JP7085619B2 - 体水分量の測定装置、測定方法、および測定プログラム - Google Patents

Description

本発明は、体水分量の測定装置、測定方法、および測定プログラムに関する。

体水分量の測定は、身体にうっ血が生じる心不全や腎不全等の診療や診断を行う上で重要である。例えば、下記特許文献１には、生体インピーダンス法によって体水分量を測定可能な装置が開示されている。

特開２００５－１３１４３４号公報

ところで、体水分の測定中に被測定者が体位を変えた場合、体位の変化に伴って体水分が身体内で移動するため、正確な体水分量を測定することができない。一例を挙げて説明すれば、生体インピーダンス法によって体水分量を測定する場合、身体内における体水分が移動し、身体内における体水分の分布が変わることで、測定用の電流が流れる経路における電気抵抗が変わる。そのため、実際の被測定者の体水分量と異なる体水分値が測定される可能性がある。上記特許文献１に開示されている装置では、身体内における体水分の移動が収まったか否かを知る術が無いため、体水分量の測定は、被測定者の体位を一定に保ってから体水分の移動が収まるまである程度の時間が経過してから行う必要がある。しかし、身体内における体水分の移動が収まる収束時間には個人差があり、被測定者の体位を一定に保ってから測定を行うまでの待機時間を一律に設定しても、人によっては待機時間が足りず、正確な体水分量が測定できていない可能性がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、より正確な体水分量の測定が可能な測定装置、測定方法、および測定プログラムを提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明に係る体液量の測定装置は、被測定者の体水分量を経時的に測定可能な測定部と、前記測定部の測定した経時的な前記体水分量に基づいて、前記被測定者の体内における体水分の移動が収まった収束状態の体水分量を推定する推定部と、を有する。

上記目的を達成する本発明に係る体液量の測定方法は、被測定者の体水分量を経時的に測定し、測定した経時的な前記体水分量に基づいて、前記被測定者の体内における体水分の移動が収まった収束状態における体水分量を推定する。

上記目的を達成する本発明に係る体液量の測定プログラムは、被測定者の体水分量を経時的に測定する手順と、測定した経時的な前記体水分量に基づいて、前記被測定者の体内における体水分の移動が収まった収束状態における体水分量を推定する手順と、を実行する。

本発明によれば、経時的な体水分量の測定値を用いて収束状態の体水分量を推定するため、被測定者を一定の体位にしてから、一律の待機時間を設けて体水分量の測定を行う場合と比較して、より正確な体水分量の測定が可能となる。

本発明の第１実施形態に係る測定装置の概要を示す図である。 本発明の第１実施形態に係る測定装置のブロック図である。 本発明の第１実施形態に係る測定装置の収束状態における体水分量の推定方法の説明に供する図である。 本発明の第１実施形態に係る測定方法を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態に係る測定方法を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態に係る測定方法の収束状態における体水分量の推定方法の説明に供する図である。 本発明の第２実施形態の変形例に係る測定方法を示すフローチャートである。

以下、添付した図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。なお、図面の説明において、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。

＜第１実施形態＞
図１および図２は、第１実施形態に係る測定装置１０の構成の説明に供する図である。図３は、第１実施形態に係る測定装置１０の収束状態における体水分量の推定方法の説明に供する図である。

第１実施形態に係る測定装置１０は、心不全や腎不全の患者である被測定者Ｐの体水分量を測定する装置として構成している。体水分量としては、例えば、細胞外液量（ＥｘｔｒａＣｅｌｌｕｌａｒ Ｗａｔｅｒ：ＥＣＷ）、細胞内液量（ＩｎｔｒａＣｅｌｌｕｌａｒ Ｗａｔｅｒ：ＩＣＷ）や、細胞外液と細胞内液の和である総水分量等が挙げられる。

測定装置１０は、特に、心不全の治療段階のうち、急性期を過ぎた後の治療段階で使用するのが有益である。急性期を過ぎた後の心不全の治療においては、心臓や腎臓の負担を軽減するために、利尿薬等によって全身に貯留した余剰な体水分を除去する治療等が行われる。医師等の医療従事者は、測定装置１０の測定した体水分量に基づいて、利尿薬の適切な処方を行うことができる。その結果、患者の体内の余剰な体水分がより効率的に除去できる。

第１実施形態に係る測定装置１０は、図１を参照して概説すると、電極ユニット１００と、電極ユニット１００にケーブルＫを介して接続される制御ユニット２００と、を有している。以下、測定装置１０の各部について説明する。

（電極ユニット）
電極ユニット１００は、被測定者Ｐの身体に取り付けられて被測定者Ｐの身体に電流を通す一対の通電電極１１１、１１２と、被測定者Ｐの身体に取り付けられて被測定者Ｐの身体の電圧を測定するための一対の測定電極１１３、１１４と、を備えている。以下、電極ユニット１００の各部について詳述する。

通電電極１１１は、本実施形態では、被測定者Ｐの手首に取り付けられる。通電電極１１２は、本実施形態では、被測定者Ｐの足首に取り付けられている。ただし、一対の通電電極１１１、１１２を取り付ける位置は、生体インピーダンスを測定したい部位（全身、背中、腕、足等）に応じて適宜選択できる。

一対の通電電極１１１、１１２は、図２に示すように、後述する測定部２１０の電流供給部２１１に電気的に接続されている。通電電極１１１、１１２は、通電電極１１１が接触する被測定者Ｐの手首から通電電極１１２が接触する被測定者Ｐの足首に（またはその逆方向に）交流電流を流すために用いられる。

測定電極１１３は、図１に示すように、本実施形態では、被測定者Ｐの手首に取り付けられる。測定電極１１４は、本実施形態では、被測定者Ｐの足首に取り付けられている。ただし、一対の測定電極１１３、１１４を取り付ける位置は、生体インピーダンスを測定したい部位（全身、背中、腕、足等）に応じて適宜選択できる。

測定電極１１３、１１４は、図２に示すように、後述する測定部２１０の電圧測定部２１２に電気的に接続されている。測定電極１１３、１１４は、一対の通電電極１１１、１１２に交流電流が供給されているときに、測定電極１１３が接触する被測定者Ｐの手首と測定電極１１４が接触する被測定者Ｐ者の足首の間の電圧を測定するために用いられる。

（制御ユニット）
制御ユニット２００は、図２に示すように、測定部２１０、制御部２２０、記憶部２３０、操作部２４０、表示部２５０、報知部２６０、通信部２７０、および、電源部２８０を備えている。以下、制御ユニット２００の各部について詳述する。

まず、測定部２１０について説明する。

測定部２１０は、電流供給部２１１および電圧測定部２１２を備えている。

電流供給部２１１は、通電電極１１１、１１２を介して被測定者Ｐの体内に交流電流を供給する。電流供給部２１１は、交流電流を発生可能な公知の交流電源等によって構成できる。

電圧測定部２１２は、一対の通電電極１１１、１１２に交流電流が供給されているときに、測定電極１１３、１１４間の電圧を測定する。電圧測定部２１２は、公知の電圧測定器によって構成できる。電流供給部２１１による交流電流の供給および電圧測定部２１２による電圧の測定は、被測定者Ｐの体位を一定に保ち、所定の時間間隔で行われる。

次に、制御部２２０について説明する。

制御部２２０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等のプロセッサによって構成している。制御部２２０は、測定部２１０、記憶部２３０、操作部２４０、表示部２５０、報知部２６０、通信部２７０、および、電源部２８０等に電気的に接続されており、これらの動作を制御する。

制御部２２０は、記憶部２３０に記憶されている測定プログラムを実行することにより、信号処理部２２１、推定部２２２、および、分析部２２３（「時間分析部」、「体水分量分析部」に相当）として機能する。

信号処理部２２１は、電流供給部２１１の供給する交流電流の電流値および電圧測定部２１２の測定した電圧値に基づいて、被測定者Ｐの生体インピーダンスを算出する。また、信号処理部２２１は、本実施形態では、算出した生体インピーダンスおよび操作部２４０を介して入力された被測定者Ｐの身長、体重、性別、年齢等から、細胞外液量を算出する。なお、生体インピーダンスおよび細胞外液量の具体的な算出方法については公知であるため、説明を省略する。算出した細胞外液量は、記憶部２３０に記憶される。

推定部２２２は、測定された経時的な細胞外液量に基づいて、被測定者Ｐの体内における細胞外液の移動が収まった収束状態の細胞外液量を推定する。なお、本明細書において「収束状態」とは、被測定者Ｐの体位を一定に保ってから十分に時間が経過し、被測定者Ｐの体内における体水分の移動が収まり、測定される被測定者Ｐの体内の体水分量（本実施形態では細胞外液量）のばらつきが測定誤差の範囲に収まった状態のことを言う。

細胞外液は、血液、リンパ液、細胞間質液などから構成されており、細胞膜によって区画される細胞内液よりも広い領域に区画されている。そのため、細胞外液は、細胞内液と比較して、被測定者Ｐが体位を変えた場合に重力の影響などで移動しやすい。また、心不全や腎不全では、被測定者Ｐの体内に貯留する細胞外液量は著しく増加する傾向があり、被測定者Ｐの体位変化に伴って細胞外液がより一層移動しやすい。生体インピーダンス法によって細胞外液量を測定する場合、被測定者Ｐの体内における細胞外液が移動し、身体内における細胞外液量の分布が変わることで、測定用の電流が流れる経路における電気抵抗が変わる。そのため、実際の被測定者の細胞外液量と異なる値が測定される可能性がある。そのため、測定装置１０によって収束状態の細胞外液量を推定することは、心不全や腎不全の治療における細胞外液量の測定において特に有益である。

また、心不全や腎不全の治療が進み体内に貯留した余剰な細胞外液量が減少した場合、患者はリハビリテーションを行う。そのため、患者が歩く等のリハビリテーションを行った後、患者を横臥位等の体位に移行させてから、細胞外液量の測定が行われる場合がある。このようなリハビリテーション後の測定では、患者の体内の細胞外液は移動しやすい。そのため、測定装置１０によって収束状態の細胞外液量を推定することは、リハビリテーション後の細胞外液量の測定においても有益である。なお、測定装置１０の測定タイミングは、リハビリテーション後に限定されない。

推定部２２２は、図３に示すように、ｎ回目に測定された細胞外液量とｎ－１回目に測定された細胞外液量との差分ΔＥＣＷ_ｎを算出する。このとき、ｎ≧２である。なお、図３では、例として、１回目に測定された細胞外液量と２回目に測定された細胞外液量との差分ΔＥＣＷ_ｎを示している。

推定部２２２は、ｎ回目に測定された細胞外液量とｎ－１回目に測定された細胞外液量との差分ΔＥＣＷ_ｎが基準値以下である場合、ｎ回目に測定された細胞外液量を、収束状態における細胞外液量と推定する。差分ΔＥＣＷ_ｎが基準値より大きい場合、差分ΔＥＣＷ_ｎが基準値以下となるまで、測定部２１０による細胞外液量の測定、推定部２２２による差分ΔＥＣＷ_ｎの算出、および、算出した差分ΔＥＣＷ_ｎが基準値以下となるかの判断を繰り返す。基準値は、収束状態に達したと推定部２２２が判断できる程度の値である限り特に限定されないが、例えば、０．１ｋｇ以下の値に設定することができる。

推定部２２２は、基準値以下となった差分ΔＥＣＷ_ｎを、推定の精度として設定してもよい。

分析部２２３は、図３に示すように、測定部２１０が測定を開始してから収束状態に到達するまでの収束時間Ｔ_ｘを推定する。分析部２２３は、本実施形態では、１回目に測定された細胞外液量の測定時から差分ΔＥＣＷ_ｎが基準値以下となる細胞外液量の測定時までの時間を収束時間Ｔ_ｘと推定する。

分析部２２３は、図３に示すように、測定部２１０による細胞外液量の測定開始から収束状態に到達するまでの細胞外液量の変化量ΔＥＣＷ_ｘを推測する。分析部２２３は、本実施形態では、１回目に測定された細胞外液量の測定値と、収束状態における細胞外液量と推定した細胞外液量の値の差分を、収束状態に達するまでの細胞外液量の変化量ΔＥＣＷ_ｘと推定する。

次に、記憶部２３０について説明する。

記憶部２３０は、各種プログラムや各種データを記憶するＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、作業領域として一時的にプログラムやデータを記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄａｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、オペレーティングシステムを含む各種プログラムや各種データを記憶するハードディスク等によって構成している。記憶部２３０は、収束状態における細胞外液量の推定を行う測定プログラム、および測定プログラムの実行に伴って使用される各種データを記憶する。測定プログラムは、測定プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体によって提供されてもよいし、インターネットからダウンロードされてもよい。記録媒体は、コンピュータ読み取り可能である限り特に限定されないが、例えば、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ等の光ディスク、ＵＳＢメモリ、ＳＤメモリーカード等によって構成できる。

次に、操作部２４０について説明する。

操作部２４０は、本実施形態では、図１に示すように、複数の操作ボタンを含んで構成されている。使用者は、操作部２４０を操作することによって、身長、体重、性別、年齢等の被測定者Ｐの情報の入力、測定装置１０に測定開始の指示、および、測定する時間間隔（サンプリング周期）の設定等を行うことができる。使用者は、操作部２４０を操作することによって、その他細胞外液量の測定に供する設定を行うことができる。

次に、表示部２５０について説明する。

表示部２５０は、本実施形態では、図１に示すように、液晶ディスプレイによって構成している。表示部２５０は、推定部２２２が収束状態における細胞外液量と推定した値を表示する。表示部２５０は、推定部２２２が推定の精度として設定した値（基準値以下となったΔＥＣＷ_ｎ）を表示してもよい。表示部２５０は、分析部２２３が算出した収束時間Ｔ_ｘおよび収束状態に達するまでの細胞外液量の変化量ΔＥＣＷ_ｘを表示する。表示部２５０は、図３に示すような測定した経時的な細胞外液量をプロットしたグラフを表示してもよい。表示部２５０は、その他細胞外液量の測定に供する情報を表示する。

なお、操作部２４０および表示部２５０の構成は上記に限定されない。例えば、操作部２４０および表示部２５０をタッチパネルとして一体的に構成してもよい。

次に、報知部２６０について説明する。

報知部２６０は、推定部２２２による収束状態の細胞外液量の推定が完了したこと（測定が完了したこと）を報知可能である限り特に限定されないが、例えば、推定部２２２による収束状態の細胞外液量の推定が完了した際にブザーを鳴らすスピーカ等によって構成できる。なお、表示部２５０は、収束状態に達した旨を表示することによって、報知部として機能してもよい。また、報知部２６０は、測定装置１０以外の他のデバイスによって構成されていてもよい。例えば、報知部２６０は、測定者Ｄの操作端末２０によって構成され、推定部２２２による収束状態の細胞外液量の推定が完了したこと（測定が完了したこと）を測定装置１０から受信し、測定者Ｄ等に報知してもよい。

次に、通信部２７０について説明する。

通信部２７０は、外部装置と無線通信するためのインターフェースである。外部装置としては特に限定されないが、例えば、図１に示すように、測定者Ｄ（例えば、医師や看護師等の医療従事者）の操作端末２０等が挙げられる。通信部２７０は、測定者Ｄの操作端末２０に、推定部２２２が収束状態における細胞外液量と推定した値を送信する。また、通信部２７０は、推定部２２２が推定の精度として設定した値（基準値以下となったΔＥＣＷ_ｎ）や、分析部２２３が算出した収束時間Ｔ_ｘおよび収束状態に達するまでの細胞外液量の変化量ΔＥＣＷ_ｘを送信してもよい。このように、測定者Ｄは、制御ユニット２００ではなく、操作端末２０で測定装置１０による測定結果を確認してもよい。なお、測定装置１０は、通信部２７０を備えず、測定装置１０による測定結果は表示部２５０にのみ表示するように構成してもよい。

次に、電源部２８０について説明する。

電源部２８０は、特に限定されないが、例えば、電池、バッテリーによって構成してもよいし、商用電源から供給された電圧を所定の電圧に変換して各部へ供給するように構成してもよい。

（測定方法）
図４は、第１実施形態に係る測定方法の説明に供する図である。

第１実施形態に係る測定方法は、図４を参照して概説すると、被測定者Ｐの細胞外液量を経時的に測定し（ステップＳ１、Ｓ２）、測定した経時的な細胞外液量に基づいて、被測定者Ｐの体内における細胞外液の移動が収まったか否かを判断し（ステップＳ３、Ｓ４）、細胞外液の移動が収まったと判断した場合は、測定された最新の細胞外液量を収束状態における細胞外液量と推定するとともに、収束時間Ｔ_ｘおよび収束状態に達するまでの細胞外液量の変化量ΔＥＣＷ_ｘを推定し（ステップＳ５）、収束状態における細胞外液量、収束時間Ｔ_ｘおよび細胞外液量の変化量ΔＥＣＷ_ｘと推定された値を表示し（ステップＳ６）、測定が完了した旨を報知する（ステップＳ７）。以下、測定方法について詳述する。

測定装置１０による測定を開始する前に、まず、測定者Ｄは、被測定者Ｐの体位を一定に保つ。次に、測定者Ｄは、図１に示すように、被測定者Ｐの身体に、電極ユニット１００を取り付ける。次に、測定者Ｄは、操作部２４０を操作して、細胞外液量の測定開始を測定装置１０に指示する。

これによって、制御部２２０は、測定部２１０に１回目の細胞外液量の測定をさせる（ステップＳ１、図４参照）。

次に、制御部２２０は、前回（１回目）の測定から所定時間経過後、測定部２１０に２回目の細胞外液量の測定をさせる（ステップＳ２）。

次に、推定部２２２は、前回（１回目）の細胞外液量と最新（２回目）の細胞外液量との差分ΔＥＣＷ_ｎを算出する（ステップＳ３）。

次に、推定部２２２は、前回（１回目）の細胞外液量と最新（２回目）の細胞外液量との差分ΔＥＣＷ_ｎが基準値以下であるか否かを判断する（ステップＳ４）。

差分ΔＥＣＷ_ｎが基準値以下でない場合（Ｓ４；Ｎｏ）、制御部２２０は、差分ΔＥＣＷ_ｎが基準値以下となるまでステップＳ２～Ｓ４を繰り返し実行する。

差分ΔＥＣＷ_ｎが基準値以下と判断された場合（Ｓ４；Ｙｅｓ）、推定部２２２は、最新の細胞外液量の測定値を収束状態における細胞外液量と推定する（ステップＳ５）。この際、推定部２２２は、基準値以下となった差分ΔＥＣＷ_ｎを、推定の精度として設定してもよい。次に、分析部２２３は、１回目の細胞外液量の測定時から差分ΔＥＣＷ_ｎが基準値以下となる細胞外液量の測定時までの時間を収束時間Ｔ_ｘと推定する。また、分析部２２３は、１回目の細胞外液量の測定値と、収束状態における細胞外液量と推定した細胞外液量の値の差分を、収束状態に達するまでの細胞外液量の変化量ΔＥＣＷ_ｘと推定する。

次に、制御部２２０は、収束状態における細胞外液量、推定の精度、収束時間Ｔ_ｘおよび収束状態に達するまでの細胞外液量の変化量ΔＥＣＷ_ｘと推定された値を表示部２５０に表示させる（ステップＳ６）。また、この際、表示部２５０は、図３に示すような測定した経時的な細胞外液量のグラフを表示してもよい。また、この際、制御部２２０は、収束状態における細胞外液量、推定の精度、収束時間Ｔ_ｘおよび収束状態に達するまでの細胞外液量の変化量ΔＥＣＷ_ｘと推定された値を、通信部２７０を介して測定者Ｄの操作端末２０に送信してもよい。

例えば、体格、性別差等により体内の細胞外液量が多いほど、細胞外液の移動量が多く、細胞外液の移動が収まるまでに時間がかかる。また、例えば、心不全や腎不全等により細胞外液量の貯留が著しい人ほど、細胞外液の移動量が多く、細胞外液の移動が収まるまでに時間がかかる。また、入院中にリハビリテーションを行っている患者や健常人は、寝たきりの患者等と比較して動作量が多いため、細胞外液の移動量が多く、細胞外液の移動が収まるまでに時間がかかる。このように、細胞外液の移動が収まる時間には個人差がある。したがって、細胞外液量の移動が収まるまでにかかる時間には被測定者間で差が生じる。そのため、被測定者の体位を一定に保ってから細胞外液量の測定を行うまでに一律の待機時間を設けて体水分量の測定を行う場合、被測定者の状態によっては待機時間が必要以上に長く、時間を無駄に待機している可能性があり、被測定者の状態によっては必要とされる待機時間が短く正確な細胞外液量が測定できていない可能性がある。本実施形態に係る測定装置１０は、ｎ回目（最新）の細胞外液量とｎ－１（前回）の細胞外液量との差分ΔＥＣＷ_ｎに基づいて被測定者の体内の体水分の移動が収まったか否かを判断するため、無駄な待機時間を削減し、かつ、より正確な細胞外液量を測定できる。

また、本実施形態に係る測定装置１０は、収束時間Ｔ_ｘおよび収束状態に達するまでの細胞外液量の変化量ΔＥＣＷ_ｘを表示部２５０に表示させる。例えば、収束時間Ｔ_ｘが比較的長い、および／または、細胞外液量の変化量ΔＥＣＷ_ｘが比較的大きい場合、心不全の患者である被測定者Ｐの容態が悪化している可能性がある。そのため、医師や看護師等の測定者Ｄは、収束時間Ｔ_ｘおよび細胞外液量の変化量ΔＥＣＷ_ｘを用いて心不全もしくは腎不全等による被測定者Ｐの容態の変化をより容易に把握することができる。

次に、制御部２２０は、報知部２６０に推定部２２２による収束状態の細胞外液量の推定が完了した旨（測定が完了した旨）を報知させる（ステップＳ７）。そのため、測定装置１０の使用者である被測定者Ｐおよび／または測定者Ｄ等は測定が完了したことを把握できる。これにより、被測定者Ｐは、体位を一定に保った状態から解放される。

なお、ステップＳ６とステップＳ７は、同時に行われてもよい。また、ステップＳ４において、差分ΔＥＣＷ_ｎが基準値以下であるかの判断に加えて、測定部２１０による細胞外液量の測定開始から所定時間経過しているか否かも判断してもよい。そして、測定装置１０は、測定開始から所定時間経過し、かつ、差分ΔＥＣＷ_ｎが基準値以下である場合に、ステップＳ５以降の処理を実行してもよい。これにより、偶発的に測定開始直後に差分ΔＥＣＷ_ｎが基準値以下となった場合に、偶発的に差分ΔＥＣＷ_ｎが基準値以下となった細胞外液量が収束状態における細胞外液量として採用されるのを防止できる。また、仮に測定開始から所定時間（特に限定されないが例えば、２０分）が経過しても差分ΔＥＣＷ_ｎが基準値以下とならない場合、推定部２２２は推定動作を停止し、制御部２２０は、最新の細胞外液量の測定値を参考値として、推定動作を停止した旨とともに制御ユニット２００の表示部２５０や測定者Ｄの操作端末２０の表示部に表示してもよい。

以上、第１実施形態に係る測定装置１０は、被測定者Ｐの体水分量を経時的に測定可能な測定部２１０と、測定部２１０の測定した経時的な体水分量に基づいて、被測定者Ｐの体内における体水分の移動が収まった収束状態の体水分量を推定する推定部２２２と、を有する。

上記測定装置１０によれば、経時的な体水分量の測定値を用いて収束状態の体水分量を推定するため、被測定者Ｐの体位を一定に保ってから測定を行うまでに一律の待機時間を設ける場合と比較して、より正確な体水分量の測定が可能となる。

また、推定部２２２は、経時的な体水分量のうちｎ回目の体水分量とｎ－１回目の体水分量の差分ΔＥＣＷ_ｎを算出する。差分ΔＥＣＷ_ｎが基準値以下である場合、推定部２２２は、ｎ回目の体水分量を収束状態における体水分量と推定する。このように、測定装置１０は、差分ΔＥＣＷ_ｎに基づいて被測定者Ｐの体内の体水分の移動が収まったか否かを判断することができる。

また、測定装置１０は、測定部２１０が測定を開始してから収束状態に到達するまでの収束時間Ｔ_ｘを推測する分析部２２３をさらに備える。そのため、測定者Ｄは、収束時間Ｔｘを用いて被測定者Ｐの体水分の状態を、容易かつ正確に把握することができる。

また、測定装置１０は、収束状態に到達するまでの体水分量の変化量ΔＥＣＷ_ｘを推測する分析部２２３をさらに備える。そのため、測定者Ｄは、体水分量の変化量ΔＥＣＷ_ｘを用いて被測定者の体水分の状態を、容易にかつ正確に把握することができる。

また、測定装置１０は、推定部２２２による収束状態の体水分量の推定が完了したことを報知する報知部２６０をさらに備える。そのため、被測定者Ｐおよび測定者Ｄは測定が完了したことを把握できる。

また、測定部２１０は、被測定者Ｐの身体に装着される一対の通電電極１１１、１１２に電流を供給し、被測定者Ｐの身体に装着される一対の測定電極１１３、１１４の電圧を測定することによって、被測定者Ｐの生体インピーダンスを測定する。そのため、測定部２１０によれば、生体インピーダンス法によって、被測定者Ｐの体水分量を測定することができる。

また、体水分量は、細胞外液量を含む。そのため、測定装置１０は、心不全や腎不全等の診断等において有用な細胞外液量の値を、より正確に測定することができる。

また、第１実施形態に係る測定方法は、被測定者Ｐの体水分量を経時的に測定し（ステップＳ１、Ｓ２）、測定した経時的な体水分量に基づいて、被測定者Ｐの体内における体水分の移動が収まった収束状態における体水分量を推定する（ステップＳ３～Ｓ５）。

また、第１実施形態に係る測定プログラムは、被測定者Ｐの体水分量を経時的に測定する手順と、測定した経時的な体水分量に基づいて、被測定者Ｐの体内における体水分の移動が収まった収束状態における体水分量を推定する手順と、を実行する。

上記、測定方法、および、測定プログラムによれば、経時的な体水分量の測定値を用いて収束状態の体水分量を推定するため、被測定者Ｐの体位を一定に保ってから測定を行うまでに一律の待機時間を設ける場合と比較して、より正確な体水分量の測定が可能となる。

＜第２実施形態＞
図５は、第２実施形態に係る測定方法を示すフローチャートである。図６は、第２実施形態に係る測定方法の収束状態における体水分量の推定方法の説明に供する図である。

第２実施形態に係る測定装置１０および測定方法は、収束状態における体水分量の推定方法において、上記実施形態と相違する。以下、第２実施形態に係る測定装置１０および測定方法について説明する。なお、第２実施形態に係る測定装置１０の構成は、推定部２２２および分析部２２３の処理方法が異なる点を除いて第１実施形態に係る測定装置１０の構成と同様であるため、構成の説明は省略する。

第２実施形態に係る測定方法は、図５を参照して概説すると、被測定者Ｐの細胞外液量を所定回数測定し（ステップＳ２１）、測定した細胞外液量の時間変化を近似した近似式Ｆを算出し（ステップＳ２２）、近似式Ｆの時間を無限大に近づけた場合の収束値ＥＣＷ_∞を収束状態における細胞外液量と推定するとともに、収束時間Ｔ_ｘおよび収束状態に達するまでの細胞外液量の変化量ΔＥＣＷ_ｘを推定し（ステップＳ２４）、収束状態における細胞外液量、収束時間Ｔ_ｘおよび収束状態に達するまでの細胞外液量の変化量ΔＥＣＷ_ｘと推定された値を表示し（ステップＳ２５）、測定が完了した旨を報知する（ステップＳ２６）。以下、第２実施形態に係る測定方法について詳述する。

測定装置１０による測定を開始する前に、まず、測定者Ｄは、被測定者Ｐの体位を一定に保つ。次に、測定者Ｄは、図１に示すように、被測定者Ｐの身体に、電極ユニット１００を取り付ける。次に、医師や看護師等は、操作部２４０を操作して、細胞外液量の測定開始を測定装置１０に指示する。

これによって、制御部２２０は、所定時間（例えば３～５分程度）、測定部２１０に所定の時間間隔で細胞外液量の測定をさせる（ステップＳ２１、図５参照）。これによって、制御部２２０は、所定回数分の細胞外液量の測定値を取得する。

次に、推定部２２２は、測定した細胞外液量の時間変化を近似した近似式Ｆ、および、近似の精度を算出する（ステップＳ２２）。発明者らの研究によれば、被測定者Ｐの体位を一定に保ってから時間の経過とともに、細胞外液量の測定値は一定の値に収束することが判明している。そのため、近似式Ｆは、図６に一例として示すように、時間を無限大に近づけた際に一定の値に収束するような式に設定できる。なお、図６では、測定開始から細胞外液量が徐々に減少した後、一定の値に収束する場合を例として示しているが、細胞外液量は徐々に増加した後、一定の値に収束してもよい。

近似式Ｆを算出する方法は特に限定されないが、例えば、最小二乗法等の公知の回帰分析の方法を用いることができる。また、近似の精度は、特に限定されないが、例えば決定係数によって表すことができる。また、推定部２２２は、複数種類の近似式Ｆを算出し、その中から最も近似の精度が高い近似式Ｆを選択するように構成してもよい。

次に、推定部２２２は、近似の精度が閾値以上であるかを判断する（ステップＳ２３）。閾値は、近似の精度を保証できる程度の値である限り特に限定されないが、例えば、精度を決定係数によって表す場合、０．８以上の値に設定できる。

近似の精度が閾値以上でない場合（Ｓ２３；Ｎｏ）、制御部２２０は、測定部２１０にｎ＋１回目の細胞外液量の測定を行わせる（ステップＳ２３１）。次に、制御部２２０は、ｎ＋１回目までの細胞外液量の測定値の近似式Ｆおよび近似の精度を算出し（ステップＳ２２）、近似の精度が閾値以上であるかを判断する（ステップＳ２３）。制御部２２０は、近似の精度が閾値以上となるまで、ステップＳ２３１、ステップＳ２２、および、ステップＳ２３を繰り返す。

近似の精度が閾値以上である場合（Ｓ２３；Ｙｅｓ）、推定部２２２は、近似式Ｆの時間を無限大に近づけた場合の収束値ＥＣＷ_∞を算出し（図６参照）、収束状態における細胞外液量と推定する（ステップＳ２４）。なお、収束値ＥＣＷ_∞を算出する方法は特に限定されないが、近似式Ｆの時間の入力値として無限大を指定する方法、および近似式Ｆの時間に無限大として扱える程度に大きな有限の値（例えば、測定プログラムのプログラミング言語で扱える最大の値）を入力する方法等が挙げられる。

次に、分析部２２３は、図６に示すように、近似式Ｆの接線Ｓの傾きが所定の値に到達する時間を、収束時間Ｔ_ｘと推定する。所定の値は、収束状態であると判断できる程度に０（ゼロ）に近い値であれば特に限定されない。また、分析部２２３は、１回目に測定された細胞外液量と収束値ＥＣＷ_∞との差分を、収束状態に達するまでの細胞外液量の変化量と推定する。

次に、制御部２２０は、収束状態における細胞外液量、近似の精度、収束時間Ｔ_ｘおよび細胞外液量の変化量ΔＥＣＷ_ｘと推定した値を表示部２５０に表示させる（ステップＳ２５）。また、この際、表示部２５０は、図６に示すような測定した経時的な細胞外液量および近似式Ｆをプロットしたグラフや、近似式Ｆの接線Ｓの時間変化をプロットしたグラフ等を表示してもよい。

次に、制御部２２０は、報知部２６０に推定部２２２による推定が完了したこと（測定が完了したこと）を報知させる（ステップＳ２６）。

なお、ステップＳ２５とステップＳ２６は、同時に行われてもよい。また、仮に測定開始から所定時間（特に限定されないが例えば、２０分）が経過しても近似の精度が閾値以上とならない場合、推定部２２２は推定動作を停止し、制御部２２０は、最新の細胞外液量の測定値を参考値として、推定動作を停止した旨とともに制御ユニット２００の表示部２５０や測定者Ｄの操作端末２０の表示部に表示してもよい。

以上、第２実施形態に係る測定装置１０では、推定部２２２は、測定部２１０の測定した経時的な体水分量を近似した近似式Ｆを算出し、近似式Ｆにおいて時間を無限大に近づけた場合の収束値ＥＣＷ_∞を、収束状態における体水分量と推定する。そのため、第２実施形態に係る測定装置１０は、被測定者Ｐの体内の体水分の移動が収まらなくても、収束状態の体水分量を推定することができる。そのため、第２実施形態に係る測定装置１０は、第１実施形態と比べて、測定ステップ全体としてより短い時間で測定を完了することができる。

また、推定部２２２は、近似式Ｆの近似の精度を算出する。近似の精度が閾値以上である場合、推定部２２２は、近似式Ｆにおいて時間を無限大に近づけた場合の収束値ＥＣＷ_∞を、収束状態における体水分量とする。そのため、近似の信頼性を確保することができる。

＜変形例＞
図７は第２実施形態の変形例に係る測定方法のフローチャートである。

変形例に係る測定装置１０および測定方法は、ステップＳ２６以降に細胞外液量の測定を継続可能である点で、第２実施形態に係る測定装置１０および測定方法と相違する。以下、変形例に係る測定装置１０および測定方法について説明する。なお、ステップＳ２６までの処理は、第２実施形態に係る測定方法と同様であるため、その説明を省略する。

ステップＳ２６の後、制御部２２０は、表示部２５０を介して測定者Ｄに測定継続するか否かを判断するように指示する（ステップＳ３０）。

測定を継続しない場合（Ｓ３０；Ｎｏ）、制御部２２０は、測定動作を終了する。

測定を継続する場合（Ｓ３０；Ｙｅｓ）、制御部２２０は、測定部２１０に、細胞外液量を測定させる（ステップＳ３１）。

次に、推定部２２２は、最新（ｎ回目）の細胞外液量と前回（ｎ－１回目）の細胞外液量との差分ΔＥＣＷ_ｎを算出する（ステップＳ３２）。

次に、推定部２２２は、最新（ｎ回目）の細胞外液量と前回（ｎ－１回目）の細胞外液量との差分ΔＥＣＷ_ｎが基準値以下であるか否かを判断する（ステップＳ３３）。

差分ΔＥＣＷ_ｎが基準値以下でない場合（Ｓ３３；Ｎｏ）、制御部２２０は、差分ΔＥＣＷ_ｎが基準値以下となるまでステップＳ３１～３３を繰り返し実行する。

差分ΔＥＣＷ_ｎが基準値以下と判断された場合（Ｓ３３；Ｙｅｓ）、分析部２２３は、最新（ｎ回目）の細胞外液量と収束値ＥＣＷ_∞を比較する（ステップＳ３４）。分析部２２３は、最新（ｎ回目）の細胞外液量と収束値ＥＣＷ_∞との差分や比を算出することによって比較を行う。

次に、制御部２２０は、最新の細胞外液量の測定値と収束値ＥＣＷ_∞の比較結果を表示部２５０に表示させる（ステップＳ３５）。これによって、収束値ＥＣＷ_∞の妥当性を検証することができる。

次に、制御部２２０は、比較結果を表示したことを報知部２６０に報知させる（ステップＳ３６）。

なお、仮に測定開始から所定時間（特に限定されないが例えば、２０分）が経過しても近似の精度が閾値以上とならない場合、および／または、仮に測定開始から所定時間（特に限定されないが例えば、２０分）が経過しても差分ΔＥＣＷ_ｎが基準値以下とならない場合、推定部２２２は推定動作を停止し、制御部２２０は、最新の細胞外液量の測定値を参考値として、推定動作を停止した旨とともに制御ユニット２００の表示部２５０や測定者Ｄの操作端末２０の表示部に表示してもよい。

以上説明したように、測定装置１０は、近似式Ｆによる収束状態の細胞外液量の推定を行った後、測定を継続してもよい。

以上、実施形態および変形例を通じて本発明を説明したが、本発明は説明した各構成のみに限定されるものでなく、特許請求の範囲の記載に基づいて適宜変更することが可能である。

例えば、測定装置における各種処理を行う手段および方法は、専用のハードウェア回路、またはプログラムされたコンピュータのいずれによっても実現してもよい。

また、上記実施形態では、制御ユニット２００が、推定部２２２、分析部２２３として機能する形態を説明したが、測定者Ｄの操作端末２０が、推定部２２２、分析部２２３として機能してもよい。また、測定装置１０の測定部２１０、推定部２２２、および、分析部２２３は、それぞれ１つの装置（制御ユニット２００）として実現されるものとして説明したが、機器の構成はこれに限定されない。たとえば、測定装置１０のうち、測定部２１０は制御ユニット２００によって構成し、推定部２２２および分析部２２３は、他の機器（測定者Ｄの操作端末、一または複数のサーバ、クラウドサーバ）によって構成されてもよい。

また、本発明に係る体水分量の測定装置、測定方法、および測定プログラムの被測定者は、心不全や腎不全の患者等に特に限定されない。

また、本発明に係る体水分量の測定装置、測定方法、および測定プログラムが測定する体水分量は、細胞外液量に限定されず、細胞内液量であってもよいし、総体水分量であってもよい。

本出願は、２０１８年３月２９日に出願された日本国特許出願第２０１８－０６４７５３号に基づいており、その開示内容は、参照により全体として引用されている。

１０ 測定装置、
１１１、１１２ 一対の通電電極、
１１３、１１４ 一対の測定電極、
２１０ 測定部、
２２２ 推定部、
２２３ 分析部（時間分析部、体水分量分析部）、
２６０ 報知部、
Ｆ 近似式、
Ｐ 患者（被測定者）、
Ｔ_ｘ 収束時間
ＥＣＷ_∞ 収束値、
ΔＥＣＷ_ｎ ｎ回目の細胞外液量とｎ－１回目の細胞外液量との差分、
ΔＥＣＷ_ｘ 収束状態に達するまでの細胞外液量の変化量。

Claims (11)

1. 被測定者の体水分量を経時的に測定可能な測定部と、
   前記測定部の測定した経時的な前記体水分量に基づいて、前記被測定者の体内における体水分の移動が収まった収束状態の体水分量を推定する推定部と、を有する、体水分量の測定装置。
2. 前記推定部は、経時的な前記体水分量のうちｎ回目の前記体水分量とｎ－１回目の前記体水分量の差分を算出し、
   前記差分が基準値以下である場合、前記推定部は、前記ｎ回目の前記体水分量を前記収束状態における前記体水分量と推定する、請求項１に記載の体水分量の測定装置。
3. 前記推定部は、前記測定部の測定した経時的な前記体水分量を近似した近似式を算出し、前記近似式において時間を無限大に近づけた場合の収束値を、前記収束状態における前記体水分量と推定する、請求項１に記載の体水分量の測定装置。
4. 前記推定部は、経時的な前記体水分量の前記近似式の近似の精度を算出し、
   前記近似の精度が閾値以上である場合、前記推定部は、前記近似式において時間を無限大に近づけた場合の収束値を前記収束状態における前記体水分量に設定と推定する、請求項３に記載の体水分量の測定装置。
5. 前記測定部が測定を開始してから前記収束状態に到達するまでの収束時間を推定する時間分析部をさらに備える、請求項１～４のいずれか一項に記載の体水分量の測定装置。
6. 前記測定部による前記体水分量の測定開始から前記収束状態に到達するまでの体水分量の変化量を推定する体水分量分析部をさらに備える、請求項１～５のいずれか一項に記載の体水分量の測定装置。
7. 前記推定部による前記収束状態の前記体水分量の推定が完了したことを報知する報知部をさらに備える、請求項１～６のいずれか一項に記載の体水分量の測定装置。
8. 前記測定部は、前記被測定者の身体に装着される一対の通電電極に電流を供給し、かつ、前記被測定者の前記身体に装着される一対の測定電極の電圧を測定することによって、前記被測定者の生体インピーダンスを測定する、請求項１～７のいずれか一項に記載の体水分量の測定装置。
9. 前記体水分量は、細胞外液量を含む、請求項１～８のいずれか一項に記載の体水分量の測定装置。
10. 被測定者の体水分量を経時的に測定し、
    測定した経時的な前記体水分量に基づいて、前記被測定者の体内における体水分の移動が収まった収束状態における体水分量を推定する、体水分量の測定方法。
11. 被測定者の体水分量を経時的に測定する手順と、
    測定した経時的な前記体水分量に基づいて、前記被測定者の体内における体水分の移動が収まった収束状態における体水分量を推定する手順と、を実行する体水分量の測定プログラム。

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