WO2019093115A1 - 体組成計及び体組成測定プログラム - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a body composition meter and a body composition measuring program for measuring the body composition of a subject, and more particularly to a technique for determining an abnormality in measurement of bioelectrical impedance used for measuring the body composition.
- a body composition meter is conventionally known which measures an indicator related to body composition such as body fat percentage, visceral fat level, muscle mass and the like of a subject.
- This body composition meter measures the subject's body weight and bioelectrical impedance, and in addition to the measured body weight and bioelectrical impedance, the subject's body fat percentage, based on the input subject's sex, height, age, etc. information. Calculate indices related to body composition such as visceral fat level and muscle mass.
- measuring (calculating) an index related to the body composition such as the above-mentioned body fat percentage is referred to as “measuring the body composition”.
- the bioimpedance measurement apparatus which detects the measurement abnormality of a biological body (electrical) impedance is known (refer patent document 1).
- This device is equipped with a constant current source for passing an alternating current of a constant value to the subject's body, and the voltage supplied from the constant current source to the current application electrode is set within the maximum supply voltage range.
- the subject's body and the measurement electrode Since the contact impedance (contact resistance) between them is large, it detects (determines) that the measurement abnormality of bioelectrical impedance has arisen.
- the above-mentioned contact impedance is the impedance generated between the measurement electrode and the body of the subject.
- bioelectricity impedance can be accurately measured, for example, when the posture of the subject is not favorable and when a part of the subject's body is in contact with a metal member such as a bed frame.
- An incorrect body composition estimation value is output when there is no body composition estimation device that suppresses the misidentification of the subject's body composition is known (see Patent Document 2).
- This device calculates the impedance locus based on the subject's bioelectricity impedance measurement value, and the measurement of the bioelectricity impedance is abnormal based on the magnitude of the variation with respect to the impedance locus of the subject's bioelectricity impedance measurement value at each frequency. I judge that there was.
- ⁇ e (f) 2 , ee ′ (f) 2 determined by the following equation (1), or ee ′ ′ (f) 2 determined by the following equation (2) is When exceeding a predetermined threshold, it is determined that there is an abnormality in the measurement of bioelectricity.
- e (f) represents the distance in a predetermined direction between the bioelectric impedance at the frequency f and the impedance locus calculated from the measured bioelectric impedance at each frequency
- r represents the radius of the impedance locus
- H represents the height of the subject.
- the contact impedance (contact resistance) between the subject's body and the measuring electrode is such that the subject's hand or leg is not in contact with the electrode, or the hand or leg is extremely dry.
- the measurement abnormality of bioelectricity impedance which arises when it becomes large can be detected by the device of the above-mentioned patent documents 1.
- the contact resistance between the subject's body and the measurement electrode is due to contact between the subject's body parts.
- the device described in Patent Document 2 calculates the impedance locus based on the measured value of the bioelectricity of the subject, and based on the magnitude of the variation with respect to the impedance locus of the measured value of the bioelectricity of the subject at each frequency.
- the measurement abnormality of the bioelectricity impedance caused by the disturbance such as the contact failure of the electrode is determined.
- the method of determining the bioelectrical impedance measurement abnormality based on the magnitude of the variation is the bioelectrical impedance measurement. An anomaly may not be detected accurately.
- the present invention solves the above-mentioned problems, and provides a body composition meter and a body composition measurement program capable of accurately detecting an abnormality in measurement of bioelectricity impedance caused by contact between parts in the body of a subject.
- the purpose is to
- a body composition meter includes a multi-frequency current application unit that applies alternating current of a plurality of frequencies to the subject's body, and each of the multi-frequency current application units.
- Body composition measuring unit for determining an indicator related to the body composition of the subject based on the impedance measuring unit for measuring the bioelectric impedance of the subject at the time of applying an alternating current at a frequency and the bioelectric impedance measured by the impedance measuring unit
- a measurement data Cole circle calculation unit that calculates a Cole circle of measurement data using resistance and reactance in bioelectricity impedance of each frequency measured by the impedance measurement unit, and data of normal bioelectricity impedance Before the calculated Cole circle of normal data
- the measurement data Cole circle calculation unit includes a measurement abnormality determination unit that determines the presence or absence of the measurement abnormality of the bioelectrical impedance based on the deviation amount of the Cole circle of the measurement data calculated by the measurement data Cole circle calculation unit.
- Cole circle means a circle according to the so-called Cole-Cole arc rule.
- Cold-Cole arc rule means that the resistance (resistance) component and the capacitance component (negative reactance component) of the impedance sampled at various frequencies are plotted on a complex plane. This means that the locus of plotted points has a circular arc shape such as a semicircle.
- the body composition measuring program comprises the steps of measuring the bioelectric impedance of the subject at the time of applying alternating current at each frequency of alternating currents of multiple frequencies applied to the subject's body; A step of obtaining an indicator related to the body composition of the subject based on the bioelectrical impedance measured by the step of measuring the bioelectrical impedance of the subject, and a living body of each frequency measured by the step of measuring the bioelectrical impedance of the subject Calculating a Cole circle of measurement data using resistance and reactance in electrical impedance, and calculating a Cole circle of measurement data relative to a Cole circle of normal data calculated using data of normal bioelectrical impedance C of the measurement data calculated by Based on the shift amount of le circle, to execute a step of determining whether the measurement abnormality of the bioelectrical impedance, to the computer.
- the body composition meter and the body composition measuring program of the present invention based on the deviation of Cole circle of measurement data with respect to Cole circle of normal data calculated using data of normal bioelectric impedance, It was made to judge the presence or absence of measurement abnormality.
- the device described in Patent Document 2 based on the magnitude of the variation in the impedance locus of the subject's bioelectrical impedance measurement value at each frequency as in the case where the subject's body parts are in contact with each other. Therefore, even if it is difficult to determine the measurement abnormality of the bioelectrical impedance, the presence or absence of the measurement abnormality of the bioelectrical impedance can be accurately determined based on the Cole circle of the normal data. Therefore, the measurement abnormality of bioelectricity impedance resulting from the contact between the site
- FIG. 6 shows an electrically equivalent circuit of a living tissue.
- FIG. 5 is a schematic electrical block diagram of a body composition meter according to a second embodiment of the present invention. Explanatory drawing of the correction method of measurement data which used Cole circle in modification 1 of the present invention.
- FIG. 1 shows the electrical block configuration of the body composition meter of the first embodiment of the present invention.
- the body composition meter 1 contacts the current application electrodes 2a and 3a and the voltage measurement electrodes 2b and 3b which are in contact with the left and right palms of the subject at the time of measuring the bioelectric impedance of the subject,
- the current application electrodes 4a and 5a and the voltage measurement electrodes 4b and 5b are provided.
- the body composition meter 1 brings a total of eight measurement electrodes (current application electrodes 2a, 3a, 4a, 5a and voltage measurement electrodes 2b, 3b, 4b, 5b) into contact with both hands and both legs of the subject. It is an 8-electrode body composition meter that measures the bioelectrical impedance of a subject.
- the current application electrodes 2a, 3a, 4a, 5a and the voltage measurement electrodes 2b, 3b, 4b, 5b may be collectively referred to as hand-leg electrodes.
- the body composition meter 1 also includes an electrode switching circuit 6, a multi-frequency current application circuit 7, a voltage measurement circuit 8, a load measurement circuit 9, a CPU 10, a display device 19, and a flash ROM (Read Only Memory) 20. And a RAM (Random Access Memory) 21, an input device 22, a power supply 23, and a speaker 24.
- an electrode switching circuit 6 a multi-frequency current application circuit 7, a voltage measurement circuit 8, a load measurement circuit 9, a CPU 10, a display device 19, and a flash ROM (Read Only Memory) 20.
- a RAM Random Access Memory
- the electrode switching circuit 6 is a circuit (switching switch) for switching the electrode used to measure the bioelectrical impedance (switching the impedance measurement path).
- the electrode switching circuit 6 selectively connects two of the current application electrodes 2a, 3a, 4a and 5a to the multi-frequency current application circuit 7 based on a control signal from the CPU 10, and measures voltage. Two of the electrodes 2b, 3b, 4b and 5b are selectively connected to the voltage measurement circuit 8.
- the multi-frequency current application circuit 7 (corresponding to “multi-frequency current application unit” in the claims) is a current source capable of applying alternating current of a plurality of frequencies, and the current of the frequency instructed by the CPU 10 is The voltage is applied between two current application electrodes connected via the electrode switching circuit 6.
- the multi-frequency current application circuit 7 incorporates an output current detection circuit (not shown), detects the current value of the supplied alternating current with the above output current detection circuit, and detects the detected current value. , Output to the impedance measurement circuit 11 of the CPU 10.
- Voltage measurement circuit 8 is a potential difference generated between the two voltage measurement electrodes connected via electrode switching circuit 6 by application of the current from multi-frequency current application circuit 7 described above (ie, a selected subject Detect (measure) a voltage corresponding to the potential difference generated between parts of the body of
- the load measurement circuit 9 described above measures the weight of the subject on the upper surface of the housing of the body composition meter 1.
- the load measurement circuit 9 has a load cell that converts a load into an electrical signal (outputs an electrical signal of a value corresponding to the load).
- a so-called strain gauge type a strain generating body that deforms according to a load when a load is applied, and a strain gauge attached to the strain generating body
- the resistance value of the strain gauge due to the load The method of outputting a voltage value according to the change of.
- the load measurement circuit 9 (of the load cell) has its output value (according to the change in resistance of the strain gauge due to the weight of the subject) according to the subject's weight. Voltage value) changes.
- the output value from the load measurement circuit 9 is converted to a digital value by an A / D converter (not shown) and then sent to the CPU 10 as weight data.
- the CPU 10 obtains the weight of the subject based on the above-mentioned weight data in accordance with the program stored in the flash ROM 20, and stores the obtained weight in the RAM 21.
- the above-mentioned CPU 10 performs control of the entire device of the body composition meter 1 and various calculations.
- the CPU 10 includes an impedance measurement circuit 11, a measurement data Cole circle calculation circuit 12, a normal data Cole circle calculation circuit 13, a measurement abnormality determination circuit 14, a body composition measurement circuit 15, and an abnormality.
- a site identification circuit 16, a remeasurement control circuit 17, and a contact impedance measurement circuit 18 are provided.
- the CPU 10 including these circuits 11 to 18 and the above-described voltage measurement circuit 8 are circuits created using basic functional blocks of the microcomputer.
- the impedance measurement circuit 11, the measurement data Cole circle calculation circuit 12, the measurement abnormality determination circuit 14, the body composition measurement circuit 15, the abnormal part specification circuit 16, the remeasurement control circuit 17, and the contact impedance measurement circuit 18 each have an impedance in claims.
- the measurement unit corresponds to a measurement data Cole circle calculation unit, a measurement abnormality determination unit, a body composition measurement unit, an abnormal part specification unit, a remeasurement control unit, and a contact impedance measurement unit.
- the CPU 10 reads the program stored in the flash ROM 20, whereby the body composition meter 1, which is a computer, executes each process of determination of abnormality in impedance measurement described below.
- the impedance measurement circuit 11 described above is a multi-frequency current application circuit based on the current value of the alternating current detected by the output current detection circuit in the multi-frequency current application circuit 7 and the voltage value detected by the voltage measurement circuit 8 7. Measure the bioelectric impedance Z of the subject at the time of applying an alternating current of each frequency according to 7. Specifically, first, based on the current value of the alternating current detected by the output current detection circuit in the multi-frequency current application circuit 7 and the voltage value detected by the voltage measurement circuit 8, the impedance measurement circuit 11 The absolute value
- the impedance measurement circuit 11 is configured to have a current waveform obtained based on the current value of the alternating current detected by the output current detection circuit and a voltage waveform obtained based on the voltage value detected by the voltage measurement circuit 8. Based on this, a phase angle (impedance angle) ⁇ , which is the amount of phase shift of the voltage with respect to the current, is determined. Then, the impedance measurement circuit 11 calculates the resistance R and the reactance X based on the absolute value
- the measurement data Cole circle calculation circuit 12 calculates the Cole circle of the measurement data using the resistance R and reactance X in the bioelectric impedance Z of each frequency (of the measurement target region) measured by the above-mentioned impedance measurement circuit 11 Do.
- “Cole circle” means a circle according to the so-called Cole-Cole arc rule.
- “Cole-Cole arc rule” means that measured values (resistance (resistance) component and capacitance component (negative reactance component) of impedance) sampled at various frequencies are plotted on a complex plane. As you go ("Cole-Cole plot"), it means that the locus of the plotted points will be an arc shape such as a semicircle.
- the normal data Cole circle calculation circuit 13 calculates the Cole circle of normal data using resistance R 'and reactance X' in data of normal bioelectrical impedance Z 'at each frequency of the measurement target portion stored in the flash ROM 20. Do.
- the data of the normal bioelectrical impedance Z 'described above may be data of the past normal (when there is no measurement abnormality) of the subject who is currently to be measured, or a plurality of persons. It may be data of the average value of normal bioelectrical impedance collected from the population of
- the measurement abnormality determination circuit 14 performs bioelectricity based on the deviation amount of the Cole circle of the measurement data calculated by the measurement data Cole circle calculation circuit 12 with respect to the Cole circle of the normal data calculated by the normal data Cole circle calculation circuit 13. It is determined whether or not the measurement of impedance Z is abnormal.
- the body composition measurement circuit 15 obtains an index related to the body composition of the subject based on the bioelectric impedance Z (resistance R and reactance X) measured by the impedance measurement circuit 11. More specifically, the body composition measurement circuit 15 uses the bioelectric impedance Z (resistance R and reactance X) measured by the impedance measurement circuit 11, the weight of the subject stored in the RAM 21, and the input device 22. Subject's body fat rate, muscle mass, estimated bone mass, visceral fat level, basal metabolic rate, body water content, etc. based on the subject's personal data such as height, age, and gender, which are input by the subject (user) Calculate the index of body composition of
- the abnormal part specifying circuit 16 determines the presence or absence of the measurement abnormality of the bioelectric impedance Z in a plurality of impedance measurement paths (hereinafter abbreviated as “measurement path”) in the subject's body by the measurement abnormality determination circuit 14.
- the site as the generation source of the measurement abnormality in the subject's body is identified based on the determination result of the measurement abnormality in the plurality of measurement paths.
- the re-measurement control circuit 17 is generally used to measure the bioelectrical impedance Z of the site that is the generation source of the measurement anomaly when the measurement error occurs in any of the plurality of measurement paths.
- the contact impedance measurement circuit 18 measures the contact impedance generated between the measurement electrode used to measure the bioelectric impedance of the subject and the body of the subject (mainly, hands and legs).
- the measurement path includes a path (current path) between the current application electrodes and a path (voltage measurement path) between the voltage measurement electrodes.
- the display device 19 displays various pieces of information such as guidance information of the operation to the user (subject), the determination result of measurement abnormality by the measurement abnormality determination circuit 14, and an index related to the body composition measured by the body composition measurement circuit 15.
- the display device 19 is configured by a liquid crystal display provided with a backlight, but may be configured by another type of display device such as an organic EL display.
- the speaker 24 outputs a voice for guidance to the user (subject), an alarm sound, and the like.
- the flash ROM 20 is a rewritable non-volatile memory, and stores various programs and setting data, personal data such as height, age, sex of the subject, history data of measured values of the subject, and the like.
- the flash ROM 20 also stores a normal database.
- the normal database stores data of normal bioelectrical impedance Z 'at each frequency of each of the measurement sites described above.
- the RAM 21 is used as a work area of the CPU 10 when executing various programs.
- the input device 22 is used for various input operations such as an instruction input to the body composition meter 1 and an input of personal data such as a height, an age, and a gender of a subject required for measurement.
- the power supply 23 supplies power to each part of the body composition meter 1.
- Type of impedance measurement error With regard to the bioelectrical impedance Z of the subject measured by the impedance measurement circuit 11, a situation may occur in which an impedance Z having a value different from the impedance Z to be originally measured is measured for various reasons. Such a situation is also referred to as impedance measurement error. (1) The subject's body parts are in contact with each other, (2) the subject's hands and legs are not properly in contact with the electrodes (hand-leg electrodes and the subject's body Poor contact) and (3) the subject's hand or leg is extremely dry. The body composition meter of the present invention determines the occurrence of an impedance measurement abnormality caused by at least (1).
- the main body composition meter 1 is mainly based on the deviation amount of the Cole circle of the measurement data calculated by the measurement data Cole circle calculation circuit 12 with respect to the Cole circle of the normal data calculated by the normal data Cole circle calculation circuit 13 It is determined whether or not the measurement of the bioelectrical impedance Z is abnormal.
- the normal data Cole circle calculation circuit 13 uses resistance R ′ and reactance X ′ in the data of normal bioelectrical impedance Z ′ at each frequency of the measurement target portion stored in the normal database, as shown in FIG. Calculate Cole circle C0 of normal data in Further, the measurement data Cole circle calculation circuit 12 calculates a Cole circle of measurement data using resistance R and reactance X at each frequency of the measurement target portion measured by the above-mentioned impedance measurement circuit 11.
- Cole circle C1 of measurement data 1 and Cole circle 2 of measurement data 2 which is measurement data different from measurement data 1 are shown in FIG. In FIG.
- the arcs of Cole circles C0, C1, and C2 are also drawn in the positive region of reactance X on the premise that the Cole circle is a circle according to the so-called Cole-Cole arc rule.
- the living body does not include a coil component, there is no actual measurement value in the positive region of reactance X.
- the Cole circle can be obtained from points (three or more measurement points) on the complex number plane corresponding to the resistance and reactance measured at three or more frequencies. This is generally because the circle CL1 passing through the three points A, B and C is uniquely determined as shown in FIG. 3A.
- FIG. 3 (a) shows how to draw a circle passing through three points A, B and C.
- the center O of the circle CL1 passing through the three points A, B and C is the intersection point of the vertical bisector 11 of the chord AB and the vertical bisector 12 of the chord BC,
- the value of resistance R measured at a frequency of 20 kHz or more and 100 kHz or less approximates the value of the x axis of the center of a Cole circle on a complex plane.
- the Cole circle can be determined from the point (measurement point) on the complex number plane corresponding to the resistance and reactance measured at two or more frequencies including one or more frequencies from 20 kHz to 100 kHz.
- the resistance R value of the measurement result at the frequency at which the reactance is the smallest is the value of the x axis at the center of the Cole circle on the complex plane.
- FIG. 3B shows these two points A and B when the value of the x axis of one of the two points A and B coincides with the value x a of the x axis of the center O a of the circle. It shows how to draw a passing circle.
- Main body composition meter 1 is mainly based on the deviation amount of Cole circle of measurement data calculated by measurement data Cole circle calculation circuit 12 relative to Cole circle C0 of normal data calculated by normal data Cole circle calculation circuit 13 It is determined whether or not the measurement of the bioelectrical impedance Z is abnormal. Specifically, for example, the center O 1 of the Cole circle calculated from the measurement data is obtained from the center O 0 of the Cole circle C0 of the normal data, as shown by a Cole circle C1 of the measurement data 1 shown by a broken line in FIG.
- the measurement abnormality determination circuit 14 determines that there is a measurement abnormality of bioelectric impedance (when a measurement abnormality occurs) when it deviates from the normal range LMT at the center of the circle (out of the range of the normal range LMT) judge. That is, the measurement abnormality determination circuit 14 determines the presence or absence of the measurement abnormality of the bioelectrical impedance Z based on the deviation amount of the center O 1 of the Cole circle C1 of the measurement data 1 with respect to the center O 0 of the Cole circle C0 of the normal data. Do.
- the above-mentioned normal database may be created from data of normal bioelectrical impedance Z ′ (group normal data) collected from a large number of normal subject populations, or the past of the subject who is the current measurement target. It may be created from data of normal bioelectrical impedance Z '(intra-individual normal data).
- FIG. 4 shows the normal range of data (data of resistance R and reactance X) of bioelectric impedance Z at a certain frequency created (calculated) from the above-mentioned individual normal data, calculated from the group normal data, And in comparison to the normal range of bioelectrical impedance Z data at the same frequency. These normal ranges are indicated by equal percentage deviation ellipses (confidence ellipses) of a predetermined percentage (eg, 95%).
- abnormal data of a certain subject means the above-mentioned normal data in the individual.
- abnormal data of a certain subject in FIG. 4
- the “deviation amount of Cole circle of measured data” (with respect to Cole circle of normal data) in the claims is the center O of Cole circle C1 of measurement data 1 with respect to the center O 0 of Cole circle C0 of normal data.
- the measurement abnormality determination circuit 14 calculates the normal data Cole circle calculation circuit 13 in the area inside the Cole circle C1 of the measurement data 1 calculated by the measurement data Cole circle calculation circuit 12. Based on the area of the portion AR1 not included inside the Cole circle C0 of the normal data, the presence or absence of the measurement abnormality of the bioelectrical impedance Z may be determined.
- the “deviation amount of Cole circle of measurement data” (with respect to Cole circle of normal data) in the claims is the inside of Cole circle C0 of normal data in the region inside Cole circle C1 of measurement data 1 The area of the portion AR1 not included in
- the measurement abnormality determination circuit 14 has a radius r0 of the Cole circle C0 of normal data and a radius r2 of the Cole circle C2 of the measurement data 2 calculated by the measurement data Cole circle calculation circuit 12. Based on the amount of difference, the presence or absence of the measurement abnormality of bioelectricity impedance may be determined.
- the “deviation amount of Cole circle of measured data” (with respect to Cole circle of normal data) in the claims is radius r0 of Cole circle C0 of normal data and radius r2 of Cole circle C2 of measurement data 2 Of the difference (r2-r0).
- the measurement abnormality determination circuit 14 measures the abnormality in measurement of the bioelectrical impedance Z based on only the deviation amount of the center O 1 of the Cole circle C1 of the measurement data 1 with respect to the center O 0 of the Cole circle C0 of normal data. Can be determined.
- the presence or absence of measurement abnormality of bioelectrical impedance Z due to the contact between parts of the subject's body the direction of the center of the Cole circle of measurement data with respect to the center of the Cole circle of normal data If the presence or absence of measurement abnormality is determined based on the distance in the x-axis direction, the presence or absence of measurement abnormality can be determined more accurately.
- the contact between the body parts of the subject actually occurring is mainly the contact between the upper limbs of the subject and the trunk, and the contact between the left and right limbs of the subject.
- the measurement abnormality of the bioelectrical impedance Z caused by the contact between the parts of the subject's body is not only when the parts of the body directly contact but also indirectly through the conductor other than the electrode such as metal. It may happen even if it comes in contact.
- the posture when there is no contact between the parts of the subject's body is defined as the normal posture.
- the electrical characteristics (resistance R and reactance X) of the living tissue are generally represented by an electrical equivalent circuit as shown in FIG. That is, the extracellular fluid and the intracellular fluid are represented by resistance components (resistance) R e and R i , and the cell membrane is represented by a capacitive component (negative reactance) C m .
- the circuits shown in FIG. 5 are connected in series.
- the case of contact between the upper limbs (left and right arms) and the trunk among the contact between the body parts of the subject is described as an example, but in the case of contact between the left and right limbs, and the upper limbs (right and left arms) The same applies to the case of contact with the left and right legs.
- FIG. 7 shows an electrical equivalent circuit EC3 composed of the upper limb (upper left arm) and the trunk at the time of contact between the upper limb (or more precisely, the upper left arm) and the trunk.
- an electrical equivalent circuit (corresponding to the tissue at the contact site) in parallel with the electrical equivalent circuit EC1 of the upper left limb or the upper right limb (the upper left arm in FIG. 7)
- the resistance R s of the skin and the electrical equivalent circuit EC 2) of the tissue immediately below the skin are added, so the resistance R and the reactance X largely change as compared with the measured values of the bioelectrical impedance Z in the normal posture.
- R e1 , R i1 , and C m1 in FIG. 7 are the extracellular fluid resistance, intracellular fluid resistance, cell membrane electrical capacitance, R e2 , R i2 , C C of the upper limb (to be precise, the upper left arm, respectively).
- m2 represents the extracellular fluid resistance, the intracellular fluid resistance, and the cell membrane electrical capacitance, respectively, of the tissue immediately below the skin
- R S represents the contact resistance between the skin and the skin.
- the contact resistance R S between the skin and the skin does not contain a capacitive component because the skin has little water, so the electrical capacitance in the skin can be ignored.
- FIG. 7 shows the electrical equivalent circuit EC3 at the time of contact between the upper left arm and the trunk among the contacts between the upper limbs and the trunk, the upper right arm, the left forearm, or the right forearm and the trunk The same applies to the electrical equivalent circuit when the contacts come into contact.
- the electrical equivalent circuit at the time of contact between the left and right limbs and at the time of contact between the upper limb (left and right arms) and the left and right limbs is also similar to the electrical equivalent circuit EC3 shown in FIG.
- FIG. 8 shows the results of plotting the measured values of resistance R and reactance X of the right arm taken by applying current of each frequency at normal time and in contact on a complex number plane.
- resistance R and reactance X are taken on the horizontal axis (x axis) and the vertical axis (y axis), respectively.
- the arrow ARW1 of the curve from low frequency to high frequency in the figure indicates that the frequency of the current used at the time of collecting the measurement data is higher as it goes from the right to the left in the figure.
- the center O 3 of the Cole circle of the measurement data at the time of contact (the Cole circle calculated using the resistance R and reactance X of the right arm measured at the time of contact) is the Cole circle of the measurement data at the normal time It moves in the negative direction of the x-axis (left direction in FIG. 8) from the center O 0 of the Cole circle calculated using the resistance R and reactance X of the right arm measured at the normal time.
- a vector starting from the center O 0 of the Cole circle of the normal measurement data and ending at the center O 3 of the Cole circle of the contact measurement data is v (v x , v y ).
- "Cole circle of measurement data at normal time" in FIG. 8 corresponds to "Cole circle of normal data" in claims and FIG.
- FIG. 9 shows normal measurement data of the right arm (measured values of resistance R and reactance X when current of each frequency is applied) and measurement data when contact of right arm at right side contact (resistance R when current of each frequency is applied) And a locus (impedance locus) of a Cole-Cole plotted (measurement) point, which is created on the basis of and the measured value of the reactance X).
- the center O 3 of the Cole circle of the measurement data in contact is in the negative direction (left direction in FIG. 8) of the x axis than the center O 0 of the Cole circle in the normal measurement data (normal data) Moving. Therefore, the data of normal bioelectrical impedance Z '(group normal data) collected from a large number of normal subject populations stored in the above normal database, or the past normal of the subject being the current measurement target
- the normal data Cole circle calculation circuit 13 calculates the Cole circle of the normal data based on the data (in-individual normal data) of the bioelectric impedance Z ′.
- the measurement data Cole circle calculation circuit 12 uses the resistance R and the reactance X at the bioelectric impedance Z of each frequency (of the measurement target portion) measured by the impedance measurement circuit 11 described above to measure the Cole circle of the measurement data. Calculate
- the measurement abnormality determination circuit 14 uses the center of the Cole circle of the normal data as a starting point and the vector v (v x , v y ) having the center of the Cole circle of measurement data as an end point Whether the condition of (v x ⁇ 0) and (
- the measurement abnormality determination circuit 14 measures the distance between the center of the Cole circle of the measurement data calculated by the measurement data Cole circle calculation circuit 12 and the center of the Cole circle of the normal data (
- the above ⁇ is calculated from the normal data stored in the above normal database,
- the measurement abnormality by this cause can be detected by the method similar to the apparatus of patent document 1. Specifically, when the contact impedance (contact resistance) becomes larger than a certain threshold, it is considered that the subject's hands and legs are not properly in contact with the hand and foot electrodes, so the measurement abnormality determination circuit 14 When a contact impedance having a size equal to or greater than a threshold value is measured by the impedance measurement circuit 18, it is detected that a measurement error caused by a contact failure between the hand-leg electrode and the subject's body has occurred.
- the measurement abnormality determination circuit 14 determines the measurement abnormality of the bioelectrical impedance caused by the contact failure between the measurement electrode (hand and foot electrode) and the subject's body. Determine the presence or absence.
- the CPU 10 uses the electrode switching circuit 6 to measure the contact impedance between the electrode used for the measurement of the bioelectric impedance of this time and the body of the subject.
- the electrodes connected to the multi-frequency current application circuit 7 and the voltage measurement circuit 8 are switched.
- the CPU 10 (the measurement abnormality determination circuit 14) first uses the electrode switching circuit 6 to set the two current application electrodes used for the measurement of the bioelectric impedance of this time to the multi-frequency current application circuit 7 It switches to connect to the voltage measurement circuit 8. Then, (the measurement abnormality determination circuit 14 of) the CPU 10 measures the contact impedance in this current path by the contact impedance measurement circuit 18.
- the measurement abnormality determination circuit 14 of the CPU 10 causes the electrode switching circuit 6 to use the two voltage measurement electrodes used for the measurement of the bioelectric impedance of this time as the multi-frequency current application circuit 7 and the voltage measurement circuit 8 Switch to connect to. Then, (the measurement abnormality determination circuit 14 of) the CPU 10 measures the contact impedance in the voltage measurement path by the contact impedance measurement circuit 18.
- the measurement abnormality determination circuit 14 is configured such that either the contact impedance measured in the path (current path) between the current application electrodes or the contact impedance measured in the path (voltage measurement path) between the voltage measurement electrodes is a threshold value. When it has the above-mentioned size, it is detected that the measurement abnormality resulting from the poor contact between the hand-leg electrode and the subject's body has occurred.
- the measurement abnormality judging circuit 14 of the CPU 10 First, the current application electrodes 2a and 5a are connected to the multi-frequency current application circuit 7 and the voltage measurement circuit 8 by the electrode switching circuit 6, and the contact impedance in this current path is measured by the contact impedance measurement circuit 18. Next, (the measurement abnormality determination circuit 14 of the CPU 10 connects the voltage measurement electrodes 2 b and 5 b to the multi-frequency current application circuit 7 and the voltage measurement circuit 8 by the electrode switching circuit 6, and contacts in this voltage measurement path The impedance is measured by the contact impedance measurement circuit 18.
- the measurement abnormality determination circuit 14 has either the contact impedance measured in the current path between the current application electrodes 2a and 5a or the contact impedance measured in the voltage measurement path between the voltage measurement electrodes 2b and 5b.
- the size is equal to or greater than the threshold value, it is detected that a measurement error has occurred due to poor contact between the hand and foot electrode and the subject's body.
- the time series data of the contact impedance is created as follows. That is, (the measurement abnormality determination circuit 14 of the CPU 10 stores, in the RAM 21 or the flash ROM 20, the contact impedance measured by the contact impedance measurement circuit 18 at a predetermined sampling cycle by the above-described measurement method, Create time series data of contact impedance.
- the measurement abnormality determination circuit 14 determines the presence or absence of the measurement abnormality of the bioelectrical impedance caused by the drying of the hand or the leg of the subject.
- the contact impedance gradually decreases until it reaches a certain convergence value a ( ⁇ ), and approaches the convergence value a. Measurement anomalies resulting from drying of the hands or legs can be detected.
- the measurement abnormality determination circuit 14 determines whether the contact impedance tends to gradually decrease as time passes, based on the above-mentioned time series data of the contact impedance, and has a decreasing tendency. When it is determined, it is determined that the measurement of the bioelectric impedance is abnormal due to the drying of the subject's hand or leg. The measurement abnormality determination circuit 14 determines whether the decrease degree of the contact impedance exceeds the threshold value based on the time series data of the contact impedance described above, and when it is determined that the threshold value is exceeded, It may be determined that an abnormality in measurement of bioelectrical impedance has occurred due to dryness of the hand or leg.
- FIG. 11 is a flowchart showing a process related to determination of measurement abnormality of bioelectricity impedance among processes performed by the main body composition meter 1.
- the CPU 10 of the body composition meter 1 performs a process of identifying the cause of the measurement abnormality of the bioelectrical impedance and a process of specifying the site (abnormal site) that is the generation source of the measurement abnormality in the subject's body. And, when there is an abnormal site, the process of changing the measurement path and re-measuring (measuring again) is performed.
- the measurement abnormality determination circuit 14 of the CPU 10 of the body composition meter 1 selects one of the ten measurement paths shown in FIG. 12 and is included in the selected measurement path. The contact impedance in these paths is measured by the contact impedance measurement circuit 18 for the current path and the voltage measurement path (S1).
- the CPU 10 (the measurement abnormality determination circuit 14) of the body composition meter 1 creates the time series data of the contact impedance by repeating the measurement of the contact impedance in a predetermined sampling cycle.
- the measurement abnormality determination circuit 14 of the CPU 10 of the body composition meter 1 calculates (measures) the resistance R and the reactance X of each frequency in the selected measurement path using the impedance measurement circuit 11. (S2). And (the measurement abnormality determination circuit 14) of the CPU 10 measures the measurement abnormality of the bioelectric impedance due to the contact failure between the measurement electrode (hand and foot electrode) and the subject's body based on the contact impedance measured in S1. The presence or absence is determined (S3).
- the measurement abnormality determination circuit 14 of the CPU 10 determines the bioelectrical impedance that is caused by the drying of the hand or leg of the subject based on the time series data of the contact impedance created from the contact impedance measured in S1. It is determined whether there is a measurement error (S4).
- the CPU 10 calculates the Cole circle of the measurement data by the measurement data Cole circle calculation circuit 12 using resistance R and reactance X of each frequency measured in S2 above. Based on the deviation amount of Cole circle of measurement data with respect to Cole circle of normal data, it is determined whether or not there is a measurement abnormality of bioelectricity impedance caused by contact between parts of the subject's body (S5).
- the center of the Cole circle of the measurement data is a fixed amount in the direction in which the resistance R decreases as viewed from the center of the Cole circle of normal data. It is desirable to make a determination based on whether or not there is a deviation of ⁇ or more.
- the CPU 10 determines that there is a measurement abnormality in at least one of the determinations in S3 to S5, it determines that there is some abnormality in the measurement path.
- the CPU 10 performs the determinations of S3 to S5 for all of the ten measurement paths shown in FIG.
- CPU 10 specifies a part (abnormal part) which is a generation source of the measurement abnormality in the body of the subject based on the determination result of the measurement abnormality in the plurality of measurement paths (S8).
- the remeasurement control circuit 17 of the CPU 10 measures the bioelectric impedance of the portion to be measured by this measurement path Control is performed to re-measure (re-measure) by the impedance measurement circuit 11 using a measurement path that is not a measurement path normally used for impedance measurement (change the measurement path) (S9).
- a dashed arrowed curve indicates a current path
- a solid arrowed curve indicates a voltage measurement path.
- the abnormal part specifying circuit 16 detects the right arm, the left arm, the right leg, and the left leg of the subject based on a combination of determination results of measurement abnormalities in a plurality of measurement paths among the ten measurement paths shown in FIG. Identify where in our house the anomaly is happening.
- the reason why the abnormal part specifying circuit 16 uses a combination of determination results of measurement abnormality in a plurality of measurement paths for specifying a part of a subject in which an abnormality has occurred will be described.
- bioelectricity impedance in the measurement path including the voltage measurement electrode corresponding to the part in contact with other parts is affected.
- the voltage measurement electrode corresponding to the portion in contact with the other portion is not included in the voltage measurement path, and the current measurement electrode corresponding to the portion in contact with the other portion is The bioelectrical impedance in the measurement path included in the measurement path is not affected.
- the measurement path including the voltage measurement electrode 3b in the voltage measurement path that is, the measurement path of the right body shown in FIG. 12
- the measurement paths of both arms, the measurement of the right arm It affects all of the bioelectrical impedance in the path, the measurement path of the left arm, and the measurement path between the right arm and the left leg.
- the electrode for measuring the voltage or the current for poor contact with the subject's body and contact And the contact impedance is affected, which includes a voltage measurement electrode or current measurement electrode in contact with the extremely dry subject's hand or leg in the measurement path.
- a measurement path including the current application electrode 3a in the current application path and a measurement path including the voltage measurement electrode 3b in the voltage measurement path ie, FIG.
- the measurement paths of the right body, both arms, right leg, right arm, left arm, and right arm-left leg are all affected by the contact impedance in the measurement path of the right body shown in .
- the abnormal part specifying circuit 16 specifies the part of the subject in which the abnormality has occurred based on the combination of the determination results of the measurement abnormality in the plurality of measurement paths.
- the identification result of the above-mentioned abnormal part may be informed to the subject by a method of displaying on the display device 19 or the like, and in the remeasurement process shown in the above S9, when determining the measurement path to be used at the remeasurement. You may use it.
- a dashed arrowed curve indicates a current path
- a solid arrowed curve indicates a voltage measurement path.
- the bioelectrical impedance of the site to be measured by the original measurement path is It becomes possible to change (measure) the measurement path of the bioelectricity impedance and to measure (collect).
- the remeasurement control circuit 17 of the CPU 10 when it is difficult to bring the right leg into contact with the current application electrode (corresponding to 5a in FIG. 1) for the right leg, (the remeasurement control circuit 17) of the CPU 10 is a broken line as shown in FIG.
- the bioelectrical impedance of the right arm (the site to be measured by the original measurement path) can be measured by the impedance measurement circuit 11 by changing (switching) the current path indicated by and using the changed current path.
- the current path is a current path connecting the right leg and the right arm (a current path connecting current from the right leg to the right arm), and a current path connecting the left leg and the right arm (the current flowing from the left leg to the right arm) It is switched to the route).
- (the remeasurement control circuit 17) of CPU10 may use the process result of the specific process of the abnormal site
- the bioelectricity is calculated based on the deviation of the Cole circle of the measurement data with respect to the Cole circle of the normal data calculated using the data of the normal bioelectrical impedance. It was made to judge the presence or absence of the measurement error of the impedance.
- the bioelectricity is calculated based on the magnitude of the variation in the impedance locus of the subject's bioelectrical impedance measurement value at each frequency as in the case where the subject's body parts are in contact with each other.
- the presence or absence of the measurement abnormality of the bioelectrical impedance can be accurately determined based on the Cole circle of the normal data. Therefore, the measurement abnormality of bioelectricity impedance resulting from the contact between the site
- the body composition meter 1 of the present embodiment even if there is a measurement abnormality of bioelectricity impedance caused by the contact between parts in the body of the subject, a method such as reporting the measurement abnormality to the subject By this, it is possible to prevent the subject from misinterpreting the body composition index obtained based on the incorrect bioelectrical impedance data as the correct one and taking the wrong action such as excessive eating or exercise.
- the measurement data Cole circle calculation circuit 12 includes at least three or more frequencies or one or more frequencies of 20 kHz or more and 100 kHz or less by the impedance measurement circuit 11. The resistance and reactance measured at one or more frequencies were used to calculate the Cole circle of the measured data. As a result, as described in FIGS. 3A and 3B, the Cole circle can be reliably calculated (drawn).
- the direction of the center of the Cole circle of the measurement data calculated by the measurement data Cole circle calculation circuit 12 with respect to the center of the Cole circle of normal data Based on the distance in the x-axis direction and the x-axis direction, it is determined whether or not there is a measurement abnormality of the bioelectrical impedance caused by the contact between parts of the subject's body.
- the center of the Cole circle of the measurement data moves in the negative direction of the x-axis.
- the measurement data determination circuit 14 further includes a contact impedance measurement circuit 18 that measures the contact impedance generated between the measurement electrode and the subject's body.
- a contact impedance measurement circuit 18 that measures the contact impedance generated between the measurement electrode and the subject's body.
- the processing of determining the presence or absence of measurement abnormality of bioelectric impedance caused by the contact between the parts of the subject's body based on the direction of the center of the Cole circle and the x-axis direction of the measurement data for the Cole circle of A process of determining the presence or absence of a measurement abnormality of bioelectrical impedance caused by a contact failure between the measurement electrode and the subject's body based on the contact impedance measured by the contact impedance measurement circuit 18, and the contact impedance measurement circuit 18 Subject's hand or leg dry based on time series data of contact impedance measured by Due to, and to perform a process of determining whether the measurement abnormality of the bioelectrical impedance.
- the bioelectrical impedance of the portion to be measured by this measurement path is The remeasurement control circuit 17 is controlled to perform measurement again by the impedance measurement circuit 11 using a measurement path that is not a measurement path normally used for impedance measurement of this portion. This measures, for example, the bioelectrical impedance of the area to be measured by the original measurement path, even if there is a defect in one hand or leg, and even if there is paralysis and it is difficult to bring the limbs into contact with the electrode. can do.
- the electrical block configuration of the body composition meter 1 of the second embodiment shown in FIG. 14 does not include the re-measurement control circuit 17 (see FIG. 1) in the first embodiment, and the notification control circuit 31. It is the same as that of the body composition meter 1 of 1st Embodiment except the point provided. Therefore, the components (blocks) other than the notification control circuit 31 in FIG. 14 are assigned the same reference numerals as the respective blocks in FIG. 1 and the description thereof is omitted.
- the above notification control circuit 31 corresponds to the notification control unit in the claims.
- the notification control circuit 31 When it is determined by the measurement abnormality determination circuit 14 that the measurement abnormality determination circuit 14 has a measurement abnormality of the bioelectrical impedance, the notification control circuit 31 appropriately responds to the subject (such as taking an appropriate posture) according to the cause of the measurement abnormality. Control to give a notification to urge to take action. For example, when the measurement abnormality determination circuit 14 determines that there is a measurement abnormality of the bioelectric impedance caused by the contact between the regions of the subject's body, the region to be measured is the left arm (FIG.
- the notification control circuit 31 displays the contact point (in this case, between the upper left limb and the trunk) on the display device 19 and takes up the space between the upper left limb and the trunk, Alternatively, a message is displayed on the display device 19 for promoting non-contact between the left upper limb and the trunk by interposing a non-conductive substance (such as a towel) between the left upper limb and the trunk. ). Also, if the measurement abnormality determination circuit 14 determines that there is a measurement abnormality of bioelectricity impedance caused by dryness of the subject's hand or leg, "the hands and feet should be wet, so it should be wet with water.” Etc. are displayed (presented) on the display device 19.
- the notification (message presentation, etc.) for prompting the subject to take appropriate measures may be performed using the speaker 24 instead of the display device 19. Further, the notification control circuit 31 may change the details of the countermeasure to be taken by the subject using the result of the process of identifying the abnormal part shown in S8 in FIG.
- the body composition meter 1 of the present embodiment As described above, a notification for identifying the cause of the measurement abnormality of bioelectricity impedance and prompting the subject to take appropriate measures.
- the subject can take appropriate measures based on this notification. Therefore, according to the body composition meter 1 of the present embodiment, since it is possible to acquire the value of the subject's accurate bioelectrical impedance, the body composition is accurately measured based on the value of the accurate bioelectrical impedance. be able to.
- Modification 1 In the first embodiment, when there is a measurement abnormality in any of the plurality of measurement paths, the CPU 10 measures the bioelectrical impedance of the portion to be measured by this measurement path. I changed it so that I could measure it again. However, even if there is a measurement error in any of the measurement paths, if the bioelectrical impedance can be correctly measured at three or more frequencies in this measurement path, it was measured at these three or more frequencies. From the bioelectric impedance (resistance and reactance), an appropriate Cole circle is estimated (determined), and the bioelectric impedance value (measurement data) measured at the frequency when the measurement could not be correctly (there was a measurement abnormality) is corrected You may do it.
- the CPU 10 determines from the normal impedance range (normal range calculated from the group normal data or normal range calculated from the individual normal data) at each frequency shown in FIG. Judging whether or not it deviates.
- the normal impedance range normal range calculated from the group normal data or normal range calculated from the individual normal data
- 5 [kHz] As a specific correction method, as shown in FIG. 15, for example, when the measured data at 5 [kHz] is abnormal (when it deviates from the normal range of impedance at 5 [kHz]), 5 [kHz]
- the Cole circle is estimated using data that can be measured correctly (without departing from the normal impedance range), and the measurement data at 5 [kHz] is corrected. That is, the measurement data at 5 [kHz] is replaced with the value of the bioelectric impedance (resistance and reactance) (correction data in FIG. 15) at a point corresponding to the frequency of 5 [kHz] on the Cole circle.
- Modification 2 In addition, the result of “measurement abnormality determination due to contact between parts of the body” (see S5 in FIG. 11) for each subject is stored in the flash ROM 20 for a predetermined period, and the measurement abnormality for the predetermined period is Subject character analysis may be performed based on the data of the determination result. Specifically, the contact between the parts of the subject's body (mainly contact between the subject's upper extremity and trunk, and contact between the subject's left and right limbs) means that the subject has an irregular measurement posture The fact that the measurement posture is irregular indicates that the subject is prone to scrutiny.
- the subject's personality analysis (the subject's tendency to be scrutiny from the proportion of the data judged to have a measurement abnormality due to contact between parts of the body among the data of the judgment result of the measurement abnormality for the predetermined period is Analysis) can be performed.
- the body shape of the subject may be predicted (detected) from the determination result of “measurement abnormality caused by contact between parts of the body” for each subject and the BMI (Body Mass Index).
- BMI Body Mass Index
- the CPU 10 detects that the subject is X legs.
- the CPU 10 detects the contact between the left and right legs as described above.
- the region to be measured is both legs (
- the CPU 10 detects the contact between the left and right legs of the subject in FIG.
- the CPU 10 may propose to the subject clothes that match the detected (predicted) figure.
- Modification 4 Further, in the body composition meter 1, when the same determination result of measurement abnormality (of bioelectrical impedance) is obtained for any subject, contact between parts of the subject's body, contact failure between the measurement electrode and the subject's body There is a high possibility that it is not a measurement abnormality caused by the human body of the subject, such as dryness of the subject's hand or leg, but a measurement abnormality caused by an abnormality of the body composition meter 1 itself. Therefore, in this case, the CPU 10 may perform control to present the user such as the subject that the possibility of the failure of the device itself of the body composition meter 1 is high. Specifically, for example, a message such as “There is a high possibility of breakdown of the body composition meter” is displayed on the display device 19.
- the Cole circle of normal data is calculated by the normal data Cole circle calculation circuit 13 in the CPU 10 of the body composition meter 1, and the bioelectric impedance is measured using the calculated Cole circle of normal data.
- An example of determining the presence or absence of an abnormality is shown.
- the body composition meter of the present invention is not limited to this.
- Cole circles of normal data created (calculated) from population normal data are stored in the flash ROM, The Cole circle of data may be used to determine the presence or absence of a measurement abnormality of bioelectrical impedance.
- the body composition measuring circuit determines an indicator related to the body composition of the subject based on the bioelectric impedance measured by the impedance measuring circuit only when the measurement abnormality judging circuit determines that there is no measurement abnormality of the bioelectric impedance. Not only when it is determined by the measurement abnormality determination circuit that there is no measurement abnormality of the bioelectrical impedance, but also when it is determined that there is a measurement abnormality, the index related to the body composition of the subject is You may ask for it.
- Modification 8 The body composition meter 1 according to the second embodiment of the present invention described above does not include the remeasurement control circuit 17 (see FIG. 1). However, as a modification of the body composition meter 1 of the second embodiment, a remeasurement control circuit 17 may be further provided. That is, when the measurement abnormality determination circuit 14 determines that there is a measurement abnormality of the bioelectrical impedance based on the result of the remeasurement by the remeasurement control circuit 17, the notification control circuit 31 responds to the cause of the measurement abnormality, Control may be performed to notify the subject to take appropriate measures (such as taking an appropriate posture).
- the abnormal part specifying circuit 16 is not necessarily required. In this case, even when the measurement abnormality determination circuit 14 determines that there is an abnormal part (YES in S7 of the flowchart of FIG. 11), the notification control circuit 31 performs control to notify that there is an abnormal part. Good.
- the CPU 10 of the body composition meter 1 includes the impedance measurement circuit 11, the measurement data Cole circle calculation circuit 12, the normal data Cole circle calculation circuit 13, the measurement abnormality determination circuit 14, and the body composition measurement circuit 15. , An abnormal part specifying circuit 16, a remeasurement control circuit 17, a contact impedance measurement circuit 18, and a notification control circuit 31.
- the processing unit of the computer comprising at least a processing unit such as a CPU and a storage unit such as a flash ROM and a RAM separate from the body composition meter 1 comprises an impedance measuring circuit 11 and a measurement data Cole circle calculation circuit 12.
- At least one of normal data Cole circle calculation circuit 13, measurement abnormality determination circuit 14, body composition measurement circuit 15, abnormal part specification circuit 16, remeasurement control circuit 17, contact impedance measurement circuit 18, and notification control circuit 31 It may be made to function.
- a storage medium that is a storage unit of the computer or a storage device connected to the computer stores a program (body composition measurement program) that causes the processing unit of the computer to function as each circuit. That is, the computer receives the current value of the output alternating current and the detected voltage value from a general body composition meter connected via wire or wireless by executing the program. The process which concerns on determination of the impedance measurement abnormality which was demonstrated by said each embodiment is performed. Examples of such a computer include a PC (Personal Computer), a mobile terminal such as a smartphone, and the like.
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Abstract
体組成計は、複数の周波数の交流電流を被験者の身体に印加するマルチ周波数電流印加部と、マルチ周波数電流印加部による各周波数の交流電流印加時における、被験者の生体電気インピーダンスを測定するインピーダンス測定部と、インピーダンス測定部によって測定された生体電気インピーダンスに基づいて、被験者の体組成に関する指標を求める体組成測定部と、インピーダンス測定部によって測定された各周波数の生体電気インピーダンスにおけるレジスタンスとリアクタンスを用いて、測定データのCole円を算出する測定データCole円算出部と、正常な生体電気インピーダンスのデータを用いて算出した正常データのCole円(C0)に対する、測定データCole円算出部により算出された測定データのCole円(C1)のずれ量に基づいて、生体電気インピーダンスの測定異常の有無を判定する測定異常判定部とを備える。
Description
本発明は、被験者の体組成を測定する体組成計及び体組成測定プログラムに関し、より詳細には、体組成の測定に用いられる生体電気インピーダンスの測定異常を判定する技術に関する。
従来から、被験者の体脂肪率、内臓脂肪レベル、筋肉量等の体組成に関する指標を測定する体組成計が知られている。この体組成計は、被験者の体重と生体電気インピーダンスを測定し、測定した体重及び生体電気インピーダンスに加えて、入力された被験者の性別、身長、年齢等の情報に基づき、被験者の体脂肪率、内臓脂肪レベル、筋肉量等の体組成に関する指標を算出する。なお、本明細書において、上記の体脂肪率等の体組成に関する指標を測定(算出)することを、「体組成を測定する」という。
この種の装置の分野において、被験者の身体と測定用電極との接触面積の少なさ等に起因して、被験者の身体(正確には、手足の皮膚)と測定用電極(電流印加用電極及び電圧測定用電極)との間の接触インピーダンス(接触抵抗)が大きくなっている場合に、生体(電気)インピーダンスの測定異常を検出する生体インピーダンス測定装置が知られている(特許文献1参照)。この装置は、被験者の身体に一定の値の交流電流を流すための定電流源を備え、この定電流源からの電流印加用電極への供給電圧が、最大供給電圧範囲内に設定された許容供給電圧範囲を超えたとき、又は電圧測定用電極から差動増幅回路への入力電圧が、最大供給電圧範囲内に設定された許容供給電圧範囲を超えたときに、被験者の身体と測定用電極との間の接触インピーダンス(接触抵抗)が大きくなっているために、生体インピーダンスの測定異常が生じていると検出(判定)する。なお、上記の接触インピーダンスとは、測定用電極と被験者の身体との間に発生するインピーダンスのことである。
また、この種の装置の分野において、被験者の姿勢が好ましくない場合、及び被験者の身体の一部がベッドの枠などの金属部材に接触している場合等において、生体電気インピーダンスが正確に測定できなかったときに、不正確な身体組成推計値が出力されて、被験者の体組成が誤認されることを抑制するようにした身体組成推計装置が知られている(特許文献2参照)。この装置は、被験者の生体電気インピーダンス測定値に基づいてインピーダンス軌跡を算出し、各周波数における被験者の生体電気インピーダンス測定値のインピーダンス軌跡に対するバラツキの大きさに基づいて、生体電気インピーダンスの測定に異常があったと判断する。具体的には、この装置は、Σe(f)2、下記の式(1)で求められるΣe’(f)2、又は下記の式(2)で求められるΣe’’(f)2が、予め定められた閾値を超えるときに、生体電気インピーダンスの測定に異常があったと判断する。
Σe’(f)2=Σ{e(f)/r}2・・・(1)
Σe’’(f)2=Σ{e(f)/h}2・・・(2)
ここで、e(f)は、周波数fにおける生体電気インピーダンスと、測定した各周波数における生体電気インピーダンスから算出したインピーダンス軌跡との間の所定方向における距離を表し、rは、インピーダンス軌跡の半径を表し、hは、被験者の身長を表す。
Σe’(f)2=Σ{e(f)/r}2・・・(1)
Σe’’(f)2=Σ{e(f)/h}2・・・(2)
ここで、e(f)は、周波数fにおける生体電気インピーダンスと、測定した各周波数における生体電気インピーダンスから算出したインピーダンス軌跡との間の所定方向における距離を表し、rは、インピーダンス軌跡の半径を表し、hは、被験者の身長を表す。
一般に、体組成計における生体電気インピーダンスの測定値が異常となる(生体電気インピーダンスの測定に異常が生じる)主な状況(原因)としては、
・被験者の手又は脚が電極にきちんと接触していない場合
・被験者の手又は脚が極端に乾燥している場合
・被験者の掌又は脚の裏の皮膚が極端に厚い場合
・被験者の上肢と体幹、あるいは左右下肢同士等の、被験者の身体の部位同士が接触している場合(被験者の皮膚同士の接触で、被験者の身体の部位同士に通電が生じる場合)
・被験者の身体が金属等の導電体に接触している場合
といったことが挙げられる。
・被験者の手又は脚が電極にきちんと接触していない場合
・被験者の手又は脚が極端に乾燥している場合
・被験者の掌又は脚の裏の皮膚が極端に厚い場合
・被験者の上肢と体幹、あるいは左右下肢同士等の、被験者の身体の部位同士が接触している場合(被験者の皮膚同士の接触で、被験者の身体の部位同士に通電が生じる場合)
・被験者の身体が金属等の導電体に接触している場合
といったことが挙げられる。
上記の状況のうち、被験者の手又は脚が電極に接触していない、又は手又は脚が極端に乾燥しているといったように、被験者の身体と測定用電極との接触インピーダンス(接触抵抗)が大きくなっている場合に生じる、生体電気インピーダンスの測定異常は、上記特許文献1に記載の装置により検出することができる。けれども、例えば、被験者の上肢と体幹等の、被験者の身体の部位同士が接触している場合には、被験者の身体と測定用電極との接触抵抗は、被験者の身体の部位同士が接触していない場合と比べて、大きくなるとは限らないため、上記特許文献1に記載の装置では、被験者の身体の部位同士の接触に起因する生体電気インピーダンスの測定異常を検出することができない。
また、上記特許文献2に記載の装置は、被験者の生体電気インピーダンス測定値に基づいてインピーダンス軌跡を算出し、各周波数における被験者の生体電気インピーダンス測定値のインピーダンス軌跡に対するバラツキの大きさに基づいて、電極の接触不良等の外乱に起因する生体電気インピーダンスの測定異常を判定する。しかしながら、上記の測定異常を生じさせる状況のうち、被験者の身体の部位同士が接触している場合(身体の部位同士が金属等の導電体を介して間接的に接触している場合も含む)には、各周波数における生体電気インピーダンス測定値のインピーダンス軌跡に対するバラツキが大きいとは限らないので、このバラツキの大きさに基づいて、生体電気インピーダンスの測定異常を判定する方法では、生体電気インピーダンスの測定異常を正確に検出することができない可能性がある。
本発明は、上記課題を解決するものであり、被験者の身体における部位同士の接触に起因する、生体電気インピーダンスの測定異常を正確に検出することが可能な体組成計及び体組成測定プログラムを提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明の第1の態様による体組成計は、複数の周波数の交流電流を、被験者の身体に印加するマルチ周波数電流印加部と、前記マルチ周波数電流印加部による各周波数の交流電流印加時における、前記被験者の生体電気インピーダンスを測定するインピーダンス測定部と、前記インピーダンス測定部によって測定された生体電気インピーダンスに基づいて、前記被験者の体組成に関する指標を求める体組成測定部と、前記インピーダンス測定部によって測定された各周波数の生体電気インピーダンスにおけるレジスタンスとリアクタンスを用いて、測定データのCole円を算出する測定データCole円算出部と、正常な生体電気インピーダンスのデータを用いて算出した正常データのCole円に対する、前記測定データCole円算出部により算出された測定データのCole円のずれ量に基づいて、前記生体電気インピーダンスの測定異常の有無を判定する測定異常判定部とを備えるものである。なお、本明細書において、「Cole円」とは、いわゆるCole-Coleの円弧則に従った円を意味する。また、本明細書において、「Cole-Coleの円弧則」とは、色々な周波数で採取したインピーダンスのレジスタンス(抵抗)成分と容量成分(負のリアクタンス成分)を複素数平面上にプロットしていくと、プロットした点の軌跡が、半円等の円弧状の形状になるという法則を意味する。
本発明の第2の態様による体組成測定プログラムは、被験者の身体に印加される複数の周波数の交流電流の各周波数の交流電流印加時における、前記被験者の生体電気インピーダンスを測定する工程と、前記被験者の生体電気インピーダンスを測定する工程によって測定された生体電気インピーダンスに基づいて、前記被験者の体組成に関する指標を求める工程と、前記被験者の生体電気インピーダンスを測定する工程によって測定された各周波数の生体電気インピーダンスにおけるレジスタンスとリアクタンスを用いて、測定データのCole円を算出する工程と、正常な生体電気インピーダンスのデータを用いて算出した正常データのCole円に対する、前記測定データのCole円を算出する工程により算出された測定データのCole円のずれ量に基づいて、前記生体電気インピーダンスの測定異常の有無を判定する工程と、をコンピュータに実行させる。
本発明の体組成計及び体組成測定プログラムによれば、正常な生体電気インピーダンスのデータを用いて算出した正常データのCole円に対する、測定データのCole円のずれ量に基づいて、生体電気インピーダンスの測定異常の有無を判定するようにした。これにより、上記特許文献2に記載の装置と異なり、被験者の身体の部位同士が接触している場合のように、各周波数における被験者の生体電気インピーダンス測定値のインピーダンス軌跡に対するバラツキの大きさに基づいて、生体電気インピーダンスの測定異常を判定することが難しい場合でも、正常データのCole円を基準にして、生体電気インピーダンスの測定異常の有無を正確に判定することができる。従って、被験者の身体における部位同士の接触に起因する、生体電気インピーダンスの測定異常を正確に検出することができる。
以下、本発明を具体化した実施形態による体組成計について、図面を参照して説明する。
<1.体組成計の構成>
図1は、本発明の第1の実施形態の体組成計の電気的ブロック構成を示す。体組成計1は、被験者の生体電気インピーダンスの測定時に、被験者の左右の手のひらに接触される電流印加用電極2a,3a及び電圧測定用電極2b,3bと、被験者の左右の足裏に接触される電流印加用電極4a,5a及び電圧測定用電極4b,5bを備えている。すなわち、この体組成計1は、被験者の両手と両脚に合計8つの測定用電極(電流印加用電極2a,3a,4a,5a、及び電圧測定用電極2b,3b,4b,5b)を接触させて、被験者の生体電気インピーダンスを測定する8電極式体組成計である。なお、本明細書において、上記の電流印加用電極2a,3a,4a,5a、及び電圧測定用電極2b,3b,4b,5bを、手脚電極と総称することがある。
<1.体組成計の構成>
図1は、本発明の第1の実施形態の体組成計の電気的ブロック構成を示す。体組成計1は、被験者の生体電気インピーダンスの測定時に、被験者の左右の手のひらに接触される電流印加用電極2a,3a及び電圧測定用電極2b,3bと、被験者の左右の足裏に接触される電流印加用電極4a,5a及び電圧測定用電極4b,5bを備えている。すなわち、この体組成計1は、被験者の両手と両脚に合計8つの測定用電極(電流印加用電極2a,3a,4a,5a、及び電圧測定用電極2b,3b,4b,5b)を接触させて、被験者の生体電気インピーダンスを測定する8電極式体組成計である。なお、本明細書において、上記の電流印加用電極2a,3a,4a,5a、及び電圧測定用電極2b,3b,4b,5bを、手脚電極と総称することがある。
また、体組成計1は、電極切替回路6と、マルチ周波数電流印加回路7と、電圧測定回路8と、荷重測定回路9と、CPU10と、表示装置19と、フラッシュROM(Read Only Memory)20と、RAM(Random Access Memory)21と、入力装置22と、電源23と、スピーカ24とを備えている。
電極切替回路6は、生体電気インピーダンスの測定に使用する電極を切り替える(インピーダンス測定経路を切り替える)ための回路(切替スイッチ)である。電極切替回路6は、CPU10からの制御信号に基づいて、電流印加用電極2a,3a,4a,5aのうちの2つの電極を、マルチ周波数電流印加回路7に選択的に接続させると共に、電圧測定用電極2b,3b,4b,5bのうちの2つの電極を、電圧測定回路8に選択的に接続させる。
マルチ周波数電流印加回路7(請求項における「マルチ周波数電流印加部」に相当)は、複数の周波数の交流電流を印加することが可能な電流源であり、CPU10によって指示された周波数の電流を、電極切替回路6を介して接続されている2つの電流印加用電極間に印加する。また、マルチ周波数電流印加回路7は、不図示の出力電流検出回路を内蔵しており、供給している交流電流の電流値を、上記の出力電流検出回路で検出して、検出した電流値を、CPU10のインピーダンス測定回路11に出力する。
電圧測定回路8は、上記のマルチ周波数電流印加回路7からの電流の印加によって、電極切替回路6を介して接続されている2つの電圧測定用電極間に生じた電位差(すなわち、選択された被験者の身体の部位間に生じた電位差)に相当する電圧を検出(測定)する。
上記の荷重測定回路9は、体組成計1の筐体の上面に乗った被験者の体重を測定する。荷重測定回路9は、荷重を電気信号に変換する(荷重に応じた値の電気信号を出力する)ロードセルを有している。本実施形態では、このロードセルとして、いわゆる歪ゲージ式(荷重をかけると荷重に応じて変形する起歪体と、起歪体に貼りつけた歪ゲージとを有し、荷重による歪ゲージの抵抗値の変化に応じた電圧値を出力する方式)のものを用いる。荷重測定回路9(のロードセル)は、被験者が体組成計1の筐体上面に乗ったときに、被験者の体重に応じて、その出力値(被験者の体重による歪ゲージの抵抗値の変化に応じた電圧値)が変化する。荷重測定回路9からの出力値は、不図示のA/D変換器によりデジタル値に変換された後、体重データとして、CPU10に送られる。CPU10は、フラッシュROM20に記憶されたプログラムに従って、上記の体重データに基づき、被験者の体重を求めて、求めた体重をRAM21に記憶する。
上記のCPU10は、体組成計1の装置全体の制御と各種演算とを行う。図1に示されるように、CPU10は、インピーダンス測定回路11と、測定データCole円算出回路12と、正常データCole円算出回路13と、測定異常判定回路14と、体組成測定回路15と、異常部位特定回路16と、再測定制御回路17と、接触インピーダンス測定回路18とを備えている。なお、これらの回路11~18を含むCPU10、及び上記の電圧測定回路8は、マイコンが有する基本的な機能ブロックを用いて作成した回路である。インピーダンス測定回路11、測定データCole円算出回路12、測定異常判定回路14、体組成測定回路15、異常部位特定回路16、再測定制御回路17、接触インピーダンス測定回路18は、それぞれ、請求項におけるインピーダンス測定部、測定データCole円算出部、測定異常判定部、体組成測定部、異常部位特定部、再測定制御部、接触インピーダンス測定部に相当する。
また、CPU10がフラッシュROM20に記憶されたプログラムを読み込むことによって、コンピュータである体組成計1は、以下に説明するインピーダンス測定異常の判定の各工程を実行する。
上記のインピーダンス測定回路11は、マルチ周波数電流印加回路7内の出力電流検出回路で検出した交流電流の電流値と、電圧測定回路8により検出された電圧値とに基づいて、マルチ周波数電流印加回路7による各周波数の交流電流印加時における、被験者の生体電気インピーダンスZを測定する。具体的には、まず、インピーダンス測定回路11は、マルチ周波数電流印加回路7内の出力電流検出回路で検出した交流電流の電流値と、電圧測定回路8により検出された電圧値とに基づいて、生体電気インピーダンスZの絶対値|Z|を算出する。また、インピーダンス測定回路11は、上記の出力電流検出回路で検出した交流電流の電流値に基づいて求めた電流波形と、電圧測定回路8により検出された電圧値に基づいて求めた電圧波形とに基づいて、電流に対する電圧の位相のずれ量である位相角(インピーダンス角)φを求める。そして、インピーダンス測定回路11は、上記の生体電気インピーダンスZの絶対値|Z|と、位相角φとに基づいて、レジスタンスRと、リアクタンスXとを算出する。なお、上記の位相角φは、電圧測定回路8により検出された電圧値に基づいて測定した電圧波形と、この電圧波形の測定に用いた交流電流と(周波数と大きさが)同じ電流を基準抵抗に流した時に生じる電圧波形とに基づいて求めてもよい。
測定データCole円算出回路12は、上記のインピーダンス測定回路11によって測定された、(測定対象部位の)各周波数の生体電気インピーダンスZにおけるレジスタンスRとリアクタンスXを用いて、測定データのCole円を算出する。本明細書において、「Cole円」とは、いわゆるCole-Coleの円弧則に従った円を意味する。なお、本明細書において、「Cole-Coleの円弧則」とは、色々な周波数で採取した測定値(インピーダンスのレジスタンス(抵抗)成分と容量成分(負のリアクタンス成分))を複素数平面上にプロットしていくと(「Cole-Coleプロット」していくと)、プロットした点の軌跡が、半円等の円弧状の形状になるという法則を意味する。
正常データCole円算出回路13は、フラッシュROM20に記憶された測定対象部位の各周波数における正常な生体電気インピーダンスZ’のデータにおけるレジスタンスR’とリアクタンスX’を用いて、正常データのCole円を算出する。上記の正常な生体電気インピーダンスZ’のデータは、現在測定対象になっている被験者自身の過去の正常な(測定異常が無かった時の)生体電気インピーダンスのデータであってもよいし、複数人の集団から採取した正常な生体電気インピーダンスの平均値のデータであってもよい。
測定異常判定回路14は、正常データCole円算出回路13により算出された正常データのCole円に対する、測定データCole円算出回路12により算出された測定データのCole円のずれ量に基づいて、生体電気インピーダンスZの測定異常の有無を判定する。
体組成測定回路15は、インピーダンス測定回路11によって測定された生体電気インピーダンスZ(レジスタンスRとリアクタンスX)に基づいて、被験者の体組成に関する指標を求める。より具体的に言うと、体組成測定回路15は、インピーダンス測定回路11によって測定された生体電気インピーダンスZ(レジスタンスR及びリアクタンスX)と、RAM21に記憶された被験者の体重と、入力装置22を用いて被験者(ユーザ)により入力された、被験者の身長・年齢・性別といった個人データとに基づいて、被験者の体脂肪率、筋肉量、推定骨量、内臓脂肪レベル、基礎代謝量、体水分率等の体組成に関する指標を算出する。
異常部位特定回路16は、測定異常判定回路14によって、被験者の身体における複数のインピーダンス測定経路(以下、「測定経路」と略す)での、生体電気インピーダンスZの測定異常の有無を判定し、複数の測定経路のうちのいずれかの測定経路で測定異常があったときに、複数の測定経路での測定異常の判定結果に基づいて、被験者の身体における測定異常の発生源となる部位を特定する。再測定制御回路17は、複数の測定経路のうちのいずれかの測定経路で測定異常があったときに、測定異常の発生源となる部位の生体電気インピーダンスZを、この部位のインピーダンス測定に通常使用する測定経路ではない測定経路を用いて、インピーダンス測定回路11により測定し直すように制御する。接触インピーダンス測定回路18は、被験者の生体電気インピーダンスの測定に用いられる測定用電極と被験者の身体(主に、手及び脚)との間に発生する接触インピーダンスを測定する。ここで、測定経路には、電流印加用電極間の経路(電流経路)と、電圧測定用電極間の経路(電圧測定経路)とが含まれる。
表示装置19は、ユーザ(被験者)への操作の案内情報、測定異常判定回路14による測定異常の判定結果、体組成測定回路15により測定された体組成に関する指標等の各種情報を表示する。本実施形態では、表示装置19は、バックライトを備えた液晶ディスプレイで構成されているが、有機ELディスプレイ等の他の種類の表示装置で構成されていてもよい。スピーカ24は、ユーザ(被験者)への案内用の音声、及び異常報知音等を出力する。
フラッシュROM20は、書き替え可能な不揮発性のメモリであり、各種のプログラムと設定データ、被験者の身長・年齢・性別といった個人データ、及び被験者の測定値の履歴データ等を記憶する。また、フラッシュROM20は、正常データベースを格納している。この正常データベースは、上記の各測定部位の各周波数における正常な生体電気インピーダンスZ’のデータを記憶している。RAM21は、各種のプログラムの実行時に、CPU10のワークエリアとして用いられる。入力装置22は、体組成計1への指示入力、測定に必用な被験者の身長・年齢・性別といった個人データの入力等の各種入力操作に用いられる。電源23は、体組成計1の装置各部への電源供給を行う。
<2.インピーダンス測定異常の判定>
<2-1.インピーダンス測定異常の種類>
インピーダンス測定回路11によって測定される被験者の生体電気インピーダンスZについては、様々な理由によって、本来測定されるべきインピーダンスZと異なる値のインピーダンスZが測定される状況が発生し得る。このような状況を、インピーダンス測定異常ともいう。インピーダンス測定異常が発生する主な原因として、(1)被験者の身体の部位同士が接触している、(2)被験者の手及び脚が電極にきちんと接触できていない(手脚電極と被験者の身体との接触不良)、(3)被験者の手又は脚が極端に乾燥している、といった原因が考えられる。本発明の体組成計は、少なくとも(1)に起因するインピーダンス測定異常の発生を判定する。
<2-1.インピーダンス測定異常の種類>
インピーダンス測定回路11によって測定される被験者の生体電気インピーダンスZについては、様々な理由によって、本来測定されるべきインピーダンスZと異なる値のインピーダンスZが測定される状況が発生し得る。このような状況を、インピーダンス測定異常ともいう。インピーダンス測定異常が発生する主な原因として、(1)被験者の身体の部位同士が接触している、(2)被験者の手及び脚が電極にきちんと接触できていない(手脚電極と被験者の身体との接触不良)、(3)被験者の手又は脚が極端に乾燥している、といった原因が考えられる。本発明の体組成計は、少なくとも(1)に起因するインピーダンス測定異常の発生を判定する。
<2-2.原因(1)によるインピーダンス測定異常の判定>
次に、図2を参照して、本実施形態の体組成計1における、被験者の身体の部位同士の接触に起因する、生体電気インピーダンスの測定異常の判定処理の概要について説明する。本体組成計1は、主に、正常データCole円算出回路13により算出された正常データのCole円に対する、測定データCole円算出回路12により算出された測定データのCole円のずれ量に基づいて、生体電気インピーダンスZの測定異常の有無を判定する。上記のように、正常データCole円算出回路13は、正常データベースに記憶された測定対象部位の各周波数における正常な生体電気インピーダンスZ’のデータにおけるレジスタンスR’とリアクタンスX’を用いて、図2中の正常データのCole円C0を算出する。また、測定データCole円算出回路12は、上記のインピーダンス測定回路11によって測定された、測定対象部位の各周波数におけるレジスタンスRとリアクタンスXを用いて、測定データのCole円を算出する。図2には、測定データのCole円の例として、測定データ1のCole円C1と、測定データ1とは異なる測定データである測定データ2のCole円2が示されている。なお、図2では、Cole円が、いわゆるCole-Coleの円弧則に従った円であるという前提から、Cole円C0、C1、及びC2の円弧を、リアクタンスXの正の領域にも描いているが、生体は、コイル成分を含まないため、リアクタンスXの正の領域には、実際の測定値は存在しない。
次に、図2を参照して、本実施形態の体組成計1における、被験者の身体の部位同士の接触に起因する、生体電気インピーダンスの測定異常の判定処理の概要について説明する。本体組成計1は、主に、正常データCole円算出回路13により算出された正常データのCole円に対する、測定データCole円算出回路12により算出された測定データのCole円のずれ量に基づいて、生体電気インピーダンスZの測定異常の有無を判定する。上記のように、正常データCole円算出回路13は、正常データベースに記憶された測定対象部位の各周波数における正常な生体電気インピーダンスZ’のデータにおけるレジスタンスR’とリアクタンスX’を用いて、図2中の正常データのCole円C0を算出する。また、測定データCole円算出回路12は、上記のインピーダンス測定回路11によって測定された、測定対象部位の各周波数におけるレジスタンスRとリアクタンスXを用いて、測定データのCole円を算出する。図2には、測定データのCole円の例として、測定データ1のCole円C1と、測定データ1とは異なる測定データである測定データ2のCole円2が示されている。なお、図2では、Cole円が、いわゆるCole-Coleの円弧則に従った円であるという前提から、Cole円C0、C1、及びC2の円弧を、リアクタンスXの正の領域にも描いているが、生体は、コイル成分を含まないため、リアクタンスXの正の領域には、実際の測定値は存在しない。
一般に、Cole円は、3つ以上の周波数で測定したレジスタンスとリアクタンスに対応する複素数平面上の点(3つ以上の測定点)から求めることができる。これは、図3(a)に示されるように、一般に、3点A,B,Cを通る円CL1が、一意に定まることに起因している。図3(a)は、3点A,B,Cを通る円の作図法を示す。この図に示されるように、3点A,B,Cを通る円CL1の中心Oは、弦ABの垂直二等分線l1と、弦BCの垂直二等分線l2との交点であり、円CL1の半径ra=OA=OB=OCである。なお、4つ以上の測定点からCole円を求める時は、最小二乗法を用いて、複素数平面上にプロットした4つ以上の測定点と、円の軌跡との差(ずれ量)が最小になる円を求める。
また、生体電気インピーダンス測定において、20kHz以上で100kHz以下の周波数で測定したレジスタンスRの値が、複素数平面上のCole円の中心のx軸の値と近似することが知られていることを利用すると、20kHz以上で100kHz以下の周波数を1つ以上含む2つ以上の周波数で測定したレジスタンスとリアクタンスに対応する複素数平面上の点(測定点)から、Cole円を求めることができる。なお、20kHz以上で100kHz以下の周波数での測定結果を複数含む場合には、リアクタンスが最も小さくなる周波数での測定結果のレジスタンスRの値を、複素数平面上のCole円の中心のx軸の値として用いる。これは、図3(b)に示されるように、一般に、2点A,Bのうちの一点のx軸の値が、円の中心Oaのx軸の値xaと一致するときは、一般に、これらの2点A,Bを通る円CL2が、一意に定まることに起因している。図3(b)は、2点A,Bのうちの一点Aのx軸の値が、円の中心Oaのx軸の値xaと一致する場合における、これらの2点A,Bを通る円の作図法を示す。この図に示されるように、2点A,Bを通る円CL2の中心Oaは、弦ABの垂直二等分線l3と、y軸に平行な直線x=xaとの交点であり、円CL2の半径rb=OaA=OaBである。
本体組成計1は、主に、正常データCole円算出回路13により算出された正常データのCole円C0に対する、測定データCole円算出回路12により算出された測定データのCole円のずれ量に基づいて、生体電気インピーダンスZの測定異常の有無を判定する。具体的には、例えば、図2に破線で示す測定データ1のCole円C1のように、測定データから算出したCole円の中心O1が、正常データのCole円C0の中心O0から求めた、円の中心の正常範囲LMTから逸脱している(正常範囲LMTの範囲外である)ときに、測定異常判定回路14が、生体電気インピーダンスの測定異常がある(測定異常が生じている)と判定する。すなわち、測定異常判定回路14は、正常データのCole円C0の中心O0に対する、測定データ1のCole円C1の中心O1のずれ量に基づいて、生体電気インピーダンスZの測定異常の有無を判定する。
上記の正常データベースは、多数の正常な被験者の集団から採取した正常な生体電気インピーダンスZ’のデータ(集団正常データ)から作成してもよいし、今回の測定対象となっている被験者の過去の正常な生体電気インピーダンスZ’のデータ(個人内正常データ)から作成してもよい。図4は、上記の個人内正常データから作成(算出)された、ある周波数における生体電気インピーダンスZのデータ(レジスタンスRとリアクタンスXのデータ)の正常範囲を、集団正常データから算出された、上記と同じ周波数における生体電気インピーダンスZのデータの正常範囲と比較して示している。これらの正常範囲は、所定のパーセンテージ(例えば、95%)の等確率偏差楕円(信頼楕円)で示されている。
図4に示すように、個人内正常データから正常範囲を作成(算出)すると、生体電気インピーダンスの測定異常の検出率が向上する。なお、図4における「ある被験者の正常データ」は、上記の個人内正常データを意味する。また、図4における「ある被験者の異常データ」は、例として、ある被験者の身体の部位同士の接触に起因する、生体電気インピーダンスの測定異常が生じたときの生体電気インピーダンスZのデータ(レジスタンスRとリアクタンスXのデータ)を示しているが、他の原因による生体電気インピーダンスの測定異常が生じたときも、「ある被験者の異常データ」は、図4における「個人内正常データから算出された正常範囲」から外れる確率が高い。
上記の例では、請求項における(正常データのCole円に対する)「測定データのCole円のずれ量」が、正常データのCole円C0の中心O0に対する、測定データ1のCole円C1の中心O1のずれ量である場合の例について説明した。けれども、測定異常判定回路14は、図2に示すように、測定データCole円算出回路12により算出された測定データ1のCole円C1の内側における領域のうち、正常データCole円算出回路13により算出された正常データのCole円C0の内側に含まれない部分AR1の面積に基づいて、生体電気インピーダンスZの測定異常の有無を判定してもよい。この場合には、請求項における(正常データのCole円に対する)「測定データのCole円のずれ量」は、測定データ1のCole円C1の内側における領域のうち、正常データのCole円C0の内側に含まれない部分AR1の面積である。
また、測定異常判定回路14は、図2に示すように、正常データのCole円C0の半径r0と、測定データCole円算出回路12により算出された測定データ2のCole円C2の半径r2との差の量に基づいて、生体電気インピーダンスの測定異常の有無を判定してもよい。この場合には、請求項における(正常データのCole円に対する)「測定データのCole円のずれ量」は、正常データのCole円C0の半径r0と、測定データ2のCole円C2の半径r2との差の量(r2-r0)である。
次に、本実施形態の体組成計1において行われる、被験者の身体の部位同士の接触に起因する、生体電気インピーダンスZの測定異常の有無の判定処理について説明する。上記のように、測定異常判定回路14は、正常データのCole円C0の中心O0に対する、測定データ1のCole円C1の中心O1のずれ量のみに基づいて、生体電気インピーダンスZの測定異常の有無を判定することができる。とは言え、被験者の身体の部位同士の接触に起因する、生体電気インピーダンスZの測定異常の有無を判定する場合には、正常データのCole円の中心に対する、測定データのCole円の中心の方向とx軸方向の距離に基づいて、測定異常の有無を判定した方が、より正確に、測定異常の有無を判定することができる。
次に、図5乃至図9を参照して、測定データのCole円の中心の方向とx軸方向の距離に基づいて、被験者の身体の部位同士の接触に起因する、生体電気インピーダンスZの測定異常の有無を正確に判定することができる理由について、説明する。なお、生体電気インピーダンスZの測定において、実際に生じる被験者の身体の部位同士の接触は、主に、被験者の上肢と体幹との接触、及び被験者の左右下肢同士の接触である。また、被験者の身体の部位同士の接触に起因する、生体電気インピーダンスZの測定異常は、身体の部位同士が直接接触する場合だけでなく、金属等の電極以外の導電体を介して間接的に接触する場合であっても起こり得る。なお、以下の説明において、被験者の身体の部位同士の接触がないときの姿勢を、通常姿勢と定義する。
生体組織の電気特性(レジスタンスRとリアクタンスX)は、一般に、図5のような電気的等価回路で表される。すなわち、細胞外液、細胞内液は、抵抗成分(レジスタンス)Re、Riで表され、細胞膜は、容量成分(負のリアクタンス)Cmで表される。実際の人体においては、図6に示すように、図5に示す回路が直列に繋がった形をとる。ここでは、被験者の身体の部位同士の接触のうち、上肢(左右の腕)と体幹との接触の場合を例にとって説明するが、左右下肢同士の接触の場合、及び上肢(左右の腕)と左右下肢との接触の場合も同様である。
図7は、上肢(正確に言うと、左上腕)と体幹との接触時における、上肢(左上腕)と体幹から構成される電気的等価回路EC3を示す。上肢と体幹との接触時には、図7に示すように、左上肢又は右上肢(図7では、左上腕)の電気等価回路EC1に並列に、接触部位の組織に対応する電気的等価回路(皮膚の抵抗Rs及び皮膚直下組織の電気的等価回路EC2)が追加されるため、通常姿勢での生体電気インピーダンスZの測定値と比べて、レジスタンスR及びリアクタンスXが大きく変化し、正しい測定を行った場合のレジスタンスR及びリアクタンスXの範囲から外れる。ここで、図7中のRe1、Ri1、Cm1は、それぞれ上肢(正確に言うと、左上腕)の細胞外液抵抗、細胞内液抵抗、細胞膜電気容量、Re2、Ri2、Cm2は、それぞれ皮膚直下組織の細胞外液抵抗、細胞内液抵抗、細胞膜電気容量を表し、RSは、皮膚と皮膚との接触抵抗を表す。皮膚と皮膚との接触抵抗RSに容量成分が含まれないのは、皮膚には水分が少ないので、皮膚における電気容量を無視することができるからである。なお、図7では、上肢と体幹との接触のうち、左上腕と体幹との接触時における電気的等価回路EC3を示しているが、右上腕、左前腕、又は右前腕と体幹とが接触する時の電気的等価回路も同様である。また、左右下肢同士の接触時、及び上肢(左右の腕)と左右下肢との接触時における電気的等価回路も、図7に示す電気的等価回路EC3と同様である。
次に、図8及び図9を参照して、被験者の身体の部位同士が接触している時(以下、「接触時」と略す場合あり)に、生体電気インピーダンスの測定を行った場合には、正常時(通常姿勢で生体電気インピーダンスの測定を行った場合)と比べて、レジスタンスR及びリアクタンスXの測定値が、どのように変化するのかを説明する。図8は、正常時と接触時に、各周波数の電流を印加して採取した右腕のレジスタンスR及びリアクタンスXの測定値を、複素数平面上にプロットした結果を示す。図8において、横軸(x軸)と縦軸(y軸)に、それぞれ、レジスタンスRとリアクタンスXをとっている。また、図中における低周波から高周波への曲線の矢印ARW1は、図中の右側から左側に向かうにつれて、測定データ採取時に使用した電流の周波数が高いことを示している。
上記の正常時には、上記図6の説明で述べたように、人体においては、図5に示す回路が直列に繋がった形をとるのであるが、上記の接触時(被験者の身体の部位同士が接触している時)には、図7に示すように、この直列の回路に、接触部位の組織に対応する電気的等価回路(皮膚の抵抗Rs及び皮膚直下組織の電気的等価回路EC2)が並列につながる。このため、並列接続のレジスタンスRの合成抵抗値Rpの算出式(1/Rp=1/R1+1/R2)の性質(並列接続のレジスタンスRの合成抵抗値Rpは、一般に、R1及びR2よりも小さくなる)より、図7中の(皮膚の抵抗Rs及び皮膚直下組織の電気的等価回路EC2が並列につながった後の)電気的等価回路EC3のレジスタンスは、(抵抗Rs及び電気的等価回路EC2が並列につながる前の)左上腕の電気等価回路EC1のレジスタンスよりも小さくなるので、Cole円の中心が、x軸の負方向へ移動する。すなわち、図8に示すように、接触時測定データのCole円(接触時に測定した右腕のレジスタンスRとリアクタンスXを用いて算出したCole円)の中心O3は、正常時測定データのCole円(正常時に測定した右腕のレジスタンスRとリアクタンスXを用いて算出したCole円)の中心O0よりも、x軸の負方向(図8中の左方向)に移動する。図8において、正常時測定データのCole円の中心O0を始点とし、接触時測定データのCole円の中心O3を終点とするベクトルを、v(vx,vy)とする。なお、図8中の「正常時測定データのCole円」は、請求項及び図2における「正常データのCole円」に相当する。
図9は、右腕の正常時測定データ(各周波数の電流印加時のレジスタンスR及びリアクタンスXの測定値)と、右脇接触時における右腕の接触時測定データ(各周波数の電流印加時のレジスタンスR及びリアクタンスXの測定値)とに基づいて作成した、Cole-Coleプロットした(測定)点の軌跡(インピーダンス軌跡)を示す。
上記のように、接触時測定データのCole円の中心O3は、正常時測定データ(正常データ)のCole円の中心O0よりも、x軸の負方向(図8中の左方向)に移動する。従って、上記の正常データベースに格納された、多数の正常な被験者の集団から採取した正常な生体電気インピーダンスZ’のデータ(集団正常データ)、又は今回の測定対象となっている被験者の過去の正常な生体電気インピーダンスZ’のデータ(個人内正常データ)に基づいて、正常データCole円算出回路13により、正常データのCole円を算出する。また、測定データCole円算出回路12は、上記のインピーダンス測定回路11によって測定された、(測定対象部位の)各周波数の生体電気インピーダンスZにおけるレジスタンスRとリアクタンスXを用いて、測定データのCole円を算出する。
上記の各Cole円の算出処理後、測定異常判定回路14は、上記の正常データのCole円の中心を始点とし、測定データのCole円の中心を終点とするベクトルv(vx,vy)が、(vx<0)かつ(|vx|>σ)の条件を満たすか否か(測定データのCole円の中心が、正常データのCole円の中心から見て、レジスタンスRが小さくなる方向へ一定量σ以上ずれているか否か)を調べることで、被験者の身体の部位同士の接触を検出することができる。すなわち、測定異常判定回路14は、正常データのCole円の中心に対する、測定データCole円算出回路12により算出された測定データのCole円の中心の方向とx軸方向の距離(|vx|)に基づいて、被験者の身体の部位同士の接触に起因する、生体電気インピーダンスの測定異常の有無を判定する。ここで、上記のσは、上記の正常データベースに格納された正常データから算出される、|vx|(正常データのCole円の中心と測定データのCole円の中心との、x軸方向における距離)の正常範囲を示す閾値である。
<2-3.原因(2)によるインピーダンス測定異常の判定>
また、上記(2)手脚電極と被験者の身体との接触不良に起因する測定異常については、特許文献1に記載の装置と同様な方法により、この原因による測定異常を検出することができる。具体的には、接触インピーダンス(接触抵抗)がある閾値よりも大きくなった場合に、被験者の手及び脚が手脚電極にきちんと接触できていないと考えられることから、測定異常判定回路14は、接触インピーダンス測定回路18によって閾値以上の大きさを持つ接触インピーダンスを測定した場合に、手脚電極と被験者の身体との接触不良に起因する測定異常が発生したと検出する。すなわち、測定異常判定回路14は、接触インピーダンス測定回路18によって測定された接触インピーダンスに基づいて、測定用電極(手脚電極)と被験者の身体との接触不良に起因する、生体電気インピーダンスの測定異常の有無を判定する。
また、上記(2)手脚電極と被験者の身体との接触不良に起因する測定異常については、特許文献1に記載の装置と同様な方法により、この原因による測定異常を検出することができる。具体的には、接触インピーダンス(接触抵抗)がある閾値よりも大きくなった場合に、被験者の手及び脚が手脚電極にきちんと接触できていないと考えられることから、測定異常判定回路14は、接触インピーダンス測定回路18によって閾値以上の大きさを持つ接触インピーダンスを測定した場合に、手脚電極と被験者の身体との接触不良に起因する測定異常が発生したと検出する。すなわち、測定異常判定回路14は、接触インピーダンス測定回路18によって測定された接触インピーダンスに基づいて、測定用電極(手脚電極)と被験者の身体との接触不良に起因する、生体電気インピーダンスの測定異常の有無を判定する。
CPU10(の測定異常判定回路14)は、接触インピーダンスの測定時には、今回の生体電気インピーダンスの測定に使用される電極と被験者の身体との間の接触インピーダンスを測定するために、電極切替回路6により、マルチ周波数電流印加回路7と電圧測定回路8に接続する電極を切り替える。具体的には、CPU10(の測定異常判定回路14)は、まず、電極切替回路6により、今回の生体電気インピーダンスの測定に使用される2つの電流印加用電極を、マルチ周波数電流印加回路7と電圧測定回路8に接続するように切り替える。そして、CPU10(の測定異常判定回路14)は、この電流経路における接触インピーダンスを、接触インピーダンス測定回路18により測定する。続いて、CPU10(の測定異常判定回路14)は、電極切替回路6により、今回の生体電気インピーダンスの測定に使用される2つの電圧測定用電極を、マルチ周波数電流印加回路7と電圧測定回路8に接続するように切り替える。そして、CPU10(の測定異常判定回路14)は、この電圧測定経路における接触インピーダンスを、接触インピーダンス測定回路18により測定する。測定異常判定回路14は、上記の電流印加用電極間の経路(電流経路)で測定した接触インピーダンス、又は電圧測定用電極間の経路(電圧測定経路)で測定した接触インピーダンスのいずれかが、閾値以上の大きさを持つ場合に、手脚電極と被験者の身体との接触不良に起因する測定異常が発生したと検出する。
例えば、今回の生体電気インピーダンスの測定に使用される電流印加用電極が、2aと5aであり、電圧測定用電極が、2bと5bである場合には、CPU10(の測定異常判定回路14)は、まず、電極切替回路6により、電流印加用電極2a,5aをマルチ周波数電流印加回路7と電圧測定回路8に接続して、この電流経路における接触インピーダンスを、接触インピーダンス測定回路18により測定する。次に、CPU10(の測定異常判定回路14)は、電極切替回路6により、電圧測定用電極2b,5bをマルチ周波数電流印加回路7と電圧測定回路8に接続して、この電圧測定経路における接触インピーダンスを、接触インピーダンス測定回路18により測定する。そして、測定異常判定回路14は、上記の電流印加用電極2a,5a間の電流経路で測定した接触インピーダンス、又は電圧測定用電極2b,5b間の電圧測定経路で測定した接触インピーダンスのいずれかが、閾値以上の大きさを持つ場合に、手脚電極と被験者の身体との接触不良に起因する測定異常が発生したと検出する。
<2-4.原因(3)によるインピーダンス測定異常の判定>
また、上記(3)(被験者の手又は脚の極端な乾燥)に起因する測定異常については、接触インピーダンスの時系列データを用いて検出することができる。この接触インピーダンスの時系列データは、以下のようにして作成される。すなわち、CPU10(の測定異常判定回路14)が、上記の測定方法で、所定のサンプリング周期で接触インピーダンス測定回路18により測定した接触インピーダンスを、RAM21又はフラッシュROM20に記憶していくことにより、上記の接触インピーダンスの時系列データを、作成する。測定異常判定回路14は、この接触インピーダンス測定回路18によって測定された接触インピーダンスの時系列データに基づいて、被験者の手又は脚の乾燥に起因する、生体電気インピーダンスの測定異常の有無を判定する。
また、上記(3)(被験者の手又は脚の極端な乾燥)に起因する測定異常については、接触インピーダンスの時系列データを用いて検出することができる。この接触インピーダンスの時系列データは、以下のようにして作成される。すなわち、CPU10(の測定異常判定回路14)が、上記の測定方法で、所定のサンプリング周期で接触インピーダンス測定回路18により測定した接触インピーダンスを、RAM21又はフラッシュROM20に記憶していくことにより、上記の接触インピーダンスの時系列データを、作成する。測定異常判定回路14は、この接触インピーダンス測定回路18によって測定された接触インピーダンスの時系列データに基づいて、被験者の手又は脚の乾燥に起因する、生体電気インピーダンスの測定異常の有無を判定する。
上記の接触インピーダンスの時系列データを用いた、被験者の手脚の乾燥に起因する測定異常の検出は、下記のように行われる。一般に、被験者の手脚が乾燥している場合、接触インピーダンスは、時間が経過するにつれて徐々に減少していく傾向がある。例えば、3秒の間、ΔZ(=Z今回値-Z前回値)が連続で負になるといったことである。すなわち、仮に、接触インピーダンスを1秒毎にサンプリングしたとすると、(最初の測定時の接触インピーダンスZ0)>(最初の測定から1秒後の接触インピーダンスZ1)>(最初の測定から2秒後の接触インピーダンスZ2)>(最初の測定から3秒後の接触インピーダンスZ3)となるということである。これは、測定用電極(手脚電極)に手脚が接触すると、時間の経過とともに測定用電極と手脚との密着性が汗等により高まるためである。すなわち、図10に示すように、接触インピーダンスは、ある収束値a(Ω)に達するまで徐々に減少し、収束値aに近づくため、接触インピーダンスの時間微分値の変動を捉えることで、被験者の手又は脚の乾燥に起因する測定異常を検出することができる。
従って、測定異常判定回路14は、上記の接触インピーダンスの時系列データに基づいて、接触インピーダンスが、時間が経過するにつれて徐々に減少していく傾向があるか否かを判定し、減少傾向があると判定したときには、被験者の手又は脚の乾燥に起因する、生体電気インピーダンスの測定異常が生じていると判定する。なお、測定異常判定回路14は、上記の接触インピーダンスの時系列データに基づいて、接触インピーダンスの減少度合いが閾値を超えているか否かを判定し、閾値を超えていると判定した場合に、被験者の手又は脚の乾燥に起因する、生体電気インピーダンスの測定異常が生じていると判定してもよい。
<3.体組成計の動作>
図11は、本体組成計1が行う処理のうち、生体電気インピーダンスの測定異常の判定に関わる処理を示すフローチャートである。図11に示す処理において、体組成計1のCPU10は、生体電気インピーダンスの測定異常の原因を特定する処理と、被験者の身体における上記測定異常の発生源となる部位(異常部位)を特定する処理と、異常部位がある場合に、測定経路を変更して再測定する(測定し直す)処理とを行う。
図11は、本体組成計1が行う処理のうち、生体電気インピーダンスの測定異常の判定に関わる処理を示すフローチャートである。図11に示す処理において、体組成計1のCPU10は、生体電気インピーダンスの測定異常の原因を特定する処理と、被験者の身体における上記測定異常の発生源となる部位(異常部位)を特定する処理と、異常部位がある場合に、測定経路を変更して再測定する(測定し直す)処理とを行う。
具体的には、体組成計1のCPU10(の測定異常判定回路14)は、図12に示される10個の測定経路のうち、1つの測定経路を選択して、選択した測定経路に含まれる電流経路と電圧測定経路について、これらの経路における接触インピーダンスを、接触インピーダンス測定回路18により測定する(S1)。また、体組成計1のCPU10(の測定異常判定回路14)は、所定のサンプリング周期で、上記の接触インピーダンスの測定を繰り返すことにより、上記の接触インピーダンスの時系列データを作成する。
次に、体組成計1のCPU10(の測定異常判定回路14)は、インピーダンス測定回路11を用いて、上記の選択した測定経路における、各周波数のレジスタンスRとリアクタンスXとを算出(測定)する(S2)。そして、CPU10(の測定異常判定回路14)は、上記S1で測定した接触インピーダンスに基づいて、測定用電極(手脚電極)と被験者の身体との接触不良に起因する、生体電気インピーダンスの測定異常の有無を判定する(S3)。
次に、CPU10(の測定異常判定回路14)は、上記S1で測定した接触インピーダンスより作成した、接触インピーダンスの時系列データに基づいて、被験者の手又は脚の乾燥に起因する、生体電気インピーダンスの測定異常の有無を判定する(S4)。
そして、CPU10(主に、測定異常判定回路14)は、上記S2で測定した各周波数のレジスタンスRとリアクタンスXとを用いて、測定データCole円算出回路12により測定データのCole円を算出して、正常データのCole円に対する、測定データのCole円のずれ量に基づいて、被験者の身体の部位同士の接触に起因する、生体電気インピーダンスの測定異常の有無を判定する(S5)。なお、この身体の部位同士の接触に起因する測定異常の有無の判定においては、測定データのCole円の中心が、正常データのCole円の中心から見て、レジスタンスRが小さくなる方向へ一定量σ以上ずれているか否かに基づいて判定することが望ましい。
CPU10(の測定異常判定回路14)は、上記S3乃至S5の判定のうち、少なくとも1つの判定で測定異常があると判定した場合は、その測定経路において何らかの異常があると判定する。CPU10(の測定異常判定回路14)は、図12に示される10個の測定経路の全てについて、上記S3乃至S5の判定を行う。そして、全ての測定経路での測定異常の判定の結果(S6でYES)、(測定)異常のある測定経路が存在する(異常部位が存在する)場合には(S7でYES)、CPU10(の異常部位特定回路16)は、複数の測定経路での測定異常の判定結果に基づいて、被験者の身体における測定異常の発生源となる部位(異常部位)を特定する(S8)。また、複数の測定経路のうちのいずれかの測定経路で測定異常があったときには、CPU10(の再測定制御回路17)は、この測定経路により測定されるべき部位の生体電気インピーダンスを、この部位のインピーダンス測定に通常使用する測定経路ではない測定経路を用いて(測定経路を変更して)、インピーダンス測定回路11により測定し直す(再測定する)ように制御する(S9)。
次に、上記S8に示す異常部位の特定処理について、図12を参照して詳述する。図12において、破線の矢印付き曲線は、電流経路を示し、実線の矢印付き曲線は、電圧測定経路を示す。異常部位特定回路16は、図12に示される10個の測定経路のうちの複数の測定経路での測定異常の判定結果の組み合わせに基づいて、被験者の右腕、左腕、右脚、及び左脚のうちのどこで異常が起きているのかを特定する。以下に、異常部位特定回路16が、異常が起きている被験者の部位の特定に、複数の測定経路での測定異常の判定結果の組み合わせを用いる理由を説明する。
前提として、1つの測定経路におけるインピーダンス測定異常の判定結果のみからその測定経路に含まれる被験者のいずれの部位がインピーダンス測定異常の原因となったかを特定することはできない。例えば、図12に示される右半身の測定経路でインピーダンス測定異常が発生したときには、この測定経路でのインピーダンス測定異常の判定結果のみから異常部位が右腕であるのか又は右脚であるのかを特定することはできない。
また、被験者の身体の部位同士が接触している場合には、他の部位と接触している部位に対応する電圧測定用電極を電圧測定経路に含む測定経路での生体電気インピーダンスに影響が出る。しかしながら、この場合には、他の部位と接触している部位に対応する電圧測定用電極を電圧測定経路に含まず、且つ他の部位と接触している部位に対応する電流測定用電極を電流測定経路に含む測定経路での生体電気インピーダンスには影響が出ない。例えば、右腕が体幹部と接触している場合には、電圧測定用電極3bを電圧測定経路に含む測定経路、すなわち図12に示される右半身の測定経路、両腕の測定経路、右腕の測定経路、左腕の測定経路、及び右腕-左脚間の測定経路での生体電気インピーダンスの全てに影響を与える。
さらに、手脚電極と被験者の身体とが接触不良である場合、及び被験者の手又は脚が極端に乾燥している場合には、被験者の身体と接触不良の電圧測定用電極又は電流測定用電極、及び極端に乾燥している被験者の手又は脚に接触する電圧測定用電極又は電流測定用電極を測定経路に含む、接触インピーダンスに影響が出る。例えば、右腕が右手電極3a,3bと接触不良である場合には、電流印加用電極3aを電流印加経路に含む測定経路、及び電圧測定用電極3bを電圧測定経路に含む測定経路、すなわち図12に示される右半身の測定経路、両腕の測定経路、右脚の測定経路、右腕の測定経路、左腕の測定経路、及び右腕-左脚間の測定経路での接触インピーダンスの全てに影響を与える。
以上のような理由により、異常部位特定回路16は、複数の測定経路での測定異常の判定結果の組み合わせに基づいて、異常が起きている被験者の部位を特定する。上記の異常部位の特定結果は、表示装置19に表示する等の方法により、被験者に報知してもよいし、上記S9に示す再測定処理において、再測定時に使用する測定経路を決定する際に使用してもよい。
次に、上記S9に示す再測定処理について、図13を参照して詳述する。図13において、破線の矢印付き曲線は、電流経路を示し、実線の矢印付き曲線は、電圧測定経路を示す。上記S7に示す判定の結果、(測定)異常のある測定経路が存在する(異常部位が存在する)場合には、CPU10(の再測定制御回路17)は、測定異常時の生体電気インピーダンスの値ではなく、正確な生体電気インピーダンスの値を測定(採取)することができるようにするために、測定経路のうち、電圧測定経路を変更せず、電流経路を切り替える。これにより、例えば、片側の手もしくは脚の欠損があった場合、及び麻痺があり電極に四肢を接触させることが困難な場合でも、元の測定経路により測定されるべき部位の生体電気インピーダンスを、生体電気インピーダンスの測定経路を変更して、測定(採取)することが可能となる。
例えば、右脚用の電流印加用電極(図1中の5aに相当)に右脚を接触させることが困難な場合、CPU10(の再測定制御回路17)は、図13に示すように、破線で示される電流経路を変更し(切り替え)、変更後の電流経路を用いて、インピーダンス測定回路11により、右腕(元の測定経路により測定されるべき部位)の生体電気インピーダンスを測定することができる。図13では、電流経路は、右脚と右腕とを結ぶ電流経路(右脚から右腕に電流を流す電流経路)から、左脚と右腕とを結ぶ電流経路(左脚から右腕に電流を流す電流経路)に切り替えられている。なお、この再測定時に使用する測定経路を決定する際に、CPU10(の再測定制御回路17)は、上記S8に示す異常部位の特定処理の処理結果を用いてもよい。
上記のように、本実施形態の体組成計1によれば、正常な生体電気インピーダンスのデータを用いて算出した正常データのCole円に対する、測定データのCole円のずれ量に基づいて、生体電気インピーダンスの測定異常の有無を判定するようにした。これにより、上記特許文献2に記載の装置と異なり、被験者の身体の部位同士が接触している場合のように、各周波数における被験者の生体電気インピーダンス測定値のインピーダンス軌跡に対するバラツキの大きさに基づいて、生体電気インピーダンスの測定異常を判定することが難しい場合でも、正常データのCole円を基準にして、生体電気インピーダンスの測定異常の有無を正確に判定することができる。従って、被験者の身体における部位同士の接触に起因する、生体電気インピーダンスの測定異常を正確に検出することができる。このため、本実施形態の体組成計1によれば、被験者の身体における部位同士の接触に起因する、生体電気インピーダンスの測定異常があった場合でも、この測定異常を被験者に報せる等の方法により、不正確な生体電気インピーダンスのデータに基づいて求めた体組成に関する指標を、被験者が正しいものと誤認して、過度の食事又は運動といった誤った行動をとることを防ぐことができる。
また、本実施形態の体組成計1によれば、測定データCole円算出回路12が、インピーダンス測定回路11によって、少なくとも3つ以上の周波数、又は20kHz以上で100kHz以下の周波数を1つ以上含む2つ以上の周波数で測定したレジスタンスとリアクタンスを用いて、測定データのCole円を算出するようにした。これにより、上記図3(a)(b)で説明したように、確実に、Cole円を算出する(描く)ことができる。
また、本実施形態の体組成計1によれば、測定異常判定回路14が、正常データのCole円の中心に対する、測定データCole円算出回路12により算出された測定データのCole円の中心の方向とx軸方向の距離に基づいて、被験者の身体の部位同士の接触に起因する、生体電気インピーダンスの測定異常の有無を判定するようにした。ここで、被験者の身体の部位同士が接触している時には、測定データのCole円の中心がx軸の負方向へ移動する。従って、正常データのCole円の中心に対する、測定データのCole円の中心の方向とx軸方向の距離に基づいて、被験者の身体の部位同士の接触に起因する、生体電気インピーダンスの測定異常の有無を正確に判定することができる。
また、本実施形態の体組成計1によれば、測定用電極と被験者の身体との間に発生する接触インピーダンスを測定する接触インピーダンス測定回路18をさらに備え、測定異常判定回路14が、正常データのCole円に対する測定データのCole円の中心の方向とx軸方向の距離に基づいて、被験者の身体の部位同士の接触に起因する、生体電気インピーダンスの測定異常の有無を判定する処理に加えて、接触インピーダンス測定回路18によって測定された接触インピーダンスに基づいて、測定用電極と被験者の身体との接触不良に起因する、生体電気インピーダンスの測定異常の有無を判定する処理と、接触インピーダンス測定回路18によって測定された接触インピーダンスの時系列データに基づいて、被験者の手又は脚の乾燥に起因する、生体電気インピーダンスの測定異常の有無を判定する処理とを行うようにした。これにより、生体電気インピーダンスの測定異常の原因が、被験者の身体の部位同士の接触と、測定用電極と被験者の身体との接触不良と、被験者の手又は脚の乾燥とのうちのいずれであるのかを特定することができる。
また、本実施形態の体組成計1によれば、複数の測定経路のうちのいずれかの測定経路で測定異常があったときに、この測定経路により測定されるべき部位の生体電気インピーダンスを、この部位のインピーダンス測定に通常使用する測定経路ではない測定経路を用いて、インピーダンス測定回路11により測定し直すように制御する再測定制御回路17を備えるようにした。これにより、例えば、片側の手もしくは脚の欠損があった場合、及び麻痺があり電極に四肢を接触させることが困難な場合でも、元の測定経路により測定されるべき部位の生体電気インピーダンスを測定することができる。
次に、図14を参照して、本発明の第2の実施形態の体組成計1について説明する。図14に示される第2の実施形態の体組成計1の電気的ブロック構成は、第1の実施形態における再測定制御回路17(図1参照)を備えていない点と、報知制御回路31を備えている点以外は、第1の実施形態の体組成計1と同様である。従って、図14における報知制御回路31以外の構成要素(ブロック)については、図1中の各ブロックと同じ符号を付して、その説明を省略する。上記の報知制御回路31は、請求項における報知制御部に相当する。
報知制御回路31は、測定異常判定回路14によって生体電気インピーダンスの測定異常が有ったと判定されたときに、測定異常の原因に応じて、被験者に(適切な姿勢をとる等の)適切な対応策をとらせるように促すための報知を行うように制御する。例えば、測定異常判定回路14が、被験者の身体の部位同士の接触に起因する、生体電気インピーダンスの測定異常が有ったと判定したときに、測定対象の部位が、左腕であった場合(図12参照)には、報知制御回路31は、接触している箇所(この場合は左上肢と体幹の間)を、表示装置19に表示すると共に、左上肢と体幹との空間を取ること、或いは左上肢と体幹との間に非導電性物質(タオルなど)を介するようにして、左上肢と体幹を接触させないようにすることを促すためのメッセージを、表示装置19に表示(提示)する。また、測定異常判定回路14が、被験者の手又は脚の乾燥に起因する、生体電気インピーダンスの測定異常が有ったと判定したときは、「手脚が乾燥しているので、水で濡らすべきです」等のメッセージを、表示装置19に表示(提示)する。なお、上記の被験者に適切な対応策をとらせるように促すための報知(メッセージの提示等)は、表示装置19ではなく、スピーカ24を用いて行ってもよい。また、報知制御回路31は、上記図11中のS8に示す異常部位の特定処理の結果を用いて、被験者にとらせるべき対応策の詳細を変更してもよい。
ここで、上記特許文献1に記載された生体インピーダンス測定装置、及び上記特許文献2に記載された身体組成推計装置では、何らかの原因(好ましくない測定状況)により生体電気インピーダンスの測定異常が生じていることを検出することは可能であるが、生体電気インピーダンスの測定異常の原因を特定することができないため、上記のような被験者に適切な対応策をとらせるように促すための報知を行うことができない。従って、これらの装置では、被験者が好ましくない測定状況をどのように改善すべきか(どのような対応策をとるべきか)分からないので、被験者の正確な生体電気インピーダンスの値を取得することができなかった。これに対して、本実施形態の体組成計1によれば、上記のように、生体電気インピーダンスの測定異常の原因を特定して、被験者に適切な対応策をとらせるように促すための報知を行うことができるので、被験者が、この報知に基づいて、適切な対応策をとることができる。従って、本実施形態の体組成計1によれば、被験者の正確な生体電気インピーダンスの値を取得することができるので、この正確な生体電気インピーダンスの値に基づいて、体組成を正確に測定することができる。
変形例:
なお、本発明は、上記の各実施形態の構成に限られず、発明の趣旨を変更しない範囲で種々の変形が可能である。次に、本発明の変形例について説明する。
なお、本発明は、上記の各実施形態の構成に限られず、発明の趣旨を変更しない範囲で種々の変形が可能である。次に、本発明の変形例について説明する。
変形例1:
上記第1の実施形態では、複数の測定経路のうちのいずれかの測定経路で測定異常があったときに、CPU10が、この測定経路により測定されるべき部位の生体電気インピーダンスを、測定経路を変更して、測定し直すようにした。けれども、いずれかの測定経路で測定異常があった場合でも、この測定経路において、3つ以上の周波数で、生体電気インピーダンスを正しく測定できている場合には、これら3つ以上の周波数で測定した生体電気インピーダンス(レジスタンスとリアクタンス)から、適切なCole円を推定し(求め)、正しく測定できなかった(測定異常があった)時の周波数で測定した生体電気インピーダンスの値(測定データ)を補正するようにしてもよい。この場合に、CPU10は、正しく測定できたか否かを、図4に示す各周波数でのインピーダンス正常範囲(集団正常データから算出された正常範囲、又は個人内正常データから算出された正常範囲)から逸脱しているかどうかで判断する。具体的な補正方法は、図15に示すように、例えば5[kHz]における測定データが、異常であった場合(5[kHz]におけるインピーダンス正常範囲から逸脱している場合)、5[kHz]以外の正しく測定できた(インピーダンス正常範囲から逸脱していない)データを用いて、Cole円を推定し、5[kHz]における測定データを補正する。すなわち、5[kHz]における測定データを、Cole円上の5[kHz]の周波数に対応する点の生体電気インピーダンス(レジスタンスとリアクタンス)の値(図15中の補正データ)で置き換える。
上記第1の実施形態では、複数の測定経路のうちのいずれかの測定経路で測定異常があったときに、CPU10が、この測定経路により測定されるべき部位の生体電気インピーダンスを、測定経路を変更して、測定し直すようにした。けれども、いずれかの測定経路で測定異常があった場合でも、この測定経路において、3つ以上の周波数で、生体電気インピーダンスを正しく測定できている場合には、これら3つ以上の周波数で測定した生体電気インピーダンス(レジスタンスとリアクタンス)から、適切なCole円を推定し(求め)、正しく測定できなかった(測定異常があった)時の周波数で測定した生体電気インピーダンスの値(測定データ)を補正するようにしてもよい。この場合に、CPU10は、正しく測定できたか否かを、図4に示す各周波数でのインピーダンス正常範囲(集団正常データから算出された正常範囲、又は個人内正常データから算出された正常範囲)から逸脱しているかどうかで判断する。具体的な補正方法は、図15に示すように、例えば5[kHz]における測定データが、異常であった場合(5[kHz]におけるインピーダンス正常範囲から逸脱している場合)、5[kHz]以外の正しく測定できた(インピーダンス正常範囲から逸脱していない)データを用いて、Cole円を推定し、5[kHz]における測定データを補正する。すなわち、5[kHz]における測定データを、Cole円上の5[kHz]の周波数に対応する点の生体電気インピーダンス(レジスタンスとリアクタンス)の値(図15中の補正データ)で置き換える。
変形例2:
また、被験者毎の「身体の部位同士接触に起因する測定異常判定」(図11のS5参照)の結果を、所定期間分、フラッシュROM20に記憶しておいて、この所定期間分の測定異常の判定結果のデータに基づいて、被験者の性格分析を行ってもよい。具体的には、被験者の身体の部位同士の接触(主に、被験者の上肢と体幹との接触、及び被験者の左右下肢同士の接触)が多いということは、その被験者は測定姿勢が不規則であるということを示し、測定姿勢が不規則であるということは、その被験者が不真面目の傾向があるということを示す。従って、上記所定期間分の測定異常の判定結果のデータのうち、身体の部位同士接触に起因する測定異常が有ると判定されたデータの割合から、被験者の性格分析(被験者が不真面目の傾向があるか否かの分析)を行うことができる。
また、被験者毎の「身体の部位同士接触に起因する測定異常判定」(図11のS5参照)の結果を、所定期間分、フラッシュROM20に記憶しておいて、この所定期間分の測定異常の判定結果のデータに基づいて、被験者の性格分析を行ってもよい。具体的には、被験者の身体の部位同士の接触(主に、被験者の上肢と体幹との接触、及び被験者の左右下肢同士の接触)が多いということは、その被験者は測定姿勢が不規則であるということを示し、測定姿勢が不規則であるということは、その被験者が不真面目の傾向があるということを示す。従って、上記所定期間分の測定異常の判定結果のデータのうち、身体の部位同士接触に起因する測定異常が有ると判定されたデータの割合から、被験者の性格分析(被験者が不真面目の傾向があるか否かの分析)を行うことができる。
変形例3:
また、上記の被験者毎の「身体の部位同士接触に起因する測定異常」の判定結果とBMI(Body Mass Index)とから、被験者の体型を予測(検出)してもよい。例えば、被験者のBMIの値が、被験者が痩せ型であることを示している時に、その被験者について、左右下肢同士の接触が検出された場合、その被験者は股が接触しやすい骨格をしていると考えられる。従って、この場合には、CPU10は、被験者がX脚であると検出する。ここで、CPU10は、上記の左右下肢同士の接触を以下のようにして検出する。すなわち、例えば、測定異常判定回路14が、被験者の身体の部位同士の接触に起因する、生体電気インピーダンスの測定異常が有ったと判定したときに、測定対象の部位が、両脚であった場合(図12参照)に、CPU10は、被験者の左右下肢同士の接触を検出する。また、CPU10が、上記の検出(予測)した体型に合わせた洋服を、被験者に提案するようにしてもよい。
また、上記の被験者毎の「身体の部位同士接触に起因する測定異常」の判定結果とBMI(Body Mass Index)とから、被験者の体型を予測(検出)してもよい。例えば、被験者のBMIの値が、被験者が痩せ型であることを示している時に、その被験者について、左右下肢同士の接触が検出された場合、その被験者は股が接触しやすい骨格をしていると考えられる。従って、この場合には、CPU10は、被験者がX脚であると検出する。ここで、CPU10は、上記の左右下肢同士の接触を以下のようにして検出する。すなわち、例えば、測定異常判定回路14が、被験者の身体の部位同士の接触に起因する、生体電気インピーダンスの測定異常が有ったと判定したときに、測定対象の部位が、両脚であった場合(図12参照)に、CPU10は、被験者の左右下肢同士の接触を検出する。また、CPU10が、上記の検出(予測)した体型に合わせた洋服を、被験者に提案するようにしてもよい。
変形例4:
また、体組成計1において、どの被験者についても、同様な(生体電気インピーダンスの)測定異常の判定結果が出る場合、被験者の身体の部位同士の接触、測定用電極と被験者の身体との接触不良、被験者の手又は脚の乾燥といった、被験者の人体に起因する測定異常ではなく、体組成計1の機器自体の異常に起因する測定異常である可能性が高い。従って、この場合には、CPU10は、体組成計1の機器自体の故障の可能性が高いことを、被験者等のユーザに提示するように制御してもよい。具体的には、例えば、「体組成計の故障の可能性が高いです」等のメッセージを、表示装置19に表示する。
また、体組成計1において、どの被験者についても、同様な(生体電気インピーダンスの)測定異常の判定結果が出る場合、被験者の身体の部位同士の接触、測定用電極と被験者の身体との接触不良、被験者の手又は脚の乾燥といった、被験者の人体に起因する測定異常ではなく、体組成計1の機器自体の異常に起因する測定異常である可能性が高い。従って、この場合には、CPU10は、体組成計1の機器自体の故障の可能性が高いことを、被験者等のユーザに提示するように制御してもよい。具体的には、例えば、「体組成計の故障の可能性が高いです」等のメッセージを、表示装置19に表示する。
変形例5:
上記の各実施形態では、体組成計1のCPU10内の正常データCole円算出回路13により、正常データのCole円を算出して、算出した正常データのCole円を用いて、生体電気インピーダンスの測定異常の有無を判定する場合の例を示した。けれども、本発明の体組成計は、これに限られず、例えば、体組成計の出荷時に、集団正常データから作成(算出)した正常データのCole円をフラッシュROMに記憶しておいて、この正常データのCole円を用いて、生体電気インピーダンスの測定異常の有無を判定してもよい。
上記の各実施形態では、体組成計1のCPU10内の正常データCole円算出回路13により、正常データのCole円を算出して、算出した正常データのCole円を用いて、生体電気インピーダンスの測定異常の有無を判定する場合の例を示した。けれども、本発明の体組成計は、これに限られず、例えば、体組成計の出荷時に、集団正常データから作成(算出)した正常データのCole円をフラッシュROMに記憶しておいて、この正常データのCole円を用いて、生体電気インピーダンスの測定異常の有無を判定してもよい。
変形例6:
また、体組成測定回路は、測定異常判定回路によって生体電気インピーダンスの測定異常が無かったと判定されたときに限り、インピーダンス測定回路によって測定された生体電気インピーダンスに基づいて、被験者の体組成に関する指標を求めるようにしてもよいし、測定異常判定回路によって生体電気インピーダンスの測定異常が無かったと判定されたときだけではなく、測定異常が有ったと判定されたときにも、被験者の体組成に関する指標を求めるようにしてもよい。
また、体組成測定回路は、測定異常判定回路によって生体電気インピーダンスの測定異常が無かったと判定されたときに限り、インピーダンス測定回路によって測定された生体電気インピーダンスに基づいて、被験者の体組成に関する指標を求めるようにしてもよいし、測定異常判定回路によって生体電気インピーダンスの測定異常が無かったと判定されたときだけではなく、測定異常が有ったと判定されたときにも、被験者の体組成に関する指標を求めるようにしてもよい。
変形例7:
上記の各実施形態では、体組成計1が、8つの電極を用いる体組成計(両手両足測定タイプの体組成計)である場合の例について述べたが、本発明の体組成計は、これに限られず、4つの電極を用いる体組成計(両足測定タイプの体組成計)であってもよい。
上記の各実施形態では、体組成計1が、8つの電極を用いる体組成計(両手両足測定タイプの体組成計)である場合の例について述べたが、本発明の体組成計は、これに限られず、4つの電極を用いる体組成計(両足測定タイプの体組成計)であってもよい。
変形例8:
上述した本発明の第2の実施形態の体組成計1では、再測定制御回路17(図1参照)を備えていない。しかしながら、第2の実施形態の体組成計1の変形例として、再測定制御回路17をさらに備えてもよい。すなわち、再測定制御回路17による再測定の結果に対して、測定異常判定回路14が生体電気インピーダンスの測定異常が有ったと判定したときには、報知制御回路31は、測定異常の原因に応じて、被験者に(適切な姿勢をとる等の)適切な対応策をとらせるように促すための報知を行うように制御してもよい。
上述した本発明の第2の実施形態の体組成計1では、再測定制御回路17(図1参照)を備えていない。しかしながら、第2の実施形態の体組成計1の変形例として、再測定制御回路17をさらに備えてもよい。すなわち、再測定制御回路17による再測定の結果に対して、測定異常判定回路14が生体電気インピーダンスの測定異常が有ったと判定したときには、報知制御回路31は、測定異常の原因に応じて、被験者に(適切な姿勢をとる等の)適切な対応策をとらせるように促すための報知を行うように制御してもよい。
変形例9:
上記の各実施形態において、必ずしも異常部位特定回路16を備える必要はない。この場合、測定異常判定回路14によって異常部位があると判定されとき(図11のフローチャートのS7でYES)には、報知制御回路31は異常部位がある旨の報知を行うように制御してもよい。
上記の各実施形態において、必ずしも異常部位特定回路16を備える必要はない。この場合、測定異常判定回路14によって異常部位があると判定されとき(図11のフローチャートのS7でYES)には、報知制御回路31は異常部位がある旨の報知を行うように制御してもよい。
変形例10:
上記の実施形態では、体組成計1のCPU10が、インピーダンス測定回路11と、測定データCole円算出回路12と、正常データCole円算出回路13と、測定異常判定回路14と、体組成測定回路15と、異常部位特定回路16と、再測定制御回路17と、接触インピーダンス測定回路18と、報知制御回路31とを備えている。しかしながら、体組成計1とは別体の、少なくとも、CPU等の処理部と、フラッシュROM、RAM等の記憶部と、を備えるコンピュータの処理部が、インピーダンス測定回路11、測定データCole円算出回路12、正常データCole円算出回路13、測定異常判定回路14、体組成測定回路15、異常部位特定回路16、再測定制御回路17、接触インピーダンス測定回路18、及び報知制御回路31の少なくとも1つとして機能するようにさせてもよい。この場合、当該コンピュータの記憶部又は当該コンピュータに接続される記憶装置である記憶媒体が、当該コンピュータの処理部を各回路として機能させるようなプログラム(体組成測定プログラム)を、格納している。すなわち、当該コンピュータは、当該プログラムを実行することによって、有線又は無線を介して接続される一般的な体組成計から、出力された交流電流の電流値と、検出された電圧値とを受け取り、上記各実施形態で説明したようなインピーダンス測定異常の判定に係る工程を実行する。なお、このようなコンピュータの例としては、PC(Personal Computer)、及びスマートフォン等のモバイル端末等がある。
上記の実施形態では、体組成計1のCPU10が、インピーダンス測定回路11と、測定データCole円算出回路12と、正常データCole円算出回路13と、測定異常判定回路14と、体組成測定回路15と、異常部位特定回路16と、再測定制御回路17と、接触インピーダンス測定回路18と、報知制御回路31とを備えている。しかしながら、体組成計1とは別体の、少なくとも、CPU等の処理部と、フラッシュROM、RAM等の記憶部と、を備えるコンピュータの処理部が、インピーダンス測定回路11、測定データCole円算出回路12、正常データCole円算出回路13、測定異常判定回路14、体組成測定回路15、異常部位特定回路16、再測定制御回路17、接触インピーダンス測定回路18、及び報知制御回路31の少なくとも1つとして機能するようにさせてもよい。この場合、当該コンピュータの記憶部又は当該コンピュータに接続される記憶装置である記憶媒体が、当該コンピュータの処理部を各回路として機能させるようなプログラム(体組成測定プログラム)を、格納している。すなわち、当該コンピュータは、当該プログラムを実行することによって、有線又は無線を介して接続される一般的な体組成計から、出力された交流電流の電流値と、検出された電圧値とを受け取り、上記各実施形態で説明したようなインピーダンス測定異常の判定に係る工程を実行する。なお、このようなコンピュータの例としては、PC(Personal Computer)、及びスマートフォン等のモバイル端末等がある。
1 体組成計
7 マルチ周波数電流印加回路(マルチ周波数電流印加部)
11 インピーダンス測定回路(インピーダンス測定部)
12 測定データCole円算出回路(測定データCole円算出部)
14 測定異常判定回路(測定異常判定部)
15 体組成測定回路(体組成測定部)
16 異常部位特定回路(異常部位特定部)
17 再測定制御回路(再測定制御部)
18 接触インピーダンス測定回路(接触インピーダンス測定部)
31 報知制御回路(報知制御部)
C0 正常データのCole円
C1 測定データのCole円
O0 正常データのCole円の中心
O1、O3 測定データのCole円の中心
AR1 正常データのCole円の内側に含まれない部分
r0 正常データのCole円の半径
r2 測定データのCole円の半径
|vx| x軸方向の距離
7 マルチ周波数電流印加回路(マルチ周波数電流印加部)
11 インピーダンス測定回路(インピーダンス測定部)
12 測定データCole円算出回路(測定データCole円算出部)
14 測定異常判定回路(測定異常判定部)
15 体組成測定回路(体組成測定部)
16 異常部位特定回路(異常部位特定部)
17 再測定制御回路(再測定制御部)
18 接触インピーダンス測定回路(接触インピーダンス測定部)
31 報知制御回路(報知制御部)
C0 正常データのCole円
C1 測定データのCole円
O0 正常データのCole円の中心
O1、O3 測定データのCole円の中心
AR1 正常データのCole円の内側に含まれない部分
r0 正常データのCole円の半径
r2 測定データのCole円の半径
|vx| x軸方向の距離
Claims (11)
- 複数の周波数の交流電流を、被験者の身体に印加するマルチ周波数電流印加部と、
前記マルチ周波数電流印加部による各周波数の交流電流印加時における、前記被験者の生体電気インピーダンスを測定するインピーダンス測定部と、
前記インピーダンス測定部によって測定された生体電気インピーダンスに基づいて、前記被験者の体組成に関する指標を求める体組成測定部と、
前記インピーダンス測定部によって測定された各周波数の生体電気インピーダンスにおけるレジスタンスとリアクタンスを用いて、測定データのCole円を算出する測定データCole円算出部と、
正常な生体電気インピーダンスのデータを用いて算出した正常データのCole円に対する、前記測定データCole円算出部により算出された測定データのCole円のずれ量に基づいて、前記生体電気インピーダンスの測定異常の有無を判定する測定異常判定部とを備える体組成計。 - 前記測定データCole円算出部は、前記インピーダンス測定部によって、少なくとも3つ以上の周波数、又は20kHz以上で100kHz以下の周波数を1つ以上含む2つ以上の周波数で測定したレジスタンスとリアクタンスを用いて、前記測定データのCole円を算出することを特徴とする請求項1に記載の体組成計。
- 前記測定異常判定部は、前記正常データのCole円の中心に対する、前記測定データCole円算出部により算出された測定データのCole円の中心のずれ量に基づいて、前記生体電気インピーダンスの測定異常の有無を判定することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の体組成計。
- 前記測定異常判定部は、前記測定データCole円算出部により算出された測定データのCole円の内側における領域のうち、前記正常データのCole円の内側に含まれない部分の面積に基づいて、前記生体電気インピーダンスの測定異常の有無を判定することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の体組成計。
- 前記測定異常判定部は、前記正常データのCole円の半径と、前記測定データCole円算出部により算出された測定データのCole円の半径との差の量に基づいて、前記生体電気インピーダンスの測定異常の有無を判定することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の体組成計。
- 前記測定異常判定部は、前記正常データのCole円の中心に対する、前記測定データCole円算出部により算出された測定データのCole円の中心の方向とx軸方向の距離に基づいて、前記被験者の身体の部位同士の接触に起因する、前記生体電気インピーダンスの測定異常の有無を判定することを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載の体組成計。
- 前記被験者の生体電気インピーダンスの測定に用いられる測定用電極と前記被験者の身体との間に発生する接触インピーダンスを測定する接触インピーダンス測定部をさらに備え、
前記測定異常判定部は、前記正常データのCole円に対する前記測定データのCole円の中心の方向とx軸方向の距離に基づいて、前記被験者の身体の部位同士の接触に起因する、前記生体電気インピーダンスの測定異常の有無を判定する処理に加えて、前記接触インピーダンス測定部によって測定された接触インピーダンスに基づいて、前記測定用電極と前記被験者の身体との接触不良に起因する、前記生体電気インピーダンスの測定異常の有無を判定する処理と、前記接触インピーダンス測定部によって測定された接触インピーダンスの時系列データに基づいて、前記被験者の手又は脚の乾燥に起因する、前記生体電気インピーダンスの測定異常の有無を判定する処理とを行うことを特徴とする請求項6に記載の体組成計。 - 前記測定異常判定部によって、前記被験者の身体における複数のインピーダンス測定経路での、前記生体電気インピーダンスの測定異常の有無を判定し、前記複数のインピーダンス測定経路のうちのいずれかのインピーダンス測定経路で測定異常があったときに、前記複数のインピーダンス測定経路での測定異常の判定結果に基づいて、前記被験者の身体における測定異常の発生源となる部位を特定する異常部位特定部をさらに備えることを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれか一項に記載の体組成計。
- 前記複数のインピーダンス測定経路のうちのいずれかのインピーダンス測定経路で測定異常があったときに、このインピーダンス測定経路により測定されるべき部位の生体電気インピーダンスを、この部位のインピーダンス測定に通常使用する測定経路ではない測定経路を用いて、前記インピーダンス測定部により測定し直すように制御する再測定制御部をさらに備えることを特徴とする請求項8に記載の体組成計。
- 前記測定異常判定部によって前記生体電気インピーダンスの測定異常が有ったと判定されたときに、前記測定異常の原因に応じて、前記被験者に適切な対応策をとらせるように促すための報知を行うように制御する報知制御部をさらに備えることを特徴とする請求項7又は請求項8に記載の体組成計。
- 被験者の身体に印加される複数の周波数の交流電流の各周波数の交流電流印加時における、前記被験者の生体電気インピーダンスを測定する工程と、
前記被験者の生体電気インピーダンスを測定する工程によって測定された生体電気インピーダンスに基づいて、前記被験者の体組成に関する指標を求める工程と、
前記被験者の生体電気インピーダンスを測定する工程によって測定された各周波数の生体電気インピーダンスにおけるレジスタンスとリアクタンスを用いて、測定データのCole円を算出する工程と、
正常な生体電気インピーダンスのデータを用いて算出した正常データのCole円に対する、前記測定データのCole円を算出する工程により算出された測定データのCole円のずれ量に基づいて、前記生体電気インピーダンスの測定異常の有無を判定する工程と、をコンピュータに実行させるための体組成測定プログラム。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2752594C1 (ru) * | 2020-05-15 | 2021-07-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Способ классификации биологических объектов на основе многомерного биоимпедансного анализа и устройство для его реализации |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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CN113425280B (zh) * | 2020-03-19 | 2023-10-31 | 芯海科技(深圳)股份有限公司 | 人体阻抗异常测量的识别方法、测量设备及存储介质 |
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CN114847916A (zh) * | 2022-05-07 | 2022-08-05 | 芯海科技(深圳)股份有限公司 | 一种人体阻抗测量方法、装置及存储介质 |
JP2024145708A (ja) * | 2023-03-31 | 2024-10-15 | テルモ株式会社 | 身体組成計測装置、制御方法、および制御プログラム |
JP2024145703A (ja) * | 2023-03-31 | 2024-10-15 | テルモ株式会社 | 身体組成計測装置、制御方法、および制御プログラム |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5110277B2 (ja) | 1971-08-24 | 1976-04-02 | ||
JP2002010988A (ja) * | 2000-06-28 | 2002-01-15 | Tanita Corp | 生体電気インピーダンス測定装置 |
JP2004337308A (ja) * | 2003-05-14 | 2004-12-02 | Sekisui Chem Co Ltd | 電気特性測定装置 |
JP2009112554A (ja) * | 2007-11-07 | 2009-05-28 | Sekisui Chem Co Ltd | 身体組成推計装置及び身体組成推計方法 |
JP2012213458A (ja) | 2011-03-31 | 2012-11-08 | Omron Healthcare Co Ltd | 生体インピーダンス測定装置 |
US20130172776A1 (en) * | 2010-07-02 | 2013-07-04 | Impedimed Limited | Tissue indicator determination |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001198098A (ja) * | 2000-01-21 | 2001-07-24 | Tanita Corp | むくみ測定方法及びむくみ測定装置 |
JP2004255120A (ja) * | 2003-02-28 | 2004-09-16 | Tanita Corp | 体組成推定法及び体組成測定装置 |
JP5088185B2 (ja) * | 2008-03-18 | 2012-12-05 | オムロンヘルスケア株式会社 | 体組成計 |
EP2326245A4 (en) * | 2008-09-09 | 2013-12-11 | Martinez Fernando Seoane | METHOD AND APPARATUS FOR DETECTING BRAIN INJURIES |
US10653333B2 (en) * | 2014-11-13 | 2020-05-19 | Ori Diagnostic Instruments, LLC | Systems and methods for high frequency impedance spectroscopy detection of daily changes of dielectric properties of the human body to measure body composition and hydration status |
KR101739656B1 (ko) * | 2015-11-23 | 2017-05-24 | 이경호 | 핸디형 유방암 검진기 |
-
2017
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5110277B2 (ja) | 1971-08-24 | 1976-04-02 | ||
JP2002010988A (ja) * | 2000-06-28 | 2002-01-15 | Tanita Corp | 生体電気インピーダンス測定装置 |
JP2004337308A (ja) * | 2003-05-14 | 2004-12-02 | Sekisui Chem Co Ltd | 電気特性測定装置 |
JP2009112554A (ja) * | 2007-11-07 | 2009-05-28 | Sekisui Chem Co Ltd | 身体組成推計装置及び身体組成推計方法 |
US20130172776A1 (en) * | 2010-07-02 | 2013-07-04 | Impedimed Limited | Tissue indicator determination |
JP2012213458A (ja) | 2011-03-31 | 2012-11-08 | Omron Healthcare Co Ltd | 生体インピーダンス測定装置 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
See also references of EP3708076A4 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2752594C1 (ru) * | 2020-05-15 | 2021-07-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Способ классификации биологических объектов на основе многомерного биоимпедансного анализа и устройство для его реализации |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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