生体情報演算装置、生体情報演算方法、プログラム、および記録媒体
【課題】 従来の局所皮下脂肪厚などを測定する光式生体情報測定装置として、生体表面に光源と受光部を配置し拡散反射光から脂肪厚を測定しているものがあった。しかしながら、従来の構成では、受光素子は、送光素子からの光だけではなく、生体表面を照らして生体内を透過してきた太陽光や照明器具からの照明光である外乱光も受光してしまう。そして、外乱光が受光されてしまうために、局所皮下脂肪厚などの測定精度が悪化してしまうことがあった。
【解決手段】 測定面１４に設けられた、生体に対して光を発光する光源部１６と、測定面１４に設けられた、生体を通過した光を受光する受光部１５と、光源部１６および受光部１５を実質的に取り囲むように設けられた突起部１７と、受光された光の量に基づいて、生体に関する情報を演算する演算部１９とを備えた、光式脂肪厚計である。
【解決手段】 測定面１４に設けられた、生体に対して光を発光する光源部１６と、測定面１４に設けられた、生体を通過した光を受光する受光部１５と、光源部１６および受光部１５を実質的に取り囲むように設けられた突起部１７と、受光された光の量に基づいて、生体に関する情報を演算する演算部１９とを備えた、光式脂肪厚計である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば、光を利用して局所皮下脂肪厚などを測定する生体情報演算装置、生体情報演算方法、プログラム、および記録媒体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の局所皮下脂肪厚などを測定する光式生体情報測定装置としては、生体表面に光源と受光部を配置し拡散反射光から脂肪厚を測定しているものがあった（たとえば、特許文献１などを参照）。
【０００３】
図１１は、そのような従来の光式脂肪厚計の模式的な断面図である。
【０００４】
ＣＰＵ１からの指令により駆動回路２によって送光素子３が駆動され、駆動された送光素子３が近赤外光を発する。
【０００５】
この近赤外光は、皮下脂肪４を通り散乱吸収を受けるとともに、アナログスイッチ８で選択される腕、足、腹に対応した受光素子５、６、７の内のいずれか一つによって受光され、ＡＭＰ９を介してＣＰＵ１に取り込まれる。
【０００６】
ここに、ＣＰＵ１は、測定部位選択入力部１０でいずれかのボタンが選択されているかに応じて受光素子５、６、７の内のいずれの出力を利用するかを決定し、アナログスイッチ８を動作させる。
【０００７】
なお、他の従来技術として、さらに複数の異なる光路長が得られるように送光素子と受光素子とを配置し、得られた受光量から皮膚の色等のばらつき補正を行うものがあった
（例えば、特許文献２などを参照）。
【特許文献１】特開平１１−２３９５７３号公報（例えば、第４頁、図６）
【特許文献２】特開２０００−１５５０９１号公報（例えば、第５頁、図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、上述した従来技術における光式脂肪厚計は、現在までのところ、主として実験レベルのものが作製されているに過ぎず、実験室内部など不要な光が少ない環境で使用されているのが普通である。
【０００９】
しかしながら、このような光式脂肪厚計では、不要な光が多い環境で使用されると、受光素子５、６、７は、送光素子３からの光だけではなく、生体表面を照らして生体内を透過してきた太陽光や照明器具からの照明光である外乱光１１も受光してしまう（図１１参照）ことに、本発明者は気付いた。
【００１０】
そして、外乱光１１が受光されてしまうためにＳ／Ｎ比（信号雑音比）が小さくなってしまい、実用レベルの光式脂肪厚計においては局所皮下脂肪厚などの測定精度が悪化してしまう恐れがあることを、本発明者は見抜いた。
【００１１】
また、このような光式脂肪厚計は、実用化に向けて装置の小型化を目指す傾向が顕著になってきている。
【００１２】
しかしながら、このような光式脂肪厚計では、装置の小型化が進むにつれて、送光素子３や受光素子５、６、７を含む測定面の大きさも小さくなってきている（図１１参照）ことに、本発明者は気付いた。
【００１３】
そして、受光される外乱光の影響が測定面の大きさが小さくなるにともなって大きくなるとＳ／Ｎ比が小さくなってしまい、測定精度が悪化してしまう恐れがあることを、本発明者は見抜いた。
【００１４】
本発明は、上記従来のこのような課題を考慮し、たとえば、局所皮下脂肪厚などの測定精度をより向上させることができる生体情報演算装置、生体情報演算方法、プログラム、および記録媒体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
第１の本発明は、
測定面に設けられた、生体に対して光を発光する光源と、
前記測定面に設けられた、前記生体を通過した光を受光する受光器と、
前記光源および前記受光器を実質的に取り囲むように設けられた突起部と、
前記受光された光の量に基づいて、前記生体に関する情報を演算する生体情報演算部とを備えた、生体情報演算装置である。
【００１６】
第２の本発明は、
前記受光器は、前記光が発光されている状態で前記光を受光するとともに、前記光が発光されていない状態でも前記光を受光し、
前記生体情報演算部は、前記光が発光されていない状態で受光された前記光の量と前記光が発光されている状態で受光された前記光の量とに基づいて、前記生体に関する情報を演算する第１の本発明の、生体情報演算装置である。
【００１７】
第３の本発明は、
前記突起部は、前記測定面の外周に沿って連続的に設けられている第１の本発明の、生体情報演算装置である。
【００１８】
第４の本発明は、
前記測定面の外周は、実質的に円周であり、
前記受光器は、前記円周の実質的な中央に配置されている第３の本発明の、生体情報演算装置である。
【００１９】
第５の本発明は、
前記突起部に架橋するように設けられた凸部をさらに備え、
前記光源は、前記凸部に配置されており、
前記受光器は、前記凸部に配置されている第１の本発明の、生体情報演算装置である。
【００２０】
第６の本発明は、
前記測定面の外周は、実質的に円周であり、
前記凸部は、前記円周の実質的な中央を横切るように設けられている第５の本発明の、生体情報演算装置である。
【００２１】
第７の本発明は、
前記凸部が前記生体の表面に押し当てられている押力を測定する凸部押力測定部をさらに備え、
前記生体情報演算部は、前記測定された押力による前記生体の表面の変形を考慮して、前記生体に関する情報を演算する第５の本発明の、生体情報演算装置である。
【００２２】
第８の本発明は、
前記受光器は、前記光を受光する第一の受光素子と前記光を受光する第二の受光素子とを有し、
前記生体情報演算部は、前記第一の受光素子によって受光された光の量と前記第二の受光素子によって受光された光の量とに基づいて、前記生体に関する情報を演算する第１の本発明の、生体情報演算装置である。
【００２３】
第９の本発明は、
前記光源は、前記光を発光する発光素子を有し、
前記発光素子と前記第一の受光素子との間の距離は、実質的に１５ｍｍ以上２５ｍｍ以下であり、
前記発光素子と前記第二の受光素子との間の距離は、実質的に３５ｍｍ以上５０ｍｍ以下である第８の本発明の、生体情報演算装置である。
【００２４】
第１０の本発明は、
前記測定面が前記生体の表面に押し当てられている押力を測定する測定面押力測定部と、
前記測定された押力の大きさが規定値を越えているか否かを判断する判断部とをさらに備え、
前記生体情報演算部は、前記測定された押力の大きさが規定値を越えていると判断された場合に、前記生体に関する情報を演算する第１の本発明の、生体情報演算装置である。
【００２５】
第１１の本発明は、
突起部によって実質的に取り囲まれるように測定面に設けられた、生体に対して光を発光する光源を利用して発光を行う発光ステップと、
前記突起部によって実質的に取り囲まれるように前記測定面に設けられた、前記生体を通過した光を受光する受光器を利用して受光を行う受光ステップと、
前記受光された光の量に基づいて、前記生体に関する情報を演算する生体情報演算器を利用して演算を行う生体情報演算ステップとを備えた、生体情報演算方法である。
【００２６】
第１２の本発明は、
第１１の本発明の生体情報演算方法の、前記受光された光の量に基づいて、前記生体に関する情報を演算する生体情報演算器を利用して演算を行う生体情報演算ステップをコンピュータに実行させるための、プログラムである。
【００２７】
第１３の本発明は、
第１２の本発明のプログラムを記録した記録媒体であって、コンピュータにより処理可能な、記録媒体である。
【発明の効果】
【００２８】
本発明は、局所皮下脂肪厚などの測定精度をより向上させることができるという長所を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
【００３０】
（実施の形態１）
はじめに、図１、２を主として参照しながら、本実施の形態の光式脂肪厚計の構成について説明する。
【００３１】
なお、図１は、本発明の実施の形態１の光式脂肪厚計の模式的な断面図である。また、図２は、本発明の実施の形態１の光式脂肪厚計の外観図である（図２においては、突起部１７の最も突出している部分に補助的な線を記入した）。
【００３２】
ここに、図１は、受光部１５と光源部１６とを含む、測定面１４が押し当てられていない生体表面１３の平坦部分に垂直な平面に関する断面図である。
【００３３】
測定面１４は生体表面１３に密着する直径１００ｍｍ程度の円盤状の面であり、そのほぼ中央に光センサであるホトダイオードを含んだ受光部１５が配置されている。
【００３４】
測定面１４上の受光部１５から４５ｍｍの距離に波長８５０ｎｍ付近の近赤外光を発光するＬＥＤを含んだ光源部１６が配置されている。
【００３５】
ここに、たとえば日本人の皮下脂肪厚は０〜６０ｍｍ程度の範囲にあることが多いため、皮下脂肪厚計測を行うためには、受光部１５と光源部１６との間の距離が３５〜５０ｍｍ程度の範囲にあることが好ましい。
【００３６】
測定面１４の周囲には、高さ５ｍｍの突起部１７が、装置が使用時にぐらついて安定性が損なわれることがないよう円周状に配置されている。
【００３７】
突起部１７は、生体にあたっても痛くないように丸みがついている。
【００３８】
なお、突起部１７の材質は、生体にあたっても痛くないように適度な柔軟性を有することが好ましい。また、光源部１６が含むＬＥＤの発光する波長８５０ｎｍ付近の近赤外光を吸収できるように低い反射率を有することが好ましい。このような柔軟性および低反射率を有する材質の具体例としては、黒ＡＢＳ樹脂などがある。
【００３９】
押力検知部１８は、測定面１４を生体表面１３に押し付ける力を検知する手段である。
【００４０】
押力検知部１８は、センサにロードセルやひずみゲージを用いたフォースゲージの構成や、バネと押しボタンスイッチとを組み合わせた構成を有している。
【００４１】
演算部１９は、光源部１６を制御し、受光部１５から得られた信号から皮下脂肪厚などの局所生体情報を演算する手段である。
【００４２】
また、演算部１９は、入力部２２から入力された情報と局所生体情報から、生体の肥満度合いなどの健康状態情報を演算する手段である。
【００４３】
表示部２０は、算出された局所生体情報などを表示する手段である。
【００４４】
通信部２１は、性別情報、年齢情報、計測部位情報などを外部機器との間で送受信する手段である。
【００４５】
また、通信部２１は、演算部１９によって演算された局所生体情報や健康状態情報などを外部機器に対して送信する手段である。
【００４６】
入力部２２は、性別、年齢、計測部位情報などを入力する手段である。
【００４７】
音発生部２３は、測定の開始から終了までを使用者に音声で知らせる手段である。
【００４８】
振動発生部２４は、測定の開始から終了までを使用者に振動で知らせる手段である。
【００４９】
なお、突起部１７は本発明の突起部に対応し、光源部１６は本発明の光源に対応し、受光部１５は本発明の受光器に対応し、演算部１９は本発明の生体情報演算部に対応する。また、押力検知部１８は、本発明の測定面押力測定部および本発明の判断部を含む手段に対応する。また、本実施の形態の光式脂肪厚計は、本発明の生体情報演算装置に対応する。
【００５０】
つぎに、本実施の形態の光式脂肪厚計の動作について説明する。なお、本実施の形態の光式脂肪厚計の動作について説明しながら、本発明の生体情報演算方法の一実施の形態についても説明する（以下の実施の形態においても同様である）。
【００５１】
使用者は、測定部位に測定面１４を押し当てる。
【００５２】
押力検知部１８は、規定値以上の押力が印加されているか否かを判定する。
【００５３】
ここに、規定値とは、あらかじめ求めておいた脂肪がそれ以上つぶれなくなるときの測定面１４を押し当てる力の値である。
【００５４】
演算部１９は、押力検知部１８が規定値以上の押力が印加されていると判定すると、受光部１５での受光量にもとづいて外乱光１１が伝播してきた成分に対応する信号Ｖ０を演算する。
【００５５】
つぎに、光源部１６が、発光する。
【００５６】
そして、演算部１９は、このときの受光部１５での受光量にもとづいて信号Ｖを演算する。
【００５７】
演算部１９は、光源部１６の発光による光が受光部１５に伝播してきた受光量に対応する信号
（数１）
Ｗ＝Ｖ−Ｖ０
を演算する。
【００５８】
近赤外光は、皮膚２５、筋肉２６に比べると、皮下脂肪４では強く散乱され吸収が少ない。
【００５９】
そのため、近赤外光は脂肪内部を良く伝播し、Ｗは皮下脂肪厚が厚いほど増加する。
【００６０】
演算部１９は、そのような原理を利用し、光源部１６の発光による光が受光部１５に伝播してきた受光量に対応する信号Ｗにもとづいて皮下脂肪厚Ｘを演算する。
【００６１】
表示部２０は、演算された皮下脂肪厚Ｘを表示する。
【００６２】
以上においては、本実施の形態の光式脂肪厚計の構成および動作について説明した。
【００６３】
このように、生体表面１３に測定面１４を押し付けて測定を開始することで、測定ごとの押力の変動を抑制することができる。
【００６４】
また、測定面１４を押し当てると、皮下脂肪４は皮膚２５や筋肉２６と比較して柔らかいので、突起部１７の直下にある皮下脂肪が局所的につぶれ薄くなる。
【００６５】
すると、突起部１７の直下では光が伝播しにくくなるため、太陽や照明光からの外乱光１１が減少し、Ｖ０も減少する。
【００６６】
結果的に、Ｖ０の影響によるＷの測定誤差が減少し、皮下脂肪厚Ｘの測定精度も向上することとなる。
【００６７】
（実施の形態２）
はじめに、図３、４を主として参照しながら、本実施の形態の光式脂肪厚計の構成について説明する。
【００６８】
なお、図３は、本発明の実施の形態２の光式脂肪厚計の模式的な断面図である。また、図４は、本発明の実施の形態２の光式脂肪厚計の外観図である（図４においても、突起部１７の最も突出している部分に補助的な線を記入した）。
【００６９】
ここに、図３は、光源部１６と第一の受光素子２７と第二の受光素子２８とを含む、測定面１４が押し当てられていない生体表面１３の平坦部分に垂直な平面に関する断面図である。
【００７０】
本実施の形態の光式脂肪厚計の構成は、前述した実施の形態１の光式脂肪厚計の構成と類似している。
【００７１】
ただし、本実施の形態の光式脂肪厚計は、受光部１５（図１参照）の代わりに第一の受光素子２７、および第二の受光素子２８を備えている。
【００７２】
第二の受光素子２８は測定面１４′のほぼ中央に配置されており、第一の受光素子２７は第二の受光素子２８と光源部１６との間に配置されている。
【００７３】
本実施の形態においては、第一の受光素子２７と光源部１６との間の距離は２３ｍｍであり、第二の受光素子２８と光源部１６との間の距離は４５ｍｍである。
【００７４】
ここに、たとえば日本人の皮下脂肪厚は前述したように０〜６０ｍｍ程度の範囲にあることが多く、皮膚の個体差の影響が顕著に現れる受光素子と光源部との間の距離は１５〜２５ｍｍ程度の範囲にあり、皮膚の個体差の影響および皮下脂肪厚の影響が顕著に現れる受光素子と光源部との間の距離は３５〜５０ｍｍ程度の範囲にあることが多いため、皮膚の個体差のばらつき補正を行うためには、第一の受光素子２７と光源部１６との間の距離が１５〜２５ｍｍ程度の範囲にあり、第二の受光素子２８と光源部１６との間の距離が３５〜５０ｍｍ程度の範囲にあることが好ましい。
【００７５】
なお、第一の受光素子２７、および第二の受光素子２８を含む手段は本発明の受光器に対応し、演算部１９′は本発明の生体情報演算部に対応する。また、押力検知部１８は、本発明の測定面押力測定部および本発明の判断部を含む手段に対応する。また、本実施の形態の光式脂肪厚計は、本発明の生体情報演算装置に対応する。
【００７６】
つぎに、本実施の形態の光式脂肪厚計の動作について説明する。
【００７７】
使用者は、測定部位に測定面１４′を押し当てる。
【００７８】
押力検知部１８は、規定値以上の押力が印加されているか否かを判定する。
【００７９】
演算部１９′は、押力検知部１８が規定値以上の押力が印加されていると判定すると、第一の受光素子２７での受光量にもとづいて外乱光１１が伝播してきた成分に対応する信号Ｖ０１′を演算する。
【００８０】
同様に、演算部１９′は、第二の受光素子２８での受光量にもとづいて外乱光１１が伝播してきた成分に対応する信号Ｖ０２′を演算する。
【００８１】
つぎに、光源部１６が、発光する。
【００８２】
そして、演算部１９′は、このときの第一の受光素子２７での受光量にもとづいて信号Ｖ１′を演算する。演算部１９′は、光源部１６の発光による光が第一の受光素子２７に伝播してきた受光量に対応する信号
（数２）
Ｗ１′＝Ｖ１′−Ｖ０１′
を演算する。
【００８３】
同様に、演算部１９′は、このときの第二の受光素子２８での受光量にもとづいて信号Ｖ２′を演算する。演算部１９′は、光源部１６の発光による光が第二の受光素子２８に伝播してきた受光量に対応する信号
（数３）
Ｗ２′＝Ｖ２′−Ｖ０２′
を演算する。
【００８４】
演算部１９′は、光源部１６の発光による光が第一の受光素子２７に伝播してきた受光量に対応する信号Ｗ１′、光源部１６の発光による光が第二の受光素子２８に伝播してきた受光量に対応する信号Ｗ２′にもとづいて、皮膚２５の個体差のばらつき補正を行って皮下脂肪厚Ｘ′を演算する。
【００８５】
表示部２０は、演算された皮下脂肪厚Ｘ′を表示する。
【００８６】
以上においては、本実施の形態の光式脂肪厚計の構成および動作について説明した。
【００８７】
このように、光源部１６から生体内を伝播して第一の受光素子２７、第二の受光素子２８で受光された光の受光量に対応する２つの信号の比から皮下脂肪厚を算出することで、皮膚２５の色および厚みの個体差ばらつきが補正された皮下脂肪厚計測が可能となる。
【００８８】
（実施の形態３）
はじめに、図５、６、７を主として参照しながら、本実施の形態の光式脂肪厚計の構成について説明する。
【００８９】
なお、図５は、本発明の実施の形態３の光式脂肪厚計の模式的な断面図（その１）である。また、図６は、本発明の実施の形態３の光式脂肪厚計の模式的な断面図（その２）である。また、図７は、本発明の実施の形態３の光式脂肪厚計の外観図である。
【００９０】
ここに、図５は、光源部１６と第一の受光素子２７と第二の受光素子２８とを含む、測定面１４″が押し当てられていない生体表面１３の平坦部分に垂直な第一の平面に関する断面図であり、図６は、第二の受光素子２８を含む、測定面１４″が押し当てられていない生体表面１３の平坦部分と第一の平面とに垂直な第二の平面に関する断面図である。
【００９１】
本実施の形態の光式脂肪厚計の構成は、前述した実施の形態２の光式脂肪厚計の構成と類似している。
【００９２】
ただし、本実施の形態の光式脂肪厚計は、光源部１６、第一の受光素子２７、第二の受光素子２８を有する、測定面１４″の中央に突起部１７″に架橋するように設けられた高さ５ｍｍ横幅５ｍｍの細長い突起形状２９を備えている。
【００９３】
第二の受光素子２８は突起形状２９のほぼ中央に配置されており、第一の受光素子２７は第二の受光素子２８と光源部１６との間に配置されている。
【００９４】
本実施の形態においては、第一の受光素子２７と光源部１６との間の距離は２３ｍｍであり、第二の受光素子２８と光源部１６との間の距離は４５ｍｍである。
【００９５】
ここに、前述した理由により、皮膚の個体差のばらつき補正を行うためには、第一の受光素子２７と光源部１６との間の距離が１５〜２５ｍｍ程度の範囲にあり、第二の受光素子２８と光源部１６との間の距離が３５〜５０ｍｍ程度の範囲にあることが好ましい。
【００９６】
なお、突起部１７″は本発明の突起部に対応し、第一の受光素子２７、および第二の受光素子２８を含む手段は本発明の受光器に対応し、演算部１９″は本発明の生体情報演算部に対応する。また、突起形状２９は、本発明の凸部に対応する。また、押力検知部１８は、本発明の凸部押力測定部に対応する。また、本実施の形態の光式脂肪厚計は、本発明の生体情報演算装置に対応する。
【００９７】
つぎに、本実施の形態の光式脂肪厚計の動作について説明する。
【００９８】
使用者は、測定部位に測定面１４″を押し当てる。
【００９９】
押力検知部１８は、規定値以上の押力が印加されているか否かを判定する。
【０１００】
演算部１９″は、押力検知部１８が規定値以上の押力が印加されていると判定すると、第一の受光素子２７での受光量にもとづいて外乱光１１が伝播してきた成分に対応する信号Ｖ０１″を演算する。
【０１０１】
同様に、演算部１９″は、第二の受光素子２８での受光量にもとづいて外乱光１１が伝播してきた成分に対応する信号Ｖ０２″を演算する。
【０１０２】
つぎに、光源部１６が、発光する。
【０１０３】
そして、演算部１９″は、このときの第一の受光素子２７での受光量にもとづいて信号Ｖ１″を演算する。演算部１９″は、光源部１６の発光による光が第一の受光素子２７に伝播してきた受光量に対応する信号
（数４）
Ｗ１″＝Ｖ１″−Ｖ０１″
を演算する。
【０１０４】
同様に、演算部１９″は、このときの第二の受光素子２８での受光量にもとづいて信号Ｖ２″を演算する。演算部１９″は、光源部１６の発光による光が第二の受光素子２８に伝播してきた受光量に対応する信号
（数５）
Ｗ２″＝Ｖ２″−Ｖ０２″
を演算する。
【０１０５】
演算部１９″は、光源部１６の発光による光が第一の受光素子２７に伝播してきた受光量に対応する信号Ｗ１″、光源部１６の発光による光が第二の受光素子２８に伝播してきた受光量に対応する信号Ｗ２″にもとづいて、皮膚２５の個体差のばらつき補正を行って皮下脂肪厚Ｘ″を演算する。
【０１０６】
表示部２０は、演算された皮下脂肪厚Ｘ″を表示する。
【０１０７】
以上においては、本実施の形態の光式脂肪厚計の構成および動作について説明した。
【０１０８】
このように、前述した実施の形態２の場合と同様、光源部１６から生体内を伝播して第一の受光素子２７、第二の受光素子２８で受光された光の受光量に対応する２つの信号の比から皮下脂肪厚を算出することで、皮膚２５の色および厚みの個体差ばらつきが補正された皮下脂肪厚計測が可能となる。
【０１０９】
また、演算部１９″が、押力検知部１８によって検知された押力による生体表面１３の変形を考慮して、突起形状２９によって圧縮されて測定された皮下脂肪厚を本来の皮下脂肪厚に換算するため、より厚い皮下脂肪厚も計測することが可能となる。なお、このような換算は、押力によって圧縮された皮下脂肪厚と圧縮されない本来の皮下脂肪厚との間の関係を超音波診断装置などで調べることによってあらかじめ導出しておいた換算式を利用して行えばよい。
【０１１０】
（Ａ）なお、本発明の突起部は、本発明の実施の形態の突起部１１７を有する光式脂肪厚計の模式的な断面部分図である図８に示されているような、測定面１１４の外周に沿って設けられた、突起形状２９に向かって曲がり具合が緩やかに変化する曲面部分Ｓをその内側に有する突起部１１７であってもよい。
【０１１１】
曲面部分Ｓの曲がり具合が緩やかに変化するため、突起部１１７が皮膚２５に押し当てられる際に使用者が感じる違和感は低減され、曲面部分Ｓに埃などが溜まることもほとんどない。
【０１１２】
もちろん、曲面部分Ｓが突起部１１７の外側ではなく突起部１１７の内側に設けられているため、太陽や照明光からの外乱光の受光は前述した実施の形態における場合と同様に抑制される。
【０１１３】
なお、突起部１１７は、本発明の突起部に対応する。
【０１１４】
（Ｂ）また、本発明の突起部は、本発明の実施の形態の突起部２１７を有する光式脂肪厚計の模式的な下平面図である図９に示されているように、測定面２１４の外周に沿ってではなく、測定面２１４の外周とはある程度の距離をおいて設けられていてもよい。
【０１１５】
突起部２１７は、光源部１６および受光部１５を取り囲むように設けられているため、太陽や照明光からの外乱光の受光は前述した実施の形態における場合と同様に抑制され、局所皮下脂肪厚などの測定精度をより向上させることができる。
【０１１６】
なお、突起部２１７は、本発明の突起部に対応する。
【０１１７】
（Ｃ）また、本発明の突起部は、本発明の実施の形態の突起部３１７ａ、３１７ｂ、３１７ｃ、３１７ｄを有する光式脂肪厚計の模式的な下平面図である図１０に示されているように、連続的にではなく間欠的に設けられていてもよい。
【０１１８】
突起部３１７ａ、３１７ｂ、３１７ｃ、３１７ｄは、光源部１６および受光部１５を実質的に取り囲むように設けられているため、太陽や照明光からの外乱光の受光は前述した実施の形態における場合と同様に抑制され、局所皮下脂肪厚などの測定精度をより向上させることができる。
【０１１９】
もちろん、突起部間の間欠の大きさが大きすぎると、外乱光の受光を抑制しにくくなるが、そのような間欠の大きさが適切であると、外乱光の受光を抑制しつつ、使用者が感じる違和感を低減することができる。
【０１２０】
なお、突起部３１７ａ、３１７ｂ、３１７ｃ、３１７ｄは、本発明の突起部に対応する。
【０１２１】
以上においては、本発明の実施の形態について詳細に説明した。
【０１２２】
このように、本発明にかかる光式生体情報測定装置は、たとえば、周囲に突起部を有する測定面を生体に押し当てて、突起部直下の皮下脂肪層を圧縮し、外乱光を減少させることができる。
【０１２３】
そのため、本発明にかかる光式生体情報測定装置は、局所脂肪厚等の局所生体情報を測定する光式生体情報測定装置として有用である。
【０１２４】
また、本発明にかかる光式生体情報測定装置は、光式局所組織酸素濃度計等の用途にも応用できる。
【０１２５】
なお、本発明のプログラムは、上述した本発明の生体情報演算方法の全部または一部のステップの動作をコンピュータにより実行させるためのプログラムであって、コンピュータと協働して動作するプログラムである。
【０１２６】
また、本発明の記録媒体は、上述した本発明の生体情報演算方法の全部または一部のステップの全部または一部の動作をコンピュータにより実行させるためのプログラムを担持した記録媒体であり、コンピュータにより読み取り可能かつ、読み取られた前記プログラムが前記コンピュータと協動して前記動作を実行する記録媒体である。
【０１２７】
なお、本発明の上記「一部のステップ」とは、それらの複数のステップの内の、一つまたは幾つかのステップを意味する。
【０１２８】
また、本発明の上記「ステップの動作」とは、前記ステップの全部または一部の動作を意味する。
【０１２９】
また、本発明のプログラムの一利用形態は、コンピュータにより読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータと協働して動作する態様であっても良い。
【０１３０】
また、本発明のプログラムの一利用形態は、伝送媒体中を伝送し、コンピュータにより読みとられ、コンピュータと協働して動作する態様であっても良い。
【０１３１】
また、記録媒体としては、ＲＯＭ等が含まれ、伝送媒体としては、インターネット等の伝送媒体、光・電波・音波等が含まれる。
【０１３２】
また、上述した本発明のコンピュータは、ＣＰＵ等の純然たるハードウェアに限らず、ファームウェアや、ＯＳ、更に周辺機器を含むものであっても良い。
【０１３３】
なお、以上説明した様に、本発明の構成は、ソフトウェア的に実現しても良いし、ハードウェア的に実現しても良い。
【産業上の利用可能性】
【０１３４】
本発明の生体情報演算装置、生体情報演算方法、プログラム、および記録媒体は、局所皮下脂肪厚などの測定精度をより向上させることができ、有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１３５】
【図１】本発明の実施の形態１の光式脂肪厚計の模式的な断面図
【図２】本発明の実施の形態１の光式脂肪厚計の外観図
【図３】本発明の実施の形態２の光式脂肪厚計の模式的な断面図
【図４】本発明の実施の形態２の光式脂肪厚計の外観図
【図５】本発明の実施の形態３の光式脂肪厚計の模式的な断面図（その１）
【図６】本発明の実施の形態３の光式脂肪厚計の模式的な断面図（その２）
【図７】本発明の実施の形態３の光式脂肪厚計の外観図
【図８】本発明の実施の形態の突起部１１７を有する光式脂肪厚計の模式的な断面部分図
【図９】本発明の実施の形態の突起部２１７を有する光式脂肪厚計の模式的な下平面図
【図１０】本発明の実施の形態の突起部３１７ａ、３１７ｂ、３１７ｃ、３１７ｄを有する光式脂肪厚計の模式的な下平面図
【図１１】従来の光式脂肪厚計の模式的な断面図
【符号の説明】
【０１３６】
１ ＣＰＵ
２ 駆動回路
３ 送光素子
４ 皮下脂肪
５ 受光素子
６ 受光素子
７ 受光素子
８ アナログスイッチ
９ ＡＭＰ
１０ 測定部位選択入力部
１１ 外乱光
１３ 生体表面
１４、１４′、１４″ 測定面
１５ 受光部
１６ 光源部
１７、１７″ 突起部
１８ 押力検知部
１９、１９′、１９″ 演算部
２０ 表示部
２１ 通信部
２２ 入力部
２３ 音発生部
２４ 振動発生部
２５ 皮膚
２６ 筋肉
２７ 第一の受光素子
２８ 第二の受光素子
２９ 突起形状
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば、光を利用して局所皮下脂肪厚などを測定する生体情報演算装置、生体情報演算方法、プログラム、および記録媒体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の局所皮下脂肪厚などを測定する光式生体情報測定装置としては、生体表面に光源と受光部を配置し拡散反射光から脂肪厚を測定しているものがあった（たとえば、特許文献１などを参照）。
【０００３】
図１１は、そのような従来の光式脂肪厚計の模式的な断面図である。
【０００４】
ＣＰＵ１からの指令により駆動回路２によって送光素子３が駆動され、駆動された送光素子３が近赤外光を発する。
【０００５】
この近赤外光は、皮下脂肪４を通り散乱吸収を受けるとともに、アナログスイッチ８で選択される腕、足、腹に対応した受光素子５、６、７の内のいずれか一つによって受光され、ＡＭＰ９を介してＣＰＵ１に取り込まれる。
【０００６】
ここに、ＣＰＵ１は、測定部位選択入力部１０でいずれかのボタンが選択されているかに応じて受光素子５、６、７の内のいずれの出力を利用するかを決定し、アナログスイッチ８を動作させる。
【０００７】
なお、他の従来技術として、さらに複数の異なる光路長が得られるように送光素子と受光素子とを配置し、得られた受光量から皮膚の色等のばらつき補正を行うものがあった
（例えば、特許文献２などを参照）。
【特許文献１】特開平１１−２３９５７３号公報（例えば、第４頁、図６）
【特許文献２】特開２０００−１５５０９１号公報（例えば、第５頁、図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、上述した従来技術における光式脂肪厚計は、現在までのところ、主として実験レベルのものが作製されているに過ぎず、実験室内部など不要な光が少ない環境で使用されているのが普通である。
【０００９】
しかしながら、このような光式脂肪厚計では、不要な光が多い環境で使用されると、受光素子５、６、７は、送光素子３からの光だけではなく、生体表面を照らして生体内を透過してきた太陽光や照明器具からの照明光である外乱光１１も受光してしまう（図１１参照）ことに、本発明者は気付いた。
【００１０】
そして、外乱光１１が受光されてしまうためにＳ／Ｎ比（信号雑音比）が小さくなってしまい、実用レベルの光式脂肪厚計においては局所皮下脂肪厚などの測定精度が悪化してしまう恐れがあることを、本発明者は見抜いた。
【００１１】
また、このような光式脂肪厚計は、実用化に向けて装置の小型化を目指す傾向が顕著になってきている。
【００１２】
しかしながら、このような光式脂肪厚計では、装置の小型化が進むにつれて、送光素子３や受光素子５、６、７を含む測定面の大きさも小さくなってきている（図１１参照）ことに、本発明者は気付いた。
【００１３】
そして、受光される外乱光の影響が測定面の大きさが小さくなるにともなって大きくなるとＳ／Ｎ比が小さくなってしまい、測定精度が悪化してしまう恐れがあることを、本発明者は見抜いた。
【００１４】
本発明は、上記従来のこのような課題を考慮し、たとえば、局所皮下脂肪厚などの測定精度をより向上させることができる生体情報演算装置、生体情報演算方法、プログラム、および記録媒体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
第１の本発明は、
測定面に設けられた、生体に対して光を発光する光源と、
前記測定面に設けられた、前記生体を通過した光を受光する受光器と、
前記光源および前記受光器を実質的に取り囲むように設けられた突起部と、
前記受光された光の量に基づいて、前記生体に関する情報を演算する生体情報演算部とを備えた、生体情報演算装置である。
【００１６】
第２の本発明は、
前記受光器は、前記光が発光されている状態で前記光を受光するとともに、前記光が発光されていない状態でも前記光を受光し、
前記生体情報演算部は、前記光が発光されていない状態で受光された前記光の量と前記光が発光されている状態で受光された前記光の量とに基づいて、前記生体に関する情報を演算する第１の本発明の、生体情報演算装置である。
【００１７】
第３の本発明は、
前記突起部は、前記測定面の外周に沿って連続的に設けられている第１の本発明の、生体情報演算装置である。
【００１８】
第４の本発明は、
前記測定面の外周は、実質的に円周であり、
前記受光器は、前記円周の実質的な中央に配置されている第３の本発明の、生体情報演算装置である。
【００１９】
第５の本発明は、
前記突起部に架橋するように設けられた凸部をさらに備え、
前記光源は、前記凸部に配置されており、
前記受光器は、前記凸部に配置されている第１の本発明の、生体情報演算装置である。
【００２０】
第６の本発明は、
前記測定面の外周は、実質的に円周であり、
前記凸部は、前記円周の実質的な中央を横切るように設けられている第５の本発明の、生体情報演算装置である。
【００２１】
第７の本発明は、
前記凸部が前記生体の表面に押し当てられている押力を測定する凸部押力測定部をさらに備え、
前記生体情報演算部は、前記測定された押力による前記生体の表面の変形を考慮して、前記生体に関する情報を演算する第５の本発明の、生体情報演算装置である。
【００２２】
第８の本発明は、
前記受光器は、前記光を受光する第一の受光素子と前記光を受光する第二の受光素子とを有し、
前記生体情報演算部は、前記第一の受光素子によって受光された光の量と前記第二の受光素子によって受光された光の量とに基づいて、前記生体に関する情報を演算する第１の本発明の、生体情報演算装置である。
【００２３】
第９の本発明は、
前記光源は、前記光を発光する発光素子を有し、
前記発光素子と前記第一の受光素子との間の距離は、実質的に１５ｍｍ以上２５ｍｍ以下であり、
前記発光素子と前記第二の受光素子との間の距離は、実質的に３５ｍｍ以上５０ｍｍ以下である第８の本発明の、生体情報演算装置である。
【００２４】
第１０の本発明は、
前記測定面が前記生体の表面に押し当てられている押力を測定する測定面押力測定部と、
前記測定された押力の大きさが規定値を越えているか否かを判断する判断部とをさらに備え、
前記生体情報演算部は、前記測定された押力の大きさが規定値を越えていると判断された場合に、前記生体に関する情報を演算する第１の本発明の、生体情報演算装置である。
【００２５】
第１１の本発明は、
突起部によって実質的に取り囲まれるように測定面に設けられた、生体に対して光を発光する光源を利用して発光を行う発光ステップと、
前記突起部によって実質的に取り囲まれるように前記測定面に設けられた、前記生体を通過した光を受光する受光器を利用して受光を行う受光ステップと、
前記受光された光の量に基づいて、前記生体に関する情報を演算する生体情報演算器を利用して演算を行う生体情報演算ステップとを備えた、生体情報演算方法である。
【００２６】
第１２の本発明は、
第１１の本発明の生体情報演算方法の、前記受光された光の量に基づいて、前記生体に関する情報を演算する生体情報演算器を利用して演算を行う生体情報演算ステップをコンピュータに実行させるための、プログラムである。
【００２７】
第１３の本発明は、
第１２の本発明のプログラムを記録した記録媒体であって、コンピュータにより処理可能な、記録媒体である。
【発明の効果】
【００２８】
本発明は、局所皮下脂肪厚などの測定精度をより向上させることができるという長所を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
【００３０】
（実施の形態１）
はじめに、図１、２を主として参照しながら、本実施の形態の光式脂肪厚計の構成について説明する。
【００３１】
なお、図１は、本発明の実施の形態１の光式脂肪厚計の模式的な断面図である。また、図２は、本発明の実施の形態１の光式脂肪厚計の外観図である（図２においては、突起部１７の最も突出している部分に補助的な線を記入した）。
【００３２】
ここに、図１は、受光部１５と光源部１６とを含む、測定面１４が押し当てられていない生体表面１３の平坦部分に垂直な平面に関する断面図である。
【００３３】
測定面１４は生体表面１３に密着する直径１００ｍｍ程度の円盤状の面であり、そのほぼ中央に光センサであるホトダイオードを含んだ受光部１５が配置されている。
【００３４】
測定面１４上の受光部１５から４５ｍｍの距離に波長８５０ｎｍ付近の近赤外光を発光するＬＥＤを含んだ光源部１６が配置されている。
【００３５】
ここに、たとえば日本人の皮下脂肪厚は０〜６０ｍｍ程度の範囲にあることが多いため、皮下脂肪厚計測を行うためには、受光部１５と光源部１６との間の距離が３５〜５０ｍｍ程度の範囲にあることが好ましい。
【００３６】
測定面１４の周囲には、高さ５ｍｍの突起部１７が、装置が使用時にぐらついて安定性が損なわれることがないよう円周状に配置されている。
【００３７】
突起部１７は、生体にあたっても痛くないように丸みがついている。
【００３８】
なお、突起部１７の材質は、生体にあたっても痛くないように適度な柔軟性を有することが好ましい。また、光源部１６が含むＬＥＤの発光する波長８５０ｎｍ付近の近赤外光を吸収できるように低い反射率を有することが好ましい。このような柔軟性および低反射率を有する材質の具体例としては、黒ＡＢＳ樹脂などがある。
【００３９】
押力検知部１８は、測定面１４を生体表面１３に押し付ける力を検知する手段である。
【００４０】
押力検知部１８は、センサにロードセルやひずみゲージを用いたフォースゲージの構成や、バネと押しボタンスイッチとを組み合わせた構成を有している。
【００４１】
演算部１９は、光源部１６を制御し、受光部１５から得られた信号から皮下脂肪厚などの局所生体情報を演算する手段である。
【００４２】
また、演算部１９は、入力部２２から入力された情報と局所生体情報から、生体の肥満度合いなどの健康状態情報を演算する手段である。
【００４３】
表示部２０は、算出された局所生体情報などを表示する手段である。
【００４４】
通信部２１は、性別情報、年齢情報、計測部位情報などを外部機器との間で送受信する手段である。
【００４５】
また、通信部２１は、演算部１９によって演算された局所生体情報や健康状態情報などを外部機器に対して送信する手段である。
【００４６】
入力部２２は、性別、年齢、計測部位情報などを入力する手段である。
【００４７】
音発生部２３は、測定の開始から終了までを使用者に音声で知らせる手段である。
【００４８】
振動発生部２４は、測定の開始から終了までを使用者に振動で知らせる手段である。
【００４９】
なお、突起部１７は本発明の突起部に対応し、光源部１６は本発明の光源に対応し、受光部１５は本発明の受光器に対応し、演算部１９は本発明の生体情報演算部に対応する。また、押力検知部１８は、本発明の測定面押力測定部および本発明の判断部を含む手段に対応する。また、本実施の形態の光式脂肪厚計は、本発明の生体情報演算装置に対応する。
【００５０】
つぎに、本実施の形態の光式脂肪厚計の動作について説明する。なお、本実施の形態の光式脂肪厚計の動作について説明しながら、本発明の生体情報演算方法の一実施の形態についても説明する（以下の実施の形態においても同様である）。
【００５１】
使用者は、測定部位に測定面１４を押し当てる。
【００５２】
押力検知部１８は、規定値以上の押力が印加されているか否かを判定する。
【００５３】
ここに、規定値とは、あらかじめ求めておいた脂肪がそれ以上つぶれなくなるときの測定面１４を押し当てる力の値である。
【００５４】
演算部１９は、押力検知部１８が規定値以上の押力が印加されていると判定すると、受光部１５での受光量にもとづいて外乱光１１が伝播してきた成分に対応する信号Ｖ０を演算する。
【００５５】
つぎに、光源部１６が、発光する。
【００５６】
そして、演算部１９は、このときの受光部１５での受光量にもとづいて信号Ｖを演算する。
【００５７】
演算部１９は、光源部１６の発光による光が受光部１５に伝播してきた受光量に対応する信号
（数１）
Ｗ＝Ｖ−Ｖ０
を演算する。
【００５８】
近赤外光は、皮膚２５、筋肉２６に比べると、皮下脂肪４では強く散乱され吸収が少ない。
【００５９】
そのため、近赤外光は脂肪内部を良く伝播し、Ｗは皮下脂肪厚が厚いほど増加する。
【００６０】
演算部１９は、そのような原理を利用し、光源部１６の発光による光が受光部１５に伝播してきた受光量に対応する信号Ｗにもとづいて皮下脂肪厚Ｘを演算する。
【００６１】
表示部２０は、演算された皮下脂肪厚Ｘを表示する。
【００６２】
以上においては、本実施の形態の光式脂肪厚計の構成および動作について説明した。
【００６３】
このように、生体表面１３に測定面１４を押し付けて測定を開始することで、測定ごとの押力の変動を抑制することができる。
【００６４】
また、測定面１４を押し当てると、皮下脂肪４は皮膚２５や筋肉２６と比較して柔らかいので、突起部１７の直下にある皮下脂肪が局所的につぶれ薄くなる。
【００６５】
すると、突起部１７の直下では光が伝播しにくくなるため、太陽や照明光からの外乱光１１が減少し、Ｖ０も減少する。
【００６６】
結果的に、Ｖ０の影響によるＷの測定誤差が減少し、皮下脂肪厚Ｘの測定精度も向上することとなる。
【００６７】
（実施の形態２）
はじめに、図３、４を主として参照しながら、本実施の形態の光式脂肪厚計の構成について説明する。
【００６８】
なお、図３は、本発明の実施の形態２の光式脂肪厚計の模式的な断面図である。また、図４は、本発明の実施の形態２の光式脂肪厚計の外観図である（図４においても、突起部１７の最も突出している部分に補助的な線を記入した）。
【００６９】
ここに、図３は、光源部１６と第一の受光素子２７と第二の受光素子２８とを含む、測定面１４が押し当てられていない生体表面１３の平坦部分に垂直な平面に関する断面図である。
【００７０】
本実施の形態の光式脂肪厚計の構成は、前述した実施の形態１の光式脂肪厚計の構成と類似している。
【００７１】
ただし、本実施の形態の光式脂肪厚計は、受光部１５（図１参照）の代わりに第一の受光素子２７、および第二の受光素子２８を備えている。
【００７２】
第二の受光素子２８は測定面１４′のほぼ中央に配置されており、第一の受光素子２７は第二の受光素子２８と光源部１６との間に配置されている。
【００７３】
本実施の形態においては、第一の受光素子２７と光源部１６との間の距離は２３ｍｍであり、第二の受光素子２８と光源部１６との間の距離は４５ｍｍである。
【００７４】
ここに、たとえば日本人の皮下脂肪厚は前述したように０〜６０ｍｍ程度の範囲にあることが多く、皮膚の個体差の影響が顕著に現れる受光素子と光源部との間の距離は１５〜２５ｍｍ程度の範囲にあり、皮膚の個体差の影響および皮下脂肪厚の影響が顕著に現れる受光素子と光源部との間の距離は３５〜５０ｍｍ程度の範囲にあることが多いため、皮膚の個体差のばらつき補正を行うためには、第一の受光素子２７と光源部１６との間の距離が１５〜２５ｍｍ程度の範囲にあり、第二の受光素子２８と光源部１６との間の距離が３５〜５０ｍｍ程度の範囲にあることが好ましい。
【００７５】
なお、第一の受光素子２７、および第二の受光素子２８を含む手段は本発明の受光器に対応し、演算部１９′は本発明の生体情報演算部に対応する。また、押力検知部１８は、本発明の測定面押力測定部および本発明の判断部を含む手段に対応する。また、本実施の形態の光式脂肪厚計は、本発明の生体情報演算装置に対応する。
【００７６】
つぎに、本実施の形態の光式脂肪厚計の動作について説明する。
【００７７】
使用者は、測定部位に測定面１４′を押し当てる。
【００７８】
押力検知部１８は、規定値以上の押力が印加されているか否かを判定する。
【００７９】
演算部１９′は、押力検知部１８が規定値以上の押力が印加されていると判定すると、第一の受光素子２７での受光量にもとづいて外乱光１１が伝播してきた成分に対応する信号Ｖ０１′を演算する。
【００８０】
同様に、演算部１９′は、第二の受光素子２８での受光量にもとづいて外乱光１１が伝播してきた成分に対応する信号Ｖ０２′を演算する。
【００８１】
つぎに、光源部１６が、発光する。
【００８２】
そして、演算部１９′は、このときの第一の受光素子２７での受光量にもとづいて信号Ｖ１′を演算する。演算部１９′は、光源部１６の発光による光が第一の受光素子２７に伝播してきた受光量に対応する信号
（数２）
Ｗ１′＝Ｖ１′−Ｖ０１′
を演算する。
【００８３】
同様に、演算部１９′は、このときの第二の受光素子２８での受光量にもとづいて信号Ｖ２′を演算する。演算部１９′は、光源部１６の発光による光が第二の受光素子２８に伝播してきた受光量に対応する信号
（数３）
Ｗ２′＝Ｖ２′−Ｖ０２′
を演算する。
【００８４】
演算部１９′は、光源部１６の発光による光が第一の受光素子２７に伝播してきた受光量に対応する信号Ｗ１′、光源部１６の発光による光が第二の受光素子２８に伝播してきた受光量に対応する信号Ｗ２′にもとづいて、皮膚２５の個体差のばらつき補正を行って皮下脂肪厚Ｘ′を演算する。
【００８５】
表示部２０は、演算された皮下脂肪厚Ｘ′を表示する。
【００８６】
以上においては、本実施の形態の光式脂肪厚計の構成および動作について説明した。
【００８７】
このように、光源部１６から生体内を伝播して第一の受光素子２７、第二の受光素子２８で受光された光の受光量に対応する２つの信号の比から皮下脂肪厚を算出することで、皮膚２５の色および厚みの個体差ばらつきが補正された皮下脂肪厚計測が可能となる。
【００８８】
（実施の形態３）
はじめに、図５、６、７を主として参照しながら、本実施の形態の光式脂肪厚計の構成について説明する。
【００８９】
なお、図５は、本発明の実施の形態３の光式脂肪厚計の模式的な断面図（その１）である。また、図６は、本発明の実施の形態３の光式脂肪厚計の模式的な断面図（その２）である。また、図７は、本発明の実施の形態３の光式脂肪厚計の外観図である。
【００９０】
ここに、図５は、光源部１６と第一の受光素子２７と第二の受光素子２８とを含む、測定面１４″が押し当てられていない生体表面１３の平坦部分に垂直な第一の平面に関する断面図であり、図６は、第二の受光素子２８を含む、測定面１４″が押し当てられていない生体表面１３の平坦部分と第一の平面とに垂直な第二の平面に関する断面図である。
【００９１】
本実施の形態の光式脂肪厚計の構成は、前述した実施の形態２の光式脂肪厚計の構成と類似している。
【００９２】
ただし、本実施の形態の光式脂肪厚計は、光源部１６、第一の受光素子２７、第二の受光素子２８を有する、測定面１４″の中央に突起部１７″に架橋するように設けられた高さ５ｍｍ横幅５ｍｍの細長い突起形状２９を備えている。
【００９３】
第二の受光素子２８は突起形状２９のほぼ中央に配置されており、第一の受光素子２７は第二の受光素子２８と光源部１６との間に配置されている。
【００９４】
本実施の形態においては、第一の受光素子２７と光源部１６との間の距離は２３ｍｍであり、第二の受光素子２８と光源部１６との間の距離は４５ｍｍである。
【００９５】
ここに、前述した理由により、皮膚の個体差のばらつき補正を行うためには、第一の受光素子２７と光源部１６との間の距離が１５〜２５ｍｍ程度の範囲にあり、第二の受光素子２８と光源部１６との間の距離が３５〜５０ｍｍ程度の範囲にあることが好ましい。
【００９６】
なお、突起部１７″は本発明の突起部に対応し、第一の受光素子２７、および第二の受光素子２８を含む手段は本発明の受光器に対応し、演算部１９″は本発明の生体情報演算部に対応する。また、突起形状２９は、本発明の凸部に対応する。また、押力検知部１８は、本発明の凸部押力測定部に対応する。また、本実施の形態の光式脂肪厚計は、本発明の生体情報演算装置に対応する。
【００９７】
つぎに、本実施の形態の光式脂肪厚計の動作について説明する。
【００９８】
使用者は、測定部位に測定面１４″を押し当てる。
【００９９】
押力検知部１８は、規定値以上の押力が印加されているか否かを判定する。
【０１００】
演算部１９″は、押力検知部１８が規定値以上の押力が印加されていると判定すると、第一の受光素子２７での受光量にもとづいて外乱光１１が伝播してきた成分に対応する信号Ｖ０１″を演算する。
【０１０１】
同様に、演算部１９″は、第二の受光素子２８での受光量にもとづいて外乱光１１が伝播してきた成分に対応する信号Ｖ０２″を演算する。
【０１０２】
つぎに、光源部１６が、発光する。
【０１０３】
そして、演算部１９″は、このときの第一の受光素子２７での受光量にもとづいて信号Ｖ１″を演算する。演算部１９″は、光源部１６の発光による光が第一の受光素子２７に伝播してきた受光量に対応する信号
（数４）
Ｗ１″＝Ｖ１″−Ｖ０１″
を演算する。
【０１０４】
同様に、演算部１９″は、このときの第二の受光素子２８での受光量にもとづいて信号Ｖ２″を演算する。演算部１９″は、光源部１６の発光による光が第二の受光素子２８に伝播してきた受光量に対応する信号
（数５）
Ｗ２″＝Ｖ２″−Ｖ０２″
を演算する。
【０１０５】
演算部１９″は、光源部１６の発光による光が第一の受光素子２７に伝播してきた受光量に対応する信号Ｗ１″、光源部１６の発光による光が第二の受光素子２８に伝播してきた受光量に対応する信号Ｗ２″にもとづいて、皮膚２５の個体差のばらつき補正を行って皮下脂肪厚Ｘ″を演算する。
【０１０６】
表示部２０は、演算された皮下脂肪厚Ｘ″を表示する。
【０１０７】
以上においては、本実施の形態の光式脂肪厚計の構成および動作について説明した。
【０１０８】
このように、前述した実施の形態２の場合と同様、光源部１６から生体内を伝播して第一の受光素子２７、第二の受光素子２８で受光された光の受光量に対応する２つの信号の比から皮下脂肪厚を算出することで、皮膚２５の色および厚みの個体差ばらつきが補正された皮下脂肪厚計測が可能となる。
【０１０９】
また、演算部１９″が、押力検知部１８によって検知された押力による生体表面１３の変形を考慮して、突起形状２９によって圧縮されて測定された皮下脂肪厚を本来の皮下脂肪厚に換算するため、より厚い皮下脂肪厚も計測することが可能となる。なお、このような換算は、押力によって圧縮された皮下脂肪厚と圧縮されない本来の皮下脂肪厚との間の関係を超音波診断装置などで調べることによってあらかじめ導出しておいた換算式を利用して行えばよい。
【０１１０】
（Ａ）なお、本発明の突起部は、本発明の実施の形態の突起部１１７を有する光式脂肪厚計の模式的な断面部分図である図８に示されているような、測定面１１４の外周に沿って設けられた、突起形状２９に向かって曲がり具合が緩やかに変化する曲面部分Ｓをその内側に有する突起部１１７であってもよい。
【０１１１】
曲面部分Ｓの曲がり具合が緩やかに変化するため、突起部１１７が皮膚２５に押し当てられる際に使用者が感じる違和感は低減され、曲面部分Ｓに埃などが溜まることもほとんどない。
【０１１２】
もちろん、曲面部分Ｓが突起部１１７の外側ではなく突起部１１７の内側に設けられているため、太陽や照明光からの外乱光の受光は前述した実施の形態における場合と同様に抑制される。
【０１１３】
なお、突起部１１７は、本発明の突起部に対応する。
【０１１４】
（Ｂ）また、本発明の突起部は、本発明の実施の形態の突起部２１７を有する光式脂肪厚計の模式的な下平面図である図９に示されているように、測定面２１４の外周に沿ってではなく、測定面２１４の外周とはある程度の距離をおいて設けられていてもよい。
【０１１５】
突起部２１７は、光源部１６および受光部１５を取り囲むように設けられているため、太陽や照明光からの外乱光の受光は前述した実施の形態における場合と同様に抑制され、局所皮下脂肪厚などの測定精度をより向上させることができる。
【０１１６】
なお、突起部２１７は、本発明の突起部に対応する。
【０１１７】
（Ｃ）また、本発明の突起部は、本発明の実施の形態の突起部３１７ａ、３１７ｂ、３１７ｃ、３１７ｄを有する光式脂肪厚計の模式的な下平面図である図１０に示されているように、連続的にではなく間欠的に設けられていてもよい。
【０１１８】
突起部３１７ａ、３１７ｂ、３１７ｃ、３１７ｄは、光源部１６および受光部１５を実質的に取り囲むように設けられているため、太陽や照明光からの外乱光の受光は前述した実施の形態における場合と同様に抑制され、局所皮下脂肪厚などの測定精度をより向上させることができる。
【０１１９】
もちろん、突起部間の間欠の大きさが大きすぎると、外乱光の受光を抑制しにくくなるが、そのような間欠の大きさが適切であると、外乱光の受光を抑制しつつ、使用者が感じる違和感を低減することができる。
【０１２０】
なお、突起部３１７ａ、３１７ｂ、３１７ｃ、３１７ｄは、本発明の突起部に対応する。
【０１２１】
以上においては、本発明の実施の形態について詳細に説明した。
【０１２２】
このように、本発明にかかる光式生体情報測定装置は、たとえば、周囲に突起部を有する測定面を生体に押し当てて、突起部直下の皮下脂肪層を圧縮し、外乱光を減少させることができる。
【０１２３】
そのため、本発明にかかる光式生体情報測定装置は、局所脂肪厚等の局所生体情報を測定する光式生体情報測定装置として有用である。
【０１２４】
また、本発明にかかる光式生体情報測定装置は、光式局所組織酸素濃度計等の用途にも応用できる。
【０１２５】
なお、本発明のプログラムは、上述した本発明の生体情報演算方法の全部または一部のステップの動作をコンピュータにより実行させるためのプログラムであって、コンピュータと協働して動作するプログラムである。
【０１２６】
また、本発明の記録媒体は、上述した本発明の生体情報演算方法の全部または一部のステップの全部または一部の動作をコンピュータにより実行させるためのプログラムを担持した記録媒体であり、コンピュータにより読み取り可能かつ、読み取られた前記プログラムが前記コンピュータと協動して前記動作を実行する記録媒体である。
【０１２７】
なお、本発明の上記「一部のステップ」とは、それらの複数のステップの内の、一つまたは幾つかのステップを意味する。
【０１２８】
また、本発明の上記「ステップの動作」とは、前記ステップの全部または一部の動作を意味する。
【０１２９】
また、本発明のプログラムの一利用形態は、コンピュータにより読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータと協働して動作する態様であっても良い。
【０１３０】
また、本発明のプログラムの一利用形態は、伝送媒体中を伝送し、コンピュータにより読みとられ、コンピュータと協働して動作する態様であっても良い。
【０１３１】
また、記録媒体としては、ＲＯＭ等が含まれ、伝送媒体としては、インターネット等の伝送媒体、光・電波・音波等が含まれる。
【０１３２】
また、上述した本発明のコンピュータは、ＣＰＵ等の純然たるハードウェアに限らず、ファームウェアや、ＯＳ、更に周辺機器を含むものであっても良い。
【０１３３】
なお、以上説明した様に、本発明の構成は、ソフトウェア的に実現しても良いし、ハードウェア的に実現しても良い。
【産業上の利用可能性】
【０１３４】
本発明の生体情報演算装置、生体情報演算方法、プログラム、および記録媒体は、局所皮下脂肪厚などの測定精度をより向上させることができ、有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１３５】
【図１】本発明の実施の形態１の光式脂肪厚計の模式的な断面図
【図２】本発明の実施の形態１の光式脂肪厚計の外観図
【図３】本発明の実施の形態２の光式脂肪厚計の模式的な断面図
【図４】本発明の実施の形態２の光式脂肪厚計の外観図
【図５】本発明の実施の形態３の光式脂肪厚計の模式的な断面図（その１）
【図６】本発明の実施の形態３の光式脂肪厚計の模式的な断面図（その２）
【図７】本発明の実施の形態３の光式脂肪厚計の外観図
【図８】本発明の実施の形態の突起部１１７を有する光式脂肪厚計の模式的な断面部分図
【図９】本発明の実施の形態の突起部２１７を有する光式脂肪厚計の模式的な下平面図
【図１０】本発明の実施の形態の突起部３１７ａ、３１７ｂ、３１７ｃ、３１７ｄを有する光式脂肪厚計の模式的な下平面図
【図１１】従来の光式脂肪厚計の模式的な断面図
【符号の説明】
【０１３６】
１ ＣＰＵ
２ 駆動回路
３ 送光素子
４ 皮下脂肪
５ 受光素子
６ 受光素子
７ 受光素子
８ アナログスイッチ
９ ＡＭＰ
１０ 測定部位選択入力部
１１ 外乱光
１３ 生体表面
１４、１４′、１４″ 測定面
１５ 受光部
１６ 光源部
１７、１７″ 突起部
１８ 押力検知部
１９、１９′、１９″ 演算部
２０ 表示部
２１ 通信部
２２ 入力部
２３ 音発生部
２４ 振動発生部
２５ 皮膚
２６ 筋肉
２７ 第一の受光素子
２８ 第二の受光素子
２９ 突起形状
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定面に設けられた、生体に対して光を発光する光源と、
前記測定面に設けられた、前記生体を通過した光を受光する受光器と、
前記光源および前記受光器を実質的に取り囲むように設けられた突起部と、
前記受光された光の量に基づいて、前記生体に関する情報を演算する生体情報演算部とを備えた、生体情報演算装置。
【請求項２】
前記受光器は、前記光が発光されている状態で前記光を受光するとともに、前記光が発光されていない状態でも前記光を受光し、
前記生体情報演算部は、前記光が発光されていない状態で受光された前記光の量と前記光が発光されている状態で受光された前記光の量とに基づいて、前記生体に関する情報を演算する請求項１記載の、生体情報演算装置。
【請求項３】
前記突起部は、前記測定面の外周に沿って連続的に設けられている請求項１記載の、生体情報演算装置。
【請求項４】
前記測定面の外周は、実質的に円周であり、
前記受光器は、前記円周の実質的な中央に配置されている請求項３記載の、生体情報演算装置。
【請求項５】
前記突起部に架橋するように設けられた凸部をさらに備え、
前記光源は、前記凸部に配置されており、
前記受光器は、前記凸部に配置されている請求項１記載の、生体情報演算装置。
【請求項６】
前記測定面の外周は、実質的に円周であり、
前記凸部は、前記円周の実質的な中央を横切るように設けられている請求項５記載の、生体情報演算装置。
【請求項７】
前記凸部が前記生体の表面に押し当てられている押力を測定する凸部押力測定部をさらに備え、
前記生体情報演算部は、前記測定された押力による前記生体の表面の変形を考慮して、前記生体に関する情報を演算する請求項５記載の、生体情報演算装置。
【請求項８】
前記受光器は、前記光を受光する第一の受光素子と前記光を受光する第二の受光素子とを有し、
前記生体情報演算部は、前記第一の受光素子によって受光された光の量と前記第二の受光素子によって受光された光の量とに基づいて、前記生体に関する情報を演算する請求項１記載の、生体情報演算装置。
【請求項９】
前記光源は、前記光を発光する発光素子を有し、
前記発光素子と前記第一の受光素子との間の距離は、実質的に１５ｍｍ以上２５ｍｍ以下であり、
前記発光素子と前記第二の受光素子との間の距離は、実質的に３５ｍｍ以上５０ｍｍ以下である請求項８記載の、生体情報演算装置。
【請求項１０】
前記測定面が前記生体の表面に押し当てられている押力を測定する測定面押力測定部と、
前記測定された押力の大きさが規定値を越えているか否かを判断する判断部とをさらに備え、
前記生体情報演算部は、前記測定された押力の大きさが規定値を越えていると判断された場合に、前記生体に関する情報を演算する請求項１記載の、生体情報演算装置。
【請求項１１】
突起部によって実質的に取り囲まれるように測定面に設けられた、生体に対して光を発光する光源を利用して発光を行う発光ステップと、
前記突起部によって実質的に取り囲まれるように前記測定面に設けられた、前記生体を通過した光を受光する受光器を利用して受光を行う受光ステップと、
前記受光された光の量に基づいて、前記生体に関する情報を演算する生体情報演算器を利用して演算を行う生体情報演算ステップとを備えた、生体情報演算方法。
【請求項１２】
請求項１１記載の生体情報演算方法の、前記受光された光の量に基づいて、前記生体に関する情報を演算する生体情報演算器を利用して演算を行う生体情報演算ステップをコンピュータに実行させるための、プログラム。
【請求項１３】
請求項１２記載のプログラムを記録した記録媒体であって、コンピュータにより処理可能な、記録媒体。
【請求項１】
測定面に設けられた、生体に対して光を発光する光源と、
前記測定面に設けられた、前記生体を通過した光を受光する受光器と、
前記光源および前記受光器を実質的に取り囲むように設けられた突起部と、
前記受光された光の量に基づいて、前記生体に関する情報を演算する生体情報演算部とを備えた、生体情報演算装置。
【請求項２】
前記受光器は、前記光が発光されている状態で前記光を受光するとともに、前記光が発光されていない状態でも前記光を受光し、
前記生体情報演算部は、前記光が発光されていない状態で受光された前記光の量と前記光が発光されている状態で受光された前記光の量とに基づいて、前記生体に関する情報を演算する請求項１記載の、生体情報演算装置。
【請求項３】
前記突起部は、前記測定面の外周に沿って連続的に設けられている請求項１記載の、生体情報演算装置。
【請求項４】
前記測定面の外周は、実質的に円周であり、
前記受光器は、前記円周の実質的な中央に配置されている請求項３記載の、生体情報演算装置。
【請求項５】
前記突起部に架橋するように設けられた凸部をさらに備え、
前記光源は、前記凸部に配置されており、
前記受光器は、前記凸部に配置されている請求項１記載の、生体情報演算装置。
【請求項６】
前記測定面の外周は、実質的に円周であり、
前記凸部は、前記円周の実質的な中央を横切るように設けられている請求項５記載の、生体情報演算装置。
【請求項７】
前記凸部が前記生体の表面に押し当てられている押力を測定する凸部押力測定部をさらに備え、
前記生体情報演算部は、前記測定された押力による前記生体の表面の変形を考慮して、前記生体に関する情報を演算する請求項５記載の、生体情報演算装置。
【請求項８】
前記受光器は、前記光を受光する第一の受光素子と前記光を受光する第二の受光素子とを有し、
前記生体情報演算部は、前記第一の受光素子によって受光された光の量と前記第二の受光素子によって受光された光の量とに基づいて、前記生体に関する情報を演算する請求項１記載の、生体情報演算装置。
【請求項９】
前記光源は、前記光を発光する発光素子を有し、
前記発光素子と前記第一の受光素子との間の距離は、実質的に１５ｍｍ以上２５ｍｍ以下であり、
前記発光素子と前記第二の受光素子との間の距離は、実質的に３５ｍｍ以上５０ｍｍ以下である請求項８記載の、生体情報演算装置。
【請求項１０】
前記測定面が前記生体の表面に押し当てられている押力を測定する測定面押力測定部と、
前記測定された押力の大きさが規定値を越えているか否かを判断する判断部とをさらに備え、
前記生体情報演算部は、前記測定された押力の大きさが規定値を越えていると判断された場合に、前記生体に関する情報を演算する請求項１記載の、生体情報演算装置。
【請求項１１】
突起部によって実質的に取り囲まれるように測定面に設けられた、生体に対して光を発光する光源を利用して発光を行う発光ステップと、
前記突起部によって実質的に取り囲まれるように前記測定面に設けられた、前記生体を通過した光を受光する受光器を利用して受光を行う受光ステップと、
前記受光された光の量に基づいて、前記生体に関する情報を演算する生体情報演算器を利用して演算を行う生体情報演算ステップとを備えた、生体情報演算方法。
【請求項１２】
請求項１１記載の生体情報演算方法の、前記受光された光の量に基づいて、前記生体に関する情報を演算する生体情報演算器を利用して演算を行う生体情報演算ステップをコンピュータに実行させるための、プログラム。
【請求項１３】
請求項１２記載のプログラムを記録した記録媒体であって、コンピュータにより処理可能な、記録媒体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００６−８１８９２（Ｐ２００６−８１８９２Ａ）
【公開日】平成１８年３月３０日（２００６．３．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２１６４３４（Ｐ２００５−２１６４３４）
【出願日】平成１７年７月２６日（２００５．７．２６）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年３月３０日（２００６．３．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年７月２６日（２００５．７．２６）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]