JP4552609B2 - 皮下脂肪厚測定方法、皮下脂肪厚測定装置、プログラム、及び記録媒体 - Google Patents

Description

本発明は、局所皮下脂肪の厚みを光学式に測定することができる皮下脂肪厚測定方法、皮下脂肪厚測定装置、プログラム、及び記録媒体に関する。

従来、図１３に示すように、生体表面１に配置された光源２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素子３にて受光することで生体内部の皮下脂肪４の厚みを測定する方法（例えば特許文献１参照。）がある。また、特許文献１では、光源近傍に配置された受光素子３での受光量を用いて、皮膚５の色の違いによる差を補正する方法が考案されていた。

筋肉、脂肪では光の伝搬特性が大きく異なり、筋肉ではより吸収が強く、脂肪ではより散乱が強い。この特性の違いは５００ｎｍ〜１０００ｎｍの波長の光で顕著である。そのため、光源２より生体表面から入射した光は、皮下脂肪４が厚いほど皮下脂肪４内で広がり、拡散により深さ方向だけでなく、横方向にも広がる。

したがって、この横方向に広がり再び生体表面１に出射した光は皮下脂肪４が厚いほど増加する。この再び生体表面１に出射した光を受光素子３で受光することにより皮下脂肪４の厚みおよび量が測定できる。

また、この方法では、複数の送受光間距離を得られるように、光源２および受光素子３を配置して、皮膚５の色などの補正を行い精度の良い皮下脂肪厚の測定を可能としている。すなわち、受光素子３での受光量を求める際に、光源２に最も近い受光素子３の受光量で、皮膚色差による各受光素子３の受光量を補正している。
特開２０００−１５５０９１号公報

しかしながら、上記従来の皮下脂肪厚測定装置においては、皮膚５の色による誤差の補正はできても、血液量の変動などに起因する、皮下脂肪４内の吸収ばらつきによる誤差が補正できなかった。

すなわち、被検体である人体の皮下脂肪４には血管が張り巡らされ、実質上一様な組織が形成されていると見なすことができるが、運動、寝起き等の原因で組織に流れる血液量が変化することにより血液濃度が増減するために、皮下脂肪４内の光吸収量は増減し、吸収ばらつきを起こすこととなる。

このように、従来の皮下脂肪厚測定装置においては、皮下脂肪４内の吸収ばらつきによる誤差を補正することが出来ないという課題がある。

本発明は、上記課題を考慮し、皮下脂肪厚などの皮下脂肪情報を高精度に再現性良く測定することができる皮下脂肪測定方法、皮下脂肪測定装置、プロラム、及び記録媒体を提供することを目的とするものである。

第１の本発明は、中心波長が互いに異なる複数の光を生体の表面に照射する照射工程と、
前記生体の表面より出射した前記複数の波長の光を受光し、前記複数の光のそれぞれの受光量を計測する受光工程と、
皮下脂肪内の血液濃度が互いに異なる場合における、皮下脂肪厚と中心波長が互いに異なる複数の光の受光量との対応関係を用いて、前記受光工程により計測した前記複数の光のそれぞれの前記受光量に基づき、前記生体の皮下脂肪厚を算出する算出工程とを備えた、
皮下脂肪厚測定方法である。

第２の本発明は、前記対応関係は、
前記複数の光のそれぞれについて、既知の皮下脂肪厚を有する生体の表面を対象として前記照射工程および前記受光工程に相当する工程を行ったときに得られる受光量と、前記既知の皮下脂肪厚との関係であって、
前記受光量と前記皮下脂肪厚との関係は、前記血液濃度毎に複数あるものである、
第１の本発明に記載の皮下脂肪厚測定方法である。

第３の本発明は、前記算出工程は、
前記受光工程により得られた前記複数の光のそれぞれの受光量に対応する、前記血液濃度毎の前記既知の皮下脂肪厚を比較し、
それぞれの受光量に共通して同一の値を与える、前記血液濃度および前記既知の皮下脂肪厚の前記対応関係を見いだしたとき、その対応関係における前記既知の皮下脂肪厚を、前記生体表面の皮下脂肪厚とするものである、
第２の本発明に記載の皮下脂肪厚測定方法である。

第４の本発明は、前記複数の光とは、第１の中心波長の光と第２の中心波長の光との２つの波長の光であり、
前記第１の中心波長は、６５０から７００ｎｍまでのいずれかの波長であり、
前記第２の中心波長は、８００から８５０ｎｍまでのいずれかの波長である、
第１の本発明に記載の皮下脂肪厚測定方法である。

第５の本発明は、前記受光工程は、前記生体表面より出射した、前記複数の波長の光を、前記生体表面の複数の位置で受光する、
第１の本発明に記載の皮下脂肪厚測定方法である。

第６の本発明は、前記生体表面を有する被験者の体重、性別、身長、年齢、計測部位の全部または一部に関する情報を利用して、算出された前記皮下脂肪厚から前記被験者の体脂肪率を算出する体脂肪率算出工程をさらに備えた、
第１の本発明に記載の皮下脂肪厚測定方法である。

第７の本発明は、中心波長が互いに異なる複数の光を生体表面に照射する照射手段と、
前記生体表面より出射した前記複数の波長の光を受光し、前記複数の光のそれぞれの受光量を計測する受光手段と、
皮下脂肪内の血液濃度が互いに異なる場合における、皮下脂肪厚と中心波長が互いに異なる複数の光の受光量との対応関係を用いて、前記受光手段により計測した前記複数の光のそれぞれの前記受光量に基づき、前記生体の皮下脂肪厚を算出する算出手段とを備えた、
皮下脂肪厚測定装置である。

第８の本発明は、前記対応関係は、
前記複数の光のそれぞれについて、既知の皮下脂肪厚を有する生体の表面を対象として前記照射手段および前記受光手段により上記受光および計測に相当する条件の動作を行ったときに得られる受光量と、前記既知の皮下脂肪厚との関係であって、
前記受光量と前記皮下脂肪厚との関係は、前記血液濃度毎に複数あるものである、
第７の本発明に記載の皮下脂肪厚測定装置である。

第９の本発明は、前記算出手段は、
前記受光手段により得られた前記複数の光のそれぞれの受光量に対応する、前記血液濃度毎の前記既知の皮下脂肪厚を比較し、
それぞれの受光量に共通して同一の値を与える、前記血液濃度および前記既知の皮下脂肪厚の前記対応関係を見いだしたとき、その対応関係における前記既知の皮下脂肪厚を、前記生体表面の皮下脂肪厚とするものである、
第８の本発明に記載の皮下脂肪厚測定装置である。

第１０の本発明は、前記照射手段は、前記複数の光として、第１の中心波長の光と第２の中心波長の光との２つの波長の光を照射し、
前記第１の中心波長は、６５０から７００ｎｍまでのいずれかの波長であり、
前記第２の中心波長は、８００から８５０ｎｍまでのいずれかの波長である、
第７の本発明に記載の皮下脂肪厚測定装置である。

第１１の本発明は、前記受光手段は、前記生体表面より出射した、前記複数の波長の光を、前記生体表面の複数の位置で受光する、
請求項７に記載の皮下脂肪厚測定装置である。

第１２の本発明は、前記生体表面を有する被験者の体重、性別、身長、年齢、計測部位の全部または一部に関する情報を利用して、算出された前記皮下脂肪厚から前記被験者の体脂肪率を算出する体脂肪率算出手段をさらに備えた、
第７の本発明に記載の皮下脂肪厚測定装置である。

第１３の本発明は、第１の本発明記載の皮下脂肪厚測定方法の、皮下脂肪内の血液濃度が互いに異なる場合における、皮下脂肪厚と中心波長が互いに異なる複数の光の受光量との対応関係を用いて、前記受光工程により計測した前記複数の光のそれぞれの前記受光量に基づき、前記生体の皮下脂肪厚を算出する算出工程をコンピュータに実行させるためのプログラムである。

第１４の本発明は、第１３の本発明に記載のプログラムを担持した記録媒体であって、コンピュータにより処理可能な記録媒体である。

本発明は、皮下脂肪厚を高精度に再現性良く測定することができる皮下脂肪厚測定方法、皮下脂肪厚測定装置、プロラム、及び記録媒体を提供することが出来る。

以下に、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。

（第１の実施の形態）
まず、第１の実施の形態について説明する。

図１は本発明の実施の形態における皮下脂肪測定装置の構成図であり、図２は同皮下脂肪測定装置の成形部７を生体表面１と接する側から見た上面図である。

本実施の形態の皮下脂肪測定装置は、脂肪層４での吸収ばらつきを補正する機能を有する。すなわち、皮膚５ではメラニン、筋肉６ではミオグロビンというように血液以外の他の成分に吸収が大きいものがある。しかし、皮下脂肪４では、メラニン、ミオグロビンは存在しないので、吸収の主成分は血液である。つまり、皮下脂肪４の吸収ばらつきの主原因は血液量のばらつきである。血液の吸光スペクトルは、酸素濃度に応じて変化することが知られているが、安静状態では生体の酸素濃度は安定しているので、皮下脂肪４内の血液の吸光スペクトルは安定する。したがって、生体を通過しやすい光の内、血液での吸収が多い６５０ｎｍから、血液での吸収が少ない８５０ｎｍまでの複数の光を用いることで、皮下脂肪４の吸収ばらつきを補正することができる。

また、特にその差が顕著な６５０ｎｍ付近の中心波長と、８００ｎｍ付近の中心波長の２波長で計測し、その結果から皮下脂肪厚を算出することで、高精度な皮下脂肪厚計測が可能となる。

また、生体表面１の複数の場所での生体表面１より出射した光を受光することで、さらに皮膚５の色ばらつきを補正した高精度な皮下脂肪厚計側が可能となる。

また、体重、性別、身長、年齢、計測部位等の情報を加味することで、皮下脂肪厚と相関が高い全身の体脂肪率を算出することが可能となる。

すなわち、図１、及び図２において、皮膚５、皮下脂肪４、筋肉６の３層からなる生体表面１上に、生体表面１を略平面に成形する成形部７が設けられている。

成形部７内に２つの光源を含む光源部８と受光部９とが設けられている。受光部９は計測用受光素子１０（第２の受光素子）と補正用受光素子１１（第１受光素子）からなる。計測用受光素子１０と光源部８との距離は３５ｍｍであり、補正用受光素子１１と光源部８との距離は２０ｍｍである。光源部８から出射する光の出射口は直径φ５ｍｍであり、計測用受光素子１０及び補正用受光素子１１の光の入射口はφ５ｍｍである。なお、計測用受光素子１０と光源部８との距離は３５ｍｍ〜８０ｍｍの間であることが好ましく、補正用受光素子９と光源部８との距離は１５ｍｍ〜３０ｍｍであることが好ましい。ここで、光源部８は第１の光源１２として中心波長が６６０ｎｍのＬＥＤを有している。また、第２の光源１３として中心波長が８５０ｎｍのＬＥＤを有している。

なお、第１の光源１２は中心波長が６５０ｎｍ〜７００ｎｍであり、第２の光源１３は中心波長が８００ｎｍ〜８５０ｎｍのレーザーダイオードまたはＬＥＤなどの光源素子であれば、血液の吸光度の差が大きいので好ましい。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１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１に伝わらないので好ましい。

受光部９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。

また、成形部７を略平面形状にすることで、生体表面１は平面形状に安定し、測定再現性が向上する。成形部７は直径６０ｍｍの円盤形状をしており、遮光のために黒色ＡＢＳでできている。成形部７の材質は光源部８からの光に対して低反射率のものであることで、生体表面１から出射した光が再び生体へもどることを防ぐことができ、受光部９では生体の深い領域を伝搬してきた光のみを受光することができ測定精度が向上する。また、ノイズとなる光源部８以外からの外乱光を遮光することもでき測定精度が向上する。成形部７は角を丸くし生体表面１に鋭角な部分があたらない構造とすることで、成形部を生体表面１に押し当てても角による痛みは生じない。

演算部１４では、受光部９で得られた受光量に基づき、皮下脂肪４の厚みを算出する。算出された皮下脂肪４の厚みは表示部１５に表示され、通信部１６を通して他の機器にデータとして送られる。

また、入力部１７から直接、または通信部１６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４の厚みと相関性のある体脂肪率を演算部１４で計算し、表示部１５に表示したり通信部１６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。

次に皮下脂肪内の血液濃度が変動したときの測定誤差の補正方法について説明する。
従来例では、皮下脂肪４内の血液濃度によってこの光は増減し、この増減が演算部１４における測定誤差の原因となっていた。
これは、皮下脂肪４の血液濃度をばらつかせると、８００ｎｍでの受光量はシミュレーション上、図４の白丸のようにばらつき、受光量から脂肪厚を計測するのがむずかしくなることからも明らかである。

そこで、６００ｎｍから８５０ｎｍまでの波長のうち、血液による吸収が大きい６５０から７００ｎｍ付近の光と、吸収が少ない８００から８５０ｎｍ付近の光を用いることで、皮下脂肪４内の血液濃度のばらつきに基づく測定値の誤差を補正する。

図８は、脂肪層内の血液濃度が標準の場合、標準から２５％増加した場合（＋２５％）、標準から２５％減少した場合（−２５％）での、８００ｎｍの中心波長の光源を用いた場合の、既知の皮下脂肪厚と受光量との関係を関係とをシミュレーションにより求めた結果であり、図９は、６８０ｎｍの中心波長の光源を用いた場合であって、図８と同一の血液濃度条件にて、既知の皮下脂肪厚と受光量との関係をシミュレーションにより求めた結果を示す図である。

ここで、既知である真値としての皮下脂肪厚が１５ｍｍの場合、血液濃度が−２５％になると、二つの波長の受光量はともに増加し、血液濃度が標準の場合のグラフにその増加した受光量を適用すると、真値と比較して皮下脂肪厚が大きな値となる。しかしながら、二つの波長での血液濃度変化に対するグラフの変化量が異なるので、８００ｎｍでは皮下脂肪厚が約１８ｍｍ、６８０ｎｍでは皮下脂肪厚が約２８ｍｍと算出され、二つの波長で皮下脂肪厚みが異なった値になる。

このように、二つの波長光を用いて、測定された皮下脂肪厚が異なった値になることから、血液濃度の変化が、測定結果にずれをもたらしていることがわかる。

このとき、８００ｎｍと６８０ｎｍでは、血液濃度の変動による受光量の変動量と、皮下脂肪厚の変化による受光量の変動量とに違いがある。すなわち、図３にて説明したように、受光量は、測定に用いた光の波長が長いほど大きくなるが、さらに図１０に示すように、同一の血液濃度の変動に対して、測定に用いる光の中心波長が異なる場合、より長い波長の光を用いたほうが、受光量の変動は小さく現れるということである。

この点に着目して、二つの波長での受光量をパラメータとして回帰分析を行って換算式を求めることにより、皮下脂肪４内の血液濃度のばらつきを補正することができる。

以下に換算式を用いた場合の計測の手順について説明する。

第１の動作として、光源部８が点灯していない状態で、成形部７を生体表面１に押し当てる。

第２の動作として、第１の光源１２を点灯する。計測用受光素子１０に到達した光１８を計測することにより計測用受光量Ｙ２１が得られる。

第３の動作として、第１の光源１２を消灯し、第２の光源１３を点灯する。計測用受光素子１０に到達した光１８を計測することにより計測用受光量Ｙ２２が得られる。

第４の動作として、演算部１４での皮下脂肪４の厚みを算出する。皮下脂肪厚みＸは以下の式１で表される。

（数１）
Ｘ＝Ａ×Ｙ２２＋Ｂ×Ｙ２１＋Ｃ （式１）
ここで、Ａ，Ｂ，Ｃは定数であり、皮下脂肪内の血液濃度が互いに異なる、複数の既知の皮下脂肪厚Ｘの生体を計測したときの受光量Ｙ２１、Ｙ２２の組み合わせから、回帰分析を行って決定される。既知の皮下脂肪厚Ｘは、超音波診断装置、ＭＲＩまたはＸ線ＣＴの画像から求めることができる。皮下脂肪厚と受光量Ｙ２１，Ｙ２２とが求められていれば、皮下脂肪内の血液濃度を測定しなくても、Ａ、Ｂ、Ｃを求めることができる。したがって、式１は、皮下脂肪内の血液濃度が互いに異なる場合における、皮下脂肪厚と中心波長が互いに異なる複数の光の受光量との対応関係を反映している。

皮下脂肪４の吸収をばらつかせた場合の２つの波長での受光量Ｙ２２、Ｙ２１を計算し、その結果から、パラメータＡ，Ｂ，Ｃを求めた。式１と受光量から求めた皮下脂肪換算値とシミュレーション条件である皮下脂肪厚の関係を図５に示す。図４と図５とを比較すると、図５では、皮下脂肪厚のばらつきは収まり、皮下脂肪の吸収ばらつきが補正できていることがわかる。算出手段に相当する演算部１４内に、式１の換算式が格納されていることが好ましい。

次に他の補正方法について説明する。

図１１はシミュレーションにより計算し、脂肪内の血液濃度一定で脂肪厚が変化した場合の６８０ｎｍと８００ｎｍとの受光量の関係を表したグラフと、脂肪厚が一定で脂肪内の血液濃度が変化した場合の６８０ｎｍと８００ｎｍとの受光量の関係を表したグラフとを重ねてプロットしたものである。すなわち、図８および図９のグラフを、各波長光の受光量を軸として再プロットしたものである。また、図１２は、図１１における、受光量０〜１近傍の拡大図である。図１１，１２は、本発明における、皮下脂肪層と中心波長が異なる複数の光の受光量との対応関係に相当する。この場合、演算部１４内に、図１１，１２のような対応関係が格納されていることが好ましい。

図１１において、脂肪内の血液濃度が一定で脂肪厚が変化した場合の６８０ｎｍと８００ｎｍとの受光量の関係を表したグラフは、放物線状のグラフになっている。これに対して、脂肪厚が一定で脂肪内の血液濃度が変化した場合の６８０ｎｍと８００ｎｍとの受光量の関係を表したグラフは、直線状のグラフになっている。

図１１からも、脂肪厚が厚くなるほど、血液濃度の影響が大きくなり受光量の変動が大きくなることがわかる。例えば、脂肪厚５．０ｍｍの場合の脂肪内の血液濃度が変化した場合の６８０ｎｍと８００ｎｍとの受光量の関係を表したグラフは、図１１の原点近傍に記載されている。そして、血液濃度が標準より２５％少ない場合、及び血液濃度が標準、及び血液濃度が標準より２５％多い場合で、塗りつぶしていない○印が示すように、受光量はほとんど変動していない。これに対して、脂肪厚４０ｍｍの場合の脂肪内の血液濃度が変化した場合の６８０ｎｍと８００ｎｍとの受光量の関係を表したグラフは、図１１の原点から最も遠い位置に記載されている。そして、血液濃度が標準より２５％少ない場合、及び血液濃度が標準、及び血液濃度が標準より２５％多い場合で、塗りつぶした○印が示すように、受光量は大きく変動している。

このとき、同一の皮下脂肪厚であることを示す同一の印の各点同士を結ぶようプロットすると近似直線が得られる。

これらの各皮下脂肪厚に対応する近似直線は図１１、１２から見ても明らかなように、交わることがなく存在している。

したがって、皮下脂肪厚が未知である被検体に対し、６８０ｎｍの光および、８００ｎｍの光でそれぞれ測定を行い、図１１および図１２において、その受光量の交点が位置する近似直線を見いだせば、その近似直線が定義する皮下脂肪厚が、当該被検体の皮下脂肪厚として得られることになる。

例えば、皮下脂肪厚が未知の被検体に対し、８００ｎｍの光による測定を行ったときの受光量が０．８であり、６８０ｎｍの光による測定を行ったときの受光量が０．５６である場合、これら受光量をそれぞれ縦軸、横軸として交点を求めると、それは、図１１，図１２中の大きな黒丸印に示すように、脂肪厚１５ｍｍを示す近似直線上に配置される。これは、当該未知の被検体の皮下脂肪厚が、１５ｍｍであることを意味する。なお、図中において、大きな黒丸印は、血液濃度標準を示す△印点と、血液濃度−２５％を示す△印点との間に配置されているが、これは、被検体の皮下脂肪の血液濃度が、標準から−２５％までの間の値であることを意味する。このとき、図１２の元になる、図８，９に示す血液濃度の変化と、受光量との変化に基づき、血液濃度の具体的な値を推定するようにしてもよい。

このように、本実施の形態によれば、８００ｎｍと６８０ｎｍとの２つの中心波長で受光量が決まると、被検体の皮下脂肪厚を、その血液濃度によらず、一意に決定することが出来る。

このように、この図１１，１２の関係を本発明の対応関係の例とすれば、二つの波長での受光量を用いることで、脂肪層内での血液濃度が変化しても、正しい皮下脂肪層厚を算出出来る。

次に計測の手順について説明する。

なお、第１の実施の形態では、以下に説明するように、補正用受光素子１１は用いていない。従って、第１の実施の形態の皮下脂肪測定装置は、補正用受光素子１１を備えていない構成であっても構わない。補正用受光素子１１は、第２の実施の形態で用いられる。

第１の動作として、光源部８が点灯していない状態で、成形部７を生体表面１に押し当てる。

第２の動作として、第１の光源１２を点灯する。計測用受光素子１０に到達した光１８を計測することにより計測用受光量Ｙ２１が得られる。

第３の動作として、第１の光源１２を消灯し、第２の光源１３を点灯する。計測用受光素子１０に到達した光１８を計測することにより計測用受光量Ｙ２２が得られる。

第４の動作として、演算部１４での皮下脂肪４の厚みを算出する。皮下脂肪厚みはＹ２２およびＹ２１と脂肪厚との対応情報である図１１および１２とにより求められる。

（第２の実施の形態）
次に第２の実施の形態について説明する。

第２の実施の形態の皮下脂肪測定装置の構成は第１の実施の形態と同様であるので説明を省略する。

次に、このような本実施の形態の動作を第１の実施の形態との相違点を中心に説明する。

第１の実施の形態では、式１と受光量から皮下脂肪厚みを求めることにより、皮下脂肪厚のばらつきが収まり、皮下脂肪の吸収ばらつきが補正できた。

しかし、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。ここで、シミュレーションにより、皮膚５および皮下脂肪４の吸収度合いをばらつかせると、８００ｎｍの受光量はシミュレーション上は図６の白丸のようにばらつき受光量から脂肪厚を計測するのがさらにむずかしくなる。シミュレーションによって、皮膚５と皮下脂肪４の吸収ばらつきの影響を補正するために、補正用受光素子１１で計測された補正用受光量Ｙ１１およびＹ１２をも用いる。すなわち、第２の実施の形態では、計測用受光量Ｙ２２、Ｙ２１と補正用受光量Ｙ１１、Ｙ１２を用いて皮下脂肪厚を計測する。

第２の実施の形態の皮下脂肪測定装置は、補正用受光素子１１での受光量で、皮膚色差による計測用受光素子１０の受光量のばらつきを補正している。

まず、計測の手順について説明する。

第１の動作として、光源部８が点灯していない状態で、成形部７を生体表面１に押し当てる。

第２の動作として、第１の光源１２を点灯する。補正用受光素子９に到達した光１９を計測することにより補正用受光量Ｙ１１が得られ、計測用受光素子１０に到達した光１８を計測することにより計測用受光量Ｙ２１が得られる。

第３の動作として、第１の光源１２を消灯し、第２の光源１３を点灯する。補正用受光素子１１に到達した光１９を計測することにより補正用受光量Ｙ１２が得られ、計測用受光素子１０に到達した光１８を計測することにより計測用受光量Ｙ２２が得られる。

第４の動作として、演算部１４での皮下脂肪４の厚みの算出する。皮下脂肪４の厚みＸは以下の式２で表される。

（数２）
Ｘ＝Ａ×Ｙ２２／Ｙ１２＋Ｂ×Ｙ２１／Ｙ１１＋Ｃ 式２
ここで、Ａ，Ｂ，Ｃは定数であり、複数の既知の皮下脂肪厚Ｘの生体を計測したときの受光量Ｙ１１、Ｙ１２、Ｙ２１、Ｙ２２の組み合わせから、回帰分析を行って決定される。既知の皮下脂肪厚Ｘは、超音波診断装置、ＭＲＩまたはＸ線ＣＴの画像から求めることができる。

皮膚５および皮下脂肪４の吸収をばらつかせた場合の２つの波長での受光量Ｙ２２、Ｙ２１、Ｙ１１、Ｙ１２を計算し、その結果から、パラメータＡ，Ｂ，Ｃを求めた。式２と受光量から求めた皮下脂肪推定値とシミュレーション条件である皮下脂肪厚の関係を図７に示す。図６と図７を比較してばらつきは収まり、皮膚および皮下脂肪の吸収ばらつきが補正できていることがわかる。

なお、本実施の形態では主に皮下脂肪厚を求めることについて説明したが、皮下脂肪厚に限らない。体脂肪率など皮下脂肪厚以外の皮下脂肪情報を求めても構わない。体脂肪率を求める場合、体重、身長、性別、年齢、計測部位などの情報の一部もしくは全部と皮下脂肪厚から全身の体脂肪率を算出することができる。

また、上記の実施の形態においては、中心波長６８０ｎｍの光と、中心波長８００ｎｍの光の２種類の中心波長の光を用いたが、場合によっては三種類以上としてもよい。

なお、本発明にかかるプログラムは、上述した本発明の皮下脂肪厚測定方法の全部または一部の工程の動作をコンピュータにより実行させるためのプログラムであって、コンピュータと協働して動作するプログラムであってもよい。

また、本発明は、上述した本発明の皮下脂肪厚測定方法の全部または一部のステップの全部または一部の動作をコンピュータにより実行させるためのプログラムを担持した媒体であり、コンピュータにより読み取り可能且つ、読み取られた前記プログラムが前記コンピュータと協動して前記動作を実行する媒体であってもよい。

なお、本発明の上記「一部の工程」とは、それらの複数の工程の内の、幾つかの工程を意味し、あるいは、一つの工程の内の、一部の動作を意味するものである。

また、本発明のプログラムを記録した、コンピュータに読みとり可能な記録媒体も本発明に含まれる。

また、本発明のプログラムの一利用形態は、コンピュータにより読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータと協働して動作する態様であっても良い。

また、本発明のプログラムの一利用形態は、伝送媒体中を伝送し、コンピュータにより読みとられ、コンピュータと協働して動作する態様であっても良い。

また、本発明のデータ構造としては、データベース、データフォーマット、データテーブル、データリスト、データの種類などを含む。

また、記録媒体としては、ＲＯＭ等が含まれ、伝送媒体としては、インターネット等の伝送機構、光・電波・音波等が含まれる。

また、上述した本発明のコンピュータは、ＣＰＵ等の純然たるハードウェアに限らず、ファームウェアや、ＯＳ、更に周辺機器を含むものであっても良い。

なお、以上説明した様に、本発明の構成は、ソフトウェア的に実現しても良いし、ハードウェア的に実現しても良い。

本発明にかかる皮下脂肪厚測定方法、皮下脂肪厚測定装置、プログラム、及び記録媒体は、皮下脂肪厚を高精度に再現性良く測定することができる効果を有し、局所皮下脂肪の厚みを光学式に測定することができる皮下脂肪厚測定方法、皮下脂肪厚測定装置、プログラム、及び記録媒体等に有用である。

本発明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 同光式皮下脂肪厚装置の成形部を生体表面と接する側から見た上面図 シミュレーション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 シミュレーションにより脂肪の吸収ばらつきを考慮し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 脂肪の吸収ばらつきを補正し、換算式により求められた皮下脂肪厚換算値と皮下脂肪厚の関係を示すグラフ図 シミュレーションにより皮膚および脂肪の吸収ばらつきを考慮し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 皮膚および脂肪の吸収ばらつきを補正し、換算式により求められた皮下脂肪厚換算値と皮下脂肪厚の関係を示すグラフ図 波長８００ｎｍでの皮下脂肪厚と受光量との関係をシミュレーションにより求めた結果を示す図 波長６８０ｎｍでの皮下脂肪厚と受光量との関係をシミュレーションにより求めた結果を示す図 血液濃度変化による波長６８０ｎｍ、波長８００ｎｍの受光量変化の比較を示す図 シミュレーションにより計算し、脂肪内の血液濃度一定で脂肪厚が変化した場合の６８０ｎｍと８００ｎｍとの受光量の関係を表したグラフ 図１１に示すグラフの０点近傍の状態を示す拡大詳細図 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 受光素子
４ 脂肪
５ 皮膚
６ 筋肉
７ 成形部
８ 光源部
９ 受光部
１０ 計測用受光素子
１１ 補正用受光素子
１２ 第１の光源
１３ 第２の光源
１４ 演算部
１５ 表示部
１６ 通信部
１７ 入力部
１８ 計測用受光素子に到達した光
１９ 補正用受光素子に到達した光

Claims (14)

1. 中心波長が互いに異なる複数の光を生体の表面に照射する照射工程と、
   前記生体の表面より出射した前記複数の波長の光を受光し、前記複数の光のそれぞれの受光量を計測する受光工程と、
   皮下脂肪内の血液濃度が互いに異なる場合における、皮下脂肪厚と中心波長が互いに異なる複数の光の受光量との対応関係を用いて、前記受光工程により計測した前記複数の光のそれぞれの前記受光量に基づき、前記生体の皮下脂肪厚を算出する算出工程とを備えた、
   皮下脂肪厚測定方法。
2. 前記対応関係は、
   前記複数の光のそれぞれについて、既知の皮下脂肪厚を有する生体の表面を対象として前記照射工程および前記受光工程に相当する工程を行ったときに得られる受光量と、前記既知の皮下脂肪厚との関係であって、
   前記受光量と前記皮下脂肪厚との関係は、前記血液濃度毎に複数あるものである、
   請求項１に記載の皮下脂肪厚測定方法。
3. 前記算出工程は、
   前記受光工程により得られた前記複数の光のそれぞれの受光量に対応する、前記血液濃度毎の前記既知の皮下脂肪厚を比較し、
   それぞれの受光量に共通して同一の値を与える、前記血液濃度および前記既知の皮下脂肪厚の前記対応関係を見いだしたとき、その対応関係における前記既知の皮下脂肪厚を、前記生体表面の皮下脂肪厚とするものである、
   請求項２に記載の皮下脂肪厚測定方法。
4. 前記複数の光とは、第１の中心波長の光と第２の中心波長の光との２つの波長の光であり、
   前記第１の中心波長は、６５０から７００ｎｍまでのいずれかの波長であり、
   前記第２の中心波長は、８００から８５０ｎｍまでのいずれかの波長である、
   請求項１に記載の皮下脂肪厚測定方法。
5. 前記受光工程は、前記生体表面より出射した、前記複数の波長の光を、前記生体表面の複数の位置で受光する、
   請求項１に記載の皮下脂肪厚測定方法。
6. 前記生体表面を有する被験者の体重、性別、身長、年齢、計測部位の全部または一部に関する情報を利用して、算出された前記皮下脂肪厚から前記被験者の体脂肪率を算出する体脂肪率算出工程をさらに備えた、
   請求項１に記載の皮下脂肪厚測定方法。
7. 中心波長が互いに異なる複数の光を生体表面に照射する照射手段と、
   前記生体表面より出射した前記複数の波長の光を受光し、前記複数の光のそれぞれの受光量を計測する受光手段と、
   皮下脂肪内の血液濃度が互いに異なる場合における、皮下脂肪厚と中心波長が互いに異なる複数の光の受光量との対応関係を用いて、前記受光手段により計測した前記複数の光のそれぞれの前記受光量に基づき、前記生体の皮下脂肪厚を算出する算出手段とを備えた、
   皮下脂肪厚測定装置。
8. 前記対応関係は、
   前記複数の光のそれぞれについて、既知の皮下脂肪厚を有する生体の表面を対象として前記照射手段および前記受光手段により上記受光および計測に相当する条件の動作を行ったときに得られる受光量と、前記既知の皮下脂肪厚との関係であって、
   前記受光量と前記皮下脂肪厚との関係は、前記血液濃度毎に複数あるものである、
   請求項７に記載の皮下脂肪厚測定装置。
9. 前記算出手段は、
   前記受光手段により得られた前記複数の光のそれぞれの受光量に対応する、前記血液濃度毎の前記既知の皮下脂肪厚を比較し、
   それぞれの受光量に共通して同一の値を与える、前記血液濃度および前記既知の皮下脂肪厚の前記対応関係を見いだしたとき、その対応関係における前記既知の皮下脂肪厚を、前記生体表面の皮下脂肪厚とするものである、
   請求項８に記載の皮下脂肪厚測定装置。
10. 前記照射手段は、前記複数の光として、第１の中心波長の光と第２の中心波長の光との２つの波長の光を照射し、
    前記第１の中心波長は、６５０から７００ｎｍまでのいずれかの波長であり、
    前記第２の中心波長は、８００から８５０ｎｍまでのいずれかの波長である、
    請求項７に記載の皮下脂肪厚測定装置。
11. 前記受光手段は、前記生体表面より出射した、前記複数の波長の光を、前記生体表面の複数の位置で受光する、
    請求項７に記載の皮下脂肪厚測定装置。
12. 前記生体表面を有する被験者の体重、性別、身長、年齢、計測部位の全部または一部に関する情報を利用して、算出された前記皮下脂肪厚から前記被験者の体脂肪率を算出する体脂肪率算出手段をさらに備えた、
    請求項７に記載の皮下脂肪厚測定装置。
13. 請求項１記載の皮下脂肪厚測定方法の、皮下脂肪内の血液濃度が互いに異なる場合における、皮下脂肪厚と中心波長が互いに異なる複数の光の受光量との対応関係を用いて、前記受光工程により計測した前記複数の光のそれぞれの前記受光量に基づき、前記生体の皮下脂肪厚を算出する算出工程をコンピュータに実行させるためのプログラム。
14. 請求項１３に記載のプログラムを担持した記録媒体であって、コンピュータにより処理可能な記録媒体。

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