JP5970476B2 - 組織量指標の決定 - Google Patents
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Description
体液レベルなどの被検者に関する生体パラメータを決定する1つの既存の方法は、生体電気インピーダンスを使用するものである。これは、皮膚表面に設置した一連の電極を用いて、被検者の身体の電気インピーダンスを測定することを伴う。身体表面で測定される電気インピーダンスの変動は、心周期、浮腫などに関連する体液レベルの変動または体形に影響する他の状態のパラメータを決定するために使用される。
a)前記部位のインピーダンスを表す少なくとも1つのインピーダンス値を少なくとも1つの周波数において決定すること、
b)前記少なくとも1つのインピーダンス値を用いて組織量インピーダンスパラメータ値を決定すること、
c)前記組織量インピーダンスパラメータ値に少なくとも部分的に基づいて組織量指標を決定すること、を備える。
典型的には、前記方法は、
a)少なくとも1つのインピーダンス値を用いて体液レベルインピーダンスパラメータ値を決定すること、
b)少なくとも1つの体液レベルインピーダンス値を用いて体液レベル指標を決定すること、を備える。
典型的には、前記体液レベル指標は、細胞内抵抗と細胞外抵抗との比率に基づいて決定される。
a)1回目の測定で得られた少なくとも1つのインピーダンス値から第1インピーダンスパラメータ値を決定すること、
b)2回目の測定で得られた少なくとも1つのインピーダンス値から第2インピーダンスパラメータ値を決定すること、
c)前記処理システムにおいて前記第1および第2インピーダンスパラメータ値を使用して前記組織量指標と体液レベル指標とのうちの少なくとも1つを決定すること、を備える。
典型的には、前記定数Cは13.3の値を有し、前記スケーリング因子は0.0033の値を有する。
a)身体部位優位性
b)身体部位の種類の違い
c)民族性
d)年齢
e)性別
f)体重
g)身長
の要因のうちの少なくとも1つに基づいて選択した基準母集団から、定数とスケーリング因子とのうちの少なくとも1つが決定される。
a)50Hz未満の周波数における第1インピーダンス値と、
b)100Hz超の高周波数における第2インピーダンス値と、
を含む少なくとも2つのインピーダンス値を決定することを備える。
典型的には、前記方法は、
a)それぞれの周波数における複数のインピーダンス値を決定すること、
b)前記複数のインピーダンス値を用いて、前記組織量インピーダンスパラメータ値と体液レベルインピーダンスパラメータ値とのうちの少なくとも1つを決定すること、を備える。
a)選択したそれぞれの周波数にて実行されたインピーダンス測定に基づいて値を推定すること、
b)前記複数のインピーダンス値を用いて連立方程式を解くこと、
c)前記複数のインピーダンス値に関する抵抗対リアクタンスのプロットから外挿すること、
d)関数適合法を実行すること、
のうちの少なくとも1つによってインピーダンスパラメータ値を決定することを備える。
典型的には、前記方法は、前記処理システムにて1つ以上のインピーダンス測定を実行することを備える。
a)少なくとも1つの駆動信号を前記被検者に印加すること、
b)前記被検者に対して測定された少なくとも1つの信号を決定すること、
c)前記駆動信号と前記被検者に対して測定された前記信号との表示を用いて少なくとも1つのインピーダンス値を決定すること、を備える。
a)信号発生器を制御して少なくとも1つの駆動信号を前記被検者に印加すること、
b)前記被検者に対して測定された少なくとも1つの信号をセンサを使用して決定すること、を備える。
a)複数の測定周波数の各々で少なくとも1つのインピーダンス測定値を含む複数のインピーダンス測定値を決定すること、
b)前記複数のインピーダンス測定値を用いて前記インピーダンスパラメータ値を決定すること、を備える。
a)前記被検者の部位のインピーダンスを表す少なくとも1つのインピーダンス値を少なくとも1つの周波数において決定すること、
b)前記少なくとも1つのインピーダンス値を用いて組織量インピーダンスパラメータ値を決定すること、
c)前記組織量インピーダンスパラメータ値に少なくとも部分的に基づいて組織量指標を決定すること、
を実行する処理システムを備える。
a)第1組の電極を使用して1つ以上の電気信号を前記被検者に印加する信号発生器と、
b)前記被検者に貼付した第2組の電極に現れた電気信号を測定するセンサと、
c)制御装置と、を備え、前記制御装置は、
i)前記信号発生器を制御し、
ii)前記測定された電気信号の表示を決定する。
典型的には、前記処理システムが前記制御装置を含む。
本発明の上記広義の形態は組み合わせて使用することができ、また、トレーニング中やリハビリ中における細胞量の変化や栄養状態の変化をモニタリングする場合など広範囲に適用することができる。
まず、図1を参照して、被検者の生体電気インピーダンスの分析に好適な装置の一実施例を説明する。
BISの事例では、記録された被検者の電圧および電流を比較することによって、各周波数における信号からインピーダンス測定値またはアドミタンス測定値が決定される。次に、復調アルゴリズムは、各周波数におけるインピーダンス値を決定できるようにするために、各周波数における振幅信号および位相信号を生じることができる。
発生し得る不正確性の一つの形態は、電圧が被検者に非対称に現れる、「不平衡」と呼ばれる状況によって生じ得る。このような状況は、被検者の身体中心に大きな信号電圧をもたらし、ひいては、被検者の胴部と、被検者が配置される支持面との間の寄生容量から発生する迷走電流を引き起こす。
一実施例では、処理システム102が電流信号を被検者Sに印加させ、被検者Sに現れた誘導電圧を測定させ、続いて、測定電圧および印加電流を表す信号が、分析のために処理システム102に返される。
・選択された各周波数に対し実施されたインピーダンス測定値に基づいて値を推定する方式;
・各種周波数において決定されたインピーダンス値に基づいて連立方程式を解く方式;
・反復的な数学的方法を使用する方式;
・複数の周波数におけるインピーダンス測定値についてのリアクタンスに対する抵抗のプロットから外挿する方式(図3Bに示すものと類似の「ヴェッセルプロット」);
・多項式関数の使用などの、関数適合法を実施する方式。
ステップ220で、組織量インピーダンスパラメータ値を用いて組織量指標を求めることができる。一実施例では、組織量指標は、除脂肪組織量の相対レベルを求めるために使用できる数値形式であり、したがって、一形態において、組織量指標は単に細胞内抵抗Riの数値である。
スケーリング因子の値および定数の値は、母集団および身体部位が異なれば変動することが理解される。これを考慮に入れると、定数とスケーリング因子は、以下のような様々な要因によって生じ得るインピーダンス測定値の変動を考慮して選択された基準母集団に基づいて、被検者に選択されることが典型的である。
・身体部位の種類の違い
・民族性
・年齢
・性別
・体重
・身長
以下でより詳細に述べる検査から、10〜15のCの値と、0.002〜0.004のsfの値が得られる。特定の一実施例では、Cは13.3の値を有し、スケーリング因子は0.0033の値を有する。しかし、これらの値は単に例示であり、限定を意図するものではないことが理解される。
・身体部位の種類の違い
・民族性
・年齢
・性別
・体重
・身長
代替的および/または追加的に、第1および第2体液レベルインピーダンスパラメータ値から求めた比率の変動を求め、これをスケーリング因子でスケーリングすることで、指標および閾値が整数などの顕著な値となるようにすることも可能である。これは、例えば体液レベル指標を次式のように計算することで達成できる。
全身(TB)、右脚(RL)、左脚(LL)のLTMを得るために、SCI法、DXA法(GE社製、Lunar iDXA)を用いて、36人の被検者に対し実験を行った。さらに、測定されたインピーダンス値を用い、ImpediMed社製のSFB7(登録商標)測定機器を使用して行ったBIS測定法によってRiを導出した。SFB7(登録商標)は、掃引周波数アプローチを使用し、256種類の周波数にてインピーダンス測定を行う測定機器である。BIS法およびDXA法を、12時間の絶食の後、運動を禁止し、正常水分補給状態において、また、非導電性面上に仰向けになった状態で、同日に実施し、測定値を得た。
Claims (21)
- 被検者の部位について除脂肪組織量の大きさを決定する方法であって、処理システムにおいて、
a)前記部位のインピーダンスを表す少なくとも1つのインピーダンス値を少なくとも1つの周波数において決定すること、
b)前記少なくとも1つのインピーダンス値を用いて細胞内抵抗を決定すること、
c)以下の等式
ここで、Indは組織量指標、
sfはスケーリング因子、
R i1 は第1インピーダンスパラメータ値、
R i2 は第2インピーダンスパラメータ値である、方法。 - a)少なくとも1つのインピーダンス値を用いて体液レベルインピーダンスパラメータ値を決定すること、
b)少なくとも1つの体液レベルインピーダンス値を用いて体液レベル指標を決定すること、を備える請求項1に記載の方法。 - 前記少なくとも1つの体液レベルインピーダンスパラメータ値は、細胞内液レベルおよび細胞外液レベルを表す、請求項2に記載の方法。
- 前記体液レベル指標は、細胞内抵抗と細胞外抵抗との比率に基づいて決定される、請求項3に記載の方法。
- 次式
ここで、R ∞ は無限周波数おける抵抗であり、
R 0 はゼロ周波数における抵抗である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の方法。 - a)1回目の測定で得られた少なくとも1つのインピーダンス値から第1インピーダンスパラメータ値を決定すること、
b)2回目の測定で得られた少なくとも1つのインピーダンス値から第2インピーダンスパラメータ値を決定すること、
c)前記処理システムにおいて前記第1および第2インピーダンスパラメータ値を使用して前記組織量指標と体液レベル指標とのうちの少なくとも1つを決定すること、を備える請求項1〜5のいずれか1項に記載の方法。 - a)身体部位優位性
b)身体部位の種類の違い
c)民族性
d)年齢
e)性別
f)体重
g)身長
の要因のうちの少なくとも1つに基づいて選択した基準母集団から、定数とスケーリング因子とのうちの少なくとも1つが決定される、請求項1〜6のうちいずれか1項に記載の方法。 - a)50kHz未満の周波数における第1インピーダンス値と、
b)100kHz超の高周波数における第2インピーダンス値と、
を含む少なくとも2つのインピーダンス値を決定することを備える請求項1〜7のいずれか1項に記載の方法。 - 前記第1インピーダンス値は前記パラメータR0を表し、前記第2インピーダンス値は前記パラメータ値R∞を表す、請求項8に記載の方法。
- a)それぞれの周波数における複数のインピーダンス値を決定すること、
b)前記複数のインピーダンス値を用いて、組織量インピーダンスパラメータ値と体液レベルインピーダンスパラメータ値とのうちの少なくとも1つを決定すること、を備える請求項1〜9のいずれか1項に記載の方法。 - a)選択したそれぞれの周波数にて実行されたインピーダンス測定に基づいて値を推定すること、
b)前記複数のインピーダンス値を用いて連立方程式を解くこと、
c)前記複数のインピーダンス値に関する抵抗対リアクタンスのプロットから外挿すること、
d)関数適合法を実行すること、
のうちの少なくとも1つによってインピーダンスパラメータ値を決定することを備える請求項10に記載の方法。 - 前記組織量指標と体液レベル指標とのうちの少なくとも1つの表現を表示することを備える請求項1〜11のいずれか1項に記載の方法。
- 前記処理システムにて1つ以上のインピーダンス測定を実行することを備える請求項1〜12のいずれか1項に記載の方法。
- 前記処理システムにおいて、
a)少なくとも1つの駆動信号を前記被検者に印加すること、
b)前記被検者に対して測定された少なくとも1つの信号を決定すること、
c)前記駆動信号と前記被検者に対して測定された前記信号との表示を用いて少なくとも1つのインピーダンス値を決定すること、を備える請求項1〜13のいずれか1項に記載の方法。 - 前記処理システムにおいて、
a)信号発生器を制御して少なくとも1つの駆動信号を前記被検者に印加すること、
b)前記被検者に対して測定された少なくとも1つの信号をセンサを使用して決定すること、を備える請求項1〜14のいずれか1項に記載の方法。 - a)複数の測定周波数の各々で少なくとも1つのインピーダンス測定値を含む複数のインピーダンス測定値を決定すること、
b)前記複数のインピーダンス測定値を用いてインピーダンスパラメータ値を決定すること、を備える請求項1〜15のいずれか1項に記載の方法。 - 被検者に対して実施されたインピーダンス測定の分析に使用する装置であって、
a)前記被検者の部位のインピーダンスを表す少なくとも1つのインピーダンス値を少なくとも1つの周波数において決定すること、
b)前記少なくとも1つのインピーダンス値を用いて細胞内抵抗を決定すること、
c)以下の等式
を実行する処理システムを備え、
ここで、Indは組織量指標、
sfはスケーリング因子、
R i1 は第1インピーダンスパラメータ値、
R i2 は第2インピーダンスパラメータ値である、装置。 - a)第1組の電極を使用して1つ以上の電気信号を前記被検者に印加する信号発生器と、
b)前記被検者に貼付した第2組の電極に現れた電気信号を測定するセンサと、
c)制御装置と、を備え、前記制御装置は、
i)前記信号発生器を制御し、
ii)前記測定された電気信号の表示を決定する、請求項17に記載の装置。 - 前記制御装置が前記処理システムを含む、請求項18に記載の装置。
- 前記処理システムが前記制御装置を含む、請求項18に記載の装置。
- 請求項1〜16のいずれか1項に記載の方法を実行する請求項17〜20のいずれか1項に記載の装置。
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