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胴部幅測定装置および体脂肪測定装置
説明

胴部幅測定装置および体脂肪測定装置

【課題】大型化することなく、また、簡素な構造を有し、さらに、コストの上昇を抑えることが可能な構成を備える、胴部幅測定装置およびこの胴部幅測定装置を用いた体脂肪測定装置を提供する。
【解決手段】被験者の臍305n位置に配置される光反射部120と、被験者の胴部305の側面に配置される接触部130と、接触部130との接触を検知する接触検出部140を有する鉛直方向に延びる支柱101と、支柱101に対して第1支持点A1を中心に上下方向に回動可能に支持され、被験者の胴部上方に向かって延びる測定バー102と、被験者の胴部上方に位置する測定バー102に保持され、重力方向に垂下するように第2支持点A2を中心に回動可能に保持される光センサ103と、第1支持点A1およ第2支持点A2の少なくともいずれか一方に設けられる角度センサS1,S2とを備える。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、被験者の胴部横幅および胴部縦幅を計測するための胴部幅測定装置およびこの胴部幅測定装置を用いた体脂肪測定装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、被験者の健康状態を知る一つの指標として、体脂肪量が注目されている。特に、内臓脂肪量は、内臓脂肪型肥満であるか否かの判断を行なうための指標として注目されている。この内臓脂肪型肥満は、糖尿病、高血圧症、高脂血症といった動脈硬化を引き起こし易い生活習慣病を誘発すると言われており、これら疾病の予防の観点から上記指標の活用が期待されている。ここで、内臓脂肪とは、腹筋および背筋の内側において内臓の周囲に蓄積した脂肪のことであり、胴部の表層に位置する皮下脂肪と区別されるものである。なお、内臓脂肪量を示す指標としては、臍位置に対応する部分の胴部断面において内臓脂肪が占める面積(以下、内臓脂肪断面積と称する)を採用することが一般的である。
【0003】
(画像解析法)
通常、内臓脂肪量の測定には、X線CT(Computed Tomography)あるいはMRI(Magnetic Resonance Imaging)等を用いた画像解析法が利用されている。この画像解析法においては、X線CTあるいはMRI等を用いることで取得した胴部の断層画像から内臓脂肪断面積が幾何学的に算出される。しかしながら、このような測定方法を用いるためには、X線CTやMRI等、医療施設に設置される大型の設備を使用することが必要であり、そのため当該測定方法を用いて日常的に内臓脂肪量を測定することは非常に困難である。また、X線CTを利用した場合には、被曝の問題もあり、好ましい測定方法とは必ずしも言えない。
【0004】
(生体インピーダンス法)
これに代わる測定方法として、生体インピーダンス法を応用することが検討されている。生体インピーダンス法は、家庭用の体脂肪測定装置において広く利用されている体脂肪量の測定方法であり、四肢に電極を接触配置させ、これら電極を用いて生体インピーダンスを測定することにより、測定された生体インピーダンスから体脂肪量を算出するものである。上述の体脂肪測定装置は、全身または四肢、胴部といった身体の部位別の体脂肪の蓄積度合いを正確に測定できるものである。
【0005】
上述した生体インピーダンス法を応用して高精度に内臓脂肪量や皮下脂肪量を測定可能にするためには、胴部横幅および胴部縦幅といった被験者の体格を測定してこれを体脂肪量算出のための演算処理に使用することが要求される。被験者の体格を測定する装置を開示するものとして、下記の特許文献1から特許文献5が挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2005−288023号公報
【特許文献2】特開2008−23232号公報
【特許文献3】特開2008−237571号公報
【特許文献4】特開2009−22482号公報
【特許文献5】特開2010−69250号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
上記各特許文献に開示される被験者の体格を測定する測定装置は、いずれも被験者の胴部周りを取り囲む大掛りな装置であり、家庭での使用に際しては、測定装置の設置および収納のための広いスペースが必要となる。また、測定装置の稼動部が多く、装置の内部構造が比較的複雑であるために、測定装置のコスト上昇が懸念される。
【0008】
したがって、本発明は、上述した問題点を解消すべくなされたものであり、大型化することなく、また、簡素な構造を有し、さらに、コストの上昇を抑えることが可能な構成を備える、胴部幅測定装置およびこの胴部幅測定装置を用いた体脂肪測定装置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】
【0009】
この発明の胴部幅測定装置は、仰臥位姿勢の被験者の胴部横幅および胴部縦幅を測定するための胴部幅測定装置であって、上記被験者の上記胴部の側面に配置される支柱と、上記支柱に対して第1支持点を中心に上下方向に回動可能に支持され、上記被験者の上記胴部上方に向かって延びる測定バーと、上記被験者の上記胴部上方に位置する上記測定バーに保持され、重力方向に垂下するように第2支持点を中心に回動可能に保持される距離センサと、上記第1支持点および上記第2支持点の少なくともいずれか一方に設けられる角度センサと、上記角度センサから得られる上記測定バーの鉛直方向に対する傾斜角度情報、および、上記距離センサから得られる情報を処理する制御部とを備える。
【0010】
上記制御部では、上記距離センサからの情報に基づき得られた距離情報、および上記角度センサから得られる上記測定バーの鉛直方向に対する傾斜角度情報に基づき、上記被験者の上記胴部横幅および上記胴部縦幅が計測される。
【0011】
他の形態では、上記被験者の臍位置に配置される光反射部と、上記支柱に設けられ、上記胴部との接触を検知する接触検出部とをさらに含み、上記距離センサに光センサを用い、上記被験者の上記胴部横幅および上記胴部縦幅の計測に際しては、上記制御部では、上記接触検出部からの上記胴部との接触情報を得るとともに、上記光センサから出射された光が上記光反射部を反射して上記光センサに戻る状態において、上記光センサからの情報に基づき得られた、上記光センサと上記光反射部との間の距離情報、および上記角度センサから得られる上記測定バーの鉛直方向に対する傾斜角度情報に基づき、上記被験者の上記胴部横幅および上記胴部縦幅が計測される。
【0012】
他の形態では、上記被験者の胴部の一方の側面に接触部が配置され、上記接触検出部は、上記接触部が上記接触検出部に接触する状態では、電流が流れる情報を上記制御部に送り、上記接触部が上記接触検出部に接触しない状態では、電流が流れない情報を上記制御部に送る。
【0013】
他の形態では、上記光反射部および上記接触部は、上記被験者の上記胴部の周りに装着されるベルト部材に設けられる。
【0014】
他の形態では、上記測定バーの上記第1支持点を挟んで、上記光センサが設けられる側とは反対側には、上記被験者が把持するグリップ部を有し、上記グリップ部の近傍には、当該胴部幅測定装置による計測を開始する信号を上記制御部に送る測定開始スイッチが設けられている。
【0015】
本発明に基づく体脂肪測定装置は、上記したいずれかの胴部幅測定装置を備える。
【発明の効果】
【0016】
本発明によれば、大型化することなく、また、簡素な構造を有し、さらに、コストの上昇を抑えることが可能な構成を備える、胴部幅測定装置およびこの胴部幅測定装置を用いた体脂肪測定装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】本発明の実施の形態における体脂肪測定装置の測定原理を説明するための図である。
【図2】本発明の実施の形態における体脂肪測定装置の機能ブロックの構成を示す図である。
【図3】本発明の実施の形態における胴部幅測定装置の概略構成を示す断面図である。
【図4】本発明の実施の形態における胴部幅測定装置に採用される接触検出部および接触部の詳細構造を示す断面図である。
【図5】本発明の実施の形態における胴部幅測定装置の具体的構成を示す斜視図である。
【図6】本発明の実施の形態における胴部幅測定装置の測定方法を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、この発明に基づいた実施の形態における胴部幅測定装置および体脂肪測定装置について図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。また、各図中、同一符号は同一または相当部分を指し、重複する説明は繰返さない場合がある。
【0019】
まず、本発明の各実施の形態について説明するに先立ち、身体の部位を表わす用語の定義を行なう。「胴部」は、身体の頭部、頸部、および四肢を除く部位であり、いわゆる体幹に相当する。「背部」は、上記胴部のうちの背中側に位置する部分を意味し、上記胴部のうちの腹部側の部分および胸部側の部分を除く部分に相当する。「背部表面」は、上記背部の体表面全体を意味しており、被験者を背中側から観察した場合に視認可能な部分の胴部表面の全体を言う。また、「体軸」は、胴部の延在方向に沿って位置する軸、すなわち被験者の胴部の横断面に対して略垂直な方向に延びる軸を言う。
【0020】
図1(A)および図1(B)は、本発明の実施の形態における体脂肪測定装置の測定原理を説明するための図である。ここで、図1(A)は、胴部全体の生体インピーダンスを得る場合の電極配置を示した図であり、図1(B)は、胴部のうちの背部側の表層部分の生体インピーダンスを得る場合の電極配置を示した図である。まず、これら図1(A)および図1(B)を参照して、本実施の形態における体脂肪測定装置の測定原理について説明する。なお、図1(A)および図1(B)においては、被験者をいずれも背中側から見た様子を示している。
【0021】
(体脂肪測定装置の測定原理)
図1(A)に示すように、胴部全体の生体インピーダンスを得るためには、被験者の左手の表面および右手の表面にそれぞれ電極EIaA1,EIaA2が取付けられる。また、被験者の左足の表面および右足の表面にもそれぞれ電極EIbA1,EIbA2が取付けられる。そして、被験者の背部表面には、体軸方向に沿って並ぶように配置された一対の電極が、胴部の横幅方向に沿って4組取付けられる。すなわち、被験者の背部表面には、図示するように、電極EVaA1,EVbA1,EVaA2,EVbA2,EVaA3,EVbA3,EVaA4,EVbA4の合計8個の電極が取付けられる。
【0022】
この状態において、両手および両足のそれぞれに取付けられた電極EIaA1,EIaA2,EIbA1,EIbA2を用いて、胴部を通る定電流IAが被験者に印加される。そして、この定電流IAが印加された状態において、背部表面に取付けられた一対の電極EVaA1,EVbA1を用いて電位差VA1が検出され、背部表面に取付けられた一対の電極EVaA2,EVbA2を用いて電位差VA2が検出され、背部表面に取付けられた一対の電極EVaA3,EVbA3を用いて電位差VA3が検出され、背部表面に取付けられた一対の電極EVaA4,EVbA4を用いて電位差VA4が検出される。
【0023】
このようにして検出された電位差VA1,VA2,VA3,VA4から、胴部全体の生体インピーダンスZtが算出される。なお、その際、検出された上記4つの電位差VA1,VA2,VA3,VA4の平均値を算出することで生体インピーダンスZtを求めることとすれば、胴部の内部における脂肪分布のばらつきの影響が低減できることになる。
【0024】
ここで、上記状態においては、胴部から離れた位置にある両手および両足間において定電流IAが流されているため、印加された定電流IAは、その殆どが電気抵抗の低い部分、すなわち脂肪以外の部分を通ることになる。そのため、このような定電流IAを用いて測定された電位差VA1,VA2,VA3,VA4から算出される上記生体インピーダンスZtは、胴部内部における除脂肪(内臓、筋肉および骨格)の量の影響を受けるところが大きくなる。したがって、上記生体インピーダンスZtに基づいて臍位置に対応する部分の胴部断面において除脂肪が占める面積(以下、除脂肪断面積と称する)Saが推定できることになる。
【0025】
一方、図1(B)に示すように、胴部のうちの背部側の表層部分の生体インピーダンスを得るためには、被験者の背部表面に、体軸方向に沿って並ぶように配置された一対の電極が、胴部の横幅方向に沿って4組取付けられる。すなわち、被験者の背部表面には、図示するように、電極EIaB1,EIbB1,EVaB1,EVbB1,EVaB2,EVbB2,EIaB2,EIbB2の合計8個の電極が取付けられる。
【0026】
この状態において、一対の電極EIaB1,EIbB1を用いて、背部を局所的に通る定電流IB1が被験者に印加され、一対の電極EIaB2,EIbB2を用いて、背部を局所的に通る定電流IB2が被験者に印加される。そして、この定電流IB1,IB2が印加された状態において、背部表面に取付けられた一対の電極EVaB1,EVbB1を用いて電位差VB1が検出され、背部表面に取付けられた一対の電極EVaB2,EVbB2を用いて電位差VB2が検出される。ここで、被験者に印加される2つの定電流IB1,IB2の電流値は、同じ値とされる。
【0027】
このようにして検出された電位差VB1,VB2から、胴部のうちの背部側の表層部分の生体インピーダンスZsが算出される。なお、その際、検出された上記2つの電位差VB1,VB2の平均値を算出することで生体インピーダンスZsを求めることとすれば、胴部の背部の表層部分における脂肪分布のばらつき等の影響が低減できることになる。なお、電流が印加されていた電極を、電位差を検出するための電極とし、かつ電位差を検出していた電極を、電流を印加するための電極とするように回路を切り替えることにより、4箇所で電位差を測定することも可能になる。このようにすることにより、皮下脂肪のばらつき等の影響をより一層低減させることができる。
【0028】
ここで、上記状態においては、胴部の背部において局所的に定電流IB1,IB2が印加されているため、印加された定電流IB1,IB2は、いずれもその殆どが背部の表層部分を通ることになる。そのため、このような定電流IB1,IB2を用いて測定された電位差VB1,VB2から算出される上記生体インピーダンスZsは、皮下脂肪量の影響を受けるところが大きくなる。したがって、上記生体インピーダンスZsに基づいて胴部の臍位置を含む断面における皮下脂肪断面積(以下、皮下脂肪断面積と称する)Sbが推定できることになる。
【0029】
次に、このようにして得られた上記生体インピーダンスZtおよびZsを用いて内臓脂肪量を算出する演算処理の一例について説明する。
【0030】
臍位置に対応する部分の胴部断面の全体の面積(以下、胴部断面積と称する)をStとすれば、内臓脂肪断面積Sxは、胴部断面積Stと、上述した除脂肪断面積Saおよび皮下脂肪断面積Sbとを用いて、以下の式(1)より算出することができる。
【0031】
Sx=St−Sa−Sb ・・・式(1)
ここで、胴部断面積Stは、胴部周囲長(いわゆるウエスト長)や、胴部の横幅および縦幅を用いて算出することが可能である。たとえば、胴部の横幅および縦幅から胴部断面積Stを算出する場合には、胴部の横幅を2×a、胴部の縦幅を2×bとすれば、胴部の断面形状はおおよそ楕円形であるため、胴部断面積Stは、以下の式(2)で近似できる。
【0032】
St=π×a×b ・・・式(2)
ただし、上記式(2)で近似される胴部断面積Stは、誤差が多く含まれている可能性が高いため、誤差を低減するための係数αをこれに乗ずることによって、より正確な胴部断面積Stを求めることが好ましい。この係数αとしては、たとえば多数のX線CTによる画像サンプルに基づいて、当該画像サンプルから得られる胴部断面積St′と、上記aおよびbとの関係から、St′=α×π×a×bを充足するαの最適値を求めることで得られる。
【0033】
したがって、上記式(2)は、係数αを用いることで、以下の式(3)によってより誤差を低減した状態で近似できることになる。
【0034】
St=α×π×a×b ・・・式(3)
なお、上記補正のために乗ずる係数αに関しては、被験者の性別、年齢、身長、体重等の情報(以下、これらを総称して被験者情報と称する)に応じて適宜最適化することが好ましい。すなわち、当該被験者情報に応じて上記係数αの値を変更することにより、より高精度に胴部断面積Stが近似できることになる。
【0035】
また、上記のとおり、除脂肪断面積Saは、胴部全体の生体インピーダンスZtに基づいて算出することができる。ただし、この胴部全体の生体インピーダンスZtのみでは、除脂肪断面積Saを正確に算出することはできない。すなわち、除脂肪断面積Saは、胴部の大きさに比例する傾向があり、除脂肪断面積Saを算出するためには、生体インピーダンスZtから得られる値をさらに換算することが必要である。したがって、除脂肪断面積Saは、たとえば以下の式(4)で表わされることになる。
【0036】
Sa=β×a×(1/Zt) ・・・式(4)
ここで、上記aは、上述のとおり胴部の横幅の半分の値であり、胴部の大きさに関係する値である。この胴部の大きさに関係する値としては、上記aに限られず、たとえば胴部の横幅および縦幅が反映されるようにa×bを使用してもよいし、胴部断面積Stを使用してもよいし、胴部周囲長を使用してもよい。
【0037】
一方、上記βは、胴部全体の生体インピーダンスZtを除脂肪断面積Saに換算するための係数であり、上記係数αを求めた場合と同様に、たとえば多数のX線CTによる画像サンプルに基づいて最適値を求めることができる。すなわち、多数のX線CTによる画像サンプルから得られる除脂肪断面積Sa′と、当該X線CTの撮影対象となった被験者の胴部全体の生体インピーダンスZtと、上記aとの関係から、Sa′=β×a×(1/Zt)を充足するβの最適値を求めることで得られる。
【0038】
なお、上述した係数βは、上記係数αの場合と同様に、被験者情報に応じて適宜最適化されることが好ましい。すなわち、当該被験者情報に応じて上記係数βの値を変更することにより、より高精度に除脂肪断面積Saを近似できることになる。
【0039】
さらに、上記のとおり、皮下脂肪断面積Sbは、胴部のうちの背部側の表層部分の生体インピーダンスZsに基づいて算出することができる。ただし、この胴部のうちの背部側の表層部分の生体インピーダンスZsのみでは、皮下脂肪断面積Sbを正確に算出することはできない。すなわち、皮下脂肪断面積Sbは、胴部の大きさに比例する傾向があり、皮下脂肪断面積Sbを算出するためには、生体インピーダンスZsから得られる値をさらに換算することが必要である。したがって、皮下脂肪断面積Sbは、たとえば以下の式(5)で表わされることになる。
【0040】
Sb=γ×a×Zs ・・・式(5)
ここで、上記aは、上述のとおり胴部の横幅の半分の値であり、胴部の大きさに関係する値である。この胴部の大きさに関係する値としては、上記aに限られず、たとえば胴部の横幅および縦幅が反映されるようにa×bを使用してもよいし、胴部断面積Stを使用してもよいし、胴部周囲長を使用してもよい。
【0041】
一方、上記γは、胴部のうちの背部側の表層部分の生体インピーダンスZsを皮下脂肪断面積Sbに換算するための係数であり、上記係数αまたは係数βを求めた場合と同様に、たとえば多数のX線CTによる画像サンプルに基づいて最適値を求めることができる。すなわち、多数のX線CTによる画像サンプルから得られる皮下脂肪断面積Sb′と、当該X線CTの撮影対象となった被験者の胴部のうちの背部側の表層部分の生体インピーダンスZsと、上記aとの関係から、Sb′=γ×a×Zsを充足するγの最適値を求めることで得られる。
【0042】
なお、上述した係数γは、上記係数αおよび係数βの場合と同様に、被験者情報に応じて適宜最適化されることが好ましい。すなわち、当該被験者情報に応じて上記係数γの値を変更することにより、より高精度に皮下脂肪断面積Sbを近似できることになる。
【0043】
以上のように、本実施の形態における体脂肪測定装置においては、胴部断面積Stと、胴部全体の生体インピーダンスZtに基づいて算出される除脂肪断面積Saと、胴部のうちの背部側の表層部分の生体インピーダンスZsに基づいて算出される皮下脂肪断面積Sbとから、上記式(1)に基づいて内臓脂肪断面積Sxが算出され、より詳細には、上記式(1)に上記式(3)から式(5)を代入した以下の式(6)に基づいて内臓脂肪断面積Sxが算出されることになる。
【0044】
Sx=α×π×a×b−β×a×(1/Zt)−γ×a×Zs ・・・式(6)
(体脂肪測定装置の機能ブロック)
図2は、本実施の形態における体脂肪測定装置の機能ブロックの構成を示す図である。次に、この図2を参照して、本実施の形態における体脂肪測定装置の機能ブロックの構成について説明する。
【0045】
図2に示すように、本実施の形態における体脂肪測定装置1Aは、制御部10と、定電流生成部21と、端子切替部22と、電位差検出部23と、被験者情報入力部25と、胴部幅測定部100と、表示部26と、操作部27と、電源部28と、メモリ部29と、被験者の身体に装着される複数の電極HR,HL,BU1〜BU4,BL1〜BL4,FR,FLとを主として備えている。制御部10は、演算処理部11を含んでおり、当該演算処理部11は、生体インピーダンス測定部12と、体組成情報取得部14とを含んでいる。
【0046】
胴部幅測定部100は、胴部横幅2×aおよび胴部縦幅2×bを測定するものであり、測定開始のための測定開始スイッチ150、光センサ103、角度センサS1,S2、および接触検出部140から情報を得ることにより、胴部横幅2×aおよび胴部縦幅2×bの測定を行なう。装置構成については後述する。
【0047】
制御部10は、たとえばCPU(Central Processor Unit)によって構成され、体脂肪測定装置1Aの全体を制御するための部位である。具体的には、制御部10は、上述した各機能ブロックに対して指令を出力したり、上述した各機能ブロックから各種情報の入力を受け付けたり、受け付けた各種情報に基づいて各種演算処理を行なったりする。このうちの各種演算処理については、上述した制御部10に設けられた演算処理部11によって行なわれる。
【0048】
上述した複数の電極は、被験者の上肢の表面に接触配置される上肢用電極としての手用電極HR,HLと、被験者の背部表面に接触配置される背部用電極BU1〜BU4,BL1〜BL4と、被験者の下肢の表面に接触配置される下肢用電極としての足用電極FR,FLとを含んでいる。このうち、手用電極HR,HLは、被験者の掌に接触配置され、足用電極FR,FLは、被験者の足の裏に接触配置される。また、背部用電極BU1〜BU4,BL1〜BL4は、図1(A)および図1(B)に示したように、被験者の背部表面に整列した状態で接触配置される。なお、これら手用電極HR,HL、背部用電極BU1〜BU4,BL1〜BL4、および足用電極FR,FLは、いずれも上述した端子切替部22に電気的に接続されている。
【0049】
端子切替部22は、たとえばリレー回路によって構成され、制御部10から入力される指令に基づき、上述した複数の電極のうちから選択された特定の電極と定電流生成部21とを電気的に接続するとともに、上述した複数の電極のうちから選択された特定の電極と電位差検出部23とを電気的に接続する。これにより、端子切替部22によって定電流生成部21に電気的に接続された電極が定電流印加電極として機能することになり、また端子切替部22によって電位差検出部23に電気的に接続された電極が電位差検出電極して機能することになる。すなわち、端子切替部22が制御部10から入力される指令に基づいて動作することにより、上述した複数の電極HR,HL,BU1〜BU4,BL1〜BL4,FR,FLのそれぞれが、図1(A)に示した各電極EIaA1,EIaA2,EIbA1,EIbA2,EVaA1,EVbA1,EVaA2,EVbA2,EVaA3,EVbA3,EVaA4,EVbA4、および図1(B)に示した電極EIaB1,EIbB1,EVaB1,EVbB1,EVaB2,EVbB2,EIaB2,EIbB2としてそれぞれ機能することになる。
【0050】
定電流生成部21は、制御部10から入力される指令に基づいて定電流を生成し、生成した定電流を、端子切替部22を介して上述の定電流印加電極に供給する。定電流生成部21において生成される定電流としては、体組成情報を測定するために好適に使用される高周波電流(たとえば、50kHz,500μA)が選択される。これにより、定電流印加電極を介して定電流が被験者に印加されることになる。
【0051】
電位差検出部23は、端子切替部22によって電位差検出部23に電気的に接続された電極(すなわち電位差検出電極)間における電位差を検出し、検出した電位差を制御部10に対して出力する。これにより、上述した定電流が被験者に印加された状態における電位差検出電極間の電位差が検出されることになる。
【0052】
胴部幅測定部100から得られた各種情報は、制御部10に送られ、制御部10により演算処理されて、胴部横幅2×aおよび胴部縦幅2×bが算出され、体組成情報取得部14に出力される。
【0053】
被験者情報入力部25は、演算処理部11で行なわれる演算処理に利用される被験者に関する情報を得るための部位であり、たとえば被験者が押下可能なキー等によって構成される。ここで、被験者情報には、上述したように被験者の性別、年齢、身長、体重等の情報のうちの少なくとも1つが含まれる。被験者情報入力部25は、被験者情報の入力を受け付け、受け付けた被験者情報を制御部10に対して出力する。なお、被験者情報入力部25は、本発明に照らした場合には必ずしも必須の構成ではなく、演算処理部11で行なう演算処理において当該被験者情報を利用することが必要であるか否かに応じてその有無が決定されるものである。
【0054】
演算処理部11は、上述したように生体インピーダンス測定部12と、体形情報測定部13と、体組成情報取得部14とを含んでいる。また、体組成情報取得部14は、内臓脂肪量算出部14aと、皮下脂肪量算出部14bとを含んでいる。生体インピーダンス測定部12は、電位差検出部23から入力された信号に基づいて生体インピーダンスを算出し、これを体組成情報取得部14に出力する。
【0055】
体組成情報取得部14は、生体インピーダンス測定部12から入力された生体インピーダンスと、胴部幅測定部100から得られた胴部の横幅および縦幅と、場合によってはさらにこれに加えて被験者情報入力部25から入力された被験者情報とに基づいて体組成情報を算出して取得する。より詳細には、内臓脂肪量算出部14aにおいて内臓脂肪量が算出され、皮下脂肪量算出部14bにおいて皮下脂肪量が算出される。
【0056】
表示部26は、たとえばLCD(Liquid Crystal Display)等によって構成され、上述の体組成情報取得部14において算出された体組成情報を表示する。より具体的には、内臓脂肪量算出部14aにおいて算出された内臓脂肪量および皮下脂肪量算出部14bにおいて算出された皮下脂肪量が、制御部10から出力される信号に基づいて当該表示部26にて表示される。ここで、本実施の形態における体脂肪測定装置1Aにおいては、内臓脂肪量がたとえば内臓脂肪断面積で表示され、皮下脂肪量がたとえば皮下脂肪断面積で表示される。
【0057】
操作部27は、体脂肪測定装置1Aに対して被験者が命令を入力するための部位であり、たとえば被験者が押下可能なボタン等によって構成される。なお、操作部27には、たとえば電源ボタンや測定ボタン等の各種操作ボタンを含んでいる。
【0058】
電源部28は、制御部10に電力を供給するための部位であり、バッテリ等の内部電源や商用電源等の外部電源等が利用される。
【0059】
メモリ部29は、たとえばRAM(Random Access Memory)やROM(Read Only Memory)等によって構成され、体脂肪測定装置1Aに関する各種のデータやプログラム等を記憶するための部位である。メモリ部29は、たとえば上述した被験者情報や算出された体組成情報、後述する体組成情報の測定処理を実行するための体組成情報測定プログラム等を記憶している。
【0060】
(胴部幅測定装置100)
次に、図3から図6を参照して、胴部幅測定部としての胴部幅測定装置100の詳細構造について説明する。なお、図3は、胴部幅測定装置100の概略構成を示す断面図、図4は、胴部幅測定装置100に採用される接触検出部140および接触部130の詳細構造を示す断面図、図5は、胴部幅測定装置100の具体的構成を示す斜視図、図6は、胴部幅測定装置100の測定方法を示す模式図である。
【0061】
図3および図4を参照して、この胴部幅測定装置100は、仰臥位姿勢の被験者の胴部横幅2×aおよび胴部縦幅2×bを測定するための胴部幅測定装置である。被験者の臍305n位置に配置される光反射部120と、被験者の胴部305の一方の側面(図示においては、右側の脇腹)に配置される接触部130と、被験者の胴部305の側面に配置され、接触部130との接触を検知する接触検出部140を有する鉛直方向に延びる支柱101と、この支柱101に対して第1支持点A1を中心に上下方向に回動可能に支持され、被験者の胴部305上方に向かって延びる測定バー102と、被験者の胴部上方に位置する測定バー102に保持され、重力方向に垂下するように第2支持点A2を中心に回動可能に保持される光センサ103とを有している。本実施の形態では、接触検出部140の鉛直上方に第1支持点A1が位置している場合を図示しているが、この構成には限定されない。
【0062】
測定バー102の第1支持点A1を挟んで、光センサ103が設けられる一端側とは反対側の他端側には、被験者が把持するグリップ102gが設けられている。また、このグリップには、手用電極HR,HLが設けられていても良い。グリップ102gの近傍の測定バー102には、胴部幅測定装置100による計測を開始する信号を制御部10に送る測定開始スイッチ150が設けられている。なお、この測定開始スイッチ150は、必ずしも測定バー102に設ける必要ななく、無線リモコン、有線リモコン等により操作しても良い。
【0063】
第1支持点A1には、支柱101と測定バー102との交差角度θ1(鉛直方向に対する測定バー102の傾斜角度)を測定するための第1角度センサS1が設けられ、第2支持点A2には、測定バー102と光センサ103の光軸方向との交差角度θ2(鉛直方向に対する測定バー102の傾斜角度)を測定するための第2角度センサS2が設けられている。本実施の形態では、支柱101は鉛直方向に沿って延び、また、光センサ103の光軸方向も鉛直方向に沿っていることから、交差角度θ1とθ2とは同じ角度となる。したがって、第1支持点A1および第2支持点A2のいずれか一方に角度センサが設けられていれば良い。
【0064】
本実施の形態において、光反射部120と接触部130とは、被験者の利便性を向上するために、被験者の胴部305の周りに装着されるベルト部材110に設けられる構成を採用しているがこの構成に限定されるものではない。たとえば、光反射部120および接触部130の裏面にそれぞれ粘着シートを取り付け、被験者の胴部305に光反射部120および接触部130を直接貼り付けるようにしても良い。
【0065】
また、図4に示すように、接触部130には、導電性のプレート部材を用い、接触検出部140には、第1接触検出部140aおよび第2接触接出部140bを用い、接触部130が、第1接触検出部140aおよび第2接触接出部140bに接触することで、第1接触検出部140aと第2接触接出部140bとの間の通電が確保される構成を採用している。
【0066】
これにより、接触部130が接触検出部140に接触する状態では、電流が流れる情報が制御部10に送られ、接触部130が接触検出部140に接触しない状態では、電流が流れない情報を制御部10に送られることになる。
【0067】
なお、図4に示す構成は一例であり、その他接触および非接触を検出する機構を有する構造であれば、そのような機構を採用することも可能である。
【0068】
(測定手順)
次に、図3および図6を参照して、この胴部幅測定装置100を用いた、被験者の胴部横幅2×aおよび胴部縦幅2×bの測定手順について説明する。被験者は仰臥位姿勢において、接触部130が接触検出部140に接触する状態に位置する。接触部130が接触検出部140に接触しない状態では、測定を開始することはできない。
【0069】
被験者は、グリップ102gを把持して光反射部120の真上に光センサ103が位置するように測定バー102の傾斜角度を調節する。光反射部120の真上に光センサ103が位置することで、光センサ103から照射された光が光センサ103に戻り、光センサ103と光反射部120との間の距離h3が測定可能な状態となる。
【0070】
被験者が、光反射部120の真上に光センサ103が位置することを確認し、測定開始スイッチ150を押す。これにより、胴部幅測定装置100による計測が開始される。
【0071】
図6に示すように、制御部10には、被験者が仰臥位姿勢をとるベース位置Bから第1支持点A1までの距離h1、第1支持点A1から第2支持点A2までの長さL1、および第2支持点A2から光センサ103までの距離h2が、予め入力されている。
【0072】
したがって、胴部幅測定装置100により、θ1(またはθ2)および距離h3が測定されることにより、第1支持点A1から第2支持点A2までの鉛直長さh4が、以下の式(7)に基づき算出される。
【0073】
h4=L1×cosθ1・・・式(7)
また、第1支持点A1から第2支持点A2までの水平方向長さh5が、以下の式(8)に基づき算出される。
【0074】
h5=L1×sinθ1・・・式(8)
その結果、ベルト部材110を用いた場合には、ベルトの厚みをtとして、下記の式(9)により被験者の胴部横幅2×aが算出される。
【0075】
2×a=2×(h5−t)・・・式(9)
また、下記の式(10)により、被験者の胴部縦幅2×bが算出される。
【0076】
2×b=[(h1+h4)−(h2+h3)−2×t]・・・式(10)
胴部幅測定装置100により測定された、被験者の胴部横幅2×aおよび胴部縦幅2×bは、制御部10において、上述した式(2)または式(3)により胴部断面積Stが算出され、式(5)により皮下脂肪断面積Sbが算出され、式(6)により内臓脂肪断面積Sxが算出される。
【0077】
以上、本実施の形態おける胴部幅測定装置100によれば、支柱101および測定バー102を用いる構成であるため、装置構成を簡素にすることができる。また、被験者の側部の一方側にのみ胴部幅測定装置100を配置する構成を採用していることから、胴部幅測定装置100の装置構成の小型化を可能としている。
【0078】
また、測定バー102は、支柱101に対して第1支持点A1の一箇所のみの回動であることから、被験者自身による測定バー102の操作が容易となり、介助者を必要とせず、被験者自身による測定を行なうことが可能となる。
【0079】
これにより、胴部幅測定装置100およびこの胴部幅測定装置100を用いた体脂肪測定装置においては、装置の大型化が回避され、また、簡素な構造を有し、さらに、コストの上昇を抑えることが可能となる。
【0080】
なお、上記実施の形態においては、被験者の胴部の側部(脇腹)に、接触部130を設けることで、支柱101との接触を検知する構成を採用しているが、接触検出部140が被験者の胴部の側部(脇腹)に直接接する構成を採用することも可能である。
【0081】
また、本実施の形態では、支柱101が鉛直方向に延び、接触検出部140のほぼ鉛直上方位置に第1支持点A1を設けるようにしているが、第1支持点A1の位置は、接触検出部140からみて、胴部の側部側(図3において右側)、または、胴部の外側(図3において左側)に位置してもかまわない。第1支持点A1の接触検出部140に対する水平方向の位置ずれ量は、予め制御部10に蓄積されていることから、角度センサS1,S2から得られる測定バー102の鉛直方向に対する傾斜角度情報に基づいて、被験者の胴部横幅2×aおよび胴部縦幅2×bの測定が可能となる。
【0082】
また、上記実施の形態においては、内臓脂肪量として内臓脂肪断面積が算出されるとともに、皮下脂肪量として皮下脂肪断面積が算出されるように演算処理を構成した場合を例示して説明したが、内臓脂肪量が、内臓脂肪断面積以外の指標である内臓脂肪体積、内臓脂肪重量、内臓脂肪レベル等にて算出されるとともに、皮下脂肪量が、皮下脂肪断面積以外の指標である皮下脂肪体積、皮下脂肪重量、皮下脂肪レベル等にて算出されるように演算処理を構成してもよい。
【0083】
なお、上記実施の形態では、光センサ103と被験者の胴部に巻き付けたベルト部材110に設けた光反射部120とを用いて距離h3を求める場合について説明しているがこれに限定されるものではない。たとえば、光センサ103に代わり赤外発光ダイオードを用いた測距センサ(たとえば、シャープ社製、品番GP2D12等)を用いることで、光反射部120を不要とすることができる。また、接触部130および接触検出部140に代わり、支柱101に被験者の胴部の接触に基づくON/OFFスイッチを設けることで、ベルト部材110を不要することができる。
【0084】
測距センサを用いて、距離h3を求める場合には、被験者自信が腹部の測定位置を認識できるように、レーザポインタ等を用いて、測距センサによる距離測定位置が明確になるようにしておくことが好ましい。なお、光センサ103および光反射部120を用いて距離を測定する場合には光反射部120からの光が返ってきた時点で自動的に測定を完了し、光反射部を用いない測距センサを用いる場合には、被験者が手動で測定を行なうことになる。
【0085】
このように、今回開示した上記各実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではない。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって画定され、また特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。
【符号の説明】
【0086】
1A 体脂肪測定装置、10 制御部、11 演算処理部、12 生体インピーダンス測定部、13 体形情報測定部、14 体組成情報取得部、14a 内臓脂肪量算出部、14b 皮下脂肪量算出部、21 定電流生成部、22 端子切替部、23 電位差検出部、24A 胴部横幅検出部、24B 胴部縦幅検出部、25 被験者情報入力部、26 表示部、27 操作部、28 電源部、29 メモリ部、100 胴部幅測定装置(胴部幅測定部)、101 支柱、102 測定バー、102g グリップ、103 光センサ、110 ベルト部材、120 光反射部、130 接触部、140 接触検出部、140a 第1接触検出部、140b 第2接触接出部、150 測定開始スイッチ、305 胴部、305n 臍、A1 第1支持点、A2 第2支持点、S1 第1角度センサ、S2 第2角度センサ。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
仰臥位姿勢の被験者の胴部横幅および胴部縦幅を測定するための胴部幅測定装置であって、
前記被験者の前記胴部の側面に配置される支柱と、
前記支柱に対して第1支持点を中心に上下方向に回動可能に支持され、前記被験者の前記胴部上方に向かって延びる測定バーと、
前記被験者の前記胴部上方に位置する前記測定バーに保持され、重力方向に垂下するように第2支持点を中心に回動可能に保持される距離センサと、
前記第1支持点および前記第2支持点の少なくともいずれか一方に設けられる角度センサと、
前記角度センサから得られる前記測定バーの鉛直方向に対する傾斜角度情報、および、前記距離センサから得られる情報を処理する制御部と、
を備え、
前記制御部では、
前記距離センサからの情報に基づき得られた距離情報、および前記角度センサから得られる前記測定バーの鉛直方向に対する傾斜角度情報に基づき、前記被験者の前記胴部横幅および前記胴部縦幅が計測される、胴部幅測定装置。
【請求項2】
前記被験者の臍位置に配置される光反射部と、
前記支柱に設けられ、前記胴部との接触を検知する接触検出部と、
をさらに含み、
前記距離センサに光センサを用い、
前記被験者の前記胴部横幅および前記胴部縦幅の計測に際しては、
前記制御部では、前記接触検出部からの前記胴部との接触情報を得るとともに、前記光センサから出射された光が前記光反射部を反射して前記光センサに戻る状態において、前記光センサからの情報に基づき得られた、前記光センサと前記光反射部との間の距離情報、および前記角度センサから得られる前記測定バーの鉛直方向に対する傾斜角度情報に基づき、前記被験者の前記胴部横幅および前記胴部縦幅が計測される、請求項1に記載の胴部幅測定装置。
【請求項3】
前記被験者の胴部の一方の側面に接触部が配置され、
前記接触検出部は、
前記接触部が前記接触検出部に接触する状態では、電流が流れる情報を前記制御部に送り、
前記接触部が前記接触検出部に接触しない状態では、電流が流れない情報を前記制御部に送る、請求項2に記載の胴部幅測定装置。
【請求項4】
前記光反射部および前記接触部は、前記被験者の前記胴部の周りに装着されるベルト部材に設けられる、請求項3に記載の胴部幅測定装置。
【請求項5】
上記測定バーの前記第1支持点を挟んで、前記光センサが設けられる側とは反対側には、前記被験者が把持するグリップ部を有し、
前記グリップ部の近傍には、当該胴部幅測定装置による計測を開始する信号を前記制御部に送る測定開始スイッチが設けられている、請求項2から4のいずれかに記載の胴部幅測定装置。
【請求項6】
請求項1から5のいずれかに記載の胴部幅測定装置を備える、体脂肪測定装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【公開番号】特開2012−170535(P2012−170535A)
【公開日】平成24年9月10日(2012.9.10)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−33258(P2011−33258)
【出願日】平成23年2月18日(2011.2.18)
【出願人】(503246015)オムロンヘルスケア株式会社 (584)
【Fターム(参考)】