JPH11244251A - 生体インピーダンス計測装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 測定者の体格の大小にかかわらず生体と電極
部とを確実に接触させ、正確な測定を短時間で実行でき
る生体インピーダンス計測装置を提供する。 【解決手段】 本体２０は手で握る把持部２１，２２を
有し、把持部２１，２２にそれぞれ２つの電極部２５，
２６、２７，２８が離隔して設けられ、電極部２５，２
７にそれぞれ２つの生体検知センサ３１，３２、３４，
３５が配置され、電極部２６，２８にそれぞれ１つの生
体検知センサ３３，３６が配置されている。把持部２
１，２２を手で握ると、生体検知センサ３１〜３６によ
り手と電極部２５〜２８との接触状況が検知される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、体脂肪計等に組み
込まれる生体インピーダンス計測装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、例えば生体の電気抵抗（インピー
ダンス）情報を利用した体脂肪計が一般家庭に普及しつ
つある。この原理を利用した体脂肪計において、生体内
のインピーダンスを測定するためには、４部分に分割さ
れた電極部と手や足等の生体とが接触することが必要で
ある。又、正確に測定するためには、生体と電極部とが
正しく接触した状態を測定期間中に一定に保つことが必
要である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
体脂肪計では、次の問題点〜がある。 ４つの電極部の位置が固定されているため、測定者の
体格の大小により電極部と生体との接触面が位置ずれを
起こしたりする。 生体が電極部に完全に接触していない場合は測定不可
能であるが、２つの電極部にのみ接触している場合で
も、測定が実行される可能性があり、不正確な測定結果
を導く。 測定時間は約１０秒以内であり、非常に短時間である
が、測定中に生体と電極部との接触状況が変化すると、
正確に計れなかったり、測定時間が長引いたりする。

【０００４】従って、本発明は、そのような問題点〜
に着目してなされたもので、測定者の体格の大小にか
かわらず生体と電極部とを確実に接触させ、正確な測定
を短時間で実行できる生体インピーダンス計測装置を提
供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の請求項１記載の生体インピーダンス計測装
置は、４つの電極部を備え、これら４つの電極部に生体
を接触させた状態で生体の電気抵抗（インピーダンス）
を測定するものにおいて、各電極部に生体検知センサを
設け、この生体検知センサにより各電極部のセンサ出力
変化を検知し、その出力変化に応じて生体インピーダン
スの測定を開始するか否かを判断する機能を有すること
を特徴とする。

【０００６】この計測装置では、各電極部に生体検知セ
ンサが設けられているので、生体と電極部との接触状況
を生体検知センサで正確に把握することができる。つま
り、生体を電極部に接触させることで、生体は生体検知
センサにも接触することになる。従って、生体検知セン
サにより各電極部のセンサ出力変化を検知し、その出力
変化（即ち生体と電極部との接触状況の変化）に応じて
生体インピーダンスの測定を開始するか否かを判断する
ことで、生体と電極部とが正しく接触した状態にあると
きだけ測定を開始することができるので、測定者の体格
の大小にかかわらず、正確な測定を短時間で実行できる
ようになる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施の形態に基づ
いて説明する。なお、本発明の生体インピーダンス計測
装置は、前記したように体脂肪計等に組み込まれるもの
であるが、この実施形態では、体脂肪計を取り上げる。
但し、体脂肪計は基本的には従来のものと同様の構成で
あるので、特徴部分を中心に説明する。

【０００８】図１に、実施形態に係る生体インピーダン
ス計測装置を組み込んだ体脂肪計の基本ハード構成をブ
ロック図で示す。この体脂肪計は、それぞれ生体検知セ
ンサとして光センサ１０（ａ〜ｄ）を内蔵する４つの電
極部（電極部１）と、電極部１の各光センサ１０（ａ〜
ｄ）の出力を受信する出力受信部２と、出力受信部２か
らのセンサの出力変化に基づいて生体インピーダンスの
測定を開始するか否かを判断する機能、センサ出力変化
に基づき、４つの電極部と生体とが正しく接触していな
いと判定した場合に、その旨を報知する機能及び／又は
測定を止める機能等を有する測定制御部３と、得られた
生体の電気抵抗（インピーダンス）情報から体脂肪を算
出する機能等を有する体脂肪計測定部４とを備える。電
極部１は、４部分に分割された電極部で構成され、各電
極部にそれぞれ光センサ１０（ａ〜ｄ）が設けられてい
る。

【０００９】各電極部の光センサ１０（ａ〜ｄ）の出力
信号の出力例を図２に、その出力信号に基づいて生体イ
ンピーダンスの測定を開始するか否か（即ち体脂肪を算
出するか否か）の基本フローを図３に示す。図２におい
て、黒塗りの楕円形が生体と電極部とが正しく接触して
いる場合（遮光状態の場合）を、白抜きの楕円形が生体
と電極部とが正しく接触していない場合（透光状態の場
合）を表す。光センサの開放されていた部分が生体と電
極部との接触により遮光されたか否かにより、生体と電
極部が正しく接触している場合とそうでない場合を判断
する。

【００１０】図３のフロー図において、ステップ（以
下、ＳＴと略す）１で出力受信部２に４つのセンサ出力
が取り込まれた後、次のＳＴ２における測定制御部３で
は、出力受信部２からの４つの信号に基づき「４つの電
極部の全てが遮蔽されている」と判断された場合にの
み、体脂肪計測定部４により生体インピーダンスの測定
を開始し、得られたインピーダンス情報から体脂肪を算
出する（ＳＴ３）。４つの信号の全てが上記一定条件を
満足しない場合は、生体と電極部が正しく接触していな
いと判断し、生体インピーダンスの測定を中止する。

【００１１】体脂肪計の具体的な形態の一例を図４（部
分斜視図）及び図５（全体斜視図）に示す。図４に示す
体脂肪計は、本体２０がそれぞれ片手Ｈで握るために間
隔を置いて位置する一対の把持部２１，２２を有するも
のであり、両手を身体に対してほぼ９０°の水平方向に
真っ直ぐに伸ばして把持部２１，２２を握った状態で体
脂肪測定を行うものである。把持部２１，２２は、それ
ぞれ上下に離隔して２つの電極部２５，２６、２７，２
８を有し、把持部２１，２２を手Ｈで握ることで、手Ｈ
が電極部２５，２６、２７，２８に接触し、生体の電気
抵抗（インピーダンス）が測定可能となる。

【００１２】各電極部２５，２６、２７，２８には、全
部で６つの生体検知センサ（光センサ）３１〜３６が設
けられている。ここでは、上の２つの電極部２５，２７
には、それぞれ内面（生体対向面）に生体検知センサ３
１，３４が、外側面に生体検知センサ３２，３５（セン
サ３２は図面に現れず）が配置され、下の２つの電極部
２６，２８には、それぞれ外側面に生体検知センサ３
３，３６（センサ３３は図面に現れず）が配置されてい
る。つまり、電極部２５，２７にはそれぞれ２つの生体
検知センサ３１，３２、３４，３５が、電極部２６，２
８にはそれぞれ１つの生体検知センサ３３、３６が配置
されている。

【００１３】４つの電極部２５，２６、２７，２８に対
して上記のように生体検知センサ３１〜３６を配置する
のは、次の観点からである。即ち、電極部を握った場
合、手の大きさや形によって電極部と掌との密着度には
個人差がある。しかし、図４に電極部を手で握った状態
を示すように、上の電極部２５，２７においては、個人
差によらず人間工学的に大半の人の手は内面と外側面に
接触するため、図５に示すように上の電極部２５，２７
に対しては、その内面と外側面に生体検知センサ３１，
３２、３４，３５を配置する。又、下の電極部２６，２
８においては、大半の人の手は外側面に接触するため、
下の電極部２６，２８に対しては、その外側面に生体検
知センサ３３、３６を配置する。それにより、生体
（手）と各電極部２５〜２８との接触状況をより正確に
検知することが可能になる。

【００１４】更に、生体検知センサ３１〜３６は、上下
の電極部２５，２７、２６，２８の相互の対向端縁寄り
の位置に配置されている。こうすることで、手と生体検
知センサ３１〜３６との接触がより一層確実になり、生
体と電極部との接触状況を更に正確に検知できるように
なる。上記体脂肪計は手を利用するタイプであるが、足
を利用するタイプの場合には、次のように構成する。図
６において、足Ｆを床に付けて立った場合、一般に踵部
ｆａと足指の付け根部ｆｂが床面に接触する。そこで、
図７に示す体脂肪計は、両足を載せるための足載せ台４
０を備えるものであり、ここでは、足載せ台４０におい
て足の踵部が接触する付近に足置き基準点６０が設定さ
れ、この足置き基準点６０を基準にして足置き位置６
１，６２が設定されている。又、足置き基準点６０に電
極部４６，４８の後方端縁を位置決めして、４つの電極
部４５〜４８が２行２列状に互いに離隔して足載せ台４
０に設けられている。足指の付け根部が接触する２つの
電極部４５，４７には、それぞれ２つの生体検知センサ
５１，５２、５４，５５が配置され、足の踵部が接触す
る２つの電極部４６，４８には、それぞれ足置き基準点
６０に整合させて１つの生体検知センサ５３，５６が配
置されている。

【００１５】足指の付け根部と踵部との距離は大人と小
人等のように個人差が大きいが、そのような足の大小に
かかわらず、４つの電極部４５〜４８に対して上記のよ
うに生体検知センサ５１〜５６を配置することで、足の
踵部が生体検知センサ５３，５６に確実に接触し、足指
の付け根部が小さい足の場合には生体検知センサ５２，
５５に、大きい足の場合には生体検知センサ５１，５４
に確実に接触する。これにより、生体（足）と電極部４
５〜４８との接触状況をより正確に検知することが可能
になる。

【００１６】上記図５や図７に示す体脂肪計の動作フロ
ーの別例を図８に示す。図８のフロー図は、図３のフロ
ー図と基本的に同じであるが（ＳＴ１とＳＴ１１、ＳＴ
２とＳＴ１２、ＳＴ３とＳＴ１４が対等）、４つの電極
部と生体とが正しく接触していないと判定した場合に、
図３のフロー図では生体インピーダンスの測定を中止す
るが、図８のフロー図では報知機能部により、例えば
「動かないでください」の文字が表示画面に表示され
（ＳＴ１３）、そのままでは正しい測定ができない旨を
知らせる。

【００１７】勿論、表示文字は上記の他、図５の体脂肪
計の場合は「正しく握ってください」、図７の体脂肪計
の場合は「足置き位置に載ってください」等の文字表示
でもよい。或いは、図５の体脂肪計の場合には、図９の
（ａ）のような図を、図７の体脂肪計の場合には、図９
の（ｂ）のような図を表示したり、内蔵されたブザーを
鳴らしたり、体脂肪計本体の一部又は表示画面に設けら
れたＬＥＤ等の発光素子を点灯（又は点滅）させたりし
ても構わない。

【００１８】図５に示すタイプの体脂肪計において、手
で握る位置が変化したときの信号例と、その信号に基づ
く動作の流れを図１０に示す。例えば生体検知センサが
光センサである場合、正しい握り状態で測定が開始し、
測定中に手を動かしたため握り状態が変化すれば、各電
極部からの受信信号が変化するため、その変化を測定制
御部が検知して、測定を中断又は中止して、警報報知部
により表示画面に「動かないでください。もう一度、握
り直してください。」等の文字を表示し、握り状態の正
常化を促すようにする。勿論、前記したように、文字の
表示に代えて、図の表示、発音、発光等により握り状態
の正常化を促してもよい。

【００１９】なお、図７に示す体脂肪計では、足載せ台
４０において足の踵部が接触する付近に足置き基準点６
０が設定されているが、足の爪先部が接触する付近に足
置き基準点を設定しても構わない。この場合、足指の付
け根部に対応する電極部にはそれぞれ１つの生体検知セ
ンサを配置し、足の踵部に対応する電極部にはそれぞれ
２つの生体検知センサを配置すれば、同様に足の大小に
よらず、足指の付け根部及び踵部が生体検知センサに確
実に接触し、足と電極部との接触状況を正確に検知でき
る。

【００２０】又、上記実施形態には示していないが、４
つの電極部と生体とが正しく接触していると判定した場
合に、自動的に電源がＯＮになるようにしてもよいし、
或いは４つの電極部と生体とが正しく接触していると判
定し、且つ測定に必要なパラメータ（身長、体重、年
齢、性別等の体脂肪測定に必要なもの）の入力が完了し
た場合に、生体インピーダンスの測定を自動的に開始す
るようにしてもよい。

【００２１】更には、図５の体脂肪計では、把持部２
１，２２にそれぞれ２つの電極部２５，２６、２７，２
８が設けられ、図７の体脂肪計では、足置き位置６１，
６２にそれぞれ２つの電極部４５，４６、４７，４８が
設けられているが、それぞれ３つ以上の複数の電極部に
分割し、各電極部に生体検知センサを設けることで、よ
り検知誤認が起こらないようにすることができる。

【００２２】

【発明の効果】本発明の生体インピーダンス計測装置
は、以上説明したように構成されるので、下記の効果を
有する。 （１）請求項１〜５の構成によれば、測定者の体格（手
や足）の大小にかかわらず生体と電極部とを確実に接触
させ、正確な測定を短時間で実行できる。 （２）請求項６の構成によれば、生体と電極部との接触
状態が正しくないことを測定者に知らせることができる
ので、測定時間を短縮することができる。 （３）請求項７の構成によれば、測定時間を短縮するこ
とができると共に、精度的に信頼性の劣る測定を行わず
に済む。 （４）請求項８の構成によれば、測定者が電源をＯＮに
する必要がなく、測定開始までの操作がより簡易にな
る。 （５）請求項９の構成によれば、測定に必要な体勢及び
情報が整わないと測定が開始しないので、精度的に信頼
性の劣る測定を行わずに済む。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態に係る生体インピーダンス計測装置を
組み込んだ体脂肪計の基本ハード構成を示すブロック図
である。

【図２】体脂肪計において生体検知センサを光センサと
した場合の出力信号の出力例を示す図である。

【図３】体脂肪計の動作の一例を示す基本フロー図であ
る。

【図４】手を利用して体脂肪を測定する体脂肪計の把持
部を手で握った場合の部分斜視図である。

【図５】手を利用して体脂肪を測定する体脂肪計の一例
を示す斜視図である。

【図６】足と床との接触状態を説明するための図であ
る。

【図７】足を利用して体脂肪を測定する体脂肪計の一例
を示す平面図である。

【図８】体脂肪計の動作の別例を示す基本フロー図であ
る。

【図９】体脂肪計において生体と電極部との接触状態が
正常でない場合に表示される図の一例を示す図である。

【図１０】手を利用して体脂肪を測定する体脂肪計にお
いて、手で握る位置が変化したときの信号例と、その信
号に基づく動作の流れを示す図である。

【符号の説明】

１ 電極部 ２ 出力受信部 ３ 測定制御部 ４ 体脂肪計測定部 ２１，２２ 把持部 ２５〜２８ 電極部 ３１〜３６ 生体検知センサ ４５〜４８ 電極部 ５１〜５６ 生体検知センサ ６０ 足置き基準点

フロントページの続き (72)発明者 西村 敏美 京都市右京区山ノ内山ノ下町24番地 株式 会社オムロンライフサイエンス研究所内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】４つの電極部を備え、これら４つの電極部
   に生体を接触させた状態で生体の電気抵抗（インピーダ
   ンス）を測定する生体インピーダンス計測装置におい
   て、 各電極部に生体検知センサを設け、この生体検知センサ
   により各電極部のセンサ出力変化を検知し、その出力変
   化に応じて生体インピーダンスの測定を開始するか否か
   を判断する機能を有することを特徴とする生体インピー
   ダンス計測装置。
2. 【請求項２】両手で握るために間隔を置いて位置する一
   対の把持部を備え、前記電極部は各把持部にそれぞれ上
   下に少なくとも１つずつ離隔して設けられ、前記生体検
   知センサは、各把持部の上の電極部にはそれぞれ内面
   （生体対向面）と外側面に少なくとも１つずつ配置さ
   れ、各把持部の下の電極部にはそれぞれ外側面に少なく
   とも１つずつ配置されていることを特徴とする請求項１
   記載の生体インピーダンス計測装置。
3. 【請求項３】前記生体検知センサは、上下の電極部の相
   互の対向端縁寄りの位置に配置されていることを特徴と
   する請求項２記載の生体インピーダンス計測装置。
4. 【請求項４】両足を載せるための足載せ台を備え、この
   足載せ台における足の踵部が接触する付近を足置き基準
   点とする場合に、前記電極部は、後方の２つの電極部を
   前記足置き基準点に整合させて足載せ台に２行２列状に
   互いに離隔して設けられ、前記生体検知センサは、足の
   踵部が接触する２つの電極部にはそれぞれ前記足置き基
   準点に整合させて少なくとも１つずつ配置され、足指の
   付け根部が接触する２つの電極部にはそれぞれ少なくと
   も１つずつ配置されていることを特徴とする請求項１記
   載の生体インピーダンス計測装置。
5. 【請求項５】両足を載せるための足載せ台を備え、この
   足載せ台における足の爪先部が接触する付近を足置き基
   準点とする場合に、前記電極部は、前方の２つの電極部
   を前記足置き基準点に整合させて足載せ台に２行２列状
   に互いに離隔して設けられ、前記生体検知センサは、足
   指の付け根部が接触する２つの電極部にはそれぞれ前記
   足置き基準点に整合させて少なくとも１つずつ配置さ
   れ、足の踵部が接触する２つの電極部にはそれぞれ少な
   くとも１つずつ配置されていることを特徴とする請求項
   １記載の生体インピーダンス計測装置。
6. 【請求項６】前記生体検知センサによる各電極部のセン
   サ出力変化に基づき、４つの電極部と生体とが正しく接
   触していないと判定した場合に、その旨を報知する機能
   を備えることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項
   ３、請求項４又は請求項５記載の生体インピーダンス計
   測装置。
7. 【請求項７】生体インピーダンスの測定中に前記生体検
   知センサによる各電極部のセンサ出力変化に基づき、４
   つの電極部と生体とが正しく接触していないと判定した
   場合に、その旨を報知する機能及び／又は測定を止める
   機能を備えることを特徴とする請求項１、請求項２、請
   求項３、請求項４、請求項５又は請求項６記載の生体イ
   ンピーダンス計測装置。
8. 【請求項８】前記生体検知センサによる各電極部のセン
   サ出力変化に基づき、４つの電極部と生体とが正しく接
   触していると判定した場合に、自動的に電源がＯＮにな
   ることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、請
   求項４、請求項５、請求項６又は請求項７記載の生体イ
   ンピーダンス計測装置。
9. 【請求項９】前記生体検知センサによる各電極部のセン
   サ出力変化に基づき、４つの電極部と生体とが正しく接
   触していると判定し、且つ測定に必要なパラメータの入
   力が完了した場合に、生体インピーダンスの測定を自動
   的に開始することを特徴とする請求項１、請求項２、請
   求項３、請求項４、請求項５、請求項６、請求項７又は
   請求項８記載の生体インピーダンス計測装置。