JP2012040093A - 体脂肪測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】測定の際の操作が容易で使い勝手がよく、高精度に内臓脂肪量等の体脂肪量を測定することが可能な体脂肪測定装置を提供する。
【解決手段】体脂肪測定装置１は、被験者３００の背部に接触させるための余剰の背部用電極４３を含む背部用電極群支持ユニット１００Ａと、被験者３００の胴部３０１の横幅および縦幅を検出するための胴部幅計測ユニット２００Ａと、背部用電極群支持ユニット１００Ａと胴部幅計測ユニット２００Ａとの相対的な位置関係を検出する位置検出部と、位置検出部によって検出された位置情報に基づいて背部用電極群に含まれる複数の背部用電極４３のうちから、被験者３００の臍位置に対応する部分の背部に接触配置された背部用電極を選択する電極選択部と、選択した背部用電極を用いて被験者３００の生体インピーダンスを測定する生体インピーダンス測定部とを備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、生体インピーダンスを測定することによって被験者の体脂肪量を算出することが可能に構成された体脂肪測定装置に関し、より特定的には、容易に内臓脂肪量等の体脂肪量を測定することが可能に構成された体脂肪測定装置に関する。

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。

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如くの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。

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。上記家庭用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。

しかしながら、生体インピーダンス法を利用した従来の体脂肪測定装置は、上述したように全身または四肢あるいは胴部といった身体の部位別の体脂肪の蓄積度合いを測定するためのものであり、内臓脂肪の蓄積度合いや皮下脂肪の蓄積度合いを個別に抽出して正確に測定できるものではない。これは、上述したように、従来の体脂肪測定装置にあっては、四肢のみに電極が取付けられる構成であるため、内臓脂肪と皮下脂肪とを区別して個別に精度よく測定が行なえないためである。

そこで、このような問題を解決するために、直接胴部に電極を接触させ、当該電極を用いて生体インピーダンスを測定し、これに基づいて内臓脂肪量や皮下脂肪量を個別に精度よく算出することが検討されている。

たとえば、特開２００２−３６９８０６号公報（特許文献１）には、ベルト部材の内周面上に電極を設け、当該ベルト部材を被験者の胴部に巻き付けて固定することにより、電極が胴部に対して接触配置されるように構成された体脂肪測定装置が開示されている。

また、特開２００５−２８８０２３号公報（特許文献２）や特開２００８−２３２３２号公報（特許文献３）には、被験者の腹部に装着する装着ユニットの表面に電極を設け、当該装着ユニットを腹部に押し当てることで電極が腹部に対して接触配置されるように構成された体脂肪測定装置が開示されている。

さらに、特開２００８−２９５８８１号公報（特許文献４）には、ベルト部材の内周面上に電極を設け、当該ベルト部材を被験者の胴部に巻き付けて固定するとともに、クリップ状の部材に電極を設け、当該クリップ状の部材を被験者の手および足に装着することにより、仰臥位にある被験者の腹部および手足に電極が接触配置されるように構成された体脂肪測定装置が開示されている。

また、具体的な装置構成についての言及はないものの、特開２００８−２２８８９０号公報（特許文献５）には、被験者の腹部に電極を接触配置させることなく胴部の背部（すなわち背中）に電極を接触配置させるとともに、手および足に電極を接触配置させて生体インピーダンスを測定し、当該測定した生体インピーダンスに基づいて内臓脂肪量および皮下脂肪量を算出することにより、高精度にこれら内臓脂肪量および皮下脂肪量が測定できることが記載されている。これは、腹部側に蓄積する皮下脂肪の厚みが、背部側に蓄積する皮下脂肪の厚みに比べて相対的に薄いため、腹部に電極を接触配置させた場合には、印加した電流が除脂肪部分を流れるために誤差が生じ易くなってしまうことがその要因の一つとして挙げられる。

一方、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、胴部周囲長や胴部横幅および胴部縦幅といった被験者の胴部の体格を実測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。

たとえば、上記特許文献２に開示の体脂肪測定装置にあっては、被験者の腹部に装着する装着ユニットに被験者の胴部の両側部（すなわち両脇腹）に接触させる一対のアーム部を移動可能に設け、当該アーム部を両脇腹に接触させることで胴部横幅を実測し、当該実測結果を体脂肪量算出のための演算処理に使用することとしている。

また、上記特許文献３に開示の体脂肪測定装置にあっては、被験者の腹部に装着する装着ユニットに被験者の背中に接触させるアーム部を移動可能に設け、当該アーム部を背中に接触させることで胴部縦幅を実測し、当該実測結果を体脂肪量算出のための演算処理に使用することとしている。

さらには、上記特許文献４に開示の体脂肪測定装置にあっては、被験者の胴部に装着するベルト部材の巻き付け長さを検出することで胴部周囲長を実測し、当該実測結果を体脂肪量算出のための演算処理に使用することとしている。

特開２００２−３６９８０６号公報 特開２００５−２８８０２３号公報 特開２００８−２３２３２号公報 特開２００８−２９５８８１号公報 特開２００８−２２８８９０号公報

上述したように、生体インピーダンス法を応用して高精度に内臓脂肪量等を測定するためには、被験者の胴部に電極を接触配置するとともに、胴部周囲長や胴部横幅および胴部縦幅といった被験者の胴部の体格を実測することが必要になる。その際、より高精度に内臓脂肪量等を測定するためには、被験者の胴部に接触配置する電極の胴部に対する正確な位置決めと、被験者の体格を実測するための測距手段の胴部に対する正確な位置決めが必須となってくる。

仮に、被験者の胴部に対する電極の位置決めが正しくなされていない場合には、測定された生体インピーダンスに大きな誤差が含まれることになり、算出される内臓脂肪量等に大きな誤差が生じてしまう結果となる。また、仮に、被験者の胴部に対する測距手段の位置決めが正しくなされていない場合には、測定された被験者の胴部の体格情報に大きな誤差が含まれることになり、算出される内臓脂肪量等に大きな誤差が生じてしまう結果となる。そのため、通常は、電極の位置決めや測距手段の位置決めが被験者の臍を基準に行なわれるように体脂肪測定装置が構成されており、当該位置決めのための各種のインジケータ等が体脂肪測定装置に具備される構成が採用されている。

ここで、上述した特許文献２ないし４に開示の如く、胴部に接触配置する電極と測距手段とを単一のユニットに一体化させて設けた場合には、一回の位置決めで両者が胴部に対して正確に位置決めされることになる。

しかしながら、上述した特許文献２および３に開示された体脂肪測定装置の如く、移動可能に設けられたアーム部を胴部に接触させて胴部横幅および胴部縦幅を実測するように構成した場合には、胴部の前後方向および左右方向の２方向に沿ってアーム部を個別に移動させるように被験者等にその操作を強いることとなってしまい、必ずしも使い勝手のよい体脂肪測定装置とすることができない問題が生じてしまう。特に、補助者等の協力を得なくとも被験者自らが１人で測定できるように体脂肪測定装置を構成することを想定した場合には、上述した操作は非常に煩雑なものとなってしまい、簡単かつ簡便に内臓脂肪量等を測定することの大きな妨げとなってしまう。

また、上述した特許文献４に開示された体脂肪測定装置の如く、電極が設けられたベルト部材を用いて胴部周囲長を実測するように構成した場合には、当該ベルト部材を胴部に適度な巻き付け強さでぴったりと巻き付ける作業を被験者等に強いることとなってしまい、必ずしも使い勝手のよい体脂肪測定装置とすることができない問題が生じてしまう。なお、実測すべき被験者の体格情報としては、より高精度に被験者の胴部断面積を推定することが可能な胴部横幅および胴部縦幅とされることが好ましく、当該観点からも上記特許文献４に開示された体脂肪測定装置は、改善の余地があるものである。

このように、従来の体脂肪測定装置は、必ずしもその使い勝手がよいものとは言えず、再現性よく高精度に体脂肪測定が行なえない問題があった。

したがって、本発明は、上述した問題点を解決すべくなされたものであり、測定の際の操作が容易で使い勝手がよく、高精度に内臓脂肪量等の体脂肪量を測定することが可能な体脂肪測定装置を提供することを目的とする。

本発明に基づく体脂肪測定装置は、胴部用電極群と、胴部用電極群支持ユニットと、胴部幅検出部と、胴部幅計測ユニットと、位置検出部と、電極選択部と、生体インピーダンス測定部と、体脂肪量算出部とを備えている。上記胴部用電極群は、被験者の胴部の表面に接触させるための複数の電極を含んでいる。上記胴部用電極群支持ユニットは、上記胴部用電極群に含まれる複数の電極の少なくとも一部を被験者の胴部に接触させるためのものであり、上記胴部用電極群支持ユニットには、上記胴部用電極群が設けられている。上記胴部幅検出部は、被験者の胴部幅を検出するための部位である。上記胴部幅計測ユニットには、上記胴部幅検出部が設けられている。上記位置検出部は、上記胴部用電極群支持ユニットと上記胴部幅計測ユニットとの相対的な位置関係を検出する部位であり、上記電極選択部は、上記位置検出部によって検出された位置情報に基づいて上記胴部用電極群に含まれる複数の電極のうちから特定の電極を選択する部位である。生体インピーダンス測定部は、上記電極選択部にて選択された電極を用いて被験者の身体の生体インピーダンスを測定する部位であり、上記体脂肪量算出部は、上記生体インピーダンス測定部にて測定された生体インピーダンスおよび上記胴部幅検出部にて検出された胴部幅に基づいて体脂肪量を算出する部位である。

上記本発明に基づく体脂肪測定装置は、上記胴部幅計測ユニットを被験者の胴部の体軸方向に沿って移動可能に案内する案内機構をさらに備えていることが好ましい。

上記本発明に基づく体脂肪測定装置にあっては、上記胴部用電極群支持ユニットが、被験者が寝転んだ姿勢において被験者の胴部の下に配置が可能なマットにて構成されていることが好ましく、その場合には、上記胴部幅計測ユニットが、被験者が寝転んだ姿勢において被験者の胴部を取り囲むように配置が可能な枠状の部材にて構成されていることが好ましい。

上記本発明に基づく体脂肪測定装置において、上記胴部用電極群支持ユニットが上記マットにて構成されている場合には、上記胴部用電極群に含まれる複数の電極が上記マットの主表面上に整列して配設されていることが好ましい。

上記本発明に基づく体脂肪測定装置において、上記胴部幅計測ユニットが上記枠状の部材にて構成されている場合には、上記胴部幅検出部が上記枠状の部材に配設された非接触式の測距センサにて構成されていることが好ましい。

上記本発明に基づく体脂肪測定装置において、上記胴部幅計測ユニットが上記枠状の部材にて構成されている場合には、上記胴部幅計測ユニットが、測定に際して被験者の臍位置に位置決めして配置されることが好ましい。

上記本発明に基づく体脂肪測定装置にあっては、上記電極選択部が、上記胴部用電極群に含まれる複数の電極のうち、上記胴部幅計測ユニットを用いて胴部幅が検出された部分の被験者の胴部位置に対応する部分に配置された電極を上記特定の電極として選択するように構成されていることが好ましい。

上記本発明に基づく体脂肪測定装置にあっては、上記胴部用電極群に含まれる複数の電極が、被験者の胴部の背中側の部分である背部の表面に接触させるための電極であることが好ましい。

上記本発明に基づく体脂肪測定装置にあっては、上記体脂肪量算出部が、被験者の内臓脂肪量を算出する内臓脂肪量算出部および被験者の皮下脂肪量を算出する皮下脂肪量算出部の少なくともいずれかを含んでいることが好ましい。

本発明によれば、測定の際の操作が容易で使い勝手がよく、高精度に内臓脂肪量等の体脂肪量を測定することが可能な体脂肪測定装置とすることができる。

本発明の実施の形態１における体脂肪測定装置の測定原理を説明するための概念図である。 本発明の実施の形態１における体脂肪測定装置の機能ブロックの構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１における体脂肪測定装置の構成および測定姿勢を示す概略斜視図である。 本発明の実施の形態１における体脂肪測定装置の胴部幅計測ユニットの構成およびこれを用いた胴部横幅および胴部縦幅の計測方法を説明するための模式図である。 本発明の実施の形態１における体脂肪測定装置において、胴部幅計測ユニットの位置決めを行なった後の状態の一例を示す模式平面図である。 本発明の実施の形態１における体脂肪測定装置において、胴部幅計測ユニットの位置決めを行なった後の状態の他の例を示す模式平面図である。 本発明の実施の形態１における体脂肪測定装置の制御部の処理を示すフロー図である。 本発明の実施の形態２における体脂肪測定装置の胴部幅計測ユニットの構成を説明するための模式図である。

以下、本発明の実施の形態について、図を参照して詳細に説明する。なお、以下に示す各実施の形態においては、同一または対応する部分に図中同一の符号を付し、その説明は個々には繰り返さない。

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。「胴部横幅」は、体軸と直交する胴部の横断面における左右の端部間の寸法であり、「胴部縦幅」は、体軸と直交する胴部の横断面における前後の端部間の寸法である。また、「胴部幅」は、上述した「胴部横幅」および「胴部縦幅」のいずれか一方または両方を意味している。なお、上述した「胴部横幅」および「胴部縦幅」を決定する際の上記横断面は、好適には臍位置に対応する部分の胴部の横断面とされる。

（実施の形態１）
図１（Ａ）および図１（Ｂ）は、本発明の実施の形態１における体脂肪測定装置の測定原理を説明するための概念図である。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。

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ＥＩａ_A1，ＥＩａ_A2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ＥＩｂ_A1，ＥＩｂ_A2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ＥＶａ_A1，ＥＶｂ_A1，ＥＶａ_A2，ＥＶｂ_A2，ＥＶａ_A3，ＥＶｂ_A3，ＥＶａ_A4，ＥＶｂ_A4の合計８個の電極が取付けられる。

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ＥＩａ_A1，ＥＩａ_A2，ＥＩｂ_A1，ＥＩｂ_A2を用いて、胴部を通る定電流Ｉ_Aが被験者に印加される。そして、この定電流Ｉ_A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ＥＶａ_A1，ＥＶｂ_A1を用いて電位差Ｖ_A1が検出され、背部表面に取付けられた一対の電極ＥＶａ_A2，ＥＶｂ_A2を用いて電位差Ｖ_A2が検出され、背部表面に取付けられた一対の電極ＥＶａ_A3，ＥＶｂ_A3を用いて電位差Ｖ_A3が検出され、背部表面に取付けられた一対の電極ＥＶａ_A4，ＥＶｂ_A4を用いて電位差Ｖ_A4が検出される。

このようにして検出された電位差Ｖ_A1，Ｖ_A2，Ｖ_A3，Ｖ_A4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Ｖ_A1，Ｖ_A2，Ｖ_A3，Ｖ_A4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。

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Ｉ_Aが流されているため、印加された定電流Ｉ_A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Ｉ_Aを用いて測定された電位差Ｖ_A1，Ｖ_A2，Ｖ_A3，Ｖ_A4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。

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ＥＩａ_B1，ＥＩｂ_B1，ＥＶａ_B1，ＥＶｂ_B1，ＥＶａ_B2，ＥＶｂ_B2，ＥＩａ_B2，ＥＩｂ_B2の合計８個の電極が取付けられる。

この状態において、一対の電極ＥＩａ_B1，ＥＩｂ_B1を用いて、背部を局所的に通る定電流Ｉ_B1が被験者に印加され、一対の電極ＥＩａ_B2，ＥＩｂ_B2を用いて、背部を局所的に通る定電流Ｉ_B2が被験者に印加される。そして、この定電流Ｉ_B1，Ｉ_B2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ＥＶａ_B1，ＥＶｂ_B1を用いて電位差Ｖ_B1が検出され、背部表面に取付けられた一対の電極ＥＶａ_B2，ＥＶｂ_B2を用いて電位差Ｖ_B2が検出される。ここで、被験者に印加される２つの定電流Ｉ_B1，Ｉ_B2の電流値は、同じ値とされる。

このようにして検出された電位差Ｖ_B1，Ｖ_B2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Ｖ_B1，Ｖ_B2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。

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Ｉ_B1，Ｉ_B2が印加されているため、印加された定電流Ｉ_B1，Ｉ_B2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Ｉ_B1，Ｉ_B2を用いて測定された電位差Ｖ_B1，Ｖ_B2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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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）ないし式（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。

Ｓｘ＝α×π×ａ×ｂ−β×ａ×（１／Ｚｔ）−γ×ａ×Ｚｓ ・・・式（６）

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ブロック図である。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。

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１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、胴部横幅検出部２４Ａと、胴部縦幅検出部２４Ｂと、被験者情報入力部２５と、表示部２６と、操作部２７と、電源部２８と、メモリ部２９と、位置検出部３０と、被験者の身体に装着される複数の電極４１，４２，４３とを有している。制御部１０は、演算処理部１１と、電極選択部１５とを含んでおり、演算処理部１１は、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。

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１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。

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４１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４２と、被験者の背部表面に接触配置される背部用電極４３とを含んでいる。このうち、手用電極４１は、被験者の手首に接触配置され、足用電極４２は、被験者の足首に接触配置される。また、背部用電極４３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４１、足用電極４２および背部用電極４３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。

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の電極選択部１５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と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の電極選択部１５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４１，４２，４３のうちのいずれかが、図１（Ａ）に示した各電極ＥＩａ_A1，ＥＩａ_A2，ＥＩｂ_A1，ＥＩｂ_A2，ＥＶａ_A1，ＥＶｂ_A1，ＥＶａ_A2，ＥＶｂ_A2，ＥＶａ_A3，ＥＶｂ_A3，ＥＶａ_A4，ＥＶｂ_A4、および図１（Ｂ）に示した電極ＥＩａ_B1，ＥＩｂ_B1，ＥＶａ_B1，ＥＶｂ_B1，ＥＶａ_B2，ＥＶｂ_B2，ＥＩａ_B2，ＥＩｂ_B2として機能することになる。

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。

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の生体インピーダンス測定部１２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。

胴部横幅検出部２４Ａおよび胴部縦幅検出部２４Ｂは、被験者の胴部横幅および胴部縦幅をそれぞれ非接触で測定するための検出部位であり、たとえば光電センサ等の測距センサにて構成される。これら胴部横幅検出部２４Ａおよび胴部縦幅検出部２４Ｂは、検出値に応じた信号を体形情報測定部１３に対して出力する。なお、上述した測距センサとしては、光電センサの他にも、超音波や電磁波（レーザ光、可視光等を含む各種波長帯の光、電波、磁気、電界等）を利用する各種の非接触式測距センサや、各種エンコーダ等を利用した移動量検出センサ等を利用することができる。

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。

位置検出部３０は、後述する胴部幅計測ユニット１００Ａ（図３等参照）と、同じく後述する背部用電極群支持ユニット２００Ａ（図３等参照）との相対的な位置関係を検出する部位であり、たとえば各種エンコーダ等を利用した移動量検出センサにて構成される。この位置検出部３０は、検出値に応じた信号を電極選択部１５に対して出力する。なお、位置検出部３０としては、上述した各種エンコーダ等を利用した移動量検出センサの他にも、超音波や電磁波（レーザ光、可視光等を含む各種波長帯の光、電波、磁気、電界等）を利用する各種の非接触式測距センサ等を利用することができる。

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。体形情報測定部１３は、胴部横幅検出部２４Ａおよび胴部縦幅検出部２４Ｂから入力された信号に基づいて被験者の胴部の横幅および縦幅を算出し、これを体組成情報取得部１４に出力する。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、体形情報測定部１３から入力さ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。

電極選択部１５は、背部用電極群に含まれる複数の電極４３のうちから特定の電極を選択する部位であり、上述した位置検出部３０から入力された位置情報に基づいて上記特定の電極を選択し、選択した電極がそれぞれ上述した定電流印加電極または電位差検出電極として機能するように端子切替部２２の動作を制御する。

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１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。

操作部２７は、体脂肪測定装置１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。

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。

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１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。

図３は、本実施の形態における体脂肪測定装置の構成および測定姿勢を示す概略斜視図である。図４は、本実施の形態における体脂肪測定装置の胴部幅計測ユニットの構成およびこれを用いた胴部横幅および胴部縦幅の計測方法を説明するための模式図である。次に、これら図３および図４を参照して、本実施の形態における体脂肪測定装置の構成、測定姿勢、胴部幅計測ユニットの構成、これを用いた胴部横幅および胴部縦幅の計測方法等について説明する。

まず、図３および図４を参照して、本実施の形態における体脂肪測定装置の構成および胴部幅計測ユニットの構成について説明する。

図３に示すように、本実施の形態における体脂肪測定装置１は、主として、胴部幅計測ユニット１００Ａと、背部用電極群支持ユニット２００Ａと、右手装着ユニット１２２Ａと、左手装着ユニット１２２Ｂと、右足装着ユニット１２３Ａと、左足装着ユニット１２３Ｂと、本体ユニット１３０とを備えている。これらユニット１００Ａ，２００Ａ，１２２Ａ，１２２Ｂ，１２３Ａ，１２３Ｂ，１３０には、上述した各種機能ブロックが設けられている。本体ユニット１３０と、残る他のユニット１００Ａ，２００Ａ，１２２Ａ，１２２Ｂ，１２３Ａ，１２３Ｂのそれぞれとは、接続ケーブル１３２によって電気的に接続されており、当該接続ケーブル１３２を介して上述した各種機能ブロック間の信号の授受等が行なわれる。

本体ユニット１３０は、その上面に被験者情報入力部２５、操作部２７および表示部２６等が設けられてなる箱状のユニットからなり、上述した制御部１０、定電流生成部２１、端子切替部２２、電位差検出部２３、電源部２８およびメモリ部２９等を含んでいる。

背部用電極群支持ユニット２００Ａは、ベッド面４０１上に展開した状態で載置が可能なシート状のユニットからなり、絶縁性のマット２１０と、マット２１０の主表面上に配設された複数の背部用電極４３と、マット２１０の主表面上に設けられた案内機構としての一対のガイドレール２２０Ａ，２２０Ｂとを含んでいる。背部用電極４３は、マット２１０上において行列状に整列して設けられており、当該背部用電極４３が設けられた領域は、マット２１０上に仰臥位にて寝転んだ被験者３００の体軸方向に沿って延在するように構成されている。また、ガイドレール２２０Ａ，２２０Ｂは、背部用電極４３が設けられた領域を挟み込むように被験者３００の上記体軸方向と直交する方向に設けられており、それぞれのガイドレール２２０Ａ，２２０Ｂは、被験者３００の上記体軸方向に沿って延在している。

ここで、マット２１０に設けられる背部用電極４３の数は、特に限定されるものではないが、少なくとも１回の体脂肪測定において必要となる背部用電極４３の数よりも多い数とされる。すなわち、たとえば１回の体脂肪測定において図１に示す如く合計８個（２行×４列）の背部用電極４３が必要である場合には、少なくともマット２１０上に設けられる背部用電極４３の数としては、合計１２個（３行×４列）以上とされる。

背部用電極４３は、マット２１０上に被験者３００が仰臥位にて寝転んだ姿勢において被験者３００の胴部３０１の背部表面に確実に接触するように、上記マット２１０の主表面から僅かに突出して設けられている。なお、背部用電極群支持ユニット２００Ａに設けられた背部用電極４３は、いずれも上記接続ケーブル１３２を介して本体ユニット１３０に設けられた端子切替部２２に接続されている。

右手装着ユニット１２２Ａおよび左手装着ユニット１２２Ｂは、いずれもクリップ状のユニットからなり、測定時においてそれぞれ被験者３００の右手３０２Ａおよび左手３０２Ｂに装着される。右手装着ユニット１２２Ａおよび左手装着ユニット１２２Ｂには、それぞれ手用電極４１が配設されている。手用電極４１は、右手装着ユニット１２２Ａおよび左手装着ユニット１２２Ｂをそれぞれ右手３０２Ａおよび左手３０２Ｂに装着した状態において、当該被験者３００の右手表面および左手表面に接触するように、右手装着ユニット１２２Ａおよび左手装着ユニット１２２Ｂにそれぞれ露出して設けられている。なお、右手装着ユニット１２２Ａおよび左手装着ユニット１２２Ｂに設けられた手用電極４１は、いずれも上記接続ケーブル１３２を介して本体ユニット１３０に設けられた端子切替部２２に接続されている。

右足装着ユニット１２３Ａおよび左足装着ユニット１２３Ｂは、いずれもクリップ状のユニットからなり、測定時においてそれぞれ被験者３００の右足３０３Ａおよび左足３０３Ｂに装着される。右足装着ユニット１２３Ａおよび左足装着ユニット１２３Ｂには、それぞれ足用電極４２が配設されている。足用電極４２は、右足装着ユニット１２３Ａおよび左足装着ユニット１２３Ｂをそれぞれ右足３０３Ａおよび左足３０３Ｂに装着した状態において、当該被験者３００の右足表面および左足表面に接触するように、右足装着ユニット１２３Ａおよび左足装着ユニット１２３Ｂにそれぞれ露出して設けられている。なお、右足装着ユニット１２３Ａおよび左足装着ユニット１２３Ｂに設けられた足用電極４２は、いずれも上記接続ケーブル１３２を介して本体ユニット１３０に設けられた端子切替部２２に接続されている。

図３および図４に示すように、胴部幅計測ユニット１００Ａは、ベッド面４０１上に仰臥位にて寝転んだ姿勢にある被験者３００の胴部３０１を取り囲むように配置が可能な枠形状を有する門型のユニットからなる。より詳細には、胴部幅計測ユニット１００Ａは、棒状の上部枠状部１１１、棒状の右側部枠状部１１２および棒状の左側部枠状部１１３を含む枠体１１０によって構成されており、右側部枠状部１１２および左側部枠状部１１３の下端にそれぞれ案内機構としてのキャスタ１１２ａ，１１３ａを有している。これらキャスタ１１２ａ，１１３ａは、上述した背部用電極群支持ユニット２００Ａに設けられたガイドレール２２０Ａ，２２０Ｂにそれぞれ係合可能とされており、これにより胴部幅計測ユニット１００Ａは、背部用電極群支持ユニット２００Ａ上において、被験者３００の体軸方向（図３に示す矢印Ｘ方向）に沿って移動可能に構成されている。

図４に示すように、胴部幅計測ユニット１００Ａの右側部枠状部１１２および左側部枠状部１１３の内側表面（すなわち、胴部幅計測ユニット１００Ａが被験者３００の胴部３０１を取り囲むように配置された状態において、被験者３００の胴部３０１に面する側の胴部幅計測ユニット１００Ａの表面）には、上述した胴部横幅検出部２４Ａとしての測距センサ２４Ａ１，２４Ａ２がそれぞれ取付けられている。測距センサ２４Ａ１，２４Ａ２は、いずれも胴部幅計測ユニット１００Ａの内側に向けて水平方向に光を照射し、その反射光を受光することによって測距センサ２４Ａ１，２４Ａ２から検出体である被験者３００の胴部３０１までの距離を測定するものである。なお、胴部幅計測ユニット１００Ａに設けられた測距センサ２４Ａ１，２４Ａ２は、いずれも上記接続ケーブル１３２を介して本体ユニット１３０に設けられた制御部１０に接続されている。

また、胴部幅計測ユニット１００Ａの上部枠状部１１１の内側表面（すなわち、胴部幅計測ユニット１００Ａが被験者３００の胴部３０１を取り囲むように配置された状態において、被験者３００の胴部３０１に面する側の胴部幅計測ユニット１００Ａの表面）には、上述した胴部縦幅検出部２４Ｂとしての測距センサ２４Ｂ１が取付けられている。測距センサ２４Ｂ１は、胴部幅計測ユニット１００Ａの内側に向けて鉛直方向に光を照射し、その反射光を受光することによって測距センサ２４Ｂ１から検出体である被験者３００の胴部３０１までの距離を測定するものである。なお、胴部幅計測ユニット１００Ａに設けられた測距センサ２４Ｂ１は、上記接続ケーブル１３２を介して本体ユニット１３０に設けられた制御部１０に接続されている。

次に、図３を参照して、本実施の形態における体脂肪測定装置を用いて内臓脂肪量等の体脂肪量を測定する場合に被験者がとるべき測定姿勢について説明する。

図３に示すように、測定に際しては、被験者３００は、ベッド面４０１上に展開して載置された背部用電極群支持ユニット２００Ａ上に仰臥位で寝転ぶ。その際、背部用電極群支持ユニット２００Ａに設けられた背部用電極４３に背部表面が接触するように寝転ぶ位置を調節する。ただし、その際、厳密な意味において寝転ぶ位置を調節する必要はなく、背部用電極４３が設けられた位置に概ね背部が合致するように寝転ぶことで足りる。また、被験者３００は、右手３０２Ａの手首および左手３０２Ｂの手首に右手装着ユニット１２２Ａおよび左手装着ユニット１２２Ｂを装着するとともに、右足３０３Ａの足首および左足３０３Ｂの足首に右足装着ユニット１２３Ａおよび左足装着ユニット１２３Ｂを装着する。

この状態において、胴部幅計測ユニット１００Ａは、体軸方向に沿ってその位置が調節され、臍位置を含む部分の胴部３０１周りに位置決めして配置される。これにより、当該胴部幅計測ユニット１００Ａを用いて胴部横幅および胴部縦幅が測定されることになる。なお、当該胴部幅計測ユニット１００Ａの位置決めの際の移動には、上述した案内機構としてのガイドレール２２０Ａ，２２０Ｂおよびこれに係合するキャスタ１１２ａ，１１３ａが利用され、その操作は、補助者が行なってもよいし、被験者自らが行なってもよい。

そして、その後に、背部用電極群支持ユニット２００Ａ、右手装着ユニット１２２Ａ、左手装着ユニット１２２Ｂ、右足装着ユニット１２３Ａおよび左足装着ユニット１２３Ｂに設けられた電極４１，４２，４３を用いて生体インピーダンスが測定されることになる。以上により、内臓脂肪量等の体脂肪測定が実施されることになる。

次に、図４を参照して、本実施の形態における体脂肪測定装置に具備された胴部幅計測ユニットを用いた胴部横幅および胴部縦幅の計測方法について説明する。

図４に示すように、胴部横幅２×ａの算出には、胴部横幅検出部２４Ａとしての一対の測距センサ２４Ａ１，２４Ａ２が使用される。すなわち、一対の測距センサ２４Ａ１，２４Ａ２にて検出された距離Ａ１（すなわち、右側部枠状部１１２に設けられた測距センサ２４Ａ１と被験者３００の胴部３０１の右側面との間の距離）および距離Ａ２（すなわち、左側部枠状部１１３に設けられた測距センサ２４Ａ２と被験者３００の胴部３０１の左側面との間の距離）と、予め定められている距離Ａ（すなわち、右側部枠状部１１２に設けられた測距センサ２４Ａ１と左側部枠状部１１３に設けられた測距センサ２４Ａ２との間の距離）とを用いれば、被験者３００の胴部横幅２×ａが、以下の式（７）に基づいて算出されることになる。

２×ａ＝Ａ−Ａ１−Ａ２ ・・・式（７）

また、図４に示すように、胴部縦幅２×ｂの算出には、胴部縦幅検出部２４Ｂとしての測距センサ２４Ｂ１が使用される。すなわち、測距センサ２４Ｂ１にて検出された距離Ｂ１（すなわち、上部枠状部１１１に設けられた測距センサ２４Ｂ１と被験者３００の胴部３０１の前面との間の距離）と、予め定められている距離Ｂ（すなわち、上部枠状部１１１に設けられた測距センサ２４Ｂ１とマット２１０との間の距離）とを用いれば、被験者３００の胴部縦幅２×ｂが、以下の式（８）に基づいて算出されることになる。

２×ｂ＝Ｂ−Ｂ１ ・・・式（８）

図５および図６は、本実施の形態における体脂肪測定装置において、胴部幅計測ユニットの位置決めを行なった後の状態の一例および他の例を示す模式平面図である。次に、これら図５および図６を参照して、本実施の形態における体脂肪測定装置における背部用電極の選択方法について説明する。

図３に示すように、被験者３００が背部用電極群支持ユニット２００Ａ上において仰臥位にて寝転んだ測定姿勢をとった状態においては、背部用電極群が設けられた領域上に被験者３００の胴部３０１が位置している。上述したように、当該状態においては、厳密な意味においてその体軸方向に沿っての寝転ぶ位置の調節はなされていないため、たとえば図５および図６に示すように、背部用電極群と被験者３００の背部との体軸方向に沿った位置関係は、体脂肪測定の都度毎に異なることになる。

ここで、本実施の形態における体脂肪測定装置１にあっては、上述したように、胴部幅計測ユニット１００Ａが背部用電極群支持ユニット２００Ａ上において仰臥位にある被験者３００の体軸方向に沿って移動可能に構成されており、体脂肪測定に際して、胴部幅計測ユニット１００Ａが臍位置に対応した位置に配置されることとなるようにその体軸方向の位置が調節される。したがって、当該位置調節後においては、胴部幅計測ユニット１００Ａが存する位置が、被験者３００の臍位置に対応した位置ということになる。

そのため、本実施の形態における体脂肪測定装置１にあっては、上述した位置検出部３０を用いることにより、胴部幅計測ユニット１００Ａの背部用電極群支持ユニット２００Ａに対する相対的な位置を検出し、検出された位置情報に基づいて、余剰に設けられている背部用電極４３のうちから、被験者３００の臍位置に対応する部分の背部に接触配置されている背部用電極（図５および図６において斜線が付されている背部用電極）を選択し、当該選択した背部用電極を用いての生体インピーダンス測定が行なわれる。

より詳細には、電極選択部１５は、位置検出部３０から入力された胴部幅計測ユニット１００Ａの背部用電極群支持ユニット２００Ａに対する相対的な位置の情報を参照し、これに基づいて端子切替部２２を駆動することで当該胴部幅計測ユニット１００Ａが存する位置に対応する背部用電極を選択的に定電流生成部２１または電位差検出部２３に接続し、残る非選択の背部用電極を定電流生成部２１および電位差検出部２３に非接続にする。これにより、背部用電極群に含まれる複数の背部用電極４３のうち、被験者３００の臍位置に対応する部分に接触配置されている背部用電極のみが定電流印加電極または電位差検出電極として機能することになり、高精度の生体インピーダンス測定が可能になる。

なお、具体的な背部用電極の選択条件としては、様々な条件が考えられ、たとえば胴部幅計測ユニット１００Ａの下方に位置する背部用電極のみを選択することとしてもよいし、胴部幅計測ユニット１００Ａの直下に背部用電極が位置していない場合には、体軸方向に沿って胴部幅計測ユニット１００Ａを挟みこむ位置にある直近の背部用電極のみを選択することとしてもよい。また、背部用電極がより密に配置されている場合等には、胴部幅計測ユニット１００Ａの直下に位置する背部用電極を選択せずにこれを体軸方向に挟み込む位置の背部用電極のみを選択することとしてもよい。このように、具体的な背部用電極の選択条件は、特に制限されるものではなく、胴部幅計測ユニット１００Ａを用いて胴部幅が検出された部分の被験者の胴部位置に対応する部分に配置された電極（すなわち、胴部幅計測ユニット１００Ａを用いて胴部幅が検出された部分の被験者の胴部位置の近傍にある電極）が選択されるのであれば、どのような条件であってもよい。

以上により、たとえば図５および図６に示すように、背部用電極群と被験者３００の背部との体軸方向に沿った位置関係がどのような状態にある場合にも、被験者３００の臍位置に対応する部分の胴部３０１が背部用電極群上にある限りにおいては、当該臍位置に対応する部分の背部に接触配置されている背部用電極を使用しての高精度の生体インピーダンス測定が可能になる。

図７は、本実施の形態における体脂肪測定装置の制御部の処理を示すフロー図である。次に、この図７を参照して、本実施の形態における体脂肪測定装置の制御部において実行される一連の処理について説明する。なお、図７のフローチャートに示す処理は、予めプログラムとしてメモリ部２９に格納されており、演算処理部１１を含む制御部１０がこのプログラムを読み出して実行することにより、内臓脂肪断面積の測定処理、皮下脂肪断面積の測定処理が制御部１０によって実現される。

図７に示すように、制御部１０は、まず被験者情報の入力を受け付ける（ステップＳ１）。ここで受け付けた被験者情報は、たとえばメモリ部２９に一時的に保存される。

次に、制御部１０は、測定開始の指示があったか否かを判断する（ステップＳ２）。制御部１０は、測定開始の指示があるまで待機し（ステップＳ２においてＮＯ）、測定開始の指示を検知した場合に（ステップＳ２においてＹＥＳ）、次の処理に移行する。

次に、制御部１０は、胴部の横幅および縦幅を計測する（ステップＳ３）。具体的には、制御部１０は、胴部横幅検出部２４Ａおよび胴部縦幅検出部２４Ｂから入力された信号に基づいて体形情報測定部１３において被験者の胴部の横幅２×ａおよび縦幅２×ｂを取得する。取得した被験者の胴部の横幅２×ａおよび縦幅２×ｂは、一時的にメモリ部２９に保存される。

次に、制御部１０は、電極の設定を行なう（ステップＳ４）。具体的には、制御部１０は、電極選択部１５において、入力された位置検出部３０からの位置情報に基づいて背部用電極群のうちから特定の背部用電極を選択し、これに基づいて端子切替部２２に対して電極の切替えを行なうように指令を出力し、これに基づいて端子切替部２２は、複数の電極４１，４２，４３のそれぞれを、図１（Ａ）に示した各電極の如くに設定する。

次に、制御部１０は、定電流印加電極間に定電流を印加する（ステップＳ５）。具体的には、制御部１０は、定電流生成部２１に対して定電流を生成するように指令を出力し、これに基づいて定電流生成部２１は、図１（Ａ）に示した定電流印加電極間に生成した定電流Ｉ_Aを印加する。

次に、制御部１０は、電位差検出電極間の電位差を検出する（ステップＳ６）。具体的には、制御部１０は、電位差検出部２３に対して電位差を検出するように指令を出力し、これに基づいて電位差検出部２３は、図１（Ａ）に示した電位差検出電極間の電位差Ｖ_A1，Ｖ_A2，Ｖ_A3，Ｖ_A4を検出し、これを生体インピーダンス測定部１２に対して出力する。

次に、制御部１０は、生体インピーダンスＺｔを算出する（ステップＳ７）。具体的には、制御部１０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測定部１２において生体インピーダンスＺｔを算出する。算出された生体インピーダンスＺｔは、メモリ部２９に一時的に保存される。

次に、制御部１０は、改めて電極の設定を行なう（ステップＳ８）。具体的には、制御部１０は、電極選択部１５において、入力された位置検出部３０からの位置情報に基づいて背部用電極群のうちから特定の背部用電極を選択し、これに基づいて端子切替部２２に対して電極の切替えを行なうように指令を出力し、これに基づいて端子切替部２２は、複数の電極４１，４２，４３のそれぞれを、図１（Ｂ）に示した各電極の如くに設定する。

次に、制御部１０は、定電流印加電極間に定電流を印加する（ステップＳ９）。具体的には、制御部１０は、定電流生成部２１に対して定電流を生成するように指令を出力し、これに基づいて定電流生成部２１は、図１（Ｂ）に示した定電流印加電極間に生成した定電流Ｉ_B1，Ｉ_B2をそれぞれ印加する。

次に、制御部１０は、電位差検出電極間の電位差を検出する（ステップＳ１０）。具体的には、制御部１０は、電位差検出部２３に対して電位差を検出するように指令を出力し、これに基づいて電位差検出部２３は、図１（Ｂ）に示した電位差検出電極間の電位差Ｖ_B1，Ｖ_B2を検出し、これを生体インピーダンス測定部１２に対して出力する。

次に、制御部１０は、生体インピーダンスＺｓを算出する（ステップＳ１１）。具体的には、制御部１０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測定部１２において生体インピーダンスＺｓを算出する。算出された生体インピーダンスＺｓは、メモリ部２９に一時的に保存される。

次に、制御部１０は、内臓脂肪断面積および皮下脂肪断面積をそれぞれ算出する（ステップＳ１２）。具体的には、制御部１０は、ステップＳ３で検出された胴部の横幅２×ａおよび縦幅２×ｂと、ステップＳ７で算出された生体インピーダンスＺｔと、ステップＳ１１で算出された生体インピーダンスＺｓとに基づいて、内臓脂肪量算出部１４ａにおいて内臓脂肪量としての内臓脂肪断面積Ｓｘを、皮下脂肪量算出部１４ｂにおいて皮下脂肪量としての皮下脂肪断面積Ｓｂとをそれぞれ算出する。なお、算出した内臓脂肪断面積Ｓｘおよび皮下脂肪断面積Ｓｂは、メモリ部２９に一時的に保存される。

そして、制御部１０は、測定結果の表示を行なう（ステップＳ１３）。具体的には、制御部１０は、表示部２６に対してステップＳ１２において算出した内臓脂肪断面積Ｓｘおよび皮下脂肪断面積Ｓｂを表示するように指令を出力し、これに基づいて表示部２６は、当該測定結果を表示する。

以上により、体脂肪測定装置１は、内臓脂肪断面積の測定処理および皮下脂肪断面積の測定処理を終了する。

以上において説明したように、本実施の形態における体脂肪測定装置１とすることにより、背部用電極を厳密に位置決めして被験者３００の背部に接触させずとも、胴部幅計測ユニット１００Ａを位置決めすることによって自動的に最適な背部用電極が選択されて体脂肪測定が行なえることになる。したがって、上記構成を採用することにより、測定の際の操作が容易で使い勝手がよく、高精度に内臓脂肪量等の体脂肪量を測定することができる体脂肪測定装置とすることができる。しかも、上記構成を採用すれば、補助者等の協力を得なくとも被験者自らが１人で測定を行なうことも可能になるため、日常的に内臓脂肪量等を測定するのに適した体脂肪測定装置とすることができる。

（実施の形態２）
図８は、本発明の実施の形態２における体脂肪測定装置の胴部幅計測ユニットおよび背部用電極群支持ユニットの構成を説明するための模式図である。本実施の形態における体脂肪測定装置は、上述した本発明の実施の形態１における体脂肪測定装置と基本的に同様の構成を有しており、胴部幅計測ユニットおよび背部用電極群支持ユニットの具体的な構成においてのみ相違するものである。

図８に示すように、本実施の形態における体脂肪測定装置の胴部幅計測ユニット１００Ｂは、上部枠状部１１１、右側部枠状部１１２および左側部枠状部１１３を含む枠形状を有する門型のユニットにて構成されている点において上記実施の形態１における胴部幅計測ユニット１００Ａと同様であり、右側部枠状部１１２および左側部枠状部１１３の下端にキャスタが設けられていない点において上記胴部幅計測ユニット１００Ａと相違している。このキャスタに代え、胴部幅計測ユニット１００Ｂの右側部枠状部１１２および左側部枠状部１１３の下端の所定位置には、内側に向けて突出する案内機構としての係合部１１２ｂ，１１３ｂが設けられている。

一方、本実施の形態における体脂肪測定装置の背部用電極群支持ユニット２００Ｂは、マット２１０およびこれに設けられた複数の背部用電極４３に加え、ベッド２３０を有しており、マット２１０は、ベッド２３０のベッド面２３１上に展開されて載置されている。また、本実施の形態における体脂肪測定装置の背部用電極群支持ユニット２００Ｂは、マット２１０にガイドレールが設けられていない点において上記実施の形態１における背部用電極群支持ユニット２００Ａと相違しており、ベッド２３０の側面に胴部幅計測ユニット１００Ｂに設けられた係合部１１２ｂ，１１３ｂに係合する案内機構としてのガイドレール２４０Ａ，２４０Ｂを有している。

これら胴部幅計測ユニット１００Ｂに設けられた係合部１１２ｂ，１１３ｂおよび背部用電極群支持ユニット２００Ｂに設けられたガイドレール２４０Ａ，２４０Ｂからなる案内機構は、胴部幅計測ユニット１００Ａを体軸方向に沿って移動可能に案内するためのものである。

ここで、本実施の形態における体脂肪測定装置にあっては、背部用電極群支持ユニット２００Ｂのマット２１０に立設部２１２が設けられており、当該立設部２１２に位置を示す指標３１（たとえばバーコード等のエンコーダストリップ）が貼り付けられている。また、胴部幅計測ユニット１００Ｂの上記立設部２１２に対面する部分には、上記指標を読み取ることが可能な読み取りセンサ３２（たとえばフォトインタラプタ等）が設置されている。

これら指標３１および読み取りセンサ３２は、胴部幅計測ユニット１００Ｂの背部用電極群支持ユニット２００Ｂに対する相対的な位置関係を検出する位置検出部３０（図２参照）に相当し、当該位置検出部３０によって検出された位置情報に基づいて、電極選択部１５における背部用電極の選択が行なわれる。

このように構成した場合にも、上述した本発明の本実施の形態１における体脂肪測定装置とした場合と同様の効果を得ることができる。すなわち、本実施の形態における体脂肪測定装置とすることにより、測定の際の操作が容易で使い勝手がよく、高精度に内臓脂肪量等の体脂肪量を測定することができる体脂肪測定装置とすることができる。

なお、以上において説明した本発明の実施の形態１および２においては、胴部横幅および胴部縦幅のいずれをも実測することが可能になるように体脂肪測定装置を構成した場合を例示して説明を行なったが、他の測定手段を具備させて胴部周囲長（ウエスト長）を実測可能に構成した場合や、被験者情報として胴部周囲長を入力するように装置を構成した場合等には、胴部横幅および胴部縦幅のうちのいずれか一方のみを実測し、これと胴部周囲長とに基づいて胴部横幅および胴部縦幅のうちの残る他方を算出して、これらに基づいて体脂肪量を算出するように構成することも可能である。

また、上述した本発明の実施の形態１および２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部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部を構成してもよい。

また、上述した本発明の実施の形態１および２においては、内臓脂肪断面積および皮下脂肪断面積のいずれもが算出されて表示されるように構成した場合を例示して説明を行なったが、これらのいずれかのみが表示されるように構成してもよいし、皮下脂肪断面積のみが算出されて表示されるように構成してもよい。さらには、内臓脂肪断面積および皮下脂肪断面積以外の各種体組成情報（たとえば体脂肪量や部位別脂肪量、除脂肪量等）を算出してこれを表示するように構成してもよい。

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。

１ 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、１５ 電極選択部、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、２４Ａ１，２４Ａ２ 測距センサ、２４Ｂ 胴部縦幅検出部、２４Ｂ１ 測距センサ、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、３０ 位置検出部、３１ 指標、３２ 読み取りセンサ、４１ 手用電極、４２ 足用電極、４３ 背部用電極、１００Ａ，１００Ｂ 胴部幅計測ユニット、１１０ 枠体、１１１ 上部枠状部、１１２ａ キャスタ、１１２ｂ 係合部、１１３ 左側部枠状部、１１３ａ キャスタ、１１３ｂ 係合部、１２２Ａ 右手装着ユニット、１２２Ｂ 左手装着ユニット、１２３Ａ 右足装着ユニット、１２３Ｂ 左足装着ユニット、１３０ 本体ユニット、１３２ 接続ケーブル、２００Ａ，２００Ｂ 背部用電極群支持ユニット、２１０ マット、２１２ 立設部、２２０Ａ，２２０Ｂ ガイドレール、２３０ ベッド、２３１ ベッド面、２４０Ａ，２４０Ｂ ガイドレール、３００ 被験者、３０１ 胴部、３０２Ａ 右手、３０２Ｂ 左手、３０３Ａ 右足、３０３Ｂ 左足、４０１ ベッド面。

Claims (9)

1. 被験者の胴部の表面に接触させるための複数の電極を含む胴部用電極群と、
   前記胴部用電極群が設けられ、前記胴部用電極群に含まれる複数の電極の少なくとも一部を被験者の胴部に接触させるための胴部用電極群支持ユニットと、
   被験者の胴部幅を検出するための胴部幅検出部と、
   前記胴部幅検出部が設けられた胴部幅計測ユニットと、
   前記胴部用電極群支持ユニットと前記胴部幅計測ユニットとの相対的な位置関係を検出する位置検出部と、
   前記位置検出部によって検出された位置情報に基づいて前記胴部用電極群に含まれる複数の電極のうちから特定の電極を選択する電極選択部と、
   前記電極選択部にて選択された電極を用いて被験者の身体の生体インピーダンスを測定する生体インピーダンス測定部と、
   前記生体インピーダンス測定部にて測定された生体インピーダンスおよび前記胴部幅検出部にて検出された胴部幅に基づいて体脂肪量を算出する体脂肪量算出部とを備えた、体脂肪測定装置。
2. 前記胴部幅計測ユニットを被験者の胴部の体軸方向に沿って移動可能に案内する案内機構をさらに備えた、請求項１に記載の体脂肪測定装置。
3. 前記胴部用電極群支持ユニットが、被験者が寝転んだ姿勢において被験者の胴部の下に配置が可能なマットにて構成され、
   前記胴部幅計測ユニットが、被験者が寝転んだ姿勢において被験者の胴部を取り囲むように配置が可能な枠状の部材にて構成されている、請求項１または２に記載の体脂肪測定装置。
4. 前記胴部用電極群に含まれる複数の電極が、前記マットの主表面上に整列して配設されている、請求項３に記載の体脂肪測定装置。
5. 前記胴部幅検出部が、前記枠状の部材に配設された非接触式の測距センサにて構成されている、請求項３または４に記載の体脂肪測定装置。
6. 前記胴部幅計測ユニットが、測定に際して被験者の臍位置に位置決めして配置される、請求項３から５のいずれかに記載の体脂肪測定装置。
7. 前記電極選択部が、前記胴部用電極群に含まれる複数の電極のうち、前記胴部幅計測ユニットを用いて胴部幅が検出された部分の被験者の胴部位置に対応する部分に配置された電極を前記特定の電極として選択する、請求項３から６のいずれかに記載の体脂肪測定装置。
8. 前記胴部用電極群に含まれる複数の電極が、被験者の胴部の背中側の部分である背部の表面に接触させるための電極である、請求項１から７のいずれかに記載の体脂肪測定装置。
9. 前記体脂肪量算出部は、被験者の内臓脂肪量を算出する内臓脂肪量算出部および被験者の皮下脂肪量を算出する皮下脂肪量算出部の少なくともいずれかを含んでいる、請求項１から８のいずれかに記載の体脂肪測定装置。

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