JP5703816B2 - 胴部幅測定装置および体脂肪測定装置 - Google Patents

Description

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。

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。

（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。

（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。

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。

特開２００５−２８８０２３号公報 特開２００８−２３２３２号公報 特開２００８−２３７５７１号公報 特開２００９−２２４８２号公報 特開２０１０−６９２５０号公報

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。 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。 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。 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。 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。 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。

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。

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。

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。

（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）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。

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。

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。

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。

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。

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。

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としてそれぞれ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。

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。

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。

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。

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。

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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

Claims (6)

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。
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。
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。
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。
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。
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。

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