JP5102092B2

JP5102092B2 - 痩身トリートメント装置

Info

Publication number: JP5102092B2
Application number: JP2008107547A
Authority: JP
Inventors: 岩男山崎
Original assignee: Ya Man Ltd
Current assignee: Ya Man Ltd
Priority date: 2007-05-02
Filing date: 2008-04-17
Publication date: 2012-12-19
Anticipated expiration: 2028-04-17
Also published as: JP2008296009A

Description

本発明は、皮下脂肪厚や身長、体重などの基礎データから体脂肪量や内臓脂肪量を算出すると共に、所望の部位に電気刺激を与えて筋肉のトレーニングを行う痩身トリートメント装置に関する。

近年、健康因子として、特に肥満を判定する指標として、体重にかわって体脂肪が注目されている。この体脂肪は、皮下脂肪と内臓脂肪とに分けられ、特に内臓脂肪の量は健康管理のうえで最も重要なパラメーターとなっている。この体脂肪量や内臓脂肪量を精確に知ることで、体型に応じた適切な痩身トリートメントを期待できる。

体脂肪、特に内臓脂肪を精確に測定するための手段としては、ＣＴやＭＲＩなどによる断層写真の画像解析による方法が知られている（特許文献１）。しかし、これらのような測定手段は手軽に実施できるものでもないし、コストの問題や、ＣＴにおいてはＸ線被爆の問題もあった。

より簡便かつ迅速に測定可能な方法として、例えば生体インピーダンス法が知られている。この方法によれば、身体の所定の位置に電極を装着し、電圧を印加して人体に電流を流し、その電流のインピーダンスを測定することで体内の水分量を推定することができ、さらにこの推定水分量から体脂肪量を推定することができる。しかし、体水分量は運動や飲食、入浴の直後や測定時間帯によって大きく変化することがあるため、測定精度の向上に限界があった。

また、他にも例えば超音波法が知られている。この方法は、超音波が密度の異なる物質の境界面で反射する性質を利用したもので、超音波を皮下に向けて照射し、皮下脂肪層とその下の筋肉層との境界面で反射した超音波を測定することで脂肪層の厚さを推定することができる。この方法によれば、測定位置の皮下脂肪の厚さを精度良く測定することができるが、皮下脂肪の厚さは身体全体で一様ではないため、体脂肪を推定する際の精度の向上には限界がある。
特開２００４−５７２７５号公報

本発明は、簡易な方法で測定可能な複数の測定手段と、入力した基礎データとから、内臓脂肪を簡便にかつ精確に測定でき、さらに測定したデータを利用して、使用者に最適な痩身トリートメントを行うことが出来る痩身トリートメント装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、請求項１の痩身トリートメント装置は、超音波により皮下脂肪厚を測定する皮下脂肪厚測定手段と、少なくとも一対の電極により人体の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、性別、年齢、身長、体重を含む基礎データを入力する入力手段と、前記入力手段の基礎データ、皮下脂肪厚測定手段の皮下脂肪厚データ及び生体インピーダンス測定手段の生体インピーダンスデータを記憶する記憶手段と、前記記憶手段の皮下脂肪厚データ、生体インピーダンスデータ及び基礎データから部位別の体脂肪量を算出して前記記憶手段に記憶させる部位別体脂肪量算出手段と、前記部位別体脂肪量のうち体脂肪量及び腹部の皮下脂肪厚データから内臓脂肪量を算出して前記記憶手段に記憶させる内臓脂肪量算出手段と、人体に導通接触する電極パッドと、痩身トリートメントを行う腕、背、腹又は脚のいずれかの部位を選択する部位選択手段と、部位選択手段で腹を選択した場合は、皮下脂肪厚及び内臓脂肪量に応じたパターンに対応した波形の電気信号を選定し、また部位選択手段で腕、背又は脚を選択した場合は、選択した部位と皮下脂肪厚に応じた波形の電気信号を選定し、しかして選択した部位に電極パッドを接触させ、この電極パッドに、部位に応じて選定した波形の電気信号を出力することを特徴とする。
また、請求項２の痩身トリートメント装置は、前記電極パッドが生体インピーダンス測定用電極を兼ねている。

請求項１記載の痩身トリートメント装置によれば、部位別の皮下脂肪厚データに応じて、あるいは、部位別の皮下脂肪厚データ及び内臓脂肪データに応じて、人体に導通接触させた電極パッドから当該部位に最適な電気信号を出力して筋肉に電気刺激を与えることができ、部位に応じた最適な痩身トリートメントを提供することができる。また、部位選択手段により、トリートメントを行う部位を容易に選択できる。

請求項２記載の痩身トリートメント装置によれば、電極パッドが生体インピーダンス測定用電極を兼ねている。

本発明に係る痩身トリートメント装置について、図１乃至図３を参照して説明する。図１は、本発明に係る痩身トリートメント装置の斜視図であり、図２は、本発明に係る痩身トリートメント装置の裏面図である。

痩身トリートメント装置１は、手持可能な大きさのケース１０の表面にＬＣＤ表示部１１と操作部１２とを形成してなる。操作部１２は複数のボタンスイッチにより構成される。本実施形態において操作部１２は、電源スイッチ１３、メモリースイッチ１４、ＵＰスイッチ１５、ＤＯＷＮスイッチ１６、モード選択スイッチ１７、決定スイッチ１８、スタートスイッチ１９とからなる。この操作部１２により選択された動作状態や測定結果がＬＣＤ表示部１１に表示される。

ケース１０には図示しないリールを内蔵し、このリールにコード２を巻き付けておく。コード２は、その先端をケース１０の側面に形成した引出し穴２６から出しておき、先端をつまんでこの穴２６よりコード２を引出し可能に構成すると共に、内蔵するリールにより巻き取って収納可能に構成する。このコード２の先端にコネクタ２０を取り付ける。コード２のコネクタ２０には、生体インピーダンスを測定するために使用する一対の電極２１、２２を取り付ける。

図２に示すように、ケース１０の裏面には一対の電極２３、２４と超音波送受信部２５とを設ける。電極２３、２４は、電極２１、２２と共に、生体インピーダンス測定やＥＭＳ用の電極として使用される。

図例では、生体インピーダンス測定に使用する電極として、コード２に接続される電極２２、２３とケース１０の裏面に形成した電極２３、２４を示したが、コード２のコネクタ２０に４つの電極を接続可能とし、これに接続した４つの電極により生体インピーダンス測定を行う構成としてもよい。コネクタ２０に４つの電極を接続可能に構成した場合、ケース１０の電極２３、２４は設けなくてもよい。

超音波送受信部２５は、人体皮下に向けて超音波を照射すると共に人体の皮下脂肪層と筋肉層との境界で生じる超音波の反射波を受信し、照射時から受信時までの時間を測定することにより皮下脂肪厚を算出するために用いられる。

ＬＣＤ表示部１１の画面は、図３に示すように、画面中央の７セグメント表示部３０と、画面左側の駆動モード表示部３１と、画面右側の部位表示部３２と、画面上側の内臓脂肪レベル表示部３３とに大きく分けられる。使用者は、このＬＣＤ表示部１１の表示を見ながら、操作部１２のボタンスイッチにより所望の動作をさせる。図３は、ケースの表面に形成したＬＣＤ表示部の画面の一例を示す正面図である。

次に、痩身トリートメント装置で測定を行う際の操作手順について説明する。

まず、痩身トリートメント装置１に被測定者の基礎データを入力する。ここで基礎データは、少なくとも性別、年齢、身長、体重からなる。基礎データとしては他に、胴囲、胸囲、腰囲、腕囲、腿囲などの周囲長データ、腕の長さ、足の長さ、座高などの体節長データ、ＢＭＩ指数や体脂肪などの肥満指数データ、および運動頻度や人種などの個人データを含むものとしてもよい。

次に、超音波送受信部２５による被測定者の皮下脂肪厚測定について説明する。具体例として、腹部の皮下脂肪厚を測定する際の操作手順について説明する。

最初に、電源スイッチ１３を押して痩身トリートメント装置１の電源を入れる。次に、ＬＣＤ表示部１１を見ながらモード選択スイッチ１７により駆動モード表示部３１の厚みマークを選択し、部位表示部３２の腹マークを選択する。

被測定者の腹部の所定位置にはあらかじめジェルを塗布しておき、ここに超音波送受信部２５を押し当ててスタートスイッチ１９を押して腹部の皮下脂肪厚を測定する。測定が完了すると、７セグメント表示部３０に皮下脂肪厚の測定値が表示される。このとき、メモリースイッチ１４を押すことにより、測定値が、皮下脂肪厚データとして図示しない記憶手段に記憶される。皮下脂肪厚データは、測定の完了と共に自動的に記憶手段に記憶されるように構成してもよい。

本実施形態の痩身トリートメント装置においては、腹部の皮下脂肪厚測定手順と同じようにして、その他の部位についても皮下脂肪厚をそれぞれ測定することができる。本実施形態においては、その他の部位として腹部の他に腕部（具体的には、上腕背部など）及び背部（具体的には、肩胛骨下部など）、脚部（具体的には、太もも部など）を測定することができる。また、前記部位の他に、脹脛部、脇腹部などの皮下脂肪厚を測定するように構成してもよい。

次に、生体インピーダンス測定について説明する。

まず、被測定者の身体に電極２１、２２を取り付けて生体インピーダンスを測定する。生体インピーダンス測定を行う際には、コード２を引出し穴２６から引き出して先端のコネクタ２０に電極２１、２２を取り付け、この電極２１、２２を、例えば両手にそれぞれ装着する。そして、ＬＣＤ表示部１１を見ながらモード選択スイッチ１７により駆動モード表示部３１の内蔵マークを選択し、スタートスイッチ１９を押すことにより生体インピーダンスが測定され、生体インピーダンスデータとして記憶手段に記憶される。

生体インピーダンスは、部位別に測定することもできる。部位別生体インピーダンスを測定する際には、例えば４個の電極を両手と両足に取り付ける。または、８個の電極を用い、左右の手、腕、足、脚に電極を取り付けてインピーダンス測定を行う。このように多数の電極を身体に取り付けて、測定に使用する電極の組合せを変えることにより、各部位の生体インピーダンスを測定することができる。部位別生体インピーダンスの測定部位としては、左右の腕部及び脚部と体幹部の各部位、又は左右の上腕部、下腕部、腿部、脛部と体幹部などの各部位がある。

８個の電極を用いて生体インピーダンス測定を行う場合には、コード２のコネクタ２０に６個の電極を接続可能とし、この６個の電極とケース１０の裏面に形成した電極２３、２４を用いる構成としてもよいし、コード２のコネクタ２０に８個の電極を接続可能とし、この８個の電極を用いる構成としてもよい。コネクタ２０に８個の電極を接続可能とした場合、ケース１０の電極２３、２４は設けなくてもよい。

次に、体脂肪量の算出について説明する。

体脂肪量ＦＭは、測定した生体インピーダンスデータＩＭＰと、皮下脂肪厚ＳＦＴとにより（式１）で表される。算出された体脂肪量ＦＭは、体脂肪データとして記憶手段に記憶される。
ＦＭ＝Ａ１×ＩＭＰ＋Ｂ１×ＳＦＴ＋Ｃ１・・・・・（式１）

ここでＡ１、Ｂ１、Ｃ１はそれぞれ（式１）の両辺の次元が合うような単位をもつ係数又は定数であり、年齢や性別でグループ分けした任意の母集団ごとに胴囲や身長、体重などの基礎データにより決定される。

また、ここで皮下脂肪厚ＳＦＴは、ＷＣ１１、ＷＣ１２、・・・を重み係数として、腹部、上腕背部、肩胛骨下部、腿部、及び脹脛部などの各部位の皮下脂肪厚ＳＦＴ１、ＳＦＴ２、・・・の荷重平均により表される。

体脂肪量ＦＭは部位別に算出することもできる。部位別体脂肪量ＦＭ１は、前述の手順により測定した部位別生体インピーダンスＩＭＰ１と、その部位の皮下脂肪厚ＳＦＴ１とにより（式２）で表される。算出された部位別体脂肪量ＦＭ１は、部位別体脂肪データとして、各部位ごとに記憶手段に記憶される。
ＦＭ１＝Ａ２×ＩＭＰ１＋Ｂ２×ＳＦＴ１＋Ｃ２・・・・・（式２）

ここでＡ２、Ｂ２、Ｃ２はそれぞれ（式２）の両辺の次元が合うような単位をもつ係数又は定数であり、年齢や性別でグループ分けした任意の母集団ごとに胴囲や身長、体重などの基礎データにより決定される。このようにして算出した部位別体脂肪から体脂肪を推定することができる。

体脂肪量ＦＭは、ＷＣ２１、ＷＣ２２、・・・を重み係数として、各部位の部位別体脂肪量ＦＭ１、ＦＭ２、・・・の荷重平均により表される。

次に、内臓脂肪量の算出について説明する。

内臓脂肪量ＶＦＭは、算出した体脂肪量ＦＭと、腹部の皮下脂肪厚ＳＦＴＡとにより（式３）で表される。算出した内臓脂肪量ＶＦＭは、内臓脂肪データとして記憶手段に記憶される。
ＶＦＭ＝Ａ３×ＦＭ＋Ｂ３×ＳＦＴＡ＋Ｃ３・・・・・（式３）

ここでＡ３、Ｂ３、Ｃ３はそれぞれ（式３）の両辺の次元があうような単位をもつ係数又は定数であり、年齢や性別でグループ分けした任意の母集団ごとに胴囲や身長、体重などの基礎データにより決定される。このようにして算出された内臓脂肪量に応じて、内臓脂肪レベル表示部３３のレベルが表示される。

また、一般的に内臓脂肪は、胴囲や体脂肪量が増えるにしたがって増加し、また胴囲や体脂肪量が同じであっても、皮下脂肪が薄いほうが内臓脂肪は多くなる。（式４）は、内臓脂肪量の算定式（式３）に胴囲を変数として加えた算出式であり、内臓脂肪量ＶＦＭは、胴囲Ｗと、体脂肪量ＦＭと、腹部の皮下脂肪厚ＳＦＴＡとを変数として以下のように表される。
ＶＦＭ＝Ａ４×ＦＭ＋Ｂ４×ＳＦＴＡ＋Ｄ４×Ｗ＋Ｃ４・・・・・（式４）

ここでＡ４、Ｂ４、Ｃ４、Ｄ４はそれぞれ（式４）の両辺の次元が合うような単位をもつ定数であり、年齢や性別でグループ分けした任意の母集団ごとに胴囲や身長、体重などの基礎データにより決定される。

次に、ＥＭＳトリートメントを行う際の操作手順について説明する。

まず、ＥＭＳトリートメントを行う部位の皮下脂肪厚及び生体インピーダンスを、前述の手順により測定し、これらの測定データから各部位の体脂肪量を算出して体脂肪データを記憶手段に記憶させる。腹部のＥＭＳトリートメントを行う場合には、さらに内臓脂肪量を算出して内臓脂肪データを記憶させておく。すでにこれらのデータを得ている場合には、測定及び算出を行わずに以下の手順を行ってもよい。

次に、ＥＭＳトリートメントを行う部位に電極パッドを取り付ける。トリートメント部位としては、腹部、腕部または脚部などの各部位がある。本実施形態においては、電極パッドは電極２１、２２、２３、２４により構成されている。これらの電極２１、２２、２３、２４のすべてを使用する必要はなく、例えば、電極２１、２２だけを使用してもよい。また、コード２のコネクタ２０に４つの電極を接続可能とし、これに接続した４つの電極によりＥＭＳトリートメントを行う構成としてもよい。

次に、ＬＣＤ表示部１１を見ながらモード選択スイッチ１７により駆動モード表示部３１のＥＭＳマークを選択し、部位表示部（部位選択手段）３２を見ながらＥＭＳトリートメントを行う部位を選択する。そして、スタートスイッチ１９を押すと、ＥＭＳトリートメントを行う部位、及び測定した皮下脂肪厚データや算出した内臓脂肪データに応じて、出力制御部（図示しない）より所定の周波数の電気信号が出力される。

以下に、出力制御部から出力される電気信号について説明する。

まず、腹部のＥＭＳトリートメントを行う場合の、皮下脂肪厚及び内臓脂肪量と出力される電気信号との関係について図４を参照して説明する。

最初に第１のパターンとして、皮下脂肪厚が多く、内臓脂肪量が少ない場合について説明する。この場合には、図４（ａ）に示したような、１〜５０Ｈｚ程度の周波数の電気信号を出力する。このような低周波の電気信号により筋肉を全体的に揉みほぐして、脂肪を燃焼させる。

次に、腹部ＥＭＳトリートメントの第２のパターンとして、皮下脂肪厚が少なく、内臓脂肪量が多い場合について説明する。この場合には、図４（ｂ）に示したような、基本周波数を数百Ｈｚ〜数ｋＨｚ程度とするパルス波からなる電気信号を出力する。このような中周波の電気信号は身体の比較的深い層まで到達して身体の内側の筋肉を刺激し、脂肪を燃焼させる。

次に、腹部ＥＭＳトリートメントの第３のパターンとして、皮下脂肪厚が多く、内臓脂肪量も多い場合について説明する。この場合には、図４（ｃ）に示したような、基本周波数を数百Ｈｚ〜数ｋＨｚ程度とするパルス波と１〜５０Ｈｚ程度の周波数の波を重ね合わせた波形の電気信号を出力する。このような電気信号により、低周波にて身体外側の筋肉を全体的に揉みほぐすと共に数百Ｈｚ〜数ｋＨｚ程度のパルス波により身体内側の筋肉を刺激し、脂肪の充分な燃焼を図る。

次に、腕部のＥＭＳトリートメントを行う場合の、皮下脂肪厚と出力される電気信号との関係について図５を参照して説明する。

最初に第１のパターンとして、皮下脂肪が多い場合について説明する。この場合には、図５（ａ）に示したような、基本周波数を２０〜５０Ｈｚ程度とし、さらに、１〜５０Ｈｚ程度の周波数の波を重ね合わせた波形の電気信号を出力する。このような電気信号により腕部の筋肉を全体的に揉みほぐすような刺激を与えて、脂肪を充分に燃焼させる。

次に、腕部ＥＭＳトリートメントの第２のパターンとして、皮下脂肪が少ない場合について説明する。この場合には、図５（ｂ）に示したような、基本周波数を２０〜５０Ｈｚ程度とするパルス波からなる電気信号を出力する。このようなパルス波により腕部の筋肉に適度な刺激を与えて脂肪を燃焼させる。

次に、脚部のＥＭＳトリートメントを行う場合の、皮下脂肪厚と出力される電気信号との関係について図６を参照して説明する。

最初に第１のパターンとして、皮下脂肪が多い場合について説明する。この場合には、図６（ａ）に示したような、基本周波数を２０〜２００Ｈｚ程度とし、さらに、１〜５０Ｈｚ程度の周波数の波を重ね合わせた波形の電気信号を出力する。このような電気信号により脚部の筋肉を全体的に揉みほぐすような刺激を与えると共に、比較的高い周波数で腕部に比べて大きい脚部の筋肉に対し身体の深い箇所まで満遍なく刺激を与えて、脂肪を充分に燃焼させる。

次に、脚部ＥＭＳトリートメントの第２のパターンとして、皮下脂肪が少ない場合について説明する。この場合には、図６（ｂ）に示したような、基本周波数を２０〜２００Ｈｚ程度とするパルス波からなる電気信号を出力する。このようなパルス波により脚部に適度な刺激を与えて脂肪を燃焼させる。

図６（ｂ）に示した電気信号は、各パルス波の周波数を変えて出力しているが、同周波数のパルス波を出力するように構成してもよい。図４、図５、及び図６（ａ）に示した電気信号では周波数を変えていないが、周波数を変えて出力するように構成してもよい。周波数を変えることで、様々なパターンの刺激を生じさせることができ、筋肉が特定の刺激に慣れることを抑制して効率的な痩身トリートメント効果を期待できる。また、振幅を変えて出力するように構成しても、様々なパターンの刺激を生じさせることができる。

上記したごとく、本発明の痩身トリートメント装置によれば、皮下脂肪厚と生体インピーダンスとをそれぞれ測定し、これらを変数として体脂肪量を算出することにより、食事や入浴直後などの測定時間や条件の影響を受けやすい体水分量による誤差を排除して、精度良く体脂肪量を算出することができると共に、このようにして算出した体脂肪量と腹部の皮下脂肪厚とから内臓脂肪量を算出することにより、簡便に精度良く内臓脂肪量を算出することができる。

また、部位別に測定した生体インピーダンスや皮下脂肪厚より体脂肪量を算出し、この部位別体脂肪量から全体の体脂肪量を算出することによって、精密に体脂肪量を求めることができ、また、各部位の体脂肪分布の詳細が分かることにより、内臓脂肪も精度良く求めることができる。

また、内臓脂肪量データや各部位の皮下脂肪厚データを利用してＥＭＳトリートメントの出力を制御することにより、使用者に最適な痩身トリートメントを行って、優れた痩身効果を得ることができる。

本発明に係る痩身トリートメント装置の斜視図である。本発明に係る痩身トリートメント装置の裏面図である。ケースの表面に形成したＬＣＤ表示部の画面の一例を示す正面図である。腹部のＥＭＳトリートメントを行う場合の出力波形の一例を示す図である。腕部のＥＭＳトリートメントを行う場合の出力波形の一例を示す図である。脚部のＥＭＳトリートメントを行う場合の出力波形の一例を示す図である。

１痩身トリートメント装置
１０ケース
１１ＬＣＤ表示部
１２操作部
１３電源スイッチ
１４メモリースイッチ
１５ＵＰスイッチ
１６ＤＯＷＮスイッチ
１７モード選択スイッチ
１８決定スイッチ
１９スタートスイッチ
２コード
２０コネクタ
２１〜２４電極
２５超音波送受信部
２６引出し穴
３０７セグメント表示部
３１駆動モード表示部
３２部位表示部
３３内臓脂肪レベル表示部

Claims

超音波により皮下脂肪厚を測定する皮下脂肪厚測定手段と、
少なくとも一対の電極により人体の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、
性別、年齢、身長、体重を含む基礎データを入力する入力手段と、
前記入力手段の基礎データ、皮下脂肪厚測定手段の皮下脂肪厚データ及び生体インピーダンス測定手段の生体インピーダンスデータを記憶する記憶手段と、
前記記憶手段の皮下脂肪厚データ、生体インピーダンスデータ及び基礎データから部位別の体脂肪量を算出して前記記憶手段に記憶させる部位別体脂肪量算出手段と、
前記部位別体脂肪量のうち体脂肪量及び腹部の皮下脂肪厚データから内臓脂肪量を算出して前記記憶手段に記憶させる内臓脂肪量算出手段と、
人体に導通接触する電極パッドと、
痩身トリートメントを行う腕、背、腹又は脚のいずれかの部位を選択する部位選択手段と、
部位選択手段で腹を選択した場合は、皮下脂肪厚及び内臓脂肪量に応じたパターンに対応した波形の電気信号を選定し、また部位選択手段で腕、背又は脚を選択した場合は、選択した部位と皮下脂肪厚に応じた波形の電気信号を選定し、
しかして選択した部位に電極パッドを接触させ、この電極パッドに、部位に応じて選定した波形の電気信号を出力することを特徴とする痩身トリートメント装置。
前記電極パッドが生体インピーダンス測定用電極を兼ねていることを特徴とする請求項１に記載の痩身トリートメント装置。