JP5079415B2

JP5079415B2 - 体組成計

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Publication number: JP5079415B2
Application number: JP2007187764A
Authority: JP
Inventors: 靖弘笠原
Original assignee: Tanita Corp
Current assignee: Tanita Corp
Priority date: 2007-07-19
Filing date: 2007-07-19
Publication date: 2012-11-21
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Description

本発明は、腹部のサイズを測定し、測定した腹部のサイズに基づいて体組成に関する指標を演算する体組成計に関する。

腹部のサイズは、人の体型に関する判断指標の１つとして広く用いられている。身長が同じ場合には、腹部のサイズが大きいほど肥満度が高く、逆に小さいほど肥満度が低いといったように、腹部のサイズは内臓脂肪の蓄積量など体幹部の状態を反映する指標である。このため、腹部のサイズは、生活習慣病などの予防目的で健康を管理するという意味合いにおいて特に注目される指標である。

ところで、腹部のサイズを手動で入力し、入力した腹部のサイズとその他のパラメータに基づいて体組成に関する指標を求めることが可能な装置がある（例えば、特許文献１参照）。一方、従来の体組成計には、腹部のサイズを入力せずとも、体組成に関する指標を推定可能なものがある。
特開２００２−８５３６５号公報

しかしながら、例えば、ウエスト周囲径などの腹部のサイズを被測定者に入力させる場合、被測定者が必ずしも自己のウエスト周囲径の正確な値を知っているとは云えず、体組成の指標の推定の精度は十分なものではなかった。一方、ウエスト周囲径を計測して入力する場合には、計測の手段としてメジャーを用いる方法が考えられる。しかしながら、メジャーのような巻尺状やベルト状の装置では、ウエスト周上の同じ位置に正確に巻き付けるのが難しかった。例えば、被測定者が立位での測定の場合には、臍位置の周りの水平面周上にメジャーを宛がうことは面倒であるとともに、高さがずれたりするため、計測値にバラツキが生じる（すなわち、再現性が低い）という問題があった。

また、体組成に関する指標のうち、体幹部脂肪率、腹部全脂肪面積、腹部皮下脂肪厚、腹筋厚、腹部皮下脂肪面積、内臓脂肪面積などの指標は特に腹部のサイズと高い相関を有する指標である。このため、より正確に体組成に関する指標を推定するためには、腹部のサイズをパラメータとして用いることが望ましい。なお、腹部のサイズとしては、上述のウエスト周囲径の他に、腹部の横幅や腹部の縦幅などがある。

そこで、本発明は、簡便に且つ正確に腹部の横幅を求め、これに基づいて体組成に関する指標を精度良く推定することが可能な体組成計を提供することを解決課題とする。

上記課題を解決するために、本発明は、複数の電極を足裏に接触させて、脚脚間部インピーダンスを測定する生体インピーダンス測定手段と、腹部の横幅を計測する腹部横幅計測手段と、体重を測定する体重測定手段と、前記腹部の横幅と、前記体重と、前記脚脚間部インピーダンスとに基づいて、体組成に関する指標を演算する演算手段と、を有し、前記腹部横幅計測手段は、被計測物までの距離を計測する反射式の非接触式距離計測センサを用いて前記腹部の横幅を計測する体組成計を提供する。

体組成に関する指標として、体幹部脂肪率、腹部全脂肪面積、腹部皮下脂肪厚、腹筋厚、腹部皮下脂肪面積、内臓脂肪面積などの指標などがある。これら体組成に関する指標は、腹部のサイズと相関が高い。本発明の体組成計によれば、腹部の横幅を用いて体組成に関する指標を演算（推定）するので、体組成に関する指標を精度良く推定することが可能となる。すなわち、腹部のサイズをパラメータとして用いない場合と比較して、推定の精度が向上する。また、メジャーなどの巻尺状またはベルト状の装置を胴体に巻きつける場合には、高さがずれて計測値にバラツキが生じたり、呼吸によって大きく変化する腹部の前後への形状変化の影響を受ける。しかしながら、本発明においては、非接触式距離計測センサにより腹部の横幅を計測するので、正確性の高いウエスト周囲径を、再現性良く得ることが可能である。よって、この体組成計では、腹部の横幅が正確に測定されるので、体組成に関する指標も正確性高く得ることが可能である。また、ウエスト周囲全周に亙って測定具を巻き付ける必要がなく、装置の簡便な操作が可能である。

本発明の好適な態様において、身長を入力するための身長入力手段を有し、前記演算手段は、前記腹部の横幅、前記体重および前記脚脚間部インピーダンスに加えて、前記身長入力手段によって入力された身長を用いて前記体組成に関する指標を測定することを特徴とする。身長は体重と合わせて、人の体型と相関が高いパラメータである。すなわち、体重が同じでも、身長が高くなると肥満度が低下し、身長が低いと肥満度が増大する。この態様によれば、身長を推定のパラメータとして用いるので、より正確に体組成指標を推定することが可能となる。

本発明の別の好適な態様において、年齢を入力するための年齢入力手段を有し、前記演算手段は、前記腹部の横幅と、前記体重と、前記脚脚間部インピーダンスとに基づいて体密度を推定する体密度推定手段を兼ねており、前記腹部の横幅と、前記体重と、前記脚脚間部インピーダンスと、前記身長との代わりに、前記腹部の横幅と、前記体密度と、前記年齢入力手段によって入力された年齢とに基づいて前記体組成に関する指標を演算することを特徴とする。従来の体組成指標推定方法では、ＢＭＩ（体重／身長^２）と、年齢と、体脂肪率とをパラメータとして用いるが、体脂肪率の推定には身長の入力を必要とする。しかしながら、本態様によれば、体密度を用いることにより、身長を入力せずとも、精度良く体組成を推定することが可能となる。

前記腹部横幅計測手段は、少なくとも１対の前記非接触式距離計測センサの各距離計測方向が前記腹部の横幅方向に平行になるように、腹部を横幅方向に挟むようにして前記非接触式距離計測センサを対向させて配し、前記横幅の前後方向に平行な複数位置において距離計測させるように配したフレームをさらに備え、前記複数位置において計測された複数の距離に所定の演算を施して前記腹部の横幅を出力するのが好ましい。この場合、一対の非接触式距離計測センサを、腹部の横幅方向と平行な状態を保ったまま前記センサを前後方向に移動させて複数位置において距離を計測させるようにしてもよいし、複数対の固定式の非接触式距離計測センサを前記フレームに配して各対のセンサに距離を計測させ、前記複数位置における距離のうち、最大のものを前記腹部の横幅として出力するようにしてもよい。あるいは、前記腹部横幅計測手段は、複数の前記非接触式距離計測センサを、前記腹部の横幅の前後方向に別個独立して移動させ、複数位置において距離計測させるように配したフレームをさらに備え、前記複数位置において計測された複数の距離に所定の演算を施して前記腹部の横幅を出力するのが好ましい。この場合、前記センサにより腹部の外形をなす座標を検出し、座標に基づいて曲線の補間処理を実行し、この曲線の補間処理によって得られた腹部の外形から、横幅方向において距離が最大となる座標間の距離を腹部の横幅として出力するようにしてもよい。この態様によれば、体組成指標の演算の基となる腹部横幅距離を簡便な操作でスムーズに且つ正確に計測することが可能であり、被測定者はもとより測定者に掛かる負担を軽減することを可能とするとともに、再現性が高い計測結果を得ることが可能となる。

前記フレームは、一片が開放し、被測定者が内部に配置される枠であることが好ましい。これによれば、センサが取り付けられたフレームを被測定者の両脇の外側に配置し、測定を行うことが容易である。従来のメジャーは、体幹の全周に亙って巻きつけるものであるため、被測定者自身または測定者がメジャーを被測定者が巻きつける手間を要する。しかしながら、フレームの一片が開放されていれば、被測定者は容易にフレームの内部に入ることのみで測定が可能となるので、容易かつ迅速に測定できる。

さらに、前記フレームは、被測定者の臍の位置を指示する臍位置指示手段を有し、前記フレームを被測定者の正中線方向に沿って摺動可能に支持する棒と、当該棒に沿って前記フレームの高さを可変とするフレーム位置可変手段とを有し、前記フレーム位置可変手段は、前記臍位置指示手段によって被測定者の臍が指示された状態において、前記フレームの高さを静止させ、前記腹部横幅計測手段は、前記フレームが前記静止した状態にあるときに、前記腹部の横幅を計測すると好ましい。臍位置指示手段が設けられていることにより、臍の高さにフレームを位置決めすることが容易であり、臍の高さにおける腹部の横幅を正確性高く得ることが可能である。臍位置指示手段は、前記フレームに取り付けられ光束を照射する発光装置でもよい。臍位置指示手段が発光装置の場合には、そこから発した光束が臍を照射するようにフレームを人体に対して位置決めするとよい。また、前記フレームを被測定者の正中線方向に沿って摺動可能に支持する棒と、当該棒に沿って前記フレームの高さを可変とするフレーム位置可変手段とを備えるので、フレーム位置可変手段によってフレームを被測定者の正中線方向に沿って自動的に簡単に移動させることができる。

＜実施の形態＞
本発明の第１の実施の形態は、腹部の横幅計測手段を備えた体組成計１００である。腹部の横幅測定手段は、立位の被測定者１０に対して、臍を通る腹部の横幅方向の最大距離（以下、「腹部の横幅」という）を計測する。体組成計は、脚脚間部の生体インピーダンスを測定する脚脚間部生体インピーダンス測定手段（後述の生体インピーダンス測定装置１７０）と、体重を測定する体重測定手段（後述の重量測定装置１６０）とを更に備え、前記測定された腹部の横幅と脚脚間部の生体インピーダンスと体重とに基づいて体組成に関する指標（以下、「体組成指標」という）を求める。体組成指標としては、体幹部脂肪率、腹部全脂肪面積、腹部皮下脂肪厚、腹筋厚、腹部皮下脂肪面積、内臓脂肪面積がある。本実施形態では、腹部の横幅に基づいて内臓脂肪面積を推定する態様について説明する。

以下、図１乃至図７を用いて、第１の実施の形態の体組成計１００を説明する。図１は、第１の実施の形態の体組成計１００の外観を示す斜視図である。図１に示されるように、体組成計１００は、被測定者１０が載る本体１９０と、本体１９０の上に鉛直に立てられた棒すなわち柱１９２と、鉛直方向に移動可能に柱１９２に支持されたフレーム（腹部横幅計測手段）１１４を備える。本体１９０の上面には、被測定者１０の足のつま先を合わせるための目印線１９６が描かれている。

また、本体１９０の上面には、電流供給用電極１ａおよび２ａと電圧測定用電極１ｂおよび２ｂが設けられる。さらに、本体１９０の内部には、図示せぬ重量センサが設けられる。この重量センサは、被測定者が本体１９０に乗ったときに、その重量である被測定者の体重を測定可能である。重量センサとしては、起歪体と歪ゲージとを有し、起歪体の歪による電圧の変化を測定して出力するロードセルがある。

フレーム１１４は、水平かつ平行に伸びる２本のアーム１０３ａ及び１０３ｂと、両端がそれぞれアーム１０３ａ，１０３ｂに連結された水平に延びる連結部１０２を有する。フレーム１１４は、このように一片が開放し、被測定者が内部に配置される枠であるので、被測定者１０は容易にフレームの内部に入るか、フレームを容易に被測定者の外側に配置することが可能であり、容易かつ迅速に測定できる。

フレーム１１４には、柱１９２に取り付けられる凸部１９４が固定されている。図示しないが、凸部１９４の内部には、柱１９２に沿ってフレーム２１４を鉛直方向に移動させるための移動機構、例えばボールネジまたは無端ベルト、およびこの移動機構を駆動するモータが配置されている。従って、凸部１９４は、移動機構とモータを有するフレーム位置可変手段を内蔵しており、柱１９２は、立っている被測定者１０の正中線方向に沿って摺動可能にフレーム１１４を支持している。この構成により、フレーム位置可変手段によってフレーム１１４を被測定者１０の正中線方向に沿って自動的に簡単に移動させることができる。

柱１９２の上部には、コンソール１２０が取り付けられている。コンソール１２０の上面には、被測定者１０が操作する入力装置としてのオン／オフキー１２１、決定キー１２２、上昇指令キー１２３および下降指令キー１２４が設けられている。また、コンソール１２０の上面には、被測定者１０への操作の案内や測定結果の通知を表示するための表示部１０４が設けられている。また、この表示部１０４は、タッチパネル方式で、年齢や身長などのパラメータを入力する入力手段としても機能する。この入力手段によって入力されたパラメータの情報はＣＰＵ１３４に供給される。

図２は、フレーム１１４の外観を示す斜視図であり、図３は、フレーム１１４を被測定者にセットした様子を示す、水平面における断面図である。図２および図３に示されるように、フレーム１１４の内側には、複数の光学式距離センサ（腹部横幅距離計測手段）１０６が取り付けられている。センサ１０６は水平な同一平面に配置されている。図において、センサ１０６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個のセンサ１０６ａ〜１０６ｈが設けられているが、センサ１０６の個数は実施の形態には限定されず、フレームの構造や横幅の距離の演算処理が複雑となり過ぎない範囲内において、多数のセンサ１０６を配置してもよい。多数のセンサ１０６を配置することより、実際の腹部の横幅との相関が高い計測結果が得られる。

センサ１０６ａ〜１０６ｄはフレーム１１４のアーム１０３ａに取り付けられ、センサ１０６ｅ〜１０６ｈはアーム１０３ｂに取り付けられている。各センサ１０６は、例えば赤外線のような光を発光する発光素子と、被測定者１０上の被計測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、光学測距方式でセンサと被測定者１０上の被計測点との距離に相当する電気信号を発し、この電気信号はＣＰＵ１３４に供給される。

各センサの受光素子は、センサの距離計測軸方向の直線と物体が交わる点からの反射光を受ける。その点が、そのセンサが測定する被計測点であり、受光素子は、光学測距方式でセンサと被計測点との距離に相当する電気信号を発する。図３を参照して具体的に説明すると、各センサ１０６の距離計測軸方向は、アーム１０３ａ及び１０３ｂに垂直で連結部１０２に平行な方向、つまり被測定者１０がフレーム１１４の内部にいる場合に被測定者１０の腹部横幅方向である。センサ１０６ａは、その距離計測軸方向の直線と被測定者１０が交わる点つまり被計測点からの反射光を受け、センサ１０６ａと被計測点との距離Ｌａに相当する電気信号を発する。同様に、センサ１０６ｂ〜１０６ｈは、それぞれ距離Ｌｂ〜Ｌｈに相当する電気信号を発する。

アーム１０３ａに取り付けられたセンサ１０６ａ〜１０６ｄは、アーム１０３ｂに取り付けられたセンサ１０６ｅ〜１０６ｈに線対称に配置されている。つまり、センサ１０６ａ，１０６ｅの距離計測軸は同一線上にあり、センサ１０６ｂ，１０６ｆの距離計測軸は同一線上にあり、センサ１０６ｃ，１０６ｇの距離計測軸は同一線上にあり、センサ１０６ｄ，１０６ｈの距離計測軸は同一線上にある。つまり、複数対のセンサ１０６の各距離計測方向が腹部横幅方向に平行になるように、腹部を横幅方向に挟むようにセンサ１０６は対向している。そして、センサ１０６は、被測定者１０の前後方向と平行な方向の複数位置で距離計測を行う。センサ１０６ａ〜１０６ｄと、センサ１０６ｅ〜１０６ｈの距離はＬである。

また、フレーム１１４の連結部１０２には、臍位置指示部（臍位置指示手段）１１８が固定されている。臍位置指示部１１８は、センサ１０６と同じ水平面内に配置されている。この実施の形態で、臍位置指示部１１８は、光束を照射する発光装置、例えばレーザーポインタである。臍位置指示部１１８が臍位置を指示した状態（すなわちレーザ光が被測定者の臍を照射する状態）になるように、フレーム１１４の高さを静止させることにより、測定位置の臍位置からのずれがなく、正確性の高い腹部横幅距離測定を可能とする。

図４は、体組成計１００の電気的構成を示すブロック図である。図１に示すコンソール１２０には、図４に示すスイッチ１３０、アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器１３２、ＣＰＵ（中央演算処理装置）１３４、ＲＯＭ（read only memory）１２７およびメモリ１２８が内蔵されている。スイッチ１３０は、光学式距離センサ１０６ａ〜１０６ｈの出力信号を次々とＡ／Ｄ変換器１３２に供給し、Ａ／Ｄ変換器１３２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１３２からのデジタル信号は、ＣＰＵ１３４に供給される。従って、ＣＰＵ１３４には、センサ１０６ａ〜１０６ｈ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１０６と、被測定者１０上のその光学式距離センサ１０６に対応する被計測点との距離を示す。メモリ１２８は例えば揮発性のメモリであって、ＣＰＵ１３４のワークエリアとして使用される。ＣＰＵ１３４は、メモリ１２８にこれらの距離信号の示す距離のデータを記憶する。

ＣＰＵ１３４は、ＲＯＭ１２７に記憶されたコンピュータプログラムまたはプログラム要素に従って動作し、フレーム１１４を上下に移動させるための機構を駆動するモータ１３８、臍位置指示部１１８、および表示部１０４を制御する。また、ＣＰＵ１３４は、前記のオン／オフキー１２１、決定キー１２２、上昇指令キー１２３および下降指令キー１２４を含む入力装置１０５からの信号に応じた動作を実行する。

また、ＣＰＵ１３４は、メモリ１２８に一旦記憶した距離のデータに基づいて、内臓脂肪面積を演算する演算手段として機能する。ＲＯＭ（記憶手段）１２７には、腹部の横幅と、後述の重量測定装置１６０によって測定された体重と、後述の生体インピーダンス測定装置１７０によって測定された脚脚間部の生体インピーダンスとに基づいて、内臓脂肪面積を演算する内臓脂肪面積演算式が格納されている。ＣＰＵ１３４は、腹部横幅距離と、体重と、生体インピーダンスとその演算式とから内臓脂肪面積を演算する演算手段として機能する。

図１に示す本体１９０には、図４に示す生体インピーダンス測定装置１７０（電流供給部１７０Ａおよび電圧検出部１７０Ｂ）と、重量測定装置１６０とが内蔵されている。生体インピーダンス測定装置１７０の電流供給部１７０Ａは、被測定者が本体１９０に乗ったときに、その上面部に形成された各電流供給用電極１ａおよび２ａを介して被測定者の足裏に高周波の微弱な定電流を印加し、電圧検出部１７０Ｂは各電圧測定用電極１ｂおよび２ｂを介して電位差を測定する。重量測定装置１６０は、上記重量センサにより、被測定者が本体１９０に乗ったときに、その重量である被測定者の体重を測定する。生体インピーダンス測定装置１７０および重量測定装置１６０はＣＰＵ１３４に接続される。

図５は、体組成計１００の演算処理の流れを示すフローチャートである。ＲＯＭ１２７には、このフローチャートに相当するコンピュータプログラムまたはプログラム要素が記憶されており、このコンピュータプログラムまたはプログラム要素に従ってＣＰＵ１３４は動作する。この実施の形態では、コンピュータプログラムまたはプログラム要素を記憶した媒体としてＲＯＭ１２７を使用するが、ハードディスク、コンパクトディスク、デジタルバーサタイルディスク、フレキシブルディスク、またはその他の適切な記憶媒体をコンピュータプログラムまたはプログラム要素を記憶するために使用してもよい。

図５に示す動作は、図１のオン／オフキー１２１が押されると開始する。まず、ＣＰＵ１３４は、ステップＳ１で表示部１０４を駆動してその表示を開始する。そして、ＣＰＵ１３４は、「つま先をラインに合わせて立って下さい」というメッセージを表示部１０４に表示させる。この案内により、被測定者１０は足のつま先を目印線１９６（図１）に合わせるように促される。

次に、ステップＳ３でＣＰＵ１３４は臍位置指示部１１８を駆動して発光させ、さらにステップＳ５で高さ調整処理を行う。高さ調整処理では、ＣＰＵ１３４は、「上昇指令キー、下降指令キーでポインターの位置を臍に合わせてください」というメッセージを表示部１０４に表示させる。この案内により、被測定者１０は図１の上昇指令キー１２３および／または下降指令キー１２４を押して、臍位置指示部１１８からの光束が被測定者の臍を照射するようにフレーム１１４の高さを調整するように促される。上昇指令キー１２３が押されると、上昇指令キー１２３は上昇指令信号をＣＰＵ１３４に与え、高さ調整処理では、ＣＰＵ１３４は上昇指令信号が与えられている間、モータ１３８を駆動してフレーム１１４を上昇させる。下降指令キー１２４が押されると、下降指令キー１２４は下降指令信号をＣＰＵ１３４に与え、高さ調整処理では、ＣＰＵ１３４は下降指令信号が与えられている間、モータ１３８を駆動してフレーム１１４を下降させる。

この高さ調整処理は、決定キー１２２が押されるまで継続する（ステップＳ７）。決定キー１２２が押されると、ＣＰＵ１３４は、臍位置指示部１１８の発光を停止し、「測定中」というメッセージを表示部１０４に表示させる。また、この後、上昇指令キー１２３または下降指令キー１２４が押されても、モータ１３８を駆動しない。

次に、ステップＳ９にて、ＣＰＵ１３４は、センサ１０６ａ〜１０６ｈに駆動指令信号を与えることによってセンサ１０６を駆動し、さらにＡ／Ｄ変換器１３２からのデジタルの距離信号が入力されると、メモリ１２８にこれらの距離信号の示す距離のデータを記憶する。このようにして、各センサから被計測点までの距離を測定する。

ステップＳ１１にて、ＣＰＵ１３４は、メモリ１２８に一旦記憶した距離のデータに基づいて、腹部横幅の値を演算する演算手段として機能する。この実施の形態では、ステップＳ１１で、腹部横幅の４つの値を演算する。４つの値を以下に示す。
（１）Ｌ―（Ｌａ＋Ｌｅ）、
（２）Ｌ―（Ｌｂ＋Ｌｆ）、
（３）Ｌ―（Ｌｃ＋Ｌｇ）、
（４）Ｌ―（Ｌｄ＋Ｌｈ）。

図３から明らかなように、これらの４つの値はいずれも腹部横幅を示す。ステップＳ１３にて、ＣＰＵ１３４は、これらの４つの値のうち最大値、つまり腹部の横幅方向の最大距離を腹部横幅距離として選択する。

次に、ＣＰＵ１３４は、ステップＳ１５で生体インピーダンス測定装置１７０から被測定者の脚脚間部の生体インピーダンスの測定値を取得し、ステップＳ１７で重量測定装置１６０から体重の測定値を取得する。そして、内臓脂肪面積を演算するために、ステップＳ１９でＲＯＭ１２７から内臓脂肪面積を演算するための演算式を読み込む。
この演算式は、重回帰分析から見出され、
Ｙ＝ｋ１＋ｋ２・Ｘ＋ｋ３・Ｗ＋ｋ４・％ＦＡＴ・・・式（１）
なる推定式で表される。ここで、Ｙは内臓脂肪面積、Ｘは腹部横幅、Ｗは体重、％ＦＡＴは体脂肪率、ｋ１〜ｋ４は定数（係数）であり、重回帰分析により適宜定められる値である。
また、ＣＰＵ１３４は、以下に示す式（２）に従って体脂肪率％Ｆatを推定する。
％Ｆat＝ｆ１・Ｚ・Ｗ／Ｈ^２−ｆ２……（２）
但し、ｆ１及びｆ２は定数であり、重回帰分析により適宜定められる値である。また、Ｚは生体インピーダンス、Ｈは身長である。「身長」は体脂肪率％Ｆatを生成するためのパラメータであり、被測定者の個人データとして表示装置１０４のタッチパネルから入力される。
ここで、式（２）の第１項において「Ｗ／Ｈ^２」は体格指数ＢＭＩであり、肥満の度合いを示す。式（２）の定数ｆ１及びｆ２は、ＤＸＡ（Dual energy X-ray Absorptiometry）法によって得られた体脂肪率に基づいて重回帰分析を行い、導かれたものである。ＤＸＡ法は波長の異なる２種類の放射線を用い、その透過量から人体の組成を求める。ＤＸＡ法は、体脂肪率を高い精度で測定することができるが、装置が大規模となりごく微量であるが放射線を被爆するといった問題がある。これに対して、本実施形態で採用する生体インピーダンス法によれば、簡易且つ安全に体脂肪率％Ｆatを推定することができる。

ところで、従来から、ＢＭＩ（Ｗ／Ｈ^２）と、年齢と、生体インピーダンス法により推定した脂肪量（体脂肪率）とに基づいて内臓脂肪面積を推定する方法がある。すなわち、この従来の方法では、腹部のサイズを変数として用いない。
図６は、従来の方法により推定した内臓脂肪面積の推定値と、ＣＴ（Computed Tomography）スキャン法によって測定された内臓脂肪面積の実際の測定値との関係を示す相関図であり、図７は、腹部のサイズを独立変数として用いて内臓脂肪面積を推定した場合の、推定値と実際値の関係を示す相関図である。図６および図７とを比較すると、腹部のサイズを変数として用いた場合には、そうでない場合と比較して、内臓脂肪面積の実際値との相関が強いことがわかる。よって、腹部のサイズを変数として用いる推定式に拠る方が、内臓脂肪面積をより精度良く推定することができる。すなわち、本実施形態において用いる上記の演算式（１）によれば、従来の方法と比較して、精度が高い推定が可能となる。

また、本実施形態によれば、腹部の横幅を距離センサによって計測するので、被測定者がすでに知っている腹部のサイズを手動で入力したり、メジャーなどで腹部の周囲径を計測する場合と比較して、より正確な腹部のサイズを推定に用いることができる。よって、内臓脂肪面積の推定における精度が向上する。

次に、ステップＳ２１において、ＣＰＵ１３４は、演算手段として機能し、上記演算式（２）と、身長と、ステップＳ１５で得られた生体インピーダンスと、ステップＳ１７で得られた体重とから体脂肪率％Ｆatを演算し、上記演算式（１）とステップＳ１３で得られた腹部横幅距離Ｘと、ステップＳ１７で得られた体重と、体脂肪率％Ｆatとから、内臓脂肪面積を演算（推定）する。さらにステップＳ２３において、ＣＰＵ１３４は内臓脂肪面積の推定値を表示部１０４に表示して、動作を終了する。

なお、上述した実施形態では、測定された腹部の横幅に基づいて内臓脂肪面積を推定する態様について説明したが、これに限られず、その他の体組成に関する指標（体脂肪率、体幹部脂肪率、腹部全脂肪面積、腹部皮下脂肪厚、腹筋厚、腹部皮下脂肪面積など）を推定するようにしてもよい。

＜変形例１＞
上述した実施形態では、腹部の横幅Ｘと、体重Ｗと、脚脚間部の生体インピーダンスＺと、身長Ｈとをパラメータとする演算式（式（１）と式（２））を用いて、内臓脂肪面積を推定したが、以下の式（３）によれば、身長Ｈをパラメータとして用いることなく、内臓脂肪面積を求めることが可能である。
式（３）は、重回帰分析から見出され、
Ｙ＝ｐ１・Ａge＋ｐ２・Ｘ＋ｐ３・Ｗ・Ｚ／｛ａ×Ｗ／Ｘ^２｝^２＋ｐ４・・・式（３）
なる回帰式で表される。ここで、Ｙは内臓脂肪面積、Ａgeは年齢、Ｘは腹部横幅、Ｗは体重、Ｚは生体インピーダンス、ａ，ｐ１〜ｐ４は定数（係数）であり、重回帰分析により適宜定められる値である。また、Ｗ・Ｚ／｛ａ×Ｗ／Ｘ^２｝^２は体密度ＢＤである。

ここで、体密度ＢＤを用いて内臓脂肪面積の算出が可能となる原理を説明する。
まず、人体を、長さ（身長）Ｈの値が不明の円柱と考え、既知の値を体積Ｖ、直径Ｄとすると、
Ｈ＝Ｖ／Ｄ^２
となる。
ここで、Ｄは人体の特定部の直径と捉えると、
直径Ｄ≒腹部の横幅Ｘ
である。また、人体において、組織の比重が水に近いと考えると、
体重Ｗ≒体積Ｖ
であると考えることができる。
よって、
Ｈ＝ａ・Ｗ／Ｘ^２・・・式（４）
となる。
また、体密度ＢＤとは、体重と体全体の体積との比である。生体インピーダンス法によれば、体水分の体積が求められるから、水中体重計などで実際に測定した体密度ＢＤと、生体インピーダンス法によって求められた体水分の体積との重回帰分析から、
体密度ＢＤ＝Ｗ・Ｚ／Ｈ^２・・・式（５）
が見出される。
よって、式（４）を式（５）に代入すると、
ＢＤ＝Ｗ・Ｚ／（ａ・Ｗ／Ｘ^２）^２・・・式（６）
が導き出される。
よって、式（３）および式（６）より、
Ｙ＝ｐ１・Ａge＋ｐ２・Ｘ＋ｐ３・ＢＤ＋ｐ４・・・式（７）
が得られる。式（３）および式（７）によれば、年齢が高く、腹部の横幅が大きくて、体密度が高ければ、内臓脂肪面積が大きくなることがわかる。

図８は、式（３）を用いて内臓脂肪面積を推定した場合の推定値と、ＣＴスキャン法による内臓脂肪面積の実測値との関係を示す相関図である。図８に示されるように、標準誤差推定（ＳＥＥ：standard error estimation）が２１．７ｃｍ^２となり、式（３）を用いた推定方法を用いた場合の推定値が誤差２１．７ｃｍ^２の範囲に収まることから、実際の内臓脂肪面積の値と相関が高いことがわかる。よって、式（３）を用いた推定方法によれば、腹部のサイズをパラメータとして用いることにより、精度の高い推定が可能となる。
以上説明したように、本変形例によれば、身長Ｈをパラメータとして用いずとも、内臓脂肪面積を推定することが可能である。

なお、上述の体密度ＢＤを用いれば、上記実施形態で用いた演算式（１）によっても、身長をパラメータとして用いずに内臓脂肪面積を求めることが可能である。具体的には、測定した体重Ｗと、腹部の横幅Ｗと、生体インピーダンスＺと上記式（６）とから体密度ＢＤを求め、体脂肪率％ＦＡＴ＝［（ｑ１／ＢＤ）−ｑ２］×１００（Brozekの式。ただし、ｑ１，ｑ２は係数）に代入することで、体脂肪率％ＦＡＴを算出できる。この演算方法によれば、体重Ｗと、腹部の横幅Ｗと、生体インピーダンスＺとのみによって内臓脂肪面積を演算することができ、パラメータとしての身長を必要としない。

＜変形例２＞
上記実施形態では、腹部の前後方向に平行な複数位置に各々に、対向する複数組のセンサ１０６を固定的に設け、各組のセンサが測定した横幅距離のうち、最大の値を腹部の横幅として選択した。しかしながら、上記実施形態の方法では、被測定者の脇腹のうち、腹部の横幅が実際に最大である位置にセンサ１０６が位置しているとは限らない。すなわち、図３の例においては、センサ１０６ｂと１０６ｆとで腹部の横幅の最大値を計測しているが、その計測値が実際の横幅距離の最大値であるとは限らない。そこで、複数対のセンサ１０６を設ける代わりに、移動式の１対のセンサ１０６をアーム１０３ａと１０３ｂとに設けるようにしてもよい。この１対のセンサ１０６は、両者を結ぶ直線が腹部の横幅方向に対して平行且つ水平になる位置に配され、腹部の前後方向に沿って水平を保ったまま移動可能なように設けられる。この１組のセンサ１０６は、移動しながら小刻みに距離を測定可能である。あるいは、アーム１０３ａおよび１０３ｂの各々に、センサ１０６を１個ずつ配置し、各センサ１０６を別個独立に移動させて腹部の表面までの距離を計測させるようにしてもよい。この場合も、ＣＰＵ１３４は、測定された横幅距離のうち最大の値を腹部の横幅とすることができる。

また、ＣＰＵ１３４は、上述した実施形態または変形例によって測定した距離に基づいて、腹部の外形を構成する座標を求め、座標に基づいて曲線の補間処理を実行する。そしてこの曲線の補間処理によって得られた腹部の外形から、横幅方向において距離が最大となる座標間の距離を腹部の横幅として出力してもよい。

＜変形例３＞
上述した実施形態では、腹部の横幅を測定し、測定した腹部の横幅に基づいて体組成指標を演算したが、腹部の横幅に基づいて腹部の周囲径を推定するようにしてもよい。この場合、腹部の周囲径に基づいて、体組成指標を演算すればよい。

本発明の実施の形態の体組成計１００の外観を示す斜視図である。図１に示す体組成計１００のうち、フレーム１１４の外観を示す斜視図である。フレーム１１４を被測定者にセットした様子を示す、水平面における断面図である。体組成計１００の電気的構成を示すブロック図である。体組成計１００の演算処理の流れを示すフローチャートである。従来の方法により推定した内臓脂肪面積の推定値と、ＣＴスキャン法によって測定された内臓脂肪面積の実際の測定値との関係を示す相関図である。腹部のサイズに基づいて内臓脂肪面積を推定した場合の推定値とＣＴスキャン法によって測定された内臓脂肪面積の実際値との関係を示す相関図である。変形例に係り、腹部のサイズに基づいて内臓脂肪面積を推定した場合の推定値とＣＴスキャン法によって測定された内臓脂肪面積の実際値との関係を示す相関図である。

符号の説明

１ａ，２ａ…電流供給用電極、１ｂ，２ｂ…電圧測定用電極、１０…被測定者、１００…体組成計、１０２…連結部、１０３ａ，１０３ｂ…アーム部、１０４…表示部、１０６，１０６ａ〜１０６ｈ…センサ（腹部横幅距離計測手段）、１１４…フレーム（腹部横幅距離計測手段）、１１８…臍位置指示部（臍位置指示手段）、１２０…コンソール、１２１…オン／オフキー、１２２…決定キー、１２３…上昇指令キー、１２４…下降指令キー、１２７…ＲＯＭ（記憶手段）、１２８…メモリ、１３２…Ａ／Ｄ変換器、１３４…ＣＰＵ（演算手段）、１３８…モータ、１６０…重量測定装置、１７０…生体インピーダンス測定装置、１７０Ａ…電流供給部、１７０Ｂ…電圧検出部、１９０…本体、１９２…柱（棒）、１９４…凸部、１９６…目印線。

Claims

複数の電極を足裏に接触させて、脚脚間部インピーダンスを測定する生体インピーダンス測定手段と、
腹部の横幅を計測する腹部横幅計測手段と、
体重を測定する体重測定手段と、
前記腹部の横幅と、前記体重と、前記脚脚間部インピーダンスとに基づいて、体組成に関する指標を演算する演算手段と、
を有し、
前記腹部横幅計測手段は、被計測物までの距離を計測する反射式の非接触式距離計測センサを用いて前記腹部の横幅を計測する、
体組成計。
身長を入力するための身長入力手段を有し、
前記演算手段は、前記腹部の横幅、前記体重および前記脚脚間部インピーダンスに加えて、前記身長入力手段によって入力された身長を用いて前記体組成に関する指標を測定する、
請求項１に記載の体組成計。
年齢を入力するための年齢入力手段を有し、
前記演算手段は、
前記腹部の横幅と、前記体重と、前記脚脚間部インピーダンスとに基づいて体密度を推定する体密度推定手段を兼ねており、
前記腹部の横幅と、前記体重と、前記脚脚間部インピーダンスと、前記身長との代わりに、前記腹部の横幅と、前記体密度と、前記年齢入力手段によって入力された年齢とに基づいて前記体組成に関する指標を演算する、
請求項２に記載の体組成計。
前記腹部横幅計測手段は、
少なくとも１対の前記非接触式距離計測センサの各距離計測方向が前記腹部の横幅方向に平行になるように、腹部を横幅方向に挟むようにして前記非接触式距離計測センサを対向させて配し、前記横幅の前後方向に平行な複数位置において距離計測させるように配したフレームをさらに備え、
前記複数位置において計測された複数の距離に所定の演算を施して前記腹部の横幅を出力する、
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の体組成計。
前記腹部横幅計測手段は、
複数の前記非接触式距離計測センサを、前記腹部の横幅の前後方向に別個独立して移動させ、複数位置において距離計測させるように配したフレームをさらに備え、
前記複数位置において計測された複数の距離に所定の演算を施して前記腹部の横幅を出力する、
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の体組成計。
前記フレームは、一片が開放し、被測定者が内部に配置される枠である、
請求項４または５のいずれか一項に記載の体組成計。
前記フレームは、被測定者の臍の位置を指示する臍位置指示手段を有し、
前記フレームを被測定者の正中線方向に沿って摺動可能に支持する棒と、当該棒に沿って前記フレームの高さを可変とするフレーム位置可変手段とを有し、
前記フレーム位置可変手段は、前記臍位置指示手段によって被測定者の臍が指示された状態において、前記フレームの高さを静止させ、
前記腹部横幅計測手段は、前記フレームが前記静止した状態にあるときに、前記腹部の横幅を計測する、
請求項４乃至６のいずれか一項に記載の体組成計。