WO2006080345A1 - 体脂肪測定装置 - Google Patents

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fat
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torso
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Hideki Tamura
Satoru Inakagata
Shuji Murakami
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    • A61B5/6823—Trunk, e.g., chest, back, abdomen, hip

Definitions

  • the present invention relates to a body fat measurement device for measuring body fat of a human body.
  • Patent Document 1 a plurality of electrodes are arranged around the body of the measurement subject, and a voltage generated by passing a current between specific electrodes is measured.
  • a body fat measuring device that calculates impedance and fat mass from this is disclosed.
  • Patent Document 2 discloses a method and apparatus for measuring the subcutaneous fat thickness of a human body using light.
  • Patent Document 3 discloses a method and apparatus for measuring the thickness of subcutaneous fat using means such as an impedance method and ultrasonic waves and calculating visceral fat therefrom. Is disclosed.
  • Patent Document 4 discloses an apparatus for measuring the thickness of subcutaneous fat by an optical method.
  • Patent Document 1 discloses another device in which current application electrodes are arranged on the front and back surfaces of the body, voltage detection electrodes are arranged on the side surfaces of the body, and the voltage between them is measured. Also disclosed is a method for calculating visceral fat mass. In this device, the position of the voltage detection electrode The measured value changes depending on the position, and errors due to variations in individual differences between subjects with various torso shapes and girths increase.
  • the present invention solves the above-mentioned conventional problems, improves the measurement accuracy of visceral fat mass, and easily obtains the visceral fat mass of a subject who does not need to create a database. It is an object of the present invention to provide a body fat measuring device that can be used.
  • the present invention provides a body fat measurement device for measuring a visceral fat amount of a measurement subject, a plurality of electrodes brought into contact with the torso of the measurement subject, and an impedance between the electrodes
  • a light sensor comprising an impedance measuring means for measuring a light, a light irradiating part for irradiating the body of the person to be measured and a light receiving part for receiving the reflected light, and a measurement based on a detection value by the light sensor
  • the subcutaneous fat thickness measuring means for measuring the subcutaneous fat thickness of the subject, and the subcutaneous fat thickness measured by the subcutaneous fat thickness measuring means from the total fat amount of the subject to be measured, the impedance force measured by the impedance measuring means.
  • Body fat calculating means for calculating the amount of visceral fat of the subject by reducing the amount of subcutaneous fat based on the above.
  • the measurement target part of the torso of the subject is directly measured using the impedance method, and the total fat mass of the torso is directly measured, and the subcutaneous fat thickness of the measurement target part of the torso is directly measured by the optical sensor.
  • the detected value power is calculated for the amount of subcutaneous fat
  • the visceral fat mass can be calculated by subtracting the determined subcutaneous fat mass from the total fat mass.
  • the subcutaneous fat thickness (or subcutaneous fat mass) measured by the optical sensor can be adopted as one of the correction parameters based on the physical characteristics, so that the visceral fat mass can be measured with higher accuracy.
  • the visceral fat mass can be easily measured without a database by simply subtracting the subcutaneous fat mass from the total fat mass obtained by directly measuring the torso, which is the measurement target site.
  • a plurality of sets of optical sensors for measuring the subcutaneous fat thickness of the measurement subject are provided at different positions on the measurement subject's torso.
  • the thickness distribution of the subdermal fat at the measurement target site can be known, and the thickness distribution of the subcutaneous fat at the measurement target site can be taken into account, thereby improving the measurement accuracy of body fat.
  • a support member mounted along the circumferential direction of the torso of the person to be measured is provided, and the optical sensor can be moved relative to the support member. Accordingly, the thickness of the subcutaneous fat can be measured at each moving position by moving the optical sensor with respect to the support member attached along the torso of the measurement subject. It is possible to take into account the thickness distribution of the body fat and improve the measurement accuracy of body fat.
  • the electrode and the optical sensor are provided together in one place. This makes it possible to measure the subcutaneous fat thickness at the same location where the impedance was measured, and to measure the body fat mass with high accuracy.Also, it is possible to measure impedance and optical methods almost simultaneously. It is possible to measure when the subject is in the same posture, stable impedance measurement, subcutaneous fat thickness measurement, and electrode and photosensor are placed together in the same part of the same member The number of parts of the body fat measuring device can be reduced, and handling is easy.
  • the electrode and the optical sensor are disposed, and a belt-like support member that is attached to the torso of the measurement subject is provided, and this support member presses when being attached to the torso of the subject. It is preferable to have a pressure adjusting means for adjusting. This allows impedance measurement and light irradiation. The measurement of the thickness of the subcutaneous fat can be carried out in an optimal pressing state against the body of the person being measured, and the measurement accuracy is improved.
  • the plurality of electrodes include a pair of electrodes for current application and a pair of electrodes for voltage detection when the measurement subject's torso is energized. It is better to measure the trunk impedance based on the current flowing between the electrodes and the voltage between the voltage sensing electrodes.
  • FIG. 1 is a control block diagram of body fat measurement according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a configuration diagram of impedance measurement by the impedance measuring device in the apparatus.
  • Fig. 3 is a configuration diagram of the measurement of subcutaneous fat thickness by the optical subcutaneous fat measuring device in the apparatus.
  • FIG. 4 is a configuration diagram of an impedance measuring device in a body fat measuring device according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a perspective view of a body fat measurement device according to still another embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a perspective view of a main part of a body fat measurement device according to still another embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a perspective view of a main part of a body fat measurement device according to still another embodiment of the present invention.
  • Fig. 1 shows the configuration of the control block of this device
  • Fig. 2 shows the configuration of the impedance measurement device in this device
  • Fig. 3 shows the configuration of the optical subcutaneous fat measurement device in this device.
  • this body fat measurement device measures the amount of visceral fat of a measurement subject, and impedance measurement device 1 (impedance measurement means) for measuring the impedance between electrodes, An optical subcutaneous fat measuring device 2 (subcutaneous fat measuring means), a body fat calculating unit 3 (body fat calculating means) for calculating body fat based on the measurement values obtained by these measuring devices, And a display unit 4 for displaying the calculated body fat.
  • impedance measurement device 1 impedance measurement means for measuring the impedance between electrodes
  • An optical subcutaneous fat measuring device 2 subcutaneous fat measuring means
  • body fat calculating unit 3 body fat calculating means for calculating body fat based on the measurement values obtained by these measuring devices
  • a display unit 4 for displaying the calculated body fat.
  • the impedance measuring apparatus 1 includes a current source 10, a plurality of electrodes 11 that are brought into contact with the body of the measurement subject, a voltmeter 12, and an impedance calculating unit 13 that calculates the impedance between the electrodes.
  • the plurality of electrodes 11 includes a pair of electrodes 11a for energization for impedance measurement, and a pair of electrodes l ib for voltage detection of the body when the body is energized.
  • the current source 10 causes a current to flow from the pair of energizing electrodes 11a to the body portion.
  • the voltmeter 12 detects the voltage between the pair of voltage detection electrodes l ib.
  • the optical subcutaneous fat measuring device 2 includes a light irradiation unit 22 that irradiates light from the surface of the torso of the subject into the tissue of the torso, and a light receiving unit that receives the reflected light of the torso 5 tissue force.
  • An optical sensor 21 comprising a unit 23, and a subcutaneous fat thickness calculation unit 24 that measures a subcutaneous fat thickness of the torso of the subject based on a detection value by the optical sensor 21, that is, light reception information.
  • the body fat calculation unit 3 subtracts the amount of subcutaneous fat based on the subcutaneous fat thickness calculated by the subcutaneous fat thickness calculation unit 24 from the total fat amount of the measurement subject who also obtains the impedance force calculated by the impedance calculation unit 13.
  • the amount of visceral fat of the measurement subject is calculated.
  • the light irradiation part 22 for example, an infrared light emitting element can be used which emits infrared light.
  • FIG. 2 and FIG. 3 show one form in which the body fat is measured by attaching the impedance measuring device 1 and the optical subcutaneous fat measuring device 2 to the torso of the subject.
  • a cross section of the body part 5 which is a measurement target part of the measurement subject is schematically represented.
  • the torso 5 of the measurement subject can be expressed as having the subcutaneous fat 51 on the outer periphery, the muscle 52 inside the subcutaneous fat 51, and the visceral fat 53 inside the muscle 52.
  • the pair of energization electrodes 1 la of the impedance measuring apparatus 1 are brought into contact with the body 5 which is a measurement target portion of the measurement subject, and the pair of voltage detection electrodes l ib are brought into contact with the body 5.
  • the pair of energizing electrodes 11a are respectively placed on the body 5 at positions facing the body 5 so that the current passes through the visceral fat 53. Make contact.
  • the pair of voltage detection electrodes Lib are positioned beside the pair of energization electrodes 1 la so as to be opposed to each other with the body portion 5 interposed therebetween.
  • the impedance calculation unit 13 passes the electrode 11a for energization from the current source 10 to the measurement subject. A current flows through the body 5 to generate a voltage. This voltage is measured by the voltmeter 12, and the impedance value between the pair of electrodes 11 is calculated based on the current flowing between the electrodes 1 la and the voltage measured by the voltmeter 12.
  • the current flowing through the body 5 between the pair of energizing electrodes 11a facing each other with the body 5 interposed therebetween flows in a broad manner as indicated by the arrows in FIG.
  • the dance is the combined impedance between the parts facing each other with the body 5 in between, and is a value based on the total fat mass of the body 5 cross section. Therefore, if the total fat amount (subcutaneous fat + visceral fat) is large, the synthetic impedance is large, and if the total fat amount is small, the synthetic impedance is small.
  • the light receiving unit 23 is positioned beside the light irradiating unit 22 in this embodiment.
  • the light irradiation unit 22 and the light receiving unit 23 are brought into contact with the torso 5 which is a measurement target part of the measurement subject, and the light emitted from the light irradiation unit 22 is scattered by the subcutaneous fat 51, and the muscles inside thereof Absorbed at 52. Therefore, when the subcutaneous fat 51 is thin, the light emitted from the light irradiator 22 has little diffusion toward the surface of the skin, and the light returning to the surface of the skin is less and spreads less. For this reason, the amount of light reaching the light receiving unit 23 is reduced.
  • the thickness of the subcutaneous fat 51 is calculated by the subcutaneous fat thickness calculation unit 24 based on the light reception information in the light receiving unit 23. By doing in this way, the thickness of the subcutaneous fat 51 is measured.
  • the subcutaneous fat thickness of the trunk 5 can be measured directly.
  • the total fat amount of the subject is determined based on the impedance obtained by directly measuring the torso 5 as the measurement target portion of the subject by the impedance measuring device 1. Furthermore, the amount of subcutaneous fat is obtained based on the data of the subcutaneous fat thickness of the trunk 5 that is obtained by directly measuring the trunk 5 that is the measurement target portion by the optical subcutaneous fat measuring device 2.
  • the body fat calculating unit 3 calculates the visceral fat mass of the subject by subtracting the total fat mass power subcutaneous fat mass thus obtained.
  • the display unit 4 displays the visceral fat mass of the subject thus obtained.
  • subcutaneous fat thickness subcutaneous fat mass
  • the visceral fat mass can be measured more accurately.
  • data on the relationship between physical characteristics such as height and waist circumference and body fat mass is accumulated in the database, and based on this data, physical characteristics such as height and waist circumference of the subject are measured. A corresponding correction can be made.
  • data on subcutaneous fat thickness (subcutaneous fat mass) may also be accumulated in this database.
  • the present invention employs the human body torso 5 as a model as shown in FIG. 2 even when no database is provided, so that the body fat calculation unit 3 can cover the body based on the impedance.
  • the total fat mass of the measurer is obtained, and further, the subcutaneous fat mass is obtained based on the subcutaneous fat thickness, and the total fat mass force thus calculated is simply calculated to reduce the subcutaneous fat mass, without providing a database. Visceral fat mass can be easily measured.
  • the subcutaneous fat thickness measurement site was obtained at one location on the torso 5, but this was measured at multiple locations (umbilical portion, back surface, side surface, etc.) at the same month 5 to obtain the torso. Since the subcutaneous fat distribution on the circumference of part 5 is divided, the measurement accuracy of the subcutaneous fat mass is improved, and as a result, the accuracy of calculation of the visceral fat mass is also improved.
  • FIG. 4 shows another embodiment in which the body fat is measured by attaching the impedance measuring apparatus 1 to the torso of the person to be measured.
  • impedance measurement is performed at multiple locations. That is, a plurality of pairs of electrodes 11a for energization (two pairs in this example) are provided, and a plurality of pairs of electrodes 1la are brought into contact with different positions of the body part 5 which is a measurement target part. I am doing it.
  • the pair of electrodes 11a is brought into contact with the front and rear surfaces of the body part 5 with the body part 5 sandwiched therebetween, and the other pair of electrodes 1 la is placed on the left and right side surfaces of the body part 5 Touch with 5 in between.
  • a plurality of pairs (two pairs in this example) of electrodes 11b that are paired for voltage detection are provided, and are positioned corresponding to the plurality of pairs of energizing electrodes 11a.
  • this impedance measuring apparatus 1 has another pair of electrodes for energization in addition to the configuration shown in FIG. 15a, a pair of electrodes 15b for voltage detection, energization switching switches 16, 17 and voltage detection switching switches 18, 19 are provided. Then, a current is passed between one pair of energizing electrodes 11a, and the voltage between one pair of voltage sensing electrodes 11b is measured with a voltmeter 12 to measure impedance.
  • FIG. 5 shows a body fat measurement device according to still another embodiment of the present invention.
  • the impedance measurement electrodes l la and l ib that are brought into contact with the body 5 of the impedance measuring device 1 and the light irradiation unit 22 and the light receiving unit 23 of the optical subcutaneous fat measurement device 2 are connected to each other.
  • the probe 6 is put together in the place.
  • Two sets of probes 6 having the same configuration are prepared, and are mounted with the trunk portion interposed therebetween.
  • Each probe 6 is provided with electrodes 11 a and l ib, a light irradiation unit 22, and a light receiving unit 23 in one place on a contact surface 61 to the body 5.
  • the impedance measurement site and the subcutaneous fat measurement site are the same location, and the subcutaneous fat thickness at the same location as the location where the impedance was measured can be measured, and the body fat mass can be measured with higher accuracy.
  • measurement by impedance and measurement by optical method can be performed almost simultaneously, so measurement is performed when the subject is in the same posture, and stable impedance measurement and subcutaneous fat thickness measurement can be performed. Total fat mass, subcutaneous fat mass, and visceral fat mass can be measured. Since the electrode l la, lb, etc. are provided together in one place on the contact surface 61 of the probe 6 to the body part 5, the number of parts of the body fat measuring device can be reduced and handling becomes easy. The measurement time can be shortened and the load on the subject is reduced.
  • FIG. 6 shows an optical subcutaneous fat measurement device according to still another embodiment of the present invention.
  • This apparatus includes a probe 6 having a light irradiation unit 22 and a light receiving unit 23, and a long support member 7 in the form of a belt that supports the probe 6 while moving.
  • Support member 7 is deformable It can be arranged along the circumferential direction of the torso 5 of the person to be measured, and further has means (not shown) for detachably attaching to the torso 5! /
  • the support member 7 is provided with an inner ridge 72 projecting inwardly at the center of the inner peripheral surface thereof, and the probe 6 is provided with a U-shaped groove portion 63, and the U-shaped groove portion 63 is formed in a band shape.
  • the probe 6 is movable along the longitudinal direction by being fitted into the support member 7.
  • the probe 6 is provided with projecting pieces 64 at both upper and lower ends of the inner opening thereof, and the projecting pieces 64 are provided with a light irradiation unit 22 and a light receiving unit 23, respectively.
  • the inner protrusion 72 of the support member 7 is positioned between the protrusions 64, and the protrusion 64 and the inner protrusion 72 are substantially flush with each other. Thus, when the support member 7 is brought into contact with the body portion 5 of the measurement subject, the light irradiation unit 22 and the light receiving unit 23 come into contact with the body unit 5.
  • the probe 6 is moved along the support member 7 in a state where the belt-like support member 7 is arranged and mounted along the circumferential direction of the torso 5 of the measurement subject.
  • the probe 6 moves along the periphery of the body 5 and can sequentially measure the amount of received light.
  • the subcutaneous fat thickness in the cross section of the torso 5 can be accurately measured for each part around the torso 5, and an accurate amount of subcutaneous fat can be obtained.
  • the circumference of the trunk 5 can be automatically measured, the subcutaneous fat thickness information, the circumference of the trunk 5
  • the subcutaneous fat mass can be calculated from the information.
  • the movement amount and movement direction of the probe 6 are measured using an acceleration sensor or the like, the contour shape information of the trunk portion 5 can be obtained, and a more detailed image can be drawn at the time of the image display.
  • FIG. 7 shows a body fat measurement device according to still another embodiment of the present invention.
  • the apparatus of this embodiment includes a belt-like support member 7 having deformability for mounting on the body 5 of the measurement subject, and impedance measurement electrodes l la and l ib are provided on the inner surface of the support member 7.
  • a light irradiating unit 22 and a light receiving unit 23 for measuring by an optical method are provided.
  • the support member 7 is provided with a pressure adjusting means for adjusting the pressure when the measuring member is disposed along the torso 5 of the measurement subject.
  • the pressure adjusting means includes a support member 7 constituted by a tube that becomes the hollow portion 71, an air supply means including an air pump 72 that supplies air to the hollow portion 71, and a pressure sensor ( (Not shown).
  • the belt-shaped support member 7 formed of a tube is attached to the measurement subject. Placed along the circumferential direction of the body part 5 and mounted, and then air is supplied into the hollow part 71 of the support member 7 by the air pump 72 constituting the pressure adjusting means, and supported by the pressure sensor to the body part 5
  • the contact pressure on the body 5 of the electrodes l la, lb, the light irradiator 22 and the light receiver 23 is determined by the impedance method and the optical method
  • the contact pressure can be controlled to be suitable for this. Thereby, the measurement of impedance and the measurement of the thickness of subcutaneous fat by light irradiation can be carried out in the optimal pressing state against the torso 5 of the person to be measured, respectively, so that the measurement accuracy can be improved.

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Abstract

　体脂肪測定装置は、被測定者の胴部に接触させられる複数の電極と、光照射部と光受光部から成る光センサと、電極間のインピーダンスを算出するインピーダンス算出部と、光センサによる検出値に基づいて被測定者の皮下脂肪厚を算出する皮下脂肪厚算出部と、インピーダンス算出部で算出したインピーダンスに基づいて求めた被測定者の総脂肪量から、皮下脂肪厚算出部で算出した皮下脂肪厚に基づいて求めた皮下脂肪量を減じて、被測定者の内臓脂肪量を求める体脂肪算出部と、を備える。これにより、内臓脂肪量の測定精度が向上し、また、データベースを設けない場合でも被測定者の内臓脂肪量を簡単に算出することができる。

Description

明 細 書
体脂肪測定装置
技術分野
[0001] 本発明は、人体の体脂肪を測定するための体脂肪測定装置に関するものである。
背景技術
[0002] 従来から人体の体脂肪 (皮下脂肪、内臓脂肪)を安全、かつ簡便に測定する方法と して、生体インピーダンス (BI)測定を利用した技術や、筋肉と脂肪の光吸収率の差 を利用して光を人体に照射してその反射光量より皮下脂肪を測定する技術が知られ ている。
[0003] 例えば、特許第 3396663号公報 (特許文献 1)には、被測定者の胴部の周囲に複 数の電極を配置し、特定の電極間に電流を流すことにより発生する電圧を測定し、こ れよりインピーダンスを算出し、脂肪量を算出する体脂肪測定装置が開示されている
[0004] また、特許第 3035791号公報 (特許文献 2)には、光を利用して人体の皮下脂肪 厚を測定する方法及び装置が開示されている。
[0005] 一方、特開 2000— 350710号公報（特許文献 3)には、インピーダンス法及び超音 波等の手段を用いて皮下脂肪厚を測定し、これより内臓脂肪を算出する方法及び装 置が開示されている。
[0006] また、特開 2003— 169783号公報 (特許文献 4)には、皮下脂肪厚を光方式により 測定する装置が開示されている。
[0007] し力しながら、上記特許文献 1に示された装置にぉ 、ては、被測定者の胴部の総 脂肪量を測定し、その結果から総脂肪量と内臓脂肪量の相関に基づいて内臓脂肪 量を推定するようになっている。この場合、インピーダンス測定では内臓脂肪 ·皮下脂 肪の分離はできず、個人の身体情報 (身長、胴囲等)からの推定で分離している。ま た、特許文献 1には他の装置として、電流印加用電極を胴部正面、及び背面に配置 し、電圧検知用電極を胴部側面に配置して、その間の電圧を測定し、そこから内臓 脂肪量を算出するものも開示している。この装置においては、電圧検知用電極の位 置により測定値が変化し、いろいろな胴部形状、胴囲を持つ被測定者の個体差での ばらつきによる誤差が大きくなる。
[0008] また、特許文献 2に示す装置では、あくまで皮下脂肪厚が測定できるだけで、基本 的には内臓脂肪量を求めることができない。
[0009] また、特許文献 3、 4に示す装置にぉ ヽては、どちらもインピーダンス法の測定箇所 は手足に電極を設けて総脂肪量を求めている。このため、特許文献 3、 4のいずれに おいても、測定対象部位を直接的に計測しておらず、総脂肪量は相関を利用して算 出しており、測定精度が良好でない。
[0010] また、上記インピーダンス法により総脂肪量を算出する装置においては、電極を手 足に設けて測定したインピーダンスと体脂肪量の関係のデータベースを作成する必 要があり、このデータベースに基づいて手足で測定したインピーダンス力 総脂肪量 を算出する。このため、煩わしいデータベース作成作業が必要となる。
発明の開示
[0011] 本発明は、上記の従来の問題を解消するものであって、内臓脂肪量の測定精度が 向上し、また、データベースを作成する必要がなぐ被測定者の内臓脂肪量を簡単 に求めることができる体脂肪測定装置を提供することを目的とする。
[0012] 上記目的を達成するために本発明は、被測定者の内臓脂肪量を測定する体脂肪 測定装置において、被測定者の胴部に接触させられる複数の電極と、前記電極間の インピーダンスを測定するインピーダンス測定手段と、被測定者の胴部に光照射する 光照射部とその反射光を受光する光受光部とから成る光センサと、前記光センサに よる検出値に基いて被測定者の皮下脂肪厚を測定する皮下脂肪厚測定手段と、前 記インピーダンス測定手段で測定されたインピーダンス力 求まる被測定者の総脂 肪量から、前記皮下脂肪厚測定手段で測定された皮下脂肪厚に基づく皮下脂肪量 を減じることで被測定者の内臓脂肪量を算出する体脂肪算出手段と、を備えたもの である。
本発明によれば、被測定者の胴部の測定対象部位をインピーダンス方式を用いて 胴部総脂肪量を直接に測定し、なおかつ胴部の測定対象部位の皮下脂肪厚を光セ ンサにより直接に測定し、その検出値力 皮下脂肪量を算出し、上記により求めた月同 部総脂肪量から、求めた皮下脂肪量を減じることで、内臓脂肪量を算出することがで きる。こうして、身体的特徴に基づく補正のためのパラメータの一つとして、光センサ で測定した皮下脂肪厚 (又は皮下脂肪量)を採用できるので、より精度良く内臓脂肪 量を測定することができる。また、測定対象部位である胴部を直接測定して求めた総 脂肪量から皮下脂肪量を減ずるだけで、データベース無しで簡単に内臓脂肪量を測 定することができる。
[0013] また、被測定者の胴部の異なる対向位置に接触させるための複数組の電極を備え ることが好ましい。これにより、体脂肪の形状を考慮することが可能となり、測定精度を 向上することが可能となる。
[0014] また、被測定者の胴部の異なる位置にぉ 、て被測定者の皮下脂肪厚を測定するた めの光センサを複数組、備えることが好ましい。これにより、測定対象部位における皮 下脂肪の厚さ分布が分かり、測定対象部位における皮下脂肪の厚さ分布を考慮する ことが可能となり、体脂肪の測定精度が向上する。
[0015] また、被測定者の胴部の周方向に沿って装着される支持部材を備え、この支持部 材に対して光センサを移動可能とすることが好ましい。これにより、光センサを被測定 者の胴部に沿って取付けた支持部材に対して移動して各移動位置で皮下脂肪の厚 さを測定することができ、このため、胴部全体の皮下脂肪の厚さ分布を考慮すること が可能となり、体脂肪の測定精度が向上する。
[0016] また、電極と、光センサとが 1箇所にまとめて設けられて 、ることが好ま 、。これに より、インピーダンスを測定した部位と同一箇所の皮下脂肪厚を測定できて、精度良 く体脂肪量の計測ができ、また、インピーダンスによる測定と光方式による測定をほぼ 同時に測定することが可能となり、被測定者が同一姿勢をしている時の測定となって 、安定したインピーダンスの測定、皮下脂肪厚の測定ができ、更に、電極と光センサ とを同一部材の同一箇所にまとめて配置でき、体脂肪測定装置の部品点数が低減 でき、取扱いも容易となる。
[0017] また、電極と光センサとが配置され、被測定者の胴部に装着される帯状の支持部材 を備え、この支持部材は、被測定者の胴部に装着される時の押圧を調整する押圧調 整手段を有していることが好ましい。これにより、インピーダンスの測定と、光照射によ る皮下脂肪の厚さの測定をそれぞれ被測定者の胴部への最適の押圧状態で実施す ることができ、測定精度が向上する。
[0018] また、複数の電極は、電流通電用の一対の電極と、被測定者の胴部に通電したと きの電圧検知用の一対の電極とを有し、インピーダンス測定手段は、電流通電用電 極間に流れる電流と、電圧検知用電極間の電圧とに基づいて胴部のインピーダンス を測定することがこのまし 、。
図面の簡単な説明
[0019] [図 1]図 1は本発明の一実施形態に係る体脂肪測定の制御ブロック図である。
[図 2]図 2は同装置におけるインピーダンス測定装置によるインピーダンス測定の構 成図である。
[図 3]図 3は同装置における光式皮下脂肪測定装置による皮下脂肪厚の測定の構成 図である。
[図 4]図 4は本発明の他の実施形態に係る体脂肪測定装置におけるインピーダンス 測定装置の構成図である。
[図 5]図 5は本発明の更に他の実施形態に係る体脂肪測定装置の斜視図である。
[図 6]図 6は本発明の更に他の実施形態に係る体脂肪測定装置の要部斜視図である
[図 7]図 7は本発明の更に他の実施形態に係る体脂肪測定装置の要部斜視図である 発明を実施するための最良の形態
[0020] 以下、本発明の一実施形態に係る体脂肪測定装置 (本装置という）について図面を 参照して説明する。図 1は本装置の制御ブロック構成を、図 2は本装置におけるイン ピーダンス測定装置の構成を、図 3は本装置における光式皮下脂肪測定装置の構 成を示している。
[0021] この体脂肪測定装置は、図 1に示されるように、被測定者の内臓脂肪量を測定する もので、電極間のインピーダンスを測定するインピーダンス測定装置 1 (インピーダン ス測定手段)と、光式の皮下脂肪測定装置 2 (皮下脂肪測定手段)と、これら各測定 装置による測定値を基に体脂肪を算出する体脂肪算出部 3 (体脂肪算出手段)と、 算出された体脂肪を表示する表示部 4とを備える。
[0022] インピーダンス測定装置 1は、電流源 10と、被測定者の胴部に接触させられる複数 の電極 11と、電圧計 12と、電極間のインピーダンスを算出するインピーダンス算出部 13とを備える。複数の電極 11は、インピーダンス測定のための通電用の一対の電極 11aと、胴部に通電させた時における胴部の電圧検知用の一対の電極 l ibと、を有 する。電流源 10は、一対の通電用の電極 11aより胴部に電流を流す。電圧計 12は、 一対の電圧検知用の電極 l ib間の電圧を検知する。
[0023] 光式の皮下脂肪測定装置 2は、被測定者の胴部の表面から胴部の組織内に光照 射する光照射部 22と、胴部 5組織力もの反射光を受光する光受光部 23とから成る光 センサ 21と、光センサ 21による検出値、すなわち受光情報に基いて被測定者の胴 部の皮下脂肪厚を測定する皮下脂肪厚算出部 24と、を備える。体脂肪算出部 3は、 インピーダンス算出部 13で算出されたインピーダンス力も求まる被測定者の総脂肪 量から、皮下脂肪厚算出部 24で算出された皮下脂肪厚に基づく皮下脂肪量を減じ ることで被測定者の内臓脂肪量を算出するものである。光照射部 22としては、例えば 赤外線を照射するもので赤外線発光素子が使用できる。
[0024] 図 2及び図 3は、それぞれ、インピーダンス測定装置 1及び光式の皮下脂肪測定装 置 2を被測定者の胴部に装着して体脂肪を測定する一つの形態を示している。ここ に、被測定者の計測対象部位である胴部 5の断面を模式的に表現している。被測定 者の胴部 5は、外周部に皮下脂肪 51があり、皮下脂肪 51の内側に筋肉 52があり、 更に筋肉 52の内側に内臓脂肪 53が存在するというように表現できる。
[0025] インピーダンス測定装置 1の一対の通電用の電極 1 laを被測定者の計測対象部位 である胴部 5に接触させ、一対の電圧検知用の電極 l ibを胴部 5に接触させる。この 場合、一対の通電用の電極 11aは該電極 11aを通して胴部 5に電流を流した場合、 電流が内臓脂肪 53を通るように胴部 5を挟んで対向する位置において胴部 5にそれ ぞれ接触させる。また、図 2に示す形態では一対の電圧検知用の電極 l ibは胴部 5 を挟んで対向する位置となるように上記一対の通電用の電極 1 laの傍に位置させて ある。
[0026] インピーダンス算出部 13は、電流源 10から通電用の電極 11aを通して被測定者の 胴部 5に電流が流れて、電圧が発生する。この電圧を電圧計 12により測定し、電極 1 la間に流れる電流と、電圧計 12で測定した電圧とに基づいて、対となる電極 11間の インピーダンス値を算出する。
[0027] この場合、胴部 5を挟んで対向する一対の通電用の電極 11a間に胴部 5を通して流 れる電流は、図 2の矢印のように広がりをもって流れ、このため、算出されたインピー ダンスは胴部 5を挟んで対向する部位間の合成インピーダンスとなり、胴部 5断面の 総脂肪量に基づいた値となる。従って、総脂肪量 (皮下脂肪 +内臓脂肪)が多けれ ば、上記合成インピーダンスは大きくなり、総脂肪量が少なければ合成インピーダン スは小さくなる。
[0028] 光式の皮下脂肪測定装置 2における光センサ 21は、本実施形態では、光受光部 2 3は光照射部 22の傍に位置させてある。光照射部 22と光受光部 23とは被測定者の 計測対象部位である胴部 5に接触させるものであり、光照射部 22から出た光は皮下 脂肪 51で散乱し、その内側の筋肉 52で吸収される。従って、光照射部 22から出た 光は皮下脂肪 51が薄い場合は、皮膚の表面方向への拡散は少なぐ皮膚の表面の 方に戻る光は少なくまた広がりも少ない。このため、光受光部 23に届く光量は少なく なる。一方、皮下脂肪 51が厚い場合は、光照射部 22から出た光の散乱が多くなり、 皮膚の表面の方に戻る光も多くなりまた広がりも大きい。このため、光受光部 23に届 く光量は多くなる。
[0029] 上記光受光部 23での受光情報に基づき皮下脂肪厚算出部 24で皮下脂肪 51の厚 みが算出されるもので、このようにすることで、被測定者の計測対象部位である胴部 5 の皮下脂肪厚を直接測定することができる。
[0030] 上記のようにして、被測定者の計測対象部位である胴部 5をインピーダンス測定装 置 1によって直接測定して求められたインピーダンスに基づいて、被測定者の総脂肪 量が求まる。更に、光式皮下脂肪測定装置 2によって計測対象部位である胴部 5を 直接測定して求められた胴部 5の皮下脂肪厚のデータに基づいて、皮下脂肪量が 求まる。体脂肪算出部 3は、このようにして求めた総脂肪量力 皮下脂肪量を減じて 被測定者の内臓脂肪量を求める。こうして求められた被測定者の内臓脂肪量が、表 示部 4により表示される。 [0031] ここで、上記のように光式皮下脂肪測定装置 2により直接測定した被測定者の皮下 脂肪厚 (皮下脂肪量)を総脂肪量力も減ずることに加えて、被測定者の身長や胴囲 等の身体的特徴により補正すれば、内臓脂肪量をより精度良く測定することができる 。この場合、身長や胴囲等の身体的特徴と体脂肪量との関係のデータをデータべ一 スに蓄積しておき、これに基づいて被測定者の身長や胴囲等の身体的特徴に対応 した補正をすればよい。さらに、このデータベースに、皮下脂肪厚 (皮下脂肪量）に関 するデータを併せて蓄積してもよ 、。
[0032] 本発明は、データベースを設けない場合であっても、人体の胴部 5を図 2に示した ようなモデルとして採用することで、体脂肪算出部 3でインピーダンスに基づ 、て被測 定者の総脂肪量を求め、更に、皮下脂肪厚に基づいて皮下脂肪量を求め、このよう にして求めた総脂肪量力 皮下脂肪量を減じる計算を行うのみで、データベースを 設けなくても内臓脂肪量を簡単に測定できる。
[0033] 上記実施形態では、皮下脂肪厚測定部位を胴部 5の 1箇所で求めたが、これを月同 部 5の複数箇所 (臍部、背面、側面等)で測定することで、胴部 5の周長上での皮下 脂肪分布が分力るので、皮下脂肪量の測定精度が上がり、その結果、内臓脂肪量の 算出の精度も向上する。
[0034] 図 4は、インピーダンス測定装置 1を被測定者の胴部に装着して体脂肪を測定する 他の実施形態を示している。ここでは、インピーダンス測定を複数箇所で行うようにし ている。すなわち、通電用の対となった電極 11aを複数組 (本例では 2組)設け、複数 組の対となった電極 1 laを、測定対象部位である胴部 5の異なる位置に接触させるよ うにしている。例えば、一方の組の対となった電極 11aを胴部 5の前後面に胴部 5を 挟むようにして接触させ、他方の組の対となった電極 1 laを胴部 5の左右側面に胴部 5を挟むようにして接触させる。また、この形態では、電圧検知用の対となった電極 11 bを複数組 (本例では 2組)設け、複数組の通電用の電極 11aの傍にそれぞれ対応し て位置させている。
[0035] そして、この実施形態は、複数組の電極をスィッチにより時系列に切り換えて二次 元的に電極間インピーダンスを測定できるようにしている。そのため、このインピーダ ンス測定装置 1は、先の図 2に示した構成に加えて、もう一組の通電用の一対の電極 15aと、電圧検知用の一対の電極 15bと、通電切り換え用スィッチ 16, 17及び電圧 検知切り換え用スィッチ 18, 19を備えている。そして、一方の対となった通電用の電 極 11a間に電流を流し、一方の対となった電圧検知用の対となった電極 l ib間の電 圧を電圧計 12で測定してインピーダンスを求め、スィッチ 16, 17, 18, 19を切り換え ることで、他方の対となった通電用の電極 15a間に電流を流し、他方の対となった電 圧検知用の対となった電極 15b間の電圧を電圧計 12で測定してインピーダンスを求 める。このようにすることで、二次元的な体脂肪量が分かる。従って、簡単に皮下脂肪 分布、内臓脂肪分布を画像ィ匕して表示部 4で画像として表示することが可能となり、 被測定者に視覚的に皮下脂肪量、内臓脂肪量を提示することができ、被測定者も理 解し易い。
[0036] 図 5は、本発明のさらに他の実施形態に係る体脂肪測定装置を示している。本実 施形態は、インピーダンス測定装置 1における胴部 5に接触させるインピーダンス測 定用の電極 l la、 l ibと、光式皮下脂肪測定装置 2の光照射部 22と光受光部 23とを 1箇所にまとめて、プローブ 6としている。このプローブ 6は、同等の構成のものを 2組 用意し、胴部を挟んで装着される。各プローブ 6は、胴部 5への接触面 61に電極 11a 、 l ibと、光照射部 22及び光受光部 23と、を 1箇所にまとめて設けている。
[0037] 本実施形態によれば、インピーダンス測定部位と皮下脂肪測定部位とが同一箇所 となり、インピーダンスを測定した部位と同一箇所の皮下脂肪厚が測定でき、より精度 良く体脂肪量の測定ができる。さらに、インピーダンスによる測定と光方式による測定 をほぼ同時に行えるので、被測定者が同一姿勢をしている時の測定となり、安定した インピーダンスの測定、皮下脂肪厚の測定ができて、より高精度に総脂肪量、皮下脂 肪量、及び内臓脂肪量を測定することができる。し力も、プローブ 6の胴部 5への接触 面 61に、電極 l la、 lb等を 1箇所にまとめて設けているので、体脂肪測定装置の部 品点数が低減でき、取扱いも容易となり、測定時間も短縮できて被測定者への負荷 ち軽くなる。
[0038] 図 6は、本発明の更に他の実施形態に係る光式皮下脂肪測定装置を示している。
この装置は、光照射部 22と光受光部 23を持つプローブ 6と、このプローブ 6を移動自 在に支持する帯状をした長尺の支持部材 7と、を備えている。支持部材 7は、変形性 を有し、被測定者の胴部 5の周方向に沿って配置することができるようになっており、 さらに胴部 5に着脱自在に装着するための手段（図示省略)を有して!/、る。支持部材 7には、その内周面中央に内方に向けて内側突条 72が突設され、プローブ 6には、 コ字状溝部 63が設けられていて、このコ字状溝部 63を帯状の支持部材 7に嵌め込 みことで、プローブ 6は長手方向に沿って移動自在となっている。プローブ 6には、そ の内側開口部の上下両端部にそれぞれ突片部 64が突設されて、これら突片部 64に は、光照射部 22と光受光部 23とがそれぞれ設けられている。突片部 64間に支持部 材 7の内側突条 72が位置し、突片部 64と内側突条 72とはほぼ面一となつている。こ れにより、支持部材 7を被測定者の胴部 5に沿わせて接触させると、光照射部 22と光 受光部 23とが胴部 5に接触する。
[0039] この実施形態においては、帯状をした支持部材 7を被測定者の胴部 5の周方向に 沿って配置して装着した状態で、プローブ 6を支持部材 7に沿って移動させることで、 プローブ 6は胴部 5の周囲に沿って移動し、逐次受光量を測定することができる。これ により、胴部 5の断面での皮下脂肪厚を胴部 5の周囲の各部位ごとに正確に測定で き、正確な皮下脂肪量を求めることができる。なお、プローブ 6の移動量を測定する 手段を備えて、プローブ 6の移動量を測定すれば、胴部 5の周長を自動的に測定で き、皮下脂肪厚情報、胴部 5の周長情報から皮下脂肪量を算出することができる。ま た、加速度センサ等を用いてプローブ 6の移動量、移動方向を測定すれば、胴部 5 の輪郭形状情報が分かり、画像ィ匕の際により詳細な画像が描けることになる。
[0040] 図 7は、本発明の更に他の実施形態に係る体脂肪測定装置を示す。本実施形態 の装置は、被測定者の胴部 5に装着するための変形性を有する帯状の支持部材 7を 備え、この支持部材 7の内面部に、インピーダンス測定用の電極 l la、 l ibと、光方 式による測定のための光照射部 22及び光受光部 23が設けられて 、る。この支持部 材 7は、被測定者の胴部 5に沿って配置して装着する際の押圧を調整する押圧調整 手段を備えている。この押圧調整手段は、中空部 71となったチューブにより構成され た支持部材 7と、中空部 71にエアを供給するエアポンプ 72などで成るエア供給手段 と、支持部材 7に設けられた圧力センサ（図示省略)とから構成することができる。
[0041] 本実施形態においては、チューブにより構成した帯状の支持部材 7を被測定者の 胴部 5の周方向に沿って配置して装着し、その後、押圧調整手段を構成するェアポ ンプ 72によりエアを支持部材 7の中空部 71内に供給し、圧力センサにより胴部 5へ の支持部材 7の接触圧を測定してエアの供給量を調整することで、電極 l la、 lb、光 照射部 22、光受光部 23の胴部 5に対する接触圧を、インピーダンス法、光方式それ ぞれに適した接触圧となるように制御することができる。これにより、インピーダンスの 測定と、光照射による皮下脂肪の厚さの測定とを、それぞれ被測定者の胴部 5へ最 適の押圧状態で行うことができるので、測定精度の向上が図れる。
本発明は、上記実施形態の構成に限られず、発明の趣旨を変形しない範囲で種 々の変形が可能である。また、本出願は、日本国特許出願 2005— 018721号に基 づいており、その特許出願の内容は参照によって本出願に組み込まれる。

Claims

請求の範囲
[1] 1.被測定者の内臓脂肪量を測定する体脂肪測定装置において、
被測定者の胴部に接触させられる複数の電極と、
前記電極間のインピーダンスを測定するインピーダンス測定手段と、
被測定者の胴部に光照射する光照射部とその反射光を受光する光受光部とから 成る光センサと、
前記光センサによる検出値に基いて被測定者の皮下脂肪厚を測定する皮下脂肪 厚測定手段と、
前記インピーダンス測定手段で測定されたインピーダンス力 求まる被測定者の総 脂肪量から、前記皮下脂肪厚測定手段で測定された皮下脂肪厚に基づく皮下脂肪 量を減じることで被測定者の内臓脂肪量を算出する体脂肪算出手段と、を備えたこと を特徴とする体脂肪測定装置。
[2] 2.前記複数の電極は、被測定者の胴部の異なる対向位置に接触させるための複 数組の電極力 成ることを特徴とする請求項 1に記載の体脂肪測定装置。
[3] 3.前記インピーダンス測定手段は、前記複数組の電極を時系列に切り換えて二次 元的に電極間インピーダンスを測定することを特徴とする請求項 2に記載の体脂肪 測定装置。
[4] 4.前記光センサは、被測定者の複数箇所での皮下脂肪厚を測定できるように、被 測定者の胴部の異なる位置において光照射し、その反射光を受光できるようにしたこ とを特徴とする請求項 1に記載の体脂肪測定装置。
[5] 5.被測定者の胴部の周方向に沿って装着される支持部材を備え、
この支持部材に対して前記光センサを移動可能に配置したことを特徴とする請求 項 1に記載の体脂肪測定装置。
[6] 6.前記電極と、光センサとが 1箇所にまとめて設けられていることを特徴とする請求 項 1に記載の体脂肪測定装置。
[7] 7.前記電極と光センサとが配置され、被測定者の胴部に装着される帯状の支持部 材を備え、
この支持部材は、被測定者の胴部に装着される時の押圧を調整する押圧調整手 段を有して成ることを特徴とする請求項 1に記載の体脂肪測定装置。
[8] 8.前記複数の電極は、電流通電用の一対の電極と、被測定者の胴部に通電した ときの電圧検知用の一対の電極とを有し、
前記インピーダンス測定手段は、前記電流通電用電極間に流れる電流と、電圧検 知用電極間の電圧とに基づいて胴部のインピーダンスを測定することを特徴とする請 求項 1に記載の体脂肪測定装置。
[9] 9.前記複数の電極は、被測定者の胴部の異なる対向位置に接触させるための複 数組の電極力 成ることを特徴とする請求項 7に記載の体脂肪測定装置。
[10] 10.前記インピーダンス測定手段は、前記複数組の電極を時系列に切り換えて二 次元的に電極間インピーダンスを測定することを特徴とする請求項 8に記載の体脂 肪測定装置。
[11] 11.前記光センサは、被測定者の複数箇所での皮下脂肪厚を測定できるように、 被測定者の胴部の異なる位置において光照射し、その反射光を受光できるようにし たことを特徴とする請求項 7に記載の体脂肪測定装置。
[12] 12.被測定者の胴部の周方向に沿って装着される支持部材を備え、
この支持部材に対して前記光センサを移動可能に配置したことを特徴とする請求 項 7に記載の体脂肪測定装置。
[13] 13.前記電極と、光センサとが 1箇所にまとめて設けられていることを特徴とする請 求項 7に記載の体脂肪測定装置。
[14] 14.前記電極と光センサとが配置され、被測定者の胴部に装着される帯状の支持 部材を備え、
この支持部材は、被測定者の胴部に装着される時の押圧を調整する押圧調整手 段を有して成ることを特徴とする請求項 7に記載の体脂肪測定装置。
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