JPH10510455A

JPH10510455A - 生体電気インピーダンス分析に基づく新しい電極システムを用いた人体成分分析装置及び分析方法

Info

Publication number: JPH10510455A
Application number: JP9504323A
Authority: JP
Inventors: チャ，キ，チュル
Original assignee: チャ，キ，チュル
Priority date: 1995-06-24
Filing date: 1996-06-19
Publication date: 1998-10-13
Anticipated expiration: 2016-06-19
Also published as: WO1997001303A1; DE69623623D1; CA2225184A1; JP3292373B2; DE69623623T2; EP0835074B1; KR0161602B1; EP0835074A1; US5720296A; KR970000189A; CA2225184C; AU6139396A

Abstract

(57)【要約】生体電気インピーダンス分析に基づき生体成分を分析する装置と、そのための方法が開示されている。生体成分を分析する方法は、８個の電極Ｅ１〜Ｅ８を設け、各電極を右の掌，右手の親指，左の掌，左手の親指，右足裏前方，右足裏後方，左足裏前方及び左足裏後方にそれぞれ接触させるステップを含む。スイッチ（１０）がマイクロプロセッサ（１４）のコマンドによって選択され、電流経路が形成される。電流は、選択された電極及び人体を介して、インピーダンス測定器（１１）に流される。スイッチ（１０）がマイクロプロセッサ（１４）のコマンドによって選択され、電圧電極が形成される。インピーダンス測定器（１１）の電流及び電圧に基づき、同測定器（１１）によって各身体部位のインピーダンスが測定される。そして、測定されたインピーダンスから、人体成分が分析される。

Description

【発明の詳細な説明】生体電気インピーダンス分析に基づく新しい電極システムを用いた人体成分分析装置及び分析方法発明の属する技術分野本発明は生体電気インピーダンス分析(Bioelectrical Impedance Analysis :ＢＩＡ）に基づいて人体成分を分析する装置及びそのための方法に係り、特に、新しいタイプの金属電極に手と足を接触させて人体部位別のインピーダンスを測定する装置と、人体部位別のインピーダンスを測定して体液，体脂肪等の人体成分を定量的に分析する方法に関する。発明の背景人体は、水、蛋白質、骨、脂肪及び微少量の部位的要素から構成されており、これらの諸要素の和が体重になる。これらの各要素を定量的に測定することを人体成分分析という。体重における脂肪の占める比率を脂肪率（fatness ）といい、一方、非脂肪成分量（fat free mass，FFM）の占める比率を非脂肪率（leanes s ）という。医学的に言えば、人体成分のうち、非脂肪成分（FFM ）は人体を保持する主要な構成要素である。癌や血液透析による栄養不良状態にある患者の場合、その栄養不良状態を知るために、非脂肪成分（FFM ）の量が定期的に測定される。また、肥満状態の人々が体重を減少させるために運動をしても、数ヶ月といった比較的短い期間内では体重の変化がほとんど無い場合があるが、このような場合も人体構成成分を測定すれば、人体中の脂肪の量が減少して筋肉の量が増加したことが分かる。こうすれば、運動の効果をよりつじつまの合う方法でチェックすることができる。さらに、人体成分を分析することにより、子供の成長（発育状態）、あるいは老人の栄養状態を診断することができる。特に、人体各部位の水分分布を測定することにより、患者の水和状態（hydration status）を判断することができる。人体構成成分を測定する従来の方法には、様々なものがある。その一つとして水中体密度測定法(hydrodensitometry)があるが、この方法の場合、人体を水中に沈めその状態で体重を測定し、その後、人体の密度に基づいて脂肪の量を計算する。この方法は、脂肪が非脂肪成分（FFM ）より軽いという原理を用いたものである。この水中体密度測定法は正確な値が得られ、よって、標準的な測定方法として用いられているが、実行するのが面倒かつ老人や病人には適用できないという欠点がある。人体構成成分を測定する別の従来方法として、カリパス(Caliper)を用いて皮下脂肪層の厚さを測定する方法があるが、この方法は、正確さに欠けるという欠点がある。また、核磁気共鳴（NMR ），二重エネルギーＸ線吸収率測定装置(Dual Energy X-ray absorptiometry，DEXA)等の写真的な方法や、重水（Ｄ₂Ｏ）及び臭化ナトリウム溶液等の希釈方法がある。しかし、これら方法は、実行時のコストが高く、よって、多くの人々に安価な費用で適用することができない。人体（構成）成分を測定するさらに別の方法として、生体電気インピーダンス分析(Bioelectrical Impedance Analysis，BIA)がある。この方法は、他の従来の方法より安全であり、低廉であり、迅速な測定が可能であるという長所がある。この生体電気インピーダンス方法は、人体内に弱い交流電流を流して人体の電気的抵抗あるいは電気伝導度を測定すると共に、（被測定者の）身長及び体重を測定し、これらの測定値から体液の量、人体細胞内外の体液のバランス及び体脂肪量などを計算する方法である。アメリカ合衆国特許第5,335,667 号の場合、生体電気インピーダンスに基つく人体成分分析方法は、以下のように実行される。先ず、被測定者が横になっている状態で、接着電極を人体の皮膚に付着させる。これらの電極は、心電計用の電極に類似した皮膚に付着させやすい電極である。この従来の（生体電気インピーダンスに基づく）人体成分分析方法においては、心電図（ECG ）テスト用の電極に類似した４つの電極を（被測定者の）手首、手の甲、足首、及び足の甲の皮膚に付着させることにより、人体をインピーダンス測定器に接続する。その後、電流が流され、手首と足首との間の抵抗が測定される。この方法の場合、被測定者が横になっている状態で、電極が人体の皮膚に接着され、人体インピーダンスが測定される。その後、計測値に基づき、体脂肪率及び非脂肪成分率（％）等の結果が、生体電気インピーダンス分析（BIA ）の公式によって得られる。従って、この方法は、特別なトレーニングを受けた者を雇用しなければ実行できず、サウナ，アスレチッククラブ等の公共の場所でこれを実行することは困難である。また、この分析方法の場合、腕、胴体、足など各身体部位のインピーダンスをそれぞれ別々に測定することは難しい。ところが、各身体部位のインピーダンスに関する情報がないと、人によって身体各部位のインピーダンス分布が異なるため、測定誤差が発生してしまう。また、従来の生体成分分析方法の場合、測定者が被測定者の身体の各部分に電極を付着させるので、電極が必ずしも的確な位置に付着されず、やはり測定誤差を発生させる。また、電極を付着する部位に体毛がある場合は、電極を付着する前にその体毛を剃らねばならないという不便さもある。また、上記の従来の生体成分分析方法の場合、身体インピーダンスを測定した後、体脂肪率を計算するのにコンピュータを使用しなければならない不便さがある。すなわち、測定者は被測定者の身体の該当測定位置に電極を付着させ、（被測定者の）体重及び身長をそれぞれ測定した後、コンピュータを用いて脂肪率を計算しなければならない。そのため、こうした測定及び分析を実行するのに約５〜１０分ほどかかる。本出願人は、従来の技術の上述のような不利な点を克服すべく、新たな人体成分分析装置及び分析方法を開発し、これを大韓民国特許出願 No.94-23440（1994 年９月１５日出願）として特許出願している。本発明は、この発明を改良したものであり、本発明によれば、異なる身体部位の各インピーダンスを、簡便かつ精密に測定・分析することができる。発明の目的本発明の目的の一つは、生体電気インピーダンスを測定することにより人体成分を分析する装置を提供することである。この装置によれば、身体の成分を簡便に（特別に訓練された者を必要とせず、電子体重計で体重を測定するときのように）分析することができる。本発明の別の目的は、被測定者がその掌（てのひら）及び足の裏を金属板電極に他者の補助を受けずに付着させることができ、よって、インピーダンス測定装置を身体に速やかに且つ簡便に接続できる生体電気インピーダンス測定装置を提供することである。本発明のもう一つ別の目的は、被測定者がその掌及び足の裏を８つの金属板電極に接触させることにより身体各部位のインピーダンスを精密に測定できる装置を提供することである。本発明のもう一つ別の目的は、体重を同時に測定できる人体成分分析装置を提供することである。本発明のもう一つ別の目的は、人体成分分析結果が表示ユニットで分かると共に即座に印刷できる人体成分分析装置を提供することである。発明の概要上述の目的を達成するために、本発明の生体電気インピーダンス分析に基づき人体成分を分析する装置は、複数の電極Ｅ１〜Ｅ８を有し、これらの電極を、右の掌，右手の親指，左の掌，左手の親指，右足裏前方，右足裏後方，左足裏前方及び左足裏後方に各々接触させる。同装置は、上記の電極のうちの２つの間に交流電流を流して電圧差を測定することにより、電圧と電流との比に基づいてインピーダンスを測定するインピーダンス測定器１１をさらに有する。同装置は、電極Ｅ１−Ｅ８とインピーダンス測定器１１との間の電気的接続を選択すべくマイクロプロセッサ１４によって制御される電子スイッチ１０をさらに有する。同装置は、被測定者の体重を測定する体重測定センサ１８をさらに有する。同装置は、被測定者の身長，年齢及び性別を入力するキーボード１５をさらに有する。同装置は、インピーダンス測定器１１及び体重センサ１８をマイクロプロセッサ１４にインタフェースで連結するＡ／Ｄコンバータ１３及び増幅器１２，１９をさらに有する。同装置は、電子スイッチ１０を制御すると共にインピーダンス測定器１１及びキーボード１５から送られたきたデータを処理するマイクロプロセッサ１４をさらに有する。同装置は、分析結果を表示する表示ユニット１６をさらに有する。本発明の人体成分分析装置において、マイクロプロセッサ１４によって処理された結果は、表示ユニット１６に表示される。必要であれば、データを印刷すべくプリンタ１７が付加される。本発明のもう一つ別の特徴によれば、本発明に基づき身体インピーダンスを測定する方法が、右の掌，右手の親指，左の掌，左手の親指，右足裏前方，右足裏後方，左足裏前方及び左足裏後方を８つの電極Ｅ１−Ｅ８に接触させるステップを含む。同方法は、マイクロプロセッサ１４によって制御される電子スイッチ１０の「オン」又は「オフ」を選択することにより、インピーダンス測定器１１によって身体各部位のインピーダンスを測定するステップをさらに含む。同方法は、体重測定センサ１８によって体重を測定するステップをさらに含む。同方法は、キーボード１５を介して身長，年齢及び性別を入力するステップをさらに含む。同方法は、マイクロプロセッサ１４によって体液（ＴＢＭ）量，非脂肪成分（ＦＦＭ）量，体脂肪率（%BF ）及び体液（ECW/ICW ）の分布を測定するステップをさらに含む。分析結果は、表示ユニット１２に表示でき、あるいはプリンタ１４（１７）を介して印刷できる。図面の簡単な説明本発明の上述の目的及び他の有利な点は、本発明の好適実施例を添付図面に参照させつつ詳述することにより、より明らかになるであろう。図１は、本発明の人体成分分析装置の上に立つことにより人体成分を測定している人物を示す概略図である。図２は、本発明の上記装置によって測定される人体のインピーダンスモデルを示す概略図である。図３は、本発明の人体成分分析装置の回路を示す。図４Ａ−図４Ｈは、本発明に基づく身体各部位のインピーダンス測定を行うための電気的接続を示す。好適実施例の詳細な説明図１は、本発明の人体成分分析装置の上に立つことにより人体成分を測定している人物を示す概略図である。本発明の人体成分分析装置は、右手親指を除く右手指（掌及び指）で握る右掌（てのひら）電極Ｅ１と、右親指とのみ接触させる右親指電極Ｅ２と、左手親指を除く左手指（掌及び指）で握る左掌電極Ｅ３と、左親指とのみ接触させる左親指電極Ｅ４と、右足裏前方とのみ接触させる右足裏前方電極Ｅ５と、右足裏後方とのみ接触させる右足裏後方電極Ｅ６と、左足裏前方とのみ接触させる左足裏前方電極Ｅ７と、左足裏後方とのみ接触させる左足裏後方電極Ｅ８とを有する。つまり、本発明の人体成分分析装置は、人体手足の８つの箇所に接触させる８つの電極を有する。被測定者は、装置の上に直立姿勢で立ち、この状態で手と足を金属製の電極に接触させる。従って、インピーダンスの測定を簡便に実行できる。本発明の人体成分分析装置は、上述のように人体の８つの部分に接触する８つの電極を有し、この場合の人体のインピーダンスのモデル例が、図２に示されている。図２は、本発明の上記装置によって用いられる身体各部位のインピーダンスモデルを示す概略図である。以下、このインピーダンスモデルを説明する。右手首から右肩関節にかけての抵抗がＲ１で示され、左手首から左肩関節にかけての抵抗がＲ２で示されている。右足首から右股関節にかけての抵抗がＲ３で示され、左足首から左股関節にかけての抵抗がＲ４で示されている。胴体の抵抗はＲ５で、掌（てのひら）から手首までの抵抗がＲａで、親指から手首までの抵抗がＲｂで、足裏前方から足首までの抵抗がＲｃで、足裏後方から足首までの抵抗がＲｄで示されている。図３は本発明の人体成分分析装置の回路部分を示す回路図である。本発明の生体電気インピーダンス方法に基づいて人体成分を分析する装置は、複数の電極Ｅ１〜Ｅ８を有し、これらの電極が、右の掌，右手の親指，左の掌，左手の親指，右足裏前方，右足裏後方，左足裏前方及び左足裏後方に各々接触する。同装置は、上記の電極のうちの２つの間に交流電流を流すと共に別の２つの電極間の電圧差を測定することにより、電圧と電流との比に基づいてインピーダンスを測定するインピーダンス測定器１１をさらに有する。同装置は、電極Ｅ１−Ｅ８とインピーダンス測定器１１との間の電気的接続を選択すべくマイクロプロセッサ１４によって制御される電子スイッチ１０をさらに有する。同装置は、被測定者の体重を測定する体重測定センサ１８をさらに有する。同装置は、被測定者の身長，年齢及び性別を入力するキーボード１５をさらに有する。同装置は、インピーダンス測定器１１及び体重センサ１８をマイクロプロセッサ１４にインタフェースで連結するＡ／Ｄコンバータ１３及び増幅器１２，１９をさらに有する。同装置は、電子スイッチ１０を制御すると共にインピーダンス測定器１１及びキーボード１５から送られたきたデータを処理するマイクロプロセッサ１４をさらに有する。同装置は、分析結果を表示する表示ユニット１６をさらに有する。本発明の生体成分分析装置は、被測定者の体重を測定できるように体重測定センサ１８を備えている。こうして測定された体重に関する情報は、マイクロプロセッサ１４に入力される。次に、身長，年齢及び性別がキーボード１５を介して入力され、この結果、マイクロプロセッサ１４による体液（ＴＢＷ）量，非脂肪成分重量（ＦＦＭ）及び体脂肪率（％ＢＦ）の計算が可能になる。本発明の人体成分分析装置において、マイクロプロセッサ１４によって処理された結果は、表示ユニット１６に表示される。また、必要であれば、データを印刷すべくプリンタ１７が付加される。図４Ａ−図４Ｈは、本発明に基づいて測定される人体の各部位のインピーダンスを表す電気的回路を示す。図２及び図４を参照しつつ、異なる身体部位Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５の抵抗の測定方法を詳述する。図４Ａに示されるように、電子スイッチ１０が、マイクロプロセッサ１４のコマンドによって電極Ｅ２及び電極Ｅ４に関してオンになり、インピーダンス測定器１１で発生した電流が電極Ｅ２と電極Ｅ４との間を流れる。さらに、電子スイッチ１０が、マイクロプロセッサ１４のコマンドによって電極Ｅ１と電極Ｅ５との間で接続され、この結果、電極Ｅ１と電極Ｅ５との間の電圧を測定できる。そして、上述の電流及び電圧から抵抗Ｒ１を測定できる。図４Ｂに示されるように、電子スイッチ１０が、マイクロプロセッサ１４のコマンドによって電極Ｅ１と電極Ｅ３との間で接続され、インピーダンス測定器１１で発生した電流が電極Ｅ１と電極Ｅ３との間を流れる。さらに、電子スイッチ１０が、マイクロプロセッサ１４のコマンドによって電極Ｅ２と電極Ｅ６との間で接続され、この結果、電極Ｅ２と電極Ｅ６との間の電圧を測定できる。すると、それらの電流及び電圧から抵抗Ｒ１を測定できる。抵抗Ｒ１を測定する上で、もう一つの方法も可能である。図４Ｃに示されるように、電子スイッチ１０が、マイクロプロセッサ１４のコマンドによって電極Ｅ２及び電極Ｅ４との間で接続され、インピーダンス測定器１１で発生した電流が電極Ｅ２と電極Ｅ４との間を流れる。さらに、電子スイッチ１０が、マイクロプロセッサ１４のコマンドによって電極Ｅ１と電極Ｅ８との間で接続され、この結果、電極Ｅ１と電極Ｅ８との間の電圧を測定できる。そして、上述の電流及び電圧から抵抗Ｒ１を測定できる。抵抗Ｒ１を測定する上で、もう一つの方法も可能である。図４Ｄに示されるように、電子スイッチ１０が、マイクロプロセッサ１４のコマンドによって電極Ｅ２及び電極Ｅ４との間で接続され、インピーダンス測定器１１で発生した電流が電極Ｅ２と電極Ｅ４との間を流れる。さらに、電子スイッチ１０が、マイクロプロセッサ１４のコマンドによって電極Ｅ３と電極Ｅ７との間で接続され、この結果、電極Ｅ３と電極Ｅ７との間の電圧を測定できる。そして、上述の電流及び電圧から抵抗Ｒ２を測定できる。図４Ｅに示されるように、電子スイッチ１０が、マイクロプロセッサ１４のコマンドによって電極Ｅ４及び電極Ｅ８との間で接続され、インピーダンス測定器１１で発生した電流が電極Ｅ４と電極Ｅ８との間を流れる。さらに、電子スイッチ１０が、マイクロプロセッサ１４のコマンドによって電極Ｅ１と電極Ｅ５との間で接続され、この結果、電極Ｅ１と電極Ｅ５との間の電圧を測定できる。そして、上述の電流及び電圧から抵抗Ｒ５を測定できる。図４Ｆに示されるように、電子スイッチ１０が、マイクロプロセッサ１４のコマンドによって電極Ｅ６及び電極Ｅ８との間で接続され、インピーダンス測定器１１で発生した電流が電極Ｅ６と電極Ｅ８との間を流れる。さらに、電子スイッチ１０が、マイクロプロセッサ１４のコマンドによって電極Ｅ１と電極Ｅ５との間で接続され、この結果、電極Ｅ１と電極Ｅ５との間の電圧を測定できる。そして、上述の電流及び電圧から抵抗Ｒ３を測定できる。図４Ｇに示されるように、電子スイッチ１０が、マイクロプロセッサ１４のコマンドによって電極Ｅ６及び電極Ｅ８との間で接続され、インピーダンス測定器１１で発生した電流が電極Ｅ６と電極Ｅ８との間を流れる。さらに、電子スイッチ１０が、マイクロプロセッサ１４のコマンドによって電極Ｅ３と電極Ｅ７との間で接続され、この結果、電極Ｅ３と電極Ｅ７との間の電圧を測定できる。そして、上述の電流及び電圧から抵抗Ｒ４を測定できる。図４Ｈに示されるように、電子スイッチ１０が、マイクロプロセッサ１４のコマンドによって電極Ｅ２及び電極Ｅ４との間で接続され、インピーダンス測定器１１で発生した電流が電極Ｅ２と電極Ｅ４との間を流れる。さらに、電子スイッチ１０が、マイクロプロセッサ１４のコマンドによって電極Ｅ３と電極Ｅ７との間で接続され、この結果、電極Ｅ３と電極Ｅ７との間の電圧が測定できる。こうして、上述の電流及び電圧から全身の抵抗値を測定できる。図４Ａ〜図４Ｈには、電極Ｅ１〜電極Ｅ８のうちの２つの電極の間に電流を流すと共に他の２つの電極間の電圧を測定することにより身体各部位のインピーダンスを測定する例のみが示されている。こうした例以外にも、身体各部位のインピーダンスを測定する接続の仕方があることは、勿論である。本発明において、インピーダンス測定器１１は、８つの電極Ｅ１−Ｅ８に接続される。これらの８つの電極Ｅ１−Ｅ８は、電流電極あるいは電圧電極として機能する。電極Ｅ１及び電極Ｅ２は、マイクロプロセッサ１４のコマンドに従い、電子スイッチ１０によって、各々が異なって機能するように接続される。例えば、もし電極Ｅ１が電流電極ならば、電極Ｅ２は電圧電極となり、また、もし電極Ｅ２が電流電極ならば、電極Ｅ１は電圧電極となる。電圧電極Ｅ３及びＥ４も、各々が異なって機能するように用いられる。電極Ｅ５及び電極Ｅ６，電極Ｅ７及び電極Ｅ８も同様に用いられる。つまり、各電極Ｅ１〜Ｅ８は、電流電極または電圧電極のどちらか一方として機能する。図３に示されるように、もし電極Ｅ１，Ｅ３，Ｅ５，Ｅ７が電流電極として用いられるなら、電極Ｅ２，Ｅ４，Ｅ６，Ｅ８は電圧電極として用いられる。一方、もし電極Ｅ２，Ｅ４，Ｅ６，Ｅ８が電流電極として用いられるなら、電極Ｅ１，Ｅ３，Ｅ５，Ｅ７は電圧電極として用いられる。本発明のインピーダンス測定方法において、抵抗Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃ，及びＲｄの値が変化しても、人体部位別インピーダンス測定値に影響を与えない。つまり、被測定者が両足で電極Ｅ５〜Ｅ８の上に立つと共に両手で電極Ｅ１〜４を握った場合、たとえ電極と身体との間の接触位置が少しずれても、抵抗値Ｒ１〜Ｒ５の測定に影響を与えない。インピーダンスを人体部位別に測定する場合、電極Ｅ１〜Ｅ８とインピーダンス測定器１１との間の電気的接続を、上述の身体部位別の測定方法に従って何度も変更する必要がある。これを自動化すべく、電子スイッチ１０がマイクロプロセッサ１４によって開閉される。ところで、体重は、本発明の人体成分分析装置の足部電極Ｅ５−Ｅ８の下に設置された体重測定センサ１８によって測定される。測定された体重（のデータ）は、増幅器１９及びＡ／Ｄコンバータ１７を介してマイクロプロセッサ１４に送られる。また、インピーダンス測定器１７によって測定された抵抗値Ｒ１−Ｒ５も、増幅器１２及びＡ／Ｄコンバータ１７を介してマイクロプロセッサ１４に送られる。次に、（被測定者の）体重，年齢及び性別が、キーボード１５を介して入力され、これらのデータは、インターフェースを介してマイクロプロセッサ１４に送られる。すると、マイクロプロセッサ１４に格納（記憶）されたインピーダンス，身長，体重，年齢及び性別に基づき、体液（ＴＢＷ）量，非脂肪成分重量（ＦＦＭ），対脂肪率（％ＢＦ）及び細胞内外の体液分布比等の人体成分が分析される。分析された結果は、表示部ユニット１６に表示され、プリンタ１７によって印刷される。測定されたインピーダンスから人体成分を計算する例を、以下に述べる。左右の手足及び胴体は、長さ及び断面積がそれぞれ同じである５つのシリンダ形の導体とみなされる。この仮定に基づき、インピーダンスＲ１−Ｒ５が測定される。両手における並列接続抵抗値Ｒarm は、以下のように定義される。Ｒarm ＝（Ｒ１×Ｒ４）／（Ｒ３＋Ｒ４）（Ｉ）両足における並列接続抵抗値Ｒleg は以下のように定義される。Ｒleg ＝（Ｒ３×Ｒ４）／（Ｒ３＋Ｒ４）（II）胴体における抵抗値Ｒtrunk はＲ５と定義する。人体各部位に含まれている水分の量はＨｔ²／Ｒに比例する（Ｒは該当部位のインピーダンス値であり、Ｈｔは被測定者の身長である）。体全体に含まれている水分の量(Total Body Water ：ＴＢＷ)は各部位別水分量を合わせたもので、下記の式（III）のように表示される。ＴＢＷ＝Ｃ₁・Ｈｔ²／Ｒarm ＋Ｃ₂・Ｈｔ²／Ｒleg ＋Ｃ₃・Ｈｔ²／Ｒtrunk ＋Ｃ₄ （III）上記の式（III）において、Ｃ₁，Ｃ₂，Ｃ₃，及びＣ₄は最も好適な定数であり、重水希釈(D₂O dilution)法によって求めたＴＢＷから得ることができる。式（III）は、マイクロプロセッサ１４に格納されており、従って、ＴＢＷは演算されたＲarm ，Ｒleg ，Ｒtrunk 及びＨｔから得ることができる。上記の変数に加えて、性別，年齢を付加的な変数として用いてもよい。ＴＢＷ＝Ｃ₁・Ｈｔ²／Ｒarm ＋Ｃ₂・Ｈｔ²／Ｒleg ＋Ｃ₃・Ｈｔ²／Ｒtrunk ＋Ｃ₄・Sex ＋Ｃ₅・Age ＋Ｃ₆ （IV）上記の式（IV）において、性別は０を女性，１を男性とし、年齢は被測定者の年齢とする。非脂肪成分重量（ＦＦＭ）は、約７３％の水を含み、よって、ＦＦＭは下記の式（Ｖ）で定義される。ＦＦＭ＝ＴＢＷ／0.73 （Ｖ）体脂肪は比較的少量の水分しか含まないので、この含有水分量は無視する。よって、体脂肪（ＦＡＴ）は、下記の式（VI）に示されるように、体重（Ｗｔ）からＦＦＭを引いた値として定義される。よって、体脂肪率(Percent Body Fat ：％ＢＦ）は下記の式（VII）で表示される。ＦＡＴ＝Ｗｔ−ＦＦＭ（VI）％ＢＦ＝（Ｗｔ−ＦＦＭ）×１００／Ｗｔ（VII）上述の本発明によれば、特別に訓練された者に補助されなくても、被測定者自身がみずから両足を足部電極の上に乗せて立つと共に両手で手部電極棒を握ることにより、右掌，右手親指，左掌，左手親指，右足裏前方，右足裏後方，左足裏前方，及び左足裏後方を（８つの電極のうちの）それぞれ該当する電極に接触させることができる。従って、人体インピーダンスを８つの電極によって部位別に自動的に測定し、人体成分分析を精密且つ簡便に行うことができる。尚、本発明の範囲（下記の特許請求の範囲のみによって限定される）から逸脱しない限り、本発明に様々な変更及び修正を加えて良いことは、当業者であれば明らかであろう。

【手続補正書】【提出日】１９９８年１月２１日【補正内容】（１）明細書１頁１６行目「癌や血液透析による」を「癌や血液透析等に関連した」に訂正する。（２）明細書１ページ１７行目「その栄養不良状態を知るために、非脂肪成分（ＦＦＭ）の量が定期的に測定される。」を「（そうした栄養不良状態の）回復状況を判断したり、あるいははその進行を監視するために、非脂肪成分重量（ＦＦＭ）が定期的に測定される。」に訂正する。（３）明細書６頁４行目「図１は」を「図１Ａ〜図１Ｃは」に訂正する。（４）図面を全て新しい図面（図１Ａ〜図１Ｃ，図２，図３，図４Ａ〜図４Ｈ）に訂正する。（５）請求の範囲を別紙の通り訂正する。「請求の範囲１．人体成分を分析する方法であって、（ａ）８個の電極を設け、各電極を右の掌，右手の親指，左の掌，左手の親指，右足裏前方，右足裏後方，左足裏前方及び左足裏後方にそれぞれ接触させるステップと、（ｂ）２つの電流端子を有する電流発生器を設け、上記２つの電流端子の間で電流を発生させるステップと、（ｃ）２つの電圧端子を有する電圧メータを設け、上記２つの電圧端子の間で電圧低下を測定するステップと、（ｄ）上記電極と上記端子との間で接続及び切断を行う１組の自動電子スイッチをもたらすステップと、（ｅ）右足のインピーダンス，左足のインピーダンス，右腕のインピーダンス，左腕のインピーダンス，胴体のインピーダンスを含む全身のインピダンスを各部位ごとに、演算を一切行わずに測定するステップと、（ｆ）測定された各身体部位のインピーダンスに基づいて身体成分を分析するステップとを含む方法。２．上記電極のうちの４つを電流電極として用い、上記電極のうちの４つを電圧電極として用いる請求項１記載の方法。３．体重測定センサを用いて被測定者の体重を測定し、この体重測定センサによって検知されたデータをマイクロプロセッサに入力するステップをさらに含む請求項１記載の方法。４．被測定者の身長，年齢及び性別を、キーボードを介して上記マイクロプロセッサに入力するステップをさらに含む請求項１記載の方法。５．身体成分に関する分析値を表示部に表示するステップをさらに含む請求項１記載の方法。６．上記表示部のデータをプリンタで印刷するステップをさらに含む請求５記載の方法。７．生体電気インピーダンス方法に基づいて人体成分を分析する装置において、右の掌（てのひら），右手の親指，左の掌，左手の親指，右足裏前方，右足裏後方，左足裏前方及び左足裏後方に各々接触させるべく設けられた複数の電極と、上記電極のうちの２つの電極間に交流電流が流れた後に上記電極のうちの上記２つの電極間の電圧差を測定することにより、電圧−電流の比に基づいてインピーダンスを測定するインピーダンス測定器と、マイクロプロセッサと、上記電極と上記インピーダンス測定器との間の電気的接続を選択すべく、上記マイクロプロセッサによって制御される電子スイッチと、被測定者の体重を測定する体重センサと、被測定者の身長，年齢及び性別を入力するキーボードと、上記インピーダンス測定器及び上記体重センサを上記マイクロプロセッサにインターフェース接続するＡ／Ｄコンバータ及び増幅器とを含み、上記マイクロプロセッサが、上記電子スイッチを制御すると共に、上記インピーダンス測定器及び上記キーボードから送られてきたデータを処理する装置。８．上記マイクロプロセッサによって処理された結果を表示する表示部をさらに含む請求項７記載の装置。９．上記マイクロプロセッサによって処理された結果を印刷するプリンタをさらに含む請求項７記載の装置。１０．右親指及び右掌に接触させる上記電極が右手でこれを握るように構成され、左親指及び左掌に接触させる上記電極が左手でこれを握るように構成され、上記電極が、上記装置の本体に可撓性を有するワイヤを介して接続される請求項７記載の装置。」【図１】【図２】【図３】【図４】【図４】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ

Claims

【特許請求の範囲】１．生体電気インピーダンスの測定に基づき人体成分に関する各身体部位のインピーダンスを判断する方法が、（ａ）８個の電極Ｅ１〜Ｅ８を設け、各電極を右の掌，右手の親指，左の掌，左手の親指，右足裏前方，右足裏後方，左足裏前方及び左足裏後方にそれぞれ接触させるステップと、（ｂ）被測定者が掌（てのひら）及び親指用の電極Ｅ１−Ｅ４を手で握ると共に、足裏前方及び足裏後方用の電極Ｅ５−Ｅ８を裸足で踏んで立つことにより、被測定者と上記電極Ｅ１−Ｅ８との間に電気的接触をもたらすステップと、（ｃ）マイクロプロセッサのコマンドによって、上記電極Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４，Ｅ５，Ｅ６，Ｅ７，Ｅ８のうちの２つの電流電極を電子スイッチ１０に接続し、上記２つの電流電極の間に交流電流を流すステップと、（ｄ）上記マイクロプロセッサのコマンドによって、上記電極Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４，Ｅ５，Ｅ６，Ｄ７，Ｅ８のうちの上記２つの電流電極以外の２つの電圧電極を上記電子スイッチ１０に接続し、上記２つの電圧電極によって選択された身体部位間の電圧差を測定するステップと、（ｅ）インピーダンス測定器によって測定された電流及び電圧に基づいて、身体部位と身体部位との間の各インピーダンスＲ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５を測定するステップと、（ｆ）ステップ（ｃ）からステップ（ｅ）を繰り返し、右手Ｒ１，左手Ｒ２，右足Ｒ３，左足Ｒ４及び胴体Ｒ５に関して身体部位ごとのインピーダンスを測定するステップとを含むことを特徴とする方法。２．上記電極Ｅ１，Ｅ３，Ｅ５，Ｅ７が電流電極として用いられ、上記電極Ｅ２，Ｅ４，Ｅ６，Ｅ８が電圧電極として用いられる請求項１記載の方法。３．上記電極Ｅ１，Ｅ３，Ｅ５，Ｅ７が電圧電極として用いられ、上記電極Ｅ２，Ｅ４，Ｅ６，Ｅ８が電流電極として用いられる請求項１記載の方法。４．生体電気インピーダンスの測定に基づき生体成分を判断する方法が、（ａ）８個の電極Ｅ１〜Ｅ８を設け、各電極を右の掌，右手の親指，左の掌，左手の親指，右足裏前方，右足裏後方，左足裏前方及び左足裏後方にそれぞれ接触させるステップと、（ｂ）被測定者が掌（てのひら）及び親指用の電極Ｅ１−Ｅ４を手で握ると共に、足裏前方及び足裏後方用の電極Ｅ５−Ｅ８を裸足で踏んで立つことにより、被測定者と上記電極Ｅ１−Ｅ８との間に電気的接触をもたらすステップと、（ｃ）マイクロプロセッサのコマンドによって、上記電極Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４，Ｅ５，Ｅ６，Ｅ７，Ｅ８のうちの２つの電流電極を電子スイッチ１０に接続し、上記２つの電流電極の間に交流電流を流すステップと、（ｄ）上記マイクロプロセッサのコマンドによって、上記電極Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４，Ｅ５，Ｅ６，Ｄ７，Ｅ８のうちの上記２つの電流電極以外の２つの電圧電極を上記電子スイッチ１０に接続し、上記２つの電圧電極によって選択された身体部位間の電圧差を測定するステップと、（ｅ）インピーダンス測定器によって測定された電流及び電圧に基づいて、身体部位と身体部位との間の各インピーダンスＲ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５を測定するステップと、（ｆ）ステップ（ｃ）からステップ（ｅ）を繰り返し、右手Ｒ１，左手Ｒ２，右足Ｒ３，左足Ｒ４及び胴体Ｒ５に関して身体部位ごとのインピーダンスを測定するステップと、（ｇ）測定された上記身体部位ごとのインピーダンスに基づいて生体成分を演算するステップとを含むことを特徴とする方法。５．体重測定センサによって体重を測定し、上記体重を表すデータが上記マイクロプロセッサに入力されるステップをさらに含む請求項４記載の方法。６．被測定者の身長，年齢及び性別をキーボードを介して上記マイクロプロセッサに入力するステップをさらに含む請求項５記載の方法。７．生体成分の分析結果を表示ユニットに表示するステップをさらに含む請求項６記載の方法。８．生体成分の分析結果をプリンタで印刷するステップをさらに含む請求項７記載の方法。９．生体電気インピーダンス方法に基づいて人体成分を分析する装置において、右の掌（Ｅ１），右手の親指（Ｅ２），左の掌（Ｅ３），左手の親指（Ｅ４），右足裏前方（Ｅ５），右足裏後方（Ｅ６），左足裏前方（Ｅ７）及び左足裏後方（Ｅ８）に各々接触させるべく設けられた８個の金属板電極Ｅ１〜Ｅ８と、上記電極Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４，Ｅ５，Ｅ６，Ｅ７，Ｅ８のうちの２つの電流電極間に流された交流電流と、上記電極Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４，Ｅ５，Ｅ６，Ｄ７，Ｅ８のうちの上記２つの電流電極以外の２つの電圧電極によって選択された身体部位間で測定された電圧差とに基づいて、各身体部位ごとにインピーダンスを測定するインピーダンス測定器と、上記２つの電流電極と上記２つの電圧電極とをそれぞれ接続すべく、マイクロプロセッサによって制御される電子スイッチと、上記電子スイッチを制御すると共に上記インピーダンス測定器から送られてきたデータを処理するマイクロプロセッサと、上記インピーダンス測定器を上記マイクロプロセッサにインターフェース接続するＡ／Ｄコンバータ及び増幅器とを含むことを特徴とする装置。１０．被測定者の体重を測定する体重測定センサをさらに有する請求項１０記載の装置。１０（１１）．被測定者の身長，年齢及び性別を入力するキーボードをさらに有する請求項１０記載の装置。１２．上記マイクロプロセッサによって処理された分析結果を表示する表示ユニットをさらに含む請求項１１記載の装置。１３．上記マイクロプロセッサによって処理された分析結果を印刷するプリンタをさらに含む請求項１２記載の装置。