JP5641527B2 - 筋量評価方法および筋量評価装置 - Google Patents
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本発明によれば、低周波数の交流電流を印加した際のインピーダンスに対する、高周波数の交流電流を印加した際のインピーダンスの比を算出するだけで、簡易かつ正確に筋発達・筋萎縮の程度を判定することができる。
この態様によれば、測定条件に応じて最適なインピーダンス値に基づいて正確に筋発達・筋萎縮の程度を判定することができる。
この態様によれば、年齢、性別、運動習慣の有無などの身体特定情報を測定時に入力することなく、正確に筋発達・筋萎縮の程度を判定することができる。
この態様によれば、年齢、性別、運動経験の有無などの身体特定情報を測定時に入力することなく、正確に筋肉量を推定することができる。
本発明によれば、低周波数の交流電流を印加した際のインピーダンスに対する、高周波数の交流電流を印加した際のインピーダンスの比を算出するだけで、簡易かつ正確に筋発達・筋萎縮の程度を判定することができる。
この態様によれば、測定条件に応じて最適なインピーダンス値に基づいて正確に筋発達・筋萎縮の程度を判定することができる。
この態様によれば、測定条件に応じて最適なインピーダンス値に基づいて正確に筋発達・筋萎縮の程度を判定することができる。
この態様によれば、年齢、性別、運動経験の有無などの身体特定情報を測定時に入力することなく、正確に筋発達・筋萎縮の程度を判定することができる。
さらに、前記筋量評価方法および前記筋量評価装置において、前記1次式は、前記所定の高周波数時のインピーダンスをZ H 、前記所定の低周波数時のインピーダンスをZ L 、k 1 およびk 2 は係数としたとき、
k 1 ×+k 2 ×(Z H /Z L )
で表される。
この態様によれば、低周波数の交流電流を印加した際のインピーダンスに対する、高周波数の交流電流を印加した際のインピーダンスの比を算出するだけで、簡易かつ正確に筋発達・筋萎縮の程度を判定することができる。
図1は、本実施形態に係る筋量評価装置100の外観を示す図である。本実施形態に係る筋量評価装置100は、被測定者の筋発達・筋萎縮の程度を評価する機能だけでなく、公知の方法により被測定者の皮下脂肪厚、体重、筋肉量、体脂肪率および体脂肪量などの肥満に関する情報を測定する機能も備えている。図1に示すように、筋量評価装置100は、把持ユニット10と載台ユニット20とを備える。把持ユニット10は、ケーブル200を介して載台ユニット20と接続されており、その先端の面には、人体に接触させて筋発達・筋萎縮の評価に関する指標の算出、あるいは皮下脂肪厚などの測定を行うための第1測定電極12(12a,12b,12c,12d)が配置されている。
本実施形態では、第1電流発生部24から出力される交流電流の周波数は、測定目的に応じて複数の値に設定可能であり、例えば、皮下脂肪厚測定の際には50kHzに設定される。また、後述するように、筋量評価の際には、低周波数として5kHz、高周波数として250kHzに設定される。
本実施形態では、第2電流発生部28から出力される交流電流の周波数は、測定目的に応じて複数の値に設定可能であり、例えば、体脂肪測定の際には50kHzに設定される。
本実施形態の筋量評価装置は、従来の体組成計と同様に、把持ユニット10を用いた皮下脂肪厚測定、載台ユニット20を用いた体重測定および体脂肪測定が可能である。さらに、これらの機能に加えて、筋量評価が可能になっている。以下、本実施形態における筋量評価の手法について説明する。
Z高周波数/Z低周波数=(ρ高周波数・l2/V高周波数) /(ρ低周波数・l2/V低周波数)
=(ρ高周波数・V低周波数) /(ρ低周波数・V高周波数)
となる。したがって、上述したように高周波数領域の場合にはインピーダンスは組織全体のインピーダンス値となり、低周波数領域の場合にはインピーダンスは組織外液のインピーダンス値となるので、低周波数の場合の抵抗率と高周波数の場合の抵抗率がほぼ同じとすると、上記式は以下のように表すことができる。
Z高周波数/Z低周波数≒(ρ組織全体・V組織外液) /(ρ組織外液・V組織全体)≒V組織外液/V組織全体
但し(0<Z高周波数/Z低周波数<1)
つまり、低周波数と高周波数で計測した生体電気インピーダンス値の比は、対象組織に占める細胞外液量の比率となることが分かる。筋萎縮が進むと、上述したように細胞外液量が増加する。したがって、上記の式で表されるインピーダンス比は1に近づくと考えられる。
MM=a×Ht2/ZICW+b×Wt+c×Age+d
ここで、MM:被測定者の推定筋肉量、Ht:被測定者の身長、Wt:被測定者の体重、
Age:被測定者の年齢、ZICW:被測定者の細胞内液抵抗、a,b,c,d:係数である。
図7に示す例から、体重に対する筋肉量比である筋肉量/体重とインピーダンス比Z250/Z5は、被測定者の年齢、性別、運動習慣といった身体特定情報によらず、次のような線形の1次式で表すことができる。
MM左下肢=k1×Wt+k2×Z250/Z5×Wt
ここで、MMは筋肉量、Wtは体重、Z250は周波数250kHz時のインピーダンス、
Z5は周波数5kHz時のインピーダンス、k1、k2は係数である。
次に筋量評価装置100の動作を図8に示すフローチャートを用いて説明する。
上述した実施形態では、筋発達・筋萎縮の程度を評価する場合について説明したが、図7に示す例のように、体重に対する筋肉量比である筋肉量/体重とインピーダンス比Z250/Z5は、被測定者の年齢、性別、運動習慣といった身体特定情報によらず、次のような線形の1次式で表すことができる。
MM=k1×Wt+k2×Z250/Z5×Wt
ここで、MMは筋肉量、Wtは体重、Z250は周波数250kHz時のインピーダンス、
Z5は周波数5kHz時のインピーダンス、k1、k2は係数である。
上述した実施形態および変形例1では、把持ユニット10を用いて筋発達・筋萎縮の程度を評価する例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。被測定者の足裏を接触させて測定を行う第3の電流印加用電極23aと第4の電流印加用電極23bに、第2電流発生部28から交流電流を印加する際に、上述した実施形態と同様に高周波数と低周波数の交流電流を印加し、それぞれのインピーダンスを測定してインピーダンス比Z250/Z5を算出するようにしてもよい。また、上述した実施形態と本変形例2を合わせて、第1の電流印加用電極12aと第2の電流印加用電極12b、および、第3の電流印加用電極23aと第4の電流印加用電極23bのいずれにも高周波数と低周波数の交流電流を印加し、それぞれのインピーダンスを測定してインピーダンス比Z250/Z5を算出するようにしてもよい。
Claims (10)
- 一対の電流印加電極と一対の電圧測定電極とから成るインピーダンス測定電極を身体表面に接触させて測定した身体のインピーダンスに基づいて、筋発達・筋萎縮の程度に関する指標を算出する筋量評価方法において、
身体表面に接触させた前記インピーダンス測定電極に所定の低周波数の交流電流を印加し、身体のインピーダンスを測定部により測定する工程と、
身体表面に接触させた前記インピーダンス測定電極に所定の高周波数の交流電流を印加し、身体のインピーダンスを測定部により測定する工程と、
前記低周波数の交流電流の印加時に測定したインピーダンスに対する、前記高周波数の交流電流の印加時に測定したインピーダンスの比を演算部により算出する工程と、
筋肉量の体重に対する比とインピーダンスの比との関係を示す1次式と、前記1次式の解と関係付けられた筋発達・筋萎縮の程度を示すデータとを記憶するメモリ部から、前記1次式を読み出し、前記1次式に前記算出したインピーダンスの比を変数として代入して前記1次式の解を演算部により算出する工程と、
前記算出した解と関係付けられた筋発達・筋萎縮の程度を示すデータを制御部により前記メモリ部から読み取り、読み取ったデータに基づいて前記制御部により筋発達・筋萎縮の程度を判定する工程とを備える
ことを特徴とする筋量評価方法。 - 前記インピーダンスを測定部により測定する工程は、前記所定の低周波数および所定の高周波数として複数の周波数を用い、前記インピーダンスの比を演算部により算出する工程は、測定した複数のインピーダンスからいずれかのインピーダンスを選択して比を算出する工程であることを特徴とする請求項1記載の筋量評価方法。
- 前記制御部により筋発達・筋萎縮の程度を判定する工程は、年齢、性別、運動習慣の有無を含む身体特定情報が異なる複数の被測定者について、筋肉量と前記インピーダンスの比との相関を示すデータを予め取得しておき、前記取得しておいたデータに基づいて行われることを特徴とする請求項1または請求項2記載の筋量評価方法。
- 前記取得しておいたデータに基づいて、筋肉量と、体重およびインピーダンスの比との関係を表す回帰式を予め求めておき、前記制御部により前記回帰式に基づいて筋肉量を推定する工程をさらに備えることを特徴する請求項3記載の筋量評価方法。
- 一対の電流印加電極と、一対の電圧測定電極とから成り、身体表面に接触可能なインピーダンス測定電極と、
前記インピーダンス測定電極に交流電流を印加する交流電流印加部と、
前記交流電流印加部により印加される交流電流の周波数として、所定の低周波数と所定の高周波数を設定する周波数設定部と、
前記低周波数および高周波数の交流電流の印加時におけるインピーダンスを測定するインピーダンス測定部と、
前記低周波数の交流電流の印加時におけるインピーダンスに対する、前記高周波数の交流電流の印加時におけるインピーダンスの比を算出する第1演算部と
筋肉量の体重に対する比とインピーダンスの比との関係を示す1次式と、前記1次式の解と関係付けられた筋発達・筋萎縮の程度を示すデータとを記憶するメモリ部と、
前記メモリ部から前記1次式を読み出し、前記1次式に前記算出したインピーダンスの比を変数として代入して前記1次式の解を演算部により算出する第2演算部と、
前記算出した解と関係付けられた筋発達・筋萎縮の程度を示すデータを前記メモリ部から読み取り、読み取ったデータに基づいて筋発達・筋萎縮の程度を判定する判定部とを備える
ことを特徴とする筋量評価装置。 - 前記インピーダンス測定部は、前記所定の低周波数および所定の高周波数として複数の周波数を設定し、前記演算部は、測定した複数のインピーダンスからいずれかのインピーダンスを選択して比を算出することを特徴とする請求項5記載の筋量評価装置。
- 前記メモリ部は、年齢、性別、運動習慣の有無を含む身体特定情報が異なる複数の被測定者について、筋肉量と前記インピーダンスの比との相関を示すデータを記憶しており、前記判定部は、前記記憶部に記憶したデータに基づいて筋発達・筋萎縮の程度を判定することを特徴とする請求項5または請求項6記載の筋量評価装置。
- 前記メモリ部は、前記記憶したデータに基づいて求めた、筋肉量と、体重およびインピーダンスの比との関係を表す回帰式がさらに記憶されており、前記回帰式に基づいて筋肉量を推定する推定部をさらに備えることを特徴する請求項7記載の筋量評価装置。
- 前記1次式は、前記所定の高周波数時のインピーダンスをZ H 、前記所定の低周波数時のインピーダンスをZ L 、k 1 およびk 2 は係数としたとき、
k 1 ×+k 2 ×(Z H /Z L )
で表されることを特徴とする請求項5ないし請求項8のいずれか一項に記載の筋量評価装置。 - 前記1次式は、前記所定の高周波数時のインピーダンスをZ H 、前記所定の低周波数時のインピーダンスをZ L 、k 1 およびk 2 は係数としたとき、
k 1 ×+k 2 ×(Z H /Z L )
で表されることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載の筋量評価方法。
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