JP4723990B2 - 内臓脂肪量測定方法及び内臓脂肪量測定装置 - Google Patents

Description

本発明は、人体の内臓脂肪量を測定する方法及びその装置に関するものである。

生体内に蓄積される脂肪は、その部位から皮下脂肪と内臓脂肪とに大別される。

最近の研究で内臓脂肪の蓄積は、高血圧、高脂血病、糖尿病といった疾病の誘発因子となることが判明し、健康管理には内臓脂肪量の管理の重要性が認識されてきている。

内臓脂肪量を計測する装置としては、Ｘ線ＣＴやＭＲＩといったものがあるがこれらの装置は極めて高価で大規模な装置のため、一般人が健康管理のために日常的に使用するのには適していない。

また、両手間や両足間の電気インピーダンスを測定し、身長や体重等の情報から体脂肪を算出する体脂肪体重計が市販されているが、これらは身体全体の総脂肪量を推定するもので直接内臓脂肪量を測定するものではなく、皮下脂肪と内臓脂肪を分離することはできない。このため、内臓脂肪量は、総脂肪量と体重・年齢といったデータから推定している。

また、人体の内臓脂肪量をインピーダンス法により直接求める技術が例えば特許文献１により知られている。

この特許文献１に示された従来例は、被測定者の胴部外周上の胴部を挟んで略対向する位置に対となった電流印加用電極を配置すると共に、該対となった電流印加用電極間の略中間位置に相当する胴部外周上に対となった電圧計測用電極を配置し、対となった電流印加用電極に高周波電流を流した時に、対となった電圧計測用電極に発生する電位差から内臓脂肪量を算出する技術である。これは、脂肪の電気抵抗が筋肉などの他組織の電気抵抗よりも大きいため、内臓脂肪が蓄積する腹腔内心部の電気抵抗が大きくなり、その結果、中間位置に配置した電圧計測用電極に発生する電圧が大きくなり、内臓脂肪蓄積が小さいと電圧計測用電極に発生する電圧が小さくなるため、内臓脂肪量を直接計測することができる。

ところが、上記した従来の体脂肪体重計では体脂肪率とその他の体重・年齢などの情報から内臓脂肪量を推定する方式のものであって、腹部のインピーダンスを直接計測していないので、精度の面で問題がある。

また、上記した特許文献１に示される従来例にあっては、被測定者の腹部のインピーダンスを直接計測し、その計測インピーダンスも内臓脂肪量に起因する側腹部の電位差から算出しているものであって、従来の体脂肪体重計に比べると内臓脂肪に起因するインピーダンスを直接測定しているため精度はよい。

しかしながら、実際の内臓脂肪１４は皮下脂肪１２、筋肉１３に囲まれており、同じ胴部Ｗ周り（腹回り）でも図２（ａ）のように前腹に皮下脂肪１２が多くついている人や、図２（ｂ）のように側腹部に皮下脂肪１２が多くついている人など、個人差が大きく、その結果、側腹部での電圧測定時に側腹部の皮下脂肪の厚みの違いにより対となった電圧計測用電極間に発生する電圧が異なってしまい、仮に同じ内臓脂肪量であっても、測定電圧が変化し、測定精度が悪くなる傾向がある。
特許第３３９６６７２号公報

本発明は上記の従来の問題点に鑑みて発明したものであって、インピーダンス法により内臓脂肪量を直接測定するに当たって、内臓脂肪量の測定精度を向上できる内臓脂肪量測定方法及び内臓脂肪量測定装置を提供することを課題とするものである。

上記課題を解決するために本発明に係る内臓脂肪量測定装置は、被測定者の胴部Ｗ外周上において前腹部の左右方向の略中間位置と後腹部の左右方向の略中間位置に配置する胴部Ｗを挟んで略対向する対の電流印加用電極２と、上記胴部Ｗ外周上において上記対の電流印加用電極２間の略中間位置に相当する側腹部の前後方向の略中間位置に、上記被測定者の胴部Ｗ外周長に比べて十分に距離を短くして配置する対となった電圧計測用電極３とを備え、上記対となった電圧計測用電極３が、上記対の電流印加用電極２を配置する胴部Ｗの仮想輪切り断面上において、上記対の電流印加用電極２を結ぶ方向と直交し、且つ、上記対の電流印加用電極２間の１／２を通る仮想線Ｌが胴部Ｗの外周と交差する点を挟んで配置され、上記対となった電圧計測用電極３間のインピーダンスを測定するインピーダンス測定手段４と、上記電圧計測用電極３の近傍に配置されて上記対となった電圧計測用電極３近傍の皮下脂肪厚を測定する皮下脂肪厚測定手段１と、上記インピーダンス測定手段４で計測したインピーダンスに基づいて内臓脂肪量を算出する際に上記皮下脂肪厚測定手段１で測定した上記皮下脂肪厚を用いて内臓脂肪量を補正する内臓脂肪量算出手段５とを設けることを特徴とするものである。

このような構成とすることで、内臓脂肪量をインピーダンス法によって直接測定するための対の電流印加用電極２と、対の電圧計測用電極３と、対となった電圧計測用電極３間のインピーダンスを測定するインピーダンス測定手段４とを備えているので、インピーダンス法により内臓脂肪量を直接測定することができるのであるが、この際、本発明においては、皮下脂肪厚を測定する皮下脂肪厚測定手段１を設けて、上記内臓脂肪量算出手段５により内臓脂肪量を算出する際に皮下脂肪厚測定手段１で測定した皮下脂肪厚を用いて内臓脂肪量を補正するものであるから、インピーダンス計測値に皮下脂肪厚の違いによる影響分を補正することで、インピーダンス法でより直接精度の高い内臓脂肪量の測定ができる装置を提供できる。

また、皮下脂肪厚測定手段１が、被測定者の胴部Ｗのインピーダンス測定手段４によるインピーダンス測定断面部近傍の皮下脂肪厚を測定するものであることが好ましい。

このような構成とすることで、より精度良く内臓脂肪量を測定することができる。

また、皮下脂肪厚測定手段１を電圧計測用電極３と一体に設けることが好ましい。

このような構成とすることで、皮下脂肪厚測定手段１を電圧計測用電極３とを同一箇所にまとめて配置でき、内臓脂肪量測定装置の部品点数を低減でき、取扱いも容易となる。

また、皮下脂肪厚測定手段１が光学式のものであることが好ましい。

このような構成とすることで、簡単な構成で皮下脂肪厚を直接測定できる装置を提供できる。

また、本発明の内臓脂肪量測定方法は、インピーダンス法により被測定者の内臓脂肪量を求めるに当たって、被測定者の胴部Ｗ外周上において前腹部の左右方向の略中間位置と後腹部の左右方向の略中間位置に対の電流印加用電極２を胴部Ｗを挟んで配置すると共に、上記胴部Ｗ外周上において上記対の電流印加用電極２間の略中間位置に相当する側腹部の前後方向の略中間位置に対となった電圧計測用電極３を上記被測定者の胴部外周長に比べて十分に距離を短くして配置し、上記対となった電圧計測用電極３を、上記対となった電流印加用電極２を配置する胴部Ｗの仮想輪切り断面上において、上記対となった電流印加用電極２を結ぶ方向と直交し、且つ、上記対となった電流印加用電極２間の１／２を通る仮想線Ｌが胴部Ｗの外周と交差する点を挟んで配置させ、上記対となった電圧計測用電極３の近傍に上記対となった電圧計測用電極３近傍の皮下脂肪厚を測定する皮下脂肪厚測定手段１を配置し、上記対となった電流印加用電極２に電流を流した際の、上記対となった電圧計測用電極３間のインピーダンスを測定して該インピーダンスに基づき内臓脂肪量を算出するに当たり、上記皮下脂肪厚測定手段１で測定した上記皮下脂肪厚を用いて上記インピーダンス法により求める内臓脂肪量の補正をすることを特徴とするものである。

このような方法を採用することで、インピーダンス法により内臓脂肪量を直接測定するに当たって、インピーダンス法により測定した内臓脂肪量を皮下脂肪厚を用いて補正して、皮下脂肪のつき方の個人差を補正して簡単な方法で内臓脂肪量を精度良く求めることができる。

本発明は、インピーダンス法により内臓脂肪量を直接測定するに当たって、インピーダンス計測値にインピーダンス測定部の皮下脂肪厚の違いによる影響分を補正して精度よく内臓脂肪量を求めることができる。

以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基いて説明する。

本発明の内臓脂肪量測定装置は、一対以上の電流印加用電極２と、一対以上の電圧計測用電極３と、インピーダンス測定手段４と、皮下脂肪厚測定手段１と、内臓脂肪量算出手段５と、表示装置１５を備えている。

電流印加用電極２は２つが一対となったもので、この対となった電流印加用電極２は被測定者の胴部Ｗ外周上の胴部Ｗを挟んで略対向する位置に配置するようになっており、この対となった電流印加用電極２はそれぞれ定電流回路６に接続してある。なお、図１には一対の電流印加用電極２を設けた例を示しているが、二対以上設けてもよい。

電圧計測用電極３は２つで一対となったもので、上記対の電流印加用電極２間の略中間位置に相当する胴部Ｗ外周上に配置するようになっており、この対となった電圧計測用電極３は上記対の電流印加用電極２を結ぶ方向（Ｘ方向）にずれて配置されるようになっていて、対となった電圧計測用電極３間の電圧を電圧測定回路７で計測するようになっている。

インピーダンス測定手段４は上記対となった電圧計測用電極３間のインピーダンス値を測定するためのもので、上記対となった電流印加用電極２と、定電流回路６と、対となった電圧計測用電極３と、電圧測定回路７と、インピーダンス算出回路８とで構成され、対となった電圧計測用電極３間の電圧と、電流印加用電極２間に流れる電流とに基づいてインピーダンス算出回路８により電圧計測用電極３間のインピーダンス値を求めるようになっている。

皮下脂肪厚測定手段１は被測定者の胴部Ｗの外周上に配置されて被測定者の皮下脂肪厚を測定するためのもので、皮下脂肪厚測定手段１として光学式や超音波法やキャリパー法などが採用できる。ここで、超音波法は、測定時に計測用ジェルを塗布する必要があるため、取り扱いがし難く、また、キャリパー法では皮膚を挟んで計測するため、測定者により挟み具合の変動により測定値がばらつきやすい。このため、光学式が好適である。光学式のものは、胴部Ｗの表面から胴部Ｗの組織内に光を照射する光照射部９と、胴部Ｗ組織からの反射光を受光する光センサ１０と、光センサ１０での受光情報に基づいて被測定者の胴部Ｗの皮下脂肪厚を測定する皮下脂肪厚測定回路１１とを備えている。光照射部９としては例えば赤外線を照射するもので赤外線発光素子が使用できる。実施形態では光センサ１０は光照射部９の傍に位置させてある。

内臓脂肪量算出手段５には上記インピーダンス測定手段４で求めたインピーダンス値が入力されると共に、皮下脂肪厚測定手段１の皮下脂肪厚測定回路１１で求めた皮下脂肪厚に関するデータが入力され、上記インピーダンス測定手段４により求めたインピーダンスに基づいて内臓脂肪量を算出する演算回路を備えており、内臓脂肪量を演算回路で算出する際に上記前記皮下脂肪厚測定手段１で測定した皮下脂肪厚を用いて内臓脂肪量を補正して、被測定者の内臓脂肪量をより正確に算出するようになっている。

内臓脂肪量算出手段５で算出された被測定者の内臓脂肪量は表示装置１５で表示されるようになっている。

上記のような構成の内臓脂肪量測定装置を用いて被測定者の内臓脂肪量を測定するのであるが、内臓脂肪量の測定は以下のようにして行なう。

ここで、被測定者の計測対象部位である胴部Ｗの断面を模式的に表現すると、図１に示すように外周部に皮下脂肪１２があり、皮下脂肪１２の内側に筋肉１３があり、更に筋肉１３の内側に内臓脂肪１４が存在するというように表現できる。

内臓脂肪量測定装置で内臓脂肪量を測定するには、図１に示すように、対となった電流印加用電極２を、被測定者の計測対象部位である胴部Ｗの外周上の胴部Ｗを挟んで略対向する位置に配置し、更に、上記対となった電流印加用電極２間の略中間位置に相当する胴部Ｗ外周上に対となった電圧計測用電極３を上記対の電流印加用電極２を結ぶ方向であるＸ方向にずれて配置する。この場合、より具体的には上記対となった電流印加用電極２を配設する胴部Ｗの仮想輪切り断面上において上記Ｘ方向と直交し且つ対となった電流印加用電極間の１／２を通る仮想線（図１においてＬで示す）が胴部Ｗの外周上と交差する点を挟んでＸ方向の両側にそれぞれ対となった２つの電圧計測用電極３を振り分けて配置する。図１に示す実施形態では胴部Ｗの前後（つまり腹部の前後）に対となった電流印加用電極２を配置し、胴部Ｗの片側の側腹部に電圧計測用電極３を前後にずらして配置してある。

また、上記胴部Ｗには皮下脂肪厚測定手段１を構成する光照射部９と光センサ１０とを配置する。光照射部９と光センサ１０の胴部Ｗへの配置位置は、上記対となった電流印加用電極２を配設する胴部Ｗの仮想輪切り断面近傍の胴部Ｗ外周上に配置するのが好ましく、より好ましくは図１のように、対となった電流印加用電極２を配設する胴部Ｗの仮想輪切り断面近傍の胴部Ｗ外周上で、且つ、電圧計測用電極３の近傍に配置するのが好ましい。図１に示す実施形態では、胴部Ｗの側腹部の電圧計測用電極３を配置した近傍に皮下脂肪厚測定手段１を構成する光照射部９と光センサ１０とを配置してある。

ここで、胴部Ｗを介して対向する位置に配置した対となった電流印加用電極２に定電流を流すと、内臓脂肪１４を通るように胴部Ｗに電流が流れる（図１の実施形態では胴部Ｗの前後に電流が流れる）。このように、このように被測定者の胴部Ｗに電流が流れることで胴部Ｗの側腹部に配置した対となった電圧計測用電極３間に発生する電圧を電圧測定回路７で求め、このようにして求めた電圧と、電流印加用電極２間に流す電流、この場合は定電流とに基づいてインピーダンス算出回路８で電圧計測用電極３間のインピーダンスＺ（つまり内臓脂肪量に相当するインピーダンスＺ）を算出する。

また、皮下脂肪厚測定手段１により被測定者の皮下脂肪厚ｔを計測するのであるが、皮下脂肪厚測定手段１が光学式の場合、前述のように光照射部９と光センサ１０とを被測定者の計測対象部位である胴部Ｗに接触させる。光照射部９から出た光は皮下脂肪１２で散乱し、その内側の筋肉１３で吸収される。したがって、光照射部９から出た光は皮下脂肪１２が薄い場合は、皮膚の表面方向への拡散は少なく、皮膚の表面の方に戻る光は少なくまた広がりも少ない。このため、光センサ１０に届く光量は少なくなる。一方、皮下脂肪１２が厚い場合は、光照射部９から出た光の散乱が多くなり、皮膚の表面の方に戻る光も多くなりまた広がりも大きい。このため、光センサ１０に届く光量は多くなる。

上記光センサ１０での受光情報に基づき皮下脂肪厚測定手段１で皮下脂肪１２の厚みが算出されるもので、このようにすることで被測定者の計測対象部位である胴部Ｗの皮下脂肪厚ｔを直接測定することができる。

上記のようにしてインピーダンス測定手段４により直接測定して求められた被測定者の計測対象部位である胴部Ｗの内臓脂肪量に相当するインピーダンスＺと、皮下脂肪厚測定手段１により計測対象部位である胴部Ｗを直接測定して求められた胴部Ｗの皮下脂肪厚ｔに基づいて内臓脂肪量算出手段５を構成する演算回路で内臓脂肪量を算出する。

内臓脂肪量の計算例としては例えば下記の各式により求めることができる。

内臓脂肪量＝ａ×Ｚ＋ｂ ａ＝ｃ×ｔ＋ｄ
内臓脂肪量＝ａ×Ｚ＋ｂ ｂ＝ｅ×ｔ＋ｆ
内臓脂肪量＝ａ×Ｚ＋ｂ ａ＝ｃ×ｔ＋ｄ，ｂ＝ｅ×ｔ＋ｆ
ここで、ａ／ｂ／ｃ／ｄ／ｅ／ｆは係数であり、ウエスト径、年齢、体重等から求められる数値であってもよい。

上記のようにしてインピーダンス測定手段４で算出した電圧計測用電極３間のインピーダンスＺに基づいて内臓脂肪量算出手段５を構成する演算回路で内臓脂肪量を算出する際に、皮下脂肪厚測定手段１で測定した皮下脂肪厚ｔを用いてインピーダンス測定部分の皮下脂肪厚の違いによる影響分を補正することで、より精度の高い内臓脂肪量を求めることができ、このようにして求めた内蔵脂肪量が表示装置１５で表示される。

また、皮下脂肪厚測定手段１による皮下脂肪厚の測定は胴部Ｗの電圧計測用電極３近傍の皮下脂肪厚の測定だけでなく、胴部Ｗの電流印加用電極２近傍の皮下脂肪厚を測定し、そのデータを前記内臓脂肪量算出手段５における内臓脂肪量算出の際の補正データとして使用してもよい。このようにすることで、被測定者の胴部Ｗの側腹部の皮下脂肪厚と前腹部の皮下脂肪厚を内臓脂肪量算出の際の補正データとして用いることができて、被測定者ごとに異なる側腹部、前腹部における皮下脂肪のつき方の個人差があっても、インピーダンス法により直接内臓脂肪量を算出する際に皮下脂肪厚により補正して精度良く内臓脂肪量を算出することができる。

また、機器の構成により電圧計測用電極３近傍に皮下脂肪厚測定手段１を設け難い場合などは、電流印加用電極２近傍に設けてもよいが、測定電圧に影響を与えるのが測定電極直下の皮下脂肪のため、電圧測定用電極３近傍に設けるのが最適である。また、図１に示す実施形態では被測定者の胴部Ｗの外周上に１つの皮下脂肪厚測定手段１を配置した例を示したが、胴部Ｗの外周上に複数の皮下脂肪厚測定手段１を配置してもよい。

図３、図４には本発明の他の実施形態が示してある。

本実施形態は基本的構成は上記実施形態と同じであるが、上記実施形態が電圧測定用電極３と、皮下脂肪厚測定手段１の光センサ１０、光照射部９とを別体とした例を示したが、本実施形態においては電圧測定用電極３と、皮下脂肪厚測定手段１の光センサ１０、光照射部９を一体に構成した点が異なる。図４に示す実施形態では基板１６に一対の電圧測定用電極３と、光センサ１０、光照射部９とを一体に取付けてある。このように、電圧測定用電極３と、皮下脂肪厚測定手段１の光センサ１０、光照射部９を一体に構成することで、電圧測定用電極３と、皮下脂肪厚測定手段１の光センサ１０、光照射部９の位置関係が常に一定となり、より精度の良い測定が可能となり、また、一体化していることにより電圧測定用電極３、皮下脂肪厚測定手段１の光センサ１０、光照射部９の胴部Ｗへの装着を容易に行なえる。

また、本実施形態では電圧測定用電極３と皮下脂肪厚測定手段１を一体化したが、電流印加用電極２も含めてベルト状の装着体に取付けてもよく、この場合はベルト状の装着体を胴部Ｗに装着するのみで、電流印加用電極２、電圧測定用電極３、皮下脂肪厚測定手段１を同時に胴部Ｗに装着することができる。

また、添付図面に示す実施形態では対となった電流印加用電極２を胴部Ｗ（腹部）の前後に配置し、電圧測定用電極３を胴部Ｗ（腹部）の側腹部に配置する例で説明したが、電流印加用電極２を胴部Ｗ（腹部）の左右の側腹部に配置し、電圧測定用電極３を胴部Ｗの前腹に配置するようにしてもよい。

本発明の内臓脂肪量測定装置による内臓脂肪量の測定の概略構成図である。 （ａ）は胴部の側腹部の皮下脂肪が多い場合の説明図であり、（ｂ）は胴部の側腹部の皮下脂肪が少ない場合の説明図である。 本発明の内臓脂肪量測定装置による内臓脂肪量の測定の他の概略構成図である。 （ａ）（ｂ）は同上の電圧測定用電極と皮下脂肪厚測定手段を一体化した例を示す正面図及び平面図である。

符号の説明

１ 皮下脂肪厚測定手段
２ 電流印加用電極
３ 電圧計測用電極
４ インピーダンス測定手段
５ 内臓脂肪量算出手段
Ｗ 胴部

Claims (5)

1. 被測定者の胴部外周上において前腹部の左右方向の略中間位置と後腹部の左右方向の略中間位置に配置する胴部を挟んで略対向する対の電流印加用電極と、上記胴部外周上において上記対の電流印加用電極間の略中間位置に相当する側腹部の前後方向の略中間位置に、上記被測定者の胴部外周長に比べて十分に距離を短くして配置する対となった電圧計測用電極とを備え、
   上記対となった電圧計測用電極が、上記対の電流印加用電極を配置する胴部の仮想輪切り断面上において、上記対の電流印加用電極を結ぶ方向と直交し、且つ、上記対の電流印加用電極間の１／２を通る仮想線が胴部の外周と交差する点を挟んで配置され、
   上記対となった電圧計測用電極間のインピーダンスを測定するインピーダンス測定手段と、
   上記電圧計測用電極の近傍に配置されて、上記対となった電圧計測用電極近傍の皮下脂肪厚を測定する皮下脂肪厚測定手段と、
   上記インピーダンス測定手段で計測したインピーダンスに基づいて内臓脂肪量を算出する際に上記皮下脂肪厚測定手段で測定した上記皮下脂肪厚を用いて内臓脂肪量を補正する内臓脂肪量算出手段と
   を設けることを特徴とする内臓脂肪量測定装置。
2. 皮下脂肪厚測定手段が、被測定者の胴部のインピーダンス測定手段によるインピーダンス測定断面部近傍の皮下脂肪厚を測定するものであることを特徴とする請求項１記載の内臓脂肪量測定装置。
3. 皮下脂肪厚測定手段を電圧計測用電極と一体に設けることを特徴とする請求項１又は２記載の内臓脂肪量測定装置。
4. 皮下脂肪厚測定手段が光学式のものであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の内臓脂肪量測定装置。
5. インピーダンス法により被測定者の内臓脂肪量を求めるに当たって、被測定者の胴部外周上において前腹部の左右方向の略中間位置と後腹部の左右方向の略中間位置に対の電流印加用電極を胴部を挟んで配置すると共に、上記胴部外周上において上記対の電流印加用電極間の略中間位置に相当する側腹部の前後方向の略中間位置に対となった電圧計測用電極を上記被測定者の胴部外周長に比べて十分に距離を短くして配置し、
   上記対となった電圧計測用電極を、上記対となった電流印加用電極を配置する胴部の仮想輪切り断面上において、上記対となった電流印加用電極を結ぶ方向と直交し、且つ、上記対となった電流印加用電極間の１／２を通る仮想線が胴部の外周と交差する点を挟んで配置させ、
   上記対となった電圧計測用電極の近傍に上記対となった電圧計測用電極近傍の皮下脂肪厚を測定する皮下脂肪厚測定手段を配置し、上記対となった電流印加用電極に電流を流した際の、上記対となった電圧計測用電極間のインピーダンスを測定して該インピーダンスに基づき内臓脂肪量を算出するに当たり、上記皮下脂肪厚測定手段で測定した上記皮下脂肪厚を用いて上記インピーダンス法により求める内臓脂肪量の補正をすることを特徴とする内臓脂肪量測定方法。

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