JPWO2014027379A1 - 体内水分計 - Google Patents

Abstract

体内水分計において、測定精度を維持しつつ、防水性・防汚性を向上させることを目的とする。本発明に係る体内水分計（１００）は、直線状に形成された本体部（１１０）と、本体部（１１０）の一端から湾曲して延設された挿入部（１２０）と、挿入部（１２０）の先端面に固定され、被検者の体表面に接触させることで、生体内の水分に関するデータを測定するセンサ部（１２１）と、本体部（１１０）の外周面を覆い、本体部（１１０）をスライド可能に支持する把持部（１３０）とを備えることを特徴とする。

Description

本発明は、被検者の生体内の水分量を測定する体内水分計に関するものである。

被検者の生体内の水分量を測定することは重要である。生体における脱水症状は、生体内の水分が減少する病態であり、発汗や体温上昇により多くの水分が体内から体外に排出される運動時や気温の高い時に多く発現する。特に、高齢者の場合、生体の水分保持能力自体が低下しているため、一般健常者と比較して脱水症状を起こし易い。

通常、生体内の水分が体重の３％以上失われた時点で体温調整の障害が起こると言われている。体温調整の障害が起こり体温が上昇すると、生体内の更なる水分の減少を引き起こすため悪循環に陥り、遂には熱中症と称される病態に至ることとなる。熱中症には、熱痙攣、熱疲労、熱射病等の病態があり、時には全身の臓器障害が起こることもある。このようなことから、熱中症に至る危険を未然に回避すべく、生体内の水分量を的確に把握しておくことは重要である。

かかる背景のもと、本願出願人は、生体内の水分量を的確に把握するのに適した部位として、被検者の腋窩に着目しており、当該腋窩に、電極を配したセンサ部をあてがい、当該電極間の静電容量を測定することで、被検者の生体内の水分量を算出する体内水分計の開発に取り組んでいる。

図８の８ａは、本願出願人が提案している体内水分計８００の一例を示す図である。図８の８ａに示すように、体内水分計８００は本体部８１０と挿入部８２０とを備え、測定者によって把持される本体部８１０は、全体として直線状に形成されている。本体部８１０の筐体表面には、表示部８１２が配されており、測定結果８３１等が表示される。

一方、腋窩に挿入される挿入部８２０は、本体部８１０の一端から延設されており、本体部８１０に対して、全体として、下向きに緩やかに湾曲している。挿入部８２０の先端面８２２には、センサ部８２１がスライド可能に支持されている。

センサ部８２１は、先端面８２２に略平行な面を有するセンサヘッド８２３を有しており、センサヘッド８２３の皮膚への密着を保証するうえでの押圧力を確保するため、矢印８４１ｂの方向へ付勢されている。そして、センサヘッド８２３が被検者の腋窩の皮膚に押し当てられると、センサ部８２１が矢印８４１ａの方向に所定量スライドし、これにより測定が開始されることとなる。

特許第４４１７８４１号公報

しかしながら、上記のような構成を有する体内水分計８００の場合、先端面８２２には、センサ部８２１を矢印８４１ａ方向にスライドさせるための開口部が設けられている。図８の８ｂは、センサ部８２１を含む、挿入部８２０の先端領域８５０の断面構成を示す図である。

図８の８ｂに示すように、開口部８５１は、その開口面が、センサ部８２１のセンサヘッド８２３よりも大きく、センサ部８２１の側面と開口部８５１の内壁面との間には、隙間８５２が確保されている。これにより、センサ部８２１を矢印８４１ａ方向に滑らかにスライドさせることが可能となっている。

一方で、センサ部８２１の側面と開口部８５１の内壁面との間に隙間８５２を設けると、当該隙間８５２を介して体内水分計８００の内部に液体（例えば、センサ部８２１の汚れを拭きとるためのアルコール等）が浸入することとなり、体内水分計８００の故障の原因となることが考えられる。

また、当該隙間８５２を介して体内水分計８００の内部に埃や測定時に付着した皮膚片などの汚れが溜まり、体内水分計８００の故障や患者どうしの感染の原因となることが考えられる。

このようなことから、体内水分計においては、被検者の生体内の水分量を精度よく測定するために、センサヘッド８２３の皮膚への密着を保証する押圧力を確保するための構成を採りつつも、防水性・防汚性に優れた構造を有していることが望ましい。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、体内水分計において、測定精度を維持しつつ、防水性・防汚性を向上させることを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明に係る体内水分計は以下のような構成を備える。即ち、
体内水分計であって、
直線状に形成された本体部と、
前記本体部の一端から湾曲して延設された挿入部と、
前記挿入部の先端面に固定され、被検者の体表面に接触させることで、生体内の水分に関するデータを測定するセンサ部と、
前記本体部の外周面を覆い、前記本体部をスライド可能に支持する把持部とを備える。

本発明によれば、体内水分計において、測定精度を維持しつつ、防水性・防汚性を向上させることが可能となる。

本発明のその他の特徴及び利点は、添付図面を参照とした以下の説明により明らかになるであろう。なお、添付図面においては、同じ若しくは同様の構成には、同じ参照番号を付す。

添付図面は明細書に含まれ、その一部を構成し、本発明の実施の形態を示し、その記述と共に本発明の原理を説明するために用いられる。
図１は、本発明の第１の実施形態にかかる体内水分計の外観構成及び把持部の内部構成を示す図である。 図２は、体内水分計の機能構成を示す図である。 図３は、体内水分計の測定回路の構成例を示す図である。 図４は、体内水分計の動作を説明するための図である。 図５は、測定情報のデータ構成を示す図である。 図６は、本発明の第２の実施形態にかかる体内水分計の外観構成及び体内水分計の外観構成及び把持部の内部構成を示す図である。 図７は、本発明の第３の実施形態にかかる体内水分計の外観構成及び体内水分計の外観構成及び把持部の内部構成を示す図である。 図８は、体内水分計の外観構成及び体内水分計の先端領域の構成を示す図である。

以下、本発明の各実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。

［第１の実施形態］
＜１．体内水分計の外観構成＞
図１は、本発明の第１の実施形態に係る体内水分計１００の外観構成及び把持部の内部構成を示す図である。体内水分計１００は、被検者の体表面である腋窩の皮膚にセンサ部を接触させ、センサ部において供給した電気信号に応じた物理量を検出することで被検者の体内の水分量を検出する。本実施形態に係る体内水分計１００では、当該物理量（生体内の水分に関するデータ）として被検者の静電容量を測定することにより、腋窩の皮膚の湿り具合を検出し、生体内の水分量を算出する。

図１の１ａに示すように、体内水分計１００は本体部１１０と、本体部１１０の一端から湾曲して延設された挿入部１２０と、本体部１１０の尾部側を覆う、中空かつ有底の筒形状の把持部１３０とを備える。本体部１１０は、上面１１４、下面１１５、側面１１６、１１７がそれぞれ長軸方向（不図示）に略平行に形成されており、全体として、直線状に形成されている。また、本体部１１０の筐体表面には、各種ユーザインターフェースが配置され、筐体内部には体内の水分量を算出するための電子回路が収納されている。

図１の１ａの例では、ユーザインターフェースとして、電源スイッチ１１１及び表示部１１２が示されている。電源スイッチ１１１は、本体部１１０の上面１１４の凹部に配されている。このように凹部に電源スイッチ１１１を配する構成とすることで、電源スイッチ１１１の誤操作を防ぐことができる。なお、電源スイッチ１１１がオンされると後述の電源部２１１（図２）から体内水分計１００の各部への電源供給が開始され、体内水分計１００は動作状態となる。

表示部１１２は、本体部１１０の側面１１７上において、長軸方向のやや前方側に配されている。これは、体内水分計１００を用いて被検者の体内の水分量を測定するにあたり、測定者が把持部１３０を把持した場合であっても、測定者の把持した手で表示部１１２が完全に覆われることがないようにするためである（把持した状態でも測定結果が視認できるようにするためである）。

表示部１１２には、今回の水分量の測定結果１３１が表示される。また、参考として前回の測定結果１３２もあわせて表示される。さらに、電池表示部１３３には、電池（図２の電源部２１１）の残量が表示される。また、無効な測定結果が得られた場合や測定エラーが検出された場合には、表示部１１２に“Ｅ”が表示され、その旨が測定者に報知される。なお、表示部１１２に表示される文字等は、本体部１１０の上面１１４側を上とし、下面１１５側を下として、表示されるものとする。

体内水分計１００の挿入部１２０は、上面１２４及び下面１２５が曲面形状を有しており、本体部１１０に対して、全体として、下向きに緩やかに湾曲している。

挿入部１２０の先端面１２２には、センサ部１２１が固定されている。センサ部１２１は、先端面１２２に略平行な面を有するセンサヘッド１２３を有している。このように、センサ部１２１を挿入部１２０の先端面１２２に固定する構成とすることで、センサ部１２１と挿入部１２０との間の隙間を介して、体内水分計１００の内部に液体（例えば、センサ部１２１の汚れを拭きとるためのアルコール等）が浸入することがなくなり、体内水分計１００の防水性・防汚性を向上させることが可能となる。

体内水分計１００の把持部１３０は、本体部１１０の尾部から、表示部１１２にかけて本体部１１０の外周面（後端面１１３、上面１１４、下面１１５、側面１１６・１１７）を覆っている。把持部１３０は、センサヘッド１２３の皮膚への密着を保証する上での押圧力を確保するため、ばね等の弾性部材により、矢印１４１ｂ方向に本体部１１０の後端面１１３を付勢している（たとえば１５０ｋｇｆ程度の付勢力）。そして、センサヘッド１２３が被検者の腋窩の皮膚に押し当てられると、本体部１１０全体が、矢印１４１ａ方向に所定量（たとえば、１ｍｍ〜１０ｍｍ、本実施形態では３ｍｍ）スライドし、これにより測定が開始されることとなる（以下、矢印１４１ａの方向をスライド方向と称す）。

図１の１ｂは、把持部１３０の内部構成を示す図である。図１の１ｂに示すように、本体部１１０の後端面１１３と、把持部１３０の内側底面との間には支持部材１７１が配され、本体部１１０をスライド可能に支持している。また、ばね等の弾性部材１７２が配されておリ、本体部１１０を矢印１４１ｂ方向に付勢している（紙面左側参照）。そして、センサヘッド１２３が被検者の腋窩の皮膚に押し当てられることで、弾性部材１７２が縮み、本体部１１０全体が、矢印１４１ａ方向にスライドする（紙面右側参照）。

このように、本体部１１０をスライドさせるための機構（スライド機構）を、（挿入部１２０ではなく）本体部１１０の筺体の外側に設けることで、スライド機構を介して体内水分計１００内部への液体の浸入を防ぐことが可能となる。この結果、センサヘッド１２３の密着を保証する押圧力を確保するための構成を採りつつ、体内水分計１００の防水性・防汚性を向上させることが可能となる。

かかる構成のもと、測定者が電源スイッチ１１１をオンして体内水分計１００を動作状態とした後、センサヘッド１２３が被検者の腋窩に押し当てられたことが検知されると、体内水分量の測定が開始される。あるいは、測定者が電源スイッチ１１１をオンして体内水分計１００を動作状態とした後、センサヘッド１２３が被検者の腋窩に所定負荷（例えば２０ｇｆ〜２００ｇｆ、さらに好ましくは１００ｇｆ〜１９０ｇｆ、本実施形態では１５０ｇｆ）で押し当てられたことが検知されると（図１の１ｂの紙面右側の状態が所定時間以上継続したことが検知されると）、体内水分量の測定が開始される。このような仕組みにより、測定時におけるセンサヘッド１２３の腋窩への密着の程度を一定にすることができるため、被検者の生体内の水分量を精度よく測定することが可能となる。

＜２．体内水分計の機能構成＞
次に、体内水分計１００の機能構成について説明する。図２は、体内水分計１００の機能構成を示す図である。図２において、制御部２０１は、ＣＰＵ２０２、メモリ２０３を有し、ＣＰＵ２０２はメモリ２０３に格納されているプログラムを実行することにより、体内水分計１００における種々の制御を実行する。

例えば、ＣＰＵ２０２は、図４のフローチャートにより後述する表示部１１２の表示制御、ブザー２２２やＬＥＤランプ２２３の駆動制御、体内水分量の測定（本実施形態では静電容量測定）などを実行する。メモリ２０３は、不揮発性メモリと揮発性メモリとを含み、不揮発性メモリはプログラムメモリとして、揮発性メモリはＣＰＵ２０２の作業メモリとして利用される。

電源部２１１は、交換が可能なバッテリー、或いは充電が可能なバッテリーを有しており、体内水分計１００の各部へ電源を供給する。電圧レギュレータ２１２は、制御部２０１等へ一定電圧（例えば、２．３Ｖ）を供給する。電池残量検出部２１３は、電源部２１１から供給される電圧値に基づいて、電池の残量を検出し、その検出結果を制御部２０１に通知する。制御部２０１は、電池残量検出部２１３からの電池残量検出信号に基づいて、電池表示部１３３の表示を制御する。

電源スイッチ１１１が押下されると、各部への電源部２１１からの電力供給が開始される。そして、制御部２０１は、電源スイッチ１１１の測定者による押下が１秒以上継続したことを検出すると、電源部２１１からの各部への電源供給を維持させ、体内水分計１００を動作状態とする。上述したように、測定スイッチ２１４は、電源部２１１からの電力供給が開始されると同時にオン状態になる。制御部２０１は、先端側挿入部１２０−２が矢印１４１ａの方向へ所定量以上押されると水分量の測定を開始し、測定スイッチ２１４のオン状態が所定時間（例えば２秒）継続すると、測定を終了する。なお、電源部２１１の消耗を防止するために、体内水分計１００が動作状態になってから２分経過しても測定開始とならない場合は、制御部２０１は自動的に体内水分計１００を電源オフの状態へと移行させる。

測定回路２２１は、センサヘッド１２３と接続され、静電容量を測定する。図３は、測定回路２２１の構成例を示す図である。図３に示すように、インバータ３０１、３０２、抵抗３０３、３０４、被検者容量３１０によりＣＲ発振回路が形成される。被検者容量３１０によって出力信号３０５の発振周波数が変化するので、制御部２０１は、出力信号３０５の周波数を測定することにより、被検者容量３１０を算出する。なお、本実施形態のセンサヘッド１２３は、２つの櫛形の電極が、それぞれの櫛歯が互い違いに並ぶように配置されてなるものとする。

図２に戻る。表示部１１２は、図１で説明したような表示を制御部２０１の制御下で行う。ブザー２２２は、本体部１１０がスライドすることによる測定の開始や、体内水分量の測定が完了した際に鳴動し、測定の開始や完了を測定者に通知する。ＬＥＤランプ２２３もブザー２２２と同様の通知を行う。すなわち、ＬＥＤランプ２２３は、本体部１１０のスライドによる測定の開始や、体内水分量の測定が完了した際に点灯し、測定の開始や完了を測定者に通知する。計時部２２４は、電源がオフの状態であっても電源部２１１からの電源供給を受けて動作し、動作状態においては時刻を制御部２０１に通知する。

＜３．体内水分計の動作＞
以上のような構成を備えた、本実施形態に係る体内水分計１００の動作を、図４のフローチャートを参照して説明する。

ステップＳ４０１では、制御部２０１が、測定開始の指示を検出する。本実施形態では、測定スイッチ２１４の状態を監視し、測定スイッチ２１４のオン状態が２秒以上継続した場合に測定開始の指示を検出したと判定する。制御部２０１は、測定開始の指示を検出すると、ステップＳ４０２において、測定回路２２１からの出力信号３０５の発振周波数を測定する。

ステップＳ４０３では、ステップＳ４０２において測定された出力信号３０５の発振周波数に基づいて、被検者の体内水分量を算出する。

ステップＳ４０４では、ステップＳ４０３で算出された体内水分量が所定の閾値を超えるか否かに基づいて被検者が脱水状態か否かを判定する。なお、この場合の閾値とは、例えば、水を１００％、空気を０％とした時の３５％に相当する値が望ましい。

ステップＳ４０５では、今回の測定情報をメモリ２０３に格納する。図５は、メモリ２０３に格納される測定情報のデータ構成を示す図である。図５において、測定値５０１は、今回の測定により算出された体内水分量である。判定結果５０２は、今回の測定により算出された体内水分量に対して、ステップＳ４０４において判定された、脱水状態か非脱水状態かを示す情報である。測定時刻５０３は、今回の測定において計時部２２４から通知された時刻を示す情報である。測定時刻５０３としては、例えば、ステップＳ４０２において測定を実行した時点で計時部２２４から通知されている時刻とすることができる。

ステップＳ４０６では、今回の測定により算出された体内水分量を表示部１１２に表示する。このとき、脱水状態か非脱水状態かの判定結果に応じた表示形態により表示を行う（例えば、脱水状態の場合には、赤色にて体内水分量を表示し、非脱水状態の場合には、青色にて体内水分量を表示する）。

以上の説明から明らかなように、本実施形態に係る体内水分計１００は、センサ部１２１を挿入部１２０の先端面１２２に固定する一方で、本体部の１１０の尾部から表示部にかけて、本体部１１０の外周面を把持部１３０で覆い、該把持部１３０により本体部１１０全体をスライド可能に支持する構成とした。

これにより、センサ部にスライド機構を設けなくても、センサヘッド１２３の皮膚への密着を保証する上での押圧力を確保することが可能となる一方で、本体部１１０及び挿入部１２０を液密に構成することが可能となった。

つまり、体内水分計において、測定精度を維持しつつ、防水性・防汚性を向上させることが可能となった。

［第２の実施形態］
上記第１の実施形態では、把持部１３０が、体内水分計１００の本体部１１０の尾部から表示部にかけて覆う構成としたが、本発明はこれに限定されず、例えば、本体部１１０の後端面１１３を除く外周面のみを覆う構成としてもよい。

図６は、本発明の第２の実施形態に係る体内水分計６００の外観構成及び把持部の内部構成を示す図である。なお、上記第１の実施形態において図１を用いて説明した構成と同じ構成については、同じ参照番号を付し、ここでは説明を省略する。以下、上記第１の実施形態との相違点を中心に説明する。

図６の６ａに示すように、体内水分計６００の場合、把持部６３０は本体部１１０の後端面１１３を覆っておらず、本体部１１０の上面１１４、下面１１５、側面１１６・１１７のみを覆う、中空かつ無底の筒形状を有している。

また、図６の６ｂに示すように、本体部１１０の外周面には、ばねが配されている。ばねの一端は、本体部１１０の外周面上に突出した本体側突出部６０１に接続されており、他端は、把持部６３０の内周面上に突出した把持部側突出部６１１に接続されている。これにより、本体部１１０は、把持部６３０により矢印１４１ａ方向に付勢されることとなる。

かかる構成のもと、測定者が把持部６３０を把持した状態で、センサ部１２１を被検者の腋窩に押圧させると、本体部１１０が矢印１４１ａの方向にスライドする（図６の６ｂの紙面右側参照）。

このように、本体部１１０の外周面と把持部６３０の内周面との間に弾性部材１７２を配し、把持部６３０により本体部１１０全体をスライド可能に支持することで、上記第１の実施形態と同様の効果を享受することができる。

［第３の実施形態］
上記第１及び第２の実施形態では、把持部の外周面の形状については特に言及しなかったが、把持部の外周面は、測定者が被検者の体内水分量を測定する際に把持しやすい形状に構成されていることが望ましい。

図７の７ａ、７ｂは、上記第２の実施形態において示した把持部の外周面の形状を、測定者が把持しやすい形状に構成した様子を示している。上記第２の実施形態に係る体内水分計６００を用いて、測定者が被検者の腋窩にセンサ部１２１を接触させる場合、本体部１１０の上面１１４側に測定者の親指が配され、本体部１１０の下面１１５側に測定者の残りの指が配されることとなる。

このため、本実施形態に係る体内水分計７００では、このような指の配置を前提として、把持部７３０の外周面の形状を形成している。

なお、本実施形態では、上記第２の実施形態において示した把持部６３０の外周面を、測定者が把持しやすい形状に形成した場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、上記第１の実施形態において示した把持部１３０の外周面を、同様に形成するようにしてもよい。

本発明は上記実施の形態に制限されるものではなく、本発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、本発明の範囲を公にするために、以下の請求項を添付する。

Claims (3)

1. 体内水分計であって、
   直線状に形成された本体部と、
   前記本体部の一端から湾曲して延設された挿入部と、
   前記挿入部の先端面に固定され、被検者の体表面に接触させることで、生体内の水分に関するデータを測定するセンサ部と、
   前記本体部の外周面を覆い、前記本体部をスライド可能に支持する把持部と
   を備えることを特徴とする体内水分計。
2. 前記把持部は、有底の筒形状を有しており、該把持部の底面と、前記本体部の後端面とは、弾性部材を介して接続されていることを特徴とする請求項１に記載の体内水分計。
3. 前記把持部は、無底の筒形状を有しており、該把持部の内周面と、前記本体部の外周面とは、弾性部材を介して接続されていることを特徴とする請求項１に記載の体内水分計。

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