JP2002010988A

JP2002010988A - 生体電気インピーダンス測定装置

Info

Publication number: JP2002010988A
Application number: JP2000194245A
Authority: JP
Inventors: Katsu Takehara; 克竹原
Original assignee: Tanita Corp
Current assignee: Tanita Corp
Priority date: 2000-06-28
Filing date: 2000-06-28
Publication date: 2002-01-15
Anticipated expiration: 2020-06-28
Also published as: JP3699338B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】生体電気インピーダンスを正確に測定誤差な
く測定可能であり、測定中に装置を落としてしまう危険
のない生体電気インピーダンス測定装置の提供。【解決手段】両手の手のひらを所定の間隔をあけてほ
ぼ向かい合うように配置して、両手で持ち上げて使用す
る型の生体電気インピーダンス測定装置において、両手
の親指が挿入される１対の親指挿入孔２２ａ、２２ｂ
と、挿入された両手の親指が接触配置される１対の親指
用電極２３ａ、２３ｂと、両手の手のひらが接触配置さ
れる１対の手のひら用電極２４ａ、２４ｂと、１対の親
指用電極または１対の手のひら用電極の一方の１対の電
極に交流電流を供給する交流電流供給手段と、他方の１
対の電極間の電圧を測定する電圧測定手段と、供給され
た交流電流と測定された電圧とに基づいて生体電気イン
ピーダンスを演算する演算手段とを備えることを特徴と
する生体電気インピーダンス測定装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、生体電気インピー
ダンス、または、生体電気インピーダンスと共に体脂
肪、体水分、脈拍、血圧等を測定するための生体電気イ
ンピーダンス測定装置に関し、特に、両手の手のひらを
所定の間隔をあけてほぼ向かい合うように配置して、両
手で持ち上げて使用する型の生体電気インピーダンス測
定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この型の生体電気インピーダンス
測定装置としては、図１に示すように、１対のグリップ
部１１ａ、１１ｂが備えられ、１対のグリップ部１１
ａ、１１ｂには、１対の測定電流印加電極１２ａ、１２
ｂと１対の測定電流印加電極１３ａ、１３ｂとが備えら
れているような手専用電極型のもの１０が知られてい
る。この生体電気インピーダンス測定装置１０を用いて
生体電気インピーダンスを測定する場合、被測定者は、
両手の手のひらが所定の間隔をあけてほぼ向かい合うよ
うに両手で１対のグリップ部１１ａ、１１ｂを握って、
両手の指を１対の測定電流印加電極１２ａ、１２ｂおよ
び１対の電圧測定電極１３ａ、１３ｂに接触させるよう
にして、両手で生体電気インピーダンス測定装置１０を
持ち上げ、起立位で、両腕をほぼ水平に身体の前方に伸
ばして測定を行う。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この従来の生体電気イ
ンピーダンス測定装置では、グリップ部を握る両手の位
置や向きが固定されないため、測定間で、または、測定
中に測定姿勢が変動してしまい、生体電気インピーダン
スを正確に測定できないという問題があった。

【０００４】また、両手の特に指を電極に接触させて測
定するため、これらの接触面積は狭く、この部分の接触
抵抗は大きくなってしまい、従ってやはり生体電気イン
ピーダンスを正確に測定できないという問題もあった。

【０００５】更に、両手の特に指で生体電気インピーダ
ンス測定装置を握るため、手首の間接や腕部などに無駄
な力がかかってしまい、測定誤差が生じてしまうという
問題や、測定中に生体電気インピーダンス測定装置を落
としてしまうという問題もあった。

【０００６】従って、本発明の目的は、上述した問題点
を解消し、生体電気インピーダンスを正確に測定誤差な
く測定可能であり、測定中に装置を落としてしまう危険
のない生体電気インピーダンス測定装置を提供すること
である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の１つの観点によ
れば、両手の手のひらを所定の間隔をあけてほぼ向かい
合うように配置して、両手で持ち上げて使用する型の生
体電気インピーダンス測定装置において、両手の親指が
挿入される１対の親指挿入孔と、該１対の親指挿入孔に
挿入された両手の親指が接触配置される１対の親指用電
極と、両手の手のひらが接触配置される１対の手のひら
用電極と、１対の親指用電極に交流電流を供給する交流
電流供給手段と、１対の手のひら用電極間の電圧を測定
する電圧測定手段と、供給された交流電流と測定された
電圧とに基づいて生体電気インピーダンスを演算する演
算手段とを備えることを特徴とする生体電気インピーダ
ンス測定装置が提供される。

【０００８】本発明の別の観点によれば、両手の手のひ
らを所定の間隔をあけてほぼ向かい合うように配置し
て、両手で持ち上げて使用する型の生体電気インピーダ
ンス測定装置において、両手の親指が挿入される１対の
親指挿入孔と、該１対の親指挿入孔に挿入された両手の
親指が接触配置される１対の親指用電極と、両手の手の
ひらが接触配置される１対の手のひら用電極と、１対の
手のひら用電極に交流電流を供給する交流電流供給手段
と、記１対の手の親指用電極間の電圧を測定する電圧測
定手段と、供給された交流電流と測定された前記電圧と
に基づいて生体電気インピーダンスを演算する前記演算
手段とを備えることを特徴とする生体電気インピーダン
ス測定装置が提供される。

【０００９】これらの発明の一つの観点によれば、生体
電気インピーダンス測定装置は、両手の手のひらで持ち
上げられるような形状およびサイズにされている。

【００１０】本発明の別の観点によれば、演算手段は体
脂肪、体水分、脈拍、または、血圧のうちの少なくとも
１つを更に演算する。

【００１１】本発明の更に別の観点によれば、交流電流
供給手段は複数の異なる周波数の交流電流を供給し、電
圧測定手段は各周波数の交流電流に対応して電圧を測定
し、演算手段は、供給された異なる周波数の交流電流と
これらに対応して測定された電圧とに基づいて生体電気
インピーダンスを演算するか、または、交流電流供給手
段は単一の周波数の交流電流を供給し、電圧測定手段は
測定された電圧の位相を更に測定し、演算手段は、供給
された電流と測定された電圧との位相差を更に演算す
る。

【００１２】本発明の更に別の観点によれば、演算手段
は細胞内液量対細胞外液量比、細胞外液量対体水分液量
比、細胞内液量、細胞外液量、体水分液量、または、体
脂肪量のうちの少なくとも１つを更に演算する。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に本発明の好適な実施例を図
面に基づいて説明する。

【００１４】図２は、本発明に係る生体電気インピーダ
ンス測定装置の一実施例の外部構成を示す斜視図であ
る。本測定装置２０は、両手の手のひらを所定の間隔を
あけてほぼ向かい合うように配置して両手の特に手のひ
らで持ち上げることができるような形状およびサイズを
しており、図２に示すように、ほぼ箱型のハウジング２
１を備えている。ハウジング２１の左側部分には、ハウ
ジング２１の前面の左上部からハウジング２１の後面の
左上部にほぼ直線状に貫通する左親指挿入孔２２ａと、
左親指挿入孔２２ａの周壁全体に広がり両端面が開口し
た円筒形の左親指用電極２３ａと、左親指挿入孔２２ａ
の下方のハウジング２１の左側部に広がる左手のひら用
電極２４ａとが備えられている。同様に、ハウジング２
１の右側部分には、ハウジング２１の前面の右上部から
ハウジング２１の後面の右上部にほぼ直線状に貫通する
右親指挿入孔２２ｂと、右親指挿入孔２２ｂの周壁全体
に広がり両端面が開口した円筒形の右親指用電極２３ｂ
と、右親指挿入孔２２ｂの下方のハウジング２１の右側
部に広がる右手のひら用電極２４ｂとが備えられてい
る。左親指用電極２３ａおよび右親指用電極２３ｂは１
対の親指用電極２３ａ、２３ｂを形成し、同様に、左手
のひら用電極２４ａおよび右手のひら用電極２４ｂは１
対の手のひら用電極２４ａ、２４ｂを形成している。ま
た、ハウジング２１の前面には、操作案内、測定状況、
測定結果、演算結果等が表示される表示部２５と、本測
定装置２０の制御命令および測定に必要な被測定者の個
人パラメータ等を入力するための操作キー２６と、本測
定装置２０を作動させるための電源キー２７とが備えら
れている。

【００１５】図３は、図２に示した生体電気インピーダ
ンス測定装置の内部構成を示すブロック図である。図３
に示すように、本測定装置２０の内部構成は、主として
制御、演算およびデータの入出力を行う第１ブロック
と、主として生体電気インピーダンス測定およびアナロ
グ信号からデジタル信号への変換を行う第２ブロックと
に分けられ、ハウジング２１内に収容されている。

【００１６】第１ブロックは、測定に関する制御、測定
データの処理等を行う制御および演算装置３１、制御お
よび演算用プログラム、定数等を記憶するＲＯＭ３２、
測定データ、演算結果、外部より読み込んだデータ、プ
ログラム等を一時的に記憶するＲＡＭ３３、測定デー
タ、演算結果、測定に関するパラメータ等を記憶、読み
出し、更新可能な不揮発性の補助記憶装置３４、表示部
２５に接続され、操作案内、測定状況、測定結果、演算
結果等を表示部２５に表示させる表示装置３５、測定に
関するパラメータ、測定結果等を外部機器へ出力し、ま
た、測定に関するパラメータ、測定時の制御情報、制御
プログラム等を外部機器から本測定装置２０へ読み込む
ための外部入出力インターフェイス３６、外部入出力イ
ンターフェイスと外部機器とを接続するための外部イン
ターフェイス端子３７、操作キー２６に接続され、操作
キー２６の押下を受けて、本測定装置２０の制御命令、
測定に必要な被測定者の個人パラメータ等の入力情報を
生成するキー入力装置３８、測定の日時等を管理するた
めの時間情報を取得するための時計装置３９、測定値、
測定値から算出されたパラメータ等を電話回線を通じて
他のコンピュータに送信するためのモデム内蔵の通信装
置４０、電源キー２７に接続され、電源キー２７の押下
を受けて、本測定装置２０の各部分への電力供給を開始
または停止するための電源装置４１、外部から電源装置
４１へ電力を供給するための電源端子４２を備える。

【００１７】第２ブロックは、ＲＯＭ３２またはＲＡＭ
３３に記憶された制御プログラムにより決められた周波
数の交流信号を発生させる交流信号発生装置４３、交流
信号発生装置４３から出力される交流信号をＲＯＭ３２
またはＲＡＭ３３に記憶された制御プログラムにより決
められた実効値の交流信号にするための交流電流出力装
置４４、被測定者を流れる電流を検出して、基準電流検
出信号として出力する基準電流検出装置４５、交流電流
出力装置４４から基準電流検出装置４５を介して供給さ
れる交流電流を出力するための１対の交流電流出力端子
４６ａ、４６ｂ、基準電流検出装置４５の出力であるア
ナログ信号をデジタル信号に変換する第１Ａ／Ｄ変換装
置４７、被測定者の２ヶ所の電位信号を入力するための
１対の電圧測定端子４８ａ、４８ｂ、１対の電圧測定端
子４８ａ、４８ｂ間の電位信号の差分信号を出力する電
位差検出装置４９、電位差検出装置４９の出力であるア
ナログ信号をデジタル信号に変換する第２Ａ／Ｄ変換装
置５０を備える。１対の交流電流出力端子４６ａ、４６
ｂは１対の親指用電極２３ａ、２３ｂに接続され、１対
の電圧測定端子４８ａ、４８ｂは１対の手のひら用電極
２４ａ、２４ｂに接続されている。

【００１８】図４は、図２に示した生体電気インピーダ
ンス測定装置の測定手順および動作の概要を示すフロー
チャートである。ステップ１で、被測定者が電源キー２
７を押下すると、ステップ２で、本測定装置２０内部の
初期化が行われ、ステップ３で、図５に示す初期画面が
表示部２５に表示される。ステップ４で、被測定者の個
人パラメータである性別、身長、体重、年齢が既に入力
されているかどうかが判断され、既に入力されている場
合には、ステップ８に進む。まだ入力されていない場合
には、ステップ５に進み、個人パラメータ入力用画面が
表示部２５に表示される。ステップ６で、被測定者が操
作キー２６を押下して個人パラメータを入力すると、ス
テップ７で、初期画面が再び表示部２５に表示される。
ステップ８に進み、被測定者が操作キー２６を押下して
「１」を入力すると、ステップ９で、個人パラメータ入
力画面が表示部２５に表示され、ステップ１０で、個人
パラメータの変更が有る場合には、被測定者は操作キー
２６を押下して個人パラメータを変更し、ステップ１１
に進む。

【００１９】ステップ１１で、被測定者は、操作キー２
６を押下して測定開始の指示を入力する。そして、ハウ
ジング２１の前面と向かい合い、左手の親指を左親指挿
入孔２２ａに挿入し、挿入した親指を左親指用電極２３
ａに接触配置し、左手の手のひらを左手のひら用電極２
４ａに接触配置し、同様に、右手の親指を右親指挿入孔
２２ｂに挿入し、挿入した親指を右親指用電極２３ｂに
接触配置し、右手の手のひらを右手のひら用電極２４ｂ
に接触配置する。このように両手を本測定装置２０に配
置すると、両手の手のひらは所定の間隔をあけてほぼ向
かい合うように本測定装置２０の両端に配置されること
となる。この状態で、両手の特に手のひらで本測定装置
２０を左右両端から挟むように持ち上げ、起立位で、両
腕をほぼ水平に身体の前方に伸ばして測定を行う。この
ように、本測定測定２０を用いて生体電気インピーダン
スを測定する場合、被測定者は両手の親指を親指挿入孔
２２ａ、２２ｂに挿入して、両手を本測定装置２０に配
置するので、親指挿入孔２２ａ、２２ｂは両手の向きお
よび位置を定める位置決め部材としての機能を果たし、
従って、被測定者は、常に同一の両手の位置や向きで両
手を本測定装置２０に配置することができ、測定間で、
または、測定中に同一の測定姿勢を保つことができる。
また、被測定者は両手の特に手のひらを手のひら用電極
２４ａ、２４ｂに接触配置するので、これらの接触面積
は従来のように指を電極に接触配置して測定する場合よ
りも広くなり、従って、この部分の接触抵抗は従来のよ
うに指を電極に接触配置して測定する場合よりも小さく
なる。そしてまた、被測定者は両手の特に手のひらで持
ち上げるので、従来のように指で装置を握って測定する
場合のように手首の間接や腕部などに無駄な力がかかっ
てしまうようなことなく本測定装置２０を持ち上げて測
定を行うことができる。更に、被測定者は両手の親指を
親指挿入孔２２ａ、２２ｂに挿入して、親指がほぼ水平
に延びるような状態で本測定装置２０を持ち上げるの
で、万一、測定中に両手の手のひらの力が抜けてしまっ
たとしても、本測定装置２０は親指に引っ掛かることと
なり落下してしまうことはない。

【００２０】ステップ１２では、生体電気インピーダン
スが以下のように測定される。すなわち、ＲＯＭ３２に
予め記憶されるか、または、補助記憶装置３４や外部入
出力インターフェイス３６からＲＡＭ３３に記憶された
測定制御パラメータに基づいて交流信号発生装置４３に
出力信号周波数が設定され、交流信号発生装置４３から
の出力信号は交流電流出力装置４４に出力される。測定
制御パラメータに基づいて交流電流出力装置４４の定電
流出力回路に出力電流値が設定され、交流電流出力装置
４４からの出力は、基準電流検出装置４５、１対の交流
電流出力端子４６ａ、４６ｂ、１対の親指用電極２３
ａ、２３ｂを順に介して被測定者に印加される。この
時、被測定者に流れる電流は基準電流検出装置４５によ
り検出され、そのアナログ信号の出力は第１Ａ／Ｄ変換
装置４７によりデジタル信号に変換される。そして、そ
のデジタル信号の出力はＲＡＭ３３に記憶される。同時
に、被測定者の２ヶ所の電位信号は、１対の手のひら用
電極２４ａ、２４ｂ、１対の電圧測定端子４８ａ、４８
ｂを順に介して電位差検出装置４９に入力され、電位差
検出装置４９により、入力された電位信号の差分信号が
第２Ａ／Ｄ変換装置５０に出力される。第２Ａ／Ｄ変換
装置５０では、アナログ信号である差分信号がデジタル
信号に変換され、そのデジタル信号の出力はＲＡＭ３３
に記憶される。このようにして、生体電気インピーダン
スが、測定制御パラメータに基づき周波数Ｆｉ（ｉ＝
１、２、…、ｎ）について繰り返し測定される。

【００２１】続いてステップ１３に進み、ステップ１２
で測定された生体電気インピーダンス測定値から、生体
電気インピーダンスベクトル軌跡およびそれに関するパ
ラメータが算出される。

【００２２】通常、生体電気インピーダンスは、図６に
示すような、細胞外液抵抗Ｒｅ、細胞内液抵抗Ｒｉ、細
胞膜容量Ｃｍから成る集中定数による等価回路で表され
るが、実際には、生体を構成する個々の細胞が、その形
状や性質の差異により、それぞれ定数の異なる回路で表
されるため、その集合体である生体では、集中定数によ
る等価回路を測定した場合のように、生体電気インピー
ダンスベクトル軌跡は半円とならずに、コール−コール
の円弧則に従う円弧となるとされている。

【００２３】従って、一般に、生体電気インピーダンス
は、図７に示すような円弧状の軌跡を描くことになる。
ここで、Ｘ軸は生体電気インピーダンスのレジスタンス
成分を表し、Ｙ軸は生体電気インピーダンスのリアクタ
ンス成分を表す。生体電気インピーダンスのリアクタン
ス成分は容量性なので負の値をとるため、生体電気イン
ピーダンスベクトル軌跡は、Ｘ軸の下方に位置し、ま
た、求める生体電気インピーダンスベクトル軌跡は円弧
であるという仮定から、周波数Ｆ１、Ｆ２、…、ＦＮの
各々における生体電気インピーダンス測定値Ｚ１、Ｚ
２、…、ＺＮは、ある円の円周上にある。ここで、円の
中心のＸ座標をａ、円の中心のＹ座標をｂ、円の半径を
ｒとすると、生体電気インピーダンス測定値を通る円の
方程式は式１のように表される。

【００２４】（Ｘ−ａ）²＋（Ｙ−ｂ）²＝ｒ² （式１）ａ、ｂ、ｒは、式１に、周波数Ｆ１、Ｆ２、…、ＦＮに
おける生体電気インピーダンス測定値Ｚ１、Ｚ２、…、
ＺＮを代入することにより求められる。

【００２５】また、式１から、Ｘは以下のように表され
る。

【００２６】そして、式２より、式１で表される円とＸ
軸との交点Ｒ0、Ｒinf（Ｒ0＞Ｒinf）は、以下のように
求められる。

【００２７】更に、式３および式４より、図６の等価回
路におけるＲｅおよびＲｉは以下のように求められる。

【００２８】Ｒe＝Ｒ0 （式５）Ｒi＝Ｒ0・Ｒinf／（Ｒ0−Ｒinf）（式６）特性周波数Ｆcにおける生体電気インピーダンスベクト
ルＺcは、リアクタンス成分、すなわちＹ軸成分の絶対
値が最大になる点であるから、その場合のレジスタンス
成分であるＸ座標値およびリアクタンス成分であるＹ座
標値は以下のように算出される。

【００２９】Ｘ＝ａ（式７）Ｙ＝ｂ−ｒ（式８）ここで、ＲcはＺcのレジスタンス成分、ＸcはＺcのリア
クタンス成分とすると、Ｚcは以下のように表される。

【００３０】Ｚc＝Ｒc＋ｊＸc＝ａ＋ｊ（ｂ−ｒ）（式９）また、Ｚ（ω）はωにおける生体電気インピーダンスベ
クトル、τ、βは定数とすると、コール−コールの円弧
則から、任意の角周波数ωにおける生体電気インピーダ
ンスベクトルは以下のように表される。

【００３１】更に、τ＝１／ωｃとして、式１０は以下
のように表される。

【００３２】ここで、ωｃ＝２πＦcであるから、先に
測定された生体電気インピーダンス測定値を用いて、Ｆ
cおよびβが求められる。

【００３３】上述のように生体電気インピーダンス測定
値から求められた生体電気インピーダンスベクトル軌跡
およびそれに関するパラメータＲ0およびＲinf、Ｒeお
よびＲi、Ｚc、Ｒc、Ｘc、Ｆc等に基づいて、細胞外液
量、細胞内液量、体水分液量（細胞外液量と細胞内液量
との和）、体脂肪量、除脂肪量（体重と体脂肪量との
差）等の身体成分量が算出され、また、算出された身体
成分量から、細胞内液量対細胞外液量比、細胞外液量対
体水分液量比、体水分液量比から求められる脱水状態、
体脂肪の割合等が算出される。

【００３４】それから、ステップ１４に進み、測定値お
よび測定値から算出された結果が表示部２５に表示され
る。ステップ１５では、測定値および測定値から算出さ
れた結果等が、補助記憶装置３４に記憶されるか、また
は、外部入出力インターフェイス３６を介して外部機器
へ送信される。その後、ステップ１６に進み、被測定者
が操作キー２６を押下して、再測定の指示を入力した場
合は、ステップ１１から再度測定がやり直される。ステ
ップ１６で、被測定者が再測定の指示を入力せず、ステ
ップ１７で、操作キー２６を押下して、グラフ表示を指
示した場合は、過去に求められた測定値および測定値か
ら算出された結果が表示部２５にグラフ表示される。そ
して、ステップ１８で、被測定者が電源キー２７を押下
すると、一連の測定は終了し、本測定装置２０は停止す
る。

【００３５】上述したステップ８で、被測定者が操作キ
ー２６を押下して、「２」を入力した場合には、ステッ
プ１９で、表示に関連するデータおよびパラメータ等が
補助記憶装置３４から読み出され、ステップ１７に進
み、上述したように所定のデータが表示部２５にグラフ
表示される。そして、ステップ１８で、上述したように
本測定装置２０は停止する。

【００３６】ステップ８で、被測定者が操作キー２６を
押下して、「３」を入力した場合には、ステップ２０
で、送信に関連するデータおよびパラメータ等が補助記
憶装置３４から読み出され、ステップ２１で、所定のデ
ータが、電話回線を介して、外部の他のデータ処理装置
に送信される。所定のデータは、例えば、上述した生体
電気インピーダンス測定により測定された測定値（生体
電気インピーダンス、電圧、位相差、測定日時等）、そ
の測定値から算出されたパラメータ（Ｒ0、Ｒinf、Ｒ
e、Ｒi、Ｚc、Ｒc、Ｘc、Ｆc等）、身体成分量（細胞内
液量、細胞外液量、体水分液量、除脂肪量、体脂肪量
等）、むくみ指標値（細胞外液量、細胞内液量対細胞外
液量比、細胞外液量対体水分液量比等）、個人パラメー
タ（識別番号、名前、性別、年齢、身長、体重等）等で
ある。それから、ステップ１８で、上述したように本測
定装置２０は停止する。

【００３７】尚、上述したステップ１２およびステップ
１３では、複数の周波数の交流電流について測定および
演算が実施されるが、より簡易に、単一の周波数の交流
電流についてのみ測定および演算が実施されても良い。
その場合には、ステップ１２では、生体電気インピーダ
ンス、および、生体電気インピーダンス測定時に被測定
者へ印加された交流電流の位相と被測定者から測定され
た電圧の位相との間の位相差が単一の周波数Ｆ１につい
てのみ測定される。

【００３８】ステップ１３では、Ｆ１の周波数における
生体電気インピーダンス測定値Ｚ１からレジスタンス成
分値Ｒ１およびリアクタンス成分値Ｘ１が求められ、そ
れらの値が、図８に示されるＦ１＝５０ｋHｚの場合の
例に示されるような予め求められたレジスタンス成分お
よびリアクタンス成分の正常値の範囲内にあるか否かが
判定される。そして、もし、正常値の範囲内にないなら
ば、生体電気インピーダンス測定値から、生体電気イン
ピーダンスベクトル軌跡に関するパラメータが以下に基
づいて算出される。

【００３９】すなわち、生体電気インピーダンスの電気
的特性については、第１実施例の場合と同様である。生
体電気インピーダンスベクトル軌跡は円弧であるという
仮定から、周波数Ｆ１における生体電気インピーダンス
測定値Ｚ１は、図９に示すように、ある円の円周上にあ
る。ここで、Ｘ軸は生体電気インピーダンスのレジスタ
ンス成分を表し、Ｙ軸は生体電気インピーダンスのリア
クタンス成分を表す。

【００４０】任意の角周波数ωFにおける生体電気イン
ピーダンスベクトルは、ω0、βは定数として、式１２
のように表される。

【００４１】更に、β＝１として、式１２は以下のよう
に表される。

【００４２】そして、生体電気インピーダンスおよび位
相差の測定値、測定された電圧と印加された交流電流と
から求められる抵抗値とに基づいて、体水分液量、除脂
肪量、体脂肪量等の身体成分量が算出され、また、算出
された身体成分量から体脂肪の割合等が算出される。

【００４３】以上、本発明に係る生体電気インピーダン
ス測定装置の一実施例を説明したが、本発明はこの実施
例に限定されることはなく、例えば、上述した実施例で
は、１対の親指用電極を１対の測定電流印加電極とし、
１対の手のひら用電極を１対の電圧測定電極としている
が、１対の親指用電極を１対の電圧測定電極とし、１対
の手のひら用電極を１対の測定電流印加電極としても良
い。

【００４４】また、上述した実施例では、左および右親
指用電極２３ａ、２３ｂは左および右親指挿入孔２２
ａ、２２ｂの周壁全体に広がるものであるが、親指が配
置される周壁の下側部分のみに広がるものであっても良
い。

【００４５】そしてまた、上述した実施例は本測定装置
の外部から電源を取得するものであるが、電池式または
充電式の装置としても良い。

【００４６】更に、上述した実施例では、細胞外液量、
細胞内液量、体水分液量（細胞外液量と細胞内液量との
和）、体脂肪量、除脂肪量（体重と体脂肪量との差）、
細胞内液量対細胞外液量比、細胞外液量対体水分液量
比、体水分液量比から求められる脱水状態、体脂肪の割
合等が算出されるが、脈拍や血圧が算出されても良い。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の生体電気
インピーダンス測定装置によるならば、両手の向きおよ
び位置を定める位置決め部材としての機能を果たす親指
挿入孔が備えられているので、常に同一の両手の位置や
向きで両手を本測定装置に配置することができ、測定間
で、または、測定中に同一の測定姿勢を保つことができ
る。また、両手の特に手のひらが接触配置される１対の
手のひら用電極が備えられているので、両手と電極との
接触面積は比較的広くなり、この部分の接触抵抗は比較
的小さくなる。従って、生体電気インピーダンスを正確
に測定することができる。

【００４８】また、両手の親指が接触配置される１対の
親指用電極および両手の特に手のひらが接触配置される
１対の手のひら用電極が備えられ、両手の特に手のひら
で本測定装置をその左右両端から挟むように持ち上げる
ことができるようになっているので、手首の間接や腕部
などに無駄な力がかかってしまうようなことなく本測定
装置を持ち上げて測定することができる。従って、生体
電気インピーダンスを測定誤差なく測定することができ
る。

【００４９】更に、親指挿入孔が備えられ、両手の親指
をほぼ水平に延びるように親指挿入孔に挿入した状態で
本測定装置を持ち上げることができるようになっている
ので、万一、測定中に両手の手のひらの力が抜けてしま
ったとしても、本測定装置は親指に引っ掛かることとな
り落下してしまうことはない。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来技術の手専用電極型の生体電気インピーダ
ンス測定装置を示す概要図である。

【図２】本発明に係る生体電気インピーダンス測定装置
の一実施例の外部構成を示す斜視図である。

【図３】図２に示した生体電気インピーダンス測定装置
の内部構成を示すブロック図である。

【図４】図２に示した生体電気インピーダンス測定装置
の測定手順および動作の概要を示すフローチャートであ
る。

【図５】図２に示した生体電気インピーダンス測定装置
の表示部に表示される初期画面を示す図である。

【図６】生体電気インピーダンスを表す等価回路図であ
る。

【図７】生体電気インピーダンスベクトル軌跡を表すグ
ラフ図である。

【図８】予め求められている生体電気インピーダンスの
レジスタンス成分とリアクタンス成分の正常値の範囲を
示すグラフ図である。

【図９】生体電気インピーダンスベクトル軌跡を示すグ
ラフ図である。

【符号の簡単な説明】

１０、２０生体電気インピーダンス測定装置１１ａ、１１ｂグリップ部１２ａ、１２ｂ測定電流印加電極１３ａ、１３ｂ電圧測定電極２１ハウジング２２ａ左親指挿入孔２２ｂ右親指挿入孔２３ａ左親指用電極２３ｂ右親指用電極２４ａ左手のひら用電極２４ｂ右手のひら用電極２６操作キー２７電源キー３１演算および制御装置３２ＲＯＭ３３ＲＡＭ３４補助記憶装置３５表示装置３６外部入出力インターフェイス３７外部インターフェイス端子３８キー入力装置３９時計装置４０通信装置４１電源装置４２電源端子４３交流信号発生装置４４交流電流出力装置４５基準電流検出装置４６ａ、４６ｂ交流電流出力端子４７第１Ａ／Ｄ変換装置４８ａ、４８ｂ電圧測定端子４９電位差検出装置５０第２Ａ／Ｄ変換装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】両手の手のひらを所定の間隔をあけてほ
ぼ向かい合うように配置して、両手で持ち上げて使用す
る型の生体電気インピーダンス測定装置において、両手の親指が挿入される１対の親指挿入孔と、該１対の親指挿入孔に挿入された両手の親指が接触配置
される１対の親指用電極と、両手の手のひらが接触配置される１対の手のひら用電極
と、前記１対の親指用電極に交流電流を供給する交流電流供
給手段と、前記１対の手のひら用電極間の電圧を測定する電圧測定
手段と、供給された前記交流電流と測定された前記電圧とに基づ
いて生体電気インピーダンスを演算する前記演算手段と
を備えることを特徴とする生体電気インピーダンス測定
装置。
【請求項２】両手の手のひらを所定の間隔をあけてほ
ぼ向かい合うように配置して、両手で持ち上げて使用す
る型の生体電気インピーダンス測定装置において、両手の親指が挿入される１対の親指挿入孔と、該１対の親指挿入孔に挿入された両手の親指が接触配置
される１対の親指用電極と、両手の手のひらが接触配置される１対の手のひら用電極
と、前記１対の手のひら用電極に交流電流を供給する交流電
流供給手段と、前記１対の手の親指用電極間の電圧を測定する電圧測定
手段と、供給された前記交流電流と測定された前記電圧とに基づ
いて生体電気インピーダンスを演算する前記演算手段と
を備えることを特徴とする生体電気インピーダンス測定
装置。
【請求項３】両手の手のひらで持ち上げられるような
形状およびサイズにされている請求項１または請求項２
に記載の生体電気インピーダンス測定装置。
【請求項４】前記演算手段は体脂肪、体水分、脈拍、
または、血圧のうちの少なくとも１つを更に演算する請
求項１から請求項３のいずれか１項に記載の生体電気イ
ンピーダンス測定装置。
【請求項５】前記交流電流供給手段は複数の異なる周
波数の交流電流を供給し、前記電圧測定手段は各周波数
の交流電流に対応して電圧を測定し、前記演算手段は、
供給された異なる周波数の前記交流電流とこれらに対応
して測定された前記電圧とに基づいて生体電気インピー
ダンスを演算する請求項１から請求項４のいずれか１項
に記載の生体電気インピーダンス測定装置。
【請求項６】前記交流電流供給手段は単一の周波数の
交流電流を供給し、前記電圧測定手段は測定された前記
電圧の位相を更に測定し、前記演算手段は、供給された
前記電流と測定された前記電圧との位相差を更に演算す
る請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の生体電
気インピーダンス測定装置。
【請求項７】前記演算手段は細胞内液量対細胞外液量
比、細胞外液量対体水分液量比、細胞内液量、細胞外液
量、体水分液量、または、体脂肪量のうちの少なくとも
１つを更に演算する請求項５もしくは請求項６に記載の
生体電気インピーダンス測定装置。