JP4655736B2

JP4655736B2 - 体脂肪測定装置

Info

Publication number: JP4655736B2
Application number: JP2005123231A
Authority: JP
Inventors: 和也近藤; 洋永里
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2005-04-21
Filing date: 2005-04-21
Publication date: 2011-03-23
Anticipated expiration: 2025-04-21
Also published as: JP2006296770A

Description

本発明は皮下脂肪および内臓脂肪を測定する体脂肪測定装置に関するものである。

従来の内臓脂肪と皮下脂肪を同時に測定できる方法としては、Ｘ線を用いたＣＴや、ＭＲＩを用いて、生体の断層画像を撮影しその結果から求める方法があった（例えば、先行文献参照）。

また、腹部の皮下脂肪と腹部の生体胴囲から内蔵脂肪を演算するものがあった（例えば、先行文献参照）。
臨床検査 vol.４２ no.４１９９８年４月特開２００２−３４５７８２号公報

しかしながら、従来のＣＴ、ＭＲＩの構成では、大型・複雑であり、個人が家庭で健康管理のための自己測定には使えなかった。また他の従来の構成では、生体上での皮下脂肪厚は場所によって変化するので、位置ずれによる皮下脂肪厚の測定ばらつきのために、正確な内臓脂肪が測定できなかったり、測定再現性悪いという課題があった。また、正確な位置決めするために、臍を基準位置にすると、臍周辺には皮下脂肪がなくまたその近傍は急激に皮下脂肪厚が変化する為に、臍を基準としながらも一定の位置を離した位置の皮下脂肪を計測しなければならず、皮下脂肪を計測する位置と臍の位置の距離だけ装置が大型化してしまい、被験者が手に持ちにくい構成となってしまう。本発明は、前記従来の課題を解決するもので、家庭用で小型でありながら、臍を基準にした正確な位置あわせを行いながら皮下脂肪厚と胴囲を測定することで高精度な内臓脂肪測定ができる体脂肪測定装置を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の体脂肪測定装置は、生体胴囲を１周する帯状の紐と、前記帯状の紐を前記皮下脂肪測定部内に収納するリールと、前記リールの回転角度から胴囲を測定する胴囲測定部と、前記帯状の紐の先端から規定の位置に配置された複数の臍位置あわせ部と、前記帯状の紐の先端に配置された第一の勘合部と、前記皮下脂肪測定部に配置された前記第一の勘合部と接続する第二の勘合部と、臍の位置から既定の位置で皮下脂肪厚を測定する皮下脂肪測定部と、生体胴囲と複数の臍位置合わせ部に臍を合わせて計測した複数の皮下脂肪厚から内臓脂肪を演算する内臓脂肪演算部とを備える。

本発明の体脂肪測定装置によれば、家庭で、皮下脂肪と内臓脂肪を自己測定することができる小型な体脂肪測定装置が実現できる。

以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における体脂肪測定装置の構成図である。

図１において、体脂肪測定装置１の側面からでる帯状の紐２の先にはフック状の第一の勘合部３が配置され、帯状の紐２がでる反対側には第一の勘合部３を引っ掛ける第二の勘合部４が配置されている。さらに、帯状の紐２は体脂肪測定装置の内部にあるリール５に巻き取られており、そのリール５の外周にはスリットが切られている。そのスリットを挟み込むように２対のフォトインタラプタ６が配置されている。この２対のフォトインタラプタ６のピッチがスリットのピッチより細かいことにより、リール５の正逆の回転角度を測定することができる。また、このリール５の中心部分と中心の軸との間に発条７が備えられて、帯状の紐２が引っ張られるとリール５が図１上右回りに回転し、リール５を左回転させて戻そうとする力を発条７は蓄える。また、帯状の紐２は帯状の構造とすることで、胴囲に巻いたときに生体食い込まず、そのため痛みも無く、安定した測定が可能となる。さらにリール５に巻き取る場合に、巻取り半径は巻取り回数と帯の厚みにより一意的に決定されるので、リール５の回転角度により胴囲を決定することができる。ここで、リール５の外周には左方向にしか回らないようにするストッパ７が配置され、このストッパ８の効力をオンオフする巻取りスイッチ９が体脂肪測定装置の外側に配置されている。また、測定結果を表示する表示部１０、皮下脂肪のみを測定する場合を選択する測定モード選択スイッチ１１も配置されている。また、体脂肪測定装置内部には皮下脂肪厚を近赤外光を用いて測定する皮下脂肪測定部１２が配置されている。

また、リール７から帯状の紐２を引き出したことを検知する検知スイッチ１３も備えている。また、帯状の紐の先端から５ｃｍの部分に臍の位置に合わせる目印である臍位置あわせ部１４がある。臍位置合わせ部を臍に合わせることで、臍からの距離５ｃｍの位置に皮下脂肪測定部を位置決めでき、５ｃｍの距離をとることで皮下脂肪の厚みが安定した位置で皮下脂肪を測定することが可能となる。

この体脂肪測定装置を用いた体脂肪測定の様子を図２に示す。

帯状の紐１は生体１５の胴囲を一周して、第一の勘合部３を第二の勘合部４に接続して固定される。このとき、臍位置あわせ部１４を臍１６の位置へ配置することにより、常に、胴囲を一定の位置で計測することができる。この臍位置合わせ部１４は普段は帯状の紐２とともにリール５に巻き取られているので小型な体脂肪測定装置を実現することができる。また、皮下脂肪も胴囲上の規定の位置で再現性良く測定することができる。また、第一の勘合部３を第二の勘合部４に接続したときに、巻取りスイッチ９がオンする構成とすることで、帯状の紐２が弛むことなく、胴囲に巻きつき安定した測定が可能となる。さらに、胴囲の算出はリール５の回転角度と胴囲の関係を図示すると図３のグラフのようになり、この関係から、内臓脂肪演算部１７は胴囲を演算する。したがって、メジャーなどで胴囲を自己測定する場合には目盛りを測定者が見るために前かがみの不自然な状況となるが、胴囲を自動測定することにより、姿勢を崩すことなく安定した測定が可能となる。

次に、内臓脂肪演算部１７における内臓脂肪算出アルゴリズムについて説明する。一般に、胴囲は内臓脂肪１８が増加するにつれて増加する。また、同じ胴囲ならば皮下脂肪１９が薄いほど内臓脂肪１８は多い傾向にある。内臓脂肪面積ＳＦＡと胴囲Ｗと皮下脂肪厚Ｔの関係は各単位の次元を合わせて（式１）で表される。
ＳＦＡ＝Ａ×Ｗ−Ｂ×Ｔ＋Ｃ・・・・（式１）
ここで、Ａ，Ｂ，Ｃは定数である。

あらかじめ、ＣＴやＭＲＩで内臓脂肪面積を測定した集団に対し、皮下脂肪厚と胴囲を測定してデータベースを構築することで、式１のパラメータＡ、Ｂ、Ｃを決定することができる。

かかる構成によれば胴囲測定部と皮下脂肪測定部とにより、胴囲と皮下脂肪厚との同時測定することとなり、そこから内臓脂肪測定部で、皮下脂肪と内臓脂肪を算出することで、家庭内で簡単に、皮下脂肪、内臓脂肪を自己測定することができる。

なお、本実施の形態において、皮下脂肪測定部として、近赤外光を用いた光式としたが超音波を用いた超音波式としても良い。

また、さらに、図４のように複数の臍位置合わせ部２０を帯状の紐上に配置しそれぞれの位置で皮下脂肪厚Ｔ０、Ｔ１・・・Ｔｎを測定することで皮下脂肪の量をより高精度に推定でき高精度な内臓脂肪測定が可能となる。その場合に換算式は
ＳＦＡ＝Ａ×Ｗ−（Ｂ０×Ｔ０＋Ｂ１×Ｔ１＋・・・＋Ｂｎ×Ｔｎ）＋Ｃ・・・（式２）
ここで、Ａ，Ｂ０，Ｂ１，・・・Ｂｎ，Ｃは定数である。

式１の場合と同様にあらかじめ、ＣＴやＭＲＩで内臓脂肪面積を測定した集団に対し、皮下脂肪厚と胴囲を測定してデータベースを構築することで、式２のパラメータを決定することができる。

また、リールから紐を引き出したことを検知するスイッチ１３により、装置の電源をオンし、また完全にまき戻ったことを検知して装置の電源をオフすることで電源スイッチを押すことなしに手軽に操作ができる体脂肪測定装置を実現できる。

（実施の形態２）
図５は、本発明の実施の形態２における体脂肪測定装置の構成図である。

図５において、図１と同じ部分に関しての説明は省略し、違う部分についてのみ説明する。体脂肪測定装置１の側面からでる第一帯状の紐２の先にはフック状の第一の勘合部３が配置され、反対側からでる第二の帯状の紐２１の先端に第二の勘合部２２が配置されている。さらに、第一、第二の帯状の紐は体脂肪測定装置の内部にある２つのリール５、２３にそれぞれに巻き取られており、そのリール５、２３の外周にはそれぞれスリットが切られている。そのスリットを挟み込むように２対のフォトインタラプタ６、２４がそれぞれ配置されている。この２組の２対のフォトインタラプタのピッチがスリットのピッチより細かいことにより、２つのリール５、２３の正逆の回転角度を測定することができる。また、このリール５、２３の中心部分と中心の軸との間に発条７、２５が備えられて、それぞれの帯状の紐２、２１が引っ張られるとリール５は図上、右回りに回転し、リール２３は図上、左回りに回転し、リールを戻そうとする力をそれぞれの発条７、２５は蓄える。

また、第一の帯状の紐２の先端から５ｃｍの部分に臍の位置に合わせる目印である臍位置あわせ部がある。

この体脂肪測定装置を用いた体脂肪測定の様子を図６に示す。

帯状の紐２は生体の胴囲を一周して、第一の勘合部３を第二の勘合部２２に接続して固定される。このとき、臍位置あわせ部１４を臍１６の位置へ配置することにより、常に、胴囲を一定の位置で計測することができる。この臍位置合わせ部１４は普段は帯状の紐とともにリールに巻き取られているので小型な体脂肪測定装置を実現することができる。また、皮下脂肪測定部も胴囲上の規定の位置に再現性良く配置することができる。つぎに、胴囲の算出はリール５、２３の回転角度と胴囲の関係を図示すると図４のグラフのようになり、この関係から、内臓脂肪演算部は胴囲を演算する。そして、被験者は皮下脂肪測定部１２を臍から背中にかけて移動させながら皮下脂肪厚を連続的もしくは離散的に測定を行う（図６（ａ）参照）。このとき、紐２、２１は移動せずに、２つのリールが回転して、第一の紐が巻き取られ、第２の紐がでてくることで生体から紐が外れずに測定できる（図６（ｂ）参照）。このときの２つのリールの回転角度から移動距離を求めることができそこから皮下脂肪厚測定の位置を求めることができる。

皮下脂肪面積ＳＦＡは複数の皮下脂肪厚Ｔ０，Ｔ１・・・Ｔｎとその臍からの距離Ｘ０、Ｘ１・・・Ｘｎから
ＳＦＡ＝Ｔ０×Ｘ０＋Ｔ１×（Ｘ１−Ｘ０）＋Ｔ２×（Ｘ２−Ｘ１）＋・・・＋Ｔｎ×（Ｘｎ−Ｘｎ−１）・・・（式３）
であらわされる。ここでＸｎは生体を一周した長さであるので胴囲である。

また、生体を１周せずに臍から背中の背骨の位置まで測定する場合には
ＳＦＡ＝２×｛Ｔ０×Ｘ０＋Ｔ１×（Ｘ１−Ｘ０）＋Ｔ２×（Ｘ２−Ｘ１）＋・・・＋Ｔｎ×（Ｘｎ−Ｘｎ−１）｝・・・式４
となる。

よって内臓脂肪ＶＦＡは
ＶＦＡ＝Ａ’×Ｗ−ＳＦＡ−Ｂ’で推定することができる。

あらかじめ、ＣＴやＭＲＩで内臓脂肪面積を測定した集団に対し、皮下脂肪厚と胴囲を測定してデータベースを構築することで、（式１）のパラメータＡ’、Ｂ’、を決定することができる。

以上の方法により、胴囲から推定した腹部断面積と皮下脂肪面積から高精度に内臓脂肪面積を求めることができる。

また、リールから紐を引き出したことを検知するスイッチにより、装置の電源をオンし、また完全にまき戻ったことを検知して装置の電源をオフふることで電源スイッチを押すことなしに手軽に操作ができる体脂肪測定装置を実現できる。さらに、リール内部には皮下脂肪を測定するときに、リールをモータなどを用いて、既定の速度で回転させて皮下脂肪測定部を移動させる移動部２６を設けることで被験者が皮下脂肪測定部を自ら移動させる必要がなくなる。

本発明にかかる体脂肪測定装置は、胴囲測定部と皮下脂肪測定部を有し、皮下脂肪、内臓脂肪を自己測定する健康測定装置等として有用である。

本発明の実施の形態１における体脂肪測定装置の構成図本発明の実施の形態１における測定の様子を示す図リール回転角度と胴囲の関係を示す図本発明の実施の形態１における測定の様子を示す図本発明の実施の形態２における体脂肪測定装置の構成図本発明の実施の形態１における測定の様子を示す図

符号の説明

１体脂肪測定装置
２帯状の紐
３第一の勘合部
４第二の勘合部
５リール
６フォトインタラプタ
７発条
８ストッパ
９巻取りスイッチ
１０表示部
１１測定モード選択スイッチ
１２皮下脂肪測定部
１３検知スイッチ
１４臍位置合わせ部
１５生体
１６臍
１７内臓脂肪演算部
１８内臓脂肪
１９皮下脂肪
２０複数の臍位置合わせ
２１第二の帯状の紐
２２第二の勘合部
２３リール
２４フォトインタラプタ
２５発条
２６移動部

Claims

皮下脂肪厚を測定する皮下脂肪測定部と、
生体胴囲を１周する帯状の紐と、
前記帯状の紐を前記皮下脂肪測定部内に収納するリールと、
前記リールの回転角度から胴囲を測定する胴囲測定部と、
前記帯状の紐の先端から規定の位置に配置された複数の臍位置あわせ部と、
前記帯状の紐の先端に配置された第一の勘合部と、
前記皮下脂肪測定部に配置された前記第一の勘合部と接続する第二の勘合部と
前記生体胴囲と複数の臍位置合わせ部に臍を合わせて計測した複数の皮下脂肪厚から内臓脂肪を演算する内臓脂肪演算部とを備えた体脂肪測定装置。
皮下脂肪厚を測定する皮下脂肪測定部と、
生体胴囲を１周する第一と第二の帯状の紐と、
前記２組の帯状の紐をそれぞれ前記皮下脂肪測定部内に収納する２組のリールと、
前記２組のリールの回転角度から胴囲を測定する胴囲測定部と、
前記２組のリールの回転角度から皮下脂肪測定位置情報を算出する位置算出部と、
前記２組のリールを２組の帯状の紐を巻き取る方向に回転させる巻取り部と、
前記第一の帯状の紐の先端から規定の位置に配置された臍位置あわせ部と、
前記第一の帯状の紐の先端に配置された第一の勘合部と、
前記第二の帯状の紐の先端に配置された前記第一の勘合部と接続する第二の勘合部と
前記胴囲と前記皮下脂肪厚と前記皮下脂肪測位置情報から内臓脂肪を演算する内臓脂肪演算部とを備えた体脂肪測定装置。
前記２組のリールを回転させて皮下脂肪測定部を移動させる移動部を備えた請求項２に記載の体脂肪測定装置。
帯状の紐が引き出されてリールが回転したこと検知して測定を開始する測定開始部を備えた請求項１から３のいずれか１項に記載の体脂肪測定装置。
帯状の紐が引きもどされたこと検知して測定を終了する測定終了部を備えた請求項１から４のいずれか１項に記載の体脂肪測定装置。