JP2012175992A - 体組成計 - Google Patents

Abstract

【課題】電極の押し当てによって生じる組織の変形を最小限に抑えて皮下脂肪厚を精度良く測定する。
【解決手段】レジスタンスRが１００Ω未満（Ｓ１３）、リアクタンスXが１５Ω未満（Ｓ１４）、および比R/Xが３０未満（Ｓ１５）の状態が３回続いた時に３回目の各計測値を基準値する（Ｓ１８〜Ｓ２０）。基準値からのそれぞれの変動量、変動率が所定の適正値の範囲内（Ｓ２７〜Ｓ２９）の状態が３回続いた時に（Ｓ３０）、レジスタンスRとリアクタンスXの平均値を用いて皮下脂肪厚を算出する（Ｓ３１）。
【選択図】図１０

Description

本発明は、人体の皮下脂肪の厚みなどの体組成に関する指標を測定するための体組成計に関する。

従来、手や足に測定電極を接触させて測定されるインピーダンスに基づいて、人体の皮下脂肪厚を測定するという技術が知られている（例えば特許文献１参照）。

特開２００１−１７８６９７号公報

しかしながら、特許文献１のような測定の方法では、測定器を押し当てる力によって、皮下脂肪が変形してしまうため、インピーダンスが変化し、皮下脂肪厚を正確に測定することは困難であるという問題があった。
以上の事情に鑑みて、本発明は、皮下脂肪厚などの体組成に関する指標を精度良く測定するという課題の解決を目的としている。

以上の課題を解決するために、本発明に係る体組成計は、各々が、人体に接触させて測定を行うための測定電極（図１に示す第１測定電極１２）である、第１の電圧測定用電極および第２の電圧測定用電極と、前記第１および第２の電圧測定用電極の間に配置される第１の電流印加用電極および第２の電流印加用電極と、前記第１の電流印加用電極と前記第２の電流印加用電極との間を流れる交流電流を出力する電流発生部（図２に示す第１電流発生部２８）と、前記第１の電圧測定用電極と前記第２の電圧測定用電極との間の電圧を測定する電圧測定部（図２に示す第１電圧測定部３０）と、前記測定電極が人体に接触したときに、前記第１の電流印加用電極および前記第２の電流印加用電極のうちの何れか一方の電極から人体を介して他方の電極へ至る電流経路を流れる電流と、前記電圧測定部にて測定される電圧との位相差に基づいて、前記第１の電流印加用電極と前記第２の電流印加用電極との間における体組成に関する指標を求める体組成測定部（図２に示す制御部４４）と、を備え、前記体組成測定部は、前記電流経路を流れる電流と前記電圧測定部にて測定される電圧とから算出されるインピーダンスと、前記位相差と、から求められるリアクタンス、または、レジスタンス、あるいは、前記リアクタンスと前記レジスタンスとの比の少なくともいずれか一つについて、測定開始からの適宜の時点で基準値を求め（図１０に示すS１８〜S２０）、前記基準値からの変動が所定の適正値の範囲内である場合の測定値を用いて前記体組成に関する指標を求める（図１０に示すS３１）。

この態様においては、脂肪層と筋肉層とでは位相差の生じ方に違いがあることに着目し、測定電極が人体に接触したときに、第１の電流印加用電極および第２の電流印加用電極のうちの何れか一方の電極から人体を介して他方の電極へ至る電流経路を流れる電流と、電圧測定部にて測定される電圧との位相差に基づいて、人体のうち測定電極が接触した部位における体組成に関する指標を求めている。より具体的には、体組成測定部は、電流経路を流れる電流と電圧測定部にて測定された電圧とから算出されるインピーダンスと、位相差と、から求められるリアクタンス（インピーダンスの虚数部）およびレジスタンス（インピーダンスの実数部）に基づいて、体組成に関する指標を求める。

各電極の人体への押し圧によって変化すると、生体軟部組織が変化し、それに伴ってリアクタンスおよびレジスタンスも変化する。しかし、本発明の前記皮下脂肪厚測定部は、リアクタンス、または、レジスタンス、あるいは、リアクタンスとレジスタンスとの比の少なくともいずれか一つについて、測定開始からの適宜の時点で基準値を求める。そして、前記基準値からの変動が所定の適正値の範囲内である場合の測定値を用いて体組成に関する指標を求める。従って、電極の押し当てによって生じる組織の変形を最小限に抑えて皮下脂肪厚を精度良く測定する。

また、体組成測定部は、リアクタンス、または、レジスタンス、あるいは、リアクタンスとレジスタンスとの比の少なくともいずれか一つが、所定値以内である場合に各電極が人体に接触したと判断して、体組成に関する指標の測定を開始することもできる。

さらに、体組成測定部は、各電極が人体に接触したと判断した場合に、リアクタンス、または、レジスタンス、あるいは、リアクタンスとレジスタンスとの比の少なくともいずれか一つの測定値を基準値として設定することもできる。

体組成測定部は、各電極が人体に接触したと判断して、体組成に関する指標の測定を開始した後に、リアクタンス、または、レジスタンス、あるいは、リアクタンスとレジスタンスとの比の少なくともいずれか一つの測定値を基準値として設定することもできる。

体組成測定部は、リアクタンス、または、レジスタンス、あるいは、リアクタンスとレジスタンスとの比の少なくともいずれか一つの測定値の一つを基準値として設定することもできる。

体組成測定部は、リアクタンス、または、レジスタンス、あるいは、リアクタンスと前記レジスタンスとの比の少なくともいずれか一つの測定値の平均値を基準値として設定することもできる。

体組成測定部は、基準値からの変動量が所定の適正値の範囲内である場合の測定値を用いて体組成に関する指標を求めることもできる。

体組成測定部は、基準値からの変動率が所定の適正値の範囲内である場合の測定値を用いて体組成に関する指標を求めることもできる。

また、体組成測定部は、前記体組成に関する指標として前記第１の電流印加用電極と前記第２の電流印加用電極との間における皮下脂肪厚を求めるものであってもよい。

本発明の実施形態に係る皮下脂肪厚測定装置の外観を示す図である。 同実施形態に係る皮下脂肪厚測定装置の詳細な構成を示すブロック図である。 同実施形態に係る皮下脂肪厚測定装置の動作を示すフローチャートである。 人体の組織の概略図である。 人体の組織の等価回路を示す図である。 交流電流が人体を流れるときの様子を示す模式図である。 筋肉層および脂肪層の等価回路を示す図である。 超音波装置および測定電極の押し圧を変化させた場合の皮下脂肪厚の変化率の変動を示す図である。 超音波装置および測定電極の押し圧を変化させた場合の皮下脂肪厚の変化率の変動を示す図である。 本実施形態の皮下脂肪厚測定方法を示すフローチャートである。 測定電極の一部が計測対象の生体軟部組織から離れている状態を示す図である。 測定電極の全てが計測対象の生体軟部組織に接触している状態を示す図である。 本発明の変形例１に係る皮下脂肪厚測定方法を示すフローチャートである。 本発明の変形例４に係る皮下脂肪厚測定方法を示すフローチャートである。

＜A：構成＞
図１は、本実施形態に係る皮下脂肪厚測定装置１００の外観を示す図である。本実施形態に係る皮下脂肪厚測定装置１００は、被測定者の皮下脂肪厚を測定する機能だけでなく、公知の方法により被測定者の体重、体脂肪率および体脂肪量などの肥満に関する情報を測定する機能も備えている。図１に示すように、皮下脂肪厚測定装置１００は、把持ユニット１０と載台ユニット２０とを備える。把持ユニット１０は、ケーブル２００を介して載台ユニット２０と接続されており、その先端の面には、人体に接触させて皮下脂肪厚の測定を行うための第１測定電極１２（１２a，１２b，１２c，１２d）が配置されている。

第１測定電極１２は、第１の電流印加用電極１２a、第２の電流印加用電極１２b、第１の電圧測定用電極１２cおよび第２の電圧測定用電極１２dを含む。第１の電流印加用電極１２aおよび第２の電流印加用電極１２bは、第１の電圧測定用電極１２cと第２の電圧測定用電極１２dとの間に挟まれるようにして配置される。また、第１の電圧測定用電極１２cは、第１の電流印加用電極１２aに隣り合うように配置され、第２の電圧測定用電極１２dは第２の電流印加用電極１２bに隣り合うように配置される。より具体的には、第１測定電極１２（１２a，１２b，１２c，１２d）は、把持ユニット１０の先端の面においてＹ方向に沿って配列され、第１の電圧測定用電極１２cは、第１の電流印加用電極１２aから見てＹ方向の負側に隣り合うように配置され、第２の電圧測定用電極１２dは第２の電流印加用電極１２bから見てＹ方向の正側に隣り合うように配置される。

第１の電流印加用電極１２aと第２の電流印加用電極１２bとの間のＹ方向における距離Ｌは、第１の電圧測定用電極１２cにおけるＹ方向の幅Ｗと、第２の電圧測定用電極１２dにおけるＹ方向の幅Ｗとの和よりも小さくなるように値に設定されている。本実施形態では、各測定電極の寸法は同じ値に設定されており、第１の電圧測定用電極１２cにおけるＹ方向の幅Ｗと、第２の電圧測定用電極１２dにおけるＹ方向の幅Ｗとは同じ値である（つまりＬ＜２Ｗ）。また、本実施形態では、各測定電極間のＹ方向の距離は等しくなるように設定されており、その値は、ひとつの測定電極におけるＹ方向の幅Ｗの値に等しい（つまりＬ＝Ｗ）。ここでは、ひとつの測定電極におけるＹ方向の幅Ｗの値は５ｍｍに設定されている。

載台ユニット２０は、外観上に、表示部２２と、入力部（２６a，２６b，２６c，２６d）と、第２測定電極２３（２３a，２３b，２３c，２３d）とを備える。第２測定電極２３は、被測定者の足に接触させて被測定者の体脂肪率の測定を行うための電極である。第２測定電極２３は、第３の電流印加用電極２３a、第４の電流印加用電極２３b、第３の電圧測定用電極２３cおよび第４の電圧測定用電極２３dを含む。第３の電流印加用電極２３aと第４の電流印加用電極２３bとは、互いにＸ方向に離れた位置に配置される。より具体的には、第３の電流印加用電極２３aは被測定者の左足が載せられる位置に対応して配置され、第４の電流印加用電極２３bは被測定者の右足が載せられる位置に対応して配置される。また、第３の電圧測定用電極２３cは、第３の電流印加用電極２３aから見てＹ方向の正側に隣り合うように配置され、被測定者の左足が載せられる位置に対応して配置される。第４の電圧測定用電極２３dは、第４の電流印加用電極２３bから見てＹ方向の正側に隣り合うように配置され、被測定者の右足が載せられる位置に対応して配置される。

入力部（２６a，２６b，２６c，２６d）は、設定キー２６aと、アップキー２６bと、ダウンキー２６cと、スタートキー２６dとを含む。ここで、アップキー２６bおよびダウンキー２６cは、情報の選択や数値の切り替えを行い、設定キー２６aは、選択した情報や切り替えた数値の設定をする。スタートキー２６dは、一連の測定のために載台ユニット２０に対して電力供給を開始させるための手段である。なお、載台ユニット２０の詳細な構成については後述する。

図２は、本実施形態に係る皮下脂肪厚測定装置１００の詳細な構成を示すブロック図である。図２に示すように、載台ユニット２０は、前述の表示部２２、第２測定電極２３および入力部２６の他、第１電流発生部２８と、第１電圧測定部３０と、第２電流発生部３２と、第２電圧測定部３４と、重量測定部３６と、電源部３８と、メモリ４２と、制御部４４とを備える。

第１電流発生部２８は、把持ユニット１０における第１の電流印加用電極１２aと第２の電流印加用電極１２bとの間に流れる交流電流を出力する手段である。本実施形態では、第１電流発生部２８から出力される交流電流の周波数は５０kHZに設定される（後述の第２電流発生部３２から出力される交流電流も同様）。第１電圧測定部３０は、第１の電圧測定用電極１２cと第２の電圧測定用電極１２dとの間の電圧を測定する手段である。第２電流発生部３２は、第３の電流印加用電極２３aと第４の電流印加用電極２３bとの間に流れる交流電流を出力する手段である。第２電圧測定部３４は、第３の電圧測定用電極２３cと第４の電圧測定用電極２３dとの間の電圧を測定する手段である。重量測定部３６は、載台ユニット２０に乗った被測定者の重量を測定して重量データを出力する手段である。電源部３８は、載台ユニット２０の電気系統各部に電力を供給する手段である。メモリ４２は、被測定者の体脂肪率、体脂肪量、皮下脂肪厚、内臓脂肪面積、内臓脂肪量、皮下脂肪面積、皮下脂肪量などを演算するための各種の演算式、入力部２６によって入力される身体特定情報（性別、身長、年齢など）や結果情報などを記憶する手段である。ブザー４３は、皮下脂肪厚の計測時において、計測準備完了やエラー状態の発生を知らせる手段である。制御部４４は、各種の制御処理を実行する手段である。

＜B：皮下脂肪厚測定装置の動作＞
次に、皮下脂肪厚測定装置１００の動作について説明する。本実施形態では、被測定者は、把持ユニット１０を持って載台ユニット２０の第２測定電極２３に素足で乗った後、自身の体のうち皮下脂肪厚を測定しようとする部位に把持ユニット１０の先端部を押し当てる。そして、各種の測定結果（皮下脂肪厚等）が表示部２２に表示される。以下、図３を参照しながら、その具体的な内容について説明する。図３は、本実施形態に係る皮下脂肪厚測定装置１００の具体的な動作を示すフローチャートである。

先ず、被測定者によってスタートキー２６dがオンされると（ステップS1）、電源部３８からの電源供給が開始され、皮下脂肪厚測定装置１００は測定モードになる。なお、スタートキー２６ｄがオンされていない状態で（電源オフのとき）、設定キー２６aがオンされると設定モードになり、身体特定情報の設定が可能になる。このとき、表示部２２に表示された性別、身長、年齢の何れかの位置にカーソルが出現し、被測定者が、アップキー２６b、ダウンキー２６c、設定キー２６aを操作することにより、これらの情報や数値の切り替えや設定を行うことができる。このようにして設定された身体特定情報はメモリ４２に保存される。過去に身体特定情報の設定を行っていない場合は新規登録となり、過去に身体特定情報の設定を行っている場合は更新登録となる。

次に、被測定者が載台ユニット２０に乗ると、制御部４４は、被測定者の体重を測定する（ステップＳ2）。

より具体的には以下のとおりである。被測定者が載台ユニット２０に乗ると、重量測定部３６は被測定者の重量に応じた重量データを出力する。制御部４４は、重量測定部３６から出力された重量データから被測定者の体重を求め、その値をメモリ４２に保存する。

続いて、制御部４４は、被測定者の体脂肪率および体脂肪量を測定する（ステップＳ3）。より具体的には以下のとおりである。いま、被測定者の左足の裏は第３の電流印加用電極２３aおよび第３の電圧測定用電極２３cに接触している。また、右足の裏は第４の電流印加用電極２３bおよび第４の電圧測定用電極２３dに接触している。これにより、第３の電流印加用電極２３aおよび第４の電流印加用電極２３bのうちの何れか一方の電極から被測定者を介して他方の電極へ至る電流経路が形成される。そして、当該電流経路には、第２電流発生部３２から出力される交流電流が流れる。このとき、制御部４４は、当該電流経路を流れる電流の値と、第２電圧測定部３４によって測定される電圧の値とから被測定者の両脚間のインピーダンスを求め、その結果をメモリ４２に保存する。

そして、制御部４４は、被測定者の体重、両脚間のインピーダンス、性別、身長および年齢を、メモリ４２に保存されている体脂肪率の演算式に代入することで、体脂肪率を求める。体脂肪率の演算式は、以下の式（１）で表される。
fp＝α×Zle50＋β×体重＋γ×身長＋δ×年齢＋ε×性別＋ζ ・・・（１）
上記式（１）において、fpは体脂肪率、Zle50は両脚間のインピーダンス、α〜ζは定数である。

また、制御部４４は、上記式（１）から求めた体脂肪率fpと被測定者の体重とを、メモリ４２に保存されている体脂肪量の演算式に代入することで、体脂肪量を求める。体脂肪量の演算式は、以下の式（２）で表される。
fa＝fp×体重 ・・・（２）
上記式（２）において、faは体脂肪量である。
以上のように、制御部４４は、重量測定部３６から出力された重量データに基づいて被測定者の体重を求める。また、制御部４４は、そのようにして求めた体重と、第２測定電極２３と第２電流発生部３２と第２電圧測定部３４とを用いて測定したインピーダンスと、に基づいて、体脂肪率fpおよび体脂肪量faを求める。すなわち、制御部４４、重量測定部３６、第２測定電極２３、第２電流発生部３２および第２電圧測定部３４は、被測定者の肥満に関する情報（例えば体重、体脂肪率fpおよび体脂肪量fa）を測定する肥満情報測定部として機能する。

次に、被測定者が、自身の体のうち皮下脂肪厚を測定しようとする部位に把持ユニット１０の先端部を押し当てると、制御部４４は、被測定者の体のうち第１測定電極１２（１２a，１２b，１２c，１２d）が接触する部位における皮下脂肪厚を測定する（ステップS4）。より具体的には、第１測定電極１２（１２a，１２b，１２c，１２d）が被測定者に接触すると、第１の電流印加用電極１２aおよび第２の電流印加用電極１２bのうちの何れか一方の電極から被測定者を介して他方の電極へ至る電流経路が形成される。そして、当該電流経路には、第１電流発生部２８から出力される交流電流が流れる。制御部４４は、当該電流経路を流れる電流と、第１電圧測定部３０にて測定される電圧との位相差に基づいて、第１の電流印加用電極１２aと第２の電流印加用電極１２bとの間における皮下脂肪厚を求める。

ここで、第１電流発生部２８から出力される交流電流が被測定者の筋肉層を流れるときに生じる位相差と、脂肪層を流れるときに生じる位相差との違いについて詳細に説明する。図４に示すように、人体の組織（筋肉組織および脂肪組織）は、各々が細胞内液５０を含有する複数の細胞膜５２と、各細胞膜５２間に介在する細胞外液５４とを有する。細胞膜５２の容量成分をCｍ、細胞内液５０の抵抗成分をRｉ、細胞外液５４の抵抗成分をReとすると、筋肉組織および脂肪組織は、図５に示す等価回路で表すことができる。

脂肪組織においては、細胞膜５２内に細胞内液５０が殆ど含有されていないため、細胞内液５０の抵抗Rｉの値は、細胞外液５４の抵抗Reの値に比べて非常に大きい値となる（Re＜＜Rｉ）。このため、第１電流発生部２８から出力される交流電流が脂肪組織を流れると、その電流の大部分は細胞外液の抵抗成分Reを流れるから、当該電流と第１電圧測定部３０にて測定される電圧との位相差は殆ど生じない。一方、筋肉組織においては、細胞膜５２内に細胞内液５０が含有されているから、第１電流発生部２８から出力される交流電流が筋肉組織を流れると、その電流は細胞外液の抵抗成分Reだけでなく、細胞膜５２の容量成分Cmおよび細胞内液５０の抵抗成分Rｉを流れる。したがって、第１電流発生部２８から出力される交流電流と第１電圧測定部３０にて測定される電圧との間には位相差が生じる。

すなわち、筋肉層は位相差を生じさせやすいという性質を有する一方、脂肪層は位相差を生じさせにくいという性質を有するから、皮下脂肪厚が大きいほど脂肪層の性質が支配的となって位相差は小さくなる一方、皮下脂肪厚が小さいほど筋肉層の性質が支配的となって位相差は大きくなる傾向を示す。本実施形態では、このことを利用して皮下脂肪厚を測定する。

より具体的には、以下のとおりである。制御部４４は、第１測定電極１２（１２a，１２b，１２c，１２d）が人体に接触したときに、第１電流発生部２８から出力される電流と、第１電圧測定部３０にて測定される電圧とから、両者の位相差を求めるとともに、インピーダンスを算出する。さらに、制御部４４は、位相差とインピーダンスとから、インピーダンスの実数部分であるレジスタンスRと、インピーダンスの虚数部分であるリアクタンスXとを求めたうえで、リアクタンスXとレジスタンスRとの比であるR／Xを求める。位相差が小さいほどレジスタンスRに対するリアクタンスXの割合は小さくなる一方、位相差が大きいほどレジスタンスRに対するリアクタンスXの割合は大きくなる。そして、制御部４４は、求めたR／Xの値に対応する皮下脂肪厚を決定する。

ここで、上述のR／Xと、皮下脂肪厚との関係について説明する。図６は、第１測定電極１２が被測定者に接触したときに、第１電流発生部２８から出力される交流電流が被測定者の脂肪層および筋肉層を流れるときの様子を模式的に示した図である。図６に示す斜線部分は交流電流の電流経路を示す。また、図６に示すLfは、脂肪層の厚み（皮下脂肪厚）である。図７は、このときの脂肪層および筋肉層の等価回路を示す図である。図７に示すRfは、脂肪層の抵抗成分である。前述したように、脂肪層においては容量成分を殆ど無視することができる。また、Zｍは筋肉層に相当する部分を示し、Rｊは筋肉層の細胞外液５４の抵抗成分を示し、Rｋは筋肉層の細胞内液５０の抵抗成分を示し、Clは筋肉層の細胞膜５２の容量成分を示す。このとき、被測定者の体のうち測定電極が接触する部位におけるリアクタンスXとレジスタンスRとの比であるR／Xは、以下の式（３）で表される。
R／X＝-ωClRk-｛（ωClRk）^２+1｝/（ωClRj）-｛（ωClRk）^２+1｝/（ωClRf） ・・・（３）
また、脂肪層の抵抗成分Rfは皮下脂肪厚Lfに反比例するため、両者の関係は以下の式（４）で表される。
Rf＝k／Lf ・・・（４）
上記式（４）においてkは定数である。

上述の式（３）および式（４）から、皮下脂肪厚Lfは以下の式（５）で表される。
Lf＝-ωClk/｛（ωClRk）^２+1｝×[（ωClRk）+{（ωClRk）^２+1}/（ωClRj）+R/X]
＝-a-b×R/X ・・・（５）
上記式（５）においてaおよびbは定数である。上記式（５）からも理解されるように、皮下脂肪厚LfとR/Xとは比例関係にある。つまり、皮下脂肪厚Lfが大きいほど脂肪層の性質が支配的となって位相差は小さくなるから、レジスタンスRに対するリアクタンスXの割合が小さくなり（R/Xの値は大きくなる）、皮下脂肪厚Lfが小さいほど筋肉層の性質が支配的となって位相差が大きくなるから、レジスタンスRに対するリアクタンスXの割合は大きくなる（R/Xの値は小さくなる）ことが分かる。

本実施形態では、上記式（５）は予めメモリ４２に保存されている。そして、制御部４４は、先に求めたR／Xの値を、メモリ４２に保存されている皮下脂肪厚の演算式（上述の式（５））に代入することで、皮下脂肪厚Lfの値を決定する。

次に、制御部４４は、被測定者の体組成に関する指標の演算を実行する（図３のステップＳ5）。本実施形態では、「体組成に関する指標」として、内臓脂肪面積、内臓脂肪量、皮下脂肪面積、皮下脂肪量が該当する。以下、その具体的な内容について説明する。

制御部４４は、先に求めた被測定者の皮下脂肪厚Lfおよび体脂肪量faの各々を、メモリ４２に保存されている内臓脂肪面積の演算式に代入することで、内臓脂肪面積を求める。内臓脂肪面積の演算式は、以下の式（６）で表される。
内臓脂肪面積＝−c+(d×fa)+(e×Lf) ・・・（６）
上記式（６）において、c〜eは定数である。

また、制御部４４は、被測定者の皮下脂肪厚Lf、体脂肪量fa、メモリ４２に保存された被測定者の身長の各々を、メモリ４２に保存されている内蔵脂肪量の演算式に代入することで、内臓脂肪量を求める。内臓脂肪量の演算式は、以下の式（７）で表される。
内臓脂肪量＝f+(g×fa)＋(h×身長)-(i×Lf) ・・・（７）
上記式（７）において、f〜iは定数である。

また、制御部４４は、被測定者の皮下脂肪厚Lfおよび体脂肪量faの各々を、メモリ４２に保存されている皮下脂肪面積の演算式に代入することで、皮下脂肪面積を求める。皮下脂肪面積の演算式は、以下の式（８）で表される。
皮下脂肪面積＝j+(k×fa)＋(l×Lf) ・・・（８）
上記式（７）において、j〜lは定数である。

さらに、制御部４４は、被測定者の皮下脂肪厚Lf、体脂肪量faおよび身長の各々を、メモリ４２に保存されている皮下脂肪量の演算式に代入することで、皮下脂肪量を求める。皮下脂肪量の演算式は、以下の式（９）で表される。
皮下脂肪量＝m+(n×fa)+(o×身長)+(p×Lf) ・・・（９）
上記式（９）において、m〜pは定数である。

図３のステップＳ5の処理が終了すると、制御部４４は、前述のようにして求めた各種結果（体脂肪率fp、体脂肪量fa、皮下脂肪厚Lf、内臓脂肪面積、内臓脂肪量、皮下脂肪面積、皮下脂肪量）を表示部２２に表示させるように制御する（図３のステップＳ6）。これにより、一連の動作が終了する。

＜C：電極の安定接触状態における皮下脂肪厚測定方法＞
上述した皮下脂肪の測定方法においては、把持ユニット１０の第１測定電極１２を、測定部位の表面から押し当てるため、押し圧によって生体軟部組織の形状が変化し、インピーダンスも変化する。

図８および図９は、それぞれ異なる被験者について、超音波測定装置および第１測定電極１２の押し圧によって、皮下脂肪厚の変化率がどのように変化するかを示すグラフである。図８および図９において、押し圧が０g/cm²の場合とは、超音波測定装置および第１測定電極１２が測定部位に僅かに接触している場合である。

図８および図９から明らかなように、超音波測定装置および第１測定電極１２のいずれの場合も、押し圧が変化すると皮下脂肪厚が変化していることがわかる。これは、押し圧によって生体軟部組織の形状が変化してインピーダンスが変化するためである。従って、正確な皮下脂肪厚を測定するためには、第１測定電極１２の押し圧が所定の範囲内にある状態、即ち、インピーダンスの変化量が所定の範囲内にある状態で測定を行う必要がある。
なお、本実施形態では、体組成に関する指標として皮下脂肪厚を例示するが、押し圧によって生体軟部組織の形状が変化してインピーダンスが変化する点は他の体組成に関する指標の測定についても同様の問題がある。

本実施形態では、レジスタンスRの基準値からの変化量およびリアクタンスXの基準値からの変化量が所定の範囲内にあり、かつ、リアクタンスXとレジスタンスRとの比であるR／Xの変化率が所定の範囲内にある状態で複数回の測定を行い、リアクタンスXとレジスタンスRの平均値を用いて上記式（５）から皮下脂肪厚を算出することとした。以下、本実施形態の皮下脂肪厚測定方法を図１０ないし図１２を用いて説明する。なお、皮下脂肪厚は体組成に関する指標の一例である。

計測が開始されると、カウンターｎの値を０にセットする（ステップS10）。そして、レジスタンスRを計測し（ステップS11）、リアクタンスXを計測する（ステップS12）。次に、レジスタンスRが１００Ω未満かどうかを判断する（ステップS13）。また、リアクタンスXが１５Ω未満かどうかを判断する（ステップS14）。さらには、リアクタンスXとレジスタンスRとの比が３０未満かどうかを判断する（ステップS15）。

これは、図１１に示すように第１測定電極１２の全てが計測対象の生体軟部組織に接触していない場合には正確な計測が出来ないので、このような場合を排除するためである。図１１のように計測回路がオープン状態になると、レジスタンスRとリアクタンスXがともに無限大になる。そこで、このような場合には、計測を行うことなく、カウンターｎの値を０にセットする処理からやり直す。

しかしながら、図１２に示すように第１測定電極１２の全てが計測対象の生体軟部組織に接触すると、レジスタンスRが１００Ω未満、リアクタンスXが１５Ω未満、および、リアクタンスXとレジスタンスRとの比が３０未満となる。本実施形態では、このような状態が３回確認された時に皮下脂肪厚の計測準備が完了したと判断するので、カウンターｎの値をインクリメントする（ステップS16）。

カウンターｎの値が３になり、図１２に示すような第１測定電極１２の接触状態が３回確認された場合には、その３回目のレジスタンスRの計測値をレジスタンスRの基準値とする（ステップS18）。また、３回目のリアクタンスXの計測値をリアクタンスXの基準値とする（ステップS19）。さらに、３回目のリアクタンスXとレジスタンスRとの比R/Xの計測値をリアクタンスXとレジスタンスRとの比の基準値とする（ステップS20）。このように、それぞれの基準値が得られた時に皮下脂肪厚の計測準備が完了したとして、ブザー４３を鳴らす（ステップS21）。

次に、エラー状態の発生を検出するためのカウンターｉの値に０をセットし（ステップS22）、皮下脂肪厚の算出のためのレジスタンスR、リアクタンスXを計測するためのカウンターｍの値に０をセットする（ステップS23）。

そして、レジスタンスRを計測し（ステップS24）、リアクタンスXを計測して（ステップS25）、カウンターｍの値をインクリメントする（ステップS26）。上述したように、第１測定電極１２が計測部位に接触していても、押し圧が大きく変化してしまうと正確な計測が出来なくなってしまう。そこで、本実施形態では、レジスタンスRの基準値Rrefからの変化量Rref-Rmがマイナス２Ωからプラス２Ωの範囲内にあるかどうかを判断する（ステップS27）。また、リアクタンスXの基準値Xrefからの変化量Xref-Xmがマイナス２Ωからプラス２Ωの範囲内にあるかどうかを判断する（ステップS28）。さらに、リアクタンスXとレジスタンスRとの比Rm/Xmが基準値の０．８倍から１．２倍の範囲内にあるかどうかを判断する（ステップS29）。

本実施形態では、このように、レジスタンスRの基準値からの変化量がマイナス２Ωからプラス２Ωの範囲内にあり、リアクタンスXの基準値からの変化量がマイナス２Ωからプラス２Ωの範囲内にあり、さらに、リアクタンスXとレジスタンスRとの比R/Xが基準値の０．８倍から１．２倍の範囲内にある場合に、第１測定電極１２の押し圧が適正値であると判断する。そして、カウンターｍの値が３になったかどうかを判断する（ステップS30）。つまり、それぞれの適正値が３回得られるまでは、上述したレジスタンスRとリアクタンスXの計測と適正値の判断とを繰り返す。

前記適正値が３回得られた場合には、レジスタンスRとリアクタンスXの計測値の平均値を算出し、これらの平均値を用いて上記式（５）から皮下脂肪厚を算出する（ステップS31）。

しかしながら、上述の適正値の判断処理（ステップS27〜ステップS29）において、一度でも適正値の範囲にないと判断した場合には、カウンターｉの値をインクリメントし（ステップS32）、カウンターｉの値が１０に達したかどうかを判断する（ステップS33）。つまり、レジスタンスRの基準値からの変化量、リアクタンスXの基準値からの変化量、および、リアクタンスXとレジスタンスRとの比R/Xの基準値に対する変化率が、それぞれ適正値にない状態が１０回続いた場合には、エラー状態であると判断してブザーを鳴らす（ステップS34）。

以上のように、本実施形態によれば、皮下脂肪厚を計測する際に、レジスタンスRの基準値からの変化量、リアクタンスXの基準値からの変化量、および、リアクタンスXとレジスタンスRとの比R/Xの基準値に対する変化率がそれぞれ適正値にある場合のレジスタンスRとリアクタンスXの平均値を用いるので、第１測定電極１２を押し当てることによって生じる生体軟部組織の変形を最小限に抑え、安定して皮下脂肪厚の計測を行うことが出来る。

なお、本実施形態においては、皮下脂肪の計測準備処理(ステップS10〜ステップS21)、および、皮下脂肪の計測処理(ステップS22〜ステップS31)の双方において、レジスタンスRを計測した場合について説明した。しかしながら、本実施形態の計測方法の場合には、レジスタンスRとインピーダンスZの値がほぼ等しいので、レジスタンスRに替えてインピーダンスZを用いてもよい。

また、皮下脂肪の計測準備処理(ステップS10〜ステップS21)における繰り返し回数を３回とした場合について説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、１回以上であればよい。

さらに、皮下脂肪の計測処理(ステップS22〜ステップS31)における繰り返し回数も３回とした場合について説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、１回以上であればよい。

エラー状態の検出における繰り返し回数については１０回とした場合について説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、適宜の回数に設定することが出来る。

上記式（５）から皮下脂肪厚を算出する際には、レジスタンスRとリアクタンスXの計測値の平均値を用いる場合について説明しが（ステップS31）、本発明はこれに限定されるものではなく、１回目〜３回目の計測値の何れかの計測値を用いるようにしてもよい。また、皮下脂肪の計測準備処理(ステップS10〜ステップS21)においては、それぞれ３回目の計測値を基準値としたが（ステップS18〜ステップS20）、本発明はこれに限定されるものではなく、１回目〜３回目の計測値の何れかの計測値を基準値としたり、３回の平均値を基準値としてもよい。

＜D：変形例＞
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下の変形が可能である。また、以下に示す変形例のうちの２以上の変形例を組み合わせることもできる。

（１）変形例１
上述の実施形態では、皮下脂肪の計測処理(ステップS22〜ステップS31)において、レジスタンスRの基準値からの変化量、リアクタンスXの基準値からの変化量、および、リアクタンスXとレジスタンスRとの比R/Xの基準値に対する変化率がそれぞれ適正値にあるかどうかを判断した。

しかしながら、本発明はこのような場合に限定されるものではなく、図１３に示すように、レジスタンスRの基準値Rrefに対する変化率Rref/Rmが０．８以上１．２以下であるかどうか(ステップS40)、リアクタンスXの基準値Xrefに対するからの変化率Xref/Xmが０．８以上１．２以下であるかどうか(ステップS41)、そして、リアクタンスXとレジスタンスRとの比Rm/Xmの基準値Rateからの変化量マイナス２以上プラス２以内であるかどうか(ステップS42)を判断するようにしてもよい。

（２）変形例２
上述の実施形態では、皮下脂肪の計測準備処理においては、レジスタンスRが１００Ω未満か(ステップS13)、リアクタンスXが１５Ω未満か(ステップS14)、リアクタンスXとレジスタンスRとの比R/Xが３０未満か(ステップS15)の全ての条件について判断した。しかしながら、本発明はこのような場合に限定されるものではなく、いずれか一つの条件で判断してもよいし、３つの条件を適宜組み合わせて２つの条件として判断してもよい。

（３）変形例３
上述の実施形態では、皮下脂肪の計測処理においては、レジスタンスRの基準値Rrefからの変化量Rref-Rmがマイナス２Ωからプラス２Ωの範囲内にあるかどうか（ステップS27）、また、リアクタンスXの基準値Xrefからの変化量Xref-Xmがマイナス２Ωからプラス２Ωの範囲内にあるかどうか（ステップS28）、さらに、リアクタンスXとレジスタンスRとの比Rm/Xmが基準値の０．８倍から１．２倍の範囲内にあるかどうか（ステップS29）の全ての条件について判断した。しかしながら、本発明はこのような場合に限定されるものではなく、いずれか一つの条件で判断してもよいし、３つの条件を適宜組み合わせて２つの条件として判断してもよい。さらに、変形例２と変形例３を組み合わせるようにしてもよい。

（４）変形例４
上述の実施形態では、レジスタンスRの基準値Rref、リアクタンスXの基準値Xref、および、リアクタンスXとレジスタンスRとの比R/Xの基準値Rateとして、皮下脂肪の計測準備処理(ステップS10〜ステップS21)における計測値を用いた。しかしながら、本発明はこのような場合に限定されるものではない。例えば、図１４に示すように、皮下脂肪の計測処理開始後の最初のレジスタンスRの計測値を基準値Rrefとし(ステップS50)、最初のリアクタンスXの計測値を基準値Xrefとし(ステップS51)、および、これらの基準値を用いてリアクタンスXとレジスタンスRとの比R/Xの基準値Rateとしてもよい(ステップS52)。

（５）変形例５
上述した実施形態では、把持ユニット１０の先端の面に、人体に接触させて皮下脂肪厚を測定したが、本発明はこれに限定されるのではなく、把持ユニット１０を用いて生体インピーダンスを測定し、生体インピーダンスに基づいて体組成に関する指標を求める体組成計であってもよい。体組成に関する指標は、皮下脂肪厚にのみならず、実施形態で説明した内臓脂肪面積、内臓脂肪量、皮下脂肪面積、及び皮下脂肪量、あるいは筋肉量や体脂肪率が該当する。

なお、上述した実施形態、および、各変形例は、適宜組み合わせて使用するようにしてもよい。

１０……把持ユニット、１２a……第１の電流印加用電極、１２b……第２の電流印加用電極、１２c……第１の電圧測定用電極、１２d……第２の電圧測定用電極、２０……載台ユニット、２２……表示部、２３a……第３の電流印加用電極、２３b……第４の電流印加用電極、２３c……第３の電圧測定用電極、２３d……第４の電圧測定用電極、２６……入力部、２８……第１電流発生部、３０……第１電圧測定部、３２……第２電流発生部、３４……第２電圧測定部、３６……重量測定部、３８……電源部、４２……メモリ、４３……メモリ、４４……制御部、１００……皮下脂肪厚測定装置。

Claims (9)

1. 各々が、人体に接触させて測定を行うための測定電極である、第１の電圧測定用電極および第２の電圧測定用電極と、前記第１および第２の電圧測定用電極の間に配置される第１の電流印加用電極および第２の電流印加用電極と、
   前記第１の電流印加用電極と前記第２の電流印加用電極との間を流れる交流電流を出力する電流発生部と、
   前記第１の電圧測定用電極と前記第２の電圧測定用電極との間の電圧を測定する電圧測定部と、
   前記測定電極が人体に接触したときに、前記第１の電流印加用電極および前記第２の電流印加用電極のうちの何れか一方の電極から人体を介して他方の電極へ至る電流経路を流れる電流と、前記電圧測定部にて測定される電圧との位相差に基づいて、前記第１の電流印加用電極と前記第２の電流印加用電極との間における体組成に関する指標を求める体組成測定部と、を備え、
   前記体組成測定部は、前記電流経路を流れる電流と前記電圧測定部にて測定される電圧とから算出されるインピーダンスと、前記位相差と、から求められるリアクタンス、または、レジスタンス、あるいは、前記リアクタンスと前記レジスタンスとの比の少なくともいずれか一つについて、測定開始からの適宜の時点で基準値を求め、前記基準値からの変動が所定の適正値の範囲内である場合の測定値を用いて前記体組成に関する指標を求める、
   ことを特徴とする体組成計。
2. 前記体組成測定部は、前記リアクタンス、または、レジスタンス、あるいは、前記リアクタンスと前記レジスタンスとの比の少なくともいずれか一つが、所定値以内である場合に、前記各電極が人体に接触したと判断して、前記体組成に関する指標の測定を開始する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の体組成計。
3. 前記体組成測定部は、前記各電極が人体に接触したと判断した場合に、前記リアクタンス、または、レジスタンス、あるいは、前記リアクタンスと前記レジスタンスとの比の少なくともいずれか一つの測定値を前記基準値として設定する、
   ことを特徴とする請求項２に記載の体組成計。
4. 前記体組成測定部は、前記各電極が人体に接触したと判断して、前記体組成に関する指標の測定を開始した後に、前記リアクタンス、または、レジスタンス、あるいは、前記リアクタンスと前記レジスタンスとの比の少なくともいずれか一つの測定値を前記基準値として設定する、
   ことを特徴とする請求項２に記載の体組成計。
5. 前記体組成測定部は、前記リアクタンス、または、レジスタンス、あるいは、前記リアクタンスと前記レジスタンスとの比の少なくともいずれか一つの測定値の一つを前記基準値として設定する、
   ことを特徴とする請求項３または請求項４に記載の体組成計。
6. 前記体組成測定部は、前記リアクタンス、または、レジスタンス、あるいは、前記リアクタンスと前記レジスタンスとの比の少なくともいずれか一つの測定値の平均値を前記基準値として設定する、
   ことを特徴とする請求項３または請求項４に記載の体組成計。
7. 前記体組成測定部は、前記基準値からの変動量が所定の適正値の範囲内である場合の測定値を用いて前記体組成に関する指標を求める、
   ことを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか一に記載の体組成計。
8. 前記体組成測定部は、前記基準値からの変動率が所定の適正値の範囲内である場合の測定値を用いて前記体組成に関する指標を求める、
   ことを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか一に記載の体組成計。
9. 前記体組成測定部は、前記体組成に関する指標として前記第１の電流印加用電極と前記第２の電流印加用電極との間における皮下脂肪厚を求めることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか一に記載の体組成計。
   

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