光学式皮下脂肪厚測定装置
【課題】１つの入力部の操作であっても生体の異なる部位の皮下脂肪厚を測定することができ、操作が簡単であるとともに、装置を小型化し、かつ低コスト化することができる光学式皮下脂肪厚測定装置を提供する。
【解決手段】光学式皮下脂肪厚測定装置１０は、発光素子１３と、第１受光素子１４及び第２受光素子１５とを備える。また、光学式皮下脂肪厚測定装置１０は、第１及び第２受光素子１４，１５から得られる受光量比と生体２０の各部位における皮下脂肪厚の値とを相関するものであり生体２０の各部位で共用する非線形関数が格納されたデータベース部１７を備える。光学式皮下脂肪厚測定装置１０は、受光量比に基づいて非線形関数を参照し、皮下脂肪厚の値を推定する制御部１６と、皮下脂肪厚の測定開始を制御部１６に指示するための１つの入力ボタン１０ｂと、制御部１６によって推定された皮下脂肪厚の値を被験者に報知する表示部１０ａとを備える。
【解決手段】光学式皮下脂肪厚測定装置１０は、発光素子１３と、第１受光素子１４及び第２受光素子１５とを備える。また、光学式皮下脂肪厚測定装置１０は、第１及び第２受光素子１４，１５から得られる受光量比と生体２０の各部位における皮下脂肪厚の値とを相関するものであり生体２０の各部位で共用する非線形関数が格納されたデータベース部１７を備える。光学式皮下脂肪厚測定装置１０は、受光量比に基づいて非線形関数を参照し、皮下脂肪厚の値を推定する制御部１６と、皮下脂肪厚の測定開始を制御部１６に指示するための１つの入力ボタン１０ｂと、制御部１６によって推定された皮下脂肪厚の値を被験者に報知する表示部１０ａとを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、皮下脂肪厚を光学式に測定することができる光学式皮下脂肪厚測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、光照射部から生体表面に向けて光を照射し、生体内部を伝播した光を受光部で受光することで生体内部の皮下脂肪厚を測定する光学式皮下脂肪厚測定装置が提案されている。このような光学式皮下脂肪厚測定装置において、特許文献１に開示の皮下脂肪測定装置は、皮膚の色の相違等の影響を受けることなく高精度に皮下脂肪厚の測定を可能にしている。特許文献１の皮下脂肪測定装置は、少なくとも１個の送光素子と複数個の受光素子と脂肪厚推定手段とを備えている。
【０００３】
そして、皮下脂肪を透過して受光素子で受光した受光量を、受光量と皮下脂肪厚とのキャリブレーションカーブに適用して脂肪厚推定手段が脂肪厚を推定する。また、脂肪厚推定手段は、送光素子の直近の受光素子の受光量を用いて皮膚色素等による各受光素子の受光量を補正することで、高精度に皮下脂肪厚を測定することができるようになっている。
【０００４】
特許文献２の光式皮下脂肪厚測定装置は、生体に向けて光を照射する光源部と、生体内部を伝播して生体表面より出射した光を受光する受光部と、生体表面を所定の形状に成形する成形部と、成形部が生体表面に加える圧力が規定値に達したことを検出する圧力検出部と、受光部での受光量に基づき皮下脂肪厚を算出する演算部とを備えている。演算部には、生体に加わる複数の圧力に応じて受光量と皮下脂肪の厚みとの相関を示す一次回帰直線が予め複数記憶されている。そして、演算部は、生体に加わる圧力に応じた一次回帰直線を複数の中から選択して皮下脂肪厚の測定を行うことで、高精度に皮下脂肪厚を測定することができるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１５５０９１号公報
【特許文献２】特開２００３−３１０５７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、従来の光学式皮下脂肪厚測定装置としては、皮下脂肪厚が異なる部位（例えば、二の腕、太もも、腹部）それぞれに対応して、受光量と皮下脂肪の厚さとの相関を示す一次回帰直線が設定されているものがある。このような光学式皮下脂肪厚測定装置においては、被験者は予め選択ボタンを操作して、その選択された部位の測定を行っている。このため、従来の光学式皮下脂肪厚測定装置においては、各部位毎の選択ボタンを操作しなければならず、操作が煩雑であるという問題があった。さらには、従来の光学式皮下脂肪厚測定装置においては、部位選択用の選択ボタンを装置に設けなければならず、装置の小型化、低コスト化が実現できなかった。
【０００７】
本発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものであり、その目的は、１つの入力部の操作であっても生体の異なる部位の皮下脂肪厚を測定することができ、操作が簡単であるとともに、装置を小型化し、かつ低コスト化することができる光学式皮下脂肪厚測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、生体の表面に向けて光を照射する光照射部と、前記生体の内部を伝播した光を受光する受光部と、前記受光部での受光量に基づいて得られる受光パラメータ値と前記生体の各部位における皮下脂肪厚の値とを相関するものであり前記生体の各部位で共用する関数が格納されたデータベース部と、前記受光パラメータ値に基づいて前記データベース部の前記関数を参照し、前記皮下脂肪厚の値を推定する制御部と、前記皮下脂肪厚の測定開始を前記制御部に指示するための１つの入力部と、前記制御部によって推定された皮下脂肪厚の値を被験者に報知する報知部と、を備えることを要旨とする。
【０００９】
これによれば、１つの入力部を操作すると、光学式皮下脂肪厚測定装置では皮下脂肪厚の測定を開始させる。そして、制御部は、得られた受光パラメータ値に基づいて生体の各部位で共用する関数を用いて皮下脂肪厚を推定する。よって、皮下脂肪厚の厚みが異なる部位であっても、各部位で共用する関数を用いることで、各部位それぞれの皮下脂肪厚を測定することができる。したがって、測定する部位毎に選択ボタンを操作する必要がある場合と異なり操作が簡単である。また、皮下脂肪厚を測定する際に操作する入力部は１つだけであるため、測定する部位毎に選択ボタンを必要とする場合と比べて光学式皮下脂肪厚測定装置を小型化し、かつ低コスト化することができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の光学式皮下脂肪厚測定装置において、前記関数は、前記受光パラメータ値が大きくなるほど傾きが大きくなる非線形関数であることを要旨とする。これによれば、非線形関数において、受光パラメータ値が大きくなるとは、皮下脂肪厚が厚くなることを示すため、非線形関数を用いることで、厚みの薄い皮下脂肪厚から厚みの厚い皮下脂肪厚まで正確に測定することができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の光学式皮下脂肪厚測定装置において、前記受光パラメータ値が、前記光照射部から第１距離だけ離れた位置に設けられた第１受光部での第１受光量と、前記第１距離より長い第２距離だけ前記光照射部から離れた位置に設けられた第２受光部での第２受光量との相対比であることを要旨とする。
【００１２】
これによれば、皮膚色素や吸光・散乱特性の違いによる影響を補正した受光パラメータ値を用いて皮下脂肪厚を算出することができ、高精度に皮下脂肪厚を測定することができる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の光学式皮下脂肪厚測定装置において、前記データベース部には、前記受光パラメータ値により係数が異なる複数の関数が格納され、前記制御部は前記受光パラメータ値に基づき複数の関数の中から一つを選択して前記皮下脂肪厚を推定することを要旨とする。
【００１４】
これによれば、生体の各部位それぞれの皮下脂肪厚を測定することができる。
請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載の光学式皮下脂肪厚測定装置において、前記光照射部を生体の表面に押し当てたとき、該生体の表面に加わる圧力を検出する圧力検出部をさらに備え、前記制御部は、前記圧力検出部により所定値以上の圧力が検出されたことを契機に前記光照射部に光を照射させることを要旨とする。
【００１５】
これによれば、生体の表面に所定値以上の圧力が加わることは、光照射部が生体の表面に確実に押し当てられた状態であり、この状態とは、光照射部の発光面と生体の表面との間に外光が侵入することが防止される状態である。そして、圧力検出部によって所定値以上の圧力が検出されたことを契機に光照射部に光を照射させることで、外光の影響を受けることなく皮下脂肪厚の測定を正確に行うことができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、１つの入力部の操作であっても生体の異なる部位の皮下脂肪厚を測定することができ、操作が簡単であるとともに、装置を小型化し、かつ低コスト化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１の実施形態の光学式皮下脂肪厚測定装置を示す模式図。
【図２】光学式皮下脂肪厚測定装置の本体基板及び測定板を示す下面図。
【図３】光学式皮下脂肪厚測定装置の表面における表示部及び入力ボタンを示す図。
【図４】（ａ）は受光量と皮下脂肪厚との相関及び一次回帰直線を示すグラフ、（ｂ）は受光量と皮下脂肪厚との相関及び指数関数を示すグラフ。
【図５】（ａ）は受光量比と皮下脂肪厚との相関及び一次回帰直線を示すグラフ、（ｂ）は受光量比と皮下脂肪厚との相関及び指数関数を示すグラフ。
【図６】データベース部に格納した非線形関数及び受光量比と皮下脂肪厚との相関を示すグラフ。
【図７】太もも、二の腕、及び腹部の皮下脂肪厚と受光量比との相関及び一次回帰直線を示すグラフ。
【図８】第２の実施形態の光学式皮下脂肪厚測定装置を示す模式図。
【図９】２つの一次回帰直線よりなる非線形関数を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（第１の実施形態）
以下、本発明を具体化した第１の実施形態を図１〜図７にしたがって説明する。
図１及び図２に示すように、光学式皮下脂肪厚測定装置１０は、矩形板状の本体基板１１を備えるとともに、この本体基板１１の下面中央部には円板状をなす測定板１２が設けられている。この測定板１２は直径１２０ｍｍ程度の黒色ＡＢＳによって形成され、皮下脂肪厚の測定時には、測定板１２の下面が生体２０の表面に押し当てられる。なお、生体２０は、表面に皮膚２０ａ、皮膚２０ａの下の皮下脂肪２０ｂ、及び皮下脂肪２０ｂの下の筋肉２０ｃの３層からなる。
【００１９】
測定板１２には光照射部としての発光素子１３が設けられている。この発光素子１３は、中心波長７５０ナノメートル（ｎｍ）のＬＥＤよりなる。なお、発光素子１３から照射される光の中心波長は５００〜２５００ナノメートル（ｎｍ）の近赤外領域であることが望ましく、また、発光素子１３にレーザダイオードを用いてもよい。そして、発光素子１３は、発光面が測定板１２の下面に露出するとともに、測定板１２の下面から生体２０の皮膚２０ａに向けて光を照射可能になっている。
【００２０】
図２に示すように、測定板１２には、発光素子１３から第１距離ｋ１だけ離れた位置に、第１受光部としての第１受光素子１４が設けられている。第１受光素子１４はフォトダイオードよりなる。第１受光素子１４は、受光面が測定板１２の下面に露出するように測定板１２に設けられ、発光素子１３から照射され、さらに生体２０を透過した光を受光するとともにその受光量を検出するようになっている。また、測定板１２には、発光素子１３から第２距離ｋ２だけ離れた位置に、第２受光部としての第２受光素子１５が設けられている。第２受光素子１５はフォトダイオードよりなる。第２受光素子１５は、受光面が測定板１２の下面に露出するように測定板１２に設けられ、発光素子１３から照射され、さらに生体２０を透過した光を受光するとともにその受光量を検出するようになっている。
【００２１】
測定板１２には、発光素子１３、第１受光素子１４、及び第２受光素子１５が直線状に配置されている。そして、発光素子１３と第１受光素子１４との間の第１距離ｋ１は、皮膚色素や吸光・散乱特性の違いによる影響を補正するために短いのが好ましく、例えば１０〜５０ｍｍに設定されるのが好ましい。また、発光素子１３と第２受光素子１５との間の第２距離ｋ２は、第１距離ｋ１より長く設定され、２０〜１００ｍｍに設定されるのが望ましい。
【００２２】
図３に示すように、光学式皮下脂肪厚測定装置１０の表面には、報知部としての表示部１０ａ、及び入力部としての入力ボタン１０ｂが設けられている。入力ボタン１０ｂの表面には「皮下脂肪厚」の表示がなされている。この入力ボタン１０ｂを操作することにより皮下脂肪厚の測定開始が光学式皮下脂肪厚測定装置１０に指示される。そして、光学式皮下脂肪厚測定装置１０によって皮下脂肪厚が測定されると、測定された皮下脂肪厚が表示部１０ａに表示され、表示部１０ａの表示によって測定した皮下脂肪厚が被験者に報知されるようになっている。なお、表示部１０ａは液晶画面によって形成され、皮下脂肪厚を数値で表示する。
【００２３】
図１に示すように、光学式皮下脂肪厚測定装置１０において、表示部１０ａ及び入力ボタン１０ｂは制御部１６に電気的に接続され、制御部１６によって表示部１０ａへの表示が制御されるとともに、入力ボタン１０ｂの操作により皮下脂肪厚の測定開始が制御部１６に指示されるようになっている。
【００２４】
また、発光素子１３は制御部１６に電気的に接続され、制御部１６により発光素子１３の点灯、消灯が制御される。また、第１受光素子１４及び第２受光素子１５は制御部１６に電気的に接続されている。そして、第１受光素子１４で検出された受光量、及び第２受光素子１５で検出された受光量は制御部１６に送られるようになっている。制御部１６には、データベース部１７が設けられている。このデータベース部１７には、第１受光素子１４及び第２受光素子１５で得られた受光量に基づいて皮下脂肪厚の値を算出する際に用いられる関数が格納されている。
【００２５】
ここで、皮下脂肪厚の値を算出する際に用いる関数について説明する。図４（ａ）及び図４（ｂ）は、光学式皮下脂肪厚測定装置１０を使って生体擬似モデルの皮下脂肪厚を測定したときの結果を示すものである。なお、図示しないが、生体疑似モデルは、皮下脂肪モデルの下に筋肉モデルを備えた２層よりなり、皮下脂肪モデルは５００〜２５００ｎｍの近赤外領域において透過性の高い材料より形成され、筋肉モデルはＡＢＳなどの光吸収体より形成されている。
【００２６】
図４（ａ）及び図４（ｂ）のグラフは、縦軸に皮下脂肪モデルの厚さ（皮下脂肪厚）を示し、横軸に第２受光素子１５の受光量を示している。図４（ａ）には、皮下脂肪厚と受光量との相関を示す関数たる一次回帰直線Ｇ４ａが示されている。この一次回帰直線Ｇ４ａにおける皮下脂肪厚と受光量との相関係数Ｒは０．９３になっている。一方、図４（ｂ）には、皮下脂肪厚と受光量との相関を示す関数たる指数関数Ｇ４ｂが示されている。この指数関数Ｇ４ｂにおける皮下脂肪厚と受光量との相関係数Ｒは０．９８になっている。なお、一次回帰直線Ｇ４ａ及び指数関数Ｇ４ｂそれぞれは、超音波、Ｘ線、ＭＲＩなどを用いて予め測定された皮下脂肪厚と、その皮下脂肪厚での受光量との関係から最小二乗法等により得られる。
【００２７】
そして、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、一次回帰直線Ｇ４ａを用いて得られる皮下脂肪厚の値は、指数関数Ｇ４ｂを用いて得られる皮下脂肪厚の値に比べて受光量が大きくなると誤差が大きくなる。よって、皮下脂肪厚の値をより正確に算出するためには、指数関数（非線形関数）を用いる方が好ましいことが示された。
【００２８】
図５（ａ）及び図５（ｂ）は、光学式皮下脂肪厚測定装置１０を使って上記生体擬似モデルの皮下脂肪厚を測定したときの結果を示すグラフである。
図５（ａ）及び図５（ｂ）のグラフは、縦軸に皮下脂肪モデルの厚さ（皮下脂肪厚）を示し、横軸に、第１受光素子１４の受光量と第２受光素子１５の受光量との相対比である受光量比を示している。図５（ａ）には、皮下脂肪厚と受光量比との相関を示す関数たる一次回帰直線Ｇ５ａが示されている。この一次回帰直線Ｇ５ａにおける皮下脂肪厚と受光量比との相関係数Ｒは０．８９になっている。一方、図５（ｂ）には、皮下脂肪厚と受光量比との相関を示す関数たる指数関数Ｇ５ｂが示されている。この指数関数Ｇ５ｂにおける皮下脂肪厚と受光量比との相関係数Ｒは０．９７になっている。なお、一次回帰直線Ｇ５ａ及び指数関数Ｇ５ｂそれぞれは、超音波、Ｘ線、ＭＲＩなどを用いて予め測定された皮下脂肪厚と、その皮下脂肪厚での受光量比との関係から最小二乗法等により得られる。
【００２９】
そして、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、一次回帰直線Ｇ５ａを用いて得られる皮下脂肪厚の値は、受光量比が大きくなると誤差が大きくなる。よって、皮下脂肪厚の値をより正確に算出するためには、指数関数（非線形関数）を用いる方が好ましいことが示された。また、図示しないが、受光量比を用いて皮下脂肪厚を算出した場合の方が、算出に用いる関数に対する皮下脂肪厚の値のばらつきが収まることが示された。よって、第１受光素子１４と第２受光素子１５を用いることで、皮膚色素や吸光・散乱特性の違いによる影響を補正して皮下脂肪厚をより正確に算出することができる。
【００３０】
本実施形態では、皮下脂肪厚の値を算出する関数として、図６に示す非線形関数Ｇ６を用いるとともに、皮下脂肪厚を算出するための受光パラメータ値として受光量比を用いた。非線形関数Ｇ６は、受光量比が大きくなるほど皮下脂肪厚への変換係数が大きくなるように作成されるとともに、皮下脂肪厚と受光量比との相関係数Ｒは０．８４になっている。この非線形関数Ｇ６は、超音波、Ｘ線、ＭＲＩなどを用いて予め実際の皮下脂肪厚を測定し、その皮下脂肪厚と、皮下脂肪厚の測定場所における受光量比との関係から最小二乗法などにより近似することにより得られる。
【００３１】
さて、上記構成の光学式皮下脂肪厚測定装置１０を用いて、生体２０各部位としての太もも、二の腕、及び腹部の皮下脂肪厚を測定するには、まず、被験者は測定板１２を、太もも、二の腕、又は腹部の表面に押し当て、次に、入力ボタン１０ｂを操作して光学式皮下脂肪厚測定装置１０をＯＮさせると制御部１６は、発光素子１３を所定時間点灯させる。発光素子１３から生体２０の内部に照射された光は、太もも、二の腕、又は腹部の皮膚２０ａ、皮下脂肪２０ｂ、及び筋肉２０ｃを伝播して第１受光素子１４及び第２受光素子１５に受光される。制御部１６は、第１受光素子１４の受光量と、第２受光素子１５の受光量との相対比（受光量比）を算出する。さらに、制御部１６は、非線形関数Ｇ６を参照し、得られた受光量比に基づいて、太もも、二の腕、又は腹部の皮下脂肪厚を算出（推定）する。次に、制御部１６は、算出した皮下脂肪厚を表示部１０ａに表示させる。
【００３２】
図６に、光学式皮下脂肪厚測定装置１０によって算出された皮下脂肪厚（太もも、二の腕、及び腹部）の値を示す。太もも、二の腕、及び腹部を含めた全体の相関係数Ｒは０．８４である。ここで、図７に、太もも、二の腕、及び腹部それぞれの皮下脂肪厚と受光量比との相関を示す関数たる一次回帰直線Ｇ７を示す。各一次回帰直線Ｇ７それぞれは、超音波、Ｘ線、ＭＲＩなどを用いて予め実際の皮下脂肪厚を測定し、その皮下脂肪厚と、皮下脂肪厚の測定場所における受光量比との関係から最小二乗法などにより近似することにより得られる。太ももの一次回帰直線Ｇ７における相関係数Ｒは０．７５、二の腕の一次回帰直線Ｇ７における相関係数Ｒは０．８１、腹部の一次回帰直線Ｇ７における相関係数Ｒは０．８４である。
【００３３】
よって、図６に示す非線形関数Ｇ６と、各一次回帰直線Ｇ７とを比較しても、相関係数にほとんど差が見られない。したがって、非線形関数Ｇ６を用いることで、腹部、太もも、二の腕のように、皮下脂肪厚の異なる部位であっても入力ボタン１０ｂを操作するだけで各部位の皮下脂肪厚を測定することができる。
【００３４】
上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）光学式皮下脂肪厚測定装置１０は、１つの入力ボタン１０ｂを備えるとともに、制御部１６には１つの非線形関数Ｇ６が格納されている。そして、１つの非線形関数Ｇ６を用いることで、太もも、二の腕、及び腹部の皮下脂肪厚を測定することができる。よって、測定する部位毎に選択ボタンを操作する必要がある場合と異なり、簡単に操作することができる。
【００３５】
（２）光学式皮下脂肪厚測定装置１０においては、１つの入力ボタン１０ｂを操作するだけで太もも、二の腕、及び腹部それぞれの皮下脂肪厚を測定することができる。よって、光学式皮下脂肪厚測定装置１０には入力ボタン１０ｂだけを設ければよく、測定する部位毎に選択ボタンを必要とした場合と比べて光学式皮下脂肪厚測定装置１０を小型化することができるとともに、ボタンの数を減らして製造コストを低コスト化することができる。
【００３６】
（３）皮下脂肪厚の算出に用いる受光パラメータ値として、発光素子１３から第１距離ｋ１だけ離れた第１受光素子１４の受光量と、第１距離ｋ１より長い第２距離ｋ２だけ発光素子１３から離れた第２受光素子１５の受光量との相対比である受光量比を用いた。このため、皮膚色素や吸光・散乱特性の違いによる影響を補正した受光パラメータ値を用いて皮下脂肪厚を算出することができ、高精度に皮下脂肪厚を測定することができる。
【００３７】
（４）皮下脂肪厚を算出する関数として非線形関数Ｇ６を設定した。この非線形関数Ｇ６は、受光量比が大きくなるに従い傾きが大きくなるような関数である。そして、受光量比が大きくなるとは、皮下脂肪厚が厚くなることを示すため、非線形関数Ｇ６を用いることで、厚みの薄い皮下脂肪厚から厚みの厚い皮下脂肪厚まで正確に測定することができる。
【００３８】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態を図８を用いて説明する。なお、以下の説明では、既に説明した第１の実施形態と同一構成について同一符号を付すなどし、その重複する説明を省略又は簡略する。
【００３９】
図８に示すように、第２の実施形態の光学式皮下脂肪厚測定装置１０において、本体基板１１の下面には収容凹所１１ａが形成されるとともに、この収容凹所１１ａには所定のヤング率を有する圧縮バネ３１が収容されている。圧縮バネ３１は一端（図８では上端）が収容凹所１１ａの内頂面に当接するとともに他端（図８では下端）が測定板１２の表面（図８では上面）に当接している。そして、圧縮バネ３１は、バネ力により測定板１２を本体基板１１から離れる方向へ付勢している。
【００４０】
また、圧縮バネ３１には圧力検出部３２が電気的に接続されるとともに、圧力検出部３２は制御部１６に電気的に接続されている。そして、測定板１２が生体２０表面に押し当てられると、圧縮バネ３１が圧縮され、圧力検出部３２によって生体２０に加わる圧力が検出されるようになっている。さらに、制御部１６は、圧力検出部３２によって検出された圧力が所定値以上になると、発光素子１３を所定時間点灯させる制御を行うようになっている。なお、圧力の所定値とは、測定板１２の下面全体が生体２０表面に確実に押し当てられるときに圧力検出部３２に加わる値に設定されるのが好ましい。
【００４１】
したがって、上記第２の実施形態によれば、第１の実施形態に記載の（１）〜（４）の効果に加えて以下の効果を得ることができる。
（５）第２の実施形態における光学式皮下脂肪厚測定装置１０は、圧縮バネ３１及び圧力検出部３２を備える。そして、圧力検出部３２に所定値以上の圧力が検出されると制御部１６は発光素子１３を点灯させ、皮下脂肪厚の測定を開始させる。このため、生体２０表面に測定板１２の下面を確実に接触させた時点で皮下脂肪厚が測定されることとなり、測定中に、測定板１２の下面と生体２０表面との間を遮断して測定板１２の下面に外光が入り込むことを防止することができる。その結果として、発光素子１３からの光の散乱を防止して、発光素子１３からの光を用いた皮下脂肪厚の測定を正確に行うことができる。
【００４２】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 図９に示すように、データベース部１７に格納する関数を、受光量比を所定の値より小さい領域で近似した一次回帰直線Ｇ８ａと所定の値以上の領域で近似した一次回帰直線Ｇ８ｂとを結合してなるものとし、受光量比が大きくなるほど傾きが大きくなる非線形関数としてもよい。すなわち、データベース部１７には、受光量比により係数の異なる一次回帰直線Ｇ８ａと一次回帰直線Ｇ８ｂとが格納されている。なお、一次回帰直線Ｇ８ａに比べて一次回帰直線Ｇ８ｂの傾きが大きくなるように近似している。そして、このような非線形関数を用いた場合、受光量比が小さい場合、制御部１６は一次回帰直線Ｇ８ａと一次回帰直線Ｇ８ｂのうち一次回帰直線Ｇ８ａを選択して皮下脂肪厚を算出し、受光量比が大きい場合は、制御部１６は一次回帰直線Ｇ８ａと一次回帰直線Ｇ８ｂのうち一次回帰直線Ｇ８ｂを用いて皮下脂肪厚を算出する。このように構成しても、生体２０の部位を区別することなく、一つの入力ボタン１０ｂで皮下脂肪厚を測定することができる。
【００４３】
なお、データベース部１７に格納する関数は、複数格納するのであれば、一次回帰直線Ｇ８ａ，Ｇ８ｂのような一次回帰直線でなく、指数関数を複数格納してもよい。
○ なお、図８に示す一次回帰直線Ｇ８ａ，Ｇ８ｂがデータベース部１７に格納された光学式皮下脂肪厚測定装置１０において、受光パラメータ値を第１受光素子１４又は第２受光素子１５の受光量としてもよい。
【００４４】
○ 本体基板１１に設ける受光部は１つだけであってもよく、３つ以上設けてもよい。
○ 報知部として、音声やパラメータ表示等によって皮下脂肪厚を被験者に報知するようにしてもよい。
【００４５】
○ 各実施形態では、関数として非線形関数に指数関数を用いたが、二次関数、三次関数などとしてもよい。
○ 第２の実施形態において、圧力検出のために圧縮バネ３１を用いたが、歪ゲージを用いて圧力検出を行うようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４６】
Ｇ４ａ，Ｇ５ａ，Ｇ８ａ，Ｇ８ｂ…関数としての一次回帰直線、Ｇ４ｂ，Ｇ５ｂ…関数及び非線形関数としての指数関数、Ｇ６…非線形関数、ｋ１…第１距離、ｋ２…第２距離、１０ａ…報知部としての表示部、１０ｂ…入力部としての入力ボタン、１３…光照射部としての発光素子、１４…第１受光部としての第１受光素子、１５…第２受光部としての第２受光素子、１６…制御部、１７…データベース部、２０…生体、３２…圧力検出部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、皮下脂肪厚を光学式に測定することができる光学式皮下脂肪厚測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、光照射部から生体表面に向けて光を照射し、生体内部を伝播した光を受光部で受光することで生体内部の皮下脂肪厚を測定する光学式皮下脂肪厚測定装置が提案されている。このような光学式皮下脂肪厚測定装置において、特許文献１に開示の皮下脂肪測定装置は、皮膚の色の相違等の影響を受けることなく高精度に皮下脂肪厚の測定を可能にしている。特許文献１の皮下脂肪測定装置は、少なくとも１個の送光素子と複数個の受光素子と脂肪厚推定手段とを備えている。
【０００３】
そして、皮下脂肪を透過して受光素子で受光した受光量を、受光量と皮下脂肪厚とのキャリブレーションカーブに適用して脂肪厚推定手段が脂肪厚を推定する。また、脂肪厚推定手段は、送光素子の直近の受光素子の受光量を用いて皮膚色素等による各受光素子の受光量を補正することで、高精度に皮下脂肪厚を測定することができるようになっている。
【０００４】
特許文献２の光式皮下脂肪厚測定装置は、生体に向けて光を照射する光源部と、生体内部を伝播して生体表面より出射した光を受光する受光部と、生体表面を所定の形状に成形する成形部と、成形部が生体表面に加える圧力が規定値に達したことを検出する圧力検出部と、受光部での受光量に基づき皮下脂肪厚を算出する演算部とを備えている。演算部には、生体に加わる複数の圧力に応じて受光量と皮下脂肪の厚みとの相関を示す一次回帰直線が予め複数記憶されている。そして、演算部は、生体に加わる圧力に応じた一次回帰直線を複数の中から選択して皮下脂肪厚の測定を行うことで、高精度に皮下脂肪厚を測定することができるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１５５０９１号公報
【特許文献２】特開２００３−３１０５７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、従来の光学式皮下脂肪厚測定装置としては、皮下脂肪厚が異なる部位（例えば、二の腕、太もも、腹部）それぞれに対応して、受光量と皮下脂肪の厚さとの相関を示す一次回帰直線が設定されているものがある。このような光学式皮下脂肪厚測定装置においては、被験者は予め選択ボタンを操作して、その選択された部位の測定を行っている。このため、従来の光学式皮下脂肪厚測定装置においては、各部位毎の選択ボタンを操作しなければならず、操作が煩雑であるという問題があった。さらには、従来の光学式皮下脂肪厚測定装置においては、部位選択用の選択ボタンを装置に設けなければならず、装置の小型化、低コスト化が実現できなかった。
【０００７】
本発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものであり、その目的は、１つの入力部の操作であっても生体の異なる部位の皮下脂肪厚を測定することができ、操作が簡単であるとともに、装置を小型化し、かつ低コスト化することができる光学式皮下脂肪厚測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、生体の表面に向けて光を照射する光照射部と、前記生体の内部を伝播した光を受光する受光部と、前記受光部での受光量に基づいて得られる受光パラメータ値と前記生体の各部位における皮下脂肪厚の値とを相関するものであり前記生体の各部位で共用する関数が格納されたデータベース部と、前記受光パラメータ値に基づいて前記データベース部の前記関数を参照し、前記皮下脂肪厚の値を推定する制御部と、前記皮下脂肪厚の測定開始を前記制御部に指示するための１つの入力部と、前記制御部によって推定された皮下脂肪厚の値を被験者に報知する報知部と、を備えることを要旨とする。
【０００９】
これによれば、１つの入力部を操作すると、光学式皮下脂肪厚測定装置では皮下脂肪厚の測定を開始させる。そして、制御部は、得られた受光パラメータ値に基づいて生体の各部位で共用する関数を用いて皮下脂肪厚を推定する。よって、皮下脂肪厚の厚みが異なる部位であっても、各部位で共用する関数を用いることで、各部位それぞれの皮下脂肪厚を測定することができる。したがって、測定する部位毎に選択ボタンを操作する必要がある場合と異なり操作が簡単である。また、皮下脂肪厚を測定する際に操作する入力部は１つだけであるため、測定する部位毎に選択ボタンを必要とする場合と比べて光学式皮下脂肪厚測定装置を小型化し、かつ低コスト化することができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の光学式皮下脂肪厚測定装置において、前記関数は、前記受光パラメータ値が大きくなるほど傾きが大きくなる非線形関数であることを要旨とする。これによれば、非線形関数において、受光パラメータ値が大きくなるとは、皮下脂肪厚が厚くなることを示すため、非線形関数を用いることで、厚みの薄い皮下脂肪厚から厚みの厚い皮下脂肪厚まで正確に測定することができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の光学式皮下脂肪厚測定装置において、前記受光パラメータ値が、前記光照射部から第１距離だけ離れた位置に設けられた第１受光部での第１受光量と、前記第１距離より長い第２距離だけ前記光照射部から離れた位置に設けられた第２受光部での第２受光量との相対比であることを要旨とする。
【００１２】
これによれば、皮膚色素や吸光・散乱特性の違いによる影響を補正した受光パラメータ値を用いて皮下脂肪厚を算出することができ、高精度に皮下脂肪厚を測定することができる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の光学式皮下脂肪厚測定装置において、前記データベース部には、前記受光パラメータ値により係数が異なる複数の関数が格納され、前記制御部は前記受光パラメータ値に基づき複数の関数の中から一つを選択して前記皮下脂肪厚を推定することを要旨とする。
【００１４】
これによれば、生体の各部位それぞれの皮下脂肪厚を測定することができる。
請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載の光学式皮下脂肪厚測定装置において、前記光照射部を生体の表面に押し当てたとき、該生体の表面に加わる圧力を検出する圧力検出部をさらに備え、前記制御部は、前記圧力検出部により所定値以上の圧力が検出されたことを契機に前記光照射部に光を照射させることを要旨とする。
【００１５】
これによれば、生体の表面に所定値以上の圧力が加わることは、光照射部が生体の表面に確実に押し当てられた状態であり、この状態とは、光照射部の発光面と生体の表面との間に外光が侵入することが防止される状態である。そして、圧力検出部によって所定値以上の圧力が検出されたことを契機に光照射部に光を照射させることで、外光の影響を受けることなく皮下脂肪厚の測定を正確に行うことができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、１つの入力部の操作であっても生体の異なる部位の皮下脂肪厚を測定することができ、操作が簡単であるとともに、装置を小型化し、かつ低コスト化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１の実施形態の光学式皮下脂肪厚測定装置を示す模式図。
【図２】光学式皮下脂肪厚測定装置の本体基板及び測定板を示す下面図。
【図３】光学式皮下脂肪厚測定装置の表面における表示部及び入力ボタンを示す図。
【図４】（ａ）は受光量と皮下脂肪厚との相関及び一次回帰直線を示すグラフ、（ｂ）は受光量と皮下脂肪厚との相関及び指数関数を示すグラフ。
【図５】（ａ）は受光量比と皮下脂肪厚との相関及び一次回帰直線を示すグラフ、（ｂ）は受光量比と皮下脂肪厚との相関及び指数関数を示すグラフ。
【図６】データベース部に格納した非線形関数及び受光量比と皮下脂肪厚との相関を示すグラフ。
【図７】太もも、二の腕、及び腹部の皮下脂肪厚と受光量比との相関及び一次回帰直線を示すグラフ。
【図８】第２の実施形態の光学式皮下脂肪厚測定装置を示す模式図。
【図９】２つの一次回帰直線よりなる非線形関数を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（第１の実施形態）
以下、本発明を具体化した第１の実施形態を図１〜図７にしたがって説明する。
図１及び図２に示すように、光学式皮下脂肪厚測定装置１０は、矩形板状の本体基板１１を備えるとともに、この本体基板１１の下面中央部には円板状をなす測定板１２が設けられている。この測定板１２は直径１２０ｍｍ程度の黒色ＡＢＳによって形成され、皮下脂肪厚の測定時には、測定板１２の下面が生体２０の表面に押し当てられる。なお、生体２０は、表面に皮膚２０ａ、皮膚２０ａの下の皮下脂肪２０ｂ、及び皮下脂肪２０ｂの下の筋肉２０ｃの３層からなる。
【００１９】
測定板１２には光照射部としての発光素子１３が設けられている。この発光素子１３は、中心波長７５０ナノメートル（ｎｍ）のＬＥＤよりなる。なお、発光素子１３から照射される光の中心波長は５００〜２５００ナノメートル（ｎｍ）の近赤外領域であることが望ましく、また、発光素子１３にレーザダイオードを用いてもよい。そして、発光素子１３は、発光面が測定板１２の下面に露出するとともに、測定板１２の下面から生体２０の皮膚２０ａに向けて光を照射可能になっている。
【００２０】
図２に示すように、測定板１２には、発光素子１３から第１距離ｋ１だけ離れた位置に、第１受光部としての第１受光素子１４が設けられている。第１受光素子１４はフォトダイオードよりなる。第１受光素子１４は、受光面が測定板１２の下面に露出するように測定板１２に設けられ、発光素子１３から照射され、さらに生体２０を透過した光を受光するとともにその受光量を検出するようになっている。また、測定板１２には、発光素子１３から第２距離ｋ２だけ離れた位置に、第２受光部としての第２受光素子１５が設けられている。第２受光素子１５はフォトダイオードよりなる。第２受光素子１５は、受光面が測定板１２の下面に露出するように測定板１２に設けられ、発光素子１３から照射され、さらに生体２０を透過した光を受光するとともにその受光量を検出するようになっている。
【００２１】
測定板１２には、発光素子１３、第１受光素子１４、及び第２受光素子１５が直線状に配置されている。そして、発光素子１３と第１受光素子１４との間の第１距離ｋ１は、皮膚色素や吸光・散乱特性の違いによる影響を補正するために短いのが好ましく、例えば１０〜５０ｍｍに設定されるのが好ましい。また、発光素子１３と第２受光素子１５との間の第２距離ｋ２は、第１距離ｋ１より長く設定され、２０〜１００ｍｍに設定されるのが望ましい。
【００２２】
図３に示すように、光学式皮下脂肪厚測定装置１０の表面には、報知部としての表示部１０ａ、及び入力部としての入力ボタン１０ｂが設けられている。入力ボタン１０ｂの表面には「皮下脂肪厚」の表示がなされている。この入力ボタン１０ｂを操作することにより皮下脂肪厚の測定開始が光学式皮下脂肪厚測定装置１０に指示される。そして、光学式皮下脂肪厚測定装置１０によって皮下脂肪厚が測定されると、測定された皮下脂肪厚が表示部１０ａに表示され、表示部１０ａの表示によって測定した皮下脂肪厚が被験者に報知されるようになっている。なお、表示部１０ａは液晶画面によって形成され、皮下脂肪厚を数値で表示する。
【００２３】
図１に示すように、光学式皮下脂肪厚測定装置１０において、表示部１０ａ及び入力ボタン１０ｂは制御部１６に電気的に接続され、制御部１６によって表示部１０ａへの表示が制御されるとともに、入力ボタン１０ｂの操作により皮下脂肪厚の測定開始が制御部１６に指示されるようになっている。
【００２４】
また、発光素子１３は制御部１６に電気的に接続され、制御部１６により発光素子１３の点灯、消灯が制御される。また、第１受光素子１４及び第２受光素子１５は制御部１６に電気的に接続されている。そして、第１受光素子１４で検出された受光量、及び第２受光素子１５で検出された受光量は制御部１６に送られるようになっている。制御部１６には、データベース部１７が設けられている。このデータベース部１７には、第１受光素子１４及び第２受光素子１５で得られた受光量に基づいて皮下脂肪厚の値を算出する際に用いられる関数が格納されている。
【００２５】
ここで、皮下脂肪厚の値を算出する際に用いる関数について説明する。図４（ａ）及び図４（ｂ）は、光学式皮下脂肪厚測定装置１０を使って生体擬似モデルの皮下脂肪厚を測定したときの結果を示すものである。なお、図示しないが、生体疑似モデルは、皮下脂肪モデルの下に筋肉モデルを備えた２層よりなり、皮下脂肪モデルは５００〜２５００ｎｍの近赤外領域において透過性の高い材料より形成され、筋肉モデルはＡＢＳなどの光吸収体より形成されている。
【００２６】
図４（ａ）及び図４（ｂ）のグラフは、縦軸に皮下脂肪モデルの厚さ（皮下脂肪厚）を示し、横軸に第２受光素子１５の受光量を示している。図４（ａ）には、皮下脂肪厚と受光量との相関を示す関数たる一次回帰直線Ｇ４ａが示されている。この一次回帰直線Ｇ４ａにおける皮下脂肪厚と受光量との相関係数Ｒは０．９３になっている。一方、図４（ｂ）には、皮下脂肪厚と受光量との相関を示す関数たる指数関数Ｇ４ｂが示されている。この指数関数Ｇ４ｂにおける皮下脂肪厚と受光量との相関係数Ｒは０．９８になっている。なお、一次回帰直線Ｇ４ａ及び指数関数Ｇ４ｂそれぞれは、超音波、Ｘ線、ＭＲＩなどを用いて予め測定された皮下脂肪厚と、その皮下脂肪厚での受光量との関係から最小二乗法等により得られる。
【００２７】
そして、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、一次回帰直線Ｇ４ａを用いて得られる皮下脂肪厚の値は、指数関数Ｇ４ｂを用いて得られる皮下脂肪厚の値に比べて受光量が大きくなると誤差が大きくなる。よって、皮下脂肪厚の値をより正確に算出するためには、指数関数（非線形関数）を用いる方が好ましいことが示された。
【００２８】
図５（ａ）及び図５（ｂ）は、光学式皮下脂肪厚測定装置１０を使って上記生体擬似モデルの皮下脂肪厚を測定したときの結果を示すグラフである。
図５（ａ）及び図５（ｂ）のグラフは、縦軸に皮下脂肪モデルの厚さ（皮下脂肪厚）を示し、横軸に、第１受光素子１４の受光量と第２受光素子１５の受光量との相対比である受光量比を示している。図５（ａ）には、皮下脂肪厚と受光量比との相関を示す関数たる一次回帰直線Ｇ５ａが示されている。この一次回帰直線Ｇ５ａにおける皮下脂肪厚と受光量比との相関係数Ｒは０．８９になっている。一方、図５（ｂ）には、皮下脂肪厚と受光量比との相関を示す関数たる指数関数Ｇ５ｂが示されている。この指数関数Ｇ５ｂにおける皮下脂肪厚と受光量比との相関係数Ｒは０．９７になっている。なお、一次回帰直線Ｇ５ａ及び指数関数Ｇ５ｂそれぞれは、超音波、Ｘ線、ＭＲＩなどを用いて予め測定された皮下脂肪厚と、その皮下脂肪厚での受光量比との関係から最小二乗法等により得られる。
【００２９】
そして、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、一次回帰直線Ｇ５ａを用いて得られる皮下脂肪厚の値は、受光量比が大きくなると誤差が大きくなる。よって、皮下脂肪厚の値をより正確に算出するためには、指数関数（非線形関数）を用いる方が好ましいことが示された。また、図示しないが、受光量比を用いて皮下脂肪厚を算出した場合の方が、算出に用いる関数に対する皮下脂肪厚の値のばらつきが収まることが示された。よって、第１受光素子１４と第２受光素子１５を用いることで、皮膚色素や吸光・散乱特性の違いによる影響を補正して皮下脂肪厚をより正確に算出することができる。
【００３０】
本実施形態では、皮下脂肪厚の値を算出する関数として、図６に示す非線形関数Ｇ６を用いるとともに、皮下脂肪厚を算出するための受光パラメータ値として受光量比を用いた。非線形関数Ｇ６は、受光量比が大きくなるほど皮下脂肪厚への変換係数が大きくなるように作成されるとともに、皮下脂肪厚と受光量比との相関係数Ｒは０．８４になっている。この非線形関数Ｇ６は、超音波、Ｘ線、ＭＲＩなどを用いて予め実際の皮下脂肪厚を測定し、その皮下脂肪厚と、皮下脂肪厚の測定場所における受光量比との関係から最小二乗法などにより近似することにより得られる。
【００３１】
さて、上記構成の光学式皮下脂肪厚測定装置１０を用いて、生体２０各部位としての太もも、二の腕、及び腹部の皮下脂肪厚を測定するには、まず、被験者は測定板１２を、太もも、二の腕、又は腹部の表面に押し当て、次に、入力ボタン１０ｂを操作して光学式皮下脂肪厚測定装置１０をＯＮさせると制御部１６は、発光素子１３を所定時間点灯させる。発光素子１３から生体２０の内部に照射された光は、太もも、二の腕、又は腹部の皮膚２０ａ、皮下脂肪２０ｂ、及び筋肉２０ｃを伝播して第１受光素子１４及び第２受光素子１５に受光される。制御部１６は、第１受光素子１４の受光量と、第２受光素子１５の受光量との相対比（受光量比）を算出する。さらに、制御部１６は、非線形関数Ｇ６を参照し、得られた受光量比に基づいて、太もも、二の腕、又は腹部の皮下脂肪厚を算出（推定）する。次に、制御部１６は、算出した皮下脂肪厚を表示部１０ａに表示させる。
【００３２】
図６に、光学式皮下脂肪厚測定装置１０によって算出された皮下脂肪厚（太もも、二の腕、及び腹部）の値を示す。太もも、二の腕、及び腹部を含めた全体の相関係数Ｒは０．８４である。ここで、図７に、太もも、二の腕、及び腹部それぞれの皮下脂肪厚と受光量比との相関を示す関数たる一次回帰直線Ｇ７を示す。各一次回帰直線Ｇ７それぞれは、超音波、Ｘ線、ＭＲＩなどを用いて予め実際の皮下脂肪厚を測定し、その皮下脂肪厚と、皮下脂肪厚の測定場所における受光量比との関係から最小二乗法などにより近似することにより得られる。太ももの一次回帰直線Ｇ７における相関係数Ｒは０．７５、二の腕の一次回帰直線Ｇ７における相関係数Ｒは０．８１、腹部の一次回帰直線Ｇ７における相関係数Ｒは０．８４である。
【００３３】
よって、図６に示す非線形関数Ｇ６と、各一次回帰直線Ｇ７とを比較しても、相関係数にほとんど差が見られない。したがって、非線形関数Ｇ６を用いることで、腹部、太もも、二の腕のように、皮下脂肪厚の異なる部位であっても入力ボタン１０ｂを操作するだけで各部位の皮下脂肪厚を測定することができる。
【００３４】
上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）光学式皮下脂肪厚測定装置１０は、１つの入力ボタン１０ｂを備えるとともに、制御部１６には１つの非線形関数Ｇ６が格納されている。そして、１つの非線形関数Ｇ６を用いることで、太もも、二の腕、及び腹部の皮下脂肪厚を測定することができる。よって、測定する部位毎に選択ボタンを操作する必要がある場合と異なり、簡単に操作することができる。
【００３５】
（２）光学式皮下脂肪厚測定装置１０においては、１つの入力ボタン１０ｂを操作するだけで太もも、二の腕、及び腹部それぞれの皮下脂肪厚を測定することができる。よって、光学式皮下脂肪厚測定装置１０には入力ボタン１０ｂだけを設ければよく、測定する部位毎に選択ボタンを必要とした場合と比べて光学式皮下脂肪厚測定装置１０を小型化することができるとともに、ボタンの数を減らして製造コストを低コスト化することができる。
【００３６】
（３）皮下脂肪厚の算出に用いる受光パラメータ値として、発光素子１３から第１距離ｋ１だけ離れた第１受光素子１４の受光量と、第１距離ｋ１より長い第２距離ｋ２だけ発光素子１３から離れた第２受光素子１５の受光量との相対比である受光量比を用いた。このため、皮膚色素や吸光・散乱特性の違いによる影響を補正した受光パラメータ値を用いて皮下脂肪厚を算出することができ、高精度に皮下脂肪厚を測定することができる。
【００３７】
（４）皮下脂肪厚を算出する関数として非線形関数Ｇ６を設定した。この非線形関数Ｇ６は、受光量比が大きくなるに従い傾きが大きくなるような関数である。そして、受光量比が大きくなるとは、皮下脂肪厚が厚くなることを示すため、非線形関数Ｇ６を用いることで、厚みの薄い皮下脂肪厚から厚みの厚い皮下脂肪厚まで正確に測定することができる。
【００３８】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態を図８を用いて説明する。なお、以下の説明では、既に説明した第１の実施形態と同一構成について同一符号を付すなどし、その重複する説明を省略又は簡略する。
【００３９】
図８に示すように、第２の実施形態の光学式皮下脂肪厚測定装置１０において、本体基板１１の下面には収容凹所１１ａが形成されるとともに、この収容凹所１１ａには所定のヤング率を有する圧縮バネ３１が収容されている。圧縮バネ３１は一端（図８では上端）が収容凹所１１ａの内頂面に当接するとともに他端（図８では下端）が測定板１２の表面（図８では上面）に当接している。そして、圧縮バネ３１は、バネ力により測定板１２を本体基板１１から離れる方向へ付勢している。
【００４０】
また、圧縮バネ３１には圧力検出部３２が電気的に接続されるとともに、圧力検出部３２は制御部１６に電気的に接続されている。そして、測定板１２が生体２０表面に押し当てられると、圧縮バネ３１が圧縮され、圧力検出部３２によって生体２０に加わる圧力が検出されるようになっている。さらに、制御部１６は、圧力検出部３２によって検出された圧力が所定値以上になると、発光素子１３を所定時間点灯させる制御を行うようになっている。なお、圧力の所定値とは、測定板１２の下面全体が生体２０表面に確実に押し当てられるときに圧力検出部３２に加わる値に設定されるのが好ましい。
【００４１】
したがって、上記第２の実施形態によれば、第１の実施形態に記載の（１）〜（４）の効果に加えて以下の効果を得ることができる。
（５）第２の実施形態における光学式皮下脂肪厚測定装置１０は、圧縮バネ３１及び圧力検出部３２を備える。そして、圧力検出部３２に所定値以上の圧力が検出されると制御部１６は発光素子１３を点灯させ、皮下脂肪厚の測定を開始させる。このため、生体２０表面に測定板１２の下面を確実に接触させた時点で皮下脂肪厚が測定されることとなり、測定中に、測定板１２の下面と生体２０表面との間を遮断して測定板１２の下面に外光が入り込むことを防止することができる。その結果として、発光素子１３からの光の散乱を防止して、発光素子１３からの光を用いた皮下脂肪厚の測定を正確に行うことができる。
【００４２】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 図９に示すように、データベース部１７に格納する関数を、受光量比を所定の値より小さい領域で近似した一次回帰直線Ｇ８ａと所定の値以上の領域で近似した一次回帰直線Ｇ８ｂとを結合してなるものとし、受光量比が大きくなるほど傾きが大きくなる非線形関数としてもよい。すなわち、データベース部１７には、受光量比により係数の異なる一次回帰直線Ｇ８ａと一次回帰直線Ｇ８ｂとが格納されている。なお、一次回帰直線Ｇ８ａに比べて一次回帰直線Ｇ８ｂの傾きが大きくなるように近似している。そして、このような非線形関数を用いた場合、受光量比が小さい場合、制御部１６は一次回帰直線Ｇ８ａと一次回帰直線Ｇ８ｂのうち一次回帰直線Ｇ８ａを選択して皮下脂肪厚を算出し、受光量比が大きい場合は、制御部１６は一次回帰直線Ｇ８ａと一次回帰直線Ｇ８ｂのうち一次回帰直線Ｇ８ｂを用いて皮下脂肪厚を算出する。このように構成しても、生体２０の部位を区別することなく、一つの入力ボタン１０ｂで皮下脂肪厚を測定することができる。
【００４３】
なお、データベース部１７に格納する関数は、複数格納するのであれば、一次回帰直線Ｇ８ａ，Ｇ８ｂのような一次回帰直線でなく、指数関数を複数格納してもよい。
○ なお、図８に示す一次回帰直線Ｇ８ａ，Ｇ８ｂがデータベース部１７に格納された光学式皮下脂肪厚測定装置１０において、受光パラメータ値を第１受光素子１４又は第２受光素子１５の受光量としてもよい。
【００４４】
○ 本体基板１１に設ける受光部は１つだけであってもよく、３つ以上設けてもよい。
○ 報知部として、音声やパラメータ表示等によって皮下脂肪厚を被験者に報知するようにしてもよい。
【００４５】
○ 各実施形態では、関数として非線形関数に指数関数を用いたが、二次関数、三次関数などとしてもよい。
○ 第２の実施形態において、圧力検出のために圧縮バネ３１を用いたが、歪ゲージを用いて圧力検出を行うようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４６】
Ｇ４ａ，Ｇ５ａ，Ｇ８ａ，Ｇ８ｂ…関数としての一次回帰直線、Ｇ４ｂ，Ｇ５ｂ…関数及び非線形関数としての指数関数、Ｇ６…非線形関数、ｋ１…第１距離、ｋ２…第２距離、１０ａ…報知部としての表示部、１０ｂ…入力部としての入力ボタン、１３…光照射部としての発光素子、１４…第１受光部としての第１受光素子、１５…第２受光部としての第２受光素子、１６…制御部、１７…データベース部、２０…生体、３２…圧力検出部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体の表面に向けて光を照射する光照射部と、
前記生体の内部を伝播した光を受光する受光部と、
前記受光部での受光量に基づいて得られる受光パラメータ値と前記生体の各部位における皮下脂肪厚の値とを相関するものであり前記生体の各部位で共用する関数が格納されたデータベース部と、
前記受光パラメータ値に基づいて前記データベース部の前記関数を参照し、前記皮下脂肪厚の値を推定する制御部と、
前記皮下脂肪厚の測定開始を前記制御部に指示するための１つの入力部と、
前記制御部によって推定された皮下脂肪厚の値を被験者に報知する報知部と、を備えることを特徴とする光学式皮下脂肪厚測定装置。
【請求項２】
前記関数は、前記受光パラメータ値が大きくなるほど傾きが大きくなる非線形関数である請求項１に記載の光学式皮下脂肪厚測定装置。
【請求項３】
前記受光パラメータ値が、前記光照射部から第１距離だけ離れた位置に設けられた第１受光部での第１受光量と、前記第１距離より長い第２距離だけ前記光照射部から離れた位置に設けられた第２受光部での第２受光量との相対比である請求項１又は請求項２に記載の光学式皮下脂肪厚測定装置。
【請求項４】
前記データベース部には、前記受光パラメータ値により係数が異なる複数の関数が格納され、前記制御部は前記受光パラメータ値に基づき複数の関数の中から一つを選択して前記皮下脂肪厚を推定する請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の光学式皮下脂肪厚測定装置。
【請求項５】
前記光照射部を生体の表面に押し当てたとき、該生体の表面に加わる圧力を検出する圧力検出部をさらに備え、前記制御部は、前記圧力検出部により所定値以上の圧力が検出されたことを契機に前記光照射部に光を照射させる請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載の光学式皮下脂肪厚測定装置。
【請求項１】
生体の表面に向けて光を照射する光照射部と、
前記生体の内部を伝播した光を受光する受光部と、
前記受光部での受光量に基づいて得られる受光パラメータ値と前記生体の各部位における皮下脂肪厚の値とを相関するものであり前記生体の各部位で共用する関数が格納されたデータベース部と、
前記受光パラメータ値に基づいて前記データベース部の前記関数を参照し、前記皮下脂肪厚の値を推定する制御部と、
前記皮下脂肪厚の測定開始を前記制御部に指示するための１つの入力部と、
前記制御部によって推定された皮下脂肪厚の値を被験者に報知する報知部と、を備えることを特徴とする光学式皮下脂肪厚測定装置。
【請求項２】
前記関数は、前記受光パラメータ値が大きくなるほど傾きが大きくなる非線形関数である請求項１に記載の光学式皮下脂肪厚測定装置。
【請求項３】
前記受光パラメータ値が、前記光照射部から第１距離だけ離れた位置に設けられた第１受光部での第１受光量と、前記第１距離より長い第２距離だけ前記光照射部から離れた位置に設けられた第２受光部での第２受光量との相対比である請求項１又は請求項２に記載の光学式皮下脂肪厚測定装置。
【請求項４】
前記データベース部には、前記受光パラメータ値により係数が異なる複数の関数が格納され、前記制御部は前記受光パラメータ値に基づき複数の関数の中から一つを選択して前記皮下脂肪厚を推定する請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の光学式皮下脂肪厚測定装置。
【請求項５】
前記光照射部を生体の表面に押し当てたとき、該生体の表面に加わる圧力を検出する圧力検出部をさらに備え、前記制御部は、前記圧力検出部により所定値以上の圧力が検出されたことを契機に前記光照射部に光を照射させる請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載の光学式皮下脂肪厚測定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
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【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１０−１７８７９９（Ｐ２０１０−１７８７９９Ａ）
【公開日】平成２２年８月１９日（２０１０．８．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２２９３１（Ｐ２００９−２２９３１）
【出願日】平成２１年２月３日（２００９．２．３）
【出願人】（０００００５８３２）パナソニック電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月１９日（２０１０．８．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月３日（２００９．２．３）
【出願人】（０００００５８３２）パナソニック電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
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