WO1999058054A1 - Instrument permettant d'evaluer la quantite d'eau corporelle - Google Patents

Description

明 細 書

体内水分量推計装置 技術分野

本発明は、 人体イ ンピーダンスを測定して人体の体内水分量を推計す る装置に関する。 背景技術

水分は体組成の主成分であり、 胎児では 9 0 %、 新生児では 7 5 %、 成人では体重の約 6 5 %を占め、 加齢とともにしだいに減少してゆき高 齢者では 6 0 %以下になる。

水分不足による弊害は老人の場合、 血液濃縮および粘稠度の亢進を招 き、 脳硬塞や心筋硬塞を引き起こす血栓形成の有力な要因となる。

一方、 乳幼児では水分量が多いため下痢などによる水分喪失は容易に 脱水症と して現れやすく 、 速やかな水分補給が必要となる。

また、 炎暑下のスポーツは多量の発汗のため水分量が低下し血液が濃 縮され、 血栓形成による心臓発作を誘発することがある。

これと反対に、 水分過剰による弊害は浮腫みとなって現れ、 血中濃度 が低く なるため低ナ 卜 リ ゥム血症などの症状を呈する。

組織の間に体液が過剰に蓄積した状態が浮腫みであり、 水分量の過剰 の原因と しては、 心臓や腎臓の機能障害により尿量が低下した場合と、 排出能力を超えた水分摂取などがある。

このような水分不足や水分過剰に陥らないためには、 水分の補給や制 限による水分調節を適正に行う ことが大切である。

また、 い く つかの疾患においては水分の補給や制限が重要な治療の一 部になることがあり、 腎不全や心不全では水分を制限する必要があり、 糖尿病では水分を補給する必要がある。

一方、 肥満を判定する指標と して体脂肪率が用いられることが多い。 体重は運動生理学的には体脂肪量と除脂肪体重に二分され、 除脂肪組 織の多く は水分であり、 その他に固形成分と無機質からなる。

体脂肪率を求めるには密度法が用いられ、 これは脂肪組織と除脂肪組 織の密度が異なることを利用 して、 身体全体の密度から脂肪組織の割合、 すなわち体脂肪率を求めるものである。

この体密度を求める測定方法の一つにイ ンピーダンス法がある。

これは、 人体ィ ンピーダンス測定装置を用いて身体に微弱な高周波電 流が流れるときの抵抗値を読み取るもので、 除脂肪組織の大部分は電解 質を含む体水分なので、 電流の通りやすさから除脂肪体重を推計する。 そこで本発明は、 この人体イ ンピーダンス測定装置を応用 して体内の 水分量を推計する装置を提供することによ り、 健康の維持に極めて重要 な水分調節を適正に行えるようにすることを目的になされたものである , 発明の開示

かかる目的を達成するために、 本発明は以下のように構成した。

すなわち、 人体に導電接触すべき電極と、 この電極に接続して人体ィ ンピ一ダンスを測定する人体ィ ンピ一ダンス測定手段と、 この人体イ ン ピーダンス測定手段の測定出力に基づいて人体の体内水分量を算出する 体内水分量算出手段とからなる体内水分量推計装置である。 図面の簡単な説明

第 1 図は、 本発明を実施した体内水分量推計装置のプロック図であ る。 第 2図は、 本発明を実施したハン ドルの概略図である。 第 3図は、 ハン ドルを一体に設けた体内水分量推計装置の概略図である。 第 4図は 本発明を実施した人体ィ ンピ一ダンス測定回路のブロック図である。 第 5図は、 表示手段が表示する体内水分量の変化グラフの一例である。 発明を実施するための最良の形態

以下に図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。

第 1 図に、 本発明を実施した体内水分量推計装置のブロック図を示す 体内水分量推計装置 1 は、 電極ハン ドルを介して人体イ ンピーダンス を測定する人体イ ンピーダンス測定手段 1 1 と、 操作パネルを介して性 別、 年齢、 身長および体重の個人データを入力するデータ入力手段 1 2 と、 これらの人体イ ンピーダンスと個人データから体内水分量を算出す る体内水分量算出手段 1 3 と、 この体内水分量を測定毎に記憶する記憶 手段 1 4 と、 測定した体内水分量の変化を操作パネルに表示する表示手 段 1 5で構成する。

第 2図に、 人体イ ンピーダンスを測定する電極を装着した電極ハン ド ル Hの概略図を示す。

電極ハン ドル Hは、 棒状の絶縁体の中部に左右の把持部 H L、 H Rを 設け、 それぞれに給電側電極 H 1 、 H 1 と検出側電極 H 2、 H 2を巻着 して 4端子電極を構成する。 給電側電極 H 1 、 H 1 と検出側電極 H 2、 H 2の間は接触しないように間隔を設け、 各電極に引出し線 aを接続し て終端をコネクタ Cに連結する。

電極ハン ドル Hは、 第 3図に示すように、 体内水分量推計装置 1 の筐 体と一体に設けてもよい。

第 4図に、 人体イ ンピーダンス測定手段 1 1 の測定回路のプロック図 を示す。

測定回路 2は、 発振器 2 1 が生成する 5 0 k H zの正弦波交流電圧を 駆動回路 2 2、 トランス T 1 、 切換スィ ツチ 2 3 Aを介して給電側電極 H 1 、 H 1 に供給する。

電極ハン ドル Hの左右の把持部 H し、 H Rを両手で握ると、 検出側電 極 H 2、 H 2に交流電圧が発生する。

検出側電極 H 2、 H 2に発生した交流電圧を切換スィ ッチ 2 3 A、 ト ラ ンス T 2、 帯域フィ ルタ 2 4、 整流回路 2 5、 増幅器 2 6を介して直 流電圧に変換し、 波形整形、 レベル調整、 オフセッ 卜調整した後、 A / D変換器 2 7、 I / O イ ンタフェース 6を介して C P U 4に入力する。 測定回路 2を構成する要素の経時変化や温度特性による測定誤差を修 正するため、 人体イ ンピーダンスを測定する前に、 検出側回路の出力特 性をあらかじめ校正する。

すなわち、 2 つの変量である人体イ ンピーダンス Z と検出側回路が検 出する交流電圧 Vの関係を回帰直線 Z = k ■ V + C 0 にあてはめる。 そして、 抵抗値が既知の 2つの抵抗 R 1 と R 2の両端に、 人体イ ンピ —ダンス Zを測定するときと同じ所定の交流電圧を印加し、 抵抗 R 1 と R 2の両端に発生する交流電圧 Vを検出 して回帰直線の比例定数 k と固 定定数 C 0を求める。

このため、 C P U 4から制御信号を出力 して I / Oィ ンタフエ一ス 6、 切換ュニッ 卜 2 8、 および切換制御回路 2 9 Aを介して切換スィ ッチ 2 3 Aを切換え、 卜ランス T 1 の二次側と トランス T 2の一次側との間に 2つの抵抗 R 1 と R 2を接続する。 次に、 C P U 4から制御信号を出力 して I /〇イ ンタフェース 6、 切換ュニッ 卜 2 8、 および切換制御回路 2 9 Bを介して切換スィ ツチ 2 3 Bを切換え、 測定対象を抵抗 R 1 ある いは抵抗 R 2に切換える。

体内水分量算出手段 1 3は、 人体イ ンピーダンス測定手段 1 1 が測定 した人体イ ンピーダンスとデータ入力手段 1 2が入力した性別、 年齢、 身長および体重の個人データに基づいて被測定者の体内水分量を女性と 男性の場合に別けて算出する。

第 5図に、 表示手段 1 5が表示する体内水分量の変化グラフの一例を 示す。

この体内水分量の変化グラフは、 1 日の体内水分量の変化を測定した 時刻別に表示する。 また、 1 日の平均体内水分量と同年齢の平均体内水 分量をそれぞれ 2種類の点線で表示する。

この体内水分量の変化グラフは、 所定の期間における体内水分量の変 化を測定した日別あるいは週別あるいは月別などに編集して表示しても よい。 産業上の利用可能性

以上説明したように、 本発明の体内水分量推計装置は、 人体イ ンピーダ ンスを測定して人体の体内水分量を推計する。

従って、 本発明によれば、 日常生活における健康の維持に極めて重要 な水分調節はもとより、 ロ渴感による適切な飲水行動が困難な乳幼児や 高齢者あるいは激しい運動時などに適正な水分調節を行う支援手段と し て有 である。

また、 体内水分量を定期的に測定することによ り婦人の月軽周期を知 る手掛り とすることもできる。

Claims

請求の範囲

1 . 人体に導電接触すべき電極と、 この電極に接続して人体イ ンピー ダンスを測定する人体イ ンピーダンス測定手段と、

この人体イ ンピーダンス測定手段の測定出力に基づいて人体の体内水 分量を算出する体内水分量算出手段とからなる体内水分量推計装置。