JPH105188A - Body fat measurement device - Google Patents
Body fat measurement deviceInfo
- Publication number
- JPH105188A JPH105188A JP8164422A JP16442296A JPH105188A JP H105188 A JPH105188 A JP H105188A JP 8164422 A JP8164422 A JP 8164422A JP 16442296 A JP16442296 A JP 16442296A JP H105188 A JPH105188 A JP H105188A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- subject
- frequency
- impedance
- body fat
- bioelectrical
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/48—Other medical applications
- A61B5/4869—Determining body composition
- A61B5/4872—Body fat
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Surgery (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
- Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 体脂肪率の測定精度の向上を図る。
【解決手段】 開示される体脂肪測定装置4は、被験者
の体Eにマルチ周波数電流Ibを投入する信号出力回路
5と、被験者の体Eを流れるマルチ周波数電流Ibを検
出する電流検出回路6と、被験者の手足間の電圧Vpを
検出する電圧検出回路7と、各種演算処理を行うCPU
10と、CPU10の処理プログラムを記憶するROM
11と、各種データを一時記憶するRAM12と、被験
者の手足に貼り付けられる4個の表面電極Hp,Hc,L
p,Lcとを有して構成される。CPU10は、検出さ
れた電流Ibと電圧Vpとに基づいて、生体電気インピ
ーダンスを測定し、測定された生体電気インピーダンス
に基づいて、被験者の体の細胞内液抵抗を算出する。そ
して、該細胞内液抵抗に基づいて、被験者の体脂肪の状
態(体脂肪率、脂肪重量、除脂肪体重等)を推計する。
(57) [Summary] [PROBLEMS] To improve the measurement accuracy of body fat percentage. The disclosed body fat measurement device (4) includes a signal output circuit (5) for applying a multi-frequency current (Ib) to a body (E) of a subject, a current detection circuit (6) for detecting a multi-frequency current (Ib) flowing through the body (E) of the subject. , A voltage detection circuit 7 for detecting a voltage Vp between the limbs of the subject, and a CPU for performing various arithmetic processing
10 and ROM for storing a processing program of CPU 10
11, a RAM 12 for temporarily storing various data, and four surface electrodes Hp, Hc, L to be attached to the limbs of the subject.
p, Lc. The CPU 10 measures the bioelectric impedance based on the detected current Ib and the voltage Vp, and calculates the intracellular fluid resistance of the body of the subject based on the measured bioelectric impedance. Then, based on the intracellular fluid resistance, the body fat state (body fat percentage, fat weight, lean body mass, etc.) of the subject is estimated.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、体脂肪の状態
(体脂肪率、脂肪重量、除脂肪体重等)を電気的に測定
するための体脂肪測定装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a body fat measuring device for electrically measuring the state of body fat (body fat percentage, fat weight, lean body mass, etc.).
【0002】[0002]
【従来の技術】肥満であるかないかは、見た目や体重で
はなく、実は、体重に占める脂肪の割合、すなわち体脂
肪率で決まる、といわれている。だから、健康づくりを
考える上で、ウェイトコントロールよりもファットコン
トロール(肥満の解消・予防)が重視される今日、正し
い体脂肪の測定は大きな意味を持つ。ところで、体の総
電導量は、体水分量の総電導量と略等しく、その大部分
が筋組織に含まれていると考えられること、及び脂肪組
織の水分含有量は、最小であると仮定できることから、
生体電気インピーダンス(Bioelectric Impedance)
は、体脂肪等の身体組成を充分反映していると考えらて
いる。例えば、除脂肪体重(FFM)は、身長の二乗を
生体電気インピーダンスで割った量に比例することが、
ルカスキー等によって報告されている(H.C.Lukaski et
al, The American Journal of Clinical Nutrition, 4
1(1985)810-817)。2. Description of the Related Art It is said that obesity is determined not by appearance and weight but actually by the ratio of fat to body weight, that is, the percentage of body fat. Therefore, in thinking about health promotion, fat control (elimination / prevention of obesity) is more important than weight control, so correct measurement of body fat is of great significance. By the way, it is assumed that the total conduction amount of the body is substantially equal to the total conduction amount of the body water amount, most of which is considered to be contained in muscle tissue, and that the water content of adipose tissue is minimum. From what you can do,
Bioelectric Impedance
Are considered to sufficiently reflect body composition such as body fat. For example, lean body mass (FFM) is proportional to the square of height divided by bioelectrical impedance,
Reported by Lukaski et al. (HCLukaski et
al, The American Journal of Clinical Nutrition, 4
1 (1985) 810-817).
【0003】生体電気インピーダンスの上述した特性を
活かして、従来から、例えば、特開平5−337097
号公報等に記載されているように、4個の表面電極を被
験者の皮膚表面の所定の部位、すなわち、被験者の手甲
部と、同側の足甲部とにそれぞれ2個ずつ貼り付け、こ
のうち、手甲部と足甲部との間の2個の電極間に正弦波
交流電流を流し、残りの2個の電極から被験者の手足間
の電圧を検出して、生体電気インピーダンスを測定し、
測定された生体電気インピーダンスに基づいて、予めプ
ログラムされた所定の身体組成推定式を駆使して、体脂
肪率等の体脂肪の状態を推計する体脂肪測定装置が開発
されている。Utilizing the above-described characteristics of bioelectrical impedance, conventionally, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-337097
As described in Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. H10-209, four surface electrodes are attached to predetermined portions of the subject's skin surface, that is, to the subject's back part and to the instep part on the same side, two by two. Among them, a sinusoidal alternating current is passed between the two electrodes between the back part and the foot part, the voltage between the limbs of the subject is detected from the remaining two electrodes, and the bioelectric impedance is measured.
2. Description of the Related Art A body fat measurement device for estimating a state of body fat such as a body fat percentage has been developed by making full use of a predetermined body composition estimation formula programmed in advance based on a measured bioelectric impedance.
【0004】ここで、人体の組織を構成する細胞につい
て言及すると、図7に示すように、細胞1,1,…は、
細胞膜2,2,…によって取り囲まれてなっているが、
細胞膜2,2,…は、電気的には容量(リアクタンス)
の大きなコンデンサと見ることができる。したがって、
生体電気インピーダンスは、図8に示すように、細胞外
液抵抗Reのみからなる細胞外液インピーダンスと、細
胞内液抵抗Riと細胞膜容量Cmとの直列接続からなる細
胞内液インピーダンスとの並列合成インピーダンスと考
えることができる。そこで、上記従来の体脂肪測定装置
では、手足の表面電極間に流すべき正弦波交流電流の周
波数を骨格筋組織の特性周波数である50kHzに固定
し、被験者の生体電気インピーダンスを測定して、細胞
外液インピーダンスと細胞内液インピーダンスとの並列
合成インピーダンスを得、得られた並列合成インピーダ
ンスに基づいて、被験者の体脂肪率等を算出していた。
ところで、体脂肪率は、血液(正確には血漿)やリンパ
液等の細胞外液を除いた、純粋に細胞内の脂肪と筋肉と
の割合である。Here, referring to the cells constituting the tissue of the human body, as shown in FIG.
It is surrounded by cell membranes 2, 2, ...
The cell membranes 2, 2, ... are electrically capacitive (reactance)
Can be seen as a large capacitor. Therefore,
As shown in FIG. 8, the bioelectrical impedance is a parallel composite impedance of an extracellular fluid impedance consisting only of extracellular fluid resistance Re and an intracellular fluid impedance consisting of a series connection of intracellular fluid resistance Ri and cell membrane capacitance Cm. Can be considered. Therefore, in the above-mentioned conventional body fat measurement device, the frequency of the sinusoidal alternating current to be passed between the surface electrodes of the limbs is fixed at 50 kHz, which is the characteristic frequency of the skeletal muscle tissue, and the bioelectric impedance of the subject is measured. The parallel combined impedance of the external fluid impedance and the intracellular fluid impedance was obtained, and the body fat percentage and the like of the subject were calculated based on the obtained parallel combined impedance.
By the way, the body fat percentage is a pure ratio of intracellular fat to muscle, excluding extracellular fluid such as blood (accurately, plasma) and lymph.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の体脂肪測定装置にあっては、上記したように、細胞
外液抵抗を含む生体電気インピーダンスに基づいて、体
脂肪率等を求めていたため、例えば、透析の際の除水の
直後やハードトレーニングの直後等では、細胞外液抵抗
の増加の影響を受けて、体脂肪率等の測定誤差が増大す
るという欠点があった。また、測定される体電気インピ
ーダンスには、細胞膜2,2,…の容量(リアクタン
ス)成分も含まれているために、体脂肪率等の推計値の
精度向上が阻まれていた。However, in the above-mentioned conventional body fat measuring device, the body fat percentage and the like are determined based on the bioelectric impedance including the extracellular fluid resistance as described above. For example, immediately after the removal of water during dialysis or immediately after hard training, there is a disadvantage that the measurement error such as the body fat percentage increases due to the influence of the increase in the extracellular fluid resistance. In addition, since the measured body electrical impedance includes the capacitance (reactance) component of the cell membranes 2, 2,..., It has been impeded from improving the accuracy of the estimated values such as the body fat percentage.
【0006】この発明は、上述の事情に鑑みてなされた
もので、体脂肪率の測定精度の向上を図ることのできる
体脂肪測定装置を提供することを目的としている。[0006] The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide a body fat measurement device capable of improving the measurement accuracy of the body fat percentage.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項1記載の発明に係る体脂肪測定装置は、マル
チ周波数のプローブ電流を生成し、生成した各周波数の
プローブ電流を被験者の体に投入して該被験者の体の電
気インピーダンスを測定する生体電気インピーダンス測
定手段と、該生体電気インピーダンス測定手段によって
測定された上記被験者の体の上記電気インピーダンスに
基づいて、上記被験者の体の細胞内液抵抗を算出する抵
抗算出手段と、該抵抗算出手段によって算出された上記
細胞内液抵抗に基づいて、上記被験者の体脂肪の状態を
推計する体脂肪推計手段とを備えてなることを特徴とし
ている。In order to solve the above-mentioned problems, a body fat measuring device according to the present invention generates a multi-frequency probe current and outputs the generated probe current of each frequency to a subject. A bioelectrical impedance measuring means for measuring the electrical impedance of the subject's body by being inserted into a body; and cells of the subject's body based on the electrical impedance of the subject's body measured by the bioelectrical impedance measuring means. A resistance calculating means for calculating an internal fluid resistance, and a body fat estimating means for estimating a state of body fat of the subject based on the intracellular fluid resistance calculated by the resistance calculating means. And
【0008】また、請求項2記載の発明は、請求項1記
載の体脂肪測定装置であって、上記生体電気インピーダ
ンス測定手段は、上記被験者の体に投入される上記プロ
ーブ電流の各周波数毎に、該被験者の体の生体電気イン
ピーダンス又は生体電気アドミッタンスを測定し、測定
された各周波数毎の上記生体電気インピーダンス又は生
体電気アドミッタンスに基づいて、最小二乗法の演算手
法を駆使して、インピーダンス軌跡又はアドミッタンス
軌跡を求め、求められた該インピーダンス軌跡又はアド
ミッタンス軌跡から、上記被験者の体の周波数0時及び
周波数無限大時の生体電気インピーダンス又は生体電気
アドミッタンスを算出すると共に、上記抵抗算出手段
は、上記生体電気インピーダンス測定手段によって算出
された上記被験者の体の周波数0時及び周波数無限大時
の生体電気インピーダンス又は生体電気アドミッタンス
に基づいて、上記被験者の体の細胞内液抵抗を算出する
ことを特徴としている。According to a second aspect of the present invention, there is provided the body fat measuring device according to the first aspect, wherein the bioelectrical impedance measuring means is provided for each frequency of the probe current applied to the body of the subject. The bioelectrical impedance or bioelectrical admittance of the body of the subject is measured, and based on the measured bioelectrical impedance or bioelectrical admittance for each of the measured frequencies, an impedance locus or An admittance trajectory is obtained, and from the obtained impedance trajectory or admittance trajectory, a bioelectric impedance or a bioelectric admittance of the subject at a frequency of 0 and at infinity is calculated. Of the subject calculated by the electrical impedance measuring means. Based on the bioelectrical impedance or bioelectrical admittance at frequencies 0 o'clock and frequency infinite, it is characterized by calculating the intracellular fluid resistance of the subject's body.
【0009】さらにまた、請求項3記載の発明は、請求
項1又は2記載の体脂肪測定装置であって、上記被験者
の身長、体重、性別及び年齢のうち少なくとも一つを人
体特徴データとして入力するための人体特徴データ入力
手段が付加されてなると共に、上記体脂肪推計手段は、
上記抵抗算出手段によって算出された上記被験者の体の
細胞内液抵抗と、上記体特徴データ入力手段から入力さ
れた上記人体特徴データとに基づいて、上記被験者の体
脂肪の状態を推計することを特徴としている。Further, the invention according to claim 3 is the body fat measuring device according to claim 1 or 2, wherein at least one of the height, weight, sex and age of the subject is input as human body characteristic data. And the human body characteristic data input means for performing the body fat estimation means,
Estimating the state of the body fat of the subject based on the intracellular fluid resistance of the subject's body calculated by the resistance calculating means and the human body characteristic data input from the body characteristic data inputting means. Features.
【0010】[0010]
【作用】この発明の構成において、生体電気インピーダ
ンス測定手段は、マルチ周波数のプローブ電流を生成
し、生成した各周波数のプローブ電流を被験者の体に投
入して被験者の体の電気インピーダンスを測定する。抵
抗算出手段は、生体電気インピーダンス測定手段によっ
て測定された被験者の体の電気インピーダンスに基づい
て、被験者の生体組織の細胞内液抵抗を求める。体脂肪
推計手段は、求められた細胞内液抵抗に基づいて、被験
者の体脂肪率等の体脂肪の状態を推計する。それ故、こ
の発明の構成によれば、細胞内液抵抗が正確に求めら
れ、求められた細胞内液抵抗に基づいて、一段と実情に
即した正確な体脂肪に関する推計値を得ることができ
る。In the configuration of the present invention, the bioelectrical impedance measuring means generates a multi-frequency probe current and inputs the generated probe current of each frequency into the body of the subject to measure the electrical impedance of the body of the subject. The resistance calculating means obtains the intracellular fluid resistance of the living tissue of the subject based on the electrical impedance of the subject's body measured by the bioelectric impedance measuring means. The body fat estimating means estimates the state of body fat such as the body fat percentage of the subject based on the obtained intracellular fluid resistance. Therefore, according to the configuration of the present invention, the intracellular fluid resistance is accurately obtained, and based on the obtained intracellular fluid resistance, it is possible to obtain a more accurate and accurate estimation value of the body fat according to the actual situation.
【0011】[0011]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施の形態について説明する。説明は、実施例を用い
て具体的に行う。図1は、この発明の一実施例である体
脂肪測定装置の電気的構成を示すブロック図、図2は、
同装置の使用状態を模式的に示す模式図、図3は、人体
のインピーダンス軌跡を示す図、図4は、組織内細胞の
電気的等価回路図、図5は、周波数無限大時の組織内細
胞の電気的等価回路図、また、図6は、同装置における
表示器の表示例を示す図である。この例の体脂肪測定装
置4は、図1及び図2に示すように、被験者の体Eに測
定信号としてマルチ周波数電流Ibを流すための信号出
力回路5と、被験者の体Eを流れるマルチ周波数電流I
bを検出するための電流検出回路6と、被験者の手足間
の電圧Vpを検出するための電圧検出回路7と、入力装
置としてのキーボード8と、出力装置としての表示器9
と、各種制御・各種演算処理を行うCPU(中央処理装
置)10と、CPU10の処理プログラムを記憶するR
OM11と、各種データを一時記憶するデータ領域及び
CPU10の作業領域が設定されるRAM12と、測定
時に被験者の手甲部Hや足甲部Lの皮膚表面に貼り付け
られる4個の表面電極Hp,Hc,Lp,Lcとから概略
構成されている。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The description will be specifically made using an embodiment. FIG. 1 is a block diagram showing an electrical configuration of a body fat measurement device according to one embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic diagram schematically illustrating a use state of the device, FIG. 3 is a diagram illustrating an impedance locus of a human body, FIG. 4 is an electrical equivalent circuit diagram of cells in the tissue, and FIG. FIG. 6 is a diagram showing a display example of a display device in the device. As shown in FIGS. 1 and 2, the body fat measurement device 4 of this example includes a signal output circuit 5 for passing a multi-frequency current Ib as a measurement signal to the body E of the subject, and a multi-frequency circuit flowing through the body E of the subject. Current I
b, a voltage detection circuit 7 for detecting the voltage Vp between the limbs of the subject, a keyboard 8 as an input device, and a display 9 as an output device
A CPU (Central Processing Unit) 10 for performing various controls and various arithmetic processes, and an R for storing a processing program of the CPU 10.
An OM 11, a RAM 12 in which a data area for temporarily storing various data and a work area of the CPU 10 are set, and four surface electrodes Hp, Hc to be attached to the skin surface of the back H or the foot L of the subject at the time of measurement. , Lp and Lc.
【0012】上記信号出力回路5は、PIO(パラレル
・インタフェース)51、測定信号発生器52及び出力
バッファ53から構成されている。測定信号発生器52
は、全測定時間の間、例えば800nsecの周期で、
PIO51を介して行われるCPU10の指示に従っ
て、周波数が、例えば1kHz〜400kHzの範囲
で、かつ、15kHzの周波数間隔で段階変化する測定
信号(電流)Iaを繰り返し生成して、出力バッファ5
3に入力する。出力バッファ53は、入力される測定信
号Iaを定電流状態に保ちながら、マルチ周波数電流I
bとして表面電極Hcに送出する。この表面電極Hc
は、測定時、被験者の手甲部Hに貼り付けられ、これに
より、500〜800μAの範囲にあるマルチ周波数電
流Ibが被験者の体Eを流れることになる。The signal output circuit 5 includes a PIO (parallel interface) 51, a measurement signal generator 52, and an output buffer 53. Measurement signal generator 52
Is, for example, at a cycle of 800 nsec during the entire measurement time,
In accordance with an instruction from the CPU 10 performed via the PIO 51, a measurement signal (current) Ia whose frequency changes stepwise in the range of, for example, 1 kHz to 400 kHz and at a frequency interval of 15 kHz is repeatedly generated, and the output buffer 5
Enter 3 The output buffer 53 keeps the input measurement signal Ia in a constant current state while maintaining the multi-frequency current Ia.
It is sent to the surface electrode Hc as b. This surface electrode Hc
Is affixed to the back H of the subject during measurement, so that a multi-frequency current Ib in the range of 500 to 800 μA flows through the body E of the subject.
【0013】上記電流検出回路6は、I/V変換器(電
流/電圧変換器)61、BPF(バンドパスフィルタ)
62、A/D変換器63及びサンプリングメモリ64か
ら概略構成されている。I/V変換器61は、被験者の
体E、すなわち被験者の手甲部H(図2)に貼り付けら
れた表面電極Hcと足甲部Lに貼り付けられた表面電極
Lcとの間を流れるマルチ周波数電流Ibを検出して電
圧Vbに変換し、変換により得られた電圧VbをBPF
62に供給する。BPF62は、入力された電圧Vbの
うち、略1kHz〜800kHzの帯域の電圧信号のみ
を通して、A/D変換器63に供給する。A/D変換器
63は、CPU10が発行するデジタル変換指示に従っ
て、アナログの入力電圧Vbをデジタルの電圧信号Vb
に変換した後、デジタル化された電圧信号Vbを電流デ
ータVbとして、サンプリング周期毎、測定信号Iaの
周波数毎にサンプリングメモリ64に格納する。また、
サンプリングメモリ64は、SRAMから構成され、測
定信号Iaの周波数毎に一時格納されたデジタルの電圧
信号Vbを、CPU10の求めに応じて、CPU10に
送出する。The current detecting circuit 6 includes an I / V converter (current / voltage converter) 61 and a BPF (bandpass filter).
62, an A / D converter 63 and a sampling memory 64. The I / V converter 61 is a multi-piece that flows between the body electrode Ec of the subject, ie, the surface electrode Hc attached to the back H of the subject (FIG. 2) and the surface electrode Lc attached to the instep L. The frequency current Ib is detected and converted to a voltage Vb, and the voltage Vb obtained by the conversion is converted to a BPF
62. The BPF 62 supplies the A / D converter 63 only through a voltage signal in a band of approximately 1 kHz to 800 kHz in the input voltage Vb. The A / D converter 63 converts the analog input voltage Vb into a digital voltage signal Vb according to a digital conversion instruction issued by the CPU 10.
After that, the digitized voltage signal Vb is stored as current data Vb in the sampling memory 64 for each sampling cycle and for each frequency of the measurement signal Ia. Also,
The sampling memory 64 is composed of an SRAM, and sends a digital voltage signal Vb temporarily stored for each frequency of the measurement signal Ia to the CPU 10 in response to a request from the CPU 10.
【0014】電圧検出回路7は、差動増幅器71、BP
F(バンドパスフィルタ)72、A/D変換器73及び
サンプリングメモリ74から構成されている。差動増幅
器71は、被験者の体E、すなわち被験者の手甲部Hに
貼り付けられた表面電極Hpと足甲部Lに貼り付けられ
た表面電極Lpとの間の電圧(電位差)を検出する。B
PF72は、入力された電圧Vpのうち、略1kHz〜
800kHzの帯域の電圧信号のみを通して、A/D変
換器73に供給する。A/D変換器73は、CPU10
が発行するデジタル変換指示に従って、アナログの入力
電圧Vpをデジタルの電圧信号Vpに変換した後、デジ
タル化された電圧信号Vpを電圧データVpとして、サ
ンプリング周期毎、測定信号Iaの周波数毎にサンプリ
ングメモリ74に格納する。また、サンプリングメモリ
74は、SRAMから構成され、測定信号Iaの周波数
毎に一時格納されたデジタルの電圧信号Vpを、CPU
10の求めに応じて、CPU10に送出する。なお、C
PU10は、2つのA/D変換器63,73に対して同
一のタイミングでデジタル変換指示を行う。The voltage detection circuit 7 includes a differential amplifier 71, a BP
An F (band pass filter) 72, an A / D converter 73, and a sampling memory 74 are provided. The differential amplifier 71 detects the voltage (potential difference) between the surface electrode Hp attached to the body E of the subject, that is, the surface electrode Hp attached to the back H of the subject and the surface electrode Lp attached to the instep L. B
The PF 72 has a frequency of about 1 kHz to
The signal is supplied to the A / D converter 73 only through the 800 kHz band voltage signal. The A / D converter 73 is a CPU 10
Converts the analog input voltage Vp into a digital voltage signal Vp in accordance with the digital conversion instruction issued by the digital signal processor, and converts the digitized voltage signal Vp as voltage data Vp into a sampling memory for each sampling cycle and for each frequency of the measurement signal Ia. 74. The sampling memory 74 is composed of an SRAM, and stores a digital voltage signal Vp temporarily stored for each frequency of the measurement signal Ia in the CPU.
10 is sent to the CPU 10 in response to the request. Note that C
The PU 10 issues a digital conversion instruction to the two A / D converters 63 and 73 at the same timing.
【0015】上記キーボード8は、被験者の身長、体
重、性別及び年齢等の人体特徴項目、全測定時間及び測
定回数等を入力するためのテンキーや機能キー、及び操
作者(又は被験者)が測定開始を指示するための開始ス
イッチ等を有して構成されている。キーボード8から供
給される操作データ及び人体特徴データは、図示せぬキ
ーコード発生回路でキーコードに変換されてCPU10
に供給される。CPU10は、コード入力された各種操
作信号及び人体特徴データをRAM12のデータ領域に
一時記憶する。The keyboard 8 is provided with numeric keys and function keys for inputting the human body characteristic items such as the height, weight, sex and age of the subject, the total measurement time and the number of measurements, and the operator (or the subject) starts measurement. Is provided. Operation data and human body characteristic data supplied from the keyboard 8 are converted into key codes by a key code generation circuit (not shown), and
Supplied to The CPU 10 temporarily stores, in the data area of the RAM 12, the various operation signals and the human body characteristic data input with the codes.
【0016】ROM11は、CPU10の処理プログラ
ムとして、主プログラムの他、例えば、生体電気インピ
ーダンス算出サブプログラム、インピーダンス軌跡算出
サブプログラム、周波数0時インピーダンス決定サブプ
ログラム、周波数無限大時インピーダンス決定サブプロ
グラム、細胞内液抵抗算出サブプログラム及び体脂肪推
計サブプログラム等を格納する。ここで、生体電気イン
ピーダンス算出サブプログラムには、サンプリングメモ
リ64,74に記憶された周波数毎の電流データ及び電
圧データを順次読み出して、各周波数についての被験者
の生体電気インピーダンスを算出する手順が記載されて
いる。「従来の技術」欄で説明したように、細胞膜2,
2,…は、容量の大きなコンデンサとみることができる
ため、外部から印加された電流は、周波数の低いときに
は、図7に実線A,A,…で示すように、細胞外液3の
みを流れる。しかし、周波数が高くなるにつれて、細胞
膜2,2,…を通って流れる電流が増え、周波数が非常
に高くなると、同図に破線B,B,…で示すように、細
胞1,1,…内を通って流れるようになる。The ROM 11 includes, as processing programs for the CPU 10, a main program, a bioelectric impedance calculation subprogram, an impedance locus calculation subprogram, a frequency 0 impedance determination subprogram, a frequency infinity impedance determination subprogram, and a cell program. It stores an internal fluid resistance calculation subprogram, a body fat estimation subprogram, and the like. Here, the bioelectric impedance calculation subprogram describes a procedure for sequentially reading out current data and voltage data for each frequency stored in the sampling memories 64 and 74 and calculating the bioelectric impedance of the subject for each frequency. ing. As described in the “Prior Art” section, the cell membrane 2,
Can be regarded as large-capacity capacitors, the externally applied current flows only through the extracellular fluid 3 when the frequency is low, as shown by solid lines A, A,. . However, as the frequency increases, the current flowing through the cell membranes 2, 2,... Increases, and when the frequency becomes very high, as shown by broken lines B, B,. To flow through.
【0017】インピーダンス軌跡算出サブプログラムに
は、生体電気インピーダンス算出サブプログラムの稼働
により得られた各周波数についての被験者の生体電気イ
ンピーダンスに基づいて、最小二乗法の演算手法に従っ
て、周波数0から周波数無限大までのインピーダンス軌
跡を算出する処理手順が書き込まれている。「従来の技
術」欄では、人体の組織内細胞を単純な電気的等価回路
(図8)で表したが、実際の人体の組織では、いろいろ
な大きさの細胞が不規則に配置されているので、実際の
人体のインピーダンス軌跡は、図3に実線Dで示すよう
に、中心が実軸より上がった円弧となり、電気的等価回
路は、図4に示すように、時定数τ=Cmk・Rikが分布
している分布定数回路で表される。なお、同図におい
て、Reは細胞外液抵抗、Rikは各細胞の細胞内液抵
抗、Cmkは各細胞の細胞膜容量を示す。The impedance trajectory calculation subprogram includes, based on the bioelectric impedance of the subject at each frequency obtained by the operation of the bioelectric impedance calculation subprogram, from the frequency 0 to the frequency infinity according to the least squares calculation method. The processing procedure for calculating the impedance locus up to this point is written. In the “Prior Art” section, cells in human body tissue are represented by simple electrical equivalent circuits (FIG. 8), but in actual human body tissue, cells of various sizes are irregularly arranged. Therefore, the impedance locus of the actual human body is an arc whose center is higher than the real axis as shown by a solid line D in FIG. 3, and the electrical equivalent circuit has a time constant τ = Cmk · Rik as shown in FIG. Is represented by a distributed constant circuit in which is distributed. In the figure, Re represents extracellular fluid resistance, Rik represents intracellular fluid resistance of each cell, and Cmk represents cell membrane capacity of each cell.
【0018】周波数0時インピーダンス決定サブプログ
ラム、周波数無限大時インピーダンス決定サブプログラ
ムには、それぞれ、インピーダンス軌跡算出サブプログ
ラムの稼働により得られたインピーダンス軌跡に基づい
て、それぞれ、周波数0時、無限大時の被験者の生体電
気インピーダンスを決定する手法が手順を追って書き込
まれている。細胞内液抵抗算出サブプログラムには、周
波数0時インピーダンス決定サブプログラム及び周波数
無限大時インピーダンス決定サブプログラムの稼働によ
り得られた両インピーダンスに基づいて、細胞内液抵抗
を算出する。周波数0では、測定される生体電気インピ
ーダンスは、細胞外液抵抗と等価となり、また、周波数
無限大では、図3に示すように、細胞膜が容量性能力を
失い、測定される生体電気インピーダンスは、細胞内液
抵抗と細胞外液抵抗との合成抵抗と等価(図5)にな
る。したがって、周波数0時及び無限大時の生体電気イ
ンピーダンスから、細胞内液抵抗が正確に算出される。The frequency 0-time impedance determination subprogram and the frequency infinity-time impedance determination subprogram are respectively based on the impedance trajectory obtained by the operation of the impedance trajectory calculation subprogram. The method of determining the bioelectrical impedance of the subject is written step by step. In the intracellular fluid resistance calculation subprogram, the intracellular fluid resistance is calculated based on both impedances obtained by operation of the frequency 0-time impedance determination subprogram and the frequency infinity-time impedance determination subprogram. At frequency 0, the measured bioelectric impedance is equivalent to the extracellular fluid resistance, and at infinite frequency, as shown in FIG. 3, the cell membrane loses its capacitive capacity, and the measured bioelectric impedance is It becomes equivalent to the combined resistance of the intracellular fluid resistance and the extracellular fluid resistance (FIG. 5). Therefore, the intracellular fluid resistance is accurately calculated from the bioelectric impedance at the time of the frequency 0 and at the time of the infinity.
【0019】また、体脂肪推計サブプログラムは、細胞
内液抵抗算出サブプログラムの稼働により得られた細胞
内液抵抗と、キーボード8を介して入力された被験者の
身長、体重、性別及び年齢等の人体特徴項目とに基づい
て、被験者の体脂肪の状態(体脂肪率、脂肪重量、除脂
肪体重等)を推計する。The body fat estimation subprogram includes an intracellular fluid resistance obtained by running the intracellular fluid resistance calculation subprogram and the height, weight, gender, age, etc. of the subject input via the keyboard 8. Based on the human body characteristic items, the state of the subject's body fat (body fat percentage, fat weight, lean body mass, etc.) is estimated.
【0020】RAM12のデータ領域には、さらに、生
体電気インピーダンス算出サブプログラム等により得ら
れた被験者の生体電気インピーダンスを周波数毎に格納
する生体電気インピーダンス記憶領域と、細胞内液抵抗
算出サブプログラムにより得られた細胞内液抵抗を格納
する抵抗値記憶領域と、キーボード8を介して入力され
た被験者の身長、体重、性別及び年齢等の人体特徴項目
を格納する人体特徴項目記憶領域と、体脂肪推計サブプ
ログラムにより得られた体脂肪率、脂肪重量、除脂肪体
重等の数値を格納する体脂肪記憶領域等が設定される。The data area of the RAM 12 further includes a bioelectric impedance storage area for storing a subject's bioelectric impedance obtained by the bioelectric impedance calculation subprogram and the like for each frequency, and an intracellular fluid resistance calculation subprogram. A resistance value storage area for storing the obtained intracellular fluid resistance, a human body characteristic item storage area for storing human body characteristic items such as height, weight, gender, and age of the subject input via the keyboard 8, and a body fat estimation. A body fat storage area for storing numerical values such as the body fat percentage, fat weight, lean body mass, and the like obtained by the subprogram is set.
【0021】CPU10は、装置各部を制御する他、R
OM11に記憶された処理プログラムをRAM12を用
いて順次実行することにより、被験者の体脂肪の状態
(体脂肪率、脂肪重量、除脂肪体重等)を推計する。表
示器9は、例えば、液晶表示パネルからなり、キーボー
ド8からの入力データやCPU10の演算結果、例えば
インピーダンス軌跡や、細胞内液抵抗や、被験者の氏名
や、身長、体重、性別及び年齢等の人体特徴項目を表示
する。The CPU 10 controls various parts of the apparatus,
By sequentially executing the processing programs stored in the OM 11 using the RAM 12, the state of the body fat of the subject (body fat percentage, fat weight, lean body mass, etc.) is estimated. The display 9 is composed of, for example, a liquid crystal display panel, and receives input data from the keyboard 8 and calculation results of the CPU 10, such as impedance locus, intracellular fluid resistance, subject's name, height, weight, gender, age, and the like. Displays human body characteristic items.
【0022】次に、この例の動作について説明する。ま
ず、測定に先だって、図2に示すように、2個の表面電
極Hc,Hpを被験者の手甲部Hに、2個の表面電極L
p,Lcを被験者の同じ側の足甲部Lにそれぞれ導電ク
リームを介して貼り付ける(このとき、表面電極Hc,
Lcを、表面電極Hp,Lpよりも人体の中心から遠い
部位に取り付ける)。次に、操作者(又は被験者自身)
が体脂肪測定装置4のキーボード8を操作して、被験者
の身長、体重、性別及び年齢等の人体特徴項目を入力す
ると共に、全測定時間や測定回数等を設定する。全測定
期間は、測定精度を高めるため、少なくとも2秒以上
(呼吸の周期以上)となるように設定する。また、測定
回数は例えば100回に設定する。Next, the operation of this example will be described. First, prior to the measurement, as shown in FIG. 2, two surface electrodes Hc and Hp were placed on the back H of the subject and two surface electrodes Lc
p and Lc are respectively adhered to the instep L on the same side of the subject via conductive cream (at this time, the surface electrodes Hc,
Lc is attached to a portion farther from the center of the human body than the surface electrodes Hp and Lp). Next, the operator (or the subject himself)
Operates the keyboard 8 of the body fat measurement device 4 to input the human body characteristic items such as the height, weight, sex, and age of the subject, and sets the total measurement time, the number of measurements, and the like. The entire measurement period is set so as to be at least 2 seconds or more (the respiratory cycle or more) in order to increase the measurement accuracy. The number of measurements is set to, for example, 100 times.
【0023】次に、操作者(又は被験者自身)がキーボ
ード8の開始スイッチをオンにすると、CPU10は、
信号出力回路5の測定信号発生器52に、信号発生指示
信号SGを発行する。測定信号発生器52は、CPU1
0から信号発生指示信号SGを受け取ると、駆動を開始
して、全測定時間の間、例えば、800nsecの周期
で、周波数が、1kHz〜400kHzの範囲で、か
つ、15kHzの周波数間隔で段階変化する測定信号I
aを繰り返し生成して、出力バッファ53に入力する。
出力バッファ53は、入力される測定信号Iaを定電流
状態(500〜800μAに範囲の一定値)に保ちなが
ら、マルチ周波数電流Ibとして表面電極Hcに送出す
る。これにより、定電流のマルチ周波数電流Ibが、表
面電極Hcから被験者の体Eを流れ、測定が開始され
る。Next, when the operator (or the subject) turns on the start switch of the keyboard 8, the CPU 10
The signal generation instruction signal SG is issued to the measurement signal generator 52 of the signal output circuit 5. The measurement signal generator 52 includes a CPU 1
When the signal generation instruction signal SG is received from 0, driving is started, and the frequency changes stepwise at a frequency of 1 kHz to 400 kHz and a frequency interval of 15 kHz during the entire measurement time, for example, at a cycle of 800 nsec. Measurement signal I
a is repeatedly generated and input to the output buffer 53.
The output buffer 53 sends out the input measurement signal Ia to the surface electrode Hc as a multi-frequency current Ib while maintaining the input measurement signal Ia in a constant current state (a constant value in a range of 500 to 800 μA). Thereby, the multifrequency current Ib of the constant current flows through the body E of the subject from the surface electrode Hc, and the measurement is started.
【0024】マルチ周波数電流Ibが被験者の体Eに供
給されると、電流検出回路6のI/V変換器61におい
て、表面電極Hc,Lcが貼り付けられた手足間を流れ
るマルチ周波数電流Ibが検出され、アナログの電圧信
号Vbに変換された後、BPF62に供給される。BP
F62では、入力された電圧信号Vbの中から1kHz
〜800kHzの帯域の電圧信号成分のみが通過を許さ
れて、A/D変換器63へ供給される。A/D変換器6
3では、供給されたアナログの電圧信号Vbが、デジタ
ルの電圧信号Vbに変換され、電流データVbとして、
所定のサンプリング周期毎、測定信号Iaの周波数毎に
サンプリングメモリ64に格納される。サンプリングメ
モリ64では、格納されたデジタルの電圧信号VbがC
PU10の求めに応じて、CPU10に送出される。一
方、電圧検出回路7の差動増幅器71において、表面電
極Hp,Lpが貼り付けられた手足間で生じた電圧Vp
が検出され、BPF72に供給される。BPF72で
は、入力された電圧信号Vpの中から1kHz〜800
kHzの帯域の電圧信号成分のみが通過を許されて、A
/D変換器73へ供給される。A/D変換器73では、
供給されたアナログの電圧信号Vpが、デジタルの電圧
信号Vpに変換され、電圧データVpとして、所定のサ
ンプリング周期毎、測定信号Iaの周波数毎にサンプリ
ングメモリ74に格納される。サンプリングメモリ74
では、格納されたデジタルの電圧信号VpがCPU10
の求めに応じて、CPU10に送出される。CPU10
は、装置各部を制御して、上述の処理を指定された測定
回数(今の場合、100回)繰り返す。When the multi-frequency current Ib is supplied to the body E of the subject, the I / V converter 61 of the current detection circuit 6 generates the multi-frequency current Ib flowing between the limbs to which the surface electrodes Hc and Lc are attached. After being detected and converted into an analog voltage signal Vb, it is supplied to the BPF 62. BP
In F62, 1 kHz is selected from the input voltage signal Vb.
Only the voltage signal component in the band of up to 800 kHz is allowed to pass and supplied to the A / D converter 63. A / D converter 6
In 3, the supplied analog voltage signal Vb is converted into a digital voltage signal Vb, and as current data Vb,
It is stored in the sampling memory 64 for each predetermined sampling period and for each frequency of the measurement signal Ia. In the sampling memory 64, the stored digital voltage signal Vb is
The data is sent to the CPU 10 in response to the request from the PU 10. On the other hand, in the differential amplifier 71 of the voltage detection circuit 7, the voltage Vp generated between the limbs to which the surface electrodes Hp and Lp are attached
Is detected and supplied to the BPF 72. In the BPF 72, 1 kHz to 800 out of the input voltage signal Vp.
Only the voltage signal component in the kHz band is allowed to pass, and A
/ D converter 73. In the A / D converter 73,
The supplied analog voltage signal Vp is converted into a digital voltage signal Vp, and is stored as voltage data Vp in the sampling memory 74 for each predetermined sampling period and for each frequency of the measurement signal Ia. Sampling memory 74
Then, the stored digital voltage signal Vp is
Is sent to the CPU 10 in response to the request. CPU10
Controls each part of the apparatus and repeats the above-described processing for a designated number of measurements (in this case, 100 times).
【0025】そして、測定回数が100回になると、C
PU10は、測定を停止する制御を行った後、これよ
り、まず、生体電気インピーダンス算出サブプログラム
を起動して、両サンプリングメモリ64,74に格納さ
れた周波数毎の電流データ及び電圧データを順次読み出
して、各周波数についての被験者の生体電気インピーダ
ンス(測定回数100回の平均値)を算出する。なお、
生体電気インピーダンスの算出には、その成分(抵抗及
びリアクタンス)の算出も含まれる。次に、CPU10
は、インピーダンス軌跡算出サブプログラムを起動し
て、生体電気インピーダンス算出サブプログラムにより
得られた各周波数についての被験者の生体電気インピー
ダンス及びその成分(抵抗及びリアクタンス)に基づい
て、最小二乗法を用いるカーブフィッティングの手法に
従って、周波数0から周波数無限大までのインピーダン
ス軌跡を算出する。このようにして算出されたインピー
ダンス軌跡は、図6(a),(b)に示すように、中心
が実軸より上がった円弧となる。When the number of measurements reaches 100, C
After performing the control to stop the measurement, the PU 10 first activates the bioelectrical impedance calculation subprogram, and sequentially reads the current data and the voltage data for each frequency stored in the sampling memories 64 and 74. Then, the bioelectrical impedance (average value of 100 times of measurement) of the subject for each frequency is calculated. In addition,
The calculation of the bioelectric impedance includes the calculation of its components (resistance and reactance). Next, the CPU 10
Starts the impedance locus calculation subprogram, and performs curve fitting using the least squares method based on the subject's bioelectric impedance and its components (resistance and reactance) for each frequency obtained by the bioelectric impedance calculation subprogram. The impedance locus from the frequency 0 to the frequency infinity is calculated according to the method described in (1). The impedance locus calculated in this manner is an arc whose center is higher than the real axis, as shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b).
【0026】次に、CPU10は、周波数0時インピー
ダンス決定サブプログラム及び周波数無限大時インピー
ダンス決定サブプログラムに従って、インピーダンス軌
跡算出サブプログラムにより得られたインピーダンス軌
跡に基づいて、それぞれ、周波数0時及び無限大時の被
験者の生体電気インピーダンスを求める。つまり、イン
ピーダンス軌跡の円弧が、図中X軸と交わる点が、それ
ぞれ周波数0Hzと無限大の時の生体電気インピーダン
スになる。次に、CPU10は、細胞内液抵抗算出サブ
プログラムに従って、周波数0時インピーダンス決定サ
ブプログラム及び周波数無限大時インピーダンス決定サ
ブプログラムにより得られた両インピーダンスに基づい
て、細胞内液抵抗を算出する。次に、CPU10は、体
脂肪推計サブプログラムの処理手順に従って、細胞内液
抵抗比算出サブプログラムの稼働により得られた細胞内
液抵抗と、キーボード8を介して入力された被験者の身
長、体重、性別及び年齢等の人体特徴項目とに基づい
て、被験者の体脂肪の状態(体脂肪率、脂肪重量、除脂
肪体重等)を推計する。Next, according to the impedance trajectory obtained by the impedance trajectory calculation subprogram, the CPU 10 executes the operation according to the impedance trajectory obtained at the time of the frequency 0 and the infinity at the frequency 0 according to the impedance determination subprogram at the frequency 0 and the infinity at the infinity frequency. The bioelectric impedance of the subject at the time is obtained. In other words, the points at which the arcs of the impedance locus intersect the X axis in the figure are the bioelectric impedances at the frequency of 0 Hz and infinity, respectively. Next, the CPU 10 calculates the intracellular fluid resistance based on the two impedances obtained by the impedance determination subprogram at the frequency of 0 and the impedance determination subprogram at the infinite frequency at the frequency according to the intracellular fluid resistance calculation subprogram. Next, according to the processing procedure of the body fat estimation subprogram, the CPU 10 determines the intracellular fluid resistance obtained by running the intracellular fluid resistance ratio calculation subprogram, and the height and weight of the subject input via the keyboard 8. The body fat state (body fat percentage, fat weight, lean body mass, etc.) of the subject is estimated based on the human body characteristic items such as gender and age.
【0027】最後に、CPU10は、算出された被験者
の体脂肪状態(体脂肪率、脂肪重量、除脂肪体重等)を
RAM12に記憶すると共に、図6に示すように、イン
ピーダンス軌跡、細胞内液抵抗、被験者の氏名、身長、
体重、性別及び年齢等の人体特徴項目等を表示器9に表
示する。そして、当該一連の処理を終了する。Finally, the CPU 10 stores the calculated body fat status (body fat percentage, fat weight, lean body mass, etc.) of the subject in the RAM 12 and, as shown in FIG. Resistance, subject's name, height,
The human body characteristic items such as weight, sex and age are displayed on the display 9. Then, the series of processing ends.
【0028】このように、上記構成によれば、細胞外液
抵抗及び細胞膜の容量成分が除かれて、細胞内液抵抗の
みが求められ、求められた細胞内液抵抗に基づいて、被
験者の体脂肪率等の体脂肪の状態が推計される。それ
故、一段と実情に即した正確な推計値を得ることができ
る。また、インピーダンス軌跡算出サブプログラムによ
り、最小二乗法の演算手法を駆使して、インピーダンス
軌跡を求め、求められた軌跡から、周波数0時インピー
ダンス決定サブプログラム及び周波数無限大時インピー
ダンス決定サブプログラムにより、周波数0時及び無限
大時の生体電気インピーダンスを求めるので、高周波投
入時の浮遊容量や外来ノイズの影響を回避でき、また、
人体への直流の直接投入を回避できる。それ故、測定精
度が向上する。As described above, according to the above configuration, the extracellular fluid resistance and the volume component of the cell membrane are removed, and only the intracellular fluid resistance is determined. Based on the determined intracellular fluid resistance, the body of the subject is determined. The state of body fat such as fat percentage is estimated. Therefore, it is possible to obtain a more accurate estimated value that is more realistic. The impedance trajectory is calculated by the impedance trajectory calculation subprogram, and the impedance trajectory is determined using the least squares calculation method. Since the bioelectric impedance at 0 and infinity is obtained, the influence of stray capacitance and external noise when high frequency is applied can be avoided.
Direct injection of direct current to the human body can be avoided. Therefore, measurement accuracy is improved.
【0029】以上、この発明の実施例を図面により詳述
してきたが、具体的な構成はこの実施例に限られるもの
ではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変
更等があってもこの発明に含まれる。例えば、測定信号
(電流)Iaの周波数範囲は、1kHz〜400kHz
に限定されない。同様に、周波数の数も複数である限り
任意である。また、生体電気インピーダンスを算出する
代わりに、生体電気アドミッタンスを算出するようにし
ても良く、これに伴い、インピーダンス軌跡を算出する
代わりに、アドミッタンス軌跡を算出するようにしても
良い。また、上述の実施例では、最小二乗法によるカー
ブフィッティングの手法を用いて、周波数0時及び無限
大時の生体電気インピーダンスを求めるようにしたが、
これに限らず、浮遊容量や外来ノイズの影響を他の手段
により回避できる場合には、例えば、2周波数(5kH
z以下の低周波と、200kHz以上の高周波)の測定
信号を生成して被験者に投入し、被験者の体の低周波時
の生体電気インピーダンスを周波数0時の生体電気イン
ピーダンスとみなすと共に、被験者の体の高周波時の生
体電気インピーダンスを周波数無限大時の生体電気イン
ピーダンスとみなすようにしても良い。また、上述の実
施例においては、人体特徴項目として、被験者の身長、
体重、性別及び年齢等を入力する場合について述べた
が、必要に応じて、その一部を省略しても良く、人種の
項目を付加しても良い。また、出力装置として、プリン
タを付設しても良い。また、上述の実施例では、4個の
表面電極Hc,Hp,Lc,Lpのうち、2個の表面電
極Hc,Hpを被験者Eの手甲部Hに、残り2個の表面
電極Lc,Lpを被験者Eの足甲部Lに、貼り付けるよ
うにしたが、これに限らず、例えば、4個とも足に取り
付けるようにしても良い。Although the embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to this embodiment, and there are design changes and the like that do not depart from the gist of the present invention. Is also included in the present invention. For example, the frequency range of the measurement signal (current) Ia is 1 kHz to 400 kHz.
It is not limited to. Similarly, the number of frequencies is arbitrary as long as it is plural. Also, instead of calculating the bioelectrical impedance, a bioelectrical admittance may be calculated, and accordingly, an admittance locus may be calculated instead of calculating an impedance locus. Further, in the above-described embodiment, the bioelectric impedance at the time of the frequency 0 and at the time of infinity was obtained by using the method of curve fitting by the least square method,
However, the present invention is not limited to this. If the influence of stray capacitance or external noise can be avoided by other means, for example, two frequencies (5 kHz)
z, a low-frequency and a high-frequency of 200 kHz or more) are generated and input to the subject, and the bioelectric impedance of the subject's body at low frequency is regarded as the bioelectric impedance at frequency 0, and the subject's body is measured. The bioelectric impedance at high frequency may be regarded as the bioelectric impedance at infinite frequency. Further, in the above-described embodiment, the height of the subject,
Although the case of inputting the weight, sex, age, and the like has been described, a part thereof may be omitted or a race item may be added as necessary. Further, a printer may be provided as an output device. In the above-described embodiment, of the four surface electrodes Hc, Hp, Lc, and Lp, two surface electrodes Hc and Hp are provided on the back part H of the subject E, and the remaining two surface electrodes Lc and Lp are provided. Although the present invention is applied to the instep L of the subject E, the present invention is not limited to this. For example, all four may be attached to the foot.
【0030】[0030]
【発明の効果】以上説明したように、この発明の体脂肪
測定装置によれば、細胞外液抵抗及び細胞膜の容量成分
が除かれて、細胞内液抵抗が正確に求められ、求められ
た細胞内液抵抗に基づいて、被験者の体脂肪率等の体脂
肪の状態が推計される。それ故、一段と実情に即した正
確な推計値を得ることができる。また、最小二乗法の演
算手法を駆使して、インピーダンス軌跡又はアドミッタ
ンス軌跡を求め、求められた軌跡から周波数0時及び無
限大時の生体電気インピーダンスを求め、これらの生体
電気インピーダンスに基づいて、細胞内液抵抗を算出す
るので、高周波投入時の浮遊容量や外来ノイズの影響を
回避でき、また、人体への直流の直接投入を回避でき
る。それ故、測定精度が向上する。As described above, according to the body fat measuring apparatus of the present invention, the extracellular fluid resistance and the volume component of the cell membrane are removed, and the intracellular fluid resistance is accurately determined. Based on the internal fluid resistance, the state of the body fat such as the body fat percentage of the subject is estimated. Therefore, it is possible to obtain a more accurate estimated value that is more realistic. In addition, using the least-squares calculation method, an impedance locus or an admittance locus is obtained, bioelectrical impedances at a frequency of 0 and infinity are obtained from the obtained locus. Since the internal liquid resistance is calculated, it is possible to avoid the influence of stray capacitance and external noise when high frequency is applied, and to avoid direct application of direct current to the human body. Therefore, measurement accuracy is improved.
【図1】この発明の一実施例である体脂肪測定装置の電
気的構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing an electrical configuration of a body fat measurement device according to one embodiment of the present invention.
【図2】同装置の使用状態を模式的に示す模式図であ
る。FIG. 2 is a schematic diagram schematically showing a use state of the device.
【図3】人体のインピーダンス軌跡を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an impedance locus of a human body.
【図4】組織内細胞の電気的等価回路図である。FIG. 4 is an electrical equivalent circuit diagram of cells in a tissue.
【図5】周波数無限大時の組織内細胞の電気的等価回路
図である。FIG. 5 is an electrical equivalent circuit diagram of cells in a tissue at an infinite frequency.
【図6】同装置における表示器の表示例を示す図であ
る。FIG. 6 is a diagram showing a display example of a display device in the same device.
【図7】人体の組織内細胞を模式的に示す模式図であ
る。FIG. 7 is a schematic diagram schematically showing cells in a tissue of a human body.
【図8】組織内細胞の電気的等価回路図である。FIG. 8 is an electrical equivalent circuit diagram of cells in a tissue.
4 体脂肪測定装置 5 信号出力回路(生体電気インピーダンス算出手
段の一部) 52 測定信号発生器 53 出力バッファ 6 電圧検出回路(生体電気インピーダンス算出手
段の一部) 61 I/V変換器 62 BPF 63 A/D変換器 64 サンプリングメモリ 7 電圧検出回路(生体電気インピーダンス算出手
段の一部) 71 差動増幅器 72 BPF 73 A/D変換器 74 サンプリングメモリ 8 キーボード(人体特徴データ入力手段) 10 CPU(生体電気インピーダンス算出手段、
抵抗算出手段、体脂肪推計手段) 11 ROM 12 RAM Hc,Hp,Lc,Lp 表面電極 E 被験者の体 H 被験者の手甲部 L 被験者の足甲部 Ia 測定信号 Ib マルチ周波数電流(マルチ周波数のプローブ
電流) Vp 被験者の手足間の電圧4 Body Fat Measurement Device 5 Signal Output Circuit (Part of Bioelectric Impedance Calculation Means) 52 Measurement Signal Generator 53 Output Buffer 6 Voltage Detection Circuit (Part of Bioelectric Impedance Calculation Mean) 61 I / V Converter 62 BPF 63 A / D converter 64 Sampling memory 7 Voltage detection circuit (part of bioelectrical impedance calculating means) 71 Differential amplifier 72 BPF 73 A / D converter 74 Sampling memory 8 Keyboard (human body characteristic data input means) 10 CPU (biological body) Electric impedance calculating means,
Resistance calculation means, body fat estimation means) 11 ROM 12 RAM Hc, Hp, Lc, Lp Surface electrode E Subject's body H Subject's back part L Subject's instep part Ia Measurement signal Ib Multi-frequency current (multi-frequency probe current ) Vp The voltage between the subject's limbs
Claims (3)
生成した各周波数のプローブ電流を被験者の体に投入し
て該被験者の体の電気インピーダンスを測定する生体電
気インピーダンス測定手段と、 該生体電気インピーダンス測定手段によって測定された
前記被験者の体の前記電気インピーダンスに基づいて、
前記被験者の体の細胞内液抵抗を算出する抵抗算出手段
と、 該抵抗算出手段によって算出された前記細胞内液抵抗に
基づいて、前記被験者の体脂肪の状態を推計する体脂肪
推計手段とを備えてなることを特徴とする体脂肪測定装
置。Generating a multi-frequency probe current;
Bioelectrical impedance measuring means for applying the generated probe current of each frequency to the body of the subject to measure the electrical impedance of the body of the subject; and the electric impedance of the body of the subject measured by the bioelectrical impedance measuring means On the basis of,
A resistance calculating means for calculating the intracellular fluid resistance of the body of the subject, and a body fat estimating means for estimating a state of the body fat of the subject based on the intracellular fluid resistance calculated by the resistance calculating means. A body fat measurement device, comprising:
は、前記被験者の体に投入される前記プローブ電流の各
周波数毎に、該被験者の体の生体電気インピーダンス又
は生体電気アドミッタンスを測定し、測定された各周波
数毎の前記生体電気インピーダンス又は生体電気アドミ
ッタンスに基づいて、最小二乗法の演算手法を駆使し
て、インピーダンス軌跡又はアドミッタンス軌跡を求
め、求められた該インピーダンス軌跡又はアドミッタン
ス軌跡から、前記被験者の体の周波数0時及び周波数無
限大時の生体電気インピーダンス又は生体電気アドミッ
タンスを算出すると共に、 前記抵抗算出手段は、前記生体電気インピーダンス測定
手段によって算出された前記被験者の体の周波数0時及
び周波数無限大時の生体電気インピーダンス又は生体電
気アドミッタンスに基づいて、前記被験者の体の細胞内
液抵抗を算出することを特徴とする請求項1記載の体脂
肪測定装置。2. The bioelectrical impedance measuring means measures a bioelectrical impedance or a bioelectrical admittance of the body of the subject for each frequency of the probe current applied to the body of the subject, and measures each measured bioelectrical impedance. Based on the bioelectrical impedance or bioelectrical admittance for each frequency, using the least-squares method, an impedance trajectory or an admittance trajectory is determined. The bioelectrical impedance or the bioelectrical admittance at the time of the frequency 0 and the frequency infinity are calculated, and the resistance calculating unit calculates the bioelectrical impedance at the frequency 0 and the frequency infinity of the body of the subject calculated by the bioelectrical impedance measuring unit. Bioelectrical impedance of a living body Based on the gas admittance, body fat measuring apparatus according to claim 1, wherein the calculating the intracellular fluid resistance of the subject's body.
のうち少なくとも一つを人体特徴データとして入力する
ための人体特徴データ入力手段が付加されてなると共
に、 前記体脂肪推計手段は、前記抵抗算出手段によって算出
された前記被験者の体の細胞内液抵抗と、前記体特徴デ
ータ入力手段から入力された前記人体特徴データとに基
づいて、前記被験者の体脂肪の状態を推計することを特
徴とする請求項1又は2記載の体脂肪測定装置。3. A human body characteristic data inputting means for inputting at least one of height, weight, sex and age of the subject as human body characteristic data, and said body fat estimating means is provided with: Estimating the state of body fat of the subject based on the intracellular fluid resistance of the subject's body calculated by the calculating means and the human body characteristic data input from the body characteristic data inputting means. The body fat measurement device according to claim 1 or 2, wherein the body fat is measured.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16442296A JP3636825B2 (en) | 1996-06-25 | 1996-06-25 | Body fat measuring device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16442296A JP3636825B2 (en) | 1996-06-25 | 1996-06-25 | Body fat measuring device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH105188A true JPH105188A (en) | 1998-01-13 |
| JP3636825B2 JP3636825B2 (en) | 2005-04-06 |
Family
ID=15792855
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16442296A Expired - Fee Related JP3636825B2 (en) | 1996-06-25 | 1996-06-25 | Body fat measuring device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3636825B2 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000093400A (en) * | 1998-09-25 | 2000-04-04 | Ya Man Ltd | Body fat measuring apparatus utilizing personal computer |
| JP2001212098A (en) * | 2000-01-31 | 2001-08-07 | Tanita Corp | Bioelectrical impedance measuring device integrated on one chip |
| JP2013533031A (en) * | 2010-07-02 | 2013-08-22 | インぺディメッド リミテッド | Determination of organizational indicators |
| CN104083168A (en) * | 2014-07-23 | 2014-10-08 | 缤刻普锐(北京)科技有限责任公司 | Fat measurement circuit and body fat scale |
| EP2211714A4 (en) * | 2007-11-05 | 2015-04-01 | Impedimed Ltd | DETERMINATION OF IMPEDANCE |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4740637B2 (en) * | 2005-04-27 | 2011-08-03 | 株式会社タニタ | Trunk visceral fat measurement method and apparatus |
| JP4740636B2 (en) * | 2005-04-27 | 2011-08-03 | 株式会社タニタ | Trunk visceral fat measurement method and apparatus |
-
1996
- 1996-06-25 JP JP16442296A patent/JP3636825B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000093400A (en) * | 1998-09-25 | 2000-04-04 | Ya Man Ltd | Body fat measuring apparatus utilizing personal computer |
| JP2001212098A (en) * | 2000-01-31 | 2001-08-07 | Tanita Corp | Bioelectrical impedance measuring device integrated on one chip |
| EP2211714A4 (en) * | 2007-11-05 | 2015-04-01 | Impedimed Ltd | DETERMINATION OF IMPEDANCE |
| JP2013533031A (en) * | 2010-07-02 | 2013-08-22 | インぺディメッド リミテッド | Determination of organizational indicators |
| CN104083168A (en) * | 2014-07-23 | 2014-10-08 | 缤刻普锐(北京)科技有限责任公司 | Fat measurement circuit and body fat scale |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3636825B2 (en) | 2005-04-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4357049B2 (en) | Body fat measuring device | |
| US8466694B2 (en) | Biometric measurement apparatus | |
| US20040082877A1 (en) | Muscle measuring device | |
| US8099250B2 (en) | Impedance parameter values | |
| JPH1014899A (en) | Body composition estimation device and body composition estimation method | |
| JPH1014898A (en) | Bioelectrical impedance measuring device | |
| JPH10185A (en) | Body fluid abnormality diagnosis device | |
| JP2015002779A (en) | Biometric apparatus and biometric method | |
| JP2001321352A (en) | Electric characteristic measuring device | |
| JP3492038B2 (en) | Body fat measurement device | |
| RU2094013C1 (en) | Method of regional bioimpedometry and device intended for its realization | |
| JPH105188A (en) | Body fat measurement device | |
| JP2009000388A (en) | Vascular endothelial function measuring device | |
| JPH09220209A (en) | Bioelectrical impedance measuring device | |
| JP3461646B2 (en) | Body fat measurement device | |
| JP3636824B2 (en) | Body fat measuring device | |
| JP3984332B2 (en) | Body composition estimation device and computer-readable recording medium recording body composition estimation program | |
| RU2664633C2 (en) | Device for measuring electrical impedance in parts of body | |
| JP3819611B2 (en) | Body composition estimation device | |
| JP2001321353A (en) | Electrical property measurement device | |
| JP3819637B2 (en) | Body composition estimation device | |
| JP3872889B2 (en) | Body composition estimation device and computer-readable recording medium recording body composition estimation program | |
| JPH0951883A (en) | Body fat measurement device | |
| JP4359292B2 (en) | Body composition estimation device | |
| JP2001104270A (en) | Body fat meter, method for measuring skin impedance using body fat meter, method for measuring body fat |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040318 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040331 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040531 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20041208 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20050106 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080114 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090114 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100114 Year of fee payment: 5 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |