる点からの反射光を受けて、この点と光学式距離センサ２２ａ自身との距離Ｌａに相当する電気信号を発する。同様に、センサ２２ｂ〜２２ｈは、それぞれ距離Ｌｂ〜Ｌｈに相当する電気信号を発する。図１の矢印は、センサ２２ａおよび２２ｅの距離計測軸方向を示す。センサ２２ａおよび２２ｅを結ぶ一点鎖線は、距離計測軸方向が一直線上にあることを示す。センサ２２ｂ，２２ｆの距離計測軸方向も一直線上にあり、センサ２２ｃ，２２ｇの距離計測軸方向も一直線上にあり、センサ２２ｄ，２２ｈの距離計測軸方向も一直線上にある。

連結部２０には、この体組成測定装置のコンソールが設けられている。つまり、図１に示すように、この体組成測定装置の使用手順の案内および測定結果を表示する表示装置２４、ならびに使用者が操作して体組成測定装置に指令を与えるボタンなどからなる操作装置２５が設けられている。また、連結部２０の内部には、体組成測定装置１の制御を行うための電気回路（後述する）が設けられている。

また、図２に示すように、連結部２０には、フレーム１６の内側に向けて光線束を照射する発光部２６が配置されている。発光部２６は、断面が細い１つまたは複数の光線束を発する発光装置、例えばレーザである。発光部２６は、複数の光線束をそれぞれ発する複数の発光素子から構成されていてもよいし、一つの発光素子から構成されていてもよい。

発光部２６から照射される光線束を頼りにして、使用者はフレーム１６ひいてはセンサ２２ａ〜２２ｈを被験者１４に対する適切な位置および向きに調整することができる。例えば、被験者１４の臍を通り正中線に垂直な横断面にフレーム１６を配置し、その横断面にセンサ２２ａ〜２２ｈを配置することができる。また、発光部２６から照射される光線束を頼りにして、使用者はインピーダンス計１２を被験者１４に対する適切な位置および向きに調整することができる。

図２から図４に示すように、インピーダンス計１２は、被験者の腹部のインピーダンスを測定するための複数の電極３０，３２と、電極３０，３２を支持する電極支持体とを有する。電極支持体は、使用者がつかむハンドルセグメント（中央セグメント３４）と、ハンドルセグメント３４の両端からハンドルセグメント３４の長手方向に延びる一対のアーム３６を有する。この実施の形態では、各アーム３６は、三つのアームセグメント３８ａ，３８ｂ，３８ｃを有するが、各アームを構成するセグメントの個数は実施の形態に限定されない。図４に示すように、電極支持体のセグメント（ハンドルセグメント３４とアームセグメント３８ａ，３８ｂ，３８ｃを含む）は、平面視して一方向に配列されている。

詳細について後述するように、アームセグメント３８ａはハンドルセグメント３４にヒンジで結合され、アームセグメント３８ｂはアームセグメント３８ａにヒンジで結合され、アームセグメント３８ｃもアームセグメント３８ｂにヒンジで結合されている。従って、インピーダンス計１２の電極支持体は、これらの要素の境界で折り曲げ可能である。これらのアームセグメントは互いに同じ大きさであり、インピーダンス計１２は、両方のアーム３６が同じ姿勢のときハンドルセグメント３４を中心として線対称である。

電極３０，３２はそれぞれ異なるアームセグメントに取り付けられている。ハンドルセグメント３４から遠い方にあるアームセグメント３８ｃの下面には電流供給電極３０が取り付けられており、ハンドルセグメント３４の近い方にあるアームセグメント３８ａの下面には電圧測定電極３２が取り付けられている。従って、各アーム３６において、電流供給電極３０が取り付けられたアームセグメント３８ｃと、電圧測定電極３２が取り付けられたアームセグメント３８ａの間には、１個のアームセグメント３８ｂが介在している。但し、各アーム３６において、電流供給電極３０と電圧測定電極３２の間のアームセグメントの個数は実施の形態には限られず、２以上でもよい。

これらの電極３０，３２は、アームセグメントから電極３０，３２が突出するようにアームセグメントで支持されており、図３に示すように被験者１４の腹部に接触した状態で使用され、電流供給電極３０は被験者１４に一定電流を流し、電圧測定電極３２はこれらの電圧測定電極３２相互の間の電圧を測定するために使用される。被験者１４の腹部の生体インピーダンスは、この電圧と電流の比として算出することができる。インピーダンス計１２の電極支持体が折り曲げ可能であるので、電極３０，３２は被験者１４の腹部に適切に接触させることができる。図４に示すように、電極３０，３２は、平面視して、電極支持体の長手方向に配列されている。

フレーム１６の連結部２０の内部には、電流供給電極３０に一定電流を供給するための電流供給回路４２（図５参照）および電圧測定電極３２間の電圧を測定するための電圧測定回路４４（図５参照）が設けられている。連結部２０とハンドルセグメント３４を結ぶケーブル４０に、これらの回路と電極３０，３２を接続するためのワイヤが含まれている。

次に、図５を参照して、この体組成測定装置の電気的構成を説明する。フレーム１６の連結部２０の内部には、体組成測定装置１の制御を行うための電気回路が設けられている。具体的には、連結部２０の内部には、マイクロコンピュータ５２、スイッチ５３、アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器５４、上述した電流供給回路４２、および上述した電圧測定回路４４が設けられている。マイクロコンピュータ５２には、表示装置２４、操作装置２５、電流供給回路４２、電圧測定回路４４、発光部２６およびＡ／Ｄ変換器５４が接続されている。

操作装置２５からの指令信号を受けて、マイクロコンピュータ５２は発光部２６を発光させる。また、操作装置２５からの腹部横幅測定の指令信号を受けて、マイクロコンピュータ５２は、図示しないセンサの駆動回路を駆動して、センサ２２ａ〜２２ｈの発光素子を発光させる。

スイッチ５３は、光学式距離センサ２２ａ〜２２ｈの受光素子の出力信号を次々とＡ／Ｄ変換器５４に供給し、Ａ／Ｄ変換器５４は供給された信号をデジタル信号に変換する。Ａ／Ｄ変換器５４からのデジタル信号は、マイクロコンピュータ５２に供給される。従って、マイクロコンピュータ５２には、光学式距離センサ２２ａ〜２２ｈの出力信号に基づくデジタルの距離信号が次々と供給される。デジタルの距離信号の各々は、対応する光学式距離センサ２２と、被験者１４上のその光学式距離センサ２２に対応する被測定点との距離を示す。

マイクロコンピュータ５２は、センサが出力する距離信号に基づいて被験者１４の腹部の横幅を推定する横幅推定部として機能する。まず、マイクロコンピュータ５２は、これらの距離信号に基づいて、被験者１４の腹部の被測定点間距離を算出する。具体的には、センサ２２ａ，２２ｅの距離信号に基づいて、被測定点間距離Ｗ１＝Ｌ−Ｌａ−Ｌｅを算出する（図２参照）。また、センサ２２ｂ，２２ｆの距離信号に基づいて、被測定点間距離Ｗ２＝Ｌ−Ｌｂ−Ｌｆを算出する。さらに、センサ２２ｃ，２２ｇの距離信号に基づいて、被測定点間距離Ｗ３＝Ｌ−Ｌｃ−Ｌｇを算出し、センサ２２ｄ，２２ｈの距離信号に基づいて、被測定点間距離Ｗ４＝Ｌ−Ｌｄ−Ｌｈを算出する。

この後、横幅推定部としてマイクロコンピュータ５２は、被測定点間距離Ｗ１〜Ｗ４のうち最大値を選択する。この最大値が被験者１４の腹部の横幅である。マイクロコンピュータ５２は、表示装置２４にこの横幅を表示させる。

また、操作装置２５からのインピーダンス測定の指令信号を受けて、マイクロコンピュータ５２は、電流供給回路４２と電圧測定回路４４を駆動して、電流供給回路４２によって電流供給電極３０相互の間に一定電流を流すようにし、電圧測定電極３２相互の間の電圧を電圧測定回路４４が測定できるようにする。マイクロコンピュータ５２は、電圧測定回路４４で測定された電圧と電流供給電極３０に供給される電流の比である生体インピーダンスを算出する。

実施の形態に係る腹部インピーダンス測定装置は、上述したインピーダンス計１２と、腹部横幅測定装置１０の一部（フレーム１６、発光部２６およびマイクロコンピュータ５２）を含む。

さらに、マイクロコンピュータ５２は、腹部インピーダンス測定装置で測定されたインピーダンス（マイクロコンピュータ５２が算出したインピーダンス）と、マイクロコンピュータ５２で推定された横幅とから体組成に関する指標を演算する体組成指標演算部として機能する。体組成に関する指標としては、皮下脂肪厚、腹筋厚、皮下脂肪面積、内臓脂肪面積、腹部全脂肪面積、体幹部脂肪率および全身脂肪率が挙げられる。被験者の生体インピーダンスと横幅から体脂肪を測定する原理自体は、例えば、特開２００５−２８８０２３号公報に記載されているように公知であるので、その説明を省略する。マイクロコンピュータ５２は、表示装置２４にこれらの指標を表示させる。

図６は、図４のVI-VI線に沿って見た断面図である。図６では、一方のアーム３６が拡大して示されているが、他方のアーム３６はこれと対称であり同様である。図６を参照しながら、電極支持体のセグメント（ハンドルセグメント３４とアームセグメント３８ａ，３８ｂ，３８ｃを含む）の詳細を説明する。

図６に示すように、アームセグメント３８ａ，３８ｂ，３８ｃの各々は、互いに固定された上ケース６０と下ケース６２とを有し、これらのケースで画定された内部空間６４を有する中空構造である。同様に、ハンドルセグメント３４は、互いに固定された上ケース７０と下ケース７２とを有し、これらのケースで画定された内部空間７４を有する中空構造である。アームセグメント３８ａの内部空間６４には、導体であるネジ６７が配置されており、このネジ６７はアームセグメント３８ａの下ケース６２を貫通しており、中空構造の電圧測定電極３２のハブ３２ａに固定されている。図５の電圧測定回路４４とネジ６７は図示しないワイヤで接続され、ネジ６７はアームセグメント３８ｃの内部空間６４には、導体であるネジ６９が配置されており、このネジ６９はアームセグメント３８ｃの下ケース６２を貫通しており、中空構造の電流供給電極３０のハブ３０ａに固定されている。

アームセグメント３８ａ，３８ｂ，３８ｃの各々の一方の端部には、開口部６６が形成され、他方の端部には、一対の突出部６８（図４参照）が形成されている。ハンドルセグメント３４の両方の端部には、開口部７６が形成されている。ハンドルセグメント３４の開口部７６には、アームセグメント３８ａの突出部６８が挿入されており、この突出部６８はハンドルセグメント３４に形成された内部壁８２にピン８０で回動可能に連結されている。このようにして、アームセグメント３８ａは、ハンドルセグメント３４の内部のピン８０を中心にして回動可能である。アームセグメント３８ａの開口部６６には、アームセグメント３８ｂの突出部６８が挿入されており、この突出部６８はアームセグメント３８ａに形成された内部壁８４にピン８０で回動可能に連結されている。このようにして、アームセグメント３８ｂは、アームセグメント３８ａの内部のピン８０を中心にして回動可能である。アームセグメント３８ｂの開口部６６には、アームセグメント３８ｃの突出部６８が挿入されており、この突出部６８はアームセグメント３８ｂに形成された内部壁８４にピン８０で回動可能に連結されている。このようにして、アームセグメント３８ｃは、アームセグメント３８ｂの内部のピン８０を中心にして回動可能である。アームセグメント３８ｃの開口部６６は閉塞板８６で塞がれている。

このようにして電極支持体では、隣り合うセグメントが互いに回動可能に連結されている。さらに、電極支持体は、隣り合うセグメントの相対的な回動角度範囲を規制する角度規制部を有する。具体的には、ハンドルセグメント３４の開口部７６の付近において、ハンドルセグメント３４の下ケース７２には、側方角度規制壁９０と下方角度規制壁９２が形成されている。ハンドルセグメント３４に対するアームセグメント３８ａの回動は、側方角度規制壁９０と下方角度規制壁９２で規制される。つまり、ハンドルセグメント３４に対するアームセグメント３８ａの図６における時計方向の回動は、アームセグメント３８ａの突出部６８の側面が側方角度規制壁９０に突き当たると停止され、反時計方向の回動は、アームセグメント３８ａの突出部６８の下面が下方角度規制壁９２に突き当たると停止される。従って、アームセグメント３８ａの突出部６８の図６での右下のコーナー部分の角度と、ハンドルセグメント３４の側方角度規制壁９０と下方角度規制壁９２のなす角度の相違が、ハンドルセグメント３４に対するアームセグメント３８ａの回動角度範囲（図７のθ１）である。

また、アームセグメント３８ａ，３８ｂの各々の開口部６６付近において、そのアームセグメントの下ケース６２には、角度規制部として、側方角度規制壁９４と下方角度規制壁９６が形成されている。アームセグメント３８ａに対するアームセグメント３８ｂの図６における時計方向の回動は、アームセグメント３８ｂの突出部６８の側面がアームセグメント３８ａの側方角度規制壁９４に突き当たると停止され、反時計方向の回動は、アームセグメント３８ｂの突出部６８の下面がアームセグメント３８ａの下方角度規制壁９６に突き当たると停止される。従って、アームセグメント３８ｂの突出部６８の図６での右下のコーナー部分の角度と、アームセグメント３８ａの側方角度規制壁９４と下方角度規制壁９６のなす角度の相違が、アームセグメント３８ａに対するアームセグメント３８ｂの回動角度範囲（図７のθ２）である。アームセグメント３８ｂに対するアームセグメント３８ｃの図６における時計方向の回動は、アームセグメント３８ｃの突出部６８の側面がアームセグメント３８ｂの側方角度規制壁９４に突き当たると停止され、反時計方向の回動は、アームセグメント３８ｃの突出部６８の下面がアームセグメント３８ｂの下方角度規制壁９６に突き当たると停止される。従って、アームセグメント３８ｃの突出部６８の図６での右のコーナー部分の角度と、アームセグメント３８ｂの側方角度規制壁９４と下方角度規制壁９６のなす角度の相違が、アームセグメント３８ｂに対するアームセグメント３８ｃの回動角度範囲（図７のθ３）である。

図７は、電極支持体における隣り合うセグメントの相対的な回動角度範囲を表したインピーダンス計１２の正面図である。図７に示す状態は、すべてのセグメントが真っ直ぐに延ばされた状態、つまりすべてのセグメントの間の相対角度がゼロの状態である。この状態では、図６に示すアームセグメント３８ａの突出部６８の側面が側方角度規制壁９０に接触し、アームセグメント３８ｂの突出部６８の側面がアームセグメント３８ａの側方角度規制壁９４に接触し、アームセグメント３８ｃの突出部６８の側面がアームセグメント３８ｂの側方角度規制壁９４に接触している。

図７の状態から、ハンドルセグメント３４に対してアームセグメント３８ａは仮想線で示す傾斜角度まで回動角度範囲θ１回動させることができる。アームセグメント３８ａを仮想線で示す傾斜角度まで回動させた状態では、図６に示すアームセグメント３８ａの突出部６８の下面が下方角度規制壁９２に接触している。図７の状態から、アームセグメント３８ａに対してアームセグメント３８ｂは仮想線で示す傾斜角度まで回動角度範囲θ２回動させることができる。アームセグメント３８ｂを仮想線で示す傾斜角度まで回動させた状態では、図６に示すアームセグメント３８ｂの突出部６８の下面がアームセグメント３８ａの下方角度規制壁９６に接触している。図７の状態から、アームセグメント３８ｂに対してアームセグメント３８ｃは仮想線で示す傾斜角度まで回動角度範囲θ３回動させることができる。アームセグメント３８ｃを仮想線で示す傾斜角度まで回動させた状態では、図６に示すアームセグメント３８ｃの突出部６８の下面がアームセグメント３８ｂの下方角度規制壁９６に接触している。

以上の構成においては、回動可能に連結されたセグメント（ハンドルセグメント３４およびアームセグメント３８ａ，３８ｂ，３８ｃ）を電極支持体が有しており、複数の電極３０，３２がそれぞれ異なるセグメントに取り付けられているので、図３に示すように、電極支持体を腹部の上に置くだけで、電極支持体の個々の要素に働く重力によって、電極支持体が腹部の輪郭に沿って折れ曲がって、電極支持体から突出した電極３０，３２が被験者１４の腹部に接触する。このように簡単に被験者１４の腹部に電極３０，３２を配置することができる。また、これらの要素に働く重力によって電極支持体が腹部の輪郭に近似して折れ曲がって、電極３０，３２が被験者１４の腹部に接触するので、他の力で電極３０，３２を被験者１４の腹部に押し付ける必要がなく、同じ被験者１４に対しては、ほぼ同じ力、かつほぼ同じ姿勢で各電極３０，３２が接触する。つまり高い再現性で電極３０，３２が被験者１４の腹部に接触する。

さらに、角度規制部があるため、セグメント相互の回り過ぎを防止することができる。被験者１４の腹部断面はほぼ楕円形であるため、電極支持体は鋭角的に折れ曲がるよりも、図３に示すように、腹部のほぼ楕円形の輪郭に並行するように緩やかな角度で折れ曲がった状態で、被験者１４の腹部に配置されることが好ましい。セグメント相互の回り過ぎによって例えば電極支持体が急角度で一旦折れ曲がると、被験者１４の腹部に配置するまでに時間がかかる。図８は、角度規制部を設けないと仮定した場合に、インピーダンス計１２のハンドルセグメント３４を使用者がつかんだ状態を示す。図８の状態では、角度規制部がないためにハンドルセグメント３４に対してアームセグメント３８ａが垂直に近い角度まで回動してしまっている。これでは、図３に示すような被験者１４の腹部に配置するのに適した状態にすばやく整えることはできない。角度規制部でセグメント相互の回り過ぎを防止することにより、インピーダンス計１２を被験者１４の腹部に配置するまでの時間を短縮することができる。

また、各アーム３６において、電流供給電極３０が取り付けられたアームセグメント３８ｃと、電圧測定電極３２が取り付けられたアームセグメント３８ａの間には、少なくとも１個の（実施の形態では１個の）アームセグメント３８ｂが介在している。従って、電流供給電極３０の付いたアームセグメント３８ｃが電圧測定電極３２の付いたアームセグメント３８ａに直接連結されている場合に比べて、機構の自由度が多く、しかも電極３０，３２が取り付けられたセグメント３８ａ，３８ｃの長さを小さくすることができる。従って、複数の多様な体型の被験者１４についても、電極支持体が様々な腹部の輪郭に近似して折れ曲がり、同じ被験者１４については、ほぼ同じ姿勢で各電極３０，３２が接触する。

また、電極支持体においては、中央のハンドルセグメント３４から離れるほど、隣り合うセグメントの相対的な回動角度範囲が小さくなるように、電極支持体の角度規制部が設けられていると好ましい。つまり、θ１＞θ２＞θ３であることが好ましい。一般的な人体の体型では、このように回転角度範囲を規制する方が、逆にθ１＜θ２＜θ３に規制するよりも、電極支持体が腹部の輪郭に近似して折れ曲がりやすく、再現性の高い位置に電極３０，３２を配置しやすい。また、電極支持体が真っ直ぐに延びた状態から腹部の輪郭に近似して折れ曲がった状態にすばやく変形することができる。

図６に示すように、電極３０，３２の各々は、被験者１４の腹部に接触する凸状の湾曲面１００と、この湾曲面１００に滑らかに連続する円柱状の外周面１０２を有する。外周面１０２の長さ（電極の軸線方向での長さ）は、好ましくは３．５ｍｍ以上であり、さらに好ましくは５．０ｍｍ以上である。このように外周面１０２の長さを確保して、電極支持体と間隔をおくように湾曲面１００を配置することが好ましい。腹筋が発達している被験者１４または痩せている被験者１４は、図９に示すように、図３の被験者１４よりも腹筋の起伏が大きい。このため、凸状の湾曲面がないと、腹筋の凹み１０４に電極が対面した（凹み１０４内部に電極が位置した）としても、電極が被験者１４の皮膚に接触しないおそれがある。しかし、この実施の形態のように、各電極３０，３２が凸状の湾曲面１００を有し、湾曲面１００が電極支持体と間隔をおいて配置されていると、腹筋の凹み１０４に電極３０，３２が対面した（凹み１０４内部に電極３０，３２が位置した）とき、電極３０，３２が被験者１４の皮膚に確実に接触する。

＜変形＞
上記の実施の形態では、角度規制部は、規制されるセグメントの隣のセグメントに設けられた壁（側方角度規制壁９０，９４、下方角度規制壁９２，９６）であるが、本発明をこの実施の形態に限定する意図ではない。角度規制部は、例えば、隣のセグメントに固定または形成されたピン、棒、段差、その他の規制手段でよい。

上記の実施の形態では、複数のセンサ２２がフレーム１６に固定されている。しかし、フレーム１６の脚部１８ａ，１８ｂの各々に１つのセンサを移動可能に取り付けて、これらのセンサを既知の位置で作動させて距離測定を行ってもよい。

上記の実施の形態では、既知の位置と被験者１４の外周上の被測定点との距離を非接触式で測定する距離測定装置として、光学式距離センサ２２が使用されている。しかし、距離測定装置は他の非接触式距離測定装置であってもよい。

上記の実施の形態では、被験者１４の腹部の横幅と、被験者１４の生体インピーダンスとから直接、体組成に関する指標を演算している。しかし、被験者１４の腹部の横幅から他の指標（例えば、腹部の断面積またはウエスト周囲径）を算出し、この指標から体組成に関する指標を演算してもよい。

本発明の実施の形態に係る体組成測定装置を示す斜視図である。 図１の体組成測定装置の正面図である。 被験者の生体インピーダンス測定中の図１の体組成測定装置の正面図である。 図１の体組成測定装置におけるインピーダンス計の平面図である。 図１の体組成測定装置の電気的構成を示すブロック図である。 図４のVI-VI線に沿って見た断面図である。 電極支持体における隣り合うセグメントの相対的な回動角度範囲を表したインピーダンス計１２の正面図である。 本発明による角度規制部を設けないと仮定した場合に、インピーダンス計のハンドルセグメントを使用者がつかんだ状態を示すインピーダンス計の正面図である。 腹筋の起伏が大きい被験者に載せられたインピーダンス計の正面図である。

符号の説明

１０…腹部横幅測定装置、１２…インピーダンス計、１４…被験者、３０…電流供給電極、３２…電圧測定電極、３４…ハンドルセグメント（中央セグメント）、３６…アーム、３８ａ，３８ｂ，３８ｃ…アームセグメント、４０…ケーブル、６６…開口部、６８…突出部、７６…開口部、８０…ピン、９０，９４…側方角度規制壁（角度規制部）、９２，９６…下方角度規制壁（角度規制部）、１００…湾曲面、１０２…外周面。

Claims (4)

1. 被験者の腹部のインピーダンスを測定するための複数の電極と、
   前記電極が突出するよう前記電極を支持する電極支持体とを備え、
   前記電極支持体は、一方向に配列された複数のセグメントを有し、前記複数の電極はそれぞれ異なる前記セグメントに取り付けられており、隣り合う前記セグメントは互いに回動可能に連結されており、
   前記電極支持体は、隣り合う前記セグメントの相対的な回動角度範囲を規制する角度規制部をさらに有することを特徴とする腹部インピーダンス測定装置。
2. 複数の前記電極には、被験者の腹部に電流を供給する２つの電流供給電極と、被験者の腹部に接触し、接触した部分間の電圧を測定するための２つの電圧測定電極とがあり、
   前記電流供給電極は、前記電極支持体の２つのセグメントにそれぞれ取り付けられており、
   前記電圧測定電極は、前記電極支持体のうち、前記電流供給電極が取り付けられた前記セグメントとは異なる２つのセグメントにそれぞれ取り付けられており、
   前記電流供給電極の１つが取り付けられた前記セグメントと、この電流供給電極に近い方の電圧測定電極が取り付けられた前記セグメントとの間には、少なくとも１つの他のセグメントが配置されていることを特徴とする請求項１に記載の腹部インピーダンス測定装置。
3. 前記電極支持体の中央から離れるほど、隣り合う前記セグメントの相対的な回動角度範囲が小さくなるように、前記電極支持体の前記角度規制部が設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の腹部インピーダンス測定装置。
4. 前記電極の各々が被験者の腹部に接触する凸状の湾曲面を有し、前記湾曲面は前記電極支持体と間隔をおいて配置されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の腹部インピーダンス測定装置。
   

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