JPH105188A - 体脂肪測定装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】

【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。

【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）。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【図面の簡単な説明】

【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。

【図２】同装置の使用状態を模式的に示す模式図であ
る。

【図３】人体のインピーダンス軌跡を示す図である。

【図４】組織内細胞の電気的等価回路図である。

【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。

【図６】同装置における表示器の表示例を示す図であ
る。

【図７】人体の組織内細胞を模式的に示す模式図であ
る。

【図８】組織内細胞の電気的等価回路図である。

【符号の説明】

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

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 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
   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。
2. 【請求項２】 前記生体電気インピーダンス測定手段
   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。
3. 【請求項３】 前記被験者の身長、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、 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。