WO2012002261A1

WO2012002261A1 - 体組成測定装置

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Publication number: WO2012002261A1
Application number: PCT/JP2011/064478
Authority: WO
Inventors: 福田　浩章; 高橋　達也; 省吾福島; 和弘越智
Original assignee: パナソニック電工株式会社
Priority date: 2010-07-01
Filing date: 2011-06-23
Publication date: 2012-01-05
Also published as: EP2589334B1; US20130096456A1; EP2589334A1; TW201201769A; TWI422355B; JP2012030033A; JP5830673B2; EP2589334A4; CN102985005B; CN102985005A

Abstract

体組成測定装置（１）は、電流を印加する電流電極対（３０）と、複数の測定点における電圧を測定する複数の電圧電極対（４０Ａ～４０Ｅ）とを備える。制御部（５０）は、電圧電極対（４０Ａ～４０Ｅ）を介して測定した複数の測定点における測定電圧に基づいて体脂肪を測定する。制御部（５０）は、複数の測定点における測定電圧を用いて積分を行い、その結果に基づいて体脂肪量を算出する。

Description

体組成測定装置

　本発明は、体組成測定装置に関する。

　特許文献１の体脂肪測定装置は、電圧電極対によって測定された１つの電圧測定値と、被測定者パラメータとから回帰分析して被測定者の総体脂肪量を推定する。

特開２００２－３６９８０６号公報

　ところで、図１７に示されるように、体脂肪７０は内臓脂肪７２および皮下脂肪７１を含むが、体脂肪７０および筋肉７３は、体幹軸に直交する断面上において不均一に存在している。しかし、１つの電圧測定値の回帰分析により推定された体脂肪量には、体脂肪７０の分布が反映されておらず、満足できる精度で体脂肪量を測定できないことがあることに本願発明者は気付いた。

　そこで、本発明の目的は、体脂肪の分布を反映した体脂肪量を測定することのできる体組成測定装置を提供することにある。

　本発明の一側面に従う体組成測定装置は、電流印加のための電流電極対と、複数の測定点における電圧を測定する複数の電圧電極対と、前記複数の電圧電極対により測定された複数の測定点の測定値を用いて積分を行い、その結果に基づいて体脂肪量を算出する制御部とを備える。

　前記複数の電圧電極対は、被測定体の前額面付近及び前額面の電圧を測定することが好ましい。

　一例では、制御部は前記体脂肪量として、被測定体の測定断面における体脂肪の面積を算出することができる。

　一例では、制御部は前記体脂肪量として、被測定体の測定断面の体脂肪の分布を推定することができる。

　一例では、制御部は前記体脂肪量として、内臓脂肪量を測定することができる。

　一例では、制御部は前記体脂肪量として、皮下脂肪量を測定することができる。

　一例では、制御部は第１の測定断面上における複数の測定点の測定値を用いて第１の積分を行い、第２の測定断面上における複数の測定点の測定値を用いて第２の積分を行い、前記第１の積分の算出結果および前記第２の積分の算出結果に基づいて、体脂肪量として体脂肪の体積を算出する。

　前記電流電極対は、被測定体を挟んで対向する位置に配置された第１の電流電極および第２の電流電極を含み、前記第１の電流電極と前記第２の電流電極の間に前記複数の電圧電極対が配置されることが好ましい。

　一例では、電流電極対は、被測定体の右半身の前額面上に配置される第１の電流電極と、左半身の前額面上に配置される第２の電流電極とを含む。

　一例の体組成測定装置は、皮下脂肪量を測定する皮下脂肪測定手段を更に備え、制御部は、前記皮下脂肪量を反映して、前記体脂肪量としての前記内臓脂肪量を算出する。

　前記複数の電圧電極対のうちの少なくとも１つの電圧電極対を構成する２つの電圧電極の電極間距離は可変であり、制御部は前記電極間距離を前記積分に反映することが好ましい。

　体組成測定装置は、前記電流電極対および前記電圧電極対を構成する電極のうちの隣り合う２つの電極間の距離を測定する距離測定機構を更に備えることが好ましい。

　一例では、前記距離測定機構は、前記隣り合う２つの電極間の距離を測定する距離センサを含む。

　一例では、体組成測定装置は、第１の電圧電極と第２の電圧電極とを接続する第１接続部と第１の電圧電極と第３の電圧電極とを接続する第２接続部とを更に備え、前記距離測定機構は、前記第１接続部と前記第２接続部と角度を検出する角度センサを含む。

　一例では、前記制御部は、前記距離測定機構を介して測定した、前記隣り合う２つの電極間の距離に基づいて腹囲を推定する。

　一例では、前記制御部は、前記複数の測定点の位置と、対応する複数の測定値とを互いに対応付けて記録し、前記複数の測定点の位置と対応する前記複数の測定値とに基づいて体脂肪量を算出する。

　一例の体組成測定装置は、電流印加のための電流電極対と、複数の測定点における電圧を測定する複数の電圧電極対と、前記電流電極対及び前記複数の電圧電極対と接続された制御部とを備え、前記電流電極対と前記複数の電圧電極対を構成する複数の電極は、直列に配置されて、被測定体の測定断面の輪郭の一部を構成する円弧上に配列可能であり、前記制御部は、前記複数の電圧電極対により測定された複数の測定値と、前記複数の測定点の位置とに基づき、積分して体脂肪量を算出する。

　本発明によれば、体脂肪の分布に対応した体脂肪量を測定することのできる体組成測定装置を提供することができる。

本発明の第１実施形態に従う体組成測定装置のブロック図。第１実施形態の体脂肪測定装置の正面図。（ａ）（ｂ）は図２の体脂肪測定装置の部分拡大図。（ａ）（ｂ）は図２の体脂肪測定装置の部分拡大図。（ａ）（ｂ）は図１の体組成測定装置の正面図。（ａ）～（ｃ）は図２の体脂肪測定装置の電極の引き出しを説明するための正面図。（ａ）は体組成測定装置と被測定体との位置を示す模式図、（ｂ）は体脂肪測定装置の電極の位置を示す断面図。体脂肪の測定処理のフローチャート。体脂肪測定装置により作成される体脂肪分布グラフ。本発明の第２実施形態に従う体組成測定装置の部分拡大図。本発明の第４実施形態の体組成測定装置について、体脂肪測定装置の電極の位置と被測定体との関係を模式的に示す模式図。本発明のその他の実施形態について、電極の位置と被測定体との関係を模式的に示す模式図。本発明の第１実施形態の変形例について、電極の位置と被測定体との関係を模式的に示す模式図。本発明の第１実施形態の変形例について、電極の位置と被測定体との関係を模式的に示す模式図。本発明の第１実施形態の変形例について、電極の位置と被測定体との関係を模式的に示す模式図。本発明の第１実施形態の変形例について、体脂肪測定装置により作成される体脂肪分布グラフ。各実施形態の体脂肪測定装置の被測定体としての人体腹部について、その体脂肪分布の一例を模式的に示す模式図。

　（第１実施形態）
　図１～図９を参照して、本発明の第１実施形態について説明する。

　図１に示されるように、体組成測定装置１は、体脂肪測定装置１０と、体脂肪測定装置１０に接続可能な体重計８０とを含む。図７（ａ）は、被測定体６０（使用者ともいう）によって使用されている体組成測定装置１を示す。体組成測定装置１の操作は、被測定体６０自身が行ってもよく、被測定体６０以外の人が行ってもよい。以下の説明では、被測定体６０自身または被測定体６０以外の人を測定者と呼ぶことがある。

　体脂肪測定装置１０は、体脂肪７０の測定を行う測定部２０を含む。測定部２０は、被測定体６０に電流を印加して電圧を検出する検出部２１と、体脂肪７０の測定に必要な情報を入力するための操作部２２と、各種情報を測定者に提示する表示部２３と、検出部２１から供給される測定結果を用いて演算を行う制御部５０とを含む。

　検出部２１は被測定体６０に電流を印加する第１電流電極３１および第２電流電極３２と、被測定体６０の電圧を測定する第１電圧電極４１、第２電圧電極４２、第３電圧電極４３、第４電圧電極４４、第５電圧電極４５および第６電圧電極４６とを含む。

　図第１電流電極３１および第２電流電極３２は、電流電極対３０を構成する。第１電圧電極４１および第２電圧電極４２は、電圧電極対４０Ａを構成する。第２電圧電極４２および第３電圧電極４３は、電圧電極対４０Ｂを構成する。第３電圧電極４３および第４電圧電極４４は、電圧電極対４０Ｃを構成する。第４電圧電極４４および第５電圧電極４５は、電圧電極対４０Ｄを構成する。第５電圧電極４５および第６電圧電極４６は、電圧電極対４０Ｅを構成する。電極３１，３２、４１～４６はそれぞれ信号伝達線により制御部５０に接続されている。

　測定者が操作部２２を操作して体脂肪７０の測定開始が指示されたとき、制御部５０は電流電極対３０による電流の印加を開始させる。電圧電極４１～４６によって測定された複数の電圧値および操作部２２を介して入力された入力値および体重計８０によって測定された体重に基づいて、制御部５０は、体脂肪量を算出する。この算出結果には、体内深部に横たわる内臓脂肪７２の量が主として反映される。算出結果には、測定断面における体脂肪７０の面積および分布を含めることができる。制御部５０は、この算出結果に基づいて、体脂肪の面積および分布に基づいたグラフを生成し、表示部２３に表示する。

　図２を参照して、体脂肪測定装置１０の構造について説明する。

　体脂肪測定装置１０は、本体部１１と、複数の電極配置部１２とを含む。図示した例では、８つの電極配置部１２に８つの電極３１、３２、４１～４６がそれぞれ接続される。各電極３１、３２、４１～４６の電極材は、ステンレス合金、金属メッキ処理した樹脂材であり得る。本体部１１には体脂肪測定装置１０に用いられる電源及び制御部５０が収容され得る。操作部２２および表示部２３は本体部１１の外面に露出し得る。

　複数の電極配置部１２は、直列に配置される。いくつかの電極配置部１２は本体部１１に一体的に形成してもよい。図示した例では、複数の電極配置部１２には、第１電流電極３１、第１電圧電極４１、第２電圧電極４２、第３電圧電極４３、第４電圧電極４４、第５電圧電極４５、第６電圧電極４６および第２電流電極３２の順に並ぶように、接続されている。第１及び第２電流電極３１、３２は直列配置の電極配置部１２の両端に配置されており、第３電圧電極４３及び第４電圧電極４４は、電極配置部１２としての本体部１１の一部に配置されている。隣接する２つの電極配置部１２は接続部１３により接続されている。接続部１３の構造を図２～４を参照して説明する。

　まず、接続部１３の可変長構造について説明する。全ての接続部１３は同じ構造であるため、代表として第５電圧電極４５の電極配置部１２と第６電圧電極４６の電極配置部１２とを接続する接続部１３を説明する。

　図３（ａ）（ｂ）に示すように、接続部１３は、第５電圧電極４５の電極配置部１２に接続される外側パイプ１３Ａと、第６電圧電極４６の電極配置部１２に接続される内側パイプ１３Ｂと、外側パイプ１３Ａと内側パイプ１３Ｂとを接続する中間パイプ１３Ｃとにより構成される。内側パイプ１３Ｂおよび中間パイプ１３Ｃが外側パイプ１３Ａに対して軸方向に移動することにより接続部１３が延伸および短縮する。

　図３（ａ）は、接続部１３の長さが最小（延伸量が最小（「０」））の状態を示している。図３（ｂ）は、接続部１３の長さが最大（延伸量が最大）の状態を示している。接続部１３の延伸量が最小のとき、第５電圧電極４５の電極配置部１２と第６電圧電極４６の電極配置部１２とが接触する。接続部１３の延伸量が最大のとき、第５電圧電極４５の電極配置部１２と第６電圧電極４６の電極配置部１２とが最も離間する。

　図示した例では、接続部１３が外側パイプ１３Ａおよび内側パイプ１３Ｂおよび中間パイプ１３Ｃにより構成される３重の構造を示しているが、所望の接続部１３の最大の延伸量に応じてパイプの数やパイプの長さを変更することができる。例えば、接続部１３は２重構造または４重以上の構造でもよい。

　次に、接続部１３の回転構造について説明する。

　図２と図４に示されるように、接続部１３Ｘおよび接続部１３Ｙは、回転ヒンジ構造により同じ電極配置部１２に接続されている。接続部１３Ｘに対して接続部１３Ｙを回転させることにより、接続部１３Ｘの長手軸と接続部１３Ｙの長手軸との角度θを変更することができる。角度θは電極配置部１２の屈曲角度と呼ぶこともある。

　図４（ａ）は、角度θが最大となる状態を示している。角度θの最大値は、接続部１３Ｘと接続部１３Ｙが直線的に配列されるように決めることができる。図４（ｂ）は、角度θが最小となる状態を示している。角度θの最小値は、接続部１３Ｘと接続部１３Ｙが直交するように決めることができる。

　接続部１３の最大の延伸量および角度θの最小値は、一般的な被測定体６０の腹囲に基づいて決めるのが好ましい。このように電極配置部１２間の距離と角度を被測定体６０に応じて変更することができる。

　図５～図７を参照して、体組成測定装置１により体脂肪を測定するときの手順について説明する。なお、図７（ｂ）は、被測定体６０の腹部６１の臍６２を通過し、かつ立位の被測定体６０の体幹軸に直交する断面ＤＡ（図７（ａ）参照）を示している。本明細書において、「前額面」は、被測定体６０の断面ＤＡと直交し、体幹軸と平行で、被測定体６０の左右方向と平行な面を意味する。前額面よりも前側を前腹部６１Ａとし、前額面よりも後側を背部６１Ｂとする。前額面と交差する体表面のうち、右半身部分及び左半身部分をそれぞれ右脇腹６１Ｃ、左脇腹６１Ｄとする（図７（ｂ）参照）。

　まず、図５および図６を参照して、測定前の準備手順について説明する。
（準備手順１）図５（ａ）に示されるように、体組成測定装置１を用意する。このとき、体脂肪測定装置１０と体重計８０とは互いに接続されている。
（準備手順２）図５（ｂ）に示されるように、体重計８０から体脂肪測定装置１０を取り外す。
（準備手順３）図６（ａ）に示されるように、電極配置部１２を本体部１１の両側から引き出し、電極間距離を長くする。
（準備手順４）図６（ｂ）に示されるように、被測定体６０の腹囲および形状に対応するように接続部１３を延伸する。具体的には、図７（ｂ）に示されるように、第１電流電極３１が被測定体６０の左脇腹６１Ｄに接触し、第２電流電極３２が被測定体６０の右脇腹６１Ｃに接触するように、接続部１３を延伸する。このとき、全ての電極３１，３２，４１～４６が腹部６１に接触するように角度θを調整する。全ての接続部１３の延伸量を等しくして、隣接電極間距離すなわち、第１電流電極３１と第１電圧電極４１、第１電圧電極４１と第２電圧電極４２、第２電圧電極４２と第３電圧電極４３、第４電圧電極４４と第５電圧電極４５、第５電圧電極４５と第６電圧電極４６、第６電圧電極４６と第２電流電極３２の距離を等しくする。
（準備手順５）図６（ｃ）に示されるように、被測定体６０の腹囲が大きい場合には、接続部１３をさらに延伸して、電極間距離を大きくする。

　図７を参照して、測定手順について説明する。
（測定手順１）図７（ａ）に示されるように、被測定体６０は体重計８０の上に直立し、手に持った体脂肪測定装置１０を腹部６１に当てる。このとき、電極３１，３２，４１～４６が水平方向に配置されるようにする。
（測定手順２）図７（ｂ）に示されるように、被測定体６０は、体脂肪測定装置１０の中央部、すなわち第３電圧電極４３と第４電圧電極４４の間の中央位置が被測定体６０の臍６２に一致するように体脂肪測定装置１０の垂直方向の位置を調節する。
（測定手順３）被測定体６０は操作部２２を操作して被測定体６０の腹囲、年齢、性別を含む各種のパラメータを入力し、測定開始を指示する。

　測定が開始されると、制御部５０の制御によって、電流電極対３０に電流が印加される。電流電極対３０に印加された電流は、図７（ｂ）の矢印Ａに示されるように、被測定体６０内の深部を横切り、左脇腹６１Ｄと右脇腹６１Ｃとの間を電流電極３１から電流電極３２に向けて流れる。電極４１～４６は、この電流が被測定体６０の内部を流れる際に、被測定体６０の組成、皮下脂肪７１、内臓脂肪７２および筋肉７３のそれぞれのインピーダンスに応じた電圧を体表面の複数位置で検出する。このとき、体重計８０は被測定体６０の体重を計測する。図７（ｂ）に示すような、第１電流電極３１と第２電流電極３２とを結ぶ直線が被測定体６０内部の比較的深い位置を横切る電極配置を、内臓脂肪測定重視の電極配置と呼ぶことがある。

　図８を参照して、測定者の指示により測定が開始されてから、制御部５０により実行される体脂肪測定処理の手順について説明する。なお、この処理は、測定が開始される毎に実行される。

　ステップＳ１１では、電流電極３１、３２が被測定体６０に電流を供給したとき、制御部５０は、電圧電極対４０Ａ、電圧電極対４０Ｂ、電圧電極対４０Ｃ、電圧電極対４０Ｄおよび電圧電極対４０Ｅによって測定される５つの測定点における電圧測定値を記録する。好ましい例では、制御部５０は、各電圧測定値を、対応する測定点の位置情報と関連付けて記録する。例えば、各測定点の位置情報は、基点から、対応する電極対４０Ａ～４０Ｅを構成する２つの電圧電極の中間位置までの距離であり得る。非限定的な例では、基点は第１電流電極３１の位置である。

　ステップＳ１２では、制御部５０は、ステップＳ１１で測定された５つの電圧測定値に基づいて、図９に示されるように電圧測定値の座標を結ぶ関数ｆを設定する。図９の縦軸Ｙは、電圧測定値であり、横軸Ｘは、電流電極３１から各測定点までの距離である。図示した例では、関数ｆは、隣り合う電圧測定値の座標を直線補間して設定されている。

　具体的には、基点である電流電極３１から電圧電極対４０Ａの中間位置までの距離が、電圧電極対４０ＡのＸ座標として設定される。電圧電極対４０ＡのＸ座標に、電圧電極対４０Ａの中間位置から電圧電極対４０Ｂまでの中間位置までの距離を加算した値が、電圧電極対４０ＢのＸ座標として設定される。電圧電極対４０ＢのＸ座標に、電圧電極対４０Ｂの中間位置から電圧電極対４０Ｃまでの中間位置までの距離を加算した値が、電圧電極対４０ＣのＸ座標として設定される。電圧電極対４０ＣのＸ座標に、電圧電極対４０Ｃの中間位置から電圧電極対４０Ｄまでの中間位置までの距離を加算した値が、電圧電極対４０ＤのＸ座標として設定される。電圧電極対４０ＤのＸ座標に、電圧電極対４０Ｄの中間位置から電圧電極対４０Ｅまでの中間位置までの距離を加算した値が、電圧電極対４０ＥのＸ座標として設定される。制御部５０がこれらの距離の算出と座標の設定を行う。

　制御部５０は、電極対４０Ａ、電極対４０Ｂ、電極対４０Ｃ、電極対４０Ｄおよび電極対４０Ｅに対応する電圧測定値の座標を結ぶ、傾きおよび切片の異なる複数の一次関数を接続することにより、関数ｆを設定する。なお、隣り合う電極対４０Ａ～４０Ｅの距離は、予め設定されているデフォルト値でもよいが、制御部５０は、各接続部１３の延伸量の計測値から、実際の電極間距離を算出してもよい。接続部１３の延伸量の計測値は、被測定体６０に対する電極対４０Ａ～４０Ｅの位置に対応するため、被測定体６０の外周形状にマッチした関数ｆを設定することができる。各接続部１３の延伸量の計測値は、各測定点の位置の算出に用いることもできる。

　ステップＳ１３では、制御部５０はステップＳ１２で設定した関数ｆを積分して体脂肪面積を算出する。

　ステップＳ１４では、制御部５０はステップＳ１２で設定した関数ｆを積分して、体脂肪分布グラフ（例えば図９の斜線部）を作成する。

　ステップＳ１５では、制御部５０は、測定手順３において入力された被測定体６０のパラメータおよび予め設定されているアルゴリズムに基づいて体脂肪量および体脂肪分布を演算する。具体的には、制御部５０は、ステップＳ１３で算出した体脂肪面積およびステップＳ１４で作成した体脂肪分布グラフを過去に集めたデータに基づいたアルゴリズムにより確定する。図９に示されるように、電流電極３１，３２の近くに配置される電圧電極対４０Ａ，４０Ｅの測定値は、電流電極３１，３２から電圧電極対４０Ａ，４０Ｅよりも遠くに配置される電圧電極対４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄの測定値よりも、実際の体脂肪７０の量に対して高い電圧測定値を示す傾向にある。そこで、このステップＳ１５において、このような電圧測定値を補正することにより、実際の体脂肪量により近い値にすることもできる。図９のグラフを補正したグラフによれば、電極対４０Ｃの位置すなわち臍６２付近に体脂肪７０および内臓脂肪７２が多く分布していることが確認できる。

　ステップＳ１５で演算された体脂肪量および体脂肪分布の演算結果として図９に示されるグラフをアルゴリズムで確定したグラフが表示部２３に表示される。

　以上詳述したように、第１実施形態の体組成測定装置１によれば以下に示す効果を得られる。

　（１）制御部５０は、複数の測定点の電圧測定値を用いて関数ｆを設定し、この関数ｆを積分することにより体脂肪７０の量を測定している。このため、腹部６１の断面ＤＡにおける体脂肪７０の分布を反映した体脂肪量を測定することができる。

　（２）前腹部６１Ａに電圧電極対４０Ａ～４０Ｅが配置されている。このため、前腹部６１Ａに分布する内臓脂肪７２を主に反映した測定値を得ることができる。

　（３）制御部５０は、関数ｆの積分により体脂肪７０の面積を算出している。このため、電圧電極対の１つの測定値の回帰分析により体脂肪の面積を算出する従来例と比較して、第１実施形態の体組成測定装置１は体脂肪７０の分布を反映した体脂肪量を算出することができる。

　（４）制御部５０は、関数ｆの積分により体脂肪の分布を推定し、推定結果である分布グラフを作成している。このため、腹部６１の断面上において、体脂肪７０の分布を測定者に知らせることができる。

　（５）体組成測定装置１は、体脂肪７０としての内臓脂肪７２を測定している。このため、測定者に被測定体６０の断面ＤＡにおける内臓脂肪７２の分布を反映した内臓脂肪７２の脂肪量およびその分布図を測定者に示すことができる。

　（６）電流電極対３０を構成する第１電流電極３１および第２電流電極３２が被測定体６０を挟んで対向する位置、すなわち左脇腹６１Ｄと右脇腹６１Ｃに配置される。この配置の場合、電流電極対３０に印加された電流が被測定体６０の深部を通過する。これにより、電圧電極対は、腹部６１の中心に多く分布する内臓脂肪７２を主に反映した電圧測定値を測定することができるようになる。

　（７）電流電極対３０の間に電圧電極対４０Ａ～４０Ｅが配置される。この配置では、電流電極対３０から離れた場所に電圧電極対４０Ａ～４０Ｅが配置される場合と比較して、電圧測定における感度が高くなる。

　（８）腹部６１のうち、臍６２の高さにおいてもっとも内臓脂肪７２がつく傾向にある。本実施形態では、電極３１，３２，４１～４６は臍６２を通過する断面ＤＡ上に配置されているため、最も内臓脂肪７２の多い部位の脂肪を反映した電圧を検出することができる。一般的に、肥満やメタボリックシンドロームの判定には、臍６２を通過する断面ＤＡにおける体脂肪量が基準値として用いられる。従って、体組成測定装置１によって得られる測定結果は、前述のような基準値と比較されて、肥満やメタボリックシンドロームを判定するのに有用である。

　（９）接続部１３は電圧電極対４０Ａ～４０Ｅの電極間の相対的な位置を変更することができる。このため、１つの体脂肪測定装置１０でさまざまな腹囲の被測定体６０の体脂肪量を測定することができる。

　（第２実施形態）
　図１０を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。

　第２実施形態では、第１実施形態の接続部１３に接続部１３の延伸量を測定するための距離センサ５１を備えている。以下にこの変更された部分についての詳細を示す。なお、その他の点については第１実施形態と同様の構成が採用されているため、共通する構成については同一の符号を付してその説明を省略する。

　図１０に示される例では、距離センサ５１は各接続部１３の外側パイプ１３Ａに設けられ、内側パイプ１３Ｂおよび中間パイプ１３Ｃに向かって光を照射しその反射光を受光するリニアエンコーダを含む。内側パイプ１３Ｂおよび中間パイプ１３Ｃには、所定間隔毎に目盛が形成された目盛部１３Ｄが設けられている。

　内側パイプ１３Ｂが外側パイプ１３Ａに対して移動するとき、距離センサ５１は、目盛部１３Ｄの目盛によって周期的に変化する反射光に基づいた検出値を制御部５０に供給する。制御部５０は、その検出値に基づいて外側パイプ１３Ａに対する内側パイプ１３Ｂおよび中間パイプ１３Ｃの移動量をカウントし、外側パイプ１３Ａに対する内側パイプ１３Ｂおよび中間パイプ１３Ｃの位置、すなわち接続部１３の延伸量を算出する。

　以上詳述したように、第２実施形態によれば第１実施形態の（１）すなわち、腹部６１の断面における体脂肪７０の分布に対応した体脂肪量を測定することができる旨の効果および（２）～（９）の効果に加えて以下の効果を得られる。

　（１０）制御部５０は、距離センサ５１を用いて隣り合う電極間の距離、すなわち接続部１３の延伸量を算出しているため、測定者が接続部１３の延伸量を目視等で確認する必要がない。

　（１１）制御部５０は、各接続部１３の延伸量に基づいて被測定体６０の腹囲を算出している。このため、測定手順３において、被測定体６０によって入力される腹囲に代えて制御部５０により算出された腹囲の算出結果を用いることができる。これにより、被測定体６０が腹囲を入力する手間を省くことができる。

　（第３実施形態）
　図４を参照して、本発明の第３実施形態について説明する。

　第３実施形態では、第１実施形態の電極配置部１２の内部に角度θを測定するための角度センサ５２を備えている。角度センサ５２は、距離測定機構の一例である。以下にこの変更された部分についての詳細を示す。なお、その他の点については第１実施形態と同様の構成が採用されているため、共通する構成については同一の符号を付してその説明を省略する。

　図４に示されるように、角度センサ５２は、接続部１３の接続部分に配置されることができ、角度θに応じた電圧信号を制御部５０に出力するロータリーポテンショメータであり得る。制御部５０は、角度センサ５２からの電圧信号に基づいて角度θを算出する。制御部５０は算出した角度θと予め実験等により設定された腹囲算出マップとに基づいて被測定体６０の腹囲を算出する。被測定体６０の腹囲が大きくなるほど角度θが大きくなるため、腹囲算出マップは、角度θが大きいときに腹囲が大きいマップとして制御部５０に設定されている。

　以上詳述したように、第３実施形態によれば第１実施形態の（１）すなわち、腹部６１の断面における体脂肪７０の分布に対応した体脂肪量を測定することができる旨の効果、（２）～（９）の効果に加えて以下の効果を得られる。

　（１２）制御部５０は、角度センサ５２の測定した角度θに基づいて接続部１３の延伸量を算出しているため、測定者が接続部１３の延伸量を目視等で確認する必要がない。

　（１３）制御部５０は、角度θに基づいて被測定体６０の腹囲を算出している。制御部５０は、測定手順３において、被測定体６０によって入力される腹囲に代えて、角度θに基づいて算出した腹囲を用いることができる。これにより、被測定体６０が腹囲を入力する手間を省くことができる。

　（第４実施形態）
　図１１を参照して、本発明の第４実施形態について説明する。

　第４実施形態では、被測定体６０に対する電極の配置の点で第１実施形態とは異なる。以下にこの変更された部分についての詳細を示す。なお、その他の点については第１実施形態と同様の構成が採用されているため、共通する構成については同一の符号を付してその説明を省略する。

　図１１に示されるように、第１電流電極３１は、左脇腹６１Ｄと臍６２との中間位置に配置される。第２電流電極３２は、右脇腹６１Ｃと臍６２との中間位置に配置される。電圧電極４１～４６は、この順に電流電極対３０の間に配置される。このとき、第１電流電極３１と第１電圧電極４１の電極間距離、第１電圧電極４１と第２電圧電極４２の電極間距離、第２電圧電極４２と第３電圧電極４３の電極間距離、第４電圧電極４４と第５電圧電極４５の電極間距離、第５電圧電極４５と第６電圧電極４６の電極間距離、第６電圧電極４６と第２電流電極３２の電極間距離は等しい。

　測定中に電流電極対３０に印加された電流は前腹部６１Ａの浅い部分を流れる。体表面から比較的浅い部分には皮下脂肪７１が多く分布している（図１７参照）。従って、図１１の電極の配置において電圧電極対４０Ａ～４０Ｅにより測定される電圧測定値は皮下脂肪７１の分布を主に反映する。図１１に示すような、第１電流電極３１と第２電流電極３２とを結ぶ直線が被測定体６０内部の比較的浅い位置を横切る電極配置を、皮下脂肪測定重視の電極配置と呼ぶことがある。

　以上詳述したように、第４実施形態によれば第１実施形態の（１）すなわち、腹部６１の断面における体脂肪７０の分布に対応した体脂肪量を測定することができる旨の効果および（３）、（４）、（７）および（９）に準じた効果に加えて以下の効果を得られる。

　（１４）体組成測定装置１は、体脂肪７０としての皮下脂肪７１を測定している。このため、測定者に被測定体６０の測定断面における皮下脂肪７１の分布を反映した脂肪量および分布図を示すことができる。

　（１５）体組成測定装置１は、電流電極対３０の距離を小さくすることによって、被測定体６０の浅い部分に多く分布する皮下脂肪７１の量を主に反映した電圧を測定することができる。

　（１６）体組成測定装置１は、電極３１、３２、４１～４６を皮下脂肪測定重視の電極配置にすることにより、皮下脂肪７１を主に反映した測定結果を得ることができる。また、体組成測定装置１は、電極３１、３２、４１～４６を内臓脂肪測定重視の電極配置にすることにより、内臓脂肪７２を主に反映した測定結果を得ることができる。

　本発明の実施態様は上記実施形態に限られるものではなく、実施形態同士を組合せてもよく、また、例えば以下ように変更してもよく、変形例同士を組み合わせてもよい。

　・制御部５０は、電圧電極対４０Ａ～４０Ｅの測定値を用いて積分することで体脂肪７０としての内臓脂肪７２の脂肪量および分布を算出したが、第１実施形態で得られる体脂肪７０の脂肪量および分布には、皮下脂肪７１の量および分布が含まれることがある。そこで、内臓脂肪７２を測定したときとは別の皮下脂肪測定手段により測定された皮下脂肪７１の脂肪量および分布を反映して内臓脂肪７２の脂肪量および分布を算出することができる。具体的には、図８のステップＳ１５において、制御部５０が体脂肪量と体脂肪分布を確定する際に、別の皮下脂肪測定手段により測定された皮下脂肪７１の脂肪量および分布を、皮下脂肪量と内臓脂肪量とを含む体脂肪量から除算することで、内臓脂肪７２の脂肪量および分布を補正することができる。

　別の皮下脂肪測定手段としては、第４実施形態のように皮下脂肪測定重視の電極配置で被測定体６０の浅い部分に電流を流す方法、近赤外線光を用いて皮下脂肪７１を測定する方法、または、被測定体６０の腹囲により皮下脂肪７１を推定する方法等を採用することもがきる。これらの別の皮下脂肪測定手段を、体脂肪測定装置１０に含め、別の皮下脂肪測定手段の測定結果を制御部５０が記憶することにより、内臓脂肪７２の脂肪量および分布を補正することもできる。また、体脂肪測定装置１０とは別の装置で測定した皮下脂肪量を制御部５０に入力することにより内臓脂肪７２の脂肪量および分布を補正することもできる。

　・上記第２実施形態では、距離センサ５１として光学式のリニアエンコーダを採用したが、その他のセンサを用いることもできる。例えば、以下の（Ａ）～（Ｄ）のセンサも用いることができる。
（Ａ）１つの電極配置部１２から隣り合う電極配置部１２までの距離を超音波が跳ね返って来るまでの時間に基づいて求める超音波距離計。
（Ｂ）接続部１３の延伸量に応じて変化する電圧値から距離を算出するリニアポテンショメータ。
（Ｃ）１つの電極配置部１２から隣り合う電極配置部１２に設けられる反射プリズムに光波を発射するとともに、反射プリズムからの反射光を感知するまでの発振回数から距離を検出する光学式測距。
（Ｄ）１つの電極配置部１２に設けられるプローブと隣り合う電極配置部１２との間にできる静電容量を電圧に変換して距離を検出する静電容量変位計。

　・上記第２実施形態では、各接続部１３に距離センサ５１を設けたが、１つの接続部１３のみに距離センサ５１を設けるとともに、この距離センサ５１の検出値に基づいて腹囲を算出することもできる。

　・上記第３実施形態では、角度センサ５２としてロータリーポテンショメータを採用したが、その他のセンサを用いることができる。例えば、一方の接続部１３に対する他方の接続部１３の回転移動量に対応して出力されるパルスをカウントして回転角度を検出するロータリーエンコーダを用いることもできる。

　・上記第３実施形態では、各接続部１３に角度センサ５２を設けたが、１つの接続部１３の接続部のみに角度センサ５２を設けるとともに、この角度センサ５２の検出値に基づいて腹囲を算出することもできる。

　・上記第２実施形態では、距離センサ５１を用いて隣り合う電極間の距離を算出し、上記第３実施形態では、角度センサ５２を用いて隣り合う電極間の距離を算出したが、隣り合う電極間の距離を以下のように取得することもできる。すなわち、距離測定機構としての接続部１３の延伸量と対応した目盛を接続部１３に設けるとともに、測定者がこの目盛の値を操作部２２に入力する。

　・全ての電極３１，３２，４１～４６を前腹部６１Ａに配置したが、少なくとも１つの電極を背部６１Ｂ側に配置してもよい。

　・制御部５０は、電圧電極対４０Ａ～４０Ｅの測定値の座標を直線補間して関数ｆを設定したが、制御部５０は電圧電極対４０Ａ～４０Ｅの測定値の座標に基づいた近似曲線に対応する関数ｆを設定することもできる。

　・上記各実施形態では、検出部２１を含む電極配置部１２は本体部１１に接続されるものとしたが、電極配置部１２と本体部１１とを別体にすることもできる。具体的には、図１２に示されるように、検出部２１に、それぞれの電極３１，３２，４１～４６と対応する８つの電極配置部１２と、隣り合う電極配置部１２を接続する７つの接続部１３とを設ける。検出部２１を本体部１１とをコード１４で接続して体脂肪測定装置１０を構成してもよい。

　・上記各実施形態では、制御部５０および測定部２０を体脂肪測定装置１０に設けるようにしたが、体重計８０に制御部５０および測定部２０をのうち少なくとも１つを設けることもできる。

　・上記各実施形態では、体脂肪測定装置１０と体重計８０とを組み合わせた体組成測定装置１を採用したが、体重計８０を省略することもできる。

　・上記各実施形態では、体脂肪測定装置１０を被測定体６０が手に持った状態で測定するものとしたが、体脂肪測定装置１０にベルトを設けて被測定体６０に固定して測定することもできる。具体的には図１３に示されるように、第１電流電極３１と対応する電極配置部１２と第２電流電極３２と対応する電極配置部１２とを、長さを調整することのできるベルト１５で接続する。測定時には、電極配置部１２および接続部１３およびベルト１５により、体脂肪測定装置１０が被測定体６０に対して固定される。

　・上記各実施形態では、第３電圧電極４３と第４電圧電極４４の間には接続部１３は設けられていないが、第３電圧電極４３と第４電圧電極４４の間に接続部１３を設けてこれら電極４３，４４の電極間距離を変更可能にすることもできる。

　・上記各実施形態では、電極配置部１２同士を接続部１３で接続するようにしたが、接続部１３を省略して、電極を独立して被測定体６０に取り付けることもできる。

　・上記各実施形態では、電極間距離を変更することのできる接続部１３で電極配置部１２同士を接続したが、電極間距離を変更することのできない接続部で電極配置部１２同士を接続することもできる。

　・上記各実施形態では、６つの電圧電極４１～４６を設けたが、電圧電極を７つ以上にすることもできる。例えば、図１４に示されるように、電圧電極４１～４６に加えて、第７電圧電極４７および第８電圧電極４８を設ける。第７電圧電極４７は、第１電流電極３１と第１電圧電極４１との間に配置される。第８電圧電極４８は、第６電圧電極４６と第２電流電極３２との間に配置される。このとき、電圧電極対４０Ａ～４０Ｅの測定値に加えて、第１電圧電極４１および第７電圧電極４７から構成される電圧電極対４０Ｆ、および第６電圧電極４６および第８電圧電極４８から構成される電圧電極対４０Ｇによる測定値に基づいて関数ｆが設定される。

　・上記各実施形態では、６つの電圧電極４１～４６を設けたが、このうち１～３つの電圧電極を省略することもできる。例えば、図１５に示されるように、第１電圧電極４１および第６電圧電極４６を省略する。このとき、制御部５０は、電圧電極対４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄによる測定値に基づいて関数ｆを設定する。

　・上記各実施形態では、６つの電圧電極４１～４６を設けて５つの電圧電極対４０Ａ～４０Ｅを構成したが、電流電極対３０および被測定体６０に対して可動な電圧電極対を１つのみ設けることもできる。この場合、電圧電極対を移動させて複数点で電圧を測定し、測定値を順次記録する。制御部５０は、この複数の測定値に基づいて関数ｆを設定する。

　・上記各実施形態では、第１電流電極３１および第１電圧電極４１、第１電圧電極４１および第２電圧電極４２、第２電圧電極４２および第３電圧電極４３、第４電圧電極４４および第５電圧電極４５、第５電圧電極４５および第６電圧電極４６、第６電圧電極４６および第２電流電極３２の電極間距離を等しくしたが、電極間距離を互いに異なる大きさに変更することもできる。

　・上記各実施形態では、臍６２を中心に電極３１，３２，４１～４６を配置して、臍６２を中心とする体脂肪量を測定したが、電極３１，３２，４１～４６を右半身または左半身のみに配置することもできる。これにより、右半身または左半身のみの体脂肪量を測定することができる。また、このとき、一方の半身に配置した電極対による半身の測定結果に基づいて他方の半身の体脂肪量を推定することもできる。また、一方の半身の測定結果に基づいて全体の体脂肪量を推定することもできる。また、右半身および左半身をそれぞれ測定することにより、右半身および左半身との間での体脂肪量のバランスを確認することもできる。

　・上記各実施形態では、臍６２を通過する断面ＤＡに電極３１，３２，４１～４６を配置したが、電極３１，３２，４１～４６を別の断面に配置することもできる。すなわち、臍６２よりも上または下の高さにある断面に配置することもできる。また、腹部６１以外の断面、例えば胸部等の腹部以外の体幹の各部位や、太腿等の体肢の各部位に配置することもできる。また、水平方向に対して垂直または傾斜した断面上に電極３１，３２，４１～４６を配置することもできる。

　・上記各実施形態では、同一断面上の電圧電極対４０Ａ～４０Ｅの測定値に基づいて同断面上の体脂肪面積および体脂肪７０の分布を算出したが、さらに以下の構成を付加して体脂肪量として体脂肪の体積を算出することもできる。

　具体的には、体脂肪測定装置１０を垂直方向に沿って移動させ、臍６２を通過する断面ＤＡとは異なり、かつ断面ＤＡと平行な断面ＤＢにおける複数の電圧測定値に基づいて関数ｇを設定してこれを積分する。次に、関数ｆの積分と関数ｇの積分とを電極間の距離Ｘおよび電圧測定値Ｙに加えて断面間の距離Ｚのパラメータを加えた三次元グラフ上で結んだ立体と対応した関数ｈを設定する。換言すれば、断面ＤＡの体脂肪７０の分布グラフと断面ＤＢの体脂肪７０の分布グラフとを断面に持つ関数ｈを設定する。この関数ｈを断面ＤＡから断面ＤＢまでの範囲で積分することにより、図１６に示されるように、断面ＤＡから断面ＤＢまでの体脂肪７０の分布を反映した体脂肪７０の体積値および三次元分布を算出することができる。

　また、体脂肪７０の体積の算出方法としては、上述のような関数ｈを設定するほか、以下のような算出方法にすることもできる。すなわち、断面ＤＡと断面ＤＢとの距離の２分の１を距離Ｌとして、断面ＤＡの体脂肪面積と距離Ｌの積と、断面ＤＢの体脂肪面積の距離Ｌの積との和により体脂肪７０の体積を算出する。

　・上記各実施形態では、体脂肪７０の測定結果としての体脂肪７０の脂肪量をグラフで表示部２３に表示したが、体脂肪７０の測定結果を数値で表示することもできる。この場合の例の１つとして、「腹部右：５０ｃｍ³」のように被測定体６０の部位毎に体脂肪７０の脂肪量を表示するものが挙げられる。また、腹部６１の断面図を表示してこの断面図に体脂肪７０の脂肪量を色調やコントラスト等を利用して表示することもできる。

　・上記各実施形態では、内臓脂肪７２の測定結果を表示部２３に表示したが、測定者に対して測定結果を伝達するための方法はこれに限らない。例えば、表示部２３に加えてまたは表示部２３に代えて、測定者に対して音声により測定結果を伝達する音声部を備えることもできる。

　・上記各実施形態では、接続部１３として伸縮可能な部材を採用して電極間距離を可変としたが、電極配置部および接続部が互いにスライド可能な部材を採用して電極間距離可変とすることもできる。

　・上記各実施形態では、電極材は、ステンレス合金、金属メッキ処理した樹脂材に限らず、ゲル材を用いることもできる。

　・上記各実施形態では、測定部２０に電源を内蔵したが、体脂肪測定装置１０はその外部から電源の供給を受けることもできる。

　・上記各実施形態では、測定方法の例として被測定体６０が立位にある状態での測定方法を説明したが、被測定体６０が座位または仰臥位にある状態でも上記各実施形態での測定方法に準じて内臓脂肪７２の測定を行うことができる。

　・被測定体６０は人体に限らず、動物でもよい。

Claims

　電流印加のための電流電極対と、
　複数の測定点における電圧を測定する複数の電圧電極対と、
　前記複数の電圧電極対により測定された複数の測定点の測定値を用いて積分を行い、その結果に基づいて体脂肪量を算出する制御部と、
　を備える体組成測定装置。
　請求項１に記載の体組成測定装置において、
　前記複数の電圧電極対は、被測定体の前額面付近及び前腹部の電圧を測定する
　ことを特徴とする体組成測定装置。
　請求項１または２に記載の体組成測定装置において、
　前記制御部は、前記体脂肪量として、被測定体の測定断面における体脂肪の面積を算出する
　ことを特徴とする体組成測定装置。
　請求項１～３のいずれか一項に記載の体組成測定装置において、
　前記制御部は、前記体脂肪量として、被測定体の測定断面の体脂肪の分布を推定する
　ことを特徴とする体組成測定装置。
　請求項１～４のいずれか一項に記載の体組成測定装置において、
　前記制御部は、前記体脂肪量として、内臓脂肪量を測定する
　ことを特徴とする体組成測定装置。
　請求項１～５のいずれか一項に記載の体組成測定装置において、
　前記制御部は、前記体脂肪量として、皮下脂肪量を測定する
　ことを特徴とする体組成測定装置。
　請求項１～６のいずれか一項に記載の体組成測定装置において、前記制御部は、
　被測定体の第１の測定断面上における複数の測定点の測定値を用いて第１の積分を行い、第２の測定断面上における複数の測定点の測定値を用いて第２の積分を行い、
　前記第１の積分の算出結果および前記第２の積分の算出結果に基づいて、体脂肪量として体脂肪の体積を算出する
　ことを特徴とする体組成測定装置。
　請求項１～７のいずれか一項に記載の体組成測定装置において、
　前記電流電極対は、被測定体を挟んで対向する位置に配置された第１の電流電極および第２の電流電極を含み、前記第１の電流電極と前記第２の電流電極の間に前記複数の電圧電極対が配置される
　ことを特徴とする体組成測定装置。
　請求項１～８のいずれか一項に記載の体組成測定装置において、
　前記電流電極対は、被測定体の右半身の前額面上に配置された第１の電流電極と、左半身の前額面上に配置された第２の電流電極とを含む
　ことを特徴とする体組成測定装置。
　請求項５および請求項５を引用する請求項６～９のいずれか一項に記載の体組成測定装置において、
　皮下脂肪量を測定する皮下脂肪測定手段を備え、前記制御部は、前記皮下脂肪量を反映して前記体脂肪量としての前記内臓脂肪量を算出する
　ことを特徴とする体組成測定装置。
　請求項１～１０のいずれか一項に記載の体組成測定装置において、
　前記複数の電圧電極対のうちの少なくとも１つの電圧電極対を構成する２つの電圧電極間の距離は可変であり、前記制御部は、前記距離を前記積分に反映する
　ことを特徴とする体組成測定装置。
　請求項１～１１のいずれか一項に記載の体組成測定装置において、
　前記電流電極対および前記電圧電極対を構成する電極のうちの隣り合う２つの電極間の距離を測定する距離測定機構を更に備える
　ことを特徴とする体組成測定装置。
　請求項１２に記載の体組成測定装置において、
　前記距離測定機構は、前記隣り合う２つの電極間の距離を測定する距離センサを含む
　ことを特徴とする体組成測定装置。
　請求項１２に記載の体組成測定装置は、
　第１の電圧電極と第２の電圧電極とを接続する第１接続部と、第１の電圧電極と第３の電圧電極とを接続する第２接続部とを更に備え、前記距離測定機構は、前記第１接続部と前記第２接続部との角度を検出する角度センサを含む
　ことを特徴とする体組成測定装置。
　請求項１２～１４のいずれか一項に記載の体組成測定装置において、
　前記制御部は、前記距離測定機構を介して測定した、前記隣り合う２つの電極間の距離に基づいて腹囲を推定する
　ことを特徴とする体組成測定装置。
　請求項１に記載の体組成測定装置において、
　前記制御部は、前記複数の測定点の位置と、対応する複数の測定値とを互いに対応付けて記録し、前記複数の測定点の位置と対応する前記複数の測定値とに基づいて体脂肪量を算出することを特徴とする体組成測定装置。
　電流印加のための電流電極対と、
　複数の測定点における電圧を測定する複数の電圧電極対と、
　前記電流電極対及び前記複数の電圧電極対と接続された制御部とを備え、
　前記電流電極対と前記複数の電圧電極対を構成する複数の電極は、直列に配置されて、被測定体の測定断面の輪郭の一部を構成する円弧上に配列可能であり、前記制御部は、前記複数の電圧電極対により測定された複数の測定値と、前記複数の測定点の位置とに基づき、積分して体脂肪量を算出することを特徴とする体組成測定装置。