JPH0434409B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、超音波を用いて皮下脂肪厚を計測
し、皮下脂肪厚の相対的な判定及び体脂肪の推定
を行う肥満度測定装置に関するものである。

〔従来の技術〕

皮下脂肪厚（以下「皮脂厚」という）を測定す
る皮脂厚計測装置として、超音波の発信部と受信
部とを備えたプローブと、そのプローブによつて
検出した反射波から皮脂厚を算出する演算部と、
その演算結果をデジタル表示する表示部とを有す
る皮脂厚計測装置が既に知られている。この超音
波を用いた皮脂厚計測装置は、プローブの端面を
人体の計測部位に密着させてプローブから超音波
を発信し、その反射波をプローブで捉え、反射波
の反射位置とプローブの端面との間の距離を求め
ることによつて皮脂厚を計測するものである。即
ち、プローブから発信した超音波は、皮下脂肪層
を伝播して生体組織が変化する皮下脂肪層と筋肉
表面との界面でで反射されるので、反射波の反射
位置とプローブの端面との間の距離から皮脂厚を
計測するものであり、その距離は、超音波の生体
組織内往復時間ｔとその伝播速度ｖとから、vt／
２によつて算出される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、従来の上記皮脂厚計測装置で
は、単に皮脂厚を計測するだけであり、相対的な
意味での皮脂厚や体脂肪（以下、体脂肪量や体脂
肪率；％Fatを含めた意味で「体脂肪」という）
がどの程度なのかは判らない。体脂肪の推定法と
しては、除脂肪体重（LBM；Lean Body
Mass）の比重（1.1）と体脂肪の比重（0.9）の違
いに着目して体容積と体重から除脂肪体と体脂肪
とを推定する水中体重法やヒユーマン・カウンタ
ーを使つて除脂肪体にのみ一定の割合で含有する
カリウムの総量を求め、総カリウム量から除脂肪
体重を推定し、全体重から除脂肪体重を差し引く
ことによつて体脂肪を推定する全身カリウム量に
よる体脂肪推定法などがある。

前者では、被計測者毎に、外気中の体重と水中
の体重との差から体容積を求めることが必要であ
るが、この場合に残気量が問題となり、また、そ
の測定法も水中に潜水したりするため水槽など大
掛かりな設備が必要となりあまり簡便な方法とは
いえない。他方、後者では、ヒユーマン・カウン
ターにより⁴⁰Kの放射線を測定するので、天然放
射線を遮蔽するための鉄室、検出器、及び計数機
器などからなる大掛かりな装置が必要となり、高
価で取り扱いも簡単ではない。

その他に体部位における皮脂厚を計測するもの
としては、皮膚を摘むスキンフオールド・キヤリ
パーやＸ線CTスキヤン、NMR（核磁気共鳴装
置）、さらには針を使つた計測法などもあるが、
これらは、超音波による計測法に比べて計測精度
が劣り、さらに被計測者の負担や侵襲が多く、ま
た計測に熟練を要したり、装置が高価であるなど
の種々の問題がある。

本発明は、上記の考案に基づくものであつて、
廉価にして簡便且つ高精度に皮脂厚を計測でき、
その診断及び体脂肪を推定できる肥満度測定装置
を提供することを目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

そのために本発明の肥満度測定装置は、各計測
部位について超音波を使つて皮下脂肪層と筋肉表
面との界面で反射される反射波を検出して皮下脂
肪厚を計測し、該皮下脂肪厚の相対的な判定、体
脂肪の推定を行い、表示／印刷出力する肥満度測
定装置であつて、皮下脂肪厚の相対的な判定を行
うための標準パターンを格納する標準パターン格
納手段、皮下脂肪厚から体脂肪を推定するための
パラメータを格納するパラメータ格納手段、体格
や体型を表すデータからなる体情報と個人の類別
情報を表すデータからなる個人情報と計測部位か
ら標準パターンを読み出して皮下脂肪厚の判定を
行う皮脂厚判定手段、及び体情報と個人情報と計
測部位からパラメータを読み出して体脂肪の推定
を行う体脂肪推定手段を備え、計測した皮下脂肪
厚と計測部位と体情報や個人情報から皮下脂肪厚
の判定と体脂肪の推定を行うように構成したこと
を特徴とするものである。

〔作 用〕

本発明の肥満度測定装置では、体情報や個人情
報を入力して超音波の発信部と受信部とを備えた
プローブを計測部位に軽く密着させることによつ
て、各計測部位の皮脂厚が計測され、その皮脂厚
について体情報や個人情報に対応した標準パター
ンを参照して平均値との相対的な位置による判定
が行われ、さらに、その皮脂厚から体情報や個人
情報に対応したパラメータを使つてその部位別の
体脂肪が推定される。従つて、予め体部位の代表
的な複数の点を計測位置として選定し、それらの
各測定位置毎に推定される部位別の体脂肪の合計
が体脂肪の推定値になるようにパラメータを設定
しておくことによつて、所定の計測部位の皮脂厚
を計測し高い精度で部位別の体脂肪の合計した全
体の体脂肪が推定でき、皮脂厚の判定及び体脂肪
の推定によつて肥満度の測定ができる。

〔実施例〕

以下、図面を参照しつつ実施例を説明する。

第１図は本発明に係る肥満度測定装置の１実施
例構成を示す図、第２図は標準パターンの例を示
す図、第３図は体脂肪量の推定を説明するための
図である。

第１図において、１は体・個人情報レジスタ、
２は計測部位レジスタ、３は皮脂厚計測値レジス
タ、４は標準パターン格納部、５と７は読出部、
６は体脂肪推定係数格納部、８は皮脂厚判定部、
９は体脂肪推定部、１０は記憶部を示す。

本発明に係る肥満度測定装置では、キー入力装
置などを使つて被計測者毎にその計測前に体情報
や個人情報を入力し、次いで順次計測部位を指定
入力して超音波による皮脂厚の計測を行う。体・
個人情報レジスタ１、計測部位レジスタ２は、こ
のとき入力された体情報や個人情報、計測部位デ
ータを保持するものであり、皮脂厚計測値レジス
タ３は、超音波を使つて計測された表皮から皮下
脂肪層と筋肉表面との界面までの厚さ（皮脂厚）
データを保持するものである。ここで、体情報
は、上腕囲、胸囲、腹囲、大腿囲、下腿囲、身
長、体重など被計測者の体格や体型を表す計測デ
ータであり、個人情報は、性別、年齢、地区、職
域など個人の類別情報を表すデータである。計測
部位は、任意であるが、計測者による誤差を少な
くするためにはＴ（Target；標的）波同定の安定
性が高く、体部位の代表的な点で、計測に際して
羞恥心を引き起こさないような部位が望ましい。
例えば上腕屈側部、上腕伸側部、肩甲骨下角部、
腸骨稜上部、腹部、大腿前側、大腿後側などをそ
の対象部位として選定することができるが、この
部位の左右両側でも片側でもよい。

標準パターン格納部４は、各計測部位、体情
報、個人情報毎に例えば第２図に示すような皮脂
厚の分布パターンを格納するものであり、体脂肪
推定係数格納部６は、各計測部位、体情報、個人
情報毎に体脂肪（体脂肪量、体脂肪率；％Fat）
を推定するのに必要なパラメータを格納するもの
である。

体重に占める皮下脂肪組織の割合は、成人男子
で11％、成人女子で24％であるという報告がある
ように、性別は勿論、計測部位や体型、年齢など
によつて皮下脂肪の付き具合、平均値、被計測者
の分布パターンも異なるため、より客観的な皮脂
厚の相対的な判定、さらに体脂肪の推定を行うた
めには、各計測部位、体格、個人情報毎に標準パ
ターン及び体脂肪推定係数（パラメータ）が必要
となる。従つて、計測部位として上記の８カ所を
選定した場合には、この８カ所の皮脂厚から算出
推定された部位別体脂肪の合計値が体脂肪となる
ように体脂肪推定係数（パラメータ）が設定され
ることはいうまでもない。また、体情報や個人情
報は、判定精度の要求に応じて身長、体重、性
別、年齢に限定してもよいし、その他の組み合わ
せであつてもよい。なお、これら標準パターン及
び体脂肪推定係数（パラメータ）は、計測データ
を統計処理することによつて得られるものであ
る。

読出部５は、体・個人情報レジスタ１、計測部
位レジスタ２に保持された内容に従つて標準パタ
ーン格納部４から対応する標準パターンを読み出
すものであり、読出部７は、体・個人情報レジス
タ１、計測部位レジスタ２に保持された内容に従
つて体脂肪推定係数格納部６から対応するパラメ
ータを読み出すものである。

皮脂厚判定部８は、読出部５によつて読み出さ
れた第２図に示すような標準パターンを参照する
ことによつて、皮脂厚計測値レジスタ３に保持さ
れた計測値が相対的にどの位置にあるかを判定す
るものであり、その判定は、感覚的な表現により
「薄い」、「やや薄い」、「ふつう」、「やや厚い」、
「厚い」のような判定内容であつてもよいし、平
均値を示しその平均値からの差（mm）や、平均値
であれば100％として肥満度85％、125％のように
表現したり、第２図に示す標準パターンとその位
置、その他種々の表現を採用したものであつても
よいことは勿論である。

体脂肪推定部９は、読出部７によつて読み出さ
れたパラメータを使つて皮脂厚計測値レジスタ３
に保持された計測値から体脂肪を推定するもので
あり、例えば第３図に示すように、まず計測位置
における皮下脂肪断面積X_iを求め、されにその部
位の係数α_iを乗じて部位別体脂肪量α_iX_iを推定す
る。この推定値の妥当性は、体比重法やヒユーマ
ンカウンタ法、Ｘ線CTスキヤン法などの計測値
との誤差検定を行つて補正すればよい。そして、
この部位別体脂肪量を代表的な点について合計す
ることにより体脂肪量Fat（Kg）＝〓α_iX_iを推定す
る。この例では、第３図から明らかなように計測
部位の周囲長も必要となるが、この計測値は、皮
脂厚計測値レジスタ３、或いは体・個人情報レジ
スタ１に保持するようにしてもよい。即ち、皮脂
厚及びその計測位置の周囲長が計測値として与え
られ、他方、皮下脂肪断面積X_iを推定するための
パラメータ及びその部位別体脂肪量を推定するた
めのパラメータα_iが読出部７によつて体脂肪推定
係数格納部６から読み出されることになる。例え
ば、大腿部が計測位置である場合、この皮脂厚の
計測値から大腿部の皮下脂肪断面積を推定し、そ
の推定値からさらに下肢部全体の体脂肪量を推定
する。このようにして得られた推定値は、皮下脂
肪量そのままの値でもよいが、体重に占める皮下
脂肪量の割合、即ち体脂肪率（％Fat）にするこ
とによつて相対的な肥満度の判定ができる。

皮脂厚判定部８及び体脂肪推定部９により得ら
れたデータは、記憶部１０に格納され、出力指令
に従つて表示装置、或いはプリンターなどにより
表示／印刷出力される。この記憶部１０にデータ
を記憶管理する場合、被計測者に対して個人ID
（識別符号）を付加し、この個人IDにより過去か
らの各データを蓄積し、必要に応じてこれらを比
較できるようにしてもよい。

第４図は本発明に係る肥満度測定装置に適用さ
れる皮脂厚計測部の１実施例構成を示す図、第５
図は第４図に示す皮脂厚計測部の外観図、第６図
は半自動モード時における反射波波形の表示態様
の１例を示す図である。図中、１１は発信部、１
２は受信部、１３は時間制御部、１４は増幅部、
１５は工波回路、１６は反射波検出部、１７は演
算部、１８はモード切換スイツチ、１９はコント
ローラ、２０は数文字変換部、２１はブラウン管
駆動部、２２はブラウン管、２３は本体、２４は
スクリーン、２５はプローブを示す。

第４図において、発信部１１は、時間制御部１
３で定められた一定間隔でプローブの端面から超
音波を発信するものであり、受信部１２は、プロ
ーブの端面から取り込まれる反射波を受信するも
のである。検波回路１５は、受信部１２により受
信して増幅部１４で増幅した反射波の信号を波形
整形するものである。反射波検出部１６は、プロ
ーブの端面を覆つて測定部位への密着を助ける膜
面からの反射波の位置と体内界面からの反射波の
位置との関係を把握して信号を演算部１７に送る
ものである。演算部１７は、測定基準となる反射
波から体内界面までの往復時間ｔを求め、これに
伝播速度ｖを掛けvt／２により皮脂厚を算出する
ものであり、この算出された測定値が数文字変換
部２０に送られてデジタル信号に変換されると共
に、第１図に示す皮脂厚計測値レジスタ３に保持
される。また、演算部１７は、計測モードの切り
換えに伴つたそれぞれのモードに対応する演算及
び表示制御なども行う。ブラウン管駆動部２１
は、時間制御部１３からの信号を基に横軸を時
間、縦軸を強さとする反射波の波形、及び数文字
変換部２０から送られてきたデジタル信号を併せ
てブラウン管２２に表示する。また、ブラウン管
駆動部２１は、図示しないが第１図に示す記憶部
１０のデータを読み出して表示出力する制御回路
にも接続されることによつて、皮脂厚の判定デー
タや体脂肪の推定データなどをもブラウン管２２
に表示するものである。モード切換スイツチ１８
及びコントローラ１９は、後述するような計測モ
ードの切り換えに関連して用いるものである。

上記皮脂厚計測部の外観を示したのが第５図で
あり、本体２３にブラウン管２２、モード切換ス
イツチ１８、コントローラ１９などが取り付けら
れ、プローブ２５が連結されている。プローブ２
５は、その端面を皮脂厚計測部位に密着させて使
用するものであり、第４図に示す発信部１１及び
受信部１２を内蔵し、その端面から超音波を送り
出して反射波を受信している。この反射波は、第
５図に示すようにブラウン管２２のスクリーン２
４上に横軸を時間（距離離）、縦軸を強さとして
表示される。表示波形は、先の説明から明らかな
ように左側のピーク位置が表皮における反射波の
位置であり、右側のピークが皮下脂肪層と筋肉表
面との界面における反射波の位置となる。つま
り、このピーク間の長さが皮脂厚となる。

そこでこの皮脂厚を演算するため、皮脂厚計測
部では、演算部１７において時間制御部１３及び
反射波検出部１６の信号を基に２つのピーク位置
を認識して先に述べたようにvt／２により自動的
にその距離を算出する。このように反射波の最も
高い位置を識別して自動的に皮脂厚を演算する自
動モードの場合、皮下脂肪層と筋肉表面との界面
からの反射波が乱れて複数存在し標的波の同定が
不安定になる場合がある。このような場合に自動
モードからコントローラ１９によつて測定基準と
すべき反射波の選別を行う半自動モードへの切り
換えを行うのがモード切換スイツチ１８である。
この半自動モードでは、コントローラ１９を左右
に回すと、スクリーン２４上に表示された波形に
沿つて明線の右端が第６図に示すように左右に移
動すると共に、スクリーン２４上の左側のピーク
Ａを基準としてこの明線の右端の位置の演算が演
算部１７で行われる。従つて、明線の右端を右側
の反射波のピーク位置Ｂに合わせることによつて
オペレータの選別指定したピーク位置に対応する
皮脂厚が計測できる。この計測値が演算部１７か
ら数文字変換部２０に送られてデジタル値に変換
されブラウン管駆動部１２により第６図に示す
「5.62」のようにスクリーン上にデジタル表示さ
れる。なお、実際にプローブの端面を皮脂厚計測
部位に密着させて皮脂厚の計測を行う場合、反射
波が静止した状態とはならない。そのため、反射
波を観察しながら皮下脂肪層と筋肉表面との界面
からの反射波が得られていると判断できる状態に
おいて凍結指令を発行し、その状態で反射波を凍
結する計測反射波の凍結方式を採用すると、安定
したより精度の高い皮脂厚の計測値を得ることが
できる。

第１図に示す皮脂厚判定部や体脂肪推定部その
他の処理部及びレジスタや標準パターン格納部そ
の他の記憶手段は、マイクロプロセツサや
RAM，ROMを使つて、コンパクトに構成でき
る。これらの構成は、第４図に示す演算部１７に
含め、第５図に示す本体２３の中に組み込んでも
よいし、付属ユニツトにしてもよい。

本発明に係る肥満度測定装置は、１実施例とし
て示す以上のような構成になるが、次にその取り
扱い及び動作を簡単に説明する。まず、被計測者
の体情報や個人情報を入力してから計測部位を指
定してプローブの端面を計測部位に軽く密着させ
る。そうすると、スクリーン上には反射波の波形
が写出され、自動モード或いは半自動モードの指
定に従つて反射波の凍結、標的波の同凍定、皮脂
厚の計測が行われる。皮脂厚の計測値が得られる
と、標準パターンを参照して皮脂厚の相対的な判
定及び部位別体脂肪の推定処理が行われ、それら
のデータが記憶される。従つて、画面の切り換え
を行うことによつて、記憶されたデータを反射波
の波形に代えて写し出すことができる。これをさ
らに他の所定の計測位置についても同様に繰り返
し行うことによつて、各計測部位の皮脂厚の計測
及びその相対的な判定、部位別体脂肪の推定が行
われ、最後に部位別体脂肪を積算した体脂肪（体
脂肪量、体脂肪率）の推定値が求めらることにな
る。

なお、本発明は、種々の変形が可能であり、上
記実施例に限定されるものではない。例えば第１
図に示す体情報や個人情報（個人IDを含む）は
キー入力装置によらず、カード読み取り装置を設
けて気カードや光カードに予め登録した内容を読
ませたり、さらにはこれらのカードに計測値や皮
脂厚の判定データ、体脂肪推定データを計測の都
度登録しておくようにしてもよい。このようにす
ることによつて、計測時に過去のデータとの照合
を行つてその推移をも併せて表示／印刷出力する
ことも可能となる。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明によれ
ば、プローブの端面を人体の計測部位に密着させ
ることによつて超音波により高精度で皮脂厚を計
測でき、その計測値を基に皮脂厚の平均値からの
相対的な判定、及び体脂肪の推定を行うので、水
中比重法や全身カリウム量による体脂肪推定法に
比べて精度の高い皮脂厚値が得られる。しかも、
プローブの端面を人体の測定部位に密着させるだ
けでよいので、被計測者の負担も侵襲も少なく、
簡便で廉価、迅速な皮脂厚の計測、判定、体脂肪
の推定が可能ととなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る肥満度測定装置の１実施
例構成を示す図、第２図は標準パターンの例を示
す図、第３図は体脂肪量の推定を説明するための
図、第４図は本発明に係る肥満度測定装置に適用
される皮脂厚計測部の１実施例構成を示す図、第
５図は第４図に示す皮脂厚計測部の外観図、第６
図は半自動モード時における反射波波形の表示態
様の１例を示す図である。 １…体・個人情報レジスタ、２…計測部位レジ
スタ、３…皮脂厚計測値レジスタ、４…標準パタ
ーン格納部、５と７…読出部、６…体脂肪推定係
数格納部、８…皮脂厚判定部、９…体脂肪推定
部、１０…記憶部、１１…発信部、１２…受信
部、１３…時間制御部、１４…増幅部、１５…検
波回路、１６…反射波検出部、１７…演算部、１
８…モード切換スイツチ、１９…コントローラ、
２０…数文字変換部、２１…ブラウン管駆動部、
２２…ブラウン管、２３…本体、２４…スクリー
ン、２５…プローブ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 各計測部位について超音波を使つて皮下脂肪
   層と筋肉表面との界面で反射される反射波を検出
   して皮下脂肪厚を計測し、該皮下脂肪厚の相対的
   な判定、体脂肪の推定を行い、表示／印刷出力す
   る肥満度測定装置であつて、皮下脂肪厚の相対的
   な判定を行うための標準パターンを格納する標準
   パターン格納手段、皮下脂肪厚から体脂肪を推定
   するためのパラメータを格納するパラメータ格納
   手段、体格や体型を表すデータからなる体情報と
   個人の類別情報を表すデータからなる個人情報と
   計測部位から標準パターンを読み出して皮下脂肪
   厚の判定を行う皮脂厚判定手段、及び体情報と個
   人情報と計測部位からパラメータを読み出して体
   脂肪の推定を行う体脂肪推定手段を備え、計測し
   た皮下脂肪厚と計測部位と体情報や個人情報から
   皮下脂肪厚の判定と体脂肪の推定を行うように構
   成したことを特徴とする肥満度測定装置。 ２ 標準パターンは皮下脂肪厚の分布パターンで
   あり、該分布パターンにおける平均値との相対的
   な位置により皮下脂肪厚の判定を行うことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の肥満度測定装
   置。 ３ パラメータは当該計測部位の皮下脂肪厚に対
   応する皮下脂肪層の断面積係数及び体脂肪量推定
   係数であることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の肥満度測定装置。 ４ 各計測部位の皮下脂肪厚に対して断面積係数
   及び部位別体脂肪量推定係数を乗じて部位別体脂
   肪量推定値を求め、該部位別体脂肪量推定値を積
   算して体脂肪の推定を行うことを特徴とする特許
   請求の範囲第３項記載の肥満度測定装置。