JP4694555B2

JP4694555B2 - 運動消費エネルギー推定装置

Info

Publication number: JP4694555B2
Application number: JP2007310988A
Authority: JP
Inventors: 賢二西林; 隆塩川
Original assignee: Tanita Corp
Current assignee: Tanita Corp
Priority date: 2007-11-30
Filing date: 2007-11-30
Publication date: 2011-06-08
Anticipated expiration: 2026-03-23
Also published as: JP2008100095A

Description

本発明は、体動情報に基づき運動消費エネルギーを求める運動消費エネルギー推定装置に関する。

従来から肥満予防や健康管理のためのツールとして、体動情報に基づいて、消費エネルギー（消費カロリー）について求め得る種々の装置が、開示され、又、提供されている。

これら種々の装置の多くは、消費エネルギーの中でも、身体の活動状況によってその値が大きく変動することから、特に関心が持たれる運動（身体の動き）による消費エネルギー（一般的に、運動消費エネルギー、運動消費カロリーなどと呼んでいる。）について求め得るものである。

例えば、特許文献１に示される女性用身体消費情報計のように、女性の生理的な身体変化時期別の基礎代謝量、運動消費エネルギー、総消費エネルギーを求め得る装置や、特許文献２に示される運動消費カロリー計のように、様々に方向の消費カロリーを求め得る装置などが相当する。

ところで、特許文献１に示される女性用身体消費情報計は、この文献に記載の（１６）、（１７）、（４６）〜（５０）式を用いて女性の生理的な身体変化時期別の運動消費エネルギーを求めるにあたって基礎とする運動消費エネルギーを、この文献に記載の（１５）、（１６）式を用いて求めるものである。すなわち、年齢、性別及び体重と、歩数とを推定要素として運動消費エネルギーについて求めるものである。また、特許文献２に示される運動消費カロリー計は、各方向の消費カロリーを、この文献に記載の（３）〜（８）式を用いて求めるものである。すなわち、体重と速度とを推定要素として運動消費カロリーについて求めるものである。

このように従来の装置においては、運動による消費エネルギーについて、年齢、性別、体重といった身体特定化情報（身体全容に係る属性や特徴、形態（身体（全体又は部分）の外形の大きさ）に関する指標）と、歩数、速度（加速度）といった体動情報（身体の動きに基づく大きさに関する指標）とを推定要素にして求めている。
特開２００５−５８６１４号公報特開平１１−２０６７４３号公報

近年、特に関心が持たれる運動による消費エネルギーについて、より高度な情報へと、市場において要求されるようになってきた。

そこで、本発明は、上記のような従来技術の事情に鑑みて、上述した従来技術よりも高い精度で運動消費エネルギーを簡単に求めることができる運動消費エネルギー推定装置を提供することを課題とする。

本発明者の研究によると、「身体には、グリコーゲン（グルコース）が主に筋肉中に、トリグリセリドが主に脂肪細胞中に、遊離脂肪酸が主に血中に存在し、運動によるエネルギーの消費は、グリコーゲン、トリグリセリド、遊離脂肪酸などが消費されることにより起こる。そして、グリコーゲン、トリグリセリド、遊離脂肪酸は、運動によって消費される程度がそれぞれ異なる。また、筋肉量・脂肪量などの体組成情報には、個人差があり、グリコーゲン、トリグリセリド、遊離脂肪酸が前述したように存在することから筋肉量・脂肪量などの体組成情報として蓄えられるこれらについての比率にも個人差がある。更に、脂肪量は、運動時における重さという負荷となるため、単位筋肉量あたりの運動消費エネルギーを増大させる。これらの点から、筋肉量（除脂肪量）・脂肪量などの体組成情報が運動消費エネルギーの変動に大きく作用を及ぼす。」ことが明らかとなった。

そこで、本発明者は、上記の課題を達成するために、次のような本発明の運動消費エネルギー推定装置を創作した。

一つの観点によると、本発明に係る運動消費エネルギー推定装置は、被験者の身体の動きに基づく大きさに関する指標である体動情報を測定する体動情報測定手段と、前記被験者の身体全容に係る属性、特徴および形態の少なくとも１つに関する指標である身体特定化情報を取得する身体特定化情報取得手段と、前記被験者の体内成分に関する指標である体組成情報を身体部位ごとに示す部位別体組成情報を取得する部位別体組成情報取得手段と、体動情報、身体特定化情報及び部位別体組成情報を変数とし、運動消費エネルギーとの相関関係を示す相関データを記憶し、前記記憶している相関データを用いて、前記体動情報測定手段により測定した体動情報と、前記身体特定化情報取得手段により取得した身体特定化情報と、前記部位別体組成情報取得手段により取得した部位別体組成情報とに基づいて部位別運動消費エネルギーを求め、その合計により運動消費エネルギーを求める運動消費エネルギー演算手段とを備え、前記体動情報が加速度であり、前記身体特定化情報が体重、年齢及び性別であり、前記部位別体組成情報が身体部位毎についての除脂肪量であり、前記相関データが、加速度をＸとし、体重をＷとし、年齢をＡとし、性別をＳとし、身体部位毎についての除脂肪量をＦＦＭ _１，ＦＦＭ _２，・・・ＦＦＭ _ｎ〔ただし、 _ｎは、身体部位毎の数〕とし、定数をα１ _１，α１ _２，・・・α１ _ｎ、β１ _１，β１ _２，・・・β１ _ｎ、γ１ _１，γ１ _２，・・・γ１ _ｎ、ε１ _１，ε１ _２，・・・ε１ _ｎ、ζ１ _１，ζ１ _２，・・・ζ１ _ｎ〔ただし、 _ｎは、身体部位毎の数〕とし、運動消費エネルギーをＡＥＥとして、ＡＥＥ＝（α１ _１＋β１ _１ ×Ｘ×Ｗ＋γ１ _１ ×ＦＦＭ _１＋ε１ _１ ×Ａ＋ζ１ _１ ×Ｓ）＋（α１ _２＋β１ _２ ×Ｘ×Ｗ＋γ１ _２ ×ＦＦＭ _２＋ε１ _２ ×Ａ＋ζ１ _２ ×Ｓ）＋・・・＋（α１ _ｎ＋β１ _ｎ ×Ｘ×Ｗ＋γ１ _ｎ ×ＦＦＭ _ｎ＋ε１ _ｎ ×Ａ＋ζ１ _ｎ ×Ｓ）で表される式であることを特徴とする。

また、この観点のさらに別の形態によると、被験者の身体の動きに基づく大きさに関する指標である体動情報を測定する体動情報測定手段と、前記被験者の身体全容に係る属性、特徴および形態の少なくとも１つに関する指標である身体特定化情報を取得する身体特定化情報取得手段と、前記被験者の体内成分に関する指標である体組成情報を身体部位ごとに示す部位別体組成情報を取得する部位別体組成情報取得手段と、体動情報、身体特定化情報及び部位別体組成情報を変数とし、運動消費エネルギーとの相関関係を示す相関データを記憶し、前記記憶している相関データを用いて、前記体動情報測定手段により測定した体動情報と、前記身体特定化情報取得手段により取得した身体特定化情報と、前記部位別体組成情報取得手段により取得した部位別体組成情報とに基づいて部位別運動消費エネルギーを求め、その合計により運動消費エネルギーを求める運動消費エネルギー演算手段と、を備え、前記体動情報が加速度であり、前記身体特定化情報が体重、年齢及び性別であり、前記部位別体組成情報が身体部位毎についての除脂肪量および身体部位毎についての脂肪量であり、前記相関データが、加速度をＸとし、体重をＷとし、年齢をＡとし、性別をＳとし、身体部位毎についての除脂肪量をＦＦＭ_１，ＦＦＭ_２，・・・ＦＦＭ_ｎ〔ただし、_ｎは、身体部位毎の数〕とし、身体部位毎についての脂肪量をＦＭ_１，ＦＭ_２，・・・ＦＭ_ｎ〔ただし、_ｎは、身体部位毎の数〕とし、定数をα２_１，α２_２，・・・α２_ｎ、β２_１，β２_２，・・・β２_ｎ、γ２_１，γ２_２，・・・γ２_ｎ、δ２_１，δ２_２，・・・δ２_ｎ、ε２_１，ε２_２，・・・ε２_ｎ、ζ２_１，ζ２_２，・・・ζ２_ｎ〔ただし、_ｎは、身体部位毎の数〕とし、運動消費エネルギーをＡＥＥとして、ＡＥＥ＝（α２_１＋β２_１×Ｘ×Ｗ＋γ２_１×ＦＦＭ_１＋δ２_１×ＦＭ_１＋ε２_１×Ａ＋ζ２_１×Ｓ）＋（α２_２＋β２_２×Ｘ×Ｗ＋γ２_２×ＦＦＭ_２＋δ２_２×ＦＭ_２＋ε２_２×Ａ＋ζ２_２×Ｓ）＋・・・＋（α２_ｎ＋β２_ｎ×Ｘ×Ｗ＋γ２_ｎ×ＦＦＭ_ｎ＋δ２_ｎ×ＦＭ_ｎ＋ε２_ｎ×Ａ＋ζ２_ｎ×Ｓ）で表される式であることを特徴とする。

また、この観点のさらに別の形態によると、基礎代謝量又は安静時代謝量を取得する基礎消費エネルギー取得手段と、食事消費エネルギーを取得する食事消費エネルギー取得手段と、前記運動消費エネルギー演算手段により取得した運動消費エネルギーと前記基礎消費エネルギー取得手段により取得した基礎代謝量又は安静時代謝量と前記食事消費エネルギー取得手段により取得した食事消費エネルギーとを合算して総消費エネルギーを求める総消費エネルギー演算手段と、を更に備えることを特徴とする。

本発明の運動消費エネルギー推定装置は、体動情報測定手段において、被験者の身体の動きに基づく大きさに関する指標である体動情報を測定し、身体特定化情報取得手段において、身体特定化情報を取得し、部位別体組成情報取得手段において、前記被験者の体内成分に関する指標である体組成情報を身体部位ごとに示す部位別体組成情報を取得し、運動消費エネルギー演算手段において、体動情報、身体特定化情報及び部位別体組成情報を変数とし、運動消費エネルギーとの相関関係を示す相関データを記憶し、前記記憶している相関データを用いて、前記体動情報測定手段により測定した体動情報と、前記身体特定化情報取得手段により取得した身体特定化情報と、前記部位別体組成情報取得手段により取得した部位別体組成情報とに基づいて部位別運動消費エネルギーを求め、その合計により運動消費エネルギーを求める。すなわち、運動消費エネルギーを求めるにあたって、運動消費エネルギーの変動に大きく作用を及ぼす体組成情報を、しかも身体部位別に考慮することから、高い精度で運動消費エネルギーを簡単に求めることができる。

また、体動情報を加速度、身体特定化情報を体重、年齢及び性別、部位別体組成情報を身体部位毎についての除脂肪量とすることから、より確実に、高い精度で運動消費エネルギーを簡単に求めることができる。

また、特に、相関データが、加速度をＸとし、体重をＷとし、年齢をＡとし、性別をＳとし、身体部位毎についての除脂肪量をＦＦＭ_１，ＦＦＭ_２，・・・ＦＦＭ_ｎ〔ただし、_ｎは、身体部位毎の数〕とし、定数をα１_１，α１_２，・・・α１_ｎ、β１_１，β１_２，・・・β１_ｎ、γ１_１，γ１_２，・・・γ１_ｎ、ε１_１，ε１_２，・・・ε１_ｎ、ζ１_１，ζ１_２，・・・ζ１_ｎ〔ただし、_ｎは、身体部位毎の数〕とし、運動消費エネルギーをＡＥＥとして、ＡＥＥ＝（α１_１＋β１_１×Ｘ×Ｗ＋γ１_１×ＦＦＭ_１＋ε１_１×Ａ＋ζ１_１×Ｓ）＋（α１_２＋β１_２×Ｘ×Ｗ＋γ１_２×ＦＦＭ_２＋ε１_２×Ａ＋ζ１_２×Ｓ）＋・・・＋（α１_ｎ＋β１_ｎ×Ｘ×Ｗ＋γ１_ｎ×ＦＦＭ_ｎ＋ε１_ｎ×Ａ＋ζ１_ｎ×Ｓ）で表される式とすることから、より確実に、より高い精度で運動消費エネルギーを簡単に求めることができる。

また、体動情報を加速度、身体特定化情報を体重、年齢及び性別、部位別体組成情報を身体部位毎についての除脂肪量および身体部位毎についての脂肪量とすることから、より確実に、高い精度で運動消費エネルギーを簡単に求めることができる。特に、相関データが、加速度をＸとし、体重をＷとし、年齢をＡとし、性別をＳとし、身体部位毎についての除脂肪量をＦＦＭ_１，ＦＦＭ_２，・・・ＦＦＭ_ｎ〔ただし、_ｎは、身体部位毎の数〕とし、身体部位毎についての脂肪量をＦＭ_１，ＦＭ_２，・・・ＦＭ_ｎ〔ただし、_ｎは、身体部位毎の数〕とし、定数をα２_１，α２_２，・・・α２_ｎ、β２_１，β２_２，・・・β２_ｎ、γ２_１，γ２_２，・・・γ２_ｎ、δ２_１，δ２_２，・・・δ２_ｎ、ε２_１，ε２_２，・・・ε２_ｎ、ζ２_１，ζ２_２，・・・ζ２_ｎ〔ただし、_ｎは、身体部位毎の数〕とし、運動消費エネルギーをＡＥＥとして、ＡＥＥ＝（α２_１＋β２_１×Ｘ×Ｗ＋γ２_１×ＦＦＭ_１＋δ２_１×ＦＭ_１＋ε２_１×Ａ＋ζ２_１×Ｓ）＋（α２_２＋β２_２×Ｘ×Ｗ＋γ２_２×ＦＦＭ_２＋δ２_２×ＦＭ_２＋ε２_２×Ａ＋ζ２_２×Ｓ）＋・・・＋（α２_ｎ＋β２_ｎ×Ｘ×Ｗ＋γ２_ｎ×ＦＦＭ_ｎ＋δ２_ｎ×ＦＭ_ｎ＋ε２_ｎ×Ａ＋ζ２_ｎ×Ｓ）で表される式とすることから、より確実に、より高い精度で運動消費エネルギーを簡単に求めることができる。

また、更に、基礎消費エネルギー取得手段において基礎代謝量又は安静時代謝量を取得し、食事消費エネルギー取得手段において食事消費エネルギーを取得し、総消費エネルギー演算手段において、これら基礎代謝量又は安静時代謝量、食事消費エネルギー及び運動消費エネルギーを合算して総消費エネルギーを求めることから、高い精度で運動消費エネルギーに係る総消費エネルギーについても簡単に求めることができる。

本発明の運動消費エネルギー推定装置は、図１の機能的構成を表すブロック図に示すように、体動情報測定手段１、身体特定化情報取得手段２、体組成情報取得手段３、運動消費エネルギー演算手段４、基礎消費エネルギー取得手段５、食事消費エネルギー取得手段６及び総消費エネルギー演算手段７を備える。

体動情報測定手段１では、体動情報（身体の動きに基づく大きさに関する指標であり、例えば、加速度、速度、歩数などである。）を測定する。

身体特定化情報取得手段２では、身体特定化情報（身体全容に係る属性や特徴、形態（身体（全体又は部分）の外形の大きさ）に関する指標であり、例えば、年齢、性別、体重、身長などである。）を取得する。

体組成情報取得手段３では、体組成情報（体内成分に関する指標であり、例えば、除脂肪量（ＦＦＭ：Fat Free Mass）、筋肉量、脂肪量（ＦＦ：Fat Mass）、体水分量（ＴＢＷ：Total Body Water）、体細胞量（ＢＣＭ：Body Cell Mass）などである。）を取得する。

運動消費エネルギー演算手段４では、体動情報（Ｍ）、身体特定化情報（Ｔ）及び体組成情報（Ｃ）と運動消費エネルギー（ＡＥＥ：Activity-induced Energy Expenditure）との相関関係を示す相関データ（例えば、ＡＥＥ＝ｆ（Ｍ，Ｔ，Ｃ））を記憶し、この記憶している相関データを用いて、体動情報測定手段１により測定した体動情報、身体特定化情報取得手段２により取得した身体特定化情報及び体組成情報取得手段３により取得した体組成情報に対応する運動消費エネルギーを求める。

基礎消費エネルギー取得手段５では、基礎消費エネルギー（生命を維持に最低限必要なエネルギーを示す基礎代謝量（ＢＭＲ：Basal Metabolic Rate）又は安静状態（静かに横になったり座ったりしている状態）の際に消費されるエネルギーを示す安静時代謝量（ＲＥＥ：Resting Energy Expenditure、ＲＭＲ：Rest Metabolism rate））を取得する。

食事消費エネルギー取得手段６では、食事の際（食物の消化・吸収、栄養素の転送・代謝・貯蔵などの際）に消費されるエネルギーを示す食事消費エネルギー（ＤＥＥ：Diet-induced Energy Expenditure）を取得する。

総消費エネルギー演算手段７では、運動消費エネルギー演算手段４により取得した運動消費エネルギーと、基礎消費エネルギー取得手段５により取得した基礎代謝量又は安静時代謝量と、食事消費エネルギー取得手段６により取得した食事消費エネルギーとを合算して総消費エネルギー（ＴＥＥ：Total Energy Expenditure）を求める。

このように構成した運動消費エネルギー推定装置によると、体動情報測定手段１において体動情報を測定し、身体特定化情報取得手段２において身体特定化情報を取得し、体組成情報取得手段３において体組成情報を取得し、運動消費エネルギー演算手段４において、体動情報、身体特定化情報及び体組成情報と運動消費エネルギーとの相関関係を示す相関データを用いて、これら体動情報、身体特定化情報及び体組成情報に対応する運動消費エネルギーを求めることから、運動消費エネルギーの変動に大きく作用を及ぼす体組成情報が考慮された運動消費エネルギーを得ることができる。したがって、高い精度で運動消費エネルギーを簡単に求めることができる。

また、更に、基礎消費エネルギー取得手段５において基礎代謝量又は安静時代謝量を取得し、食事消費エネルギー取得手段６において食事消費エネルギーを取得し、総消費エネルギー演算手段７において、取得した基礎代謝量又は安静時代謝量と、取得した食事消費エネルギーと、求めた運動消費エネルギーとを合算して総消費エネルギーを求めることから、高い精度で運動消費エネルギーに係る総消費エネルギーについても簡単に求めることができる。

以下、上述した形態における実施例について具体的に説明する。

まず、図２に示す正面図、及び図３に示す構造的構成を表すブロック図を主に用いて、本発明に係わる運動消費エネルギー推定装置の具体的な構成について説明する。

本発明に係わる運動消費エネルギー推定装置１００は、入力部１２、検出部１３、通信部１４、表示部１５、記憶部１６及び演算・制御部１７を外装ケース１１に備える。

入力部１２は、各種情報について入力や設定を行うセクションであり、例えば、オン・オフボタン１２ａ、アップボタン１２ｂ、ダウンボタン１２ｃ、設定ボタン１２ｄ及び切替ボタン１２ｅを外装ケース１１の正面に備えて成る。ここで、オン・オフボタン１２ａは、本装置１００の作動の開始や終了をするためスイッチである。アップボタン１２ｂ及びダウンボタン１２ｃは、情報の指定（数値の変更や情報の選択）をするためスイッチである。設定ボタン１２ｄは、アップボタン１２ｂやダウンボタン１２ｃで指定された情報を設定するためスイッチである。切替ボタン１２ｅは、表示の切替をするためスイッチである。

検出部１３は、体動情報として加速度を検出するセクションであり、例えば、加速度センサー１３ａ及び検出回路を外装ケース１１の内部に備えて成る。

通信部１４は、運動消費エネルギーを求めるために必要な要素情報（身体特定化情報として年齢・性別・体重、体組成情報として除脂肪量・脂肪量）や総消費エネルギーを求めるために必要な要素情報（安静時代謝量、食事消費エネルギー）の受信、運動消費エネルギーや総消費エネルギーを求めた結果情報の送信などを行うセクションであり、外部機器（例えば、パーソナルコンピュータ）との接続端子１４ａを外装ケース１１の側面に、及び通信インターフェース回路を外装ケース１１の内部に備えて成る。

表示部１５は、入力部１２により設定した各種情報、通信部１４により受信・送信した各種情報、演算・制御部１７により求めた運動消費エネルギーや総消費エネルギーなどの結果情報などを表示するセクションであり、例えば、ＬＣＤ１５ａを外装ケース１１の正面に、及び表示駆動回路を外装ケース１１の内部に備えて成る。

記憶部１６は、（ａ）運動消費エネルギーを求めるための相関データ（加速度をＸとし、体重をＷとし、年齢をＡとし、性別をＳとし、除脂肪量をＦＦＭとし、脂肪量をＦＭとし、定数をａ_２、ｂ_２、ｃ_２、ｄ_２、ｅ_２、ｆ_２とし、運動消費エネルギーをＡＥＥとして、ＡＥＥ＝ａ_２＋ｂ_２×Ｘ×Ｗ＋ｃ_２×ＦＦＭ＋ｄ_２×ＦＭ＋ｅ_２×Ａ＋ｆ_２×Ｓで表される〔１〕式）、（ｂ）安静時代謝量をＲＥＥとし、運動消費エネルギーをＡＥＥとし、食事消費エネルギーをＤＥＥとし、総消費エネルギーをＴＥＥとして、ＴＥＥ＝ＲＥＥ＋ＡＥＥ＋ＤＥＥで表される〔２〕式、（ｃ）運動消費エネルギーや総消費エネルギーなどを求めるための演算・制御用プログラム、（ｄ）入力部１２により設定した各種情報、（ｅ）通信部１４により受信した年齢、性別、体重、除脂肪量、脂肪量、安静時代謝量及び食事消費エネルギーなどの情報、（ｆ）演算・制御部１７により求めた運動消費エネルギー・総消費エネルギーなどの結果情報を少なくとも記憶するセクションであり、例えば、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭを外装ケース１１の内部に備えて成る。

なお、除脂肪量及び脂肪量を推定要素（独立変数）として含む〔１〕式は、図４（ａ）に示す呼気分析により求めた運動消費エネルギー（縦軸）と加速度・年齢・性別・体重を推定要素（独立変数）とする相関データにより求めた運動消費エネルギー（横軸）との相関関係を示すグラフと、図４（ｂ）に示す呼気分析により求めた運動消費エネルギー（縦軸）と、加速度・年齢・性別・体重・除脂肪量・脂肪量を推定要素（独立変数）とする相関データにより求めた運動消費エネルギー（横軸）との相関関係を示すグラフとの対比で明らかなように、図４（ａ）に示すグラフよりも図４（ｂ）に示すグラフの方が、決定係数Ｒ^２を大きな値で示し、かつ、推定値の標準誤差ＳＥＥを小さな値を示すことから有意義である。

演算・制御部１７は、（Ａ）通信部１４により受信した年齢、性別、体重、除脂肪量及び脂肪量を記憶部１６により記憶している〔１〕式に代入した運動消費エネルギーの演算、（Ｂ）先に演算した運動消費エネルギー、通信部１４により受信した安静時代謝量及び通信部１４により受信した食事消費エネルギーを記憶部１６により記憶している〔２〕式に代入した総消費エネルギーの演算、（Ｃ）記憶部１６により記憶している演算・制御用プログラムの実行、（Ｄ）入力部１２による各種情報の入力や設定の制御、（Ｅ）通信部１４による年齢、性別、体重、除脂肪量、脂肪量、安静時代謝量及び食事消費エネルギーの受信、運動消費エネルギーや総消費エネルギーを求めた結果情報の送信などの制御、（Ｆ）検出部１３による加速度の検出の制御、（Ｇ）表示部１５による各種情報や運動消費エネルギーや総消費エネルギーの結果情報などの表示の制御などの演算・制御処理を行うセクションであり、例えば、ＣＰＵを外装ケース１１の内部に備えて成る。

なお、検出部１３、演算・制御部１７及び記憶部１６による構成は体動情報測定手段１に該当する。また、通信部１４、演算・制御部１７及び記憶部１６による構成は身体特定化情報取得手段２、体組成情報取得手段３、基礎消費エネルギー取得手段５又は食事消費エネルギー取得手段６に該当する。更に、記憶部１６及び演算・制御部１７による構成は運動消費エネルギー演算手段４又は総消費エネルギー演算手段７に該当する。

次に、図５に示すフローチャートを主に用いて、本発明に係わる運動消費エネルギー推定装置の操作及び動作について説明する。

図５のフローチャートによる流れによると、まず、オン・オフボタン１２ａが押されると、本装置が作動状態となる。次いで、接続端子１４ａと外部機器との間を直接又はコードにより接続されて外部機器から年齢・性別・体重が出力されると、通信部１４において外部機器から出力された年齢・性別・体重を受信し、記憶部１６においてこの受信した年齢・性別・体重を記憶する（ステップＳ１）。

続いて、外部機器から除脂肪量・脂肪量が出力されると、通信部１４において外部機器から出力された除脂肪量・脂肪量を受信し、記憶部１６においてこの受信した除脂肪量・脂肪量を記憶する（ステップＳ２）。

続いて、外部機器から安静時代謝量・食事消費エネルギーが出力されると、通信部１４において外部機器から出力された安静時代謝量・食事消費エネルギーを受信し、記憶部１６においてこの受信した安静時代謝量・食事消費エネルギーを記憶する（ステップＳ３）。

続いて、図６に示すように本装置１００が被測定者２１の胴回りのベルト２２に装着されると、検出部１３において被測定者２１の体動に基づく加速度を検出し、記憶部１６においてこの検出した加速度を記憶する（ステップＳ４）。

続いて、演算・制御部１７において、記憶部１６により先に記憶した年齢・性別・体重・除脂肪量・脂肪量を、記憶部１６により予め記憶している〔１〕式に代入して運動消費エネルギーを演算する（ステップＳ５）。

続いて、演算・制御部１７において、この演算した運動消費エネルギーと、記憶部１６により先に記憶した安静時代謝量・食事消費エネルギーとを記憶部１６により予め記憶している〔２〕式に代入して総消費エネルギーを演算する（ステップＳ６）。

続いて、記憶部１６において、演算・制御部１７により演算した運動消費エネルギー及び総消費エネルギーを記憶するとともに、表示部１５において、演算・制御部１７により演算した運動消費エネルギー及び総消費エネルギーを表示し（ステップＳ７）、一連の動作処理を終了する。

なお、上述した実施例における運動消費エネルギー推定装置１００では、体動情報として加速度を測定するものとしたが、速度又は歩数などを測定するものとしても実施可能である。また、体組成情報として除脂肪量及び脂肪量を取得するものとしたが、除脂肪量、脂肪量、筋肉量、体水分量、体細胞量のうち少なくともいずれか取得することで実施可能である。特に、筋肉量は除脂肪量と同等な関係（筋肉量≒除脂肪量）であるため、図４（ｂ）に示されるグラフと同様に有意義な推定要素である。

また、上述した実施例における運動消費エネルギー推定装置では、安静時代謝量を用いたが、基礎代謝量を用いても同様に実施可能である。

更に、上述した実施例における運動消費エネルギー推定装置では、通信部１４において、身体特定化情報（年齢・性別・体重）、体組成情報（除脂肪量・脂肪量）、安静時代謝量及び食事消費エネルギーを受信によって取得するものとしたが、入力部１２において、身体特定化情報（年齢・性別・体重）、体組成情報（除脂肪量・脂肪量）、安静時代謝量及び食事消費エネルギーを入力して設定することによって取得するものとしてもよい。アップボタン１２ｂ及びダウンボタン１２ｃによりこれらの情報を指定し、設定ボタン１２ｄによりこれら指定された情報を設定することで実施可能である。

更に、上述した実施例における運動消費エネルギー推定装置では、体組成情報として除脂肪量及び脂肪量を取得し、〔１〕式を用いて運動消費エネルギーを求めるものとしたが、体組成情報として除脂肪量だけを取得し、加速度をＸとし、体重をＷとし、年齢をＡとし、性別をＳとし、除脂肪量をＦＦＭとし、定数をａ_２、ｂ_２、ｃ_２、ｄ_２、ｅ_２、ｆ_２とし、運動消費エネルギーをＡＥＥとして、ＡＥＥ＝ａ_１＋ｂ_１×Ｘ×Ｗ＋ｃ_１×ＦＦＭ＋ｄ_１×Ａ＋ｆ_１×Ｓで表される〔３〕式を用いて運動消費エネルギーを求めるものとしても同様に実施可能である。

更に、上述した実施例における運動消費エネルギー推定装置では、通信部１４において、身体特定化情報として年齢、性別及び体重を取得し、演算・制御部において、記憶部１６に記憶している〔１〕式を用いて運動消費エネルギーを求めるものとしたが、記憶部において、加速度をＸとし、体重をＷとし、年齢をＡとし、性別をＳとし、身長をＨとし、除脂肪量をＦＦＭとし、定数をａ_３、ｂ_３、ｃ_３、ｄ_３、ｆ_３とし、運動消費エネルギーをＡＥＥとして、ＡＥＥ＝ａ_３＋ｂ_３×Ｘ×Ｗ＋ｃ_３×ＦＦＭ÷Ｈ^２＋ｄ_３×Ａ＋ｆ_３×Ｓで表される〔６〕式を記憶し、演算・制御部において、この記憶部に記憶している〔６〕式を用いて運動消費エネルギーを求めたり、また、記憶部において、加速度をＸとし、体重をＷとし、年齢をＡとし、性別をＳとし、身長をＨとし、除脂肪量をＦＦＭとし、脂肪量をＦＭとし、定数をａ_４、ｂ_４、ｃ_４、ｄ_４、ｅ_４、ｆ_４とし、運動消費エネルギーをＡＥＥとして、ＡＥＥ＝ａ_４＋ｂ_４×Ｘ×Ｗ＋ｃ_４×ＦＦＭ÷Ｈ^２＋ｄ_４×ＦＭ＋ｅ_４×Ａ＋ｆ_４×Ｓで表される〔７〕式を記憶し、演算・制御部において、この記憶部に記憶している〔７〕式を用いて運動消費エネルギーを求めたりしてもよい。少なくとも〔１〕式を用いた場合と同等以上の推定効果を得ることができる。

更に、上述した実施例における運動消費エネルギー推定装置では、体動情報（加速度）を測定するにあたって、被測定者２１の胴回りのベルト２２だけに検出部１３（加速度センサー）を配置し、身体全体における体組成情報（除脂肪量・脂肪量）を取得し、〔１〕式を用いて運動消費エネルギーを求めるものとしたが、被測定者の身体部位毎に検出部（複数の加速度センサー）を配置し、被測定者の身体部位毎における体組成情報（身体部位毎についての除脂肪量、身体部位毎についての脂肪量）を取得し、加速度をＸとし、体重をＷとし、年齢をＡとし、性別をＳとし、身体部位毎についての除脂肪量をＦＦＭ_１，ＦＦＭ_２，・・・ＦＦＭ_ｎ〔ただし、_ｎは、身体部位毎の数〕とし、身体部位毎についての脂肪量をＦＭ_１，ＦＭ_２，・・・ＦＭ_ｎ〔ただし、_ｎは、身体部位毎の数〕とし、定数をα２_１，α２_２，・・・α２_ｎ、β２_１，β２_２，・・・β２_ｎ、γ２_１，γ２_２，・・・γ２_ｎ、δ２_１，δ２_２，・・・δ２_ｎ、ε２_１，ε２_２，・・・ε２_ｎ、ζ２_１，ζ２_２，・・・ζ２_ｎ〔ただし、_ｎは、身体部位毎の数〕とし、運動消費エネルギーをＡＥＥとして、ＡＥＥ＝（α２_１＋β２_１×Ｘ×Ｗ＋γ２_１×ＦＦＭ_１＋δ２_１×ＦＭ_１＋ε２_１×Ａ＋ζ２_１×Ｓ）＋（α２_２＋β２_２×Ｘ×Ｗ＋γ２_２×ＦＦＭ_２＋δ２_２×ＦＭ_２＋ε２_２×Ａ＋ζ２_２×Ｓ）＋・・・＋（α２_ｎ＋β２_ｎ×Ｘ×Ｗ＋γ２_ｎ×ＦＦＭ_ｎ＋δ２_ｎ×ＦＭ_ｎ＋ε２_ｎ×Ａ＋ζ２_ｎ×Ｓ）で表される〔４〕式を用いて運動消費エネルギーを求めるものとしても同様に実施可能である。例えば、図７に示すように、被測定者２１の諸部位（例えば、体幹部位、右側上肢部位、左側上肢部位、右側下肢部位、左側下肢部位）に検出部１３（５個の加速度センサー１３ａ）を配置し、被測定者の諸部位のそれぞれにおける体組成情報（体幹部位についての除脂肪量ＦＦＭ_１、右側上肢部位についての除脂肪量ＦＦＭ_２、左側上肢部位についての除脂肪量ＦＦＭ_３、右側下肢部位についての除脂肪量ＦＦＭ_４、左側下肢部位についての除脂肪量ＦＦＭ_５、体幹部位についての脂肪量ＦＭ_１、右側上肢部位についての脂肪量ＦＭ_２、左側上肢部位についての脂肪量ＦＭ_３、右側下肢部位についての脂肪量ＦＭ_４、左側下肢部位についての脂肪量ＦＭ_５）を取得し、ＡＥＥ＝（α_１＋β_１×Ｘ×Ｗ＋γ_１×ＦＦＭ_１＋δ_１×ＦＭ_１＋ε_１×Ａ＋ζ_１×Ｓ）＋（α_２＋β_２×Ｘ×Ｗ＋γ_２×ＦＦＭ_２＋δ_２×ＦＭ_２＋ε_２×Ａ＋ζ_２×Ｓ）＋（α_３＋β_３×Ｘ×Ｗ＋γ_３×ＦＦＭ_３＋δ_３×ＦＭ_３＋ε_３×Ａ＋ζ_３×Ｓ）＋（α_４＋β_４×Ｘ×Ｗ＋γ_４×ＦＦＭ_４＋δ_４×ＦＭ_４＋ε_４×Ａ＋ζ_４×Ｓ）＋（α_５＋β_５×Ｘ×Ｗ＋γ_５×ＦＦＭ_５＋δ_５×ＦＭ_５＋ε_５×Ａ＋ζ_５×Ｓ）に代入して運動消費エネルギーを求めるようにすればよい。

あるいは、被測定者の身体部位毎に検出部（複数の加速度センサー）を配置し、被測定者の身体部位毎における体組成情報（身体部位毎についての除脂肪量だけ）を取得し、加速度をＸとし、体重をＷとし、年齢をＡとし、性別をＳとし、身体部位毎についての除脂肪量をＦＦＭ_１，ＦＦＭ_２，・・・ＦＦＭ_ｎ〔ただし、_ｎは、身体部位毎の数〕とし、定数をα１_１，α１_２，・・・α１_ｎ、β１_１，β１_２，・・・β１_ｎ、γ１_１，γ１_２，・・・γ１_ｎ、ε１_１，ε１_２，・・・ε１_ｎ、ζ１_１，ζ１_２，・・・ζ１_ｎ〔ただし、_ｎは、身体部位毎の数〕とし、運動消費エネルギーをＡＥＥとして、ＡＥＥ＝（α１_１＋β１_１×Ｘ×Ｗ＋γ１_１×ＦＦＭ_１＋ε１_１×Ａ＋ζ１_１×Ｓ）＋（α１_２＋β１_２×Ｘ×Ｗ＋γ１_２×ＦＦＭ_２＋ε１_２×Ａ＋ζ１_２×Ｓ）＋・・・＋（α１_ｎ＋β１_ｎ×Ｘ×Ｗ＋γ１_ｎ×ＦＦＭ_ｎ＋ε１_ｎ×Ａ＋ζ１_ｎ×Ｓ）で表される〔５〕式を用いて運動消費エネルギーを求めるものとしても同様に実施可能である。例えば、図７に示すように、被測定者２１の諸部位（例えば、体幹部位、右側上肢部位、左側上肢部位、右側下肢部位、左側下肢部位）に検出部１３（５個の加速度センサー１３ａ）を配置し、被測定者の諸部位のそれぞれにおける体組成情報（体幹部位についての除脂肪量ＦＦＭ_１、右側上肢部位についての除脂肪量ＦＦＭ_２、左側上肢部位についての除脂肪量ＦＦＭ_３、右側下肢部位についての除脂肪量ＦＦＭ_４、左側下肢部位についての除脂肪量ＦＦＭ_５）を取得し、ＡＥＥ＝（α_１＋β_１×Ｘ×Ｗ＋γ_１×ＦＦＭ_１＋ε_１×Ａ＋ζ_１×Ｓ）＋（α_２＋β_２×Ｘ×Ｗ＋γ_２×ＦＦＭ_２＋ε_２×Ａ＋ζ_２×Ｓ）＋（α_３＋β_３×Ｘ×Ｗ＋γ_３×ＦＦＭ_３＋ε_３×Ａ＋ζ_３×Ｓ）＋（α_４＋β_４×Ｘ×Ｗ＋γ_４×ＦＦＭ_４＋ε_４×Ａ＋ζ_４×Ｓ）＋（α_５＋β_５×Ｘ×Ｗ＋γ_５×ＦＦＭ_５＋ε_５×Ａ＋ζ_５×Ｓ）に代入して運動消費エネルギーを求めるようにすればよい。

このように、被測定者の身体部位毎の体動情報と、被測定者の身体部位毎のそれぞれにおける体組成情報とについて考慮することで、より確実に、より高い精度で運動消費エネルギーを簡単に求めることができる。

運動消費エネルギー推定装置の機能的構成を示すブロック図である。運動消費エネルギー推定装置の正面について示す正面図である。運動消費エネルギー推定装置の構造的構成を示すブロック図である。実測（呼気分析）による運動消費エネルギーと推定要素による運動消費エネルギーとの相関関係を示すグラフであり、（ａ）は呼気分析により求めた運動消費エネルギー（実測（呼気分析）によるＡＥＥ）と、加速度・年齢・性別・体重を推定要素（独立変数）とする相関データにより求めた運動消費エネルギー（従来の推定要素によるＡＥＥ）との相関関係を示すグラフであり、（ｂ）は呼気分析により求めた運動消費エネルギー（実測（呼気分析）によるＡＥＥ）と、加速度・年齢・性別・体重・除脂肪量・脂肪量を推定要素（独立変数）とする相関データにより求めた運動消費エネルギー（本発明に係る推定要素によるＡＥＥ）との相関関係を示すグラフである。運動消費エネルギー推定装置の操作及び動作処理の流れについて示すフローチャートである。運動消費エネルギー推定装置の着用形態（加速度センサーを単数着用）を例示する図である。運動消費エネルギー推定装置の着用形態（加速度センサーを複数着用）を例示する図である。

符号の説明

１……体動情報測定手段、２……身体特定化情報取得手段、３……体組成情報取得手段、４……運動消費エネルギー演算手段、５……基礎消費エネルギー取得手段、６……食事消費エネルギー取得手段、７……総消費エネルギー演算手段、１１……外装ケース、１２……入力部、１２ａ……オン・オフボタン、１２ｂ……アップボタン、１２ｃ……ダウンボタン、１２ｄ……設定ボタン、１２ｅ……切替ボタン、１３……検出部、１３ａ……加速度センサー、１４……通信部、１４ａ……接続端子、１５……表示部、１５ａ……ＬＣＤ、１６……記憶部、１７……演算・制御部、２１……被測定者、２２……ベルト、１００……運動消費エネルギー推定装置。

Claims

被験者の身体の動きに基づく大きさに関する指標である体動情報を測定する体動情報測定手段と、
前記被験者の身体全容に係る属性、特徴および形態の少なくとも１つに関する指標である身体特定化情報を取得する身体特定化情報取得手段と、
前記被験者の体内成分に関する指標である体組成情報を身体部位ごとに示す部位別体組成情報を取得する部位別体組成情報取得手段と、
体動情報、身体特定化情報及び部位別体組成情報を変数とし、運動消費エネルギーとの相関関係を示す相関データを記憶し、前記記憶している相関データを用いて、前記体動情報測定手段により測定した体動情報と、前記身体特定化情報取得手段により取得した身体特定化情報と、前記部位別体組成情報取得手段により取得した部位別体組成情報とに基づいて部位別運動消費エネルギーを求め、その合計により運動消費エネルギーを求める運動消費エネルギー演算手段と、
を備え、
前記体動情報が加速度であり、前記身体特定化情報が体重、年齢及び性別であり、前記部位別体組成情報が身体部位毎についての除脂肪量であり、
前記相関データが、加速度をＸとし、体重をＷとし、年齢をＡとし、性別をＳとし、身体部位毎についての除脂肪量をＦＦＭ _１，ＦＦＭ _２，・・・ＦＦＭ _ｎ〔ただし、 _ｎは、身体部位毎の数〕とし、定数をα１ _１，α１ _２，・・・α１ _ｎ、β１ _１，β１ _２，・・・β１ _ｎ、γ１ _１，γ１ _２，・・・γ１ _ｎ、ε１ _１，ε１ _２，・・・ε１ _ｎ、ζ１ _１，ζ１ _２，・・・ζ１ _ｎ〔ただし、 _ｎは、身体部位毎の数〕とし、運動消費エネルギーをＡＥＥとして、ＡＥＥ＝（α１ _１＋β１ _１ ×Ｘ×Ｗ＋γ１ _１ ×ＦＦＭ _１＋ε１ _１ ×Ａ＋ζ１ _１ ×Ｓ）＋（α１ _２＋β１ _２ ×Ｘ×Ｗ＋γ１ _２ ×ＦＦＭ _２＋ε１ _２ ×Ａ＋ζ１ _２ ×Ｓ）＋・・・＋（α１ _ｎ＋β１ _ｎ ×Ｘ×Ｗ＋γ１ _ｎ ×ＦＦＭ _ｎ＋ε１ _ｎ ×Ａ＋ζ１ _ｎ ×Ｓ）で表される式である、
運動消費エネルギー推定装置。
被験者の身体の動きに基づく大きさに関する指標である体動情報を測定する体動情報測定手段と、
前記被験者の身体全容に係る属性、特徴および形態の少なくとも１つに関する指標である身体特定化情報を取得する身体特定化情報取得手段と、
前記被験者の体内成分に関する指標である体組成情報を身体部位ごとに示す部位別体組成情報を取得する部位別体組成情報取得手段と、
体動情報、身体特定化情報及び部位別体組成情報を変数とし、運動消費エネルギーとの相関関係を示す相関データを記憶し、前記記憶している相関データを用いて、前記体動情報測定手段により測定した体動情報と、前記身体特定化情報取得手段により取得した身体特定化情報と、前記部位別体組成情報取得手段により取得した部位別体組成情報とに基づいて部位別運動消費エネルギーを求め、その合計により運動消費エネルギーを求める運動消費エネルギー演算手段と、
を備え、
前記体動情報が加速度であり、前記身体特定化情報が体重、年齢及び性別であり、前記部位別体組成情報が身体部位毎についての除脂肪量および身体部位毎についての脂肪量であり、
前記相関データが、加速度をＸとし、体重をＷとし、年齢をＡとし、性別をＳとし、身体部位毎についての除脂肪量をＦＦＭ _１，ＦＦＭ _２，・・・ＦＦＭ _ｎ〔ただし、 _ｎは、身体部位毎の数〕とし、身体部位毎についての脂肪量をＦＭ _１，ＦＭ _２，・・・ＦＭ _ｎ〔ただし、 _ｎは、身体部位毎の数〕とし、定数をα２ _１，α２ _２，・・・α２ _ｎ、β２ _１，β２ _２，・・・β２ _ｎ、γ２ _１，γ２ _２，・・・γ２ _ｎ、δ２ _１，δ２ _２，・・・δ２ _ｎ、ε２ _１，ε２ _２，・・・ε２ _ｎ、ζ２ _１，ζ２ _２，・・・ζ２ _ｎ〔ただし、 _ｎは、身体部位毎の数〕とし、運動消費エネルギーをＡＥＥとして、ＡＥＥ＝（α２ _１＋β２ _１ ×Ｘ×Ｗ＋γ２ _１ ×ＦＦＭ _１＋δ２ _１ ×ＦＭ _１＋ε２ _１ ×Ａ＋ζ２ _１ ×Ｓ）＋（α２ _２＋β２ _２ ×Ｘ×Ｗ＋γ２ _２ ×ＦＦＭ _２＋δ２ _２ ×ＦＭ _２＋ε２ _２ ×Ａ＋ζ２ _２ ×Ｓ）＋・・・＋（α２ _ｎ＋β２ _ｎ ×Ｘ×Ｗ＋γ２ _ｎ ×ＦＦＭ _ｎ＋δ２ _ｎ ×ＦＭ _ｎ＋ε２ _ｎ ×Ａ＋ζ２ _ｎ ×Ｓ）で表される式である、
運動消費エネルギー推定装置。
基礎代謝量又は安静時代謝量を取得する基礎消費エネルギー取得手段と、食事消費エネルギーを取得する食事消費エネルギー取得手段と、前記運動消費エネルギー演算手段により取得した運動消費エネルギーと前記基礎消費エネルギー取得手段により取得した基礎代謝量と前記食事消費エネルギー取得手段により取得した食事消費エネルギーとを合算して総消費エネルギーを求める総消費エネルギー演算手段と、を更に備えることを特徴とする請求項１または２に記載の運動消費エネルギー推定装置。