JP5287079B2 - 内臓脂肪測定装置 - Google Patents

Description

本発明は、内臓脂肪測定装置に関するものである。

従来、Ｘ線ＣＴやＭＲＩを用いて撮影された断層画像から、内臓脂肪量を測定する方法が知られている。かかる測定方法によれば、内臓脂肪量を高精度に測定できるものの、大型の設備が必要であり、Ｘ線ＣＴやＭＲＩが設置された医療施設でしか測定することができない。従って、かかる測定方法によって日常的に内臓脂肪量を測定するのは現実的ではない。また、特にＸ線ＣＴは、ＭＲＩよりも繊細な画像を撮像できるものの被曝のリスクが伴うことが知られている。

そこで、内臓脂肪量を簡易的かつ非侵襲的に測定できる装置の実現が望まれている。

なお、関連する技術としては、特許文献１に開示されたものがある。
特開２００２−３６９８０６号公報

本発明の目的は、内臓脂肪量の測定を簡易的かつ非侵襲的に行うことを可能とする内臓脂肪測定装置を提供することにある。

本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。

すなわち、本発明の内臓脂肪測定装置は、
胴体のうち腹部を通り胴体の体軸に垂直な断面の胴体断面積を算出する基礎となる胴体測定情報と、
手足から胴体を通るように電流を流し、胴体表面の一部の電位差を測定することで得られた胴体全体のインピーダンス情報と、
複数の電極を有するベルトを胴体に巻くことで、胴体の表層付近を通るように電流を流し、胴体表面の一部の電位差を測定することで得られた胴体表層部のインピーダンス情報と、
に基づいて、内臓脂肪量を算出する内臓脂肪測定装置であって、
前記ベルトは、胴体に押し当てられるとともにその押し当て面に前記複数の電極が設けられる内部中空の押し当て部材を有しており、
前記押し当て部材は、前記複数の電極に接続されて電位差を測定するための回路基板を含む配線部材が内部に収容されるとともに、前記複数の電極が設けられた押し当て面とは反対側の面が、ベルト長手方向に対して伸縮性を有するとともに前記体軸方向に垂直な方向に対して可撓性を有する伸縮部と、伸縮性および可撓性を有さない非伸縮部と、を前記ベルト長手方向に交互に複数有することにより前記体軸方向に垂直な方向に対しては可撓性を有して胴体の表面形状に倣うように湾曲可能であり、湾曲する際には、前記複数の電極が設けられた押し当て面とは反対側の面が、前記配線部材が収容される内部空間を狭めないように該押し当て面に対し相対的に伸びながら撓むように構成されており、前記配線部材のうち柔軟性を有する配線部が、前記伸縮部の位置する内部空間に配置され、前記配
線部材のうち柔軟性のない配線部が、前記非伸縮部の位置する内部空間に配置されていることを特徴とする。

なお、本発明における「内臓脂肪量」には、内臓脂肪断面積，内臓脂肪体積及び腹部断面積に対する内臓脂肪断面積の割合など、内臓脂肪量を示す指標となるものが含まれる。

本発明によれば、胴体断面積を算出する基礎となる胴体測定情報と、胴体全体のインピーダンス情報と、胴体表層部のインピーダンス情報から、内臓脂肪量を測定できる。ここで、胴体断面積を算出する基礎となる胴体測定情報としては、腰部の周囲長（ウエスト長
）や胴体の縦横幅を挙げることができ、これらは簡単に測定することができる。また、人体（生体）に電流を流した状態で電位差を測定することでインピーダンス情報が得られるため、インピーダンス情報も簡単に得ることができる。従って、内臓脂肪量の測定を比較的容易に、かつ非侵襲的に行うことができる。

また、本発明によれば、胴体の電位差を測定したり、胴体の表層付近を通るように胴体の電流を流すために、電極を有するベルトが用いられる。そして、このベルトは、胴体に押し当てられる内部中空の押し当て部材を有しており、その押し当て面に複数の電極が設けられている。このように構成されたベルトを腰に巻き付ける場合には、電極をしっかり接触させるために、押し当て部材が胴体の表面形状に倣うように湾曲するのが望ましいとともに、電位差測定の測定誤差を低減するためには、電位差を測定するための回路基板と電極とをより近い位置に配置するのが望ましい。本発明においては、押し当て部材が湾曲する際に、押し当て面とは反対側の面が押し当て面に対して相対的に伸びながら撓むように構成されているので、押し当て部材が内部の収容スペースを狭めずに湾曲することができる。したがって、内部の配線部材が湾曲時に押し当て部材の内壁面と干渉を生じたりすることが抑制される。これにより、電位差を測定するための回路基板と電極とをより近い位置に配置することが可能となり、測定結果のバラツキを低減して測定精度の向上を図ることができる。

ここで、前記胴体表面の一部の電位差を測定する場合には、背中側の電位差を測定するとよい。

前記押し当て面とは反対側の面は、ベルト長手方向に対して伸縮性を有するとともに前記体軸方向に垂直な方向に対して可撓性を有する伸縮部と、伸縮性および可撓性を有さない非伸縮部とを有し、
前記配線部材は、柔軟性を有する配線部と、柔軟性のない配線部とを含み、
前記柔軟性を有する配線部は、前記伸縮部の位置する内部空間に配置され、
前記柔軟性のない配線部は、前記非伸縮部の位置する内部空間に配置されるとよい。

この構成によれば、押し当て部材が湾曲する際に、内部に配置された配線部材に対する物理的な影響をさらに低減することができる。

前記胴体表面の一部の電位差を測定する場合には、胴体の体軸方向の電位差を測定するとよい。

前記押し当て部材は、ベルト長手方向における両端に前記押し当て部材を把持可能な把持部を有するとよい。

この構成によれば、押し当て部材両端の把持部を持って押し当て部材を背中に押し付けることにより、押し当て部材を湾曲させながら押し当てることができる。

前記把持部は、ベルト長手方向に沿って指を伸ばし、手の平を前記押し当て面とは反対側の面の端部に当てた状態で、前記押し当て部材を支持することができるように構成されていると好適である。

この構成によれば、指先で押し当て部材の両端を湾曲させながら手の平で背中に押し当てることができ、押し当て部材の押し当て作業が容易となる。また、立位での測定を想定した場合に、測定者が１人の場合でもベルトの一部を被験者に把持してもらうことで、スムーズに測定することが可能となる。

前記把持部は、押し当て部材に対してベルト長手方向に沿うように折り畳み可能に構成されていると好適である。

この構成によれば、ベルトを取り付けたユーザがベッドに寝そべるときに、把持部がベッドと身体の間に挟まれて作業の邪魔になったり破損を生じたりするのを抑制することができる。また、病院の検査室など非常に狭い場所でも、コンパクトに収納することが可能となる。

前記押し当て部材は、前記ベルトと装置本体とを接続するケーブルがベルト長手方向のうちのいずれかの方向に略沿って延びるように、前記ケーブルを係止可能な係止手段を備えるとよい。

このようにケーブルを係止させることでケーブルが作業の邪魔になるのを防ぐことができる。

前記胴体全体のインピーダンス情報から脂肪を除く除脂肪断面積を算出し、前記胴体表層部のインピーダンス情報から皮下脂肪断面積を算出し、前記胴体測定情報から算出された胴体断面積からこれら除脂肪断面積及び皮下脂肪断面積を減ずることで内脂肪断面積を算出するとよい。

すなわち、胴体全体のインピーダンスは、脂肪を除く除脂肪（内臓と筋肉と骨格）の量の影響が大きく、このインピーダンスから除脂肪断面積を算出することができる。そして、胴体表層部のインピーダンスは、皮下脂肪の量の影響が大きく、このインピーダンスから皮下脂肪断面積を算出することができる。なお、皮下脂肪は、一般的に胴体の腹側よりも脇腹から背中側に多く蓄積することから、背中側でインピーダンスを測定したほうが、より正確に皮下脂肪の断面積を測定することができる。このようにして得られた除脂肪断面積と皮下脂肪断面積を用いて、胴体断面積からこれらの面積を減ずることで、内臓脂肪断面積が得られる。

なお、上記各構成は、可能な限り組み合わせて採用し得る。

以上説明したように、本発明によれば、内臓脂肪量の測定を簡易的かつ非侵襲的に行うことができる。

以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

（実施例）
図１〜図１１を参照して、本発明の実施例に係る内臓脂肪測定装置について説明する。

＜内臓脂肪測定原理＞
図１及び図２を参照して、本発明の実施例に係る内臓脂肪測定装置における内臓脂肪の測定原理について説明する。図１及び図２はインピーダンスを測定する際の様子を示した模式図である。なお、図１及び図２においては、内臓脂肪を測定するユーザの背中側から見た様子を示している。

図１は胴体全体のインピーダンス情報を得る場合の様子を示している。図示のように、内臓脂肪を測定するユーザの両手にそれぞれ電極ＥＩＬａ_１０，ＥＩＲａ_１０が取り付けられる。また、ユーザの両足にもそれぞれ電極ＥＩＬｂ_１０，ＥＩＲｂ_１０が取り付けられる。そして、ユーザの胴体の背中側の位置に、胴体の体軸方向に並ぶように設けられる一対の電極が、胴体の横幅方向に４箇所取り付けられる。つまり、合計８個の電極ＥＶａ_１１，ＥＶｂ_１１，ＥＶａ_１２，ＥＶｂ_１２，ＥＶａ_１３，ＥＶｂ_１３，ＥＶａ_１４，ＥＶｂ_１４が取り付けられる。

この状態で、両手両足のそれぞれ取り付けられた電極ＥＩＬａ_１０，ＥＩＲａ_１０，ＥＩＬｂ_１０，ＥＩＲｂ_１０を用いて胴体を通る電流Ｉ_１０を流す。そして、一対の電極ＥＶａ_１１，ＥＶｂ_１１を用いて電位差Ｖ_１１を測定し、一対の電極ＥＶａ_１２，ＥＶｂ_１２を用いて電位差Ｖ_１２を測定し、一対の電極ＥＶａ_１３，ＥＶｂ_１３を用いて電位差Ｖ_１３を測定し、一対の電極ＥＶａ_１４，ＥＶｂ_１４を用いて電位差Ｖ_１４を測定する。つまり、背中側の４箇所にて、胴体表面の一部の電位差を測定する。

このようにして測定された電位差から、胴体全体のインピーダンスＺｔを算出する。なお、４箇所で電位差Ｖ_１１，Ｖ_１２，Ｖ_１３，Ｖ_１４を測定し、これらの平均値を用いて胴体全体のインピーダンスを算出することによって、胴体内の脂肪分布のばらつき等の影響を低減させることができる。

ここで、胴体から離れた両手両足から電流Ｉ_１０を流した場合には、電流Ｉ_１０の殆どは、電気抵抗の低い部分、すなわち脂肪以外の部分を通る。従って、このような電流Ｉ_１０を用いて測定された電位差Ｖ_１１，Ｖ_１２，Ｖ_１３，Ｖ_１４から算出された胴体全体のインピーダンスＺｔは、脂肪を除く除脂肪（内臓と筋肉と骨格）の量の影響が大きい。従って、このインピーダンスＺｔから除脂肪断面積Ｓａ（推定値）を算出することができる。

図２は胴体のうち背中側の胴体表層部のインピーダンス情報を得る場合の様子を示している。図示のように、ユーザの胴体のうち背中側に、胴体の体軸方向に並ぶように設けられる一対の電極が、胴体の横幅方向に４箇所取り付けられる。つまり、合計８個の電極ＥＩａ_２１，ＥＩｂ_２１，ＥＶａ_２１，ＥＶｂ_２１，ＥＩａ_２２，ＥＩｂ_２２，ＥＶａ_２２，ＥＶｂ_２２が取り付けられる。

この状態で、一対の電極ＥＩａ_２１，ＥＩｂ_２１を用いて電流Ｉ_２１を流し、一対の電極ＥＩａ_２２，ＥＩｂ_２２を用いて電流Ｉ_２２を流す。なお、電流Ｉ_２１の電流値と電流Ｉ_２２の電流値は同じである。そして、一対の電極ＥＶａ_２１，ＥＶｂ_２１を用いて電位差Ｖ_２１を測定し、一対の電極ＥＶａ_２２，ＥＶｂ_２２を用いて電位差Ｖ_２２を測定する。つまり、背中側の２箇所にて、胴体表面の一部の電位差を測定する。

このようにして測定された電位差から、胴体のうち背中側の胴体表層部のインピーダンスＺｓを算出する。なお、２箇所で電位差Ｖ_２１，Ｖ_２２を測定し、これらの平均値を用いて胴体表層部のインピーダンスＺｓを算出することによって、皮下脂肪のばらつき等の影響を低減させることができる。なお、電流を流していた電極を、電位差を測定する電極とし、かつ電位差を測定していた電極を、電流を流すための電極とするように回路を切り替えることで、４箇所で電位差を測定することも可能である。こうすることで、皮下脂肪のばらつき等の影響をより一層低減させることができる。

ここで、背中のうち腹部の裏側の位置に取り付けられた一対の電極によって電流Ｉ_２１，Ｉ_２２を流した場合には、電流Ｉ_２１，Ｉ_２２の殆どは胴体の表層部を通る。従って、このような電流Ｉ_２１，Ｉ_２２を用いて測定された電位差Ｖ_２１，Ｖ_２２から算出された
胴体表層部のインピーダンスＺｓは、皮下脂肪量の影響が大きい。従って、このインピーダンスＺｓから皮下脂肪断面積Ｓｂ（推定値）を算出することができる。

従って、胴体断面積（胴体のうち腹部を通り胴体の体軸に垂直な断面の面積）をＳｔとすると、内臓脂肪断面積Ｓｘは、
Ｓｘ＝Ｓｔ−Ｓａ−Ｓｂ
となり、内臓脂肪断面積Ｓｘを算出することができる。

ここで、胴体断面積Ｓｔは、腰部の周囲長（ウエスト長）や、胴体（腹部付近）の縦横幅から算出することができる。例えば、胴体の縦横幅から算出する場合、胴体の横幅が２ａ，縦幅が２ｂであれば、胴体の断面はおおよそ楕円形であるので、胴体断面積はおおよそπ×ａ×ｂとなる。ただし、この値は誤差が大きいので、誤差を補正するための係数を乗ずることによって、より正確な胴体断面積Ｓｔを得ることができる。この係数としては、例えば、多数のＸ線ＣＴ画像サンプルに基づいて、Ｘ線ＣＴ画像から得られる胴体断面積Ｓｔ’とａとｂとの関係から、Ｓｔ’＝α×π×ａ×ｂを満足するようなαの最適値を求めることができる。

これにより、胴体の横幅２ａと縦幅２ｂに基づいて、より誤差の少ない胴体断面積Ｓｔ（＝α×π×ａ×ｂ）を算出することができる。なお、上記補正のために乗ずるαに関しては、性別，年齢層，身長，体重等（以下、これらをユーザ情報と称する。）に応じて適宜最適値が異なり得るため、測定するユーザに応じてαの値を変更することで、より一層正確な胴体断面積Ｓｔを算出することが可能となる。

また、上記の通り、除脂肪断面積Ｓａは、胴体全体のインピーダンスＺｔから算出することができる。ただし、この胴体全体のインピーダンスＺｔのみでは、除脂肪断面積Ｓａを算出することはできない。すなわち、この除脂肪断面積Ｓａは胴体の大きさに比例すると共に、インピーダンスＺｔから得られる値を除脂肪断面積Ｓａに換算する必要がある。より具体的には、例えば、この除脂肪断面積Ｓａは、
Ｓａ＝β×ａ×（１／Ｚｔ）
で表すことができる。

ここで、ａは上記の通り胴体の横幅の半分の値であり、胴体の大きさに関係する値である。この値に関しては、これに限らず、例えば、胴体の縦横幅の値が反映されるように（ａ×ｂ）を用いてもよいし、胴体断面積Ｓｔを用いてもよいし、腰部の周囲長（ウエスト長）を用いてもよい。

また、βは、除脂肪断面積Ｓａに換算するための係数であり、上記αを求めた場合と同様に、多数のＸ線ＣＴ画像サンプルから最適値を求めることができる。すなわち、多数のＸ線ＣＴ画像サンプルに基づいて、Ｘ線ＣＴ画像から得られる除脂肪断面積Ｓａ’と、ａと、当該Ｘ線ＣＴ画像の撮影対象となった人物の胴体全体のインピーダンスＺｔとの関係から、Ｓａ’＝β×ａ×（１／Ｚｔ）を満足するようなβの最適値を求めることができる。

更に、上記の通り、皮下脂肪断面積Ｓｂは、背中のうち腹部の裏側の位置における胴体表層部のインピーダンスＺｓから算出することができる。ただし、この表層部のインピーダンスＺｓのみでは、皮下脂肪断面積Ｓｂを算出することはできない。すなわち、この皮下脂肪断面積Ｓｂは胴体の大きさに比例すると共に、インピーダンスＺｓから得られる値を皮下脂肪断面積Ｓｂに換算する必要がある。より具体的には、例えば、この皮下脂肪断面積Ｓｂは、
Ｓｂ＝γ×ａ×Ｚｓ
で表すことができる。

ここで、ａは上記の通り胴体の横幅の半分の値であり、胴体の大きさに関係する値である。この値に関しては、これに限らず、例えば、胴体の縦横幅の値が反映されるように（ａ×ｂ）を用いてもよいし、胴体断面積Ｓｔを用いてもよいし、腰部の周囲長（ウエスト長）を用いてもよい。

また、γは、皮下脂肪断面積Ｓｂに換算するための係数であり、上記αを求めた場合と同様に、多数のＸ線ＣＴ画像サンプルから最適値を求めることができる。すなわち、多数のＸ線ＣＴ画像サンプルに基づいて、Ｘ線ＣＴ画像から得られる皮下脂肪断面積Ｓｂ’と、ａと、当該Ｘ線ＣＴ画像の撮影対象となった人物の胴体表層部のインピーダンスＺｓとの関係から、Ｓｂ’＝γ×ａ×Ｚｓを満足するようなγの最適値を求めることができる。

なお、上述のβ及びγは、腹部の断面積を求める場合に用いたαの場合と同様に、ユーザ情報に応じて適宜最適値が異なり得る。従って、測定するユーザに応じてβ及びγの値を変更することで、より一層正確な除脂肪断面積Ｓａ及び皮下脂肪断面積Ｓｂを算出することが可能となる。

以上のように、本実施例に係る内臓脂肪測定装置においては、胴体断面積Ｓｔと、胴体全体のインピーダンスＺｔに基づいて算出される除脂肪断面積Ｓａと、胴体表層部のインピーダンスＺｓに基づいて算出される皮下脂肪断面積Ｓｂから内臓脂肪断面積Ｓｘが算出される。

すなわち、
Ｓｘ＝Ｓｔ−Ｓａ−Ｓｂ
で表される。

ここで、Ｓｔ＝α×π×ａ×ｂであり、Ｓａ＝β×ａ×（１／Ｚｔ）であり、Ｓｂ＝γ×ａ×Ｚｓである。そして、ａは胴体の横幅の半分の値であり、ｂは胴体の縦幅の半分の値である。また、α，β，γは、多数のＸ線ＣＴ画像サンプルに基づいて得られた、Ｓｔ，Ｓａ，Ｓｂの最適値を求めるための係数である。なお、これらの係数は、上記の通り、ユーザ情報に応じて変更し得るものである。

上記の式からも分かるように、測定（算出）される内臓脂肪量は、内臓脂肪断面積である。ただし、測定結果としての内臓脂肪量は、内臓脂肪断面積に限らず、胴体断面積に対する内臓脂肪断面積の割合や、内臓脂肪断面積から換算される内臓脂肪体積とすることもできる。

なお、本発明の実施例に係る内臓脂肪測定装置の内臓脂肪測定原理においては、上記の式から分かるように、内臓脂肪断面積Ｓｘが、胴体断面積Ｓｔから除脂肪断面積Ｓａ及び皮下脂肪断面積Ｓｂを減ずることで得られるという考え方に基づいている。

しかしながら、本発明に係る内臓脂肪測定装置は、必ずしも、上記の式Ｓｘ＝Ｓｔ−Ｓａ−Ｓｂをそのまま適用したものに限らず、このような原理を応用したものも含まれる。

例えば、
Ｓｘ＝Ｓｔ−Ｓａ−Ｓｂ＋δ（δは補正量）
から内臓脂肪断面積Ｓｘを求めることもできる。つまり、上記のα，β，γを求めた場合と同様の手法によって、多数のＸ線ＣＴ画像サンプルに基づいて、補正量δを加えるようにすることもできる。

また、
Ｓｘ＝Ｓｔ−Ｆ（Ｚｔ，Ｚｓ，ａ，ｂ）
から内臓脂肪断面積Ｓｘを求めることもできる。なお、Ｆ（Ｚｔ，Ｚｓ，ａ，ｂ）は、Ｚｔ，Ｚｓ，ａ，ｂをパラメータとする関数である。

すなわち、除脂肪断面積Ｓａ及び皮下脂肪断面積Ｓｂの合計値は、胴体全体のインピーダンスＺｔ，胴体表層部のインピーダンスＺｓ及び胴体の大きさ（本実施例では、胴体の縦横幅）と相関関係がある。従って、除脂肪断面積Ｓａ及び皮下脂肪断面積Ｓｂの合計値を、ｔ，Ｚｓ，ａ，ｂをパラメータとする関数Ｆ（Ｚｔ，Ｚｓ，ａ，ｂ）から求めることも可能である。なお、この関数Ｆ（Ｚｔ，Ｚｓ，ａ，ｂ）についても、多数のＸ線ＣＴ画像サンプルから導き出すことができる。

＜内臓脂肪測定装置の全体構成＞
図３を参照して、本実施例に係る内臓脂肪測定装置の全体構成について説明する。図３は本発明の実施例に係る内臓脂肪測定装置の全体構成図である。

本実施例に係る内臓脂肪測定装置は、装置本体１００と、手足に電極を取り付けるための４個のクリップ２０１，２０２，２０３，２０４と、背中に電極を取り付けるためのベルト３００と、胴体の縦横幅を測定するための測定ユニット４００と、装置本体１００に電力を供給するためのコンセント５００とを備えている。

装置本体１００は、各種入力情報や測定結果を表示する表示部１１０と、装置本体１００の電源をオンまたはオフにしたり、各種情報を入力したりするための操作部１２０とを備えている。

クリップ２０１，２０２，２０３，２０４は、それぞれ電極を備えている。そして、これらのクリップ２０１，２０２，２０３，２０４を、手足（好適には手首と足首）に挟み込むように取り付けることによって、手足に電極を密着させることができる。なお、クリップ２０１，２０２，２０３，２０４にそれぞれ備えられた電極は、図１に示した電極ＥＩＬａ_１０，ＥＩＲａ_１０，ＥＩＬｂ_１０，ＥＩＲｂ_１０に相当する。

ベルト３００は、測定対象者であるユーザの背中に押し当てる押し当て部材３１０と、押し当て部材３１０の両側にそれぞれ固定されたベルト部３２０と、ベルト部３２０を固定するためのバックル３３０とを備えている。そして、押し当て部材３１０には、合計８個の電極Ｅが設けられている。このように構成されたベルト３００を、押し当て部材３１０が、尾てい骨の少し上の辺りに当るように腰に巻き付けることによって、８個の電極Ｅを、ユーザの背中のうち腹部の裏側の位置に密着させることができる。なお、これらの８個の電極Ｅは、図１に示す８個の電極ＥＶａ_１１，ＥＶＢ_１１，ＥＶａ_１２，ＥＶｂ_１２，ＥＶａ_１３，ＥＶｂ_１３，ＥＶａ_１４，ＥＶｂ_１４、及び図２に示す８個の電極ＥＩａ_２１，ＥＩｂ_２１，ＥＶａ_２１，ＥＶｂ_２１，ＥＩａ_２２，ＥＩｂ_２２，ＥＶａ_２２，ＥＶｂ_２２に相当する。つまり、胴体全体のインピーダンスＺｔを算出する場合と、胴体表層部のインピーダンスＺｓを算出する場合とで、装置本体１００において、電気回路を切り替えることによって、８個の電極Ｅの役割を変えることができる。

測定ユニット４００は、横幅測定用カーソル部４０１ａ及び縦幅測定用カーソル部４０１ｂを備えたカーソル支持部４０１を備えている。このカーソル支持部４０１は、上下方向及び左右方向に移動可能に構成されている。この測定ユニット４００を用いて、例えば、ユーザがベッドに寝そべった状態で、横幅測定用カーソル部４０１ａと縦幅測定用カーソル部４０１ｂを、それぞれ横腹とへその辺りに接触させる位置にカーソル支持部４０１
を移動させることで、胴体の横幅２ａと縦幅２ｂを測定することができる。なお、本実施例においては、カーソル支持部４０１の位置情報に基づいて、装置本体１００において、胴体の横幅２ａと縦幅２ｂが電気的な情報（データ）として得られるように構成されている。このようにして得られた胴体の横幅２ａと縦幅２ｂに関する情報から胴体断面積が算出されることについては、内臓脂肪測定原理の中で説明した通りである。

なお、本実施例では、内臓脂肪測定装置に測定ユニット４００が備えられており、この測定ユニット４００によって、胴体の縦横幅や胴体断面積が自動的に測定されるように構成されている。しかしながら、その他の測定装置、あるいは人の手で測定したり計算したりして得られた値を、装置本体１００に入力する構成を採用することもできる。

＜内臓脂肪測定装置の制御構成＞
図４を参照して、本実施例に係る内臓脂肪測定装置の制御構成について説明する。図４は本発明の実施例に係る内臓脂肪測定装置の制御ブロック図である。

本実施例に係る内臓脂肪測定装置においては、装置本体１００Ｂに、制御部（ＣＰＵ）１３０Ｂと、表示部１１０Ｂと、操作部１２０Ｂと、電源部１４０Ｂと、メモリ部１５０Ｂと、電位差検出部１６０Ｂと、回路切替部１７０Ｂと、定電流生成部１８０Ｂと、ユーザ情報入力部１９０Ｂとが設けられている。

表示部１１０Ｂは、操作部１２０Ｂやユーザ情報入力部１９０Ｂからの入力情報や、測定結果などを表示させる役割を担っており、液晶ディスプレイなどにより構成される。操作部１２０Ｂは、ユーザ等が各種情報を入力可能とするための役割を担っており、各種ボタンやタッチパネルなどにより構成される。なお、本実施例では、操作部１２０Ｂからのユーザ情報の入力以外にも、バーコードリーダ，カードリーダあるいはＵＳＢメモリなどからもユーザ情報入力部１９０Ｂを介して、ユーザ情報が入力されるように構成されている。

電源部１４０Ｂは、制御部１０などに電力を供給する役割を担っており、操作部１２０Ｂによって、電源がオンにされると、各部に電力を供給し、電源がオフにされると、電力供給を停止させる。メモリ部１５０Ｂは、内臓脂肪を測定するための各種データやプログラムなどを記憶している。

そして、クリップ２０１，２０２，２０３，２０４にそれぞれ設けられた電極Ｅ及びベルトに設けられた電極Ｅが、装置本体１００Ｂに設けられている回路切替部１７０Ｂに電気的に接続されている。また、測定ユニット４００に備えられた体格情報計測部４００Ｂが、装置本体１００Ｂに設けられている制御部１３０Ｂに電気的に接続されている。

制御部１３０Ｂは、内臓脂肪測定装置全体の制御を司る役割を担っている。また、制御部１３０Ｂには、演算処理部１３１Ｂが備えられている。そして、この演算処理部１３１Ｂには、制御部１３０Ｂに送られた各種情報に基づいて、インピーダンスを算出するインピーダンス算出部１３１Ｂａと、算出されたインピーダンスに基づいて各種の脂肪量を算出する各種脂肪量算出部１３１Ｂｂとが備えられている。

回路切替部１７０Ｂは、例えば、複数のリレー回路によって構成される。この回路切替部１７０Ｂは制御部１３０Ｂからの指令に基づいて、電気回路を変更する役割を担っている。すなわち、上記の通り、胴体全体のインピーダンス情報を得る場合には、図１に示す回路構成とし、背中側の胴体表層部のインピーダンス情報を得る場合には、図２に示す回路構成とするように電気回路を変更する。

定電流生成部１８０Ｂは、制御部１３０Ｂからの指令に基づいて、高周波電流（例えば、５０ｋＨｚ，５００μＡ）を流す。より具体的には、図１に示す電気回路の場合には、電極ＥＩＬａ_１０，ＥＩＲａ_１０と電極ＥＩＬｂ_１０，ＥＩＲｂ_１０間に電流Ｉ_１０を流す。また、図２に示す電気回路の場合には、電極ＥＩａ_２１と電極ＥＩｂ_２１との間、及び電極ＥＩａ_２２と電極ＥＩｂ_２２との間にそれぞれ電流Ｉ_２１，Ｉ_２２を流す。

電位差検出部１６０Ｂは、定電流生成部１８０Ｂによって電流が流されている間における所定の電極間の電位差を検出する。より具体的には、図１に示す電気回路の場合には、電極ＥＶａ_１１と電極ＥＶｂ_１１との間で電位差Ｖ_１１を検出し、電極ＥＶａ_１２と電極ＥＶｂ_１２との間で電位差Ｖ_１２を検出し、電極ＥＶａ_１３と電極ＥＶｂ_１３との間で電位差Ｖ_１３を検出し、電極ＥＶａ_１４と電極ＥＶｂ_１４との間で電位差Ｖ_１４を検出する。また、図２に示す電気回路の場合には、電極ＥＶａ_２１と電極ＥＶｂ_２１との間で電位差Ｖ_２１を検出し、電極ＥＶａ_２２と電極ＥＶｂ_２２との間で電位差Ｖ_２２を検出する。

そして、電位差検出部１６０Ｂにて検出された電位差情報は、制御部１３０Ｂに送られる。

また、測定ユニット４００により測定されて得られた体格情報は、体格情報計測部４００Ｂから装置本体１００Ｂの制御部１３０Ｂに送られる。なお、本実施例における体格情報は、上記の通り、胴体の横幅２ａの寸法と、縦幅２ｂの寸法に関する情報である。

制御部１３０Ｂにおける演算処理部１３１Ｂにおいては、電位差検出部１６０Ｂから送られた電位差情報に基づいて、インピーダンス算出部１３１Ｂａにて、胴体全体のインピーダンスＺｔ及び胴体表層部のインピーダンスＺｓを算出する。また、演算処理部１３１Ｂにおいては、算出された胴体全体のインピーダンスＺｔ及び胴体表層部のインピーダンスＺｓと、体格情報計測部４００Ｂから送られる体格情報と、操作部１２０Ｂやユーザ情報入力部１９０Ｂから送られる各種情報に基づいて、各種脂肪量算出部１３１Ｂｂにて各種脂肪量（内臓脂肪断面積を含む）を算出する。

次に、本実施例に係る内臓脂肪測定装置における測定手順について簡単に説明する。

まず、内臓脂肪測定を行うユーザまたは当該ユーザの測定を行う者は、装置本体１００（１００Ｂ）の電源をオンにすると共に、ユーザ情報を入力する。そして、測定ユニット４００によって、ユーザの胴体の縦横幅の測定を行う。これにより、ユーザの胴体の横幅２ａと縦幅２ｂに関する情報が装置本体１００（１００Ｂ）に送られる。なお、装置本体１００（１００Ｂ）においては、これらの情報に基づいて、胴体断面積Ｓｔ（＝α×π×ａ×ｂ）を算出する。なお、αはメモリ部１５０Ｂから読み取られる。

次に、ユーザの手足にクリップ２０１，２０２，２０３，２０４を取り付けると共に、ユーザの腰にベルト３００を巻く。そして、インピーダンスの測定を開始する。

本実施例においては、最初に、回路切替部１７０Ｂによって、図１に示す電気回路となるように制御される。これにより、制御部１３０Ｂのインピーダンス算出部１３１Ｂａによって胴体全体のインピーダンスＺｔが算出される。そして、各種脂肪量算出部１３１Ｂｂによって、この算出されたインピーダンスＺｔ，測定ユニット４００により測定されて得られたａ、及びメモリ部１５０Ｂに記憶されているβから除脂肪断面積Ｓａ（＝β×ａ×（１／Ｚｔ））が算出される。

次に、回路切替部１７０Ｂによって、図２に示す電気回路となるように制御される。これにより、制御部１３０Ｂのインピーダンス算出部１３１Ｂａによって胴体表層部のイン
ピーダンスＺｓが算出される。そして、各種脂肪量算出部１３１Ｂｂによって、この算出されたインピーダンスＺｓ，測定ユニット４００により測定されて得られたａ、及びメモリ部１５０Ｂに記憶されているγから皮下脂肪断面積Ｓｂ（＝γ×ａ×Ｚｓ）が算出される。

そして、制御部１３０Ｂは、演算処理部１３１Ｂによって、上記のようにして得られた胴体断面積Ｓｔ，除脂肪断面積Ｓａ及び皮下脂肪断面積Ｓｂから内臓脂肪断面積Ｓｘ（＝Ｓｔ−Ｓａ−Ｓｂ）を算出し、測定結果として内臓脂肪断面積Ｓｘ等の値を表示部１１０（１１０Ｂ）に表示させる。なお、この測定手順では、各種脂肪量算出部にて、Ｓｘ＝Ｓｔ−Ｓａ−Ｓｂを用いて内臓脂肪断面積Ｓｘを求める場合について説明したが、内臓脂肪測定原理の中で説明したとおり、Ｓｘ＝Ｓｔ−Ｓａ−Ｓｂ＋δやＳｘ＝Ｓｔ−Ｆ（Ｚｔ，Ｚｓ，ａ，ｂ）などを用いて内臓脂肪断面積Ｓｘを求めるようにしてもよい。

＜ベルト＞
図５〜図１０を参照して、ベルトについて、さらに詳細に説明する。

まず、図５〜図１０を参照して、ベルトの具体例１を説明する。図５は、本発明の実施例に係る内臓脂肪測定装置のベルト（具体例１）の押し当て部材の斜視図である。図６は、本発明の実施例に係る内臓脂肪測定装置のベルト（具体例１）の押し当て部材の斜視図であり、図５を裏側からみた図である。図７は、本発明の実施例に係る内臓脂肪測定装置のベルト（具体例１）の押し当て部材の一部を取り去った斜視断面図である。図８は、本発明の実施例に係る内臓脂肪測定装置のベルト（具体例１）の押し当て部材を押し当てる際の様子を示す模式図である。図９は、本発明の実施例に係る内臓脂肪測定装置のベルト（具体例１）が巻き付けられた様子を示す模式図である。図１０は、従来技術に係るベルトの構成を説明する模式図であり、（ａ）は正しい装着状態、（ｂ）は電極の位置がずれた場合の装着状態を示している。

本実施例に係るベルト３００は、ユーザの背中のうち腹部の裏側の位置に押し当てる押し当て部材３１０と、押し当て部材３１０の両側にそれぞれ固定されたベルト部３２１と、ベルト部３２１を固定するためのバックル３２２とを備えている。

押し当て部材３１０は、ベルト３００の長手方向に沿って延びる平たい帯板状の部材であり、内部が中空となっている。押し当て部材がユーザの背中に押し当てられる面（押し当て面）３１１には、８個の電極Ｅがベルト３００の短手方向に対を形成するように設けられている。押し当て面３１１は、樹脂材料等からなり、短手方向（体軸方向）以外の方向に対しては可撓性を有している。したがって、押し当て部材３１０は、背中に押し当てられて湾曲する際には、体軸方向に撓まないように構成されている。また、押し当て面３１１とは反対側の面３１２は、エラストマ等の可撓部材で構成される凹凸面部３１２ａ（伸縮部）と、硬質材料からなる平坦面部（非伸縮部）３１２ｂと、が長手方向に交互に形成された構成となっている。

凹凸面部３１２ａは、短手方向に延びる凹部と凸部とが長手方向に交互に連続して設けられた構成となっており、全体として長手方向に向かって波打つような面形状を有している。このような形状により、凹凸面部３１２ａは、長手方向に伸縮性を有するとともに、長手方向に垂直な方向に対して可撓性を有している。そして、押し当て部材３１０が湾曲する際には、平坦面部３１２ｂは伸縮したり撓んだりせず、凹凸面部３１２ａが腰まわりに伸びるとともに胴体背面の形状に合わせて撓むように構成されている。

押し当て部材３１０の長手方向の両端部には、ベルト３００を腰に装着する際にユーザ自らあるいは補助者が押し当て部材３１０を把持するための把持部３３１、３３２、３３
３が設けられている。

把持部３３１、３３２は、主に補助者が使用するものであり、取っ手状に形成されている。把持部３３１、３３２は、取っ手状部を握って持ち上げることもできるし、取っ手状部の孔に指先を伸ばすようにして挿入して持ち上げることもできる。取っ手状部の孔に指を挿入した場合には、手の平が押し当て部材３１０の両端に当たるように構成されている。したがって、図８に示すように、把持部３３１、３３２に手を挿入して押し当て部材３１０を把持し、指先で押し当て部材３１０を湾曲させつつ、その両端部を手の平で背中に押し当てることにより、容易に装着することができる。

把持部３３３は、手でしっかり握ることができるように大きめの孔が設けられており、主にユーザ自らがベルト３００を腰に装着する際に使用する。

押し当て部材３１０の中空内部には、インピーダンス測定をするための回路基板やケーブル等の各種配線部材３４０が収容されている。収容される配線部材には、フレキシブル配線基板（ＦＰＣ）やフレキシブルフラットケーブル（ＦＦＣ）等の柔軟性を有する配線部材３４１や、リジッド基板等の柔軟性のない配線部材３４２等が含まれる。柔軟性を有する配線部材３４１は、押し当て部材３１０の湾曲時に変形する凹凸面部３１２ａの内側となるように配置され、柔軟性のない配線部材３４２は、押し当て部材３１０の湾曲時に変形しない平坦面部３１２ｂの内側となるように配置される。これにより、押し当て部材３１０が湾曲した際に、各種配線部材３４０に物理的な影響が及ばないように構成されている。

ここで、例えば、特許文献１に記載されている技術においては、電極ベルトの外部に電位差を測定するための回路が設けられた構成となっているが、インピーダンスを測定することにより体脂肪を算出する手法においては、電気回路における測定バラツキを抑えるために、回路基板を電極の近傍に配置する、つまり、電極ベルトに回路基板を組み込むのが好ましいといえる。しかしながら、電極ベルト内部に空間を作り、電子部品を実装した回路基板を電極ベルトに組み込むことを考えると、ユーザに巻き付けるときに胴体のＲ形状によって電極ベルトの内周面（人体と接触する面）と外周面（外観面）で円周差の分の歪が生じてしまうため、電極ベルト内部の空間がつぶれたり、電極ベルトの弾性が低くなって取扱生が低下してしまうという問題が生じることが考えられる。

これに対して、本実施例に係る内臓脂肪測定装置のベルトでは、上述したように、湾曲時に外側の面（押し当て面とは反対側の面）が伸びることにより、回路部品等が収容される内部スペースを狭めずに湾曲することができるので、押し当て部材の湾曲時に内部の回路部品等が押し当て部材の内壁面と干渉を生じたりするおそれがない。したがって、ベルト内部に回路部品等を組み込んだ構成を採用することができ、電位差を測定するための回路基板と電極とをより近い位置に配置して測定精度の向上を図ることができる。

また、図１０に示すような、ユーザの胴体腹部の上面に載せてインピーダンスを測定するインピーダンス計６００が知られているが、このインピーダンス計６００は、電極が設けられた各ブロック６０１間を可撓部材で連結した構成となっており、例えば、図１０（ｂ）に示すように、ユーザの腰のくびれが大きいような場合には装置全体が体軸方向も撓んでしまい、電極と人体との接触位置や接触具合が均等にならない場合がある。

これに対して、本実施例に係る内臓脂肪測定装置のベルトでは、上述したように、押し当て部材が体軸方向に対しては可撓性を有さないので、上述のように、腰部のくびれが大きいような場合でも、電極の接触位置が測定基準となる断面の位置（へそ位置）からずれるような変形を生じるのが抑制される。

次に、図１１を参照して、ベルトの具体例２を説明する。図１１は、本発明の実施例に係る内臓脂肪測定装置のベルト（具体例２）が巻き付けられた様子を示す模式図である。

この具体例２に係るベルト３００ａは、把持部３３１ａが押し当て部材３１０ａに対してベルト３００ａの長手方向（腰まわりの方向）に沿うように折り畳める構成となっている。なお、この具体例では、把持部３３１ａの可動部を、支軸を介して回転可能に設けた構成としているが、これに限られるものではない。また、把持部３３１ａだけでなく把持部３３２も折り畳み可能に構成してもよい。

このような構成により、ベルト３００ａを取り付けたユーザがベッド７に寝そべるときに、把持部３３１ａがベッド７と身体の間に挟まれて作業の邪魔になったり破損を生じたりするのを抑制することができる。

次に、図１２〜図１４を参照して、ベルトの具体例３を説明する。図１２は、本発明の実施例に係る内臓脂肪測定装置のベルト（具体例３）の押し当て部材の平面図であり、（ａ）はケーブルが自由な状態、（ｂ）ケーブルが一方の係止手段に係止された状態、（ｃ）はケーブルが他方の係止手段に係止された状態を示している。図１３は、係止手段の構成を説明する模式図であり、（ａ）は係止前の状態、（ｂ）は係止後の状態を示している。図１４は、ケーブルの引き出し方の例を説明する模式図であり、（ａ）、（ｂ）はそれぞれ装置本体の配置が異なる場合を示している。

この具体例３に係るベルト３００ｂは、押し当て部材３１０ｂに収容された各種配線部材と装置本体１００とを接続するケーブル３５０を、ベルト長手方向のうちのいずれかの方向に略沿って延びるように係止可能な係止手段を備えている。この具体例では、係止手段として、図１３に示すような、スライド式の係止機構が設けられている。すなわち、押し当て部材３１０ｂには、長手方向に延びるレール状凸部３１３が設けられ、ケーブル３５０には、レール状凸部３１３の形状に対応した溝部が設けられており、この溝部にレール状凸部３１３が嵌ることによりケーブル３５０が押し当て部材３１０ｂに係止される。このような係止機構は、押し当て部材３１０ｂの両端部に設けられている。

図１４に示すように、ユーザが寝そべる方向と装置本体１００の配置との関係は、病院施設の状況等によって異なる場合があり、また、ケーブル３５０が自由な状態で延びていると、作業の邪魔となる場合がある。したがって、このようにユーザが寝そべる方向と装置本体１００の配置ケーブルの配置との関係に応じて、ケーブルを係止させることでケーブルが作業の邪魔になるのを防ぐことができ、作業性の向上を図ることができる。

図１はインピーダンスを測定する際の様子を示した模式図である。 図２はインピーダンスを測定する際の様子を示した模式図である。 図３は本発明の実施例に係る内臓脂肪測定装置の全体構成図である。 図４は本発明の実施例に係る内臓脂肪測定装置の制御ブロック図である。 図５は本発明の実施例に係る内臓脂肪測定装置のベルト（具体例１）の押し当て部材の斜視図である。 図６は本発明の実施例に係る内臓脂肪測定装置のベルト（具体例１）の押し当て部材の斜視図である。 図７は本発明の実施例に係る内臓脂肪測定装置のベルト（具体例１）の押し当て部材の一部を取り去った斜視断面図である。 図８は本発明の実施例に係る内臓脂肪測定装置のベルト（具体例１）の押し当て部材を押し当てる際の様子を示す模式図である。 本発明の実施例に係る内臓脂肪測定装置のベルト（具体例１）が巻き付けられた様子を示す模式図である。 図１０は従来技術に係るベルトの構成を説明する模式図である。 図１１は本発明の実施例に係る内臓脂肪測定装置のベルト（具体例２）が巻き付けられた様子を示す模式図である。 図１２は本発明の実施例に係る内臓脂肪測定装置のベルト（具体例３）の押し当て部材の平面図である。 図１３は係止手段の構成を説明する模式図である。 図１４はケーブルの引き出し方の例を説明する模式図である。

符号の説明

１００，１００Ｂ 装置本体
１１０，１１０Ｂ 表示部
１２０，１２０Ｂ 操作部
１３０Ｂ 制御部
１３１Ｂ 演算処理部
１３１Ｂａ インピーダンス算出部
１３１Ｂｂ 各種脂肪量算出部
１４０Ｂ 電源部
１５０Ｂ メモリ部
１６０Ｂ 電位差検出部
１７０Ｂ 回路切替部
１８０Ｂ 定電流生成部
１９０Ｂ ユーザ情報入力部
２０１，２０２，２０３，２０４ クリップ
３００ ベルト
３１０ 押し当て部材
３１１ 押し当て面
３１２ 押し当て面とは反対側の面
３１２ａ 凹凸面部
３１２ｂ 平坦面部
３２１ ベルト部
３２２ バックル
３３１、３３２、３３３ 把持部
３４０ 配線部材
４００ 測定ユニット
４００Ｂ 体格情報計測部
４０１ カーソル支持部
４０１ａ 横幅測定用カーソル部
４０１ｂ 縦幅測定用カーソル部
５００ コンセント
Ｅ 電極

Claims (9)

1. 胴体のうち腹部を通り胴体の体軸に垂直な断面の胴体断面積を算出する基礎となる胴体測定情報と、
   手足から胴体を通るように電流を流し、胴体表面の一部の電位差を測定することで得られた胴体全体のインピーダンス情報と、
   複数の電極を有するベルトを胴体に巻くことで、胴体の表層付近を通るように電流を流し、胴体表面の一部の電位差を測定することで得られた胴体表層部のインピーダンス情報と、
   に基づいて、内臓脂肪量を算出する内臓脂肪測定装置であって、
   前記ベルトは、胴体に押し当てられるとともにその押し当て面に前記複数の電極が設けられる内部中空の押し当て部材を有しており、
   前記押し当て部材は、前記複数の電極に接続されて電位差を測定するための回路基板を含む配線部材が内部に収容されるとともに、前記複数の電極が設けられた押し当て面とは反対側の面が、ベルト長手方向に対して伸縮性を有するとともに前記体軸方向に垂直な方向に対して可撓性を有する伸縮部と、伸縮性および可撓性を有さない非伸縮部と、を前記ベルト長手方向に交互に複数有することにより前記体軸方向に垂直な方向に対しては可撓性を有して胴体の表面形状に倣うように湾曲可能であり、湾曲する際には、前記複数の電極が設けられた押し当て面とは反対側の面が、前記配線部材が収容される内部空間を狭めないように該押し当て面に対し相対的に伸びながら撓むように構成されており、前記配線部材のうち柔軟性を有する配線部が、前記伸縮部の位置する内部空間に配置され、前記配線部材のうち柔軟性のない配線部が、前記非伸縮部の位置する内部空間に配置されていることを特徴とする内臓脂肪測定装置。
2. 前記胴体表面の一部の電位差を測定する場合には、背中側の電位差を測定することを特徴とする請求項１に記載の内臓脂肪測定装置。
3. 前記伸縮部は、短手方向に延びる凹部と凸部とが長手方向に交互に連続して設けられた凹凸面部で構成され、前記非伸縮部は、平坦面部で構成されており、前記押し当て部材は、湾曲時において、前記凹凸面部の伸びによって前記押し当て面とは反対側の面が伸びることにより、前記配線部材が収容される内部空間を狭めずに湾曲できることを特徴とする
   請求項１に記載の内臓脂肪測定装置。
4. 前記胴体表面の一部の電位差を測定する場合には、胴体の体軸方向の電位差を測定することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の内臓脂肪測定装置。
5. 前記押し当て部材は、ベルト長手方向における両端に前記押し当て部材を把持可能な把持部を有することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の内臓脂肪測定装置。
6. 前記把持部は、ベルト長手方向に沿って指を伸ばし、手の平を前記押し当て面とは反対側の面の端部に当てた状態で、前記押し当て部材を支持することができるように構成されていることを特徴とする請求項５に記載の内臓脂肪測定装置。
7. 前記把持部は、押し当て部材に対してベルト長手方向に沿うように折り畳み可能に構成されていることを特徴とする請求項５または６に記載の内臓脂肪測定装置。
8. 前記押し当て部材は、前記ベルトと装置本体とを接続するケーブルがベルト長手方向のうちのいずれかの方向に略沿って延びるように、前記ケーブルを係止可能な係止手段を備えることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の内臓脂肪測定装置。
9. 前記胴体全体のインピーダンス情報から脂肪を除く除脂肪断面積を算出し、前記胴体表層部のインピーダンス情報から皮下脂肪断面積を算出し、前記胴体測定情報から算出された胴体断面積からこれら除脂肪断面積及び皮下脂肪断面積を減ずることで内臓脂肪断面積を算出することを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の内臓脂肪測定装置。

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