JPWO2002043586A1 - 身体組成測定方法及び身体組成測定装置 - Google Patents

Abstract

被検者の筋肉量、体脂肪量等を精度よく求める。そのために、身体を体幹部、左右前腕部、左右上腕部、左右大腿部、左右下腿部の９個のセグメントに分割して考え、手足の甲部の４個所に電流供給点Ｐｉ、手首及び足首の４個所に遠位の電圧測定点Ｐｖ、肘及び膝の４個所に近位の電圧測定点Ｐｖを設定する。通電用電極、測定用電極とも４個ずつ設け、まず遠位に測定用電極を装着し四肢及び体幹のインピーダンス測定を行い、そのあと近位に測定用電極を装着し直し四肢及び体幹のインピーダンス測定を行う。これにより、各セグメント毎の測定値を求める。そして、ＭＲＩで予め収集されたデータに基づいた回帰分析により作成された推定式を用いて、インピーダンスの測定値と身長、体重等の身体特定化情報とから筋肉量等の身体組成を推定する。

Description

技術分野
本発明は、被検者の身体の生体電気インピーダンスを測定し、このインピーダンスの測定値や身長、体重、年齢、性別等の身体特定化情報を利用して、当該被検者の体脂肪量、筋肉量、筋力、骨量、除脂肪量、体脂肪率、基礎代謝量等の身体組成や健康状態、或いは身体活動能力に関連した各種情報を推算して提示する身体組成測定方法及び身体組成測定装置に関する。
背景技術
従来、肥満等の健康管理のためには専ら体重測定を行うことが一般的であったが、近年、単に体格上の肥満のみならず、肥満を測る一つの指標として、皮下脂肪や内臓脂肪などの体脂肪の量や体重に対する体脂肪の割合を示す体脂肪率が注目されている。
従来より、身体内の生体電気インピーダンス（以下、単に「インピーダンス」という）を測定し、この測定値を利用して体脂肪率等を推定するという研究は各所で行われている。その方法の一つはいわゆる４電極法と呼ばれるもので、例えば被検者の右手甲と右足甲に通電用電極を装着するとともに、その通電用電極の内側、例えば右手首と右足首とに測定用電極を装着する。そして、両通電用電極間に身体をほぼ縦貫する高周波電流を流し、そのときに測定用電極間の電位差を測定する。その電圧値と電流値とからインピーダンスを求め、その測定値を利用して体脂肪率等を推定する、という方法である。
また最近は、より簡便に体脂肪率を測定するための装置（いわゆる体脂肪計）も開発され、広く市販されている。例えば特開平７−５１２４２号公報に記載の装置では、両手で握持するグリップの左右それぞれに通電用電極及び測定用電極を配置し、被検者が該グリップを握持した際に、両手の指側に通電用電極が密着するとともに手首側に測定用電極が密着する構成とし、これによって取得したインピーダンスに基づいて除脂肪量、体脂肪率、体内水分量、基礎代謝量等の各種情報を推算するようにしている。また、特公平５−４９０５０号公報に記載の装置では、被検者が測定台上に両足を載せたときに両足の裏側に電極が密着する構成とし、体重と体脂肪率とを同時に測定できるようにしている。
上述した身体組成測定装置では、片手と片脚との間、両手の間、又は両脚の間を電流経路としてインピーダンスを測定している。片手と片脚との間を電流経路としてその間の電圧を測定する場合には、脚部や腕部と比較して断面積が数十倍大きな胸部や腹部（体幹部）が電流経路の一部となっているため、インピーダンスに対する脚部や腕部の寄与が相対的に大きく、逆に、腹部の皮下脂肪、腹腔内脂肪（内臓脂肪）の寄与が低い。そのため、腹部の皮下脂肪、腹腔内脂肪の増減が結果に現れにくく、結果として信頼性を欠くことになる。一方、両手間や両脚間を電流経路としてその間の電圧を測定する場合には、体幹部の殆どが電流経路に含まれないため、身体全体の体脂肪率等を推定する際の誤差が大きくなり易いという問題がある。
また、従来、インピーダンス測定値から体脂肪率等を推定する際には、水中体重秤量法を推定基準とした検量線に則って作成された生体電気インピーダンス法（ＢＩＡ）による推定式が用いられている。しかしながら、このような方法では、除脂肪構成組織である筋肉、骨のインピーダンスへの寄与度合の相違が考慮されていないなどの不備な点があり、推定誤差を小さくすることが困難である。
更にまた、このような測定法を適用する前提として、人体の構成組織である骨、筋肉及び脂肪の電気的特性の違いを利用して各組織が並列に接続されている並列モデルを想定し、各組織の構成比率、及び構成組織全体と個々の組織との電気的特性（体積抵抗率）は一定であるとの条件の下に、インピーダンスから身体組成を算出している。実際、一般的な成人の集団では、統計的にこのような条件はかなり高い信頼性を有していると言われている。しかしながら、子供等の非成人や老齢者、或いは運動選手のような身体的に特殊な集団などに於いては、構成比率及び電気的特性ともに一定しておらず、個人差によって上記条件から大きく外れる場合が多く、信頼性の高い結果を得るのが難しいのが実状である。
一方、単に肥満の防止といった観点ではなく、身体の強化度合や老化度合の把握という観点から言うと、身体の筋肉量、筋力等の測定が非常に重要である。具体的に言えば、例えば、運動選手等、特に身体能力の向上を図っている者にとっては、筋肉量はトレーニング等の成果を測る１つの指標値であり、また、トレーニングの際の目標にも成り得る。また、事故や疾病による長期の入院により弱った身体部位を強化・回復すべくリハビリテーション治療を行っている者などに対しても、同様のことが言える。更には、今後の高齢者層の増加を考えると、例えば高齢者介護の現場等で高齢者個人毎の筋肉量や筋力、それらの左右半身におけるバランスなどを手軽に測定し、自立生活能力を事前に判断可能とすることによってパフォーマンスの高い日常生活をおくることができるように、日常生活をおくる上で不充分な点をカバーするような生活環境の改善及びダイエット（食事及び運動メニュー）を提供するといった必要性が大きく増大するものと思われる。
しかしながら、従来のこの種の装置は、このような情報を提供することができないか、或いは、精度の低い情報しか提供することができないものである。
勿論、大病院に備え付けられているような磁気共鳴イメージング装置やＸ線ＣＴスキャンなどを用いれば、この種の正確な測定が可能であることは言うまでもない。しかし、このような装置は大掛かりで費用も掛かり、被検者の長幼を問わず、拘束時間も長く、身体的、精神的ともに負担が大きい。
この種の身体組成測定装置は、たとえ各個人が容易に取り扱えるほどではなくとも、例えば、老人家庭を個別に訪問する福祉担当者等が必要に応じて携帯し、訪問先の家庭で簡便に被検者の測定を行える程度に簡便な装置であれば、つまり、測定に関して或る程度の訓練を受けた者が容易に測定が行え、しかもその装置自体のコストがそれほど大きなものでなければ、非常に大きな利用価値がある。
更に、従来の一般的な体格の測定などに利用されている身長計や体重計といった装置程度に簡便な装置であれば、例えば健康診断等の一環として手軽に測定を行うことができる。また、個人が購入できる程度の安価なコストであれば、健康の維持や増進のために各人が日常的に利用することもできる。
本発明はこのような点に鑑みて成されたものであり、その第１の目的は、比較的簡便で且つ安価に、体脂肪、筋肉量、筋力、骨量などの各種身体組成情報を従来よりも精度よく測定することができる身体組成測定方法及び装置を提供することである。
また、本発明の第２の目的は、子供、高齢者、或いは運動選手等、標準的な成人の身体組成と大きく相違する身体組成を有する度合が高い被検者群に対しても、各種身体組成情報を精度よく測定することができる身体組成測定方法及び装置を提供することである。
また、本発明の第３の目的は、高齢者、運動機能回復訓練者、或いは運動選手等、筋肉量や筋力などの特定の身体組成及びバランス情報を得ることが特に有用である被検者に対して、ＡＤＬ指標値などの適切な情報を提供することができる身体組成測定方法及び装置を提供することである。
発明の開示
上記課題を解決するために成された第１発明に係る身体組成測定方法は、被検者の身体のインピーダンスを測定し、その測定値に基づいて又はその測定値と身体特定化情報とに基づいて当該被検者の身体組成や健康状態に関連した情報を推定する身体組成測定方法であって、
人間の全身を、少なくとも脂肪組織、筋肉組織及び骨組織に対応するそれぞれのインピーダンスを並列に接続したモデルでその身体部位のインピーダンスが近似でき、且つ前記各組織の構成比率及び該構成組織全体と個々の組織との電気的特性が一定であると看做し得るような身体部位毎に分割して、複数の身体部位で全身を構成するべくモデル化し、
前記複数の身体部位のうちの或る身体部位である測定対象身体部位の両端部よりもそれぞれ外側にある身体表面に接触させた２個の通電用電極間に交流電流を流すことによって、少なくとも前記測定対象身体部位に交流電流を縦貫させ、
その電流によって該測定対象身体部位の両端部間に発生する電位差を、その両端部近傍の身体表面にそれぞれ接触させた、又は該端部から前記電流の通過経路とは別に引き出され該端部から離れた位置である身体表面にそれぞれ接触させた２個の測定用電極により測定し、
その電位差の測定値と電流値とから前記測定対象身体部位に対応するインピーダンスを取得し、そのインピーダンス値に基づいて又はその値と身体特定化情報とに基づいて、その測定対象身体部位に対応する又はその被検者の身体全体の身体組成や健康状態に関連した情報を推定することを特徴としている。
ここで、「少なくとも脂肪組織、筋肉組織及び骨組織に対応するそれぞれのインピーダンスを並列に接続したモデルでその身体部位のインピーダンスが近似でき、且つ前記各組織の構成比率及び該構成組織全体と個々の組織との電気的特性が一定であると看做し得るような身体部位」とは、更に言えば、前記構成組織の断面積比率が略一定で所定長の円柱状モデルとして近似し得るような身体部位であって、具体的には、例えば、手首から肩口（肩峰点付近）までの「腕部」、及び、足首から脚の付け根（転子点付近）までの「脚部」、を左右それぞれ１つの身体部位とし、胴体を体幹部として１つの身体部位とすることができる。
更に、腕部を肘から２つに分離し、前腕部、上腕部の２つの身体部位にすることができる。脚部についても同様に、膝から２つに分離し、下腿部、大腿部の２つの身体部位にすることができる。更にまた、上肢部にあって腕部からは除外した手首より先の部分に関し、手首から手の甲の指の付け根までの部分（ここでは「手首部」と呼ぶ）を１つの身体部位とすることもできる。下肢部についても同様に、足首から足の甲の指の付け根までの部分（ここでは「足首部」と呼ぶ）を１つの身体部位とすることもできる。更にまた、身体部位としては前記身体部位をより細かく区分した単位とすることもでき、例えば、左右少なくともいずれかの前腕部の手首部近辺、又は下腿部の足首部近辺を含むものとすることもできる。
また、ここでいう「身体特定化情報」とは、被検者の身長、体重、年齢、性別などが典型的なものであるが、例えば上腕部の長さ、周囲長といった身体部位の部分的なサイズも有用である。更には、疾病や怪我等の履歴など、身体や健康に影響を与える各種の情報も含むようにすることができる。
更にまた、ここでいう「身体組成や健康状態に関連した情報」とは、例えば、被検者の体脂肪量（率）、除脂肪量（率）、体内水分量（率）、筋肉量（率）、骨量（率）、骨密度、筋力、肥満度、基礎代謝量、エネルギ代謝量、日常生活動作（ＡＤＬ：Ａｃｔｉｖｉｔｙ　ｏｆ　Ｄａｉｌｙ　Ｌｉｆｅ（又はＬｉｖｉｎｇ））の能力を測るＡＤＬ指標値などであり、上記量や率は身体全体、身体の各部位毎の両方とも考えられる。
この第１発明に係る身体組成測定方法によれば、脂肪組織、筋肉組織及び骨組織に対応するそれぞれのインピーダンスを並列に接続したモデルでその身体部位のインピーダンスが近似でき、しかもそれら各組織の構成比率及び該構成組織全体と個々の組織との電気的特性が一定であると看做すことができるような単位でもって人間の身体を細かく分割し、それぞれの身体部位に対応するインピーダンスを個別に求める。即ち、このように分割された身体部位は、身体組成を算出する際に基準となるモデルにかなり厳密に一致させることができる。したがって、このインピーダンスからその身体部位自体の組成情報等を推定するのに高い精度が達成できるのは勿論のこと、このインピーダンスから全身の身体組成情報等を推定する場合にも従来の方法と比べれば高い精度とすることができる。
また、前記体幹部にあっては、体幹の中心部、左右腕部の上端と該体幹中心部上端とをそれぞれ接続する左右の肩部、左右脚部の上端と前記体幹中心部下端とをそれぞれ接続する左右の鼠径部の５個のインピーダンス構成要素を有するとしてモデル化し、複数の前記身体部位のうちの少なくとも１つの身体部位に対応するインピーダンスに基づいて左右の肩部又は左右の鼠径部に対応するインピーダンスを推定するようにしてもよい。このような方法によれば、体幹部に直接測定用電極を接触させることなく、体幹部のインピーダンス構成要素である肩部及び鼠径部のインピーダンスを精度よく推定することができる。
また、複数の前記身体部位のうちの、体幹部と少なくともそれ以外の１つの身体部位に対応するインピーダンス値に基づいて、被検者の身体組成や健康状態に関連した情報を推定すれば、身体部位に於ける、骨、筋肉、脂肪などの特徴的な片寄りを補正して精度の高い測定を行うことが可能となる。
また、第１発明に係る身体組成測定方法では、前記被検者の各身体部位毎のインピーダンスの測定値に基づいて又は該測定値と身体特定化情報とに基づいて身体組成や健康状態に関連した情報を推定するために、複数の事前被検者の全身及び／又は各身体部位毎のインピーダンス測定結果と、断層画像が得られる装置を用いて計測・収集された該事前被検者の全身及び／又は各身体部位毎の身体組成基準情報とに基づいて、又は更に該事前被検者の身体特定化情報を加えて作成される推定式を利用することが好ましい。
ここで、「断層画像が得られる装置」とは、例えば核磁気共鳴イメージング装置やＣＴスキャン装置などが考え得る。例えば核磁気共鳴イメージング装置（ＭＲＩ）によれば人体の腹腔、腕、脚などを所定間隔毎に輪切りにした断面画像が撮影できるから、その断面画像毎に生体組織（脂肪、筋肉、骨等）の種類を区別してそれぞれの量や占有比率を求め、更に、所定の部位に含まれる全ての断面に対する分析結果を積分することにより、その所定部位に対する生体組織の量や占有比率を得ることができる。身長、体重、年齢、性別等（つまり上記身体特定化情報）の相違する多数のモニタ（事前被検者）についてそのような測定を行うとともに各身体部位に対応したインピーダンスを測定し、それら結果に基づいて推定式を作成すれば、非常に推定精度の高い推定式を得ることができる。したがって、この方法によれば、未知の被検者に関して、身体組成や健康状態に関連した情報を精度よく推定することができる。
また、第１発明に係る身体組成測定方法にあっては、身体を構成する前記複数の測定対象身体部位のうちの最低限１つの身体部位に対応するインピーダンスを測定し、その測定値から又はその測定値に身体特定化情報を加味して身体組成情報を得るようにすることもできるが、好ましくは、測定対象身体部位全ての身体部位に対応するインピーダンスの少なくとも有効である測定値から又はその測定値に身体特定化情報を加味して身体組成情報を得るようにするとよい。ここで「有効である測定値」とは、本発明に於いて使用する統計的手法、具体的には回帰分析手法にあって結果に影響を与え得る測定値である。この方法によれば、より高い精度で身体組成情報を得ることができるとともに、例えば、身体組成の観点からみて左右半身や上下半身のバランス、或いは遠位部と近位部とのバランスが異常に片寄っている、或いは、特定部位が異常に発達しているといった特異的な体格を有する被検者等に対しても、高い精度で身体組成情報を得ることが可能となる。
上記課題を解決するために成された第２発明に係る身体組成測定装置は、上記第１の発明に係る身体組成測定方法を具現化するものであって、被検者の身体のインピーダンスを測定する測定手段と、その測定値に基づいて又はその測定値と身体特定化情報とに基づいて当該被検者の身体組成や健康状態に関連した情報を推定する推定手段と、を具備する身体組成測定装置に於いて、
人間の全身を、少なくとも脂肪組織、筋肉組織及び骨組織に対応するそれぞれのインピーダンスを並列に接続したモデルでその身体部位のインピーダンスが近似でき、且つ前記各組織の構成比率及び該構成組織全体と個々の組織との電気的特性が一定であると看做し得るような身体部位毎に分割して、複数の身体部位で全身を構成するべくモデル化し、前記測定手段は、
ａ）所定周波数の交流電流を発生する電流発生手段と、
ｂ）前記複数の身体部位のうちの或る身体部位である測定対象身体部位の該身体部位の両端部よりもそれぞれ外側にある身体表面に接触させて、少なくとも前記測定対象身体部位に交流電流を縦貫させるための少なくとも２個の通電用電極と、
ｃ）前記測定対象身体部位の両端部近傍の身体表面にそれぞれ接触させた、又は該端部から前記電流の通過経路とは別に引き出され該端部から離れた位置である身体表面にそれぞれ接触させた２個の測定用電極を含み、前記通電用電極から流される交流電流によって前記測定対象身体部位の両末端間に発生する電位差を測定する電圧計測手段と、
ｄ）その電位差の測定値と前記交流電流の電流値とから前記測定対象身体部位に対応するインピーダンスを計算する演算手段と、
を備え、前記推定手段は、前記演算手段によるインピーダンス値に基づいて又はその値と身体特定化情報とに基づいて、その測定対象身体部位に対応する又はその被検者の身体全体の身体組成や健康状態に関連した情報を推定することを特徴としている。
第２発明に係る身体組成測定装置では、通電用電極を通して少なくとも１つの測定対象身体部位中に微弱な交流電流を流す。そして、その測定対象身体部位が持つインピーダンスによってその電流経路内で生じる電圧を、測定用電極を介して電圧計測手段により計測する。その際、従来よく知られている４電極法を利用してもよいが、体幹部には電極を接触させたくないといった電極接触位置に制限がある場合でも、次のようにして何ら問題なく、測定対象身体部位の両端間の電圧に相当する電圧を測定することができる。即ち、電流経路となっていない身体部位には電流が流れていないため電圧計測誘導路上に電圧が発生せず、電圧を計測するために該身体部位は単に導電線であるものと看做すことができる。例えば両手の甲（又は指先）間に通電を行っている場合には、左右脚部や体幹部は単に導電線であると看做すことができ、右手首と右足首（左足首でも同様）との間の電圧を計測すると、その電圧測定経路中の電流経路は右腕部のみであるから、右腕部のインピーダンスによる電圧降下を計測しているものと看做すことができる。
このようにして、通電用電極及び測定用電極の接触位置を適宜に選択することにより、被検者の任意の身体部位の両端間の電圧降下を得ることができるから、この電圧計測値と電流値とから身体部位に対応したインピーダンスを算出することができる。したがって、第２発明に係る身体組成測定装置によれば、各身体部位の組成は勿論のこと、全身の身体組成や健康状態に関連した情報を精度よく求めることができる。なお、電流の周波数や大ききは或る１つの身体部位を測定する間は変化させないが、測定対象の身体部位毎には変更するようにしてもよい。
第２発明に係る身体組成測定装置の一実施形態として、前記測定用電極の接触個所は、左右の手首付近及び左右の足首付近の計４個所を含むものとすることができる。この構成では、被検者の身体を、少なくとも左右の腕部、左右の脚部及び体幹部の５個のセグメントに分割して各セグメント毎のインピーダンスを求めることができる。
また、上記４個所のほかに、前記測定用電極の接触個所として、左右の肘付近及び左右の膝付近の４個所のうちの少なくとも１個所を加えるものとすることができる。例えばこの４個所を全て加えるならば、被検者の身体を、左右の上腕部、左右の前腕部、左右の大腿部、左右の下腿部、及び体幹部の９個のセグメントに分割して各セグメント毎のインピーダンスを求めることができる。
更にまた、前記測定用電極の接触個所として、左右の手掌部又は手の甲部、及び、左右の足の裏部又は甲部の４個所のうちの少なくとも１個所を加えるものとすることができる。例えば上記４個所及びこの４個所を全て加えるならば、被検者の身体を、左右の上腕部、左右の前腕部、左右の手首、左右の大腿部、左右の下腿部、左右の足首、及び体幹部の１３個のセグメントに分割して各セグメント毎のインピーダンスを測定することができる。
更にまた、前記測定用電極の接触個所として、左右の腕部付け根付近、及び左右の脚の付け根付近の４個所のうちの少なくとも１個所を加えるものとすることができる。この構成によれば、上肢部及び下肢部と体幹部との接続部の電圧が計測できることになるので、上肢部及び下肢部に含まれる各身体部位、例えば上腕部、前腕部等、特に左右の上腕部及び大腿部のインピーダンスを一層精度よく求めることができる。また、体幹部の一部に含まれていた左右の腕の付け根や左右の脚の付け根のインピーダンスを精度よく推定することが可能となる。
更にまた、前記測定用電極の接触個所として、前記腕部の手首部近辺、又は下腿部の足首近辺を含むものとすることができる。このような部位は断面積に占める骨組織の占有比率が比較的高い部位であるので、特に骨組織に関する情報、例えば骨量や骨密度などを精度よく得るのに好適である。
一方、前記通電用電極の接触個所は、左右の手首から手の指先まで、左右の足首から足の指先までの４個所とすることができる。但し、手首及び足首に測定用電極を接触させる場合には、この電極にあまり近い位置であると好ましくないから、例えば手足の甲の指の付け根付近、或いは指を接触個所とすればよい。特に前記通電用電極の接触個所を手の指又は足の指を含むものとし、該通電用電極は挟着又は巻着することにより指に固定する構成とすれば、例えば掌や手の甲に貼着式の電極を貼り付ける場合に比べて剥がれにくく、効率よく測定作業を行うことができる。
また、第２発明に係る身体組成測定装置では、身体を、少なくとも左右腕部、左右脚部及び体幹部の５個のセグメントに細分化し、腕部及び脚部はそれぞれセグメント単位で１個のインピーダンス構成要素を有するとしてモデル化するとともに、体幹部にあっては、体幹の中心部、左右腕部の上端と該体幹中心部上端とをそれぞれ接続する左右の肩部、左右脚部の上端と前記体幹中心部下端とをそれぞれ接続する左右の鼠径部の５個のインピーダンス構成要素を有するとしてモデル化し、前記演算手段は、被検者の複数の身体部位のうちの少なくとも１つの身体部位に対応するインピーダンスに基づいて左右の肩部及び左右の鼠径部に対応するインピーダンスを推定する構成とすることができる。
この構成によれば、左右の肩部及び左右の鼠径部に対応するインピーダンスを用いて、他のセグメントのインピーダンスの測定値を補正することができるので、それら測定値の精度が一層向上し、これを基に推定される身体組成情報などの精度も向上する。
また、第２発明に係る身体組成測定装置の一態様として、前記通電用電極及び測定用電極をそれぞれ４個ずつとし、該４個の通電用電極のうちの２個の通電用電極間に選択的に前記交流電流を流す通電用電極選択手段を備えるとともに、前記電圧計測手段は、前記４個の測定用電極のうちの２個の測定用電極を選択してその電極間の電位差を測定し、左右の手首付近及び左右の足首付近の計４個所、或いは左右の肘付近及び左右の膝付近の計４個所に該測定用電極をそれぞれ１個ずつ接触させるとともに、左右の手首から手の指先まで、左右の足首から足の指先までの位置に前記通電用電極をそれぞれ１個ずつ接触させる構成とすることができる。
この構成によれば、被検者の身体の中で、左右の腕部、左右の脚部及び体幹部の５個のセグメント、或いは、左右の上腕部、左右の大腿部及び体幹部の５個のセグメントのいずれか一方の各セグメントのインピーダンスを測定する際には、途中で通電用電極及び測定用電極の接触位置を変更する必要がない。したがって、検査者の作業が軽減され、接触位置の変更に伴う作業ミスも回避できる。
更に多くの身体部位を測定しようとする場合、例えば上述した９個のセグメントに対応するインピーダンスを測定する場合、更に増加する測定用電極の接触個所に対してそれぞれ個別に測定用電極を装着しようとすると、電極自体の数が多くなるのみならず配線が非常に煩雑になる。そこで、このような場合には、左右の手首付近及び左右の足首付近の計４個所と、左右の肘付近及び左右の膝付近の計４個所との間で前記４個の測定用電極の接触位置の変更を行い、それぞれの接触位置に於いて所定の身体部位のインピーダンスを測定するとよい。勿論、更に、上述したような他の接触個所に対しても同様にして、前記測定用電極を接触させる位置を前記接触個所に於いて変更しながら、所望の身体部位のインピーダンスを順次測定する構成を採ることができる。これは、通電用電極及び測定用電極が各２個ずつの場合でも同様である。この構成によれば、測定用電極が少数個ですむため装置のコストが安価になるとともに、配線が複雑にならず、ケーブルの絡まりが解消されるとともに検査者による電極の装着ミスも軽減できる。
このように測定用電極の接触位置を変更する場合には、接触位置の間違いを防止する対策を施すことが望ましい。そこで、第２発明に係る身体組成測定装置では、被検者の身体における電極の接触位置を、画像情報、文字情報又は音声情報の少なくともいずれか１つにより指示する作業誘導手段を備えた構成とすることができる。この構成によれば、検査者が作業誘導手段の指示に従って測定用電極の装着作業を行うことにより、装着位置の間違いを解消することができ、正確な測定が行えるとともに無駄な作業を行わずにすむ。
具体的には、前記作業誘導手段は、身体を模した身体模擬図形の上に前記測定用電極を装着すべき位置を示すマーカを重畳して描出する画像表示手段と、該測定用電極を所定位置に装着した状態での測定が終了したあと、次に該測定用電極を装着すべき位置に前記マーカの表示を変更するべく前記画像表示手段を制御する表示制御手段と、を含む構成とすることができる。この構成によれば、電極の装着位置が一目でわかるので、作業の間違いが一層軽減される。勿論、上記画像表示手段にあっては、測定用電極のみならず通電用電極の装着位置も表示することができる。
また、前記表示制御手段は、前記身体模擬図形にあって、測定中の身体部位を他の身体部位と識別可能な表示とするべく前記画像表示手段を制御する構成とすることができる。具体的には、例えば、測定中の身体部位は他の身体部位と異なる表示色を用いる、或いは、測定中の身体部位は点滅表示とし他の身体部位は点灯表示とする、などの各種態様を採ることができる。この構成によれば、検査者や被検者が画像表示手段を見ることにより測定の進行状況を容易に把握することができる。
また、第２発明に係る身体組成測定装置では、前記推定手段は、前記被検者の各身体部位毎のインピーダンスの測定値に基づいて又は該測定値と身体特定化情報とに基づいて身体組成や健康状態に関連した情報を推定するために、複数の事前被検者の全身及び／又は各身体部位毎のインピーダンス測定結果と、断層画像が得られる装置を用いて計測・収集された該事前被検者の全身及び／又は各身体部位毎の身体組成基準情報とに基づいて、又は更に該事前被検者の身体特定化情報を加えて作成される推定式を利用する構成とすることができる。この構成によれば、上述した通り、身体組成や健康状態に関連した情報を精度よく推定することができる。
更に、第２発明に係る身体組成測定装置では、前記身体特定化情報として身長を含み、前記推定手段は、被検者の少なくとも身長を含む情報から四肢長又は更に細分化された身体部位長を推定し、該推定値を参照して四肢又は更に細分化された身体部位毎の身体組成情報を求めるとともに、これを視覚的に表示する構成とすることができる。即ち、各身体部位毎に身体組成情報を推定する場合には、各身体部位毎のサイズが推定値を左右する大きな要因の一つとなり得る。そこで、一般に四肢長などの身体部位のサイズは身長と大きな相関を有することを利用して、身体特定化情報として外部から入力された身長を含む情報から四肢長又は更に細分化された部位長を推定し、インピーダンスの測定値から身体組成情報を推算する際にこの四肢長又は部位長の推定値を利用する。これによれば、身体組成情報を高い精度で推定することができる。
一般的な体型を有する被検者の場合には、身長の値から四肢長又は部位長をかなり高い精度で推定することができる。ところが、運動選手等、訓練や長年の習慣等によって特定の身体部位が特に発達した人の場合、年齢や性別等に応じた標準的な人をモデルとした推算方法では誤差が大きくなる可能性がある。そこで、このような特殊な被検者にも対応するには、或いは、一層の推定精度の向上を図るには、被検者の少なくとも身長を含む情報から求められた四肢長又は更に細分化された身体部位長の前記推定値を外部から変更可能な構成とすることが好ましい。
また、第２発明に係る身体組成測定装置では、前記身体特定化情報は身長及び体重を含み、これらから算出された外的な体型を示す情報と、前記インピーダンスの測定値から推算された身体組成情報に基づく内的な体型を示す情報とを合わせて表示する画像表示手段を備える構成とすることができる。ここでいう「内的な体型」とは、主として体内脂肪（又は内蔵脂肪）のつきかた（量）を基準としたものである。この構成によれば、両者が併せて表示されることによって、健康維持・管理に一層有用である情報を提供することができる。
また、第２発明に係る身体組成測定装置では、前記インピーダンスの測定値から推算された身体組成情報に基づく身体組成成分比率表示を円グラフを用いて行うとともに、複数の異なる身体組成種別に対応した成分比率表示を、同一円グラフ内で径方向に区分した各範囲内で同心円的に描画する画像表示手段を備える構成とすることができる。ここでいう「複数の異なる身体組成種別」とは、例えば、脂肪と除脂肪、脂肪と筋肉と骨とその他、脂肪と水分とその他、というように生体組織を異なる観点からみた場合の身体組成のことである。この構成によれば、身体組成を視覚的に非常に理解し易く表示することができる。
また、第２発明に係る身体組成測定装置では、前記身体特定化情報を入力設定するための設定表示部と測定結果を表示する結果表示部とを、同一の画面内に配置した画像表示手段を備える構成とすることが好ましい。この構成によれば、測定を行う際に画面を切り替える等の面倒な操作が不要になるので、測定に要する手間が簡略化される。
また、第２発明に係る身体組成測定装置では、前記身体組成や健康状態に関連した情報として、四肢の筋肉量及び／又は骨量に関し、左右半身及び計測セグメント毎のバランス、又は上下半身及び計測セグメント毎のバランスを含む構成とすることができる。この構成によれば、運動選手や運動機能回復訓練者等に対して非常に有用な情報を提供できる。
また、第２発明に係る身体組成測定装置では、前記身体組成や健康状態に関連した情報として、日常生活動作の能力を測るＡＤＬ指標値を含む構成とすることができる。この構成によれば、特に高齢者や運動機能回復訓練者等に対して非常に有用な情報を提供できる。
また、第２発明に係る身体組成測定装置では、前記身体組成や健康状態に関連した情報として被検者の骨密度を含む構成とすることができる。即ち、骨体積が加齢によって変化しないという前提の下では、骨内部の絶縁性の高いミネラル（カルシウム等）が加齢に伴って減少する分、骨の水分含有量が増加し、その電気的特性つまりインピーダンスが低下する。したがって、インピーダンスに基づいて骨密度、特に加齢に伴う骨密度の低下を精度よく測定することができる。なお、手首近傍や足首近傍は特に骨の割合が多い部位であるため、これらのインピーダンスに基づいて骨密度を推算することが好ましい。また、より精度の高い測定を行うには、骨密度を推算する際に、手首と繋がった腕部や足首と繋がった脚部のインピーダンス、或いはそのサイズに関する情報を用いて補正処理を行うとよい。
更にまた、第２発明に係る身体組成測定装置では、当該身体組成測定装置により算出される前記身体組成や健康状態に関連した情報として、被検者の基礎代謝量又はエネルギ代謝量を含む構成とすることができる。身体構成組織のうち、基礎代謝量やエネルギ代謝量には特に筋肉が寄与する。また、同じ筋肉でも上肢部よりも下肢部の筋肉が寄与する。そこで、上記身体組成測定装置では、体幹部も含めた全身の筋肉量に基づいて、又は、主として、脚部、或いは大腿部及び下腿部の筋肉量に基づいて、基礎代謝量又はエネルギ代謝量を推算する構成とすることができる。
しかしながら一方で、従来は基礎代謝量やエネルギ代謝量に殆ど寄与しないと考えられていた脂肪も、特に女性においては考慮しないと誤差が大きくなると考えられる。そこで、上記身体組成測定装置では、全身又は一部の身体部位の脂肪量も考慮して基礎代謝量又はエネルギ代謝量を推算する構成とすると更に好ましい。
第２発明に係る身体組成測定装置の一態様として、前記演算手段及び推定手段は、汎用のパーソナルコンピュータで所定の制御プログラムを実行することにより具現化するとともに、前記電流発生手段、及び前記測定用電極を除く電圧計測手段は、前記パーソナルコンピュータと相互に通信自在の同一の筐体を有する本体部内に配設された構成とすることができる。また、前記通電用電極及び測定用電極は、ケーブルを介して前記本体部に接続された構成とすればよい。
この構成によれば、既存のパーソナルコンピュータに所定の制御プログラムをインストールし、このパーソナルコンピュータに本体部を接続しさえすれば、本身体組成測定装置を得ることができる。したがって、量産品であるパーソナルコンピュータを活用できるので装置を低コストで提供することができる。また、ユーザが手持ちのパーソナルコンピュータを利用すれば、更にコストが安価ですむ。なお、ここで言う「パーソナルコンピュータ」とは、ノート型、デスクトップ型等のコンピュータとしての形状を限定するものではなく、更にまた、情報端末機器等の実体としてパーソナルコンピュータと同等の機能を有するべくＣＰＵを搭載し、外部から制御プログラムをインストールすることが可能である機器も含むものとする。
また、このような構成では、測定時に使用者からの入力を必要とする各種の選択動作や指示動作を受け付けるために、パーソナルコンピュータのキーボード上のキー操作と表示画面上のボタンのクリック操作とを対応付け、該キー操作又はクリック操作のいずれでも同一の選択動作や指示動作を行える構成とすることが好ましい。これにより、検査者はいずれか便利なほうの操作方法を選ぶことができる。
上記第２発明に係る身体組成測定装置のように、身体を複数の身体部位に分割して各身体部位毎にインピーダンスを測定する場合、その身体部位毎に骨組織の構成比率が高い、又は筋肉組織の構成比率が高いといった特徴を持たせることが可能である。したがって、複数の身体部位のインピーダンスの測定結果等を比較・対照することにより、その身体部位毎及び全身の身体組成の推定精度を高めることができる。そこで、第２発明に係る身体組成測定装置に於いて、前記複数の身体部位のうちの少なくとも２つの身体部位のインピーダンスを測定し、該２つの身体部位のインピーダンスの測定値、又はその測定値に基づいて若しくはその測定値と身体特定化情報に基づいて推定された前記各身体部位の身体組成情報の差異又は比を用いて、当該被検者の全身又は一部身体の身体組成や健康状態に関連した情報の推定精度を高める構成とすることができる。
この場合、選択される身体部位は、或る程度の高い相関を持ちつつ、しかもそれぞれの身体部位において特徴的な組織の構成比率を有することが望ましいから、例えば、上腕部と前腕部、前腕部と手首部、大腿部と下腿部、下腿部と足首部といった、身体内にあって連続した部位とするとよい。また、特に、同じ除脂肪に属する筋肉組織及び骨組織の構成比率の推定精度を高めるのに有用である。
ところで、従来、ＡＤＬの評価法としては一般にバーセル指数（Ｂａｒｔｈｅｌ　Ｉｎｄｅｘ）が用いられている。この方法は、身の回りの動作と移動に関する能力を重視したもので、食事、整容、更衣、排泄、入浴、起居・歩行等の各動作毎に５〜１５点を配分し、全て自立していれば１００点、全て介助が必要であれば０点として１００点満点で採点を行うようにしたものである。更に、近年では、機能的自立度評価法（ＦＩＭ：Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ　Ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｃｅ　Ｍｅａｓｕｒｅ）が併用されることも多い。しかしながら、このような評価法は採点者によるばらつきが避けられず、機能回復訓練の成果・症状の改善などの結果がすぐには反映されにくい。また、これら評価法は被検者の活動の状況を捉えた尺度であるため、実際に肉体的には自立が可能な状態であるにも拘わらず心理的・精神的な影響等で自立に支障をきたしている場合と、肉体的に自立に支障をきたしている場合とが区別できない。
そこで、このようなＡＤＬの評価に、被検者の身体の状態を反映した１つの定量的な指標を提供することは非常に有用である。上述したように第２の発明に係る身体組成測定装置においても身体組成や健康状態に関連した情報としてＡＤＬ指標値を含むようにすることができるが、身体のインピーダンスの測定方法を限定することなく、上記課題を解決するために第３発明に係る身体組成測定装置を提供することができる。
即ち、第３発明に係る身体組成測定装置は、
ｅ）被検者の身体の略全身又は一部のインピーダンスを測定する測定手段と、
ｆ）そのインピーダンスの測定値に基づいて又はその測定値と身体特定化情報とに基づいて、当該被検者の日常生活動作の能力を測るＡＤＬ指標値を推定する推定手段と、
を備えることを特徴としている。
前記推定手段は、インピーダンスの測定値に基づいて又はその測定値と身体特定化情報とに基づいて、日常生活動作に重要である身体の所定部位の筋肉が発揮し得る力を推定し、該力又は該力から算出される数値を前記ＡＤＬ指標値とする構成とすることができる。
ここで、ＡＤＬ指標値としては、例えば、食事、整容、更衣、排泄、入浴、起居、歩行といった日常生活活動を行う上で必要な筋肉の筋肉量、この筋肉が発揮し得る力を表す筋力（最大筋力）、立位姿勢を保持できるか否かを判断し得る基準である体重支持指数などとすることができる。既述のように、身体の少なくとも一部の身体部位のインピーダンスの測定値に基づいて又はその測定値と身体特定化情報とに基づいて、その身体部位やその他の身体部位の筋肉量を推定することができる。そこで、前記推定手段は、インピーダンスの測定値に基づいて又はその測定値と身体特定化情報とに基づいて、日常生活動作に重要である身体の所定部位の筋肉量を推定し、該筋肉量から該筋肉が発揮し得る力を推定する構成とすることもできる。一般に筋肉量と筋力（最大筋力）とは相関があり、その相関の程度は予め実験的に求めておくことができるから、推定した筋肉量から筋力を推定することができる。
上述したように被検者が立位姿勢を保持できるか否か、更には歩行可能であるか否かという観点からみると、被検者の大腿又は下腿に含まれる筋肉の量及び筋力が非常に重要である。そこで、上記第３の発明に係る身体組成測定装置では、身体の前記所定部位の筋肉は大腿又は下腿に含まれる筋肉であって、前記測定手段は、少なくとも被検者の下肢の一部のインピーダンスを測定し、前記推定手段はこのインピーダンスの測定値又はその測定値と身体特定化情報とに基づいて、前記大腿又は下腿に含まれる筋肉量又は筋力を推定する構成とすることができる。インピーダンスの測定対象は筋肉量又は筋力を求めたい部位であることが最も好ましいが、例えば大腿部と下腿部とではかなり相関が高いから、下肢の一部のインピーダンスさえ測定すれば、かなり高い精度で所望の部位の筋肉量又は筋力を推定することができる。なお、立位姿勢の保持の可否を決定付ける最も重要な筋肉の１つは大腿四頭筋であることから、上記身体組成測定装置では、身体の前記所定部位の筋肉は少なくとも大腿四頭筋を含む構成とすることが好ましい。
また、左右の大腿四頭筋の筋肉量のバランスがとれていないと、歩行などの運動の際に一方の側に大きな負担がかかり、例えば骨の摩耗度合が左右で相違するなど、将来的な健康状態にマイナスとなることが予想される。したがって、上記身体組成測定装置では、左右の大腿四頭筋の筋肉量をそれぞれ推定し、その量及び左右のバランスに基づいた生活改善アドバイスを行う構成とすると好ましい。
この第３発明に係る身体組成測定装置によれば、被検者のＡＤＬ評価のための指標値が被検者の身体を測定した結果として客観的な数値として提示されるので、従来のような採点のばらつきがなくなり、当該被検者に対する客観的な評価が可能となる。そのため、例えば被検者が介護施設、病院等を移る際にもＡＤＬを測る共通の指標値として利用でき、介護や訓練の連続性が維持できる。また、純粋に肉体的能力からのＡＤＬ評価を行えるので、例えば肉体的には自立可能であっても他の要因等により要介護・介助状態に陥っているといった事象を判別することが可能となる。更に、治療や機能回復訓練の成果がすぐに数値に反映されるので、治療・訓練の計画を立てるのにも非常に有用であるとともに、被検者にとっては治療・訓練に対する意欲が得易くなる。
また、上記課題を解決するために成された第４発明に係る身体組成測定装置は、
ａ）少なくとも脂肪組織、筋肉組織及び骨組織に対応するそれぞれのインピーダンスを並列に接続したモデルでその身体部位のインピーダンスが近似でき、且つ前記各組織の構成比率及び該構成組織全体と個々の組織との電気的特性が一定であると看做し得るような身体部位毎に人間の全身を分割して構成したモデルに基づいて、１個又は直列接続された複数の前記身体部位から成る測定対象部位のインピーダンスを測定するように被検者の身体に接触された複数の通電用電極及び複数の測定用電極と、
ｂ）前記通電用電極を介して少なくとも前記測定対象部位を縦貫する所定周波数の交流電流を流す電流供給手段と、
ｃ）該交流電流によって前記測定対象部位の両端に生じる電圧を前記測定用電極を用いて測定する電圧計測手段と、
ｄ）該電圧測定値と前記交流電流の電流値とから前記測定対象部位に対応するインピーダンスを計算するとともに、複数の事前被検者の全身及び／又は各身体部位毎のインピーダンス測定結果と、断層画像が得られる装置を用いて計測・収集された該事前被検者の全身及び／又は各身体部位毎の身体組成基準情報とに基づいて、又は更に該事前被検者の身体特定化情報を加えて作成される推定式を利用し、前記インピーダンスの値又はその値と身体特定化情報とから、測定対象部位に対応する又はその被検者の身体全体の身体組成や健康状態に関連した情報を推定する演算処理手段と、
を備えることを特徴としている。
上記身体部位は、上述した通り、構成組織の断面積比率が略一定で所定長の円柱状モデルとして近似し得るような部位であり、具体的には、例えば、手首から肩口（肩峰点付近）までの腕部と足首から脚の付け根（転子点付近）までの脚部とを左右それぞれ１つの身体部位とし、胴体を体幹部として１つの身体部位とすることができる。更に、腕部を肘から２つに分離し、前腕部、上腕部の２つの身体部位にすることができる。脚部についても同様に、膝から２つに分離し、下腿部、大腿部の２つの身体部位にすることができる。更にまた、上肢部にあって手首から手の甲の指の付け根付近までの部分を１つの身体部位とし、下肢部についても足首から足の甲の指の付け根付近までの部分を１つの身体部位とすることもできる。更にまた、これら身体部位をより細かく区分した単位を１つの身体部位としてもよく、例えば左右前腕部の手首部近辺や下腿部の足首部近辺を１つの身体部位としてもよい。
第４発明に係る身体組成測定装置では、通電用電極を通して少なくとも１つの測定対象部位中に微弱な交流電流を流す。そして、その測定対象部位が持つインピーダンスによってその電流経路内で生じる電圧を、測定用電極を介して電圧計測手段により計測する。その際、従来よく知られている４電極法を利用してもよいが、体幹部には電極を接触させたくないといった電極接触位置に制限がある場合でも、支障なく測定対象部位の両端間の電圧に相当する電圧を測定できる。即ち、電流経路となっていない身体部位には電流が流れていないため電圧計測誘導路上に電圧が発生せず、電圧を計測するために該身体部位は単に導電線であるものと看做せる。例えば両手の甲の間に通電を行っている場合には、左右脚部や体幹部は単に導電線であると看做すことができ、例えば右手首と右足首との間の電圧を計測すると、その電圧測定経路中の電流経路は右腕部のみであるから、右腕部のインピーダンスによる電圧降下を計測しているのと同等である。このようにして、通電用電極及び測定用電極の接触位置を適宜に選択することにより、被検者の任意の身体部位の両端間の電圧降下を得ることができるから、演算処理手段により、この電圧計測値と電流値とから身体部位に対応したインピーダンスを算出することができる。
上述のようにして算出されるインピーダンスは、脂肪組織、筋肉組織及び骨組織に対応するそれぞれのインピーダンスを並列に接続したモデルでその身体部位のインピーダンスが近似できるような身体部位であって、しかもそれら各組織の構成比率及び該構成組織全体と個々の組織との電気的特性が一定であると看做すことができるような単位の身体部位に対応したものである。このように分割された身体部位は、身体組成を算出する際に基準となるモデル、つまり上記ＭＲＩ法の適用モデルにかなり厳密に一致する。そのため、上述したようにモデル化された身体部位に対しては非常に精度の良い推定を行うことができる。
したがって、第４発明に係る身体組成測定装置によれば、各身体部位の組成情報等を高い精度で推定することができるのは勿論のこと、全身の身体組成情報や健康状態に関連した情報も精度よく求めることができる。また、体幹部や体幹部に隣接する例えば上腕部、上肢部などのインピーダンスを測定する際にも、体幹部自体に電極を接触させる必要がない。そのため、被検者にとっては心理的抵抗が小さく、衣服を脱いだりする必要もないので測定のための拘束時間も短くてすむ。
具体的には、第４発明に係る身体組成測定装置に於いて、複数の測定用電極は、左右の手首付近、左右の足首付近、左右の肘付近、左右の膝付近、左右の手掌部又は手の甲部付近、及び、左右の足の裏部又は甲部付近のうちの少なくとも２個所に接触するものとすることができる。その一態様として、複数の測定用電極は、左右の手首付近及び左右の足首付近の計４個所にそれぞれ接触する４個の電極を少なくとも含むものとすることができる。この構成では、被検者の身体を、少なくとも左右の腕部、左右の脚部及び体幹部の５個のセグメントに分割して各セグメント毎のインピーダンスを求めることができる。
また、上記４個所のほかに、測定用電極の接触個所として、左右の肘付近及び左右の膝付近の４個所のうちの少なくとも１個所を加えてもよい。例えばこの４個所を全て加えるならば、被検者の身体を、左右の上腕部、左右の前腕部、左右の大腿部、左右の下腿部、及び体幹部の９個のセグメントに分割して各セグメント毎のインピーダンスを求めることができる。
更にまた、測定用電極の接触個所として、左右の手掌部又は手の甲部、及び、左右の足の裏部又は甲部の４個所のうちの少なくとも１個所を加えてもよい。例えば上記４個所及びこの４個所を全て加えるならば、被検者の身体を、左右の上腕部、左右の前腕部、左右の手首、左右の大腿部、左右の下腿部、左右の足首、及び体幹部の１３個のセグメントに分割して各セグメント毎のインピーダンスを測定することができる。
更にまた、前記測定用電極の接触個所として、手首と肘との間、又は足首と膝との間の少なくとも１個所を加えてもよい。即ち、これによれば、前腕部のうちの手首側又は下腿部のうちの足首側の部位の両端の電圧を測定することが可能となる。このような部位は断面積に占める骨組織の占有比率が比較的高い部位であるので、特に骨組織に関する情報、例えば骨量や骨密度などを精度よく得るのに好適である。
一方、通電用電極の接触個所は、左右の手首から手の指先まで、左右の足首から足の指先までの４個所にそれぞれ接触する４個の電極を少なくとも含むものとすることができる。但し、手首及び足首に測定用電極を接触させる場合には、この電極にあまり近い位置であると好ましくないから、例えば手足の甲の指の付け根付近、或いは指を接触個所とすればよい。
上述したように、前腕部のうちの手首側又は下腿部のうちの足首側の部位の両端の電圧を測定するには、前記手首付近と、前記手首と肘との間の１個所とにそれぞれ接触させる２個の測定用電極を所定間隔離間させて同一のシート状部材の一面に形成し、該シート状部材を被検者の皮膚表面に貼着して測定を行うようにすると便利である。これによれば、電極の装着が容易であるのみならず、２個の測定用電極間の距離が一定しているので、再現性のある精度の高い測定が可能である。更にまた、前記シート状部材の一面に通電用電極も形成すれば、電極の装着は一層容易になる。
更に第４発明に係る身体組成測定装置の一態様として、通電用電極及び測定用電極は皮膚に着脱自在な形態とし、該電極と電流供給手段及び電圧計測手段とをケーブルで接続する構成とすることができる。この構成では、測定時の被検者の姿勢に制限がない。但し、測定の精度向上の観点から言えば、仰臥姿勢をとった被検者の身体に電極を接触させることが望ましく、更に被検者の身体内の体液のバランスを維持するために、仰臥姿勢で数分程度安静状態を保ち、そのあとに計測に取り掛かることがより望ましい。
また、第４発明に係る身体組成測定装置の他の態様として、被検者が足を載せる測定台部と、該被検者が両手で掴む把持部とを備え、前記測定台部の上面に、足裏の指側に接触する通電用電極と足裏の踵側に接触する測定用電極とを設けるとともに、前記把持部に、手首付近に接触する測定用電極と手首よりも先の所定個所に接触する通電用電極とを設ける構成とすることができる。測定精度の点から望ましい姿勢としては、被検者は立位姿勢で両手を前方に真っ直ぐ伸張した状態で把持部を掴むようにするとよい。この構成によれば、被検者が立位姿勢で測定を行うことができるとともに身体に電極を貼り付ける必要がないので、仰臥姿勢をとる場合に比べて一層心理的抵抗が少なくてすみ、測定に要する時間も短くてすむ。また、被検者が自分一人で測定することも容易である。
また、第４発明に係る身体組成測定装置の他の態様として、被検者が足を載せる測定台部と、該測定台部上に立位姿勢で載った被検者が両腕をほぼ前方に伸ばした状態で両腕をそれぞれ支持する一対のアームレストとを備え、前記測定台部の上面に、足裏の指側に接触する通電用電極と足裏の踵側に接触する測定用電極とを設けるとともに、前記アームレストの上面に、手首付近に接触する測定用電極と手首よりも先の所定個所に接触する通電用電極とを設ける構成とすることができる。この構成では、被検者の両腕がアームレストで支持されるので、測定時に被検者の疲労が軽減される。また、測定中に腕が上下動すると測定誤差の原因と成り得るが、腕の姿勢が安定するので測定精度の向上が望める。
更にまた、第４発明に係る身体組成測定装置の他の態様として、被検者が足を載せる測定台部と、被検者が該測定台部上に足を載せた状態で座ることができる椅子部と、該椅子部にあって被検者が少なくとも前腕部を載せるためのアームレストとを備え、前記測定台部の上面に、足裏の指側に接触する通電用電極と足裏の踵側に接触する測定用電極とを設けるとともに、前記アームレストの上面に、手首付近に接触する測定用電極と手首よりも先の所定個所に接触する通電用電極とを設ける構成とすることができる。この構成によれば、被検者が座位姿勢で測定を行うことができるので、立位姿勢をとることが困難な者に対しても無理なく測定ができる。また、静止姿勢を保ちやすく、立位姿勢による測定よりも再現性が向上する。
具体的な構成としては、上記アームレストの上面に手で握る一対のグリップ部を設け、該グリップ部に前記通電用電極を設ける構成とすることができる。この構成では、被検者がグリップ部を握ると掌又は指に通電用電極が接触する。また、このグリップ部を略円柱形状とし、上部に通電用電極を備えるともに、該通電用電極と所定の間隙を保って下部に測定用電極を設けるようにしてもよい。この構成では、被検者がグリップ部を握ると、親指、人差し指の腹周辺に通電用電極が接触し、掌の土手周辺に測定用電極が接触する。また、上記アームレストの上面に、肘付近に接触する測定用電極を更に設けてもよい。また、被検者の足首に接触する測定用電極を有する足首測定部を備えてもよく、更に、被検者の膝の内側又は裏側に接触する測定用電極を有する膝測定部を備えてもよい。また、上記椅子部の座の前面角部近傍に、被検者の膝裏に接触する測定用電極を設けてもよい。このようにして電圧測定点を増やすことにより、一層精度の高い測定が行える。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明に係る身体組成測定方法及び身体組成測定装置について、図面を参照しつつ詳細に説明する。まず、本発明に係る身体組成測定方法に関するインピーダンスの測定方法、及び、その測定値に基づいた又はその測定値と身体特定化情報とに基づいた身体組成情報の推算方法について説明する。
第３２図は、この身体組成測定方法に対応する人体のインピーダンス構成の近似モデル図である。本測定方法の特徴の１つは、人体を複数のセグメントに細分化し、各セグメント単位でインピーダンスを考慮する点にある。また、インピーダンスに基づく身体組成情報の推定精度を向上させるために、身体組成が比較的一定である、つまり後述する円柱モデルに近似し易い部位毎にセグメントを構成するようにしている。
具体的に説明すると、第３２図に示すように、頭部及び手先、足先を除く身体全体について、左右腕部（手首より先は除く）をそれぞれ肘近傍で上腕部及び前腕部に分割し、左右脚部（足首より先は除く）をそれぞれ膝近傍で大腿部及び下腿部に分割する。このように四肢を合計８個のセグメントに細分化し、それに胸部及び腹部を含む体幹部を加え、身体全体を９個のセグメントに細分化している。この９個の各セグメントにそれぞれ独立したインピーダンスを対応させ、各インピーダンスが第３２図に示すように接続されたモデルを想定する。ここで、左前腕部、左上腕部、右前腕部、右上腕部、左大腿部、左下腿部、右大腿部、右下腿部及び体幹部の９個のセグメントのインピーダンスはそれぞれ、Ｚ_ＬＦＡ、Ｚ_ＬＵＡ、Ｚ_ＲＦＡ、Ｚ_ＲＵＡ、Ｚ_ＬＦＬ、Ｚ_ＬＣＬ、Ｚ_ＲＦＬ、Ｚ_ＲＣＬ、及びＺ_Ｔであるとする。
このような９個のインピーダンスを測定するために、仰臥姿勢で横たわった被検者の四肢に対し、第３２図中に示すように４個所の電流供給点Ｐｉ_１〜Ｐｉ_４、及び８個所の電圧測定点Ｐｖ_１〜Ｐｖ_８を設定する。電流供給点Ｐｉ_１〜Ｐｉ_４は両手の甲部の中指の付け根付近、両足の甲部の中指の付け根付近である。一方、電圧測定点Ｐｖ_１〜Ｐｖ_８は、左右の手首、左右の肘、左右の足首、左右の膝である。このうち、左右手首の電圧測定点Ｐｖ_１、Ｐｖ_２と左右足首の電圧測定点Ｐｖ_５、Ｐｖ_６とは相対的に体幹部から遠い位置にあるため、これら４個所の電圧測定点で電圧を測定することを遠位測定と呼ぶこととする。他方、左右肘の電圧測定点Ｐｖ_３、Ｐｖ_４と左右膝の電圧測定点Ｐｖ_７、Ｐｖ_８とは相対的に体幹部から近い位置にあるため、これら４個所の電圧測定点で電圧を測定することを近位測定と呼ぶこととする。なお、第３２図に示すように、左右の手首、左右の足首よりも更に外側（つまり遠位側）にもインピーダンスが存在すると看做せるから、そのインピーダンスをそれぞれＺ_Ｌｗ、Ｚ_Ｒｗ、Ｚ_Ｌｈ、Ｚ_Ｒｈとしている。
４個所の電流供給点Ｐｉ_１〜Ｐｉ_４のうちの２個所を選択してその間に電流を流し、所定の２個所の電圧測定点の間の電位差を測定すると、その電位差は１個のインピーダンス又は複数の直列接続されたインピーダンスの両端に発生する電位差であると看做せる。この場合、電流の通過経路にあたっていない身体部位は電流が殆ど流れないので、その部位のインピーダンスは無視して単なる導電線であると看做すことができる。
例えばいま両手の電流供給点Ｐｉ_１、Ｐｉ_２の間に電流を流す場合を考える。このとき、両手首の電圧測定点Ｐｖ_１、Ｐｖ_２間（つまり遠位測定）の電位差は、Ｚ_ＬＦＡ、Ｚ_ＬＵＡ、Ｚ_ＲＦＡ及びＺ_ＲＵＡを直列に接続したインピーダンス、つまり左右両腕部のインピーダンスに対応した電圧となる。また、両肘の電圧測定点Ｐｖ_３、Ｐｖ_４間（つまり近位測定）の電位差は、Ｚ_ＬＵＡとＺ_ＲＵＡとを直列に接続したインピーダンス、つまり左右両上腕部のインピーダンスに対応した電圧となる。更に、左手首の電圧測定点Ｐｖ_１と左足首の電圧測定点Ｐｖ_５（又は右足首の電圧測定点Ｐｖ_６）との間の電位差は、左右脚部及び体幹部は単なる導電線と看做すことができるから、Ｚ_ＬＦＡとＺ_ＬＵＡとを直列に接続したインピーダンス、つまり左腕部のインピーダンスに対応した電圧となる。更にまた、左肘の電圧測定点Ｐｖ_３と左膝の電圧測定点Ｐｖ_７（又は右膝の電圧測定点Ｐｖ_８）との間の電位差は、左右大腿部及び体幹部は単なる導電線と看做すことができるから、Ｚ_ＬＵＡなるインピーダンス、つまり左上腕部のインピーダンスに対応した電圧となる。
他の身体部位に於いても同様の測定が行え、このような測定結果を利用すれば、９個のセグメントのインピーダンスをそれぞれ独立に精度よく求めることができる。このようにして取得されたインピーダンスの測定値に基づいて、或いはインピーダンス測定値と身体特定化情報とに基づいて身体組成情報を推定する。
なお、あとで詳しく述べるが、本身体組成測定装置では、４個の測定用電極を利用し、遠位測定のみのインピーダンス測定、近位測定のみのインピーダンス測定、或いは、測定用電極を貼り替えることによる遠位測定と近位測定との両方のインピーダンス測定、のいずれかを選択して行えるようになっている。
次に、上述したように取得されたインピーダンスの測定値に基づいて身体組成情報を推定するための推定方法を説明する。本身体組成測定装置で採用している推定方法の大きな特徴の一つは、インピーダンス測定値に基づいて、或いはインピーダンス測定値と身体特定化情報とに基づいて身体組成情報を推定する際に、ＭＲＩによって収集された身体組成情報を活用して作成された推定式を用いる点にある。
周知のように、ＭＲＩでは、人体の任意の部位の断面画像を得ることができる。その断面画像によれば、その断面の中の筋肉、脂肪、骨といった身体組織の量やそれぞれの比率を知ることができる。そこで、第３３図（ａ）に示すように、対象とする身体部位の長手方向に所定厚さＤ毎に該身体部位を輪切りにした断面画像を取得し、各断面画像より脂肪、筋肉、骨といった組織の量（面積）をそれぞれ算出する。その結果、第３３図（ｂ）に示すような身体部位の長さ方向における各組織の面積の分布が得られるから、これを長さ方向に積分し、当該身体部位に対する各組織の量を決定する。本測定方法では、上述したように身体を９個のセグメントに分割しているため、各セグメント単位に対してこのようなＭＲＩ法を適用し易く、しかも各セグメントは円柱体に近似し易いので高い精度で各組織の量を求めることができる。
以下、本身体組成測定装置において測定結果として表示する、主要な身体組成情報の推定方法について、幾つかの例を述べる。
〔１〕全身の身体組成の推定
ここでいう組成は体脂肪率％Ｆａｔ、除脂肪量ＬＢＭ、脂肪量ＦＭ等である。
〔１−１〕全身の体脂肪率の推定方法の例
従来、ルカスキー（Ｌｕｋａｓｋｉ．Ｈ．Ｃ）らの研究に基づいて、生体インピーダンス（ＢＩ）法による除脂肪量（ＬＢＭ）の推定式として次式が用いられている。
ＬＢＭ〔ｋｇ〕＝ａ_０＋ｂ_０・（Ｈ^２／Ｚ_１）＋ｃ_０・Ｗ＋ｄ_０・Ａｇ
ここで、ａ_０、ｂ_０、ｃ_０、ｄ_０は定数（多重回帰係数）であり、性別Ｓｘによって値が異なる。また、Ｈ、Ｗ、Ａｇ及びＺ_１はそれぞれ、被検者の身長、体重、年齢及び手首足首間のインピーダンスである。
この除脂肪量ＬＢＭと体重Ｗとを用い、体脂肪率％Ｆａｔは次式で求まる。
％Ｆａｔ＝〔（Ｗ−ＬＢＭ）／Ｗ〕×１００
また、脂肪量ＦＭは次式で求まる。
ＦＭ＝Ｗ−ＬＢＭ
しかしながら、本測定方法では除脂肪量ＬＢＭは上記推定式を用いず、後記の方法で求めたものを利用することができる。
〔１−２〕全身の除脂肪量の推定方法の例
身体を構成する上記９個のセグメントのそれぞれを円柱モデルに見たてて、身体組成を推定する。このための方法としては次の２つが考えられる。
〔１−２−１〕四肢及び体幹部のセグメント単位を個々に独立変数と看做し、多重回帰式を作成する方法
まず、身体全体を四肢及び体幹部の５セグメントに分割する場合について考える。身体全体の除脂肪量をＬＢＭ、左右両腕部の除脂肪量をＬＢＭ_ｈ、左右両脚部の除脂肪量をＬＢＭ_Ｌ、体幹部の除脂肪量をＬＢＭ_ｔｒとすると、
ＬＢＭ_ｈ∝Ｈ_ｈ ^２／Ｚ_ｈ
Ｈ_ｈ：両腕部又は片腕部長、Ｚ_ｈ：両腕部又は片腕部のインピーダンス　　ＬＢＭ_Ｌ∝Ｈ_Ｌ ^２／Ｚ_Ｌ
Ｈ_Ｌ：両脚部又は片脚部長、Ｚ_Ｌ：両脚部又は片脚部のインピーダンス　　ＬＢＭ_ｔｒ∝Ｈ_ｔｒ ^２／Ｚ_ｔｒ
Ｈ_ｔｒ：体幹長、Ｚ_ｔｒは体幹のインピーダンス
となる。したがって、次の（１）式を立てることができる。
ＬＢＭ＝ａ_０＋ｂ_０・Ｈ_ｈ ^２／Ｚ_ｈ＋ｃ_０・Ｈ_Ｌ ^２／Ｚ_Ｌ＋ｄ_０・Ｈ_ｔｒ ^２／Ｚ_ｔｒ＋ｅ_０・Ｗ＋ｆ_０・Ａｇ　　…（１）
ここで、体重Ｗ、年齢Ａｇは相関性を向上させるための補足的パラメータである。Ａｇの項は年齢による組織の特性の相違を補正するものであり、Ｗの項は骨組織への体重のストレスによる骨密度等の特性への影響などを補正するためのものである。当然、男女の性差があるから、性別Ｓｘによってａ_０、ｂ_０、ｃ_０、ｄ_０、ｅ_０、ｆ_０なる定数は相違する。
また一般的には、上記Ｈ_ｈ、Ｈ_Ｌ、Ｈ_ｔｒは各個人毎に身長Ｈと高い相関が認められる。そこで（１）式中のＨ_ｈ、Ｈ_Ｌ、Ｈ_ｔｒは身長Ｈに置き換えることができ、次の（２）式となる。
ＬＢＭ＝ａ_０’＋ｂ_０’・Ｈ^２／Ｚ_ｈ＋ｃ_０’・Ｈ^２／Ｚ_Ｌ＋ｄ_０’・Ｈ^２／Ｚ_ｔｒ＋ｅ_０’・Ｗ＋ｆ_０’・Ａｇ　　…（２）
ここで、Ｚ_ｈは両腕部又は片腕部のインピーダンスのいずれでもよく、片腕部である場合には左右が同一であると推定する。Ｚ_Ｌについても同様である。
また（１）式に於いて、四肢の左右も独立であると看做すと次の（３）式となる。
ＬＢＭ＝ａ_０”＋ｂ_０”・Ｈ_ｈＲ ^２／Ｚ_ｈＲ＋ｃ_０”・Ｈ_ｈＬ ^２／Ｚ_ｈＬ＋ｄ_０”・Ｈ_ＬＲ ^２／Ｚ_ＬＲ＋ｅ_０”・Ｈ_ＬＬ ^２／Ｚ_ＬＬ＋ｆ_０”・Ｈ_ｔｒ ^２／Ｚ_ｔｒ＋ｇ_０”・Ｗ＋ｈ_０”・Ａｇ…（３）
Ｈ_ｈＲ：右腕部長、Ｚ_ｈＲ：右腕部のインピーダンス
Ｈ_ｈＬ：左腕部長、Ｚ_ｈＬ：左腕部のインピーダンス
Ｈ_ＬＲ：右脚部長、Ｚ_ＬＲ：右脚部のインピーダンス
Ｈ_ＬＬ：右脚部長、Ｚ_ＬＬ：右脚部のインピーダンス
更に（１）式に於いて、上述したように９セグメントに細分化した測定が可能である場合には、次の（４）式とすることができる。
ＬＢＭ＝ａ_０＋ｂ_０・Ｈ_ＵＡＲ ^２／Ｚ_ＵＡＲ＋ｃ_０・Ｈ_ＦＡＲ ^２／Ｚ_ＦＡＲ＋ｄ_０・Ｈ_ＵＡＬ ^２／Ｚ_ＵＡＬ＋ｅ_０・Ｈ_ＦＡＬ ^２／Ｚ_ＦＡＬ＋ｆ_０・Ｈ_ＦＬＲ ^２／Ｚ_ＦＬＲ＋ｇ_０・Ｈ_ＣＬＲ ^２／Ｚ_ＣＬＲ＋ｈ_０・Ｈ_ＦＬＬ ^２／Ｚ_ＦＬＬ＋ｉ_０・Ｈ_ＣＬＬ ^２／Ｚ_ＣＬＬ＋ｊ_０・Ｈ_ｔｒ ^２／Ｚ_ｔｒ＋ｋ_０・Ｗ＋ｌ_０・Ａｇ…（４）
但し、（１）、（２）、（３）、（４）式とも、全ての変数項が含まれる必要はなく、実質的に有効な独立変数項のみで構成するとよい。つまり、上記各式は最大変数項の例であると考えればよい。
〔１−２−２〕各セグメント単位で身体組成を推算し、その推算値を身体全体の身体組成の推定式に組み込む方法
腕部の除脂肪量をＬＢＭ_ｈ、脚部の除脂肪量をＬＢＭ_Ｌ、体幹部の除脂肪量をＬＢＭ_ｔｒとすると、次の（５）式を立てることができる。
ＬＢＭ＝ａ_０＋ｂ_０・ＬＢＭ_ｈ＋ｃ_０・ＬＢＭ_Ｌ＋ｄ_０・ＬＢＭ_ｔｒ　　　…（５）
ＬＢＭ_ｈ＝ａ_１＋ｂ_１・Ｈ_ｈ ^２／Ｚ_ｈ＋ｃ_１・Ｗ＋ｄ_１・Ａｇ
ＬＢＭ_Ｌ＝ａ_２＋ｂ_２・Ｈ_Ｌ ^２／Ｚ_Ｌ＋ｃ_２・Ｗ＋ｄ_２・Ａｇ
ＬＢＭ_ｔｒ＝ａ_３＋ｂ_３・Ｈ_ｔｒ ^２／Ｚ_ｔｒ＋ｃ_３・Ｗ＋ｄ_３・Ａｇ
（５）式は（１）式に対応した式であるが、同様に、（３）式、（４）式に対応した式を作成することもできる。
〔１−３〕全身の筋肉量及び骨量の推定方法
一般的に全身の総筋肉量（ＴＭＭ）は、従来知られている解剖学的データなどから、除脂肪量（ＬＢＭ）の５０％程度であると言われている。同様に、全身の総骨量（ＴＢＭ）は体重Ｗの１６％程度又は除脂肪量（ＬＢＭ）の１８％程度であると言われている。したがって、この数値を利用すれば、上述のようにして求めた除脂肪量ＬＢＭや体重Ｗから総筋肉量（ＴＭＭ）や総骨量（ＴＢＭ）を容易に概算することができる。また、総筋肉量（ＴＭＭ）や総骨量（ＴＢＭ）は除脂肪量（ＬＢＭ）と有意の相関が認められる。したがって、ＬＢＭの推定式と同様の変数項による多重回帰式を作成する方法も考えられる。
ＴＭＭ＝ａ_０＋ｂ_０・Ｈ^２／Ｚ_１＋ｃ_０・Ｗ＋ｄ_０・Ａｇ
ＴＢＭ＝ａ_１＋ｂ_１・Ｈ^２／Ｚ_１＋ｃ_１・Ｗ＋ｄ_１・Ａｇ
上式は最も単純化した式であるが、上述した通り、より厳密な推算を行うために、より複雑な推定式を作成することもできる。
〔２〕各セグメント単位毎の身体組成の推定
〔２−１〕除脂肪量の推定方法
９個の各セグメントに対して、それぞれ円柱モデルを適用する。第３４図（ａ）は各セグメントの組成モデルである。即ち、各セグメントは、断面積Ａ_ｆの脂肪組織、断面積Ａ_ｍの筋肉組織、断面積Ａ_ｂの骨組織を有し、その長さはいずれもＬであるとする。脂肪組織、筋肉組織及び骨組織の体積抵抗率をそれぞれρ_ｆ、ρ_ｍ及びρ_ｂとすると、脂肪組織、筋肉組織及び骨組織のインピーダンスＺ_ｆ、Ｚ_ｍ及びＺ_ｂは、
Ｚ_ｆ＝ρ_ｆ・（Ｌ／Ａ_ｆ）
Ｚ_ｍ＝ρ_ｍ・（Ｌ／Ａ_ｍ）
Ｚ_ｂ＝ρ_ｂ・（Ｌ／Ａ_ｂ）
である。セグメント単位のインピーダンスＺ_０は、電気的には、第３４図（ｂ）に示すような各組織のインピーダンスＺ_ｆ、Ｚ_ｍ、Ｚ_ｂの並列モデルとして近似できる。したがって、インピーダンスＺ_０は次の（１１）式となる。
１／Ｚ_０＝（１／Ｚ_ｆ）＋（１／Ｚ_ｍ）＋（１／Ｚ_ｂ）　　…（１１）
除脂肪層の体積をＶ_ＬＢＭ、密度をＤ_ＬＢＭとする。密度Ｄ_ＬＢＭは先行研究より既知である。除脂肪量ＬＢＭは、
ＬＢＭ＝Ｖ_ＬＢＭ・Ｄ_ＬＢＭ
となる。ここで、
Ｖ_ＬＢＭ＝Ａ_ＬＢＭ・Ｌ
＝（Ａ_ｍ＋Ａ_ｂ）・Ｌ
＝ρ_ｍ・（Ｌ^２／Ｚ_ｍ）＋ρ_ｂ・（Ｌ^２／Ｚ_ｂ）　　　…（１２）
である。（１１）式を変形して（１２）式に代入すると、
Ｖ_ＬＢＭ＝ρ_ｍ・Ｌ^２・〔（１／Ｚ_０）−（１／Ｚ_ｆ）〕＋（ρ_ｂ−ρ_ｍ）・（Ｌ^２／Ｚ_ｂ）　　…（１３）
となる。ここで、各組織の体積抵抗率の関係は、ρ_ｍ＜ρ_ｂ＜＜ρ_ｆである。
まず、手首、足首などの遠位局部の影響を除いて考えると（条件Ａ）、
Ａ_ｂ＜＜Ａ_ｍ
と看做すことができる。したがって、
Ｚ_ｆ（＝ρ_ｆ・（Ｌ／Ａ_ｆ））＞Ｚ_ｂ（＝ρ_ｂ・（Ｌ／Ａ_ｂ））＞＞Ｚ_ｍ（＝ρ_ｍ・（Ｌ／Ａ_ｍ））＞Ｚ_０
これを（１３）式に適用すると、
Ｖ_ＬＢＭ＝ρ_ｍ・（Ｌ^２／Ｚ_０）＋（ρ_ｂ−ρ_ｍ）・（Ｌ^２／Ｚ_ｂ）　　　…（１４）
となる。ここで、
ρ_ｍ・（Ｌ^２／Ｚ_０）＞＞（ρ_ｂ−ρ_ｍ）・（Ｌ^２／Ｚ_ｂ）
であるから、
Ｖ_ＬＢＭ＝ρ_ｍ・（Ｌ^２／Ｚ_０）
である。したがって、
ＬＢＭ＝Ｄ_ＬＢＭ×ρ_ｍ・（Ｌ^２／Ｚ_０）
故に、所定の関数ｆ（ｘ）を用いて次の関係が成り立つ。
ＬＢＭ＝ｆ（Ｌ^２／Ｚ_０）
他方、手首、足首などの遠位局部の影響を考慮する場合には（条件Ｂ）、
Ａ_ｂ＜Ａ_ｍ
とすることができる。したがって、
ρ_ｍ・（Ｌ^２／Ｚ_０）＞（ρ_ｂ−ρ_ｍ）・（Ｌ^２／Ｚ_ｂ）＝ΔＶ_ｂ
一般に体重Ｗが重いほど、身体を保持するために骨組織の体積Ｖ_ｂは増加するから、Ｖ_ｂ∝ΔＶ_ｂ∝ｆ（Ｗ）の関係が推定できる。そこで、（１４）式より、

よって、
ＬＢＭ＝ｆ（Ｌ^２／Ｚ_０，Ｗ）
更に、各組織の加齢による変化及び、性差による相違などを考慮して多重回帰分析で推定式を作成すると、
ＬＢＭ＝ａ”＋ｂ”・（Ｌ^２／Ｚ_０）＋ｃ”・Ｗ＋ｄ”・Ａｇ　　…（１５）
となる。ここで、ａ”、ｂ”、ｃ”、ｄ”は定数（多重回帰係数）であり、性別により値が異なる。ＭＲＩ法により求めた除脂肪量ＬＢＭを上記多重回帰分析の推定式に適用し、性別毎に定数ａ”、ｂ”、ｃ”、ｄ”を求めておけばよい。
〔２−２〕筋肉量の推定方法
上述した除脂肪量の推定と基本的に同様である。筋肉層の体積をＶ_ＭＭ、密度をＤ_ＭＭとすると、筋肉量ＭＭは、
ＭＭ＝Ｖ_ＭＭ・Ｄ_ＭＭ
となり、筋肉層のインピーダンスＺ_ｍを用いれば、
Ｖ_ＭＭ＝ρ_ｍ・（Ｌ^２／Ｚ_ｍ）
である。
上記の条件Ａの下では、
ＭＭ≒ＬＢＭ＝ａ＋ｂ・（Ｌ^２／Ｚ_０）＋ｃ・Ａｇ　　　…（１６）
と考えられる。しかしながら、条件Ｂの下では、
ＬＢＭ＝ＭＭ＋ＢＭ
＝ａ＋ｂ・（Ｌ^２／Ｚ_０）＋ｃ・Ｗ＋ｄ・Ａｇ　　　…（１７）
であり、Ｌ^２／Ｚ_０の項に筋肉量ＭＭ以外の骨ＢＭの情報も含まれてしまい、分離が不可能である。そこで、９個のセグメントの中で条件Ａ、Ｂを満足するセグメントを考えてみると、
条件Ａを満足するセグメント：上腕部、大腿部
条件Ｂを満足するセグメント：前腕部、下腿部
である。
上腕部と前腕部、及び、大腿部と下腿部のそれぞれの筋肉量間の相関は、各個人毎に非常に高いことが知られている。そこで、上腕筋肉量情報ＭＭ_Ｕ、前腕筋肉量情報ＭＭ_Ｆを推定する。即ち、ＭＲＩ法で算出したＭＭ_ＵＡ及びＭＭ_ＦＡの回帰分析を基に次のような推定式を抽出する。
ＭＭ_ＦＡ＝ａ_ｍ＋ｂ_ｍ・ＭＭ_ＵＡ　　　　…（１８）
同様にＭＲＩ法で算出した大腿筋肉量情報ＭＭ_ＦＬを用いて、下腿筋肉量ＭＭ_ＣＬを推定する。
ＭＭ_ＣＬ＝ａ’_ｍ＋ｂ’_ｍ・ＭＭ_ＦＬ　　　…（１９）
よって、上腕部及び大腿部等の近位セグメントの筋肉量は条件Ａを満足するため、（１６）式で求めることができる。また、この（１６）式で求めた上腕筋肉量及び大腿筋肉量を（１８）、（１９）式に適用することにより、前腕筋肉量及び下腿筋肉量を推算することができる。
〔２−３〕骨量の推定方法
条件Ｂを満足する前腕部及び下腿部に着目し、（１５）式で求まる除脂肪量ＬＢＭ_ＦＡ、ＬＢＭ_ＣＬから（１８）、（１９）式で求まるＭＭ_ＦＡ、ＭＭ_ＣＬを差し引くことにより、骨量ＢＭ_ＦＡ、ＢＭ_ＣＬを求めることができる。
ＢＭ_ＦＡ＝ＬＢＭ_ＦＡ−ＭＭ_ＦＡ　　…（２０）
ＢＭ_ＣＬ＝ＬＢＭ_ＣＬ−ＭＭ_ＣＬ　　…（２１）
（２０）、（２１）式で求めた骨量を基に、他の、条件Ａを満足するセグメント及び全身の骨量を推定する。即ち、筋肉量の場合と同様に、各個人毎に、前腕部と上腕部の骨量、及び大腿部と下腿部の骨量もそれぞれ高い相関を有している。そこで、ＭＲＩ法を用いて算出したＢＭ_ＦＡ、ＢＭ_ＣＬの回帰分析を基に次のような推定式を抽出する。
ＢＭ_ＵＡ＝ａ_ｂ＋ｂ_ｂ・ＢＭ_ＦＡ　　　　　…（２２）
ＢＭ_ＦＬ＝ａ’_ｂ＋ｂ’_ｂ・ＢＭ_ＣＬ　　　…（２３）
同様に、全身骨量、及び腕部、脚部などのＭＲＩ法による回帰分析を基にして推定式を算出することも可能である。なお、上記推定方法はセグメント毎の除脂肪量、筋肉量、筋力、骨量などを推算することを前提としていたが、１個のセグメント内の単位長さ当たりの除脂肪量、筋肉量、筋力、骨量などを推算することを前提として推定式を作成すると、より精度の高い結果が得られる場合がある。このような方法は、特に、特殊な体型を有する運動選手、具体的には、上腕部と前腕部、又は大腿部と下腿部とにおいてセグメント長等の左右バランスが著しく相違する場合、等に有効である。
筋肉量、骨量などを単位長当たりの値として推算する方法の一例を次に説明する。円柱モデルの体積Ｖ、断面積Ａ、長さＬの関係は、
Ｖ＝Ａ・Ｌ
であるから、
Ｖ／Ｌ＝Ａ＝ρ・（Ｌ／Ｚ）
である。上記（１６）〜（２３）式を単位長当たりに書き換えると次のようになる。
ＭＭ／Ｌ≒ＬＢＭ／Ｌ
＝ａ＋ｂ・（Ｌ／Ｚ_０）＋ｃ・Ａｇ　　　　　　　　…（１６）’
ＬＢＭ／Ｌ＝（ＭＭ＋ＢＭ）／Ｌ
＝ａ＋ｂ・（Ｌ／Ｚ_０）＋ｃ・Ｗ＋ｄ・Ａｇ　　　　　…（１７）’
ＭＭ_ＦＡ／Ｌ_ＦＡ＝ａ_ｍ＋ｂ_ｍ・ＭＭ_ＵＡ／Ｌ_ＵＡ　　　　　…（１８）’
ＭＭ_ＣＬ／Ｌ_ＣＬ＝ａ’_ｍ＋ｂ’_ｍ・ＭＭ_ＦＬ／Ｌ_ＦＬ　　…（１９）’
ＢＭ_ＦＡ／Ｌ_ＦＡ＝ＬＢＭ_ＦＡ／Ｌ_ＦＡ−ＭＭ_ＦＡ／Ｌ_ＦＡ　…（２０）’
ＢＭ_ＣＬ／Ｌ_ＣＬ＝ＬＢＭ_ＣＬ／Ｌ_ＣＬ−ＭＭ_ＣＬ／Ｌ_ＣＬ　…（２１）’
ＢＭ_ＵＡ／Ｌ_ＵＡ＝ａ_ｂ＋ｂ_ｂ・ＢＭ_ＦＡ／Ｌ_ＦＡ　　　　　…（２２）’
ＢＭ_ＦＬ／Ｌ_ＦＬ＝ａ’_ｂ＋ｂ’_ｂ・ＢＭ_ＣＬ／Ｌ_ＣＬ　　　…（２３）’
したがって、
ＭＭ_ＵＡ＝（ＭＭ_ＵＡ／Ｌ_ＵＡ）・Ｌ_ＵＡ
ＭＭ_ＦＡ＝（ＭＭ_ＦＡ／Ｌ_ＦＡ）・Ｌ_ＦＡ
ＭＭ_ＦＬ＝（ＭＭ_ＦＬ／Ｌ_ＦＬ）・Ｌ_ＦＬ
ＭＭ_ＣＬ＝（ＭＭ_ＣＬ／Ｌ_ＣＬ）・Ｌ_ＣＬ
ＬＢＭ_ＦＡ＝（ＬＢＭ_ＦＡ／Ｌ_ＦＡ）・Ｌ_ＦＡ
ＬＢＭ_ＣＬ＝（ＬＢＭ_ＣＬ／Ｌ_ＣＬ）・Ｌ_ＣＬ
ＢＭ_ＵＡ＝（ＢＭ_ＵＡ／Ｌ_ＵＡ）・Ｌ_ＵＡ
ＢＭ_ＦＡ＝（ＢＭ_ＦＡ／Ｌ_ＦＡ）・Ｌ_ＦＡ
ＢＭ_ＦＬ＝（ＢＭ_ＦＬ／Ｌ_ＦＬ）・Ｌ_ＦＬ
ＢＭ_ＣＬ＝（ＢＭ_ＣＬ／Ｌ_ＣＬ）・Ｌ_ＣＬ
また、関数式ｆを用いた表現では、
ＭＭ_ＵＡ＝ｆ（Ｌ_ＵＡ ^２／Ｚ_ＵＡ）又はｆ（Ｌ_ＵＡ ^２／Ｚ_ＵＡ，Ｗ，Ａｇ）
ＭＭ_ＦＬ＝ｆ（Ｌ_ＦＬ ^２／Ｚ_ＦＬ）又はｆ（Ｌ_ＦＬ ^２／Ｚ_ＦＬ，Ｗ，Ａｇ）
ＭＭ_ＦＡ＝ｆ（Ｌ_ＦＡ ^２／Ｚ_ＦＡ，Ｌ_ＵＡ ^２／Ｚ_ＵＡ，Ｗ，Ａｇ）又はｆ（Ｌ_ＦＡ ^２／Ｚ_ＦＡ，Ｌ_ＵＡ ^２／Ｚ_ＵＡ，Ｗ，Ａｇ）・Ｌ_ＦＡ
ＭＭ_ＣＬ＝ｆ（Ｌ_ＣＬ ^２／Ｚ_ＣＬ，Ｌ_ＦＬ ^２／Ｚ_ＦＬ，Ｗ，Ａｇ）又はｆ（Ｌ_ＣＬ ^２／Ｚ_ＣＬ，Ｌ_ＦＬ ^２／Ｚ_ＦＬ，Ｗ，Ａｇ）・Ｌ_ＣＬ
とすることができる。
〔３〕基礎代謝量の推定方法
基礎代謝量の一般的な推定方法は次の通りである。
基礎代謝量（ＢＭ）〔ｋＣａｌ〕／日≒安静代謝量（ＲＭ）／１．２
∝安静時酸素摂取量（ＶＯ_２ｒ）〔ｍＬ／分〕
∝除脂肪量（ＬＢＭ）〔ｋｇ〕
∝総筋肉量（ＴＭＭ）〔ｋｇ〕
ここで、例えばＬＢＭが５９．９ｋｇであると仮定すると、
ＶＯ_２ｒ＝（ＬＢＭ＋７．３６）／０．２９２９
＝２２９．６３５〔ｍＬ／分〕
ＲＱ（呼吸商）０．８２一定のとき、１リットルのＯ_２ガスの熱産性は４．８２５ｋＣａｌである。したがって、１日の酸素消費量は、
２２９．６３５〔ｍＬ／分〕・６０〔分〕・２４〔時間〕＝３３０．６７４〔リットル〕
基礎代謝量ＢＭは、
ＢＭ＝４．８２５〔ｋＣａｌ〕・３３０．６７４＝１５９５．５〔ｋＣａｌ〕である。
ここで、除脂肪量ＬＢＭの組織の中で筋肉に着目する。本測定方法によれば、各セグメントの筋肉量ＭＭを高精度に推算することができる。そこで、除脂肪量ＬＢＭよりも総筋肉量ＴＭＭを用いたほうが、基礎代謝量ＢＭ及び安静代謝量ＲＭの推定精度が改善できるものと考えられる。即ち、次のような多重回帰式を作成すればよい。
ＢＭ（又はＲＭ）＝ｆ（ＴＭＭ）
又は、
ＢＭ（又はＲＭ）＝ｆ（各セグメント毎のＭＭ）
また、筋肉の中でも、その部位によって基礎代謝量に対する寄与の相違があるものと推測できる。具体的には、腕部よりも脚部のほうが基礎代謝量に対する寄与が大きいと推測できるから、総筋肉量ＴＭＭよりも脚部（大腿部及び下腿部）の筋肉量と基礎代謝量ＢＭ及び安静代謝量ＲＭとの高い相関が期待できる。そこで、次のような多重回帰式を作成すればよい。
ＢＭ（又はＲＭ）＝ｆ（ＭＭ_ＦＬ，ＭＭ_ＣＬ）
更に、従来は脂肪組織は基礎代謝量に殆ど寄与しないとして除外されていたが、筋肉組織に比較すると低活性ではあるものの、或る程度の代謝を有しており、より高い精度で推定を行うには脂肪組織をも考慮した推定式が有用である。即ち、脂肪量ＦＭも用い、次のような多重回帰式を作成してもよい。
ＢＭ（又はＲＭ）＝ｆ（ＴＭＭ，ＦＭ）
従来より、特に女性の場合、基礎代謝量と除脂肪量との相関は必ずしも高くなく、むしろ体重との相関が高いと言われている。即ち、これは脂肪組織の代謝が無視できないことを示しており、本測定方法によれば脂肪量ＦＭも精度よく推算できるので、このような脂肪量をも考慮した基礎代謝量の推定は精度向上に非常に有効である。
〔４〕ＡＤＬ指数の推定方法
ＡＤＬ指数は、特に高齢者や疾病・事故の療養者が身体的に自立した日常生活をおくるための能力をどの程度有しているのかを判断するための指標値であって、これまでＡＤＬ評価法として用いられてきたバーセル指数やＦＩＭを代替する又は補完するものである。ＡＤＬ評価は人間の各種の日常生活活動に対応した動作を評価する必要があるが、本装置では、主として立位姿勢の保持が可能であるか否かという点に着目してＡＤＬ指数を提示している。具体的には、ＡＤＬ指数として大腿四頭筋筋肉量、大腿四頭筋最大筋力、体重支持指数を利用しているが、そのほかの指標値でもよい。大腿四頭筋筋肉量はこの大腿四頭筋を含む脚部又は大腿部の筋肉量と高い相関を有しているから、上述のようにして算出した脚部又は大腿部の筋肉量から容易に推算することができる。また、最大筋力は筋肉量と高い相関を有しているから、大腿四頭筋最大筋力は上記大腿四頭筋筋肉量から容易に推定することができる。更には、この大腿四頭筋最大筋力と体重とから体重支持指数を推算することができる。
以上のように、本測定方法によれば、ＭＲＩ法で算出した各組織量の回帰分析を基にして、インピーダンスの測定値から各組織量や基礎代謝量など、身体組成情報や健康状態を反映した情報を高い精度で推定することができる。
〔第１実施例〕
次に、本発明に係る第１実施例による身体組成測定装置の構成及び動作を説明する。第１図は、第１実施例による身体組成測定装置の外観図である。
本身体組成測定装置は、被検者の身体に微弱な高周波電流を流し、その電流によって身体中の所定部位に生じる電圧を検出し、その電圧値と電流値とからインピーダンスを算出し、このインピーダンス測定値と、外部から入力された身長、体重、年齢、性別等の身体特定化情報とを所定の推定式に適用することにより演算処理し、被検者の体脂肪率、除脂肪量、脂肪量、体内水分量、筋肉量、筋力、骨量、骨密度、肥満度、基礎代謝量、ＡＤＬ指標値等の身体組成情報や健康状態に関連した情報を算出して提示するものである。なお、本装置は、身体組成情報として上記各種情報を推算するが、特に、筋肉量に関してその測定結果の表示を充実させたものとなっている。
第１図に示すように、本身体組成測定装置は、主として各種制御やデータ処理を行うためのノート型のパーソナルコンピュータ（以下「パソコン」と称す）１と、主としてインピーダンスの測定を実行する本体部２とから成り、その本体部２の背面から測定に必要な電極群がケーブル４を介して取り出されている。商用交流電源の電源ケーブルはＡＣ−ＤＣアダプタ３を介して本体部２に接続されている。電極群は、電流供給用の電極（以下「通電用電極」と称す）１０と電圧測定用の電極（以下「測定用電極」と称す）１１とを含み、それぞれ１個ずつを１組として低誘導性のケーブル４を介して本体部２に接続されている。通電用電極１０及び測定用電極１１はともに、被検者の皮膚面に確実に且つ安定的に装着が可能であって、電極自体のインピーダンス（接触抵抗）を小さくするように、面状の貼着式電極となっている。
この身体組成測定装置によるインピーダンス測定では、後述するように最大１６個所の電圧測定点の電圧を測定するようになっているが、４個の通電用電極１０、及び４個の測定用電極１１という２個一対の電極構成を採用している。即ち、後述するように８個所又は１６個所の電圧測定点の測定を行う場合には、４個所の測定を終了する毎に検査者が被検者の身体上で測定用電極１１を貼り替える方式としている。これは、電極の個数が多くなると装置のコストアップになるほか、ケーブルが絡まったりして測定準備が煩雑になるとともに被検者への装着ミスも起こり易いからである。勿論、このような点が問題にならなければ、８個乃至１６個の測定用電極を始めから用意する構成としてもよい。
第２図は第１実施例による身体組成測定装置の概略電気構成図、第３図はより詳細な電気構成図である。４個の通電用電極１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄは信号線開閉リレー２０１を介して通電用電極切替部２０２に接続され、ここで電流源２０３に接続される２個の電極が選択されるようになっている。電流源２０３は周波数ｆ_０の定電流高周波信号を発生するものであって、周波数ｆ_０は通常５ｋＨｚ〜１５０ｋＨｚの範囲で設定される。一方、４個の測定用電極１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄは同様に信号線開閉リレー２０１を介して測定用電極切替部２０４に接続され、ここで２個の電極が選択されてその電極で得られた信号がそれぞれ独立したバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）２０５に入力される。このＢＰＦ２０５により周波数ｆ_０以外の信号成分が除去され、そのあと検波部２０６にて検波・整流が行われて周波数ｆ_０の信号成分が取り出される。並行して検波された信号は差動増幅器２０７により差動増幅され、更に増幅器２０８により増幅される。そして、この信号をアナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）変換器２０９によりデジタル信号に変換し、ホトカプラ２１０を介してＣＰＵ２１１に入力している。ＣＰＵ２１１はＵＳＢ端子２１４と接続されており、ＵＳＢインタフェイスのためのデータ変換・逆変換を行う機能を備えている。ＣＰＵ２１１はＵＳＢ端子２１４に対してＡ／Ｄ変換器２０９の出力信号に対応するデータを送信するのみならず、ＵＳＢ端子２１４を介して受け取った制御信号に基づいて、ホトカプラ２１０を介して電流源２０３の動作を制御するとともに、信号線開閉リレー２０１及び後記電源線開閉リレー２１３の動作を制御する。このようにホトカプラ２１０でＣＰＵ２１１とアナログ測定回路系とを光学的に接続することにより、ＣＰＵ２１１で発生する又はパソコン１から侵入してくるデジタル的なノイズがアナログ測定回路系に入ることを防止することができる。商用交流電源５に接続されたＡＣ−ＤＣアダプタ３の直流電力出力は本体部２に入力され、上記電源線開閉リレー２１３を介して電源出力端子２１５に接続されている。パソコン１に電力を供給するための電源ケーブルは電源出力端子２０５に接続されるから、ＡＣ−ＤＣアダプタ３の直流電力出力は電源線開閉リレー２１３を介挿していることを除けば、本体部２を単に通過してパソコン１に接続されている。
パソコン１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスクドライブ、バッテリ１０２等を内蔵したパソコン本体１０１の周囲に、キーボートやマウス等のポインティングデバイスである操作部１０５、液晶ディスプレイである表示部１０６等を備え、更にプリンタ８との接続のために赤外線インタフェイス（ＩＦ）１０４を有している。これは、ケーブルを介する電気的な接続を行わないことによってプリンタ８側からの電源系の雑音の影響を排除するとともに、部品の故障等が発生した場合でもプリンタ８から過大な電流が流れ込むことを防止して、被検者の身体に異常な電流が流れるような事故を確実に回避するためである。パソコン１は標準的なＵＳＢ端子１０３を備えている。周知のようにＵＳＢインタフェイスはシリアルデータとともに直流電力を供給可能な線を有しており、ここでは、パソコン１のＵＳＢ端子１０３は５Ｖ／最大５００ｍＡの電力を外部に供給する能力を有している。ＵＳＢケーブルを介してパソコン１と接続される本体部２は、パソコン１から上述した直流電力を受け取り、ＤＣ−ＤＣコンバータ２１２により各回路へと分配する。したがって、本体部２に含まれる全ての電気回路は最大でも５Ｖ／５００ｍＡの電力で動作可能なように設計されている。また、ＤＣ−ＤＣコンバータ２１２を通すことにより、アナログ系の測定回路に電源を通じたノイズが混入するのを防止している。
パソコン１のハードディスクドライブ（或いは内蔵のＲＯＭ）には、インピーダンスの測定及びその測定値に基づいて前述したような各種身体組成情報や健康状態に関連した各種情報を推定するための演算処理を行うための演算プログラムと、これら測定を実行するための制御プログラムとが格納されている。より詳しく言うと、予め、身長、体重、年齢、性別等の身体特定化情報が相違する多数のモニタをＭＲＩにより測定し、その測定結果に基づいて信頼性の高い回帰分析定数を算出することにより、精度の高い推定式を予め取得する。そして、この推定式を演算プログラムの一部としてハードディスク（或いは内蔵のＲＯＭ）に格納しておく。そして、操作部１０５を介して外部から与えられる指示に従って上記プログラムを実行することによって、後述のようなインピーダンスの測定及びそれに引き続く各種演算処理や表示処理などを具現化している。なお、このような演算処理のための推定式は必ずしも計算式の形式で格納されている必要はなく、例えばテーブルの形式で格納されており、インピーダンスの測定値や身体特定化情報をテーブルに入力することにより出力結果として身体組成情報や健康関連情報を得る、といった各種形態に変形することが可能である。
本身体組成測定装置では、通電用電極１０及び測定用電極１１に接続される各ケーブル４つまり各信号経路に対し、開閉自在の信号線開閉リレー２０１を設けるとともに、ＡＣ−ＤＣアダプタ３を介して商用交流電源５に接続される電源供給経路を開閉自在の電源線開閉リレー２１３を設けている。信号線開閉リレー２０１は、被検者の身体のインピーダンスを測定する期間以外に全ての電極１０、１１を本体部２から実質的に切り離すことによって、回路系の故障や不具合が生じた場合でも、電極１０、１１を経て被検者の身体に不所望の電流が流れることを防止することを目的としている。つまり、被検者の安全性を確保するためのものである。一方、電源線開閉リレー２１３は、上述のようなインピーダンスの測定時に、商用交流電源５をこの本体部２及びパソコン１から実質的に切り離すことによって、商用交流電源５を介して外部から侵入するノイズを遮断することを目的の１つとしている。つまり、インピーダンス測定時のノイズを抑制して、より精度よく測定を行うためのものである。更に、インピーダンスの測定時、つまり測定回路系が電極１０、１１を介して身体に接続される際に商用交流電源５を切り離すことによって、回路系の故障や不具合が生じた場合でも、少なくとも１００Ｖの交流電流が身体に漏れ出すことを防止することを目的としている。即ち、上記信号線開閉リレー２０１とともに２重の安全対策を果たす。
なお、この第１実施例の身体組成測定装置では、差動増幅器２０７の前にＢＰＦ２０５及び検波部２０６を配置しているため、２系統の入力経路にこれら回路をそれぞれ設ける必要があるが、これに代えて、第３５図に示す構成を採用してもよい。即ち、これは、差動増幅器２０７の後段にＢＰＦ２０５及び検波部２０６を配置した構成であり、これによれば、差動増幅器２０７によりコモンモードノイズが相殺されるのでノイズの影響を受けにくいという利点がある。一方、第２図（第３図）に示す構成では、ケーブルや回路の浮遊容量の影響を受けにくく、測定用電極を介してＢＰＦ２０５の入力に接続される２つの負荷がアンバランスになった場合でも位相回転が少なくてすむので、測定誤差が小さくできるという利点がある。
上記構成を有する本実施例の身体組成測定装置における実際の測定手順と装置の動作について詳細に説明する。第４図及び第５図は、本身体組成測定装置による測定動作のうちの初期的な動作を示すＰＡＤ（問題分析図）である。
パソコン１の電源スイッチがオンされると（ステップＳ１）、パソコン本体１０１が起動して、バッテリ１０２の残量検知処理（ステップＳ２）及び測定回路検査処理を実行する（ステップＳ３）。測定回路検査処理は、予め決められたアルゴリズムに従って内部回路の動作に不具合が無いか否かをチェックするものである。これら処理が終了すると、表示部１０６に第１０図に示すような画面Ａを表示する（ステップＳ４）。画面Ａには、電池を模したバッテリマーク画像を含むバッテリ残量表示部Ａ１と、測定回路系の検査結果を知らせる測定回路検査結果表示部Ａ２と、バッテリ残量及び測定回路系それぞれの状態を文字で知らせるメッセージ表示部Ａ３、Ａ４と、ファンクションボタンＡＦ１〜ＡＦ３、ＡＦ１０が表示される。画面Ａを表示するに際し、バッテリ１０２の残量に応じて画面Ａ中のバッテリ残量表示部Ａ１における残量％値、バッテリマーク画像の塗りつぶし面積及びメッセージ表示部Ａ３に表示するメッセージ内容を変更する。即ち、バッテリ残量が１０％未満である場合、バッテリマーク画像の塗りつぶし部分を赤色の表示とし（ステップＳ６）、同時に充電を促すための充電促進メッセージを表示する（ステップＳ７）。更に、パソコン本体１０１は測定に関する以降の入力受付を禁止する（ステップＳ８）。これにより、測定途中でバッテリが無くなってしまうことを回避できる。バッテリ残量が１０％以上５０％未満である場合には、バッテリマーク画像の塗りつぶし部分をピンク色の表示とし（ステップＳ９）、且つその残量を％値で表示する（ステップＳ１０）。この場合には、残量が十分ではないので充電促進メッセージも表示する（ステップＳ１１）。バッテリ残量が５０％以上である場合には、塗りつぶし部分を青色の表示とし（ステップＳ１２）、且つその残量を％値で表示する（ステップＳ１３）。これによって、検査者は表示を見てバッテリ残量が十分であるか否かを直感的に知ることができる。
また、測定回路検査処理に結果に応じて、正常である場合には画面Ａ中の測定回路検査結果表示部Ａ２に「ＲＥＡＤＹ」表示を行い（ステップＳ１５）、ファンクションボタンＡＦ１〜ＡＦ３、ＡＦ１０の受付けが可能な状態で待機する（ステップＳ１６）。一方、検査結果が異常である場合には、測定回路検査結果表示部Ａ２に「ＥＲＲＯＲ」表示を行い（ステップＳ１７）、更に異常個所を示すメッセージをメッセージ表示部Ａ４に表示する（ステップＳ１８）。なお、第１０図では、測定回路検査結果表示部Ａ２に「ＲＥＡＤＹ」が表示された状態を示しており、「ＥＲＲＯＲ」が表示される場合には「ＲＥＡＤＹ」表示は消える。上記ステップＳ８及びＳ１８になるとそのままの状態ではステップＳ１５、Ｓ１６へと進むことはできないが、前者ではＡＣ−ＤＣアダプタ３の電源プラグがコンセントに挿入されることによって通電が開始されれば、後者では検査者等によって異常個所が修正されれば、これを検出したパソコン本体１０１は上記ステップＳ１５、Ｓ１６の処理を実行する。
表示部１０６に画面Ａが表示されているとき、検査者は、測定の目的に応じてファンクションボタンＡＦ１、ＡＦ２又はＡＦ３のいずれかをマウス等のポインティングデバイスにより選択操作する。このファンクションボタンはキーボードのファンクションキーに対応付けられているから、同様の操作をキーボード上でも行うことができる。この身体組成測定プログラムを終了したい場合には、検査者はファンクションボタンＡＦ１０を選択操作する。この操作を受けると、パソコン本体１０１は身体組成測定プログラム（アプリケーション）を終了し、表示部１０６の表示画面を所定の画面（例えばマイクロソフト社が提供するウインドウズ９８などの初期画面）に戻す（ステップＳ２７）。
表示部１０６に画面Ａが表示された状態でファンクションボタンＡＦ１に対応付けられた身体組成測定モードは、一般的な身体組成の測定の際に利用されるモードである。また、ファンクションボタンＡＦ２に対応付けられたデータ収集モードは、特に研究用などを意図したモードであって、特定の測定部位を選択して測定周期を指定してインピーダンスの時間的変化を測定するといった、非常に詳細な測定を行うことができるモードである。更に、ファンクションボタンＡＦ３に対応付けられたテストモードは、内部の回路校正等のためのモードである。次に、身体組成測定モードにおける動作について、第６図〜第９図、及び第１１図〜第２２図を参照して説明する。第６図〜第９図は身体組成測定モードにおける動作フローチャート及びＰＡＤ、第１１図は身体組成測定モード時の表示部１０６の表示画面の概略図、第１２図〜第２２図はその表示画面中の各部の詳細図である。
身体組成測定モード（後記データ収集モードでも同様）による測定を行う場合、被検者はベッド等に仰臥姿勢にて横たわる。第３１図は推奨測定姿勢を示す斜視図である。第３１図に示すように、基本的な測定姿勢は被検者がベッド等に横たわった仰臥姿勢であり、四肢はできる限り真っ直ぐに伸ばし、両腕部は体幹部に接触しないように、また両脚部も互いに接触しないように、３０°程度の角度で開いた姿勢とする。また、体内の体液バランス変動の影響を排除するには、この姿勢で５分程度の安静時間を確保することが好ましい。一方、検査者は、まず測定のために必要な設定操作を行う。即ち、上述したように表示部１０６に初期画面Ａが表示されている状態でファンクションボタンＡＦ１を選択操作すると、これを受けてパソコン本体１０１は、画面Ａに替えて第１１図〜第２２図に示す身体組成測定画面Ｂを表示する（ステップＳ３１）。
第１１図に示すように、身体組成測定画面Ｂには、身体情報表示部Ｂ１、測定部位表示部Ｂ２、四肢長表示部Ｂ３、ファイル表示部Ｂ４、電極貼着位置表示部Ｂ５、測定結果表示部Ｂ６、遠位測定値表示部Ｂ７、近位測定値表示部Ｂ８、ＡＤＬ指標値表示部Ｂ９、筋肉量表示部Ｂ１０、体型表示部Ｂ１１、メッセージ表示部Ｂ１２、及びファンクションボタンＢＦ１〜ＢＦ５、ＢＦ８、ＢＦ１０が配列されている。第１２図に示すように、身体情報表示部Ｂ１には、被検者の名前及び識別子（ＩＤ）と、性別、年齢、身長及び体重といった身体特定化情報とを入力表示するためのテキストボックスが設けられている。第１３図に示すように、測定部位表示部Ｂ２には、遠位測定、近位測定、又は遠位測定→近位測定のいずれかの選択が可能なテキストボックスが設けられている。第１４図に示すように、四肢長表示部Ｂ３には、被検者の上腕部、前腕部、大腿部及び下腿部の長さを、左右半身独立に入力表示するためのテキストボックスが設けられている。後述するように、身体情報表示部Ｂ１のテキストボックスで「身長」の値を入力すれば、この四肢長表示部Ｂ３のテキストボックスには身長値から自動的に計算された四肢長が表示されるから、特にこの値を変更する必要がない限り検査者は入力を行わなくてよい。第１５図に示すように、ファイル表示部Ｂ４には、データファイルを保存・読込する際のファイル名を入力表示するためのテキストボックスが設けられている。
第１６図（ａ）、（ｂ）に示すように、電極貼着位置表示部Ｂ５には、９個のセグメントに分割された人体が模式的に図形表示され、それに重畳して、身体上で電極の装着位置を示す表示が、通電用電極に関しては記号”■”でもって、測定用電極に関しては記号”◎”でもってなされている。この電極の装着位置は測定部位表示部Ｂ２で選択された測定の種別に対応したものであって、遠位測定が選択されている場合には、第１６図（ａ）に示すように、両手首、両足首に測定用電極の記号”◎”が表示される。また、近位測定が選択されている場合には、第１６図（ｂ）に示すように、両肘、両膝に同記号が表示される。更に、遠位→近位測定が選択されている場合には、次に行う遠位又は近位のいずれかの測定に対応した表示がなされる。したがって、検査者は、この表示を参照して通電用電極１０及び測定用電極１１を装着すれば、装着位置を間違えることがない。また、模式的な身体図形は９個の各セグメント毎に表示色が変更可能となっており、後述するように測定が開始されると、測定を実行中である身体のセグメントは灰色で点滅表示し、測定が終了すると緑色の点灯表示に変わる。これにより、その表示の状態を見るだけで測定の進行状況を知ることができる。
測定結果表示部Ｂ６は測定結果を表示する領域であって、第１７図に示すように、脂肪、筋肉、骨及びその他の比率、脂肪及び除脂肪の比率、脂肪、水分及びその他の比率、という３種類の身体組成比率が人体を模した１つの円グラフ内で示されるようになっている。また、そのほかに、体重、身長等の身体特定化情報から算出される体格指数（ＢＭＩ）、肥満度や、基礎代謝量などの推算値も表示されるようになっている。ここで、円グラフ中の％値は「１」を最小単位として表示される。これに対し、円グラフ中の区分線はその数値に合わせて連続的に変化させることもできるが、本実施例では、１周（３６０°）を４〜１６分割した角度単位（つまり１ステップが２２．５〜９０°）で変化するようにしている。これにより、グラフ表示のための処理を簡略化し、迅速にグラフを作成できるようにしている。
第１８図及び第１９図に示すように、遠位測定値表示部Ｂ７及び近位測定値表示部Ｂ８にはそれぞれ、測定された各セグメントのインピーダンス値が表示されるようになっている。第２０図に示すように、ＡＤＬ指標値表示部Ｂ９には、日常生活動作の能力を測るＡＤＬ指標値として、測定結果から推算した左右それぞれの大腿四頭筋量、大腿四頭筋最大筋力、体重支持指数が表示されるようになっている。第２１図に示すように、筋肉量表示部Ｂ１０には、左右の上腕部、前腕部、腕部、大腿部、下腿部、脚部毎に筋肉の推定重量が棒グラフで表示され、しかも、左右のバランス度を示す左右の筋肉量比率が表示されるようになっている。また、腕部と脚部の筋肉量の比率も表示されるようになっている。これにより、左右の筋肉の付き方のバランスが視覚的に容易に理解でき、例えば利き腕、利き足が左右のいずれであるのかがわかるほか、不自然に左右のバランスが悪いときには健康状態に何らかの問題がある等の簡易的な判断に供することができる。第２２図に示すように、体型表示部Ｂ１１には、身体特定化情報として入力された体重及び身長を元に算出される体格指数（ＢＭＩ：Ｗ／Ｈ^２）に応じて、外観上の体型が痩せ、標準又は堅太のいずれかに区分されて表示されるとともに、更に、測定結果である体脂肪率に基づいて、脂肪の付き方の状態が薄脂、並脂又は脂満のいずれかに区分されて表示される。つまり、この薄脂、並脂、脂満という区分は、上記外観上の体型とは異なる、いわば身体組成の状態から捉えた体型である。
また、第１１図に示すように、メッセージ表示部Ｂ１２には、測定の過程で検査者（又は被検者）に知らせるべき各種メッセージが適宜表示される。更に、そのメッセージ表示部Ｂ１２の下方には７個のファンクションボタンＢＦ１〜ＢＦ５、ＢＦ８、ＢＦ１０が配列されている。このうち、ファンクションボタンＢＦ１〜ＢＦ４には、それぞれ、上述した身体情報表示部Ｂ１、測定部位表示部Ｂ２、四肢長表示部Ｂ３及びファイル表示部Ｂ４のテキストボックスを能動化する（つまり入力が可能な状態とする）又はその入力を確定させるための機能が割り付けられている。また、ファンクションボタンＢＦ５には測定の開始及び停止（中断）の指示機能が、ファンクションボタンＢＦ８にはプリント出力の指示機能がが割り付けられている。更に、ファンクションボタンＢＦ１０にはこの身体組成測定モードを終了して先の初期画面Ａへ戻る機能が割り付けられている。
第６図に戻り説明を続けると、上述のような身体組成測定画面Ｂが表示された状態で、パソコン本体１０１は、いずれかのファンクションボタンが選択可能な状態で待機する（ステップＳ３１、Ｓ３２）。ここで、ファンクションボタンＢＦ１〜ＢＦ４のいずれかが選択操作されると、それに応じた測定開始前処理を実行する（ステップＳ３３）。
第８図は測定開始前処理の内容を示すＰＡＤである。ファンクションボタンＢＦ１が選択されると、パソコン本体１０１は身体情報表示部Ｂ１のテキストボックスに入力すべき項目をカーソルの点滅によって表示する。検査者はこれを見ながらキー入力を行い、被検者の名前、識別番号のほか、性別Ｓｘ、年齢Ａｇ、身長Ｈ、体重Ｗといった身体特定化情報を入力する（ステップＳ８２）。なお、最低限これら身体特定化情報が入力されないと、測定の開始が受け付けられないようになっている。身長Ｈの入力が完了されると、パソコン本体１０１は所定の計算式に基づいて左右の四肢長を推算する（ステップＳ８３）。例えば、左上腕長を求める計算式は、
Ｌ_ＬＵＡ＝ａ_ＬＵＡ×Ｈ＋ｂ_ＬＵＡ
但し、ａ_ＬＵＡ、ｂ_ＬＵＡは定数
である。他のセグメントも同様である。このようにして推算された結果を、四肢長表示部Ｂ３のテキストボックス内に表示する（ステップＳ８４）。即ち、これが入力された身長に対応付けられた四肢長のデフォルト値となる。ファンクションボタンＢＦ１が再度選択操作されると（ステップＳ８１）、身体情報入力可能状態が終了して、入力された情報が確定する。
こうして推算された四肢長の値が変更されない場合には、このデフォルト値が後述の身体組成の計算に用いられる。通常、身体組成の推定に際して四肢長としてこのデフォルト値を用いれば、その推定結果はかなりの高い精度を有する。しかしながら、より高い精度で測定を行いたい場合や、或いは被検者が特異的な体型を有している場合（例えば、運動選手ではその競技の種類に応じて四肢のうちの一部のみが異常に発達している）には、実際に被検者の四肢長を計測しその計測値を四肢長表示部Ｂ３において入力することが好ましい。具体的には、ステップＳ８０にて四肢寸法入力ファンクションボタンＢＦ３が選択されると、パソコン本体１０１は、四肢長表示部Ｂ３のテキストボックス内の数値にカーソルを点滅表示する。これによってその数値の変更が可能となるから、計測値を直接入力してその表示を変更させる（ステップＳ９１、Ｓ９２）。ファンクションボタンＢＦ３が再度選択操作されると（ステップＳ９０）、四肢長入力可能状態が終了して、変更された情報が確定する。
また、ステップＳ８０にて測定部位選択ファンクションボタンＢＦ２が選択されると、パソコン本体１０１は、測定部位表示部Ｂ２のテキストボックスにおける測定の選択を可能とする（ステップＳ８６）。先に述べたような９セグメントの測定を行う場合には、検査者は「遠位→近位」測定を選択する。すると、電極貼着位置表示部Ｂ５には、第１６図（ａ）に示すように人体模式図形の中の両手首、両足首に測定用電極の記号”◎”が表示され、両手の甲部及び両足の甲部に通電用電極の記号”■”が表示される（ステップＳ８９）。「遠位」測定を選択した場合も同様である（ステップＳ８７）。もし、「近位」測定を選択した場合には第１６図（ｂ）に示すように人体模式図形の中の両肘、両膝に測定用電極の記号”◎”が表示される。通電用電極の記号”■”の位置は同じである（ステップＳ８８）。ファンクションボタンＢＦ２が再度選択操作されると（ステップＳ８５）、測定部位選択可能状態が終了して、選択された情報が確定する。
ここでは、「遠位→近位」測定が選択されたものとする。その場合、上述したように、左右手足の甲部の４個所に”■”が表示され、左右手首及び足首の４個所に”◎”が表示されから、検査者はこの表示を確認しつつ、被検者の左右手足の甲部の中指付け根付近に通電用電極１０を貼着するとともに、左右手首及び足首に測定用電極１１を貼着する。而して、全ての測定準備が整ったならば、検査者はスタートファンクションボタンＢＦ５を操作して測定開始を指示する（ステップＳ３４）。この操作に応じてパソコン本体１０１は測定を開始する（ステップＳ３５）。まず、電極貼着位置表示部Ｂ５の模式的人体図形において、測定対象である全セグメントをそれぞれ灰色で点滅表示させる（ステップＳ３６）。そして、電極切替用変数ｍを０に設定し（ステップＳ３７）、測定部位連続切替処理を実行する（ステップＳ３８）。
第９図は、測定部位連続切替処理の詳細フローチャートである。まず、変数ｍに１を加算し（ステップＳ６１）、その変数ｍが１〜４のいずれであるのかを判定する（ステップＳ６２、Ｓ６４、Ｓ６６、Ｓ６８）。変数ｍが１である場合には、右腕部を測定部位とすべく通電用電極切替部２０２及び測定用電極切替部２０４の接続の切替えを制御する（ステップＳ６３）。また同様に、変数ｍが２、３又は４である場合にはそれぞれ、左腕部、右脚部又は左脚部を測定部位とすべく通電用電極切替部２０２及び測定用電極切替部２０４の接続の切替えを制御する（ステップＳ６５、Ｓ６７、Ｓ６９）。ステップＳ６８で変数ｍが４でないと判定された場合には、体幹部を測定部位とすべく通電用電極切替部２０２及び測定用電極切替部２０４の接続の切替えを制御し（ステップＳ７０）、変数ｍを０に戻す（ステップＳ７１）。そして、このように測定部位に対応して電極の接続を切り替えたあとにステップＳ３９へと戻り、インピーダンスの測定を実行する。即ち、上記測定部位連続切替処理によれば、右腕部→左腕部→右脚部→左脚部→体幹部と順次測定が行われるように電極１０、１１の接続の切替えが達成される。したがって、測定開始直後には右腕部（セグメントとしては右上腕部＋右前腕部）の測定が行われるように電極１０、１１の接続が切り替えられる。そのあと、電流源２０３から２個の通電用電極１０間に定電流を流し、それにより生じる電位差を２個の測定用電極１１で測定し、測定信号をＢＰＦ２０５、検波部２０６を介して差動増幅器２０７へ与える。
パソコン本体１０１はＡ／Ｄ変換器２０９のサンプリング周期間隔毎にデジタル化された電圧値を読み込み、その電圧値と電流値とからインピーダンスを計算する。そして、そのインピーダンスの測定値が安定したか否かを判定する（ステップＳ４１）。この判定では、時系列的に得られる測定値から単位時間当たりの測定値変化量を算出し、その変化量が１〔Ω／秒〕以内である状態が所定回数連続したときに測定値が安定したと判断する。測定値が安定したと判定されると、それの測定値が既に記憶されたか否かを判定し（ステップＳ４２）、記憶されていない場合には内蔵のメモリに記憶する（ステップＳ４３）。そして、電極貼着位置表示部Ｂ５の模式的人体図形において対応するセグメント（ここでは右上腕部＋右前腕部）の灰色の点滅表示を終了させ、緑色の点灯表示へ変更する（ステップＳ４４）。これにより、検査者は測定の進行度合を視覚的に確認することができる。また、上述したように測定値が安定するまで待ってメモリへの取込みを行うことにより、インピーダンスの測定値の精度を高めることができる。
そのあと５個の測定部位の全て、つまり四肢及び体幹の測定が終了したか否かを判定し（ステップＳ４５）、未測定部位がある場合にはステップＳ４６へ進む。また、ステップＳ４１にて測定値が未だ安定していないと判定された場合にも、同様にステップＳ４６へと進む。ステップＳ４６では、測定が開始されてから３０秒が経過したか否かを判定し、３０秒を経過していなければ上記ステップＳ３８へと戻り測定を継続する。３０秒を経過している場合には、５個の測定部位のうち、既に３つ以上の測定が終了したか否かを判定する（ステップＳ４７）。３つ以上の測定が終了している場合には、既に測定されたデータの平均値処理により未測定の部位の測定値を決定して、これをメモリに格納する（ステップＳ５０）。ステップＳ４７にて未だ３つ以上の測定が終了していないと判定されると、測定が開始されてから６０秒が経過したか否かを判定し（ステップＳ４８）、６０秒を経過していなければ上記ステップＳ３８へと戻り測定を継続する。６０秒を経過している場合には、５個の測定部位のうち、既に１つ以上の測定が終了したか否かを判定する（ステップＳ４９）。１つ以上の測定が終了している場合には、上記ステップＳ５０の処理を実行する。ステップＳ４９で１つ以上の測定が終了していないと判定された場合、測定開始から６０秒が経過したにも拘わらず１つの部位の測定値も安定した状態にないと看做せ、測定に何らかの異常があると判断できる。そこで、身体組成測定画面Ｂ中のメッセージ表示部Ｂ１２に測定不可能、異常発生といったエラーを意味するメッセージを表示し（ステップＳ５５）、測定を終了する。
上述したステップＳ４１〜Ｓ５０の処理により、測定状態が不安定であるために異常に測定が長引くことを回避することができる。即ち、或る程度、測定時間が経過して既に幾つかの部位に対する測定が終了している場合には、その測定済みのデータを利用して未測定の部位の値を推定し、インピーダンスの測定自体は終了するようにしている。これによって、被検者に無理な負担を強いることがない。
上記ステップＳ４５に全ての測定が終了したと判定された場合、又はステップＳ５０の処理が実行された場合のいずれにおいても、メモリには５個の測定部位（遠位測定では、右腕部、左腕部、右脚部、左脚部及び体幹部）に対するインピーダンスの測定値が格納されている。そこで、パソコン本体１０１は前述したような推算方法を用い、それらインピーダンス測定値と身体特定化情報とから、身体組成演算、四肢筋肉量演算、ＡＤＬ指標演算、体型判定処理などを実行する（ステップＳ５１）。なお、遠位測定のみが終了した段階では、腕部、脚部をそれぞれ上腕部及び前腕部、大腿部及び下腿部に分割した精密な推算は行えないが、身体特定化情報等を利用して各セグメントに対応する概略推定値を算出している。このような演算処理によって、身体組成測定画面Ｂ中の測定結果表示部Ｂ６、遠位測定値表示部Ｂ７、ＡＤＬ指標値表示部Ｂ９、筋肉量表示部Ｂ１０及び体型表示部Ｂ１１に表示すべき結果が揃うから、これを表示部１０６に表示させる（ステップＳ５２）。
次いで、測定部位の選択として遠位→近位の測定が選択されているか否かを判定し（ステップＳ５３）、遠位→近位の測定が選択されている場合には、近位測定が終了したか否かを判定する（ステップＳ５４）。遠位→近位の測定が選択されていて近位測定が終了していない場合には、電極貼着位置表示部Ｂ５の模式的人体図形において測定用電極１１の装着位置を遠位位置から近位位置に変更する（ステップＳ４０）。具体的には、左右手首及び足首に表示されていた表示記号を左右肘及び膝に変更する。そして、そのあとステップＳ３４へと戻り、スタートファンクションボタンＢＦ５が再度選択操作されるまで待機する。検査者はこの表示の変更を確認し、４個の測定用電極１１を被検者の左右肘及び膝に貼着し直す。そして、再度スタートファンクションボタンＢＦ５を操作して測定再開を指示する。そのあと、上記説明と同様の手順で四肢及び体幹部の近位測定が実行される。
近位測定において四肢及び体幹部の測定が終了すると、ステップＳ４５→Ｓ５１→Ｓ５２→Ｓ５３→Ｓ５４と進む。このときには、遠位測定の結果と、近位測定の結果とが揃うので、９個のセグメントに対応するインピーダンスの測定値が得られる。したがって、ステップＳ５１の処理にあっては、身体組成等の各情報がその前の遠位測定時のときよりも高い精度で推算され、ステップＳ５２では、身体組成測定画面Ｂ中の近位測定値表示部Ｂ８に新たに測定値を表示するとともに、測定結果表示部Ｂ６、ＡＤＬ指標値表示部Ｂ９、筋肉量表示部Ｂ１０及び体型表示部Ｂ１１に既に表示されている値に替えて新たに算出された値を表示する。そのあと、ステップＳ５３→Ｓ５４と進み測定を終了する。
第２８図及び第２９図は、本身体組成測定装置に於いて、上述した９個のセグメント毎のインピーダンス測定及びその測定値を用いた身体組成情報を推算する際の測定動作に着目して一連の流れを理解容易にまとめた制御フローチャートである。上記説明と重複する部分はあるが、本フローチャートに従って一連の測定動作を説明する。
検査者等がパソコン１の電源スイッチを投入すると（ステップＳ１０１）、パソコン１が起動して、各種の初期化処理、バッテリ１０２の残量検知処理、測定回路系の自己検査処理などを含む測定準備処理を実行する（ステップＳ１０２）。測定準備処理が終了すると、表示部１０６に第１０図に示すような初期画面Ａを表示する（ステップＳ１０３）。初期画面Ａには、バッテリ残量表示部Ａ１とメッセージ表示部Ａ３とを含み、バッテリ残量をバッテリマーク画像の塗りつぶし部分の面積や色、数値表示等で知らせるとともに、残量が不足している場合には充電促進メッセージ等を表示する。また、初期画面Ａには、測定回路検査結果表示部Ａ２とメッセージ表示部Ａ４とを含み、測定回路系検査の異常の有無を知らせるとともに、異常がある場合の異常個所を知らせる。
バッテリ１０２の残量が所定以上（例えば１０％以上）であって且つ測定回路系が正常でないと、以降の測定処理には進めない。例えばバッテリ１０２の残量が不足している場合にはＡＣ−ＤＣアダプタ３の電源プラグが商用交流電源５のコンセントに挿入されることによって通電が開始されれば、一方、測定回路系に異常がある場合には異常個所が修正されれば、ステップＳ１０４以降の処理に進むことが可能となる。バッテリ１０２の残量が所定以上あって且つ測定回路系が正常である場合には、初期画面Ａ上で、検査者がファンクションボタンＡ５をマウス等のポインティングデバイスにより選択操作するか、又は同様の機能を有する操作をキーボード上で行うと（ステップＳ１０４）、身体組成測定モードへと移行する。すると、表示部１０６の画面は身体組成測定画面Ｂに切り替わる（ステップＳ１０５）。
表示部１０６に身体組成測定画面Ｂが表示された状態で、検査者がファンクションボタンＢ１２を選択指示すると、身体情報表示部Ｂ１に於いて、被検者の名前及び識別子（ＩＤ）と、性別、年齢、身長及び体重といった身体特定化情報とを入力表示するためのテキストボックスに入力すべき項目がカーソルの点滅によって指示される。検査者はこれを見ながらキー入力を行い、被検者の名前や識別番号のほか、身体特定化情報を入力する（ステップＳ１０６）。身長の項目が入力されると、所定の計算式に基づいて左右の四肢長が推算され、その結果が四肢長表示部Ｂ３のテキストボックス内に表示される。例えば実際に被検者の四肢長を計測した結果を入力したい場合には、ファンクションボタンＢ１４を選択指示すると、四肢長表示部Ｂ３に於いてテキストボックスに入力すべき項目がカーソルの点滅によって指示されるから、そこで数値を変更すればよい（ステップＳ１０７）。このような変更が為されない場合には、上記計算値が四肢長サイズとして後述の演算処理に利用される。
また検査者は、測定部位選択ファンクションボタンＢ１３を選択指示し、測定部位表示部Ｂ２のテキストボックスに於いて「遠位」「近位」又は「遠位→近位」測定のいずれかを選択する。ここでは、先に述べたような９個のセグメントの測定を行うので「遠位→近位」測定を選択するが、「遠位」又は「近位」のみを選択することもできる。全ての身体特定化情報が入力された場合、入力完了と判定し（ステップＳ１０９で「Ｙ」）、電極貼着位置表示部Ｂ５に於いて遠位測定の電極装着位置を指示するべく表示を行う（ステップＳ１１０）。上述したように、電極貼着位置表示部Ｂ５には、頭部や手先、足先を除く身体を９個のセグメントに分割した身体模式図が表示されており、それに重畳して、通電用電極１０の装着位置が記号”■”で、測定用電極１１の装着位置が記号”◎”で描出されるから、検査者は、この表示を参照して通電用電極１０及び測定用電極１１を被検者の身体に装着する。
こうして電極１０、１１を装着し終えたら、検査者はスタートファンクションボタンＢ１５を操作して測定開始を指示する（ステップＳ１１１）。この操作に応じて測定が自動的に開始されるわけであるが、まず、測定に先立って、電源線開閉リレー２１３を開成し（ステップＳ１１２）、それに少し遅れて信号線開閉リレー２０１を閉成する（ステップＳ１１３）。これによって、まず、本体部２から商用交流電源５が切り離され、その後に電極１０、１１が本体部２に接続される。したがって、万が一何らかの不具合があっても、商用交流電源５による交流電流が被検者の身体に漏出することはない。また、以降の測定期間中には商用交流電源５からのノイズの混入も防止できる。
そのあと、通電用電極切替部２０２、測定用電極切替部２０４により、測定部位が、右腕部、左腕部、右脚部、左脚部、体幹部と順次移行するように、通電用電極１０及び測定用電極１１を適宜切り替える。そして、選択された２個の通電用電極１０間に微弱な高周波電流を流し、その電流によって生じた電位を２個の測定用電極１１で順次測定する。なお、電極貼着位置表示部Ｂ５の身体模式図に於いては、測定前に測定対象である全セグメントがそれぞれ灰色で点滅表示され、測定が終了したセグメント毎に緑色の点灯表示に変わるようになっている。これによって、その表示の状態を見るだけで測定の進行状況を知ることができる。
１個所の部位のインピーダンスを測定する際には、インピーダンスが或る程度安定した状態になるまで待ち、その後、その測定値をメモリに取り込むようにしている。しかしながら、例えば測定値がいつまでも安定せず、規定の時間を経過したも拘わらず１個の部位の測定も終了していない場合には測定不能と判断する（ステップＳ１１５）。一方、５個全ての測定部位の測定が終了するか、又は規定の時間が経過したときに１個の部位でも測定が終了していれば、測定終了と判断する（ステップＳ１１７）。測定不能であると判断した場合には、測定に何らかの異常がある考えられるから、身体組成測定画面Ｂ中のメッセージ表示部Ｂ１１２に測定不可能、異常発生といったエラーを意味するメッセージを表示し（ステップＳ１１６）、測定を終了する。
上述したステップＳ１１５の処理により、測定状態が不安定であるために異常に測定が長引くことを回避することができる。即ち、或る程度、測定時間が経過して既に幾つかの部位に対する測定が終了している場合には、その測定済みのデータを利用して未測定の部位の値を推定し、インピーダンスの測定自体は終了させる。これによって、被検者に無理な負担を強いることがない。
測定が終了すると、信号線開閉リレー２０１を開成し（ステップＳ１１８）、電極１０、１１を本体部２から切り離す。それに遅れて電源線開閉リレー２１３を閉成し（ステップＳ１１９）、商用交流電源５に接続されたＡＤ−ＤＣアダプタ３を本体部２に接続する。したがって、電極１０、１１は純粋にインピーダンスの測定を行う期間、つまり被検者の身体に電流を流し、その電流によって生じる電圧を計測する期間を含むごく短期間だけ測定回路系に接続されている。また、そうしたインピーダンス測定期間には、商用交流電源５は切り離されて、本体部２及びパソコン１はバッテリ１０２から供給される直流電力で動作する。その後、測定によって得られた５個の測定部位（遠位測定では、右腕部、左腕部、右脚部、左脚部及び体幹部）に対するインピーダンスと、身体特定化情報とを所定の推算式又はこれに相当する変換テーブル等に適用して演算処理し、身体組成、四肢筋肉量、ＡＤＬ指標値、体型判定などを算出する（ステップＳ１２０）。このときの演算処理には、上述したようなＭＲＩ法によって得られた身体組成情報を利用した推算式を利用できるが、推定方法は必ずしもこれに限るものではない。なお、遠位測定のみが終了した段階では、腕部、脚部をそれぞれ上腕部及び前腕部、大腿部及び下腿部に分割した精密な推算は行えないが、身体特定化情報等を利用して各セグメントに対応する概略推定値を算出している。
上述した演算処理の結果得られた数値は、身体組成測定画面Ｂ中の測定結果表示部Ｂ６、測定値表示部Ｂ７、ＡＤＬ指標値表示部Ｂ８、筋肉量表示部Ｂ９及び体型表示部Ｂ１０に、上述したように表示される（ステップＳ１２１）。なお、遠位及び近位全ての測定が終了していなくとも、このように遠位測定が終了した時点でもって、その時点で推定可能な情報を表示することができる。
遠位測定が終了すると、電極貼着位置表示部Ｂ５の身体模式図に於いて測定用電極１１の装着位置を第１６図（ｂ）に示すような近位位置に変更する（ステップＳ１２２）。具体的には、左右手首及び足首に表示されていた表示記号を左右肘及び膝に変更する。検査者はこの表示の変更を確認し、４個の測定用電極１１を被検者の左右肘及び膝に貼着し直す。そして、再度スタートファンクションボタンＢ１５を操作して測定開始を指示する（ステップＳ１２３）。そのあと、上記遠位測定におけるステップＳ１１２〜Ｓ１１９に相当するステップＳ１２４〜１３１の処理によって、四肢及び体幹部の近位のインピーダンス測定が実行される。このときには、遠位測定の結果と、近位測定の結果とが揃うので、９個のセグメントに対応するインピーダンスの測定値が得られる。したがって、ステップＳ１３２の演算処理にあっては、身体組成等の各情報がその前の遠位測定終了時のときよりも高い精度で推算される。そして、このような算出された数値を、身体組成測定画面Ｂ中の測定値表示部Ｂ７、測定結果表示部Ｂ６、ＡＤＬ指標値表示部Ｂ８、筋肉量表示部Ｂ９及び体型表示部Ｂ１０に既に表示されている値に替えて表示し（ステップＳ１３３）、測定を終了する。
このように、本身体組成測定装置においては、比較的短時間の間に身体組成や健康状態を反映した各種情報を精度よく求めることができる。したがって、被検者にとっては身体的、精神的な負担も軽く、検査者にとっては電極を途中で貼り替えるという作業は必要であるものの画面に表示された指示通りに装着位置を定めればよいので、困難で煩雑な操作や作業を伴わず、気軽に測定を行うことができる。しかも、測定の結果として得られる情報は、単に体脂肪量や筋肉量といった身体組成の情報に留まらず、ＡＤＬ指標値、筋肉量の左右半身、上下半身のバランスといった健康状態を反映した情報が得られ、健康管理、運動トレーニング、リハビリテーション等の様々な用途に有効に活用することができる。
さて、通常の健康管理等の目的には、上述した身体組成測定モードによる測定で十分な結果が得られるが、本身体組成測定装置では、主として研究用としてより詳細な身体組成情報等を収集するために、上述したデータ収集モードが用意されている。データ収集モードによる測定を行う場合には、上述したように表示部１０６に画面Ａが表示されている状態で、ファンクションボタンＡＦ２を選択操作する。この操作を受けてパソコン本体１０１は、画面Ａに替えて第２３図に示すようなデータ収集画面Ｃを表示する。データ収集画面Ｃ中の各表示部分の詳細は第２４図〜第２７図に示す通りである。
第２３図に示すように、データ収集画面Ｃには、測定部位表示部Ｃ１、身体情報表示部Ｃ２、測定条件表示部Ｃ３、ファイル表示部Ｃ４、グラフ表示部Ｃ５、メッセージ表示部Ｃ６、及びファンクションボタンＣＦ１〜ＣＦ８、ＣＦ１０が配列されている。ファイル表示部Ｃ４、メッセージ表示部Ｃ６、及び主要なファンクションボタンＣＦ１〜ＣＦ８、ＣＦ１０については上記身体組成測定モードの場合と同様であるので説明を省略する。第２４図に示すように、測定部位表示部Ｃ１には、測定部位とそれに対する測定結果としてインピーダンスの値が表示される。なお、データ収集モードでは、後述するように自由に設定される所定時間に亘る連続的な測定を行うため、グラフ表示部Ｃ５に表示する５本の折れ線グラフに対応したインピーダンスの初期値を上部に表示するとともに、現時点で得られているインピーダンスの測定値をその下に表示するようにしている。この測定部位の詳細については後述する。
第２５図に示すように、身体情報表示部Ｃ２には、被検者の名前、識別子（ＩＤ）と、性別、年齢、身長及び体重といった身体特定化情報とのほか、測定姿勢及び誘導（測定）部位を入力表示するためのテキストボックスが設けられている。第２６図に示すように、測定条件表示部Ｃ３には、測定パラメータである測定周期、自動終了判定処理機能の使用の有無、未確定時間、測定スパン、判定微分係数、連続繰返回数を入力設定するためのテキストボックスが設けられている。ここではその詳細な説明は省くが、これらパラメータを適宜に設定することにより、特に研究用を目的とした詳細なデータの取得が可能となる。第２７図に示すグラフ表示部Ｃ５には、測定中のインピーダンスの時間経過に伴う変化が、各セグメント毎に異なる色の折れ線グラフで表示されるようになっている。この折れ線グラフの縦軸のスケールは±５、±１０、±２０、±５０の４段階に変更することができ（初期表示は±１０）、また上下のスクロールも行えるようになっている。これにより、複数の結果を示す各折れ線グラフの比較が容易になっている。また、メッセージ表示部Ｃ６には、測定の過程で検査者（又は被検者）に知らせるべき各種メッセージが適宜表示される。更に、そのメッセージ表示部Ｃ６の下方には９個のファンクションボタンＣＦ１〜ＣＦ８、ＣＦ１０が配列されている。このうち、ファンクションボタンＣＦ１〜ＣＦ５、ＣＦ８、ＣＦ１０はそれぞれ上記ファンクションボタンＢＦ１〜ＢＦ５、ＢＦ８、ＢＦ１０に相当するものである。更に、経過時間常時部Ｃ７には測定開始からの経過時間が表示されるようになっている。
次に、このデータ収集モードにおける特徴的な測定方法について説明する。身体組成測定モードでは、被検者の身体上に４個所の電流供給点Ｐｉ_１〜Ｐｉ_４、及び８個所の電圧測定点Ｐｖ_１〜Ｐｖ_８を設定していたが、このデータ収集モードでは、より緻密にインピーダンスの測定及び身体組成情報の推定が行えるように、電圧測定点を１６個所に増やしている。第３０図はデータ収集モードにおける電極装着位置を示す人体の模式図である。電流供給点Ｐｉ_１〜Ｐｉ_４は、両手の甲の中指付け根近傍、両足の甲の中指付け根近傍の計４個所である。なお、この電流供給点はＰｉ_１〜Ｐｉ_４は後記の電圧測定点に対して遠位側であって且つ十分に遠い位置でありさえすればよいから、両手及び足の指としてもよい。
一方、電圧測定点Ｐｖ_１〜Ｐｖ_１６は、最遠位、遠位、近位、最近位の４つ測定に対応しており、その位置は次の通りである。
最遠位：両手の掌土手中央部、両脚の足裏踵部の４点
遠位　：両手の手首甲中央部、両脚の足首甲中央部の４点
近位　：両肘のトウ骨点、両膝の外側脛骨点の４点
最近位：両肩の肩峰点、両脚の大転子の４点
このうち、遠位及び近位の電圧測定点Ｐｖ_１〜Ｐｖ_８は身体組成測定モードによる測定と同じ位置であり、最遠位及び最近位の電圧測定点Ｐｖ_９〜Ｐｖ_１６が新規に追加されている測定点である。
上述したように本身体組成測定装置は４個の測定用電極１１を備えるから、身体組成測定モードにおいて遠位→近位と測定用電極１１の貼替えを１回行ってそれぞれ四肢及び体幹部のインピーダンス測定を行うのと同様に、最遠位→遠位→近位→最近位の順に測定用電極１１を３回貼り替え、それぞれ四肢及び体幹部のインピーダンス測定を実行する。このとき、第２３図に示した測定部位表示部Ｃ１に表記されている最大１４種類の測定を行うことができる。この各測定は、電流を流す２点と電圧を測定する２点をそれぞれ変えた測定であって、その詳細は次の通りである。
（１）両腕間：両手間に通電し、両手間で電圧を測定
（２）右腕部：両手間に通電し、右足と右腕間で電圧を測定
（３）左腕部：両手間に通電し、左足と左腕間で電圧を測定
（４）両脚間：両足間に通電し、両足間で電圧を測定
（５）右脚部：両足間に通電し、右足と右腕間で電圧を測定
（６）左脚部：両足間に通電し、左足と左腕間で電圧を測定
（７）右腕右脚間：右足と右手間に通電し、右足と右腕間で電圧を測定
（８）体幹部（右腕右脚間通電）：右足と右手間に通電し、左足と左腕間で電圧を測定
（９）左腕左脚間：左足と左手間に通電し、左足と左腕間で電圧を測定
（１０）体幹部（左腕左脚間通電）：左足と左手間に通電し、右足と右腕間で電圧を測定
（１１）右腕左脚間：右足と左手間に通電し、右足と左腕間で電圧を測定
（１２）体幹部（右腕左脚間）：右足と左手間に通電し、左足と右腕間で電圧を測定
（１３）左腕右脚間：左足と右手間に通電し、左足と右腕間で電圧を測定
（１４）体幹部（左腕右脚間）：左足と右手間に通電し、右足と左腕間で電圧を測定
また本測定方法では、電圧測定点を増加させることによって前述した９個のセグメントに加えて左右の手首部、左右の足首（踵）部の４個のセグメントのインピーダンスを新たに求めることができる。４個の測定用電極１１を貼り替える毎に測定を繰り返す場合、最遠位、遠位、近位、最近位の単位でしか測定を行えないが、次のようにして各セグメントに対応する電圧（電位差）を算出することができる。
（１）両手間に通電する場合
左右手首部に対応する電圧ΔＶ_１、左右前腕部に対応する電圧ΔＶ_２、左右上腕部に対応する電圧ΔＶ_３は、それぞれ、
ΔＶ_１＝Ｖ_４−Ｖ_３
ΔＶ_２＝Ｖ_３−Ｖ_２
ΔＶ_３＝Ｖ_２−Ｖ_１
となる。ここで、
Ｖ_１：左右肩峰点の電圧測定点Ｐｖ_１１、Ｐｖ_１２間の電圧
Ｖ_２：左右肘の電圧測定点Ｐｖ_３、Ｐｖ_４間の電圧
Ｖ_３：左右手首の電圧測定点Ｐｖ_１、Ｐｖ_２間の電圧
Ｖ_４：左右掌の電圧測定点Ｐｖ_９、Ｐｖ_１０間の電圧
である。
また右半身に関して、右上腕部に対応する電圧ΔＶ_ａ、右前腕部に対応する電圧ΔＶ_ｂ、右手首部に対応する電圧ΔＶ_ｃは、それぞれ、
ΔＶ_ａ＝Ｖ_ｂ−Ｖ_ａ
ΔＶ_ｂ＝Ｖ_ｃ−Ｖ_ｂ
ΔＶ_ｃ＝Ｖ_ｄ−Ｖ_ｃ
となる。ここで、
Ｖ_ａ：右肩峰点と右大点子の電圧測定点Ｐｖ_１２、Ｐｖ_１６間の電圧
Ｖ_ｂ：右肘と右膝の電圧測定点Ｐｖ_４、Ｐｖ_８間の電圧
Ｖ_ｃ：右手首と右足首の電圧測定点Ｐｖ_２、Ｐｖ_６間の電圧
Ｖ_ｄ：右掌と右踵の電圧測定点Ｐｖ_１０、Ｐｖ_１４間の電圧
である。同様に左半身に関しても、上腕部、前腕部及び手首部に対応する電圧を求めることができる。
（２）両足間に通電する場合
左右足首部に対応する電圧ΔＶ_１’、左右下腿部に対応する電圧ΔＶ_２’、左右大腿部に対応する電圧ΔＶ_３’は、それぞれ、
ΔＶ_１’＝Ｖ_４’−Ｖ_３’
ΔＶ_２’＝Ｖ_３’−Ｖ_２’
ΔＶ_１’＝Ｖ_２’−Ｖ_１’
となる。ここで、
Ｖ_１’：左右大点子の電圧測定点Ｐｖ_１５、Ｐｖ_１６間の電圧
Ｖ_２’：左右膝の電圧測定点Ｐｖ_７、Ｐｖ_８間の電圧
Ｖ_３’：左右足首の電圧測定点Ｐｖ_５、Ｐｖ_６間の電圧
Ｖ_４’：左右踵部の電圧測定点Ｐｖ_１３、Ｐｖ_１４間の電圧
である。
また右半身に関して、右大腿部に対応する電圧ΔＶ_ａ’、右下腿部に対応する電圧ΔＶ_ｂ’、右足首部に対応する電圧ΔＶ_ｃ’は、それぞれ、
ΔＶ_ａ’＝Ｖ_ｂ−Ｖ_ａ
ΔＶ_ｂ’＝Ｖ_ｃ−Ｖ_ｂ
ΔＶ_ｃ’＝Ｖ_ｄ−Ｖ_ｃ
となる。ここで、Ｖ_ａ、Ｖ_ｂ、Ｖ_ｃ、Ｖ_ｄは上記記載の位置の電圧である。
このように、データ収集モードでは、被検者の身体のインピーダンスをより詳細に且つ精度よく測定することができる。また、インピーダンスの時間的変化を測定することもできる。これらインピーダンスは、心拍、血流、呼吸等、人体の各種のリズムに伴って変動するものと考えられるから、インピーダンスの時間的変化を解析することによって、これら人体のリズムに関連した情報を得ることができる。また、例えば、人体に外部刺激を与えたときのインピーダンスの時間的変化を測定する等、各種の応用が考えられる。したがって、このデータ収集モードを用いた測定は、人体に関する各種の情報を収集するために非常に有用である。なお、上記実施例の身体組成測定装置において身体組成測定モードにあっては、被検者の身体を９個のセグメントに細分化する方法を採用している。これは、先にも述べた通り、上腕部と前腕部、大腿部と下腿部とは身体組成という点において分割したほうがより精度が高まり、しかもＭＲＩ法がより適用し易いからである。しかしながら、左右半身毎に、上腕部と前腕部とを一体と看做した腕部、大腿部と下腿部とを一体と看做した脚部、及び体幹部という合計５個のセグメントに分割した形態であっても、ＭＲＩ法を適用して上述したような多重回帰式を作成することにより、従来の手足間のインピーダンスから身体組成を推定する方法と比較すれば格段の精度向上が達成できる。
一方、上記身体組成測定装置において、上記９セグメント法よりも更に精度を高めるために、次のような測定方法を導入することができる。
身体が有するインピーダンスは単純化すれば第３２図に示すモデルとして近似することができるが、より精度の高い測定を行うには、一層実体に近い近似モデルを用いることが有用である。各セグメントのインピーダンスのうち、四肢に関するセグメントはかなり正確にモデル化されているが、体幹部については臓器等を含むためモデル化が必ずしも充分ではない。そこで、体幹部についてより精緻なモデルを考えると第３７図に示すようになる。
即ち、両腕部及び両脚部の付け根（以下「肩内部」及び「鼠径部」と呼ぶ）には、それぞれ体幹中心部のインピーダンスＺ_ＴＲｍとの間にインピーダンスＺ_ＬＴＲＨ、Ｚ_ＲＴＲＨ、Ｚ_ＬＴＲＬ、Ｚ_ＲＴＲＬが在るとしたほうが厳密性が高い。第３２図のモデルではこれらインピーダンスが考慮されておらず、この分が誤差要因となり得る。例えば、両手の甲部間に電流を流し、両手首間の電圧を測定した場合、第３２図のモデルによれば体幹部のインピーダンスＺ_Ｔは含まれないが、第３７図のモデルによれば、左右の肩内部のインピーダンスＺ_ＬＴＲＨ、Ｚ_ＲＴＲＨが含まれることになり、これが測定誤差となる。
〔肩部及び鼠径部のインピーダンスの第１の推算方法〕
このようなインピーダンスの影響を補正するための一つの方法として、上述したような遠位測定及び近位測定により取得したインピーダンスから、肩内部及び鼠径部のインピーダンスを推算する方法について述べる。まず、遠位測定及び近位測定により右半身の遠位（両手首間）のインピーダンスＺ_１、及び近位（両肘間）のインピーダンスＺ_２を測定する。
Ｚ_１＝Ｚ_ＲＦＡ＋Ｚ_ＲＵＡ＋Ｚ_ＲＴＲＨ　　…（３１）
Ｚ_２＝Ｚ_ＲＵＡ＋Ｚ_ＲＴＲＨ　　　　　　　…（３２）
したがって、右前腕部のインピーダンスＺ_ＲＦＡは、
Ｚ_ＲＦＡ＝Ｚ_１−Ｚ_２　　　　　　　　　　…（３３）
である。前腕部と上腕部とは非常に相関性が高いため、
Ｚ_ＲＦＡ∝Ｚ_ＲＵＡ
が成り立ち、次の（３４）式のような直線回帰式を作成することができる。
Ｚ_ＲＦＡ＝ａ_０・Ｚ_ＲＵＡ＋ｂ_０　　　　　…（３４）
ここで、ａ_０、ｂ_０は定数である。
したがって、（３３）、（３４）式から、
Ｚ_ＲＦＡ＝Ｚ_１−Ｚ_２＝ａ_０・Ｚ_ＲＵＡ＋ｂ_０
Ｚ_ＲＵＡ＝（Ｚ_１−Ｚ_２−ｂ_０）／ａ_０　　…（３５）
（３５）式を（３２）式に代入すれば、
Ｚ_２＝〔（Ｚ_１−Ｚ_２−ｂ_０）／ａ_０〕＋Ｚ_ＲＴＲＨ
Ｚ_ＲＴＲＨ＝Ｚ_２−〔（Ｚ_１−Ｚ_２−ｂ_０）／ａ_０〕
これにより、Ｚ_１、Ｚ_２からＺ_ＲＴＲＨを推算することができる。左肩の肩内部のインピーダンスＺ_ＬＴＲＨは上記と同様にして計算してもよいが、右肩内部のインピーダンスＺ_ＲＴＲＨと左肩内部のインピーダンスＺ_ＬＴＲＨとはほぼ等しいとみることができるから、上記計算結果を利用して、
Ｚ_ＴＲＨ＝（Ｚ_ＲＴＲＨ＋Ｚ_ＬＴＲＨ）／２
とし、平均値で取り扱ってもよい。また、左右の鼠径部のインピーダンスも同様にして推算することができる。
〔肩部及び鼠径部のインピーダンスの第２の推算方法〕
体幹中心部インピーダンスＺ_ＴＲｍと肩内部インピーダンスＺ_ＲＴＲＨ、Ｚ_ＬＴＲＨや鼠径部インピーダンスＺ_ＲＴＲＬ、Ｚ_ＬＴＲＬとの間には有用な相関がある。そこでこの相関性を利用する。相関関数をｆ_１、ｆ_２、ｆ_３、ｆ_４で表すと、
Ｚ_ＲＴＲＨ＝ｆ_１（Ｚ_ＴＲｍ）
Ｚ_ＬＴＲＨ＝ｆ_２（Ｚ_ＴＲｍ）
Ｚ_ＲＴＲＬ＝ｆ_３（Ｚ_ＴＲｍ）
Ｚ_ＬＴＲＬ＝ｆ_４（Ｚ_ＴＲｍ）
である。更に、身長Ｈ、体重Ｗ、年齢Ａｇ、性別Ｓｘ等の身体特定化情報を導入し、
Ｚ_ＲＴＲＨ＝ｆ_１（Ｚ_ＴＲｍ，Ｗ，Ａｇ，Ｓｘ）
Ｚ_ＬＴＲＨ＝ｆ_２（Ｚ_ＴＲｍ，Ｗ，Ａｇ，Ｓｘ）
Ｚ_ＲＴＲＬ＝ｆ_３（Ｚ_ＴＲｍ，Ｗ，Ａｇ，Ｓｘ）
Ｚ_ＬＴＲＬ＝ｆ_４（Ｚ_ＴＲｍ，Ｗ，Ａｇ，Ｓｘ）
としてもよい。更にまた、肩内部インピーダンスＺ_ＲＴＲＨ、Ｚ_ＬＴＲＨは腕部のインピーダンスＺ_ＲＡ、Ｚ_ＬＡとも高い相関があるものと考えられ、鼠径部インピーダンスＺ_ＲＴＲＬ、Ｚ_ＬＴＲＬは脚部のインピーダンスＺ_ＲＬ、Ｚ_ＬＬとも高い相関があるものと考えられるから、
Ｚ_ＲＴＲＨ＝ｆ_１’（Ｚ_ＴＲｍ，Ｚ_ＲＡ）
Ｚ_ＬＴＲＨ＝ｆ_２’（Ｚ_ＴＲｍ，Ｚ_ＬＡ）
Ｚ_ＲＴＲＬ＝ｆ_３’（Ｚ_ＴＲｍ，Ｚ_ＲＬ）
Ｚ_ＬＴＲＬ＝ｆ_４’（Ｚ_ＴＲｍ，Ｚ_ＬＬ）
としてもよい。或いは、
Ｚ_ＲＴＲｈ＝ｆ_１’（Ｚ_ＴＲｍ，Ｚ_ＲＡ，Ｗ，Ａｇ，Ｓｘ）
Ｚ_ＬＴＲｈ＝ｆ_２’（Ｚ_ＴＲｍ，Ｚ_ＬＡ，Ｗ，Ａｇ，Ｓｘ）
Ｚ_ＲＴＲＬ＝ｆ_３’（Ｚ_ＴＲｍ，Ｚ_ＲＬ，Ｗ，Ａｇ，Ｓｘ）
Ｚ_ＬＴＲＬ＝ｆ_４’（Ｚ_ＴＲｍ，Ｚ_ＬＬ，Ｗ，Ａｇ，Ｓｘ）
としてもよい。また、上記相関を利用した推定式から体幹中心部のインピーダンスＺ_ＴＲｍを除外し、腕部のインピーダンスＺ_ＲＡ、Ｚ_ＬＡや脚部のインピーダンスＺ_ＲＬ、Ｚ_ＬＬとの相関のみに依ってもよい。即ち、
Ｚ_ＲＴＲｈ＝ｆ_１”（Ｚ_ＲＡ）
Ｚ_ＬＴＲｈ＝ｆ_２”（Ｚ_ＬＡ）
Ｚ_ＲＴＲＬ＝ｆ_３”（Ｚ_ＲＬ）
Ｚ_ＬＴＲＬ＝ｆ_４”（Ｚ_ＬＬ）
或いは、
Ｚ_ＲＴＲｈ＝ｆ_１”（Ｚ_ＲＡ，Ｗ，Ａｇ，Ｓｘ）
Ｚ_ＬＴＲｈ＝ｆ_２”（Ｚ_ＬＡ，Ｗ，Ａｇ，Ｓｘ）
Ｚ_ＲＴＲＬ＝ｆ_３”（Ｚ_ＲＬ，Ｗ，Ａｇ，Ｓｘ）
Ｚ_ＬＴＲＬ＝ｆ_４”（Ｚ_ＬＬ，Ｗ，Ａｇ，Ｓｘ）
とすればよい。なお、ここで言う脚部、腕部のインピーダンスとは、最遠位、遠位又は近位のいずれかで求めた四肢のインピーダンスを意味する。
上述したように肩内部及び鼠径部のインピーダンスを推算し、これを考慮して各セグメントのインピーダンスの算出精度を向上させれば、このインピーダンスを基に推算される身体組成の情報の精度をも一層高めることができる。
以上説明した通り、第１実施例の身体組成測定装置によれば、検査者によっては作業や操作が容易な、被検者にとっては身体的、精神的な負担が軽い測定方法によって、各種の身体組成情報が高い精度で求まる。また、体脂肪に着目した測定は勿論のこと、特に筋肉や骨に着目した測定を行い、それらに関連した指標値を表示することにより、運動選手の訓練用、或いは、高齢者の健康管理といった、これまでの装置では簡易に提供できなかった情報を提示することができる。
なお、第１実施例の装置では、通電用電極１０として貼着式の電極を用いていたが、クリップ状の形態の電極を用い、手の甲部の代わりに手の指のいずれかの個所、足の甲部の代わりに足の指のいずれかの個所を挟んで導通を確保するようにしてもよい。このようなクリップ状の電極は繰り返し使用が可能であるので、使い捨ての貼着式の電極よりもランニングコストが軽減される。また、貼着式電極では、ケーブルからの引張力を受けたときに剥離して接触不良となり易いが、クリップ状電極ではそうした接触不良を生じにくく取扱いも容易である。ただし、指（特に指先端に近くなるほど）を電流供給点とする場合、電流経路にあっては指のインピーダンスが加算されるため、電流源２０３の駆動能力を或る程度高くしておく必要がある。
また、同様に指を電流供給点とする場合、第３６図に示すような指巻着用電極ユニット１５０を用いてもよい。この電極ユニット１５０では、布製等の外装１５１の内側に弾性材１５２を取り付け、その弾性材１５２の内側に電極部１５３を設ける。この電極部１５３はケーブル４を接続可能なソケット１５５と導通しており、指に巻き付けて面状ファスナ１５４でもって固定すると、電極部１５３が指の腹等に安定して密着する。
また、上記第１実施例による身体組成測定装置は、汎用のノート型パソコンとそれに含まれない電気回路等を内蔵する本体部との組合せにより構成していたが、その形態は適宜に変更できることは当然である。具体的な例としては、ノート型パソコンの代わりにデスクトップ型パソコンを利用してもよい。この場合、本体部に相当する機能を拡張ボードに搭載し、パソコンの拡張ユニットに収納する構成とすることもできる。勿論、パソコンと本体部とを接続するインタフェースは各種インタフェースを利用することができる。また、汎用のパソコンを用いることなく、全体の機能を１つの筐体内に収容する構成としてもよい。
更にまた、本発明に係る身体組成測定装置は、上記第１実施例に記載の身体組成測定装置の一部のみの構成を有し、一部のみの機能を実現したものであってもよいことは当然である。例えば、第１実施例の装置では、被検者の身体のインピーダンスの測定値に基づいてＡＤＬ指標値を推算しこれを表示画面上に表示する構成を有している。上述したように、ここで推算されるＡＤＬ指標値は高齢者や機能回復訓練を行っている者などに対して非常に有用な値である。そこで、このようなＡＤＬ指標値のみ又はそれを含む限定的な身体組成情報を算出して表示する、より簡易的な身体組成測定装置も考え得る。ここで用いているＡＤＬ指標値は大腿四頭筋に関連する値であるから、少なくとも大腿部又は下肢部のインピーダンスさえ測定すれば十分であって、上肢部のインピーダンスは不要である。また、好ましくは左右の大腿部下腿部のインピーダンスをそれぞれ独立に求め、この大腿部又下腿部のインピーダンスと身体特定化情報とから左右の各大腿四頭筋の筋肉量を推算するのがよいが、簡略的には両脚部を通した両足首間のインピーダンスを測定し、このインピーダンスから左右合計した大腿四頭筋の筋肉量を推算することもできる。このように大腿四頭筋の筋肉量がわかれば、大腿四頭筋の最大筋力、体重支持指数も推算することができる。
更にまた、上述したように下肢部のインピーダンスのみを測定するならば、通電用電極及び測定用電極の数や構成も簡略化できる。例えば、従来の体脂肪計で利用されているように、被検者が立位姿勢で載る台上に、足の裏に密着するように電極が配置されている構成でもよい。また、その場合、電圧測定経路に足首を含み精度の低下が見込まれるから、より好ましくは、両足首又は両膝間の電圧を測定できる構成とするのがよい。また、ＡＤＬ指標値の他の例として、例えば手で物を把持する力、物と上方に持ち上げる力等、脚のみならず、手や背筋等、身体の各部位に存在する筋肉に着目したＡＤＬ指数を考えることができる。その際には、着目した部位の筋肉量を推算できるような身体部位のインピーダンスを測定する構成とすればよい。
以下、上述したような変形例を含む、本発明の他の実施例による身体組成測定装置について説明する。
〔第２実施例〕
本発明に係る身体組成測定装置の第２実施例について説明する。この第２実施例の身体組成測定装置は、人間の身体のうち、骨組織量の割合が特に高い身体部位として手首又は足首近辺に着目し、その部位に専用の測定用電極を装着することによって、骨組織量に依存する要素が強いインピーダンスを測定し、その測定値と身体特定化情報とから骨組織量を推算するものである。
第３８図は手首近傍に電極パッド８０を装着した状態を示す図、第３９図はこの電極パッド８０の外観斜視図である。第３９図に於いて、ベーステープ８１はポリエチレン、ポリ塩化ビニル等の絶縁体から成る薄膜シートであり、このベーステープ８１に互いに所定間隔Ｌ_０離間して導電性ゲルから成る帯状の２本の電極８２が設けられている。ベーステープ８１にあって電極８２を形成した面には、電極８２以外の個所に絶縁性粘着層８１ａが形成されており、被検者の皮膚に確実に粘着可能となっている。ベーステープ８１の側方には電極８２と導通する端子片８３が延出しており、クリップ状のコネクタ８４でこの端子片８３を挟むことにより、上述したようなケーブル４との接続が行えるようになっている。
測定時には、第３８図に示すように、被検者の手の甲側の手首の関節部分から上部に掛けて電極パッド８０を貼着する。ここで、手首側に位置する電極８２は前述した手首の電圧測定点Ｐ_ｖ１又はＰ_ｖ２と同一点であるから、左右いずれか一方（両方でもよい）の手首に上記電極パッド８０を貼着すれば、手首側の電極８２は第１実施例に於ける遠位測定時の測定用電極として利用することができる。一方、通電用電極１０は第１実施例で説明したように例えば両手の甲に貼着したものをそのまま利用することができる。即ち、このような電極パッド８０を第１実施例で説明した貼着式の電極と併用すれば、通常の遠位測定及び近位測定を行った上に、手首近傍のみの測定を追加して行うことができる。
手首近傍は皮下脂肪や筋肉組織が薄く、筋肉や脂肪に比べて骨組織の割合が多い。即ち、第３３図（ａ）に示すようなモデルで考えれば、骨組織の断面積の割合が大きい。そのため、例えば両手間に高周波電流を流した状態で電極８２間の電位差を測定し、その電流値と電圧値とからインピーダンスを求めると、このインピーダンスは骨組織の情報を多く含む。したがって、このインピーダンス測定値を用いれば、この身体部位の骨量を精度よく算出することができるのみならず、全身の骨量の推定精度も向上させることができる。更には、骨組織の詳しい情報が得られることによって、骨に関する健康状態を示す情報、例えば骨密度、骨粗鬆症の進行度合等を調べるにも有用である。
第４０図は上記電極パッドの変形例を手首に装着した状態を示す図である。このように、通電用電極１０をベーステープ８１に一体的に設ける構成とすることもできる。また、第４１図は上記と同様の形態の電極パッドを足首に装着した状態を示す図である。足首の関節から上部（つまり脛部）に掛けての身体部位も、その断面積の中で骨組織の割合が大きい。したがって、このように足首近辺に電極パッドを装着しても、同様の測定を行うことができる。
ところで、上記第１実施例による身体組成測定装置は、第３１図に示したように被検者が仰臥姿勢をとった状態で測定を行うことを想定しており（勿論、それ以外の姿勢でも測定は可能であるが通常、測定精度は低下する）、従来のこの種の装置に比べれば高い精度の測定を簡便に行うことができるものの、被検者の身体に電極を装着する手間が必要である、被検者本人が一人で測定しにくい、といった課題がある。用途によっては、若干測定精度は落ちたとしてもより簡便に測定を行いたいといった要求も考えられる。以下の実施例はこのような点に鑑みて、より簡便な測定を行うことを意図したものである。
〔第３実施例〕
第４２図は第３実施例の身体組成測定装置の使用状態を示す図である。この身体組成測定装置４０は、被検者が両手で把持する上肢測定ユニット４１と、被検者が両足を載せる下肢測定ユニット４２とを備え、両者はケーブル４３で接続されている。第１実施例の身体組成測定装置に於けるパソコン１及び本体部２に相当する機能は上肢測定ユニット４１内に組み込まれている。第４５図は上肢測定ユニット４１の外観斜視図である。上肢測定ユニット４１はその左右両端部が後方側に屈曲した略コの字形状の本体部４１１を有し、後方に指向した両端部には略円柱形状のグリップ部４１２Ｌ、４１２Ｒがそれぞれ設けられている。グリップ部４１２Ｌ、４１２Ｒの側周面の上部には通電用電極４１３Ｌ、４１３Ｒ、下部には測定用電極４１５Ｌ、４１５Ｒが離間して設けられ、本体部４１１の両屈曲個所の外側側面には他の測定用電極４１４Ｌ、４１４Ｒが設けられている。また、両測定用電極４１４Ｌ、４１４Ｒで挟まれる本体部４１１の中央部前面には、文字、数字、図形等を表示する液晶表示パネルから成る表示部４１６が設けられている。また、本体部４１１には図示しない幾つかの操作用のスイッチが設けられている。
測定時には、第４２図に示すように、被検者がグリップ部４１２Ｌ、４１２Ｒの周面上部手前に親指を掛けるとともに人差し指から小指までを向こう側に回すようにして両手で左右のグリップ部４１２Ｌ、４１２Ｒを握り、両腕をほぼ前方に真っ直ぐに伸張させる。すると、両手の親指全体と人差し指及び中指の腹付近が通電用電極４１３Ｌ、４１３Ｒに接触し、両手の掌が左右の測定用電極４１５Ｌ、４１５Ｒに接触し、更に両手の手首内側が左右の測定用電極４１４Ｌ、１４４Ｒに接触する。これにより、第３２図に於ける電流供給点Ｐ_ｉ１、Ｐ_ｉ２と電圧測定点Ｐ_ｖ１、Ｐ_ｖ２、Ｐ_ｖ９、Ｐ_ｖ１０とが確保される。なお、通電用電極４１３Ｌ（及び４１３Ｒ）と測定用電極４１５Ｌ（及び４１５Ｒ）とは、互いにその機能を入れ替えても実質的に同等の性能を得ることができる。
第４３図は下肢測定ユニット４２の外観斜視図、第４４図は下肢測定ユニット４２での測定状態の拡大図である。下肢測定ユニット４２は、第４３図に示すように、平板状の測定台４２１の上に一般的な足裏の外形よりも一回り大きな左右の足位置決め部４２２Ｌ、４２２Ｒを有しており、両足位置決め部４２２Ｌ、４２２Ｒの前方つまり指側に通電用電極４２３Ｌ、４２３Ｒが、後方つまり踵側に測定用電極４２４Ｌ、４２４Ｒが設けられている。また、両足位置決め部４２２Ｌ、４２２Ｒの踵付近の内側には、ばね性を持ってほぼ直立した起立片４２５Ｌ、４２５Ｒが設けられており、その起立片４２５Ｌ、４２５Ｒの外向き面上部にはそれぞれ測定用電極４２６Ｌ、４２６Ｒが設けられている。測定時に、両足位置決め部４２２Ｌ、４２２Ｒ上に被検者が両足を載置すると、足裏の指側に通電用電極４２３Ｌ、４２３Ｒが接触し、足裏の踵側に測定用電極４２４Ｌ、４２４Ｒが接触する。また、起立片４２５Ｌ、４２５Ｒは外向きに付勢されているため、被検者が両膝を内側にやや締め気味にすると、第４４図に示すように被検者の踝内側に測定用電極４２６Ｌが接触する。なお、第４４図は左足側の例であるが、右足側では左右対称になる以外は同じである。これにより、第３２図に於ける電流供給点Ｐ_ｉ３、Ｐ_ｉ４と電圧測定点Ｐ_ｖ５、Ｐ_ｖ６とが確保されるとともに、更に左右足首のインピーダンスＺ_Ｌｈ、Ｚ_Ｒｈを測定するための電圧測定点Ｐ_ｖ１３、Ｐ_ｖ１４が足裏の踵に確保される。なお、上記手の場合と同様に、通電用電極４２３Ｌ（及び４２３Ｒ）と測定用電極４２４Ｌ（及び４２４Ｒ）とは、互いにその機能を入れ替えても実質的に同等の性能を得ることができる。
第４６図は、第３実施例の身体組成測定装置の電気的構成図である。基本的な構成は第１実施例の身体組成測定装置と同様であり、同一又は相当部分には同一符号を付して説明を省略する。本装置では、下肢測定ユニット４２に、両足裏の指の付け根付近に接触する２個の通電用電極４２３Ｌ、４２３Ｒと、両足裏の踵近傍及び両踝内側に接触する４個の測定用電極４２４Ｌ、４２４Ｒ、４２６Ｌ、４２６Ｒとを備え、ケーブル４３を介して上肢測定ユニット４１内の通電用電極切替部２０２と測定用電極切替部２０４とに接続されている。一方、上肢測定ユニット４１には、両手の指に接触する２個の通電用電極４１３Ｌ、４１３Ｒと、両手の掌及び両手首内側に接触する４個の測定用電極４１５Ｌ、４１５Ｒ、４１４Ｌ、４１４Ｒとを備え、内部配線を介して通電用電極切替部２０２と測定用電極切替部２０４とに接続されている。演算・制御部４１６は第１実施例の装置に於けるパソコン本体１０１及びＣＰＵ２１１の代わりとなるものである。
本装置を使用して測定を行う際の手順を第４７図のフローチャートに沿って説明する。被検者が上肢測定ユニット４１に設けられた電源スイッチを押して電源を投入すると（ステップＳ２０１）、装置は起動して各種の初期化処理、測定回路系の自己検査処理などを含む測定準備処理を実行する（ステップＳ２０２）。次に、被検者は身長、体重、年齢、性別等の身体特定化情報を操作部４１７の各スイッチの操作などにより入力する（ステップＳ２０３）。次いで、全ての入力項目が入力されているか否かを判定し（ステップＳ２０４）、未入力項目がある場合にはステップＳ２０３へと戻る。ステップＳ２０４で全項目が入力されたと判定されると、測定姿勢をとるための指示を表示部又は音声等により行う（ステップＳ２０５）。この指示に応じて、被検者は自分の両足を足位置決め部４２２Ｌ、４２２Ｒに載せて直立し、上肢測定ユニット４１のグリップ部４１２Ｌ、４１２Ｒを上述したように左右両手で掴んで、両手を身体前方に真っ直ぐ伸ばして肩の高さに保持した姿勢をとる。また、両脚は意図的にやや内側に締め気味にして、踝内側に測定用電極４２６Ｌ、４２６Ｒが接触するようにする。このような姿勢をとることによって、両手の指と両足裏の指側とがそれぞれ通電用電極４１３Ｌ、４１３Ｒ、４２３Ｌ、４２３Ｒに接触する。また、両手掌、両手首内側、両足裏の踵側、更には両踝の内側がそれぞれ測定用電極４１５Ｌ、４１５Ｒ、４１４Ｌ、４１４Ｒ、４２４Ｌ、４２４Ｒ、４２６Ｌ、４２６Ｒに接触する。
次いで、測定の開始の報知を表示部４１６に行い（ステップＳ２０６）、インピーダンスの測定を開始する。即ち、通電用電極切替部２０２、測定用電極切替部２０４により、測定部位が、右腕部、左腕部、右脚部、左脚部、体幹部と順次移行するように、通電用電極１０及び測定用電極１１を適宜切り替える。そして、選択された２個の通電用電極１０間に微弱な高周波電流を流し、その電流によって生じた電位を２個の測定用電極１１で順次測定する。ステップＳ２０７〜Ｓ２１０で示したインピーダンスの測定手順については、第１実施例で示した遠位測定と同様であるので説明を略す。但し、この第３実施例では、上述したように左右掌に設けられた電圧測定点を利用して左右手首付近のインピーダンスを、左右足裏の踝側に設けられた電圧測定点を利用して左右足首のインピーダンスを追加的に測定することができる。測定が終了したならば、測定終了メッセージを表示部４１６に表示する等の終了報知を行う（ステップＳ２１１）。この報知をもって、被検者は上記測定姿勢を解くことができる。そのあと、インピーダンス測定値と身体特定化情報とに基づいて所定の演算処理を実行することにより身体組成情報や健康状態チェック情報を算出し（ステップＳ２１２）、その結果を表示部４１５に表示する（ステップＳ２１３）。
このように第３実施例の身体組成測定装置では、被検者は仰臥姿勢をとることなく立位姿勢のままで測定を行うことができるとともに、自分一人で測定を行うこともできる。したがって、被検者の心理的抵抗が少なく、気軽に測定を行うことができる。なお、この第３実施例の身体組成測定装置の外観や構成も各種形態に変形することができる。例えば、上肢測定ユニット４１でなく下肢測定ユニット４２内に電気回路を内蔵してもよい。また、上肢測定ユニット４１や下肢測定ユニット４２をそれぞれ単独の装置とすることもできる。更に、片手と片足とを組み合わせた測定を行うように変更した装置でもよい。
第４８図は、第３実施例の身体組成測定装置の下肢測定ユニット４２の変形例を示す外観図である。この例では、足位置決め部４２２Ｌ、４２２Ｒをばね４２７で上方に付勢する構造とするとともに、踝後方を覆う半円筒体４２８Ｌ、４２８Ｒを立設し、その内側面上部に測定用電極４２６Ｌ、４２６Ｒを設けている。この構造では、被検者が足位置決め部４２２Ｌ、４２２Ｒ上に足を載せたときに、ばね４２７の付勢力により足裏への通電用電極４２３Ｌ、４２３Ｒ、測定用電極４２４Ｌ、４２４Ｒの密着性が増す。
〔第４実施例〕
上記第３実施例の身体組成測定装置では、立位姿勢で少なくとも腕が体幹部に接触しないように上げておく（望ましくは両腕を真っ直ぐ伸ばした状態に保つ）必要があるが、高齢者や療養者等ではこのような姿勢をとることが困難である場合がある。また、同装置では、肘及び膝を電圧測定点とする近位測定を行わないため、この点で身体組成情報の推定精度が若干犠牲になっている。この第４実施例による身体組成測定装置はこのような点を改善したものである。
第４９図は第４実施例の身体組成測定装置５０の外観図である。この装置５０では、測定台５０１上に支持柱５０２を立設し、その支持柱５０２に上下動自在に上肢計測用のアームレスト５０３Ｌ、５０３Ｒを設けている。アームレスト５０３Ｌ、５０３Ｒの上面には、腕を置く位置を決めるための凹部５０４Ｌ、５０４Ｒが形成されており、その凹部５０４Ｌ、５０４Ｒの内側には肘付近に接触する測定用電極５０５Ｌ、５０５Ｒと手首付近に接触する測定用電極５０６Ｌ、５０６Ｒとを備える。また、腕の長さに合わせて測定用電極５０５Ｌ、５０５Ｒと５０６Ｌ、５０６Ｒとの間の距離を調整できるように、アームレスト５０３Ｌ、５０３Ｒは伸縮自在の構成となっている。更に、アームレスト５０３Ｌ、５０３Ｒの端部上面には手で掴むためのグリップ部５０７Ｌ、５０７Ｒが設けられている。グリップ部５０７Ｌは第５１図に示すように略円柱形状を有し、その上部には通電用電極５０８Ｌが、下部には測定用電極５０９Ｌが中央のくびれた絶縁分離部５１０Ｌを挟んで設けられている。右手側のグリップ部５０７Ｒも同様の構成である。このようなグリップ部５０７Ｌを中指が絶縁分離部５１０Ｌにかかるようにして握ると、人差し指から親指にかけての腹が通電用電極５０８Ｌに接触し、薬指及び小指から掌の土手部を含む範囲が測定用電極５０９Ｌに接触する。一方、測定台５０１には第３実施例の身体組成測定装置と同様に足位置決め部５１１Ｌ、５１１Ｒが設けられており、各足位置決め部５１１Ｌ、５１１Ｒには指側に通電用電極５１２Ｌ、５１２Ｒが、踵側に測定用電極５１３Ｌ、５１３Ｒが設けられている。また、左右の足位置決め部５１１Ｌ、５１１Ｒの間には、上方に指向して足首測定用突部５１４が形成されており、その左右両面には踝内側に接触する測定用電極５１５Ｌ、５１５Ｒが設けられている。更に、支持柱５０２から前方に突設した上下動自在の膝測定用突部５１６の左右両面には、膝内側に接触する測定用電極５１７Ｌ、５１７Ｒが設けられている。
支持柱５０２の上部には超音波式の距離センサ５１８が下向きに取り付けられており、これによって支持柱５０２の前に起立した被検者の身長を計測できるようになっている。また、測定台５０１の足位置決め部５１１Ｌ、５１１Ｒの下方には体重計５１９が内蔵されており、これによって身長及び体重は自動的に計測されて身体特定化情報として利用されるようになっている。なお、この装置では、第３実施例に於いて上肢測定ユニット４１内に収容されていた電気回路は電極を備えた計測部とは別体の回路ユニット５２０内に収容されており、両者はケーブルで接続されている。電気回路の構成については、第３実施例とほぼ同様であるので説明を省略する。
而して、被検者は第５２図に示すように、測定台５０１の足位置決め部５１１Ｌ、５１１Ｒの上に左右の足を載せた状態で起立し、左右の膝を内側に締め気味にして、左右の踝内側をそれぞれ測定用電極５１５Ｌ、５１５Ｒに接触させるとともに、左右の膝内側をそれぞれ測定用電極５１７Ｌ、５１７Ｒに接触させる。一方、アームレスト５０３Ｌ、５０３Ｒは両腕を載せ易い位置に上下動させるとともに前後に適度に伸縮させ、両腕を凹部５０４Ｌ、５０４Ｒ上に置いた状態でグリップ部５０７Ｌ、５０７Ｒを握る。このような姿勢をとることによって、両手の親指及び人差し指の腹と両足裏の指側とがそれぞれ通電用電極５０８Ｌ、５０８Ｒ、５１２Ｌ、５１２Ｒに接触し、第３２図に於ける電流供給点Ｐ_ｉ１、Ｐ_ｉ２、Ｐ_ｉ３、Ｐ_ｉ４が確保される。また、両手掌土手、両手首付近、両肘、両足裏の踵側、両踝の内側、両膝の内側がそれぞれ測定用電極５０９Ｌ、５０９Ｒ、５０６Ｌ、５０６Ｒ、５０５Ｌ、５０５Ｒ、５１３Ｌ、５１３Ｒ、５１５Ｌ、５１５Ｒ、５１７Ｌ、５１７Ｒに接触し、第３２図に於ける電圧測定点Ｐ_ｖ１〜Ｐ_ｖ８が確保されるとともに、更に左右足首のインピーダンスＺ_Ｌｈ、Ｚ_Ｒｈ及び左右手首のインピーダンスＺ_Ｌｗ、Ｚ_Ｒｗを測定するための電圧測定点がそれぞれ確保される。
この第４実施例の身体組成測定装置では肘及び膝にも電圧測定点を設けているので、第１実施例の身体組成測定装置と同様に、遠位測定及び近位測定を分けて行うことができ、更に、手首部、足首部を一身体部位として測定することができる。したがって、立位姿勢でありながら、第３実施例の身体組成測定装置よりも精度の高い測定を行うことができる。また、身長及び体重が自動的に計測されるので、これら身体特定化情報を手作業で入力する手間が省ける。更には、両腕がアームレスト５０３Ｌ、５０３Ｒに支持されるので腕の疲労が軽減され、また測定中に腕が上下動しないので測定精度も高くなる。
〔第５実施例〕
上述したような立位姿勢をとることが困難な被検者に対しては、座位姿勢で測定を行えると便利である。第５０図は第５実施例の身体組成測定装置６０の外観図である。この身体組成測定装置６０は、背もたれ部６０２の両側部にアームレスト６０３Ｌ、６０３Ｒを備えた椅子状の形態を有している。アームレスト６０３Ｌ、６０３Ｒは第４実施例の身体組成測定装置５０に於けるアームレスト５０３Ｌ、５０３Ｒと類似した構造を有しているが、凹部６０４Ｌ、６０４Ｒは肘から先の前腕部のみを載せる構成となっており、この凹部６０４Ｌ、６０４Ｒの内側に肘付近に接触する測定用電極６０５Ｌ、６０５Ｒと手首付近に接触する測定用電極６０６Ｌ、６０６Ｒとが設けられている。グリップ部６０７Ｌ、６０７Ｒは、第４実施例の身体組成測定装置と同様に第５１図に示す構造となっている。座面６０１の前縁部には被検者が座した状態でちょうど膝の裏面に接触する測定用電極６１４Ｌ、６１４Ｒが設けられている。また、足の載置位置には左右の足位置決め部６０９Ｌ、６０９Ｒが設けられた測定台６０８が配設されている。上記第３、第４実施例の装置と同様に、各足位置決め部６０９Ｌ、６０９Ｒには指側に通電用電極６１０Ｌ、６１０Ｒが、踵側に測定用電極６１１Ｌ、６１１Ｒが設けられている。また、測定台６０８と一体に垂直に延伸する前脚板６１２が形成されており、前脚板６１２の前面には、前方を指向して足首の後部に接触する測定用電極６１３Ｌ、６１３Ｒが設けられている。
第５３図は測定台６０８周辺の正面図である。測定台６０８は床面に接する台座６１５に対してばね６１６で上方に付勢して設けられている。したがって、被検者が足位置決め部６０９Ｌ、６０９Ｒ上に足を載置して座面６０１上に座すると、被検者の足裏から膝までの高さに応じて測定台６０８は適度に沈み込み、足裏に通電用電極６１０Ｌ、６１０Ｒ及び測定用電極６１１Ｌ、６１１Ｒが確実に密着するとともに、膝裏に測定用電極６１４Ｌ、６１４Ｒが密着する。而して、被検者は左右の足を足位置決め部６０９Ｌ、６０９Ｒ上に載せた状態で座面６０１に深く座り、背もたれ部６０２に背中をつけて背筋を伸ばす。アームレスト６０３Ｌ、６０３Ｒは両腕を載せ易い位置に上下動させるとともに前後に適度に伸縮させ、両前腕をアームレスト６０３Ｌ、６０３Ｒの凹部６０４Ｌ、６０４Ｒ上に置いた状態でグリップ部６０７Ｌ、６０７Ｒを握る。このとき、上腕部が体幹部に接触しないように、脇が少し開いた状態となる。このような姿勢をとることによって、両手の親指及び人差し指の指と両足裏の指側とがそれぞれ通電用電極５０８Ｌ、５０８Ｒ、６１０Ｌ、６１０Ｒに接触し、第３２図に於ける電流供給点Ｐ_ｉ１、Ｐ_ｉ２、Ｐ_ｉ３、Ｐ_ｉ４が確保される。また、両手掌土手、両手首付近、両肘、両足裏の踵側、両足首の後側、両膝の裏側がそれぞれ測定用電極５０９Ｌ、５０９Ｒ、６０６Ｌ、６０６Ｒ、６０５Ｌ、６０５Ｒ、６１１Ｌ、６１１Ｒ、６１３Ｌ、６１３Ｒ、６１４Ｌ、６１４Ｒに接触し、第３２図に於ける電圧測定点Ｐ_ｖ１〜Ｐ_ｖ８が確保されるとともに、更に左右足首のインピーダンスＺ_Ｌｈ、Ｚ_Ｒｈ及び左右手首のインピーダンスＺ_Ｌｗ、Ｚ_Ｒｗを測定するための電圧測定点がそれぞれ確保される。即ち、被検者の身体に於いて第４実施例の装置と同様の電圧測定点が設定されることになり、先と同様の手順で測定が行える。この構成によれば、第４実施例と同様の測定が座位姿勢のまま行えるので、被検者に対する身体的負担が一層軽くなる。なお、この形態では椅子はいわゆるリクライニングシート形状としてもよい。
なお、上記実施例はいずれも本発明の単に一例であって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各種の形態の変形や修正を行っても、本発明に含まれることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
第１図　本発明の第１実施例である身体組成測定装置の外観図。
第２図　第１実施例による身体組成測定装置の概略電気構成図。
第３図　第１実施例による身体組成測定装置の詳細電気構成図。
第４図　第１実施例による身体組成測定装置の測定動作のうちの初期的な動作を示す問題分析図。
第５図　第１実施例による身体組成測定装置の測定動作のうちの初期的な動作を示す問題分析図。
第６図　第１実施例による身体組成測定装置の身体組成測定モードの動作フローチャート。
第７図　第１実施例による身体組成測定装置の身体組成測定モードの動作フローチャート。
第８図　第１実施例による身体組成測定装置の身体組成測定モードにおける測定開始前処理の動作を示す問題分析図。
第９図　第１実施例による身体組成測定装置の身体組成測定モードにおける測定部位連続切替処理の動作フローチャート。
第１０図　第１実施例による身体組成測定装置における表示部の初期表示画面の概略図。
第１１図　身体組成測定モードでの表示部の表示画面の概略図。
第１２図　第１１図の表示画面中の各部の詳細図。
第１３図　第１１図の表示画面中の各部の詳細図。
第１４図　第１１図の表示画面中の各部の詳細図。
第１５図　第１１図の表示画面中の各部の詳細図。
第１６図　第１１図の表示画面中の各部の詳細図。
第１７図　第１１図の表示画面中の各部の詳細図。
第１８図　第１１図の表示画面中の各部の詳細図。
第１９図　第１１図の表示画面中の各部の詳細図。
第２０図　第１１図の表示画面中の各部の詳細図。
第２１図　第１１図の表示画面中の各部の詳細図。
第２２図　第１１図の表示画面中の各部の詳細図。
第２３図　データ収集モードでの表示部の表示画面の概略図。
第２４図　第２３図の表示画面中の各部の詳細図。
第２５図　第２３図の表示画面中の各部の詳細図。
第２６図　第２３図の表示画面中の各部の詳細図。
第２７図　第２３図の表示画面中の各部の詳細図。
第２８図　第１実施例の身体組成測定装置における身体組成測定モードでの測定動作の流れを示すフローチャート。
第２９図　第１実施例の身体組成測定装置における他の身体組成測定モードでの測定動作の流れを示すフローチャート。
第３０図　第１実施例の身体組成測定装置における身体組成測定モードでの電極装着位置を示す模式図。
第３１図　第１実施例の身体組成測定装置を用いた身体組成測定での推奨測定姿勢を示す斜視図。
第３２図　本発明に係る身体組成測定方法に対応する人体のインピーダンスのモデル図。
第３３図　本発明に係る身体組成測定方法に於いて、ＭＲＩによる断層画像の取得の状態を示す模式図（ａ）、及び切り分けた各部分毎の組織量の分布図の一例（ｂ）。
第３４図　本発明に係る身体組成測定方法に於いて、身体を分割した各セグメントの組成モデル図（ａ）及び各組織のインピーダンスの等価回路モデル図（ｂ）。
第３５図　第１実施例の変形例である身体組成測定装置の概略電気的構成図。
第３６図　第１実施例による身体組成測定装置における電極構造の変形例を示す外観図。
第３７図　本発明に係る他の身体組成測定方法に対応する人体のインピーダンスのモデル図。
第３８図　本発明の第２実施例の身体組成測定装置に於ける電極パッドを身体に装着した状態図。
第３９図　第２実施例の身体組成測定装置に於ける電極パッドの外観図。
第４０図　第２実施例の変形例である電極パッドを身体に装着した状態図。
第４１図　第２実施例の変形例である電極パッドを身体に装着した状態を示す図。
第４２図　本発明の第３実施例による身体組成測定装置の使用状態図。
第４３図　第３実施例の身体組成測定装置に於ける下肢測定ユニットの外観斜視図。
第４４図　第４３図の下肢測定ユニットでの測定状態の拡大図。
第４５図　第３実施例の身体組成測定装置に於ける上肢測定ユニットの外観斜視図。
第４６図　第３実施例の身体組成測定装置の電気構成図。
第４７図　第３実施例の身体組成測定装置に於ける測定動作の流れを示すフローチャート。
第４８図　第３実施例の身体組成測定装置に於ける下肢測定ユニットの変形例を示す外観斜視図。
第４９図　本発明の第４実施例による身体組成測定装置の外観図。
第５０図　本発明の第５実施例による身体組成測定装置の外観図。
第５１図　第４及び第５実施例の身体組成測定装置に於けるグリップ部の拡大図。
第５２図　第４実施例の身体組成測定装置の使用状態図。
第５３図　第５実施例の身体組成測定装置に於ける測定台付近の正面図。

Claims (71)

1. 被検者の身体のインピーダンスを測定し、その測定値に基づいて又はその測定値と身体特定化情報とに基づいて当該被検者の身体組成や健康状態に関連した情報を推定する身体組成測定方法であって、
   人間の全身を、少なくとも脂肪組織、筋肉組織及び骨組織に対応するそれぞれのインピーダンスを並列に接続したモデルでその身体部位のインピーダンスが近似でき、且つ各組織の構成比率及び該構成組織全体と個々の組織との電気的特性が一定であると看做し得るような身体部位毎に分割して、複数の身体部位で全身を構成するべくモデル化し、
   前記複数の身体部位のうちの或る身体部位である測定対象身体部位の両端部よりもそれぞれ外側にある身体表面に接触させた２個の通電用電極間に交流電流を流すことによって少なくとも前記測定対象身体部位に交流電流を縦貫させ、
   その電流によって該測定対象身体部位の両端部間に発生する電位差を、その両端部近傍の身体表面にそれぞれ接触させた、又は該端部から前記電流の通過経路とは別に引き出され該端部から離れた位置である身体表面にそれぞれ接触させた２個の測定用電極により測定し、
   その電位差の測定値と電流値とから前記測定対象身体部位に対応するインピーダンスを取得し、そのインピーダンス値に基づいて又はその値と身体特定化情報とに基づいて、その測定対象身体部位に対応する又はその被検者の身体全体の身体組成や健康状態に関連した情報を推定することを特徴とする身体組成測定方法。
2. 前記身体部位は、前記構成組織の断面積比率が略一定で所定長の円柱状モデルとして近似し得るような身体部位であることを特徴とする請求項１に記載の身体組成測定方法。
3. 前記身体部位は左右それぞれの腕部及び脚部と体幹部とであることを特徴とする請求項２に記載の身体組成測定方法。
4. 前記身体部位は左右それぞれの前腕部、上腕部、下腿部及び大腿部と体幹部とであることを特徴とする請求項２に記載の身体組成測定方法。
5. 更に前記身体部位として左右それぞれの手首部及び足首部を加えることを特徴とする請求項３又は４に記載の身体組成測定方法。
6. 前記身体部位は左右少なくともいずれかの前腕部の手首部近辺、又は下腿部の足首部近辺を含むことを特徴とする請求項２に記載の身体組成測定方法。
7. 前記体幹部にあっては、体幹の中心部、左右腕部の上端と該体幹中心部上端とをそれぞれ接続する左右の肩部、左右脚部の上端と前記体幹中心部下端とをそれぞれ接続する左右の鼠径部の５個のインピーダンス構成要素を有するとしてモデル化し、複数の前記身体部位のうちの少なくとも１つの身体部位に対応するインピーダンスに基づいて左右の肩部又は左右の鼠径部に対応するインピーダンスを推定することを特徴とする請求項３〜６のいずれかに記載の身体組成測定方法。
8. 複数の前記身体部位のうちの、体幹部と少なくともそれ以外の１つの身体部位に対応するインピーダンス値に基づいて、被検者の身体組成や健康状態に関連した情報を推定することを特徴とする請求項３〜７のいずれかに記載の身体組成測定方法。
9. 前記被検者の各身体部位毎のインピーダンスの測定値に基づいて又は該測定値と身体特定化情報とに基づいて身体組成や健康状態に関連した情報を推定するために、複数の事前被検者の全身及び／又は各身体部位毎のインピーダンス測定結果と、断層画像が得られる装置を用いて計測・収集された該事前被検者の全身及び／又は各身体部位毎の身体組成基準情報とに基づいて、又は更に該事前被検者の身体特定化情報を加えて作成される推定式を利用することを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の身体組成測定方法。
10. 身体を構成する前記複数の測定対象身体部位全ての身体部位に対応するインピーダンスの少なくとも有効である測定値から又はその測定値に身体特定化情報を加味して身体組成情報を得ることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の身体組成測定方法。
11. 被検者の身体のインピーダンスを測定する測定手段と、その測定値に基づいて又はその測定値と身体特定化情報とに基づいて当該被検者の身体組成や健康状態に関連した情報を推定する推定手段と、を具備する身体組成測定装置において、
    人間の全身を、少なくとも脂肪組織、筋肉組織及び骨組織に対応するそれぞれのインピーダンスを並列に接続したモデルでその身体部位のインピーダンスが近似でき、且つ前記各組織の構成比率及び該構成組織全体と個々の組織との電気的特性が一定であると看做し得るような身体部位毎に分割して、複数の身体部位で全身を構成するべくモデル化し、前記測定手段は、
    ａ）所定周波数の交流電流を発生する電流発生手段と、
    ｂ）前記複数の身体部位のうちの或る身体部位である測定対象身体部位の該身体部位の両端部よりもそれぞれ外側にある身体表面に接触させて、少なくとも前記測定対象身体部位に交流電流を縦貫させるための少なくとも２個の通電用電極と、
    ｃ）前記測定対象身体部位の両端部近傍の身体表面にそれぞれ接触させた、又は該端部から前記電流の通過経路とは別に引き出され該端部から離れた位置である身体表面にそれぞれ接触させた２個の測定用電極を含み、前記通電用電極から流される交流電流によって前記測定対象身体部位の両端部間に発生する電位差を測定する電圧計測手段と、
    ｄ）その電位差の測定値と前記交流電流の電流値とから前記測定対象身体部位に対応するインピーダンスを計算する演算手段と、
    を備え、前記推定手段は、前記演算手段によるインピーダンス値に基づいて又はその値と身体特定化情報とに基づいて、その測定対象身体部位に対応する又はその被検者の身体全体の身体組成や健康状態に関連した情報を推定することを特徴とする身体組成測定装置。
12. 前記測定用電極の接触個所は、左右の手首付近及び左右の足首付近の計４個所を含むことを特徴とする請求項１１に記載の身体組成測定装置。
13. 前記測定用電極の接触個所として、左右の肘付近及び左右の膝付近の４個所のうちの少なくとも１個所を加えることを特徴とする請求項１２に記載の身体組成測定装置。
14. 前記測定用電極の接触個所として、左右の手掌部又は手の甲部、及び、左右の足の裏部又は甲部の４個所のうちの少なくとも１個所を加えることを特徴とする請求項１３に記載の身体組成測定装置。
15. 前記測定用電極の接触個所として、左右の腕部付け根付近、及び左右の脚の付け根付近の４個所のうちの少なくとも１個所を加えることを特徴とする請求項１３又は１４に記載の身体組成測定装置。
16. 前記測定用電極の接触個所として、前腕部の手首部近辺、又は下腿部の足首部近辺を含むことを特徴とする請求項１１に記載の身体組成測定装置。
17. 前記通電用電極の接触個所は、左右の手首から手の指先まで、左右の足首から足の指先までの４個所とすることを特徴とする請求項１２〜１６のいずれかに記載の身体組成測定装置。
18. 前記通電用電極の接触個所は手の指又は足の指を含むものとし、該通電用電極は挟着又は巻着することにより指に固定するものであることを特徴とする請求項１７に記載の身体組成測定装置。
19. 身体を、少なくとも左右腕部、左右脚部及び体幹部の５個のセグメントに細分化し、腕部及び脚部はそれぞれセグメント単位で１個のインピーダンス構成要素を有するとしてモデル化するとともに、体幹部にあっては、体幹の中心部、左右腕部の上端と該体幹中心部上端とをそれぞれ接続する左右の肩部、左右脚部の上端と前記体幹中心部下端とをそれぞれ接続する左右の鼠径部の５個のインピーダンス構成要素を有するとしてモデル化し、前記演算手段は、被検者の複数の前記身体部位のうちの少なくとも１つの身体部位に対応するインピーダンスに基づいて左右の肩部又は左右の鼠径部に対応するインピーダンスを推定することを特徴とする請求項１１〜１８のいずれかに記載の身体組成測定装置。
20. 前記通電用電極及び測定用電極をそれぞれ４個ずつとし、該４個の通電用電極のうちの２個の通電用電極間に選択的に前記交流電流を流す通電用電極選択手段を備えるとともに、前記電圧計測手段は、前記４個の測定用電極のうちの２個の測定用電極を選択してその電極間の電位差を測定し、左右の手首付近及び左右の足首付近の計４個所、或いは左右の肘付近及び左右の膝付近の計４個所に該測定用電極をそれぞれ１個ずつ接触させるとともに、左右の手首から手の指先まで、左右の足首から足の指先までの位置に前記通電用電極をそれぞれ１個ずつ接触させることを特徴とする請求項１７又は１８に記載の身体組成測定装置。
21. 左右の手首付近及び左右の足首付近の計４個所と、左右の肘付近及び左右の膝付近の計４個所との間で前記４個の測定用電極の接触位置の変更を行い、それぞれの接触位置において所定の身体部位のインピーダンスを測定するようにしたことを特徴とする請求項２０に記載の身体組成測定装置。
22. 前記測定用電極を接触させる位置を前記接触個所において変更しながら、所望の身体部位のインピーダンスを順次測定することを特徴とする請求項１１〜２０のいずれかに記載の身体組成測定装置。
23. 被検者の身体における電極の接触位置を、画像情報、文字情報又は音声情報の少なくともいずれか１つにより指示する作業誘導手段を備えたことを特徴とする請求項２１又は２２に記載の身体組成測定装置。
24. 前記作業誘導手段は、身体を模した身体模擬図形の上に前記測定用電極を装着すべき位置を示すマーカを重畳して描出する画像表示手段と、該測定用電極を所定位置に装着した状態での測定が終了したあと、次に該測定用電極を装着すべき位置に前記マーカの表示を変更するべく前記画像表示手段を制御する表示制御手段と、を含むことを特徴とする請求項２３に記載の身体組成測定装置。
25. 前記表示制御手段は、前記身体模擬図形にあって、測定中の身体部位を他の身体部位と識別可能な表示とするべく前記画像表示手段を制御することを特徴とする請求項２４に記載の身体組成測定装置。
26. 前記推定手段は、前記被検者の各身体部位毎のインピーダンスの測定値に基づいて又は該測定値と身体特定化情報とに基づいて身体組成や健康状態に関連した情報を推定するために、複数の事前被検者の全身及び／又は各身体部位毎のインピーダンス測定結果と、断層画像が得られる装置を用いて計測・収集された該事前被検者の全身及び／又は各身体部位毎の身体組成基準情報とに基づいて、又は更に該事前被検者の身体特定化情報を加えて作成される推定式を利用することを特徴とする請求項１１〜２５のいずれかに記載の身体組成測定装置。
27. 前記身体特定化情報として身長を含み、前記推定手段は、被検者の少なくとも身長を含む情報から四肢長又は更に細分化された身体部位長を推定し、該推定値を参照して四肢又は更に細分化された身体部位毎の身体組成情報を求めるとともに、これを視覚的に表示することを特徴とする請求項１１〜２６のいずれかに記載の身体組成測定装置。
28. 被検者の少なくとも身長を含む情報から求められた四肢長又は更に細分化された身体部位長の前記推定値を外部から変更可能としたことを特徴とする請求項２７に記載の身体組成測定装置。
29. 前記身体特定化情報は身長及び体重を含み、これらから算出された外的な体型を示す情報と、前記インピーダンスの測定値から推算された身体組成情報に基づく内的な体型を示す情報とを合わせて表示する画像表示手段を備えることを特徴とする請求項１１〜２８のいずれかに記載の身体組成測定装置。
30. 前記インピーダンスの測定値から推算された身体組成情報に基づく身体組成成分比率表示を円グラフを用いて行うとともに、複数の異なる成分比率表示を同一円グラフ内で径方向に区分した各範囲内で同心円的に描画する画像表示手段を備えることを特徴とする請求項１１〜２９のいずれかに記載の身体組成測定装置。
31. 前記身体特定化情報を入力設定するための設定表示部と、測定結果を表示する結果表示部とを同一の画面内に配置したことを特徴とする請求項１１〜３０のいずれかに記載の身体組成測定装置。
32. 前記身体組成や健康状態に関連した情報として、四肢の筋肉量及び／又は骨量に関し、左右半身及び計測セグメント毎のバランス又は上下半身及び計測セグメント毎のバランスを含むことを特徴とする請求項１１〜３１のいずれかに記載の身体組成測定装置。
33. 当該身体組成測定装置により算出される前記身体組成や健康状態に関連した情報は、日常生活動作の能力を測るＡＤＬ指標値を含むことを特徴とする請求項１１〜３２のいずれかに記載の身体組成測定装置。
34. 当該身体組成測定装置により算出される前記身体組成や健康状態に関連した情報は、被検者の骨密度を含むことを特徴とする請求項１１〜３２のいずれかに記載の身体組成測定装置。
35. 被検者の手首近傍及び／又は足首近傍のインピーダンスに基づいて前記骨密度を推算することを特徴とする請求項３４に記載の身体組成測定装置。
36. 前記骨密度を推算する際に、腕部及び／又は脚部のインピーダンス、及び／又は、そのサイズに関する情報を用いて補正処理を行うことを特徴とする請求項３５に記載の身体組成測定装置。
37. 当該身体組成測定装置により算出される前記身体組成や健康状態に関連した情報は、被検者の基礎代謝量又はエネルギ代謝量を含むことを特徴とする請求項１１〜３２のいずれかに記載の身体組成測定装置。
38. 主として、脚部、或いは大腿部及び下腿部の筋肉量に基づいて基礎代謝量又はエネルギ代謝量を推算することを特徴とする請求項３８に記載の身体組成測定装置。
39. 全身又は一部の身体部位の脂肪量も考慮して基礎代謝量又はエネルギ代謝量を推算することを特徴とする請求項３８に記載の身体組成測定装置。
40. 前記演算手段及び推定手段は、汎用のパーソナルコンピュータで所定の制御プログラムを実行することにより具現化するとともに、前記電流発生手段、及び前記測定用電極を除く電圧計測手段は、前記パーソナルコンピュータと相互に通信自在の同一の筐体を有する本体部内に配設されたことを特徴とする請求項１１〜４０のいずれかに記載の身体組成測定装置。
41. 前記通電用電極及び測定用電極は、ケーブルを介して前記本体部に接続されて成ることを特徴とする請求項４０に記載の身体組成測定装置。
42. 測定時に使用者からの入力を必要とする各種の選択動作や指示動作を受け付けるために、パーソナルコンピュータのキーボード上のキー操作と表示画面上のボタンのクリック操作とを対応付け、該キー操作又はクリック操作のいずれでも同一の選択動作や指示動作を行えるようにしたことを特徴とする請求項１１〜４１のいずれかに記載の身体組成測定装置。
43. 前記複数の身体部位のうちの少なくとも２つの身体部位のインピーダンスを測定し、該２つの身体部位のインピーダンスの測定値、又はその測定値に基づいて若しくはその測定値と身体特定化情報に基づいて推定された前記各身体部位の身体組成情報の差異又は比を用いて、当該被検者の全身又は一部身体の身体組成や健康状態に関連した情報の推定精度を高めることを特徴とする請求項１１〜４２のいずれかに記載の身体組成測定装置。
44. 前記２つの身体部位は身体内にあって連続した部位であることを特徴とする請求項４３に記載の身体組成測定装置。
45. 少なくとも筋肉組織及び骨組織の構成比率の推定精度を高めることを特徴とする請求項４３又は４４に記載の身体組成測定装置。
46. ａ）被検者の身体の略全身又は一部のインピーダンスを測定する測定手段と、
    ｂ）そのインピーダンスの測定値に基づいて又はその測定値と身体特定化情報とに基づいて、当該被検者の日常生活動作の能力を測るＡＤＬ指標値を推定する推定手段と、
    を備えることを特徴とする身体組成測定装置。
47. 前記推定手段は、インピーダンスの測定値に基づいて又はその測定値と身体特定化情報とに基づいて、日常生活動作に重要である身体の所定部位の筋肉が発揮し得る力を推定し、該力又は該力から算出される数値を前記ＡＤＬ指標値とすることを特徴とする請求項４６に記載の身体組成測定装置。
48. 前記推定手段は、インピーダンスの測定値に基づいて又はその測定値と身体特定化情報とに基づいて、日常生活動作に重要である身体の所定部位の筋肉の筋肉量を推定し、該筋肉量から該筋肉が発揮し得る力を推定することを特徴とする請求項４８に記載の身体組成測定装置。
49. 身体の前記所定部位の筋肉は大腿又は下腿に含まれる筋肉であって、前記測定手段は、少なくとも被検者の下半身の一部のインピーダンスを測定し、前記推定手段はこのインピーダンスの測定値又はその測定値と身体特定化情報とに基づいて、前記大腿又は下腿に含まれる筋肉の筋肉量又は筋力を推定することを特徴とする請求項４７又は４８に記載の身体組成測定装置。
50. 身体の前記所定部位の筋肉は少なくとも大腿四頭筋を含むことを特徴とする請求項４９に記載の身体組成測定装置。
51. 左右の大腿四頭筋の筋肉量をそれぞれ推定し、その量及び左右のバランスに基づいた生活改善アドバイスを行うことを特徴とする請求項５０に記載の身体組成測定装置。
52. ａ）少なくとも脂肪組織、筋肉組織及び骨組織に対応するそれぞれのインピーダンスを並列に接続したモデルでその身体部位のインピーダンスが近似でき、且つ前記各組織の構成比率及び該構成組織全体と個々の組織との電気的特性が一定であると看做し得るような身体部位毎に人間の全身を分割して構成したモデルに基づいて、１個又は直列接続された複数の前記身体部位から成る測定対象部位のインピーダンスを測定するように被検者の身体に接触された複数の通電用電極及び複数の測定用電極と、
    ｂ）前記通電用電極を介して少なくとも前記測定対象部位を縦貫する所定周波数の交流電流を流す電流供給手段と、
    ｃ）該交流電流によって前記測定対象部位の両端に生じる電圧を前記測定用電極を用いて測定する電圧計測手段と、
    ｄ）該電圧測定値と前記交流電流の電流値とから前記測定対象部位に対応するインピーダンスを計算するとともに、複数の事前被検者の全身及び／又は各身体部位毎のインピーダンス測定結果と、断層画像が得られる装置を用いて計測・収集された該事前被検者の全身及び／又は各身体部位毎の身体組成基準情報とに基づいて、又は更に該事前被検者の身体特定化情報を加えて作成される推定式を利用し、前記インピーダンスの値又はその値と身体特定化情報とから、測定対象部位に対応する又はその被検者の身体全体の身体組成や健康状態に関連した情報を推定する演算処理手段と、
    を備えることを特徴とする身体組成測定装置。
53. 前記複数の測定用電極は、左右の手首付近、左右の足首付近、左右の肘付近、左右の膝付近、左右の手掌部又は甲部付近、及び、左右の足の裏部又は甲部付近のうちの少なくとも２個所にそれぞれ接触する電極を含むことを特徴とする請求項５２に記載の身体組成測定装置。
54. 前記複数の測定用電極は、左右の手首付近及び左右の足首付近の計４個所にそれぞれ接触する４個の電極を少なくとも含むことを特徴とする請求項５３に記載の身体組成測定装置。
55. 前記測定用電極の接触個所として、左右の肘付近及び左右の膝付近の４個所のうちの少なくとも１個所を加えることを特徴とする請求項５４に記載の身体組成測定装置。
56. 前記測定用電極の接触個所として、左右の手掌部又は手の甲部、及び、左右の足の裏部又は甲部の４個所のうちの少なくとも１個所を加えることを特徴とする請求項５４又は５５に記載の身体組成測定装置。
57. 前記測定用電極の接触個所として、前記手首と肘との間、又は足首と膝との間の少なくとも１個所を加えることを特徴とする請求項５４に記載の身体組成測定装置。
58. 前記複数の通電用電極は、左右の手首から手の指先まで、左右の足首から足の指先までの４個所にそれぞれ接触する４個の電極を少なくとも含むことを特徴とする請求項５２〜５７のいずれかに記載の身体組成測定装置。
59. 前記手首付近と、前記手首と肘との間の１個所とにそれぞれ接触させる２個の測定用電極を所定間隔離間させて同一のシート状部材の一面に形成し、該シート状部材を被検者の皮膚表面に貼着して測定を行うことを特徴とする請求項５３〜５７のいずれかに記載の身体組成測定装置。
60. 前記シート状部材の一面に通電用電極も形成することを特徴とする請求項５９に記載の身体組成測定装置。
61. 前記通電用電極及び測定用電極は皮膚に着脱自在な形態とし、該電極と前記電流供給手段及び電圧計測手段とをケーブルで接続することを特徴とする請求項５２〜５８のいずれかに記載の身体組成測定装置。
62. 被検者が足を載せる測定台部と、該被検者が両手で掴む把持部とを備え、前記測定台部の上面に、足裏の指側に接触する通電用電極と足裏の踵側に接触する測定用電極とを設けるとともに、前記把持部に、手首付近に接触する測定用電極と手首よりも先の所定個所に接触する通電用電極とを設けることを特徴とする請求項５２〜５４のいずれかに記載の身体組成測定装置。
63. 被検者が足を載せる測定台部と、該測定台部上に立位姿勢で載った被検者が両腕をほぼ前方に伸ばした状態で両腕をそれぞれ支持する一対のアームレストとを備え、前記測定台部の上面に、足裏の指側に接触する通電用電極と足裏の踵側に接触する測定用電極とを設けるとともに、前記アームレストの上面に、手首付近に接触する測定用電極と手首よりも先の所定個所に接触する通電用電極とを設けることを特徴とする請求項５２〜５４のいずれかに記載の身体組成測定装置。
64. 被検者が足を載せる測定台部と、被検者が該測定台部上に足を載せた状態で座ることができる椅子部と、該椅子部にあって被検者が少なくとも前腕部を載せるためのアームレストとを備え、前記測定台部の上面に、足裏の指側に接触する通電用電極と足裏の踵側に接触する測定用電極とを設けるとともに、前記アームレストの上面に、手首付近に接触する測定用電極と手首よりも先の所定個所に接触する通電用電極とを設けることを特徴とする請求項５２〜５４のいずれかに記載の身体組成測定装置。
65. 前記アームレストの上面に手で握る一対のグリップ部を設け、該グリップ部に前記通電用電極を設けることを特徴とする請求項６３又は６４に記載の身体組成測定装置。
66. 前記グリップ部は略円柱形状を有し、上部に前記通電用電極を備えるともに、該通電用電極と所定の間隙を保って下部に測定用電極を有することを特徴とする請求項６５に記載の身体組成測定装置。
67. 前記アームレストの上面に、肘付近に接触する測定用電極を更に設けることを特徴とする請求項６３〜６６のいずれかに記載の身体組成測定装置。
68. 被検者の足首に接触する測定用電極を有する足首測定部を備えることを特徴とする請求項６３〜６７のいずれかに記載の身体組成測定装置。
69. 被検者の膝の内側又は裏側に接触する測定用電極を有する膝測定部を更に備えることを特徴とする請求項６３〜６８のいずれかに記載の身体組成測定装置。
70. 前記椅子部の座の前面角部近傍に、被検者の膝裏側に接触する測定用電極を設けることを特徴とする請求項６４に記載の身体組成測定装置。
71. 前記測定台上に載った被検者の体重を計測する体重計測手段と、立位姿勢をとった被検者の身長を計測する身長計測手段とを備え、計測された体重及び身長を前記身体特定化情報として利用することを特徴とする請求項６３に記載の身体組成測定装置。

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