JPH11309123A

JPH11309123A - 生体脂肪測定器

Info

Publication number: JPH11309123A
Application number: JP10120237A
Authority: JP
Inventors: Eiji Kasai; 英治笠井
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1998-04-30
Filing date: 1998-04-30
Publication date: 1999-11-09

Abstract

(57)【要約】【課題】測定が簡易に行え、高精度な測定が可能であ
り、測定時に不快感を与えない。【解決手段】発振部１１から高周波信号を発振し、伝
送部１７、共振回路１４を経て、一対の電極１５ａ、１
５ｂに印加する。この高周波信号の印加により、電極１
５ａ、１５ｂを通して生体に高周波電流が流れ、共振回
路１４には生体の高周波電流に応じた、つまり脂肪に応
じたレベルの信号が得られ、検出部１８で検出され、こ
の信号は信号変換部１９で脂肪の厚さ、あるいは体脂肪
率に変換されて、表示部２０で表示される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、生体の脂肪を測
定する生体脂肪測定器に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、生体の皮脂厚の測定には、栄研式
皮脂厚計（キャリパー）やプローブを体に接触させて測
定を行う超音波法皮脂厚計を使用したものがある。ま
た、体脂肪の測定には、水中体重を測定する方法やＤＥ
ＸＡ（Ｘ線）、ＭＲＩ、水分法（重水法）、空気置換
法、ＢＩ法（５０ＫＨｚを使用し、腕や足のインピーダ
ンスを測定し、体脂肪との相関を求める方法）等、種々
の方法がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の体脂肪
測定方法で、キャリパーは、安価で測定操作は簡便であ
るが、測定部は皮膚と皮下脂肪を挟める部位に限定さ
れ、さらに測定時の姿勢は制限されるため、自己測定は
不可能である。超音波式は、測定誤差は少ないものの、
装置が大型でプローブと皮膚の間にゲル状の接触部材を
設けなければならず、煩雑さと不快感を伴う。

【０００４】体脂肪の測定は、ＢＩ法を除いて、全て大
型装置で高額である。また、ＢＩ法は基本的に相関を求
めるものであり、精度に難があるという問題がある。こ
の発明は上記問題点に着目してなされたものであって、
測定が簡易に行え、高精度な測定が可能な上に、測定時
の不快感を与えない生体脂肪測定器を提供することを目
的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明の生体脂肪測定
器は、少なくとも一対の電極と、この電極を介して所望
の測定部位に高周波電力を印加する高周波電力源と、生
体に流れる高周波電流を検出する高周波電流検出手段
と、検出された電流から体脂肪を求める手段と、を備え
ている。

【０００６】ここで、この発明の採用する測定原理につ
いて説明する。図１に示すように、生体１に一対の電極
２、３を介して、高周波発振器４より高周波電力を印加
すると、電流（破線矢印で示す）は生体１内を膨らみな
がら電極２、３間を流れる。電流密度の一番高い部分
は、電極２、３直下の脂肪層５である。図１を等価回路
で示すと、図２の回路となる。また、脂肪のインピーダ
ンスは、他組織と比較して１０倍〜１５倍あり、インピ
ーダンスの高い脂肪に電流が流れるので、図２におい
て、ｒ_a、ｒ_bは電極近傍の生体インピーダンスであ
り、インピーダンスが高く、電流密度も高い。ｒ_cは生
体内部のインピーダンスであり、インピーダンスが低
く、電流は粗である。そのため、電極から見た全体のイ
ンピーダンスは、脂肪の厚さにほぼ比例する。それゆ
え、高周波電力を生体に印加し、流れる電流あるいはイ
ンピーダンスを測定することにより、脂肪を測定するこ
とができる。

【０００７】図３に示すように、電極２、３を生体１の
局部に配置し、局部的に高周波電流を流す場合も同様で
あり、局部的に脂肪を測定できる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、実施の形態により、この発
明をさらに詳細に説明する。図４は、この発明の一実施
形態生体脂肪測定器の構成を示すブロック図である。こ
の実施形態生体脂肪測定器は、高周波信号を発振する発
振部１１と、共振用コイル１２ａ、１２ｂと実数トラン
ス１３とからなる共振回路１４と、共振用コイル１２
ａ、１２ｂに接続される電極１５ａ、１５ｂと、発振器
１１からの高周波信号を電極部１６に伝送する伝送部１
７と、電極部１６からの脂肪状況に応じた信号を出力す
る検出部１８と、この検出部１８から出力される信号を
脂肪の厚さや体脂肪率に変換する信号変換部１９と、こ
の信号変換部１９からの出力を表示する表示部２０とを
備えている。

【０００９】この実施形態生体脂肪測定器では、発振部
１１より伝送部１７を介して電極部１６に高周波信号か
ら伝送される。電極１５ａ、１５ｂ間の生体の脂肪状態
に応じて、共振回路１４の共振特性が変化し、その共振
状態に応じた信号が検出部１８より出力される。これは
脂肪状態に応じた信号であり、信号変換部１９で脂肪の
厚さ、あるいは体脂肪率に変換されて、表示部２０に表
示される。

【００１０】なお、脂肪のインピーダンスが他組織と比
較して、著しく高いのは１００ＭＨｚ程度までである。
また、数十ＭＨｚ以上では、電極を分離構造とし、給電
線で給電した場合、給電線の誤差要因が増大し、測定精
度に問題が生じる。したがって、使用周波数帯は高周波
範囲である０．１ＭＨｚ〜１００ＭＨｚである。また、
検出部１８における信号検出は、高周波電流のみなら
ず、他のパラメータでもよい。例えば、インピーダンス
の実数値（純抵抗分）、電圧値、ＳＷＲ、反射波電力等
であってもよい。これは、以下の実施形態においても同
様である。また、電極１５ａ、１５ｂは生体に密着さ
せ、接触抵抗を減少させる必要がある。電極の数は２枚
以上で、自由に設計可能である。生体と電極は給電線を
含めて、使用周波数で共振していることが必要である。
インピーダンスには、実数と虚数があるが、共振時は虚
数が±０となり、位相を考慮する必要がなくなる。回路
規模やコストや精度面で有効である。

【００１１】図５は、この発明の他の実施形態生体脂肪
測定器の構成を示すブロック図である。図４の回路と比
して、信号変換部１９をＡ／Ｄ変換器とＣＰＵで構成
し、共振回路１４にバリキャップ２１ａ、２１ｂを備
え、発振部１１の発振周波数は単一とし、測定毎に信号
変換部１９からＤ／Ａ変換部２２を介して、バリキャッ
プ２１ａ、２１ｂに電圧を印加し、バリキャップ２１
ａ、２１ｂの容量を調整し、使用周波数での共振を取
る。つまり、常に発振器１１の発振周波数に電極部１６
が共振できるように制御する。

【００１２】これらは、温度特性や給電線の乱れ等の共
振ズレを防止できる。検出器出力の処理方法は、電圧や
電流の場合は、最大値となるポイントが共振点であり、
反射波やＳＷＲは最小値となるポイントが共振点であ
る。図６は、この発明のさらに他の実施形態生体脂肪測
定器を示すブロック図である。この実施形態生体脂肪測
定器では、発振部１１でＰＬＬ、バリキャップ等によ
り、発振周波数を掃引できるようにしており、信号変換
部１９のＣＰＵよりの指令で、周波数がスキャンされる
高周波信号を伝送部１７を介して、電極部１６に伝送
し、検出部１８の出力信号から共振周波数を探索する。
共振周波数での検出器出力レベルを読取り、皮下脂肪や
体脂肪に換算する。検出部出力信号の処理方法は図５の
回路と同様である。

【００１３】図７は、この発明のさらに他の実施形態生
体脂肪検出器の外観を示す斜視図である。この実施形態
生体脂肪測定器は、測定器本体３１と電極１５ａ、１５
ｂを分離したものである。測定器本体３１には、電極１
５ａ、１５ｂ以外の回路部が収納され、電極１５ａ、１
５ｂと測定器本体３１とは給電線３２で接続されてい
る。電極１５ａ、１５ｂは測定器本体３１と離れている
ので、生体への装着が簡便となり、腹部測定において一
人でも測定できる。

【００１４】図８は、この発明のさらに他の実施形態生
体脂肪測定器の電極及び給電線を示す図である。一般
に、生体のインピーダンスは５Ω〜１５Ωであり、電極
と給電線のインピーダンスを整合させるため、平行線も
しくは捩った線を使用することが望ましい。この実施形
態では、給電線３２の一部３２ａを、２線が被覆材で被
覆されたものを使用している。これにより、２線は平行
線あるいは捩った線となり、線間インピーダンスを下
げ、電極のインピーダンスの乱れを最小限に抑える。

【００１５】図９は、この発明のさらに他の実施形態生
体脂肪測定器の外観斜視図である。この実施形態生体脂
肪測定器は、電極１５ａ、１５ｂを帯３３の中に組み込
んだものであり、帯３３の電極１５ａ、１５ｂと測定器
本体３１を給電線３２で接続している。帯３３に代え
て、電極１５ａ、１５ｂが図７に示す如きものである粘
着パット式のものも使用できるよう帯３３と粘着パット
とを併用してもよい。この実施形態のものでは、電極の
位置決めや装着が簡単になり、また、帯を締め付けるこ
とで、電極と生体の密着性が向上し、測定誤差が小さく
なる。

【００１６】図１０は、この発明のさらに他の実施形態
生体脂肪測定器の外観斜視図である。この実施形態生体
脂肪測定器は、基本的な構成は図９のものと同様である
が、帯３３中の電極１５ａ、１５ｂの背面にエアバッグ
３４ａ、３４ｂを設けている。これを加圧ポンプ３５に
より、エアバッグ３４ａ、３４ｂを加圧する。加圧ポン
プ３５は電動でもよい。また、帯３３中にポンプの機能
を入れてもよいし、エアバッグ３４ａ、３４ｂは帯全体
に設けてもよい。

【００１７】この実施形態によれば、加圧により、電極
と生体の密着性がより向上し、精度の良い測定が可能と
なる。図１１は、この発明のさらに他の実施形態生体脂
肪測定器の外観斜視図である。この実施形態生体脂肪測
定器は、測定器本体３１と電極１５ａ、１５ｂを一体的
に形成したものであり、本体３１の一面、例えば本体３
１の長手方向の手前端面３１ａに配置している。この実
施形態によれば、電極１５ａ、１５ｂが近接し、かつ両
者間の距離を一定に保てるので、生体の一部分の部分的
脂肪厚の測定に便利である。給電線や粘着シートが不要
であり、小型で取扱いが楽である。

【００１８】図１２は、この発明のさらに他の実施形態
生体脂肪測定器の外観正面図である。この実施形態生体
脂肪測定器は、測定器本体３１の側端３１ａに電極１５
ａ、１５ｂを設ける点で、図１１に示すものと同じであ
る。端面３１ａに、電極１５ａ、１５ｂの形状を生体に
装着した時に、電極が生体に密着するように、平均的人
の腹の曲面（Ｒ）を付けた凹面状に湾曲部を設けた点に
特徴がある。生体と電極の密着性が向上し、測定誤差が
少なくなる。例えば、腹に端面３１ａを当て、測定ボタ
ン３１ｂを押して測定し、表示器２０に測定値を表示す
る。

【００１９】図１３は、この発明のさらに他の実施形態
生体脂肪測定器を示すブロック図である。この実施形態
生体脂肪測定器は、電極１５ａ、１５ｂの少なくとも１
個に圧力センサ３６を設け、圧力センサ３６の出力信号
により、電極１５ａ、１５ｂの押し圧が一定値になった
時に脂肪の測定を行う。図１４は、この発明のさらに他
の実施形態生体脂肪測定器の外観斜視図である。この実
施形態生体脂肪測定器は、基本的には図１２に示すもの
と同じであるが、電極１５ａ、１５ｂに対応して、それ
ぞれ圧力センサ３６ａ、３６ｂが設けられている。

【００２０】この実施形態生体脂肪測定器の電極１５
ａ、１５ｂを生体に密着して、圧力センサ３６ａ、３６
ｂで、それぞれ電極１５ａ、１５ｂへの圧力を検知し、
圧力が一定値になると、脂肪の測定に入る。この場合、
圧力が一定値となることで自動的に測定を開始してもよ
いし、表示機能を設けて圧力が一定値になることを確認
して、スイッチを押し、手動で測定を開始してもよい。
自動であれば、測定ボタンを省略できる。

【００２１】圧力センサを設けたことにより、押し圧力
差による測定誤差を最小限にすることができる。また、
図１１の一体式脂肪測定器の場合、左右に２個の圧力セ
ンサを設けると、左右のアンバランス等の確認やエラー
表示も可能である。また、この発明の他の実施形態生体
脂肪測定器として、測定器本体３１にキャリブレーショ
ンスイッチ３７を１個追加し、図１５の（ａ）に示すよ
うに、電極１５ａ、１５ｂを重ね合わせるか、あるいは
図１５の（ｂ）に示すように、電極１５ａ、１５ｂを解
放し、検出出力を得た上でキャリブレーションスイッチ
３７をオンすることで、キャリブレーションを行う。電
極を重ね合わせた時、本体の基準インピーダンス（例５
０Ω）より高くなるように、共振部の実数トランスを設
定した場合は、電極を重ね合わせた状態でキャリブレー
ションする。この状態では、反射波信号が高ければ脂肪
は厚い。電極を解放にした時、本体の基準インピーダン
ス（５０Ω）より低くなるように、共振部の実数トラン
スを設定した場合は、電極を解放した状態でキャリブレ
ーションする。この状態では、反射波信号が高ければ脂
肪は薄い。

【００２２】図１６は、キャリブレーションスイッチ３
７を有する生体脂肪測定器の回路ブロック図である。こ
れにより、個々のばらつきや温湿度等の環境による誤差
をキャンセルすることができる。図１７は、この発明の
さらに他の実施形態生体脂肪測定器を示す外観斜視図で
ある。この実施形態生体脂肪測定器は、帯３３に３個の
電極１５ａ、１５ｂを設け、部分的な脂肪と全体の脂肪
を測定する。測定結果から体脂肪を算出し、表示する。
帯を使用すると、電極の位置決め及び装置が簡単であ
る。電極は３個よりもさらに多く設けてもよい。

【００２３】なお、上記各実施形態では、高周波を利用
するので、高周波電流の経路は高周波良導体であること
が望ましい。例えば、高周波の良導体は銀、金、銅、ア
ルミである。また、給電線は、ヨリ線よりも単線の方が
望ましい。

【００２４】

【発明の効果】この発明によれば、高周波電力を生体部
位に印加して脂肪を測定するので、小型、軽量、低価格
の生体脂肪測定器が得られ、取扱いが簡単なので、一般
家庭で使用でき、直接脂肪に高周波電流を流すので精度
が良く、その上測定時に不快感がないという種々の利点
がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の採用原理を説明する模式図である。

【図２】図１の模式図の電気的等価回路を示す回路図で
ある。

【図３】この発明において、局部的部位の脂肪を測定す
る場合を説明する図である。

【図４】この発明の一実施形態生体脂肪測定器の構成を
示すブロック図である。

【図５】この発明の他の実施形態生体脂肪測定器の構成
を示すブロック図である。

【図６】この発明のさらに他の実施形態生体脂肪測定器
の構成を示すブロック図である。

【図７】この発明のさらに他の実施形態生体脂肪測定器
の外観を示す斜視図である。

【図８】この発明のさらに他の実施形態生体脂肪測定器
の電極、給電線を示す斜視図である。

【図９】この発明のさらに他の実施形態生体脂肪測定器
の外観を示す斜視図である。

【図１０】この発明のさらに他の実施形態生体脂肪測定
器の外観を示す斜視図である。

【図１１】この発明のさらに他の実施形態生体脂肪測定
器の外観を示す斜視図である。

【図１２】この発明のさらに他の実施形態生体脂肪測定
器を示す平面図である。

【図１３】この発明のさらに他の実施形態生体脂肪測定
器を示すブロック図である。

【図１４】この発明のさらに他の実施形態生体脂肪測定
器を示す平面図である。

【図１５】この発明のさらに他の実施形態生体脂肪測定
器のキャリブレーションを説明する図である。

【図１６】同実施形態生体脂肪測定器の構成を示すブロ
ック図である。

【図１７】この発明のさらに他の実施形態生体脂肪測定
器の外観を示す斜視図である。

【符号の説明】

１１発振部１４共振回路１５ａ、１５ｂ電極１７伝送部１８検出部１９信号変換部２０表示部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも一対の電極と、この電極を介し
て所望の測定部位に高周波電力を印加する高周波電力源
と、生体に流れる高周波電流を検出する高周波電流検出
手段と、検出された電流から体脂肪を求める手段と、を
備えたことを特徴とする生体脂肪測定器。
【請求項２】高周波信号を発振する発振部と、共振回路
を含む電極部と、前記発振部から前記電極部に高周波信
号を与える伝送部と、前記電極部の脂肪状況に応じた信
号を出力する検出部と、前記検出部から出力される信号
を脂肪の厚さや体脂肪率に変換する信号変換部と、この
信号変換器から伝送される信号を表示する表示部とを備
えたことを特徴とする生体脂肪測定器。
【請求項３】前記高周波の周波数帯を０．１〜１００Ｍ
Ｈｚとしたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載
の生体脂肪測定器。
【請求項４】前記検出部は、高周波電圧や高周波インピ
ーダンス、反射波電力、ＳＷＲのいずれかを測定するも
のである請求項２記載の生体脂肪測定器。
【請求項５】前記電極を生体に密着させることによっ
て、高周波電力を印加することを特徴とする請求項１又
は請求項２記載の生体脂肪測定器。
【請求項６】前記発振部は単一の周波数を用い、電極は
使用周波数で共振していることを特徴とする請求項２記
載の生体脂肪測定器。
【請求項７】前記発振部は単一の周波数を用い、電極は
使用周波数で常に共振するように制御されることを特徴
とする請求項２記載の生体脂肪測定器。
【請求項８】前記発振部は複数の周波数を走査し得るも
のであり、共振周波数を探索し、探索した周波数を使用
して、脂肪を測定することを特徴とする請求項２記載の
生体脂肪測定器。
【請求項９】前記電極は、他の回路と分離し、本体から
分離構造としたことを特徴とする請求項２記載の生体脂
肪測定器。
【請求項１０】電極と本体を給電線で接続し、この給電
線を平行もしくは捩ることを特徴とする請求項９記載の
生体脂肪測定器。
【請求項１１】前記電極を帯の中に組み込み、体に帯を
巻くことにより、測定することをを特徴とする請求項
１、請求項２、請求項５又は請求項９記載の生体脂肪測
定器。
【請求項１２】前記帯の中にエアバッグを設け、ポンプ
による加圧により、生体と電極が密着できるようにした
ことを特徴とする請求項１１記載の生体脂肪測定器。
【請求項１３】前記電極は、粘着シートを設けているこ
とを特徴とする請求項１、請求項２、請求項５又は請求
項９記載の生体脂肪測定器。
【請求項１４】前記電極を本体に固定し、部分的脂肪を
測定することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の
生体脂肪測定器。
【請求項１５】前記電極は、生体の曲面に密着できるよ
うに湾曲面を設けたことを特徴とする請求項１、請求項
２又は請求項１３記載の生体脂肪測定器。
【請求項１６】圧力センサを設け、電極の押し圧が一定
の時、脂肪を測定することを特徴とする請求項１、請求
項２、請求項１１又は請求項１３記載の生体脂肪測定
器。
【請求項１７】キャリブレーション機能を設けたことを
特徴とする請求項１、請求項２、請求項１３、請求項１
４又は請求項１５記載の生体脂肪測定器。
【請求項１８】部分的に測定する電極と、全体を測定す
る電極を設け、その関係から体脂肪率を測定することを
特徴とする請求項１、請求項２又は請求項１１記載の生
体脂肪測定器。
【請求項１９】前記電極と給電線は高周波良導体である
ことを特徴とする請求項１０記載の生体脂肪測定器。