JPS6287139A

JPS6287139A - 肥満度測定装置

Info

Publication number: JPS6287139A
Application number: JP60228194A
Authority: JP
Inventors: 裕之豊川
Original assignee: Research Development Corp of Japan
Current assignee: Japan Science and Technology Agency
Priority date: 1985-10-14
Filing date: 1985-10-14
Publication date: 1987-04-21
Also published as: JPH0434409B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、超音波を用いて皮下脂肪厚を計測し、皮下脂
肪厚の相対的な判定及び体脂肪の推定を行＝ｍｎ−アｈ
　ｒｌＦ　Ｗ＋ｌ　ｅ　ｌｆ、　！１１Ｆ　ｔ＝　Ｍす
　１　　ｊ、　Ｍ　−ｒ−＊　　＠〔従来の技術〕皮下脂肪厚（以下「皮脂厚」という）を測定する皮脂厚
計測装置として、超音波の■信部と受信部とを備えたプ
ローブと、そのプローブによって検出した反射波から皮
脂厚を算出する演算部と、その演算結果をデジタル表示
する表示部とを有する皮脂厚計測装置が既に知られてい
る。この超音波を用いた皮脂厚計測装置は、プローブの
端面を人体の計測部位に密着させてプローブから超音波
を発信し、その反射波をプローブで捉え、反射波の反射
位置とプローブの端面との間の距離を求めることによっ
て皮脂厚を計測するものである。即ち、プローブから発
信した超音波は、皮下脂肪層を伝播して生体組織が変化
する皮下脂肪層と筋肉表面との界面で反射されるので、
反射波の反射位置とプローブの端面との間の距離から皮
脂厚を計測するものであり、その距離は、超音波の生体
組織内往復時間ｔとその伝播速度Ｖとから、ｖｔ／２に
よって算出される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、従来の上記皮脂厚計測装置で２よ、単に
皮脂厚を計測するだけであり、相対的な意味での皮脂１
’７や体脂肪（以下、体脂肪量や体脂肪率；％Ｆａｔを
含めた意味で「体脂肪」という）がどの程度なのかは判
らない。体脂肪の推定法としては、除脂肪体重（Ｌ　Ｂ
　ＭＨＬｅａｎ　Ｂｏｄｙ　Ｍａｓｓ）の比重（１，１
）と脂肪の比重（０，９）の違いに着目して体容積と体
重から除脂肪体と体脂肪とを推定する水中体重法やヒユ
ーマン・カウンターを使って除脂肪体にのみ一定の割合
で含有するカリウムの総量を求め、総カリウム量から除
脂肪体重を推定し、全体重から除脂肪体重を差し引くこ
とによって体脂肪を推定する全身カリウム量による体脂
肪推定法などがある。

前者では、被計測者毎に、外気中の体重と水中の体重と
の差から体容積を求めることが必要であるが、この場合
に残気量が問題となり、また、その測定法も水中に潜水
したりするため水槽など大掛かりな設備が必要となりあ
まり簡便な方法とはいえない。他方、後者では、ヒユー
マン・カウンターにより”Ｋの放射線を測定するので、
天然放射線を遮蔽するための鉄車、検出器、及び計数機
器などからなる大掛かりな装置が必要となり、高価で取
り扱いも簡単ではない。

その他に体部位における皮脂厚を計測するものとしては
、皮膚を摘むスキンフォールド・キャリパ−やＸ綿ＣＴ
スキャン、ＮＭＲ（核磁気共鳴装置）、さらには針を使
った計測法などもあるが、これらは、超音波による計測
法に比べて計測精度が劣り、さらには被計測者の負担や
侵悠が多く、また計測に熟練を要したり、装置が高価で
あるなどの種々の問題がある。

本発明は、上記の考察に基づくものであって、廉価にし
て簡便且つ高精度に皮脂厚を計測でき、その診断及び体
脂肪を推定できる肥満度測定装置を提供することを目的
とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

そのために本発明の肥満度測定装置は、各計測部位につ
いて超音波を使って皮下脂肪層と筋肉表面との界面で反
ｊＩｆされス万１逢姑姦埼虫１４ア古下貼肪厚を計測し
、該皮下脂肪厚の相対的な判定、体脂肪の推定を行い、
表示／印刷出力する肥満度測定装置であって、各計測部
位について体情報や個人情報毎に皮下脂肪厚の相対的な
判定を行うための標準パターンを格納する標準パターン
格納部、及び体情報や個人情報毎に各計測部位の皮下脂
肪厚から体脂肪を推定するためのパラメータを格納する
パラメータ格納部を備え、体情仰や個人情報に対応する
各計測部位の標準パターンを参照して標準バクーンの平
均値との相対位置により皮下脂肪厚の判定を行い、体情
報や個人情報に対応する各計測部位のバラメークを使っ
て体脂肪の推定を行うことを特徴とするものである。

〔作用〕本発明の肥満度測定装置では、体情報や個人情報を入力
して超音波の発信部と受（３部とを備えたプローブを計
測部位に軽く密着させることによって、各計測部位の皮
脂厚が計測され、その皮脂厚について体情報や個人情報
に対応した標準パターンを参照して平均値との相対的な
位置による判定が行われ、さらに、その皮脂厚から体情
輸や個人情報に対応したパラメータを使ってその部位別
の体脂肪が推定される。従って、予め体部位の代表的な
複数の点を計測位置として選定し、それらの各測定位置
毎に推定される部位別の体脂肪の合計が体脂肪の推定値
になるようにパラメータを設定しておくことによって、
所定の計測部位の皮脂厚を計測し高い精度で部位別の体
脂肪の合計した全体の体脂肪が推定でき、皮脂厚の判定
及び体脂肪の推定によって肥満度の測定ができる。

〔実施例〕

以下、図面を参照しつつ実施例を説明する。

第１図は本発明に係る肥満度測定装置の１実施例構成を
示す図、第２図は標準パターンの例を示す図、第３図は
体脂肪量の推定を説明するための図である。

第１図において、■は体・個人情報レジスタ、２は計測
部位レジスタ、３は皮脂厚計測値レジスタ、４は標準パ
ターン格納部、５と７は続出部、６は体脂肪推定係数格
納部、８は皮脂厚判定部、９は体脂肪推定部、１０は記
憶部を示す。

本発明に係る肥満度測定装置では、キー人力装置などを
使って被計測者毎にその計測前に体情報や個人情報を入
力し、次いで順次計測部位を指定人力して超音波による
皮脂厚の計測を行う。体・個人情報レジスタｌ、計測部
位レジスタ２は、このとき人力された体情報や個人情報
、計測部位データを保持するものであり、皮脂厚計測値
レジスタ３は、超音波を使って計測された表皮から皮下
脂肪層と筋肉表面との界面までの厚さく皮脂厚）データ
を保持するものである。ここで、体情報は、上腕囲、胸
囲、腹囲、大腿囲、下腿間、身長、体重など被計測者の
体格や体型を表す計測データであり、個人情報は、性別
、年齢、地区、職域など個人の類別情報を表すデータで
ある。計測部位は、任意であるが、計測者による誤差を
少なくするためにはＴ　（Ｔａｒｇｅｔ；標的）波同定
の安定性が高く、体部位の代表的な点で、計測に際して
羞恥心を引き起こさないような部位が望ましい。例えば
上腕屈側部、上腕伸側部、肩甲骨下角部、腸骨稜上部、
腹皿、大腿前側、大腿後側などをその対象部位として選
定することができるが、この部位の左右両側でも片側で
もよい。

標準パターン格納部４は、各計測部位、体情報、個人情
報毎に例えば第２図に示すような皮脂厚の分布パターン
を格納するものであり、体脂肪推定係数格納部６は、各
計測部位、体情報、個人情報毎に体脂肪（体脂肪量、体
脂肪率；％Ｆａｔ）を推定するのに必要なパラメータを
格納するものである。

体重に占める皮下脂肪組織の割合は、成人男子で１１％
、成人女子で２４％であるという報告があるように、性
別は勿論、計測部位や体型、年齢などによって皮下脂肪
の付き具合、平均値、被計測者の分布パターンも異なる
ため、より客観的な皮脂厚の相対的な判定、さらに体脂
肪の推定を行うためには、各計測部位、体格、個人情報
毎に標準パターン及び体脂肪推定係数（パラメータ）が
必要となる。従って、計測部位として上記の８カ所を選
定した場合には、この８カ所の皮脂厚から算出推定され
た部位別体脂肪の合計値が体脂肪となるように体脂肪推
定係数（パラメータ）が設定されることはいうまでもな
い。また、体情報や個人情報は、判定精度の要求に応じ
て身長、体重、性別、年齢に限定してもよいし、その他
の組み合わせであってもよい。なお、ごれら標準パター
ン及び体脂肪推定係数（パラメータ）は、計測データを
統計処理することによって得られるものである。

続出部５は、体・個人情報レジスタ１、計測部位レジス
タ２に保持された内容に従って標準パターン格納部４か
ら対応する標準パターンを読み出すものであり、続出部
７は、体・個人情報レジスタ１、計測部位レジスタ２に
保持された内容に従って体脂肪推定係数格納部６から対
応するパラメータを読み出すものである。

皮脂厚判定部８は、続出部５によって読み出された第２
図に示すような標準パターンを参照することによって、
皮脂厚計測値レジスタ３に保持さ机た計測値が相対的に
どの位置にあるかを判定するものであり、その判定は、
感覚的な表現により「薄い」、「やや薄い」、「ふつう
」、「やや厚い」、「厚い」のような判定内容であって
もよいし、平均値を示しその平均値からの差（ｍｍ）や
、平均値であれば１００％として肥満度８５％、１２５
％のように表現したり、第２図に示す標準パターンとそ
の位置、その他種々の表現を採用したものであってもよ
いことは勿論である。

体脂肪推定部９は、続出部７によって読み出されたパラ
メータを使って皮脂厚計測値レジスタ３に保持された計
測値から体脂肪を推定するものであり、例えば第３図に
示すように、まず計測位置における皮下脂肪断面積Ｘ、
を求め、さらにその部位の係数αｉを乗じて部位別体脂
肪量αｉＸｉを推定する。この推定値の妥当性は、体比
重法やヒユーマンカウンタ法、Ｘ線ＣＴスキャン法など
の計測値との誤差検定を行って補正すればよい。

そして、この部位別体脂肪量を代表的な点について合計
することにより体脂肪量Ｆａｔ（ｋｇ）−Σα、Ｘ！を
推定する。この例では、第３図から明らかなように計測
部位の周囲長も必要となるが、この計測値は、皮脂厚計
測値レジスタ３、或いは体・個人情報レジスタ１に保持
するようにしてもよい。即ち、皮脂厚及びその計測位置
の周囲長が計測値として与えられ、他方、皮下脂肪断面
積Ｘ、を推定するためのパラメータ及びその部位別体脂
肪■を推定するためのパラメータα、が読出部７によっ
て体脂肪推定係数格納部６から読み出されることになる
。例えば、大腿部が計測位置である場合、その皮脂厚の
計測値から大腿部の皮下脂肪断面積を推定し、その推定
値からさらに下肢郡全体の体脂肪量を推定する。このよ
うにして得られた推定値は、皮下脂肪量そのままの値で
もよいが、体重に占める皮下脂肪量のυ１合、即ち体脂
肪率（％Ｆａｔ）にすることによって相対的な肥満度の
判定ができる。

皮脂厚判定部８及び体脂肪推定部９により得られたデー
タは、記憶部１０に格納され、出力指令に従って表示装
置、或いはプリンターなどより表示／印刷出力される。

この記憶部１０にデータを記憶管理する場合、被計測者
に対して個人ＩＤ（識別符号）を付加し、この個人ＩＤ
により過去からの各データを蓄積し、必要に応じてこれ
らを比較できるようにしてもよい。

第４図は本発明に係る肥満度測定装置に適用される皮脂
厚計測部の１実施例構成を示す図、第５゛　図は第４図
に示す皮脂厚計測部の外観図、第６図は半自動モード時
における反射波波形の表示態様の１例を示す図である。

図中、１１は発信部、１２は受信部、１３は時間制御部
、１４は増幅部、１５は検波回路、１６は反射波検出部
、１７は演算部、１８はモード切換スイッチ、１９はコ
ントローラ、２０は数文字変換部、２１はブラウン管駆
動部、２２はブラウン管、２３は本体、２４はスクリー
ン、２５はプローブを示す。

第４図において、発信部１１は、時間制御部１３で定め
られた一定間隔でプローブの端面がら超音波を発信する
ものであり、受信部１２は、プローブの端面から取り込
まれる反射波を受信するものである。検波回路１５は、
受信部１２により受信して増幅部１４で増幅した反射波
の信号を波形整形するものである。反射波検出部１６は
、プローブの端面を覆って測定部位への密着を助ける膜
面からの反射波の位置と体内界面からの反射波の位置と
の関係を把握して信号を演算部１７に送るものである。

演算部１７は、測定基準となる反射波から体内界面まで
の往復時間ｔを求め、これに伝播速度Ｖを掛けｖｔ／２
により皮脂厚を算出するものであり、この算出された測
定値が数文字変換部２０に送られてデジタル信号に変換
されると共に、第１図に示す皮脂厚計測値レジスタ３に
保持される。また、演算部１７は、計測モードの切り換
えに伴ったそれぞれのモードに対応する演算及び表示制
御なども行う。ブラウン管駆動部２１は、時間制御部１
３からの信号を基に横軸を時間、縦軸を強さとする反射
波の波形、及び数文字変換部２０から送られてきたデジ
タル信号を併せてブラウン管２２に表示する。また、ブ
ラウン管駆動部２１は、図示しないが第１図に示す記憶
部１０のデータを読み出して表示出力する制御回路にも
接続されることによって、皮脂厚の判定データや体脂肪
の推定データなどをもブラウン管２２に表示するもので
ある。モード切換スイッチ１８及びコントローラ１９は
、後述するような計測モードの切り換えに関連して用い
るものである。

上記皮脂厚計測部の外観を示したのが第５図であり、本
体２３にブラウン管２２、モード切換スイッチ１８、コ
ントローラ１９などが取り付けられ、プローブ２５が連
結されている。プローブ２５は、その端面を皮脂厚計測
部位に密着させて使用するものであり、第４図に示す発
信部１１及び受信部１２を内蔵し、その端面から超音波
を送り出して反射波を受信している。この反射波は、第
５図に示すようにブラウン管２２のスクリーン２４上に
横軸を時間（距離）、縦軸を強さとして表示される。表
示波形は、先の説明から明らかなように左側のピーク位
置が表皮における反射波の位置であり、右側のピーク位
置が皮下脂肪層と筋肉表面との界面における反射波の位
置となる。つまり、このピーク間の長さが皮脂厚となる
。

そこでこの皮脂厚を演算するため、皮脂厚計測部では、
演算部１７において時間制御部１３及び反射波検出部１
６の信号を基に２つのピーク位置を認識して先に述べた
ようにｖ　ｔ　／　２により自動的にその距離を算出す
る。このように反射波の最も高い位置を識別して自動的
に皮脂厚を演算する自動モードの場合、皮下脂肪層と筋
肉表面との界面からの反射波が乱れて複数存在し標的波
の同定が不安定になる場合がある。このような場合に自
動モードからコントローラ１９によって測定基準とすべ
き反射波の選別を行う半自動モードへの切り換えを行う
のがモード切換スイッチ１８である。

この半自動モードでは、コントローラ１９を左右に回す
と、スクリーン２４上に表示された波形に沿って明線の
右端が第６図に示すように左右に移動すると共に、スク
リーン２４上の左側のピークＡを基準としてこの明線の
右端の位置の演算が演算部１７で行われる。従って、明
線の右端を右側の反射波のピーク位置Ｂに合わせること
によってオペレータの選別指定したピーク位置に対応す
る皮脂厚が計測できる。この計測値が演算部１７から数
文字変換部２０に送られてデジタル値に変換されブラウ
ン管駆動部１２により第６図に示すｒ５．６２Ｊのよう
にスクリーン上にデジタル表示される。なお、実際にプ
ローブの端面を皮脂厚計測部位に密着させて皮脂厚の計
測を行う場合、反射波が静止した状態とはならない。そ
のため、反射波を観察しながら皮下脂肪層と筋肉表面と
の界面からの反射波が得られていると判断できる状態に
おいて凍結指令を発行し、その状態で反射波を凍結する
計測反射波の凍結方式を採用すると、安定したよ／）精
度の傷い皮ＢＦｉ厚の計測値を得ることができる。

第１図に示す皮脂厚判定部や体脂肪推定部その他の処理
部及びレジスタや標準パターン格納部その他の記憶手段
は、マイクロプロセッサやＲＡＭ、ＲＯＭを使って、コ
ンパクトに構成できる。これらの構成は、第４図に示す
演算部１７に含め、第５図に示す本体２３の中に組み込
んでもよいし、付属ユニットにしてもよい。

本発明に係る肥満度測定装置は、１実施例として示すと
以上のような構成になるが、次にその取り扱い及び動作
を簡単に説明する。まず、被計測者の体情報や個人情報
を入力してから計測部位を指定してプローブの端面を計
測部位に軽く密着させる。そうすると、スクリーン上に
は反射波の波形が写出され、自動モード或いは半自動モ
ードの指定に従って反射波の凍結、標的波の同定、皮脂
厚の計測が行われる。皮脂厚の計測値が得られると、標
準パターンを参照して皮脂厚の相対的な判定及び部位別
体脂肪の推定処理が行われ、それらのデータが記憶され
る。従って、画面の切り換えを行うことによって、記憶
されたデータを反射波の波形に代えて写し出すことがで
きる。これをさらに他の所定の計測位置についても同様
に繰り返し行うことによって、各計測部位の皮脂厚の計
測及びその相対的な判定、部位別体脂肪の推定が行われ
、最後に部位別体脂肪を積算した体脂肪（体脂肪■、体
脂肪率）の推定値が求められることになる。

なお、本発明は、種々の変形が可能であり、上記実施例
に限定されるものではない。例えば第１図に示す体情報
や個人情報（個人ＩＤを含む）はキー人力装置によらず
、カード読み取り装置を設けて磁気カードや光カードに
予め登録した内容を読ませたり、さらにはこれらのカー
ドに計測値や皮脂厚の判定データ、体脂肪推定データを
計測の都度登録しておくようにしてもよい。このように
することによって、計測時に過去のデータとの照合を行
ってその推移をも併せて表示／印刷出力することも可能
となる。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、プロ
ーブの端面を人体の計測部位に密着させることによって
超音波により高精度で皮脂厚を計測でき、その計測値を
基に皮脂厚の平均値からの相対的な判定、及び体脂肪の
推定を行うので、水中比重法や全身カリウム量による体
脂肪推定法に比べて精度の高い皮脂厚値が得られる。し
かも、プローブの端面を人体の測定部位に密着させるだ
けでよいので、波計ａｌｌ１者のｆｔ担も侵襲も少なく
、簡便で廉価、迅速な皮脂厚の計測、判定、体脂肪の推
定が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る肥満度測定装置の１実施例構成を
示す図、第２図は標準パターンの例を示す図、第３図は
体脂肪量の推定を説明するための図、第４図は本発明に
係る肥満度測定装置に適用される皮脂厚計測部の１実施
例構成を示す図、第５図は第４図に示す皮脂厚計測部の
外観図、第６図は半自動モード時における反射波波形の
表示態様の１例を示す図である。１・・・体・個人情報レジスタ、２・・・計測部位レジ
スタ、３・・・皮脂厚計測値レジスタ、４・・・標準パ
ターン格納部、５と７・・・読出部、６・・・体脂肪推
定係数格納部、８・・・皮脂厚判定部、９・・・体脂肪
推定部、１０・・・記憶部、１１・・・発信部、１２・
・・受信部、１３・・・時間制御部、１４・・・増幅部
、１５・・・検波回路、１６・・・反射波検出部、１７
・・・演算部、１８・・・モード切換スイッチ、１９・
・・コントローラ、２０・・・数文字変換部、２１・・
・ブラウン管駆動部、２２・・・ブラウン管、２３−・
・本体、２４・・・スクリーン、２５・・・マ°ローブ
。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）各計測部位について超音波を使って皮下脂肪層と
筋肉表面との界面で反射される反射波を検出して皮下脂
肪厚を計測し、該皮下脂肪厚の相対的な判定、体脂肪の
推定を行い、表示／印刷出力する肥満度測定装置であっ
て、各計測部位について体情報や個人情報毎に皮下脂肪
厚の相対的な判定を行うための標準パターンを格納する
標準パターン格納部、及び体情報や個人情報毎に各計測
部位の皮下脂肪厚から体脂肪を推定するためのパラメー
タを格納するパラメータ格納部を備え、体情報や個人情
報に対応する各計測部位の標準パターンを参照して標準
パターンの平均値との相対位置により皮下脂肪厚の判定
を行い、体情報や個人情報に対応する各計測部位のパラ
メータを使って体脂肪の推定を行うことを特徴とする肥
満度測定装置。
（２）標準パターンは皮下脂肪厚の分布パターンであり
、該分布パターンにおける平均値との相対的な位置によ
り皮下脂肪厚の判定を行うことを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の肥満度測定装置。
（３）パラメータは当該計測部位の皮下脂肪厚に対応す
る皮下脂肪層の断面積係数及び体脂肪量推定係数である
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の肥満度測
定装置。
（４）各計測部位の皮下脂肪厚に対して断面積係数及び
部位別体脂肪量推定係数を乗じて部位別体脂肪量推定値
を推定し、該部位別体脂肪量推定値を積算して体脂肪の
推定を行うことを特徴とする特許請求の範囲第３項記載
の肥満度測定装置。