(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
細胞内液抵抗、細胞外液抵抗、細胞内外液合成抵抗、および、細胞内液抵抗と細胞外液抵抗の比の内の少なくとも２種を体水分量の状態を判定するための判定パラメータとする体水分量状態判定装置であって、
複数の周波数の交流電流を用いて生体電気インピーダンス値を測定するための多周波生体インピーダンス測定手段と、
測定された生体電気インピーダンス値に基づいて各判定パラメータの値を演算するための演算手段と、
演算された各判定パラメータの値よりも前に演算された同種の判定パラメータの被験者自身の過去の値に基づいて同種の判定パラメータ基準値を決定する基準値決定手段と、
演算された各判定パラメータの値を決定された同種の判定パラメータの基準値と比較することにより体水分量の状態を判定するための体水分量状態判定手段と、
判定された体水分量の状態の判定結果を表示するための表示手段とを備えることを特徴とする体水分量状態判定装置。
【請求項２】
演算手段は、演算された判定パラメータの値の内の１つから細胞内液量、細胞外液量、および、体水分量の内の少なくとも１つを更に演算する請求項１に記載の体水分量状態判定装置。
【請求項３】
基準値決定手段は、各判定パラメータの過去の値の平均値を同種の判定パラメータの基準値として決定する請求項１に記載の体水分量状態判定装置。
【請求項４】
基準値決定手段は、各判定パラメータの過去の値の内の最新の値を同種の判定パラメータの基準値として決定する請求項１に記載の体水分量状態判定装置。
【請求項５】
基準値決定手段は、判定パラメータの値が演算される度に判定パラメータの基準値を決定する請求項３または４に記載の体水分量状態判定装置。
【請求項６】
基準値決定手段は、判定パラメータの値が異常値である場合には、該判定パラメータの値を判定パラメータの基準値決定のために用いない請求項３または４または５に記載の体水分量状態判定装置。
【請求項７】
基準値決定手段は、各判定パラメータの値が決定されている同種の判定パラメータの基準値と一定値以上異なる場合には、該判定パラメータの値を異常値であるとする請求項６に記載の体水分量状態判定装置。
【請求項８】
基準値決定手段は、判定パラメータの値を演算するために生体電気インピーダンス値が測定された時刻に基づいて、該判定パラメータの値が異常値であるか否かを決定する請求項６または７に記載の体水分量状態判定装置。
【請求項９】
被験者が判定パラメータの値を基準値決定のために用いるか否かを選択するための異常値選択手段を備え、
基準値決定手段は、異常値選択手段に応答して、該判定パラメータの値が異常値であるか否かを決定する請求項６または７または８に記載の体水分量状態判定装置。
【請求項１０】
基準値決定手段は、判定パラメータの値を演算するために生体電気インピーダンス値が測定された時刻が、被験者の起床時刻である場合には異常値であると決定する請求項８に記載の体水分量状態判定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の周波数の交流電流を用いて生体電気インピーダンス値を測定することにより生体の体水分量の状態を判定する体水分量状態判定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
むくみは、組織液やリンパ液が細胞内、細胞外等にたまり、生体中の水分が増加する病態であり、一般に、全身に生じるむくみは、心腎肝疾患等の病気の主要な症状の一つである。従って、むくみを的確に把握して、病気の発見や病状の把握、管理に役立てることが望まれる。
【０００３】
一方、脱水症状は生体中の水分が減少する病態であり、日常しばしば発現し、特に発汗や体温上昇により多くの水分が体内から体外に排出される運動時や気温の高い時に多く発現する症状である。また、特に高齢者は脱水症状を起こし易いと言われている。一般に、高齢者になると、水をためる筋肉が減少したり、腎臓機能の低下により尿量が増大したり、感覚鈍化により口の渇きに気づきにくくなったり、細胞内で必要とされる水分が少なくなったりするためである。
【０００４】
脱水症状は、放置すると、脱水症状が引き金となって深刻な症状に進行してしまう。通常、人体中の水分が体重の３％以上失われた時点で体温調整の障害が起こると言われており、体温調整の障害は体温の上昇を引き起こし、体温の上昇は更なる人体中の水分の減少を引き起こすという悪循環に陥り、遂には熱中症と称される病態にまで至ってしまう。熱中症には、熱痙攣、熱疲労、熱射病等の病態があり、時には全身の臓器障害が起こることもある。従って、脱水症状を的確に把握して、熱中症に至る危険を未然に回避することが望まれる。
【０００５】
上述のようなむくみや脱水症状を把握するための装置としては、特開平１１−３１８８４５号公報に記載されている体内水分量推計装置のようなものが知られている。この装置は、生体電気インピーダンス値を測定することにより簡易に被験者の人体中の体水分量を求めるものであり、被験者はこの求められた体水分量に基づいてむくみ状態や脱水状態といった体水分量の状態を判断する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、一般に、体温が上昇すると生体電気インピーダンス値は下降し、体温が下降すると生体電気インピーダンス値は上昇するといったように、体温が変動すると生体電気インピーダンス値も変動することが知られているが、この従来の装置では、このように体温の変動により生体電気インピーダンス値が変動することを何ら考慮せずに測定された生体電気インピーダンス値から体水分量を算出するため、正確な体水分量を求めることができず、従って脱水症状を正確に検出することができない。例えば、体水分量が減少し、体温が上昇している場合には、体水分量の減少により生体電気インピーダンス値は上昇するが、体温の上昇により生体電気インピーダンス値は下降するため、測定された生体電気インピーダンス値より算出した体水分量から脱水状態を判定しても、脱水状態は検出されないということも起こり得る。
【０００７】
また、この従来の装置は、体水分量のみを測定するものであり、この従来の装置では、体水分を構成する各構成要素、すなわち細胞外液および細胞内液の各量の状態を考慮した体水分量状態の判定は不可能であるため、正確かつ詳細な体水分量状態の判定は不可能である。
【０００８】
また、この従来の装置は、生体電気インピーダンス値から体水分量を求めるものであり、これを求めるためには被験者の身長、年齢、性別、体重等の個人パラメータが必要となるため、被験者はこれらの個人パラメータを本装置に入力しなければならず、従って、本装置の操作は非常に煩わしいものとなっている。特に、高齢者の場合には、前述したように脱水症状を起こし易いとされ、頻繁に体水分量を測定することが望まれるにも関わらず、個人パラメータを正しく入力することができないために、体水分量を求めることができない、或いは、間違った個人パラメータに基づいて体水分量を求めてしまうということが往々にして生じてしまっている。
【０００９】
従って、本発明の目的は、前述のような事情に鑑み、正確、詳細、且つ、容易にむくみ状態や脱水状態といった体水分量の状態を判定することができるような体水分量状態判定装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の一つの観点によれば、細胞内液抵抗、細胞外液抵抗、細胞内外液合成抵抗、および、細胞内液抵抗と細胞外液抵抗の比の内の少なくとも２種を体水分量の状態を判定するための判定パラメータとする体水分量状態判定装置であって、複数の周波数の交流電流を用いて生体電気インピーダンス値を測定するための多周波生体インピーダンス測定手段と、測定された生体電気インピーダンス値に基づいて各判定パラメータの値を演算するための演算手段と、演算された各判定パラメータの値よりも前に演算された同種の判定パラメータの被験者自身の過去の値に基づいて同種の判定パラメータ基準値を決定する基準値決定手段と、演算された各判定パラメータの値を決定された同種の判定パラメータの基準値と比較することにより体水分量の状態を判定するための体水分量状態判定手段と、判定された体水分量の状態の判定結果を表示するための表示手段とを備えることを特徴とする体水分量状態判定装置が提供される。
【００１１】
本発明の一つの実施の形態によるならば、演算手段は、演算された判定パラメータの値の内の１つから細胞内液量、細胞外液量、および、体水分量の内の少なくとも１つを更に演算する。
【００１２】
本発明の別の実施の形態によるならば、基準値決定手段は、各判定パラメータの過去の値の平均値を同種の判定パラメータの基準値として決定する。
【００１３】
本発明の更に別の実施の形態によるならば、基準値決定手段は、各判定パラメータの過去の値の内の最新の値を同種の判定パラメータの基準値として決定する。
【００１４】
本発明の更に別の実施の形態によるならば、基準値決定手段は、判定パラメータの値が演算される度に判定パラメータの基準値を決定する。
【００１５】
本発明の更に別の実施の形態によるならば、基準値決定手段は、判定パラメータの値が異常値である場合には、該判定パラメータの値を判定パラメータの基準値決定のために用いない。また、本発明の更に別の実施の形態によるならば、基準値決定手段は、各判定パラメータの値が決定されている同種の判定パラメータの基準値と一定値以上異なる場合には、該判定パラメータの値を異常値であるとする。また、本発明のさらに別の実施の形態によるならば、基準値決定手段は、判定パラメータの値を演算するために生体電気インピーダンス値が測定された時刻に基づいて、該判定パラメータの値が異常値であるか否かを決定する。また、本発明の更に別の実施の形態によるならば、前記体水分量状態判定装置は、被験者が判定パラメータの値を基準値決定のために用いるか否かを選択するための異常値選択手段を備え、基準値決定手段は、異常値選択手段に応答して、該判定パラメータの値が異常値であるか否かを決定する。また、本発明の更に別の実施の形態によるならば、基準値決定手段は、判定パラメータの値を演算するために生体電気インピーダンス値が測定された時刻が、被験者の起床時刻である場合には異常値であると決定する。
【００１６】
【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。
【００１７】
図１は、本発明に係る体水分量状態判定装置の第一実施例の構成を示すブロック図である。図１に示すように、本実施例の体水分量状態判定装置１は、大きく２個のブロックに別けられる。第１番目のブロックは、主として測定に関する制御、演算、データ等の入出力を行うブロックであり、測定および判定に関する制御および演算処理等を行う演算および制御装置２、本判定装置１の制御および演算用プログラム、定数等を記憶するＲＯＭ３、測定データ、演算結果、外部より読み込んだデータおよびプログラム等を一時的に記憶するＲＡＭ４、測定データ、演算結果、基準値、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５、操作に関する情報、測定中の状況、測定結果および演算結果等を表示するための表示装置６、外部機器へ測定に関するパラメータおよび測定結果等を出力し、または、外部機器より測定に関するパラメータ、測定時の制御情報や制御プログラム等を本判定装置１に読み込むための外部入出力インターフェイス７、外部入出力インターフェイス７と外部機器を接続するための外部インターフェース端子８、本判定装置１の制御用命令や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キー入力装置９、測定の日時などを管理するための時間情報を得るための時計装置１０、本判定装置１の各部分に電力を供給するための電源装置１１、外部より電源装置１１へ電力を供給するための電源端子１２を備える。
【００１８】
第２番目のブロックは、主としてインピーダンス測定およびそのアナログ信号をデジタル信号に変換するブロックであり、ＲＯＭ３またはＲＡＭ４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２０、交流信号発生装置２０から出力される交流信号をＲＯＭ３またはＲＡＭ４に記憶された制御プログラムにより決められた実効値で被験者に流すための交流電流出力装置２１、被験者に流れる電流を検出し、基準電流検出信号として出力する基準電流検出装置２２、基準電流検出装置２２を通して交流電流出力装置２１より供給される交流電流を被験者に流すための出力端子である交流電流出力端子３０および３１、基準電流検出装置２２の出力であるアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換装置２３、被験者の２箇所の電位信号を入力するための入力端子である電位測定端子３２および３３、電位測定端子３２および３３間の電位信号の差分信号を出力する電位差検出装置２５、電位差検出装置２５の出力であるアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換装置２４を備える。
【００１９】
１対の交流電流出力端子３０、３１には測定ケーブル４０、４１を介して１対の測定電流供給電極５０、５１が接続され、１対の電位測定端子３２、３３には測定ケーブル４２、４３を介して１対の電位測定電極５２、５３が接続されている。本判定装置１は、被験者の手−足間で生体電気インピーダンス値の測定を行うものであり、各測定用電極５０、５１、５２、５３は測定時に被験者の身体の所定の位置に貼付される。すなわち、１対の測定電流供給電極５０、５１の一方５０は手の甲の指関節付近に貼付され、他方５１は足の甲の指関節付近に貼付される。また、１対の電位測定電極５２、５３の一方５２は手首関節付近に貼付され、他方５３は足首関節付近に貼付される。
【００２０】
次に、本判定装置の動作および判定手順について説明する。図２は、第一実施例の動作フローを示すフローチャートである。被験者により電源スイッチがオンにされると（ステップ１）、本判定装置１は装置内部の初期化を行い（ステップ２）、被験者に識別番号の入力を促す画面を表示装置６に表示する。被験者によりキー入力装置９を介して識別番号が入力されると、本判定装置１は、入力された識別番号が個人パラメータ設定済みの被験者の識別番号として補助記憶装置５に記憶されているかを判断する。識別番号は、後のステップ６で新しい被験者により個人パラメータが入力される度に本判定装置１が新しい被験者に対して固有に割り振る番号であり、以下の処理では、記載は省略するが、本判定装置１は、この識別番号と対応づけて個人パラメータ、測定結果、演算結果、判定結果等を補助記憶装置５に記憶して、これらのデータを被験者毎に管理する。入力された識別番号が個人パラメータ設定済みの被験者の識別番号でない場合には、不正な識別番号であるとして、再度個人パラメータの入力を促す画面を表示装置６に表示する（ステップ３）。識別番号が個人パラメータ設定済みの被験者の識別番号である場合には、本判定装置１は、更に被験者によりキー入力装置９を介して再設定命令が入力されているかを判断する（ステップ４）。再設定命令が入力されている場合、または、ステップ３で識別番号なしが入力された場合には、図３に示す個人パラメータ入力用画面を表示装置６に表示して、入力待ちとなる（ステップ５）。被験者によりキー入力装置９を介して個人パラメータとして性別、年齢、身長、体重が入力されると、本判定装置１は、その被験者が新しい被験者であれば新しい識別番号を割り振り、その識別番号を表示装置６に表示する（ステップ６）。個人パラメータの入力が終了すると、或いは、ステップ４で再設定命令が入力されていない場合には、本判定装置１は測定モードになる。本判定装置１は被験者により測定用電極５０、５１、５２、５３が被験者の身体の所定の位置に貼付され、キー入力装置９を介して測定開始命令が入力されると、本判定装置１は多周波生体インピーダンス測定を開始する。
【００２１】
ここで多周波生体インピーダンス測定について簡単に説明する。多周波生体インピーダンス測定は、ｎつの異なる所定の周波数Ｆi（ｉ＝１からｎであり、ｎは所定の設定値である。）の各々についてｎ回に渡って生体電気インピーダンス値の測定を行うものである。ｉ＝１が初期設定されて、第１回目の生体電気インピーダンス値の測定が所定の周波数Ｆ1について開始される。すなわち、ＲＯＭ３に予め記憶されている測定制御パラメータ、または、補助記憶装置５や外部入出力インターフェイスからＲＡＭ４に記憶された測定制御パラメータ（以下、これらを単に測定制御パラメータと略記する。）に基づいて出力信号周波数が交流信号発生装置２０に設定され、その周波数の出力信号が交流信号発生装置２０から交流電流出力装置２１へ出力される。交流電流出力装置２１は電流値を設定可能な定電流出力回路で構成されている。測定制御パラメータに基づいて出力電流値が交流信号出力装置２１に設定され、その出力電流値の交流電流出力が、交流信号出力装置２１から、基準電流検出装置２２、交流電流出力端子３０、３１、測定用ケーブル４０、４１、および、被験者に貼付された測定電流供給電極５０、５１を介して被験者に印加される。
【００２２】
そして、電流が被験者に印加されている時に被験者に流れる電流が基準電流検出装置２２により検出され、その出力のアナログ信号はＡ／Ｄ変換装置２３によりデジタル信号に変換され、その出力結果はＲＡＭ４に記憶される。
【００２３】
電流が被験者に印加されている時にはまた被験者の２点の電位が被験者に貼付された電位測定電極５２、５３により検出され、それらの出力は、測定用ケーブル４２、４３、電位測定端子３２、３３を介して電位差検出装置２５に入力される。そして、入力された電位の差分である電位差信号が電位差検出装置２５により出力され、そのアナログの出力はＡ／Ｄ変換装置２４によりデジタル信号に変換され、そのデジタル信号に基づいて演算および制御装置２により生体電気インピーダンス値が求められ、ＲＡＭ４に記憶される。
【００２４】
第１回目の生体電気インピーダンス値の測定が終了すると、ｉ＝ｉ＋１と更新され、ｉが所定の設定値ｎを超えていないかが判断される。ｉがｎを超えているならば生体電気インピーダンス値の測定は全て終了となり、超えていなければ、次の新たな周波数について生体電気インピーダンス値の測定が行われる（ステップ７）。
【００２５】
以上のようにして多周波生体インピーダンス測定を行うと、次に、本判定装置１は、複数の異なる周波数の各々について測定した生体電気インピーダンス値から、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の値を算出する。
【００２６】
ここで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の値の算出方法について簡単に説明する。生体電気インピーダンス値は、通常、図４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説明されるが、実際には、生体を構成する個々の細胞は、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、インピーダンスベクトル軌跡は集中定数による等価回路を測定した場合のように半円とはならずに、Ｃｏｌｅ−Ｃｏｌｅの円弧則に従う円弧となるとされている。従って、生体のインピーダンスは、一般的に、図５に示すような円弧状の軌跡を描くことになる。図５において、横軸はインピーダンスのレジスタンス成分を表し、縦軸はインピーダンスのリアクタンス成分を表している。生体インピーダンスのリアクタンス成分は容量性であるため、負の値となり、そのベクトル軌跡は図５に示すように実軸の下側になる。
【００２７】
求めるベクトル軌跡が円弧であるという過程から、Ｆi周波数（ｉ＝１からｎ）におけるそれぞれの測定された生体電気インピーダンス値Ｚ1、Ｚ2、・・・、Ｚnは図６に示すようになる。以下では、図６におけるインピーダンスベクトル平面の実軸である横軸をＸ軸とし、虚軸である縦軸をＹ軸として記述する。
【００２８】
座標上にプロットされたＺi（ｉ＝１からｎ）から、以下の相関関数が得られる。
（Ｘ−ａ）2＋（Ｙ−ｂ）2＝ｒ2          （式１）
式１において、ａは円の中心のＸ座標、ｂは円の中心のＹ座標、ｒは円の半径であり、式１は、すなわち、ｎ点間の近似相関式である。そして、式１より、
0003699640.tif 000002
が得られ、更に、Ｒ0＞Ｒinfであるから、
0003699640.tif 000003
が得られる。これより、図４の等価回路におけるＲｅおよびＲｉは、
Ｒe＝Ｒ0
Ｒi＝Ｒ0・Ｒinf／（Ｒ0−Ｒinf）
として求められる。
【００２９】
以上の演算により、細胞内外液合成抵抗Ｒinf（＝Ｒi//Ｒe）、細胞外液抵抗Ｒｅ、細胞内液抵抗Ｒiが求められ、そして、細胞内外液抵抗比Ｒi／Ｒeが求められる。これらの値は、性別、身長、体重、年齢等の個人パラメータの値なしに求められる値であることに留意されたい。
【００３０】
また、求められた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であるＲ0およびＲinf、または、ＲeおよびＲiの値と、ステップ３で個人パラメータとして入力された性別、身長、体重、年齢の値とに基づいて、既知の計算方法により、細胞内液量ＩＣＷ、細胞外液量ＥＣＷ、細胞内外液量比ＩＣＷ／ＥＣＷ、体水分量ＴＢＷ（＝ＩＣＷ＋ＥＣＷ）等の値が求められる。例えば、細胞内液量ＩＣＷ、細胞外液量ＥＣＷ、体水分量ＴＢＷの値は、Ｒｉ、Ｒｅ、身長Ｈｔ、体重Ｗの値を用いて以下の式により求められる（ステップ８）。
ＩＣＷ＝Ｋi1Ｈｔ2／Ｒｉ＋Ｋi2Ｗ＋Ｋi3
ＥＣＷ＝Ｋe1Ｈｔ2／Ｒe＋Ｋe2Ｗ＋Ｋe3
ＴＢＷ＝ＩＣＷ＋ＥＣＷ
（但し、Ｋi1、Ｋi2、Ｋi3、Ｋe1、Ｋe2、Ｋe3は係数）
【００３１】
続いて、本判定装置１は、細胞内液抵抗Ｒiおよび細胞内外液抵抗比Ｒi／Ｒeの２種を判定パラメータとし、ステップ７で求めた各判定パラメータの値と、補助記憶装置５に記憶された同種の判定パラメータの基準値とを比較することにより、ステップ７で生体電気インピーダンス値を測定した時点における体水分量の状態を判定する。但し、判定パラメータの基準値が補助記憶装置５に記憶されていない場合には体水分量の判定は行わない。各判定パラメータの基準値は、体水分量が正常状態にある時の各判定パラメータの値を示すものであり、後のステップ１３で決定される。
【００３２】
本判定は、細胞内液量および細胞外液量が減少すると細胞内液抵抗値および細胞外液抵抗値は上昇し、反対に細胞内液量および細胞外液量が増加すると細胞内液抵抗値および細胞外液抵抗値は下降するという関係に基づき、また、体水分量が増加するむくみ状態にしても、体水分量が減少する脱水状態にしても、その初期段階では、細胞内液抵抗は殆ど変動せず、その後期段階になって、細胞内液抵抗は変動を示すという仮定に基づいて行われる。この仮定は、むくみ状態や脱水状態の場合、細胞内液量と細胞外液量との合計である体水分量の増加または減少といった体水分量の変化は、最初に細胞外液について起こり、これにより細胞外液中の電解液濃度が変化して、細胞外液と細胞内液間で濃度差が生じ、そして、浸透圧の作用により細胞膜を通して細胞内液中の水分量が細胞外液との濃度差を解消するように変化することから導かれるものである。
【００３３】
そして、本判定装置１は、これらの関係および仮定に基づき、例えば、今回求めた細胞内外液合成抵抗の値がその基準値よりもやや増加し、且つ、今回求めた細胞内外液抵抗比の値がその基準値よりも下降しているならば脱水初期であると判定し、今回求めた細胞内外液合成抵抗の値がその基準値よりも急激に増加し、且つ、今回求めた細胞内外液抵抗比の値がその基準値よりも上昇しているならば脱水後期であると判定し、また、今回求めた細胞内外液合成抵抗の値がその基準値と殆ど変わらず、且つ、今回求めた細胞内外液抵抗比の値もその基準値と殆ど変わらないならば正常状態と判定する。
【００３４】
このように、本実施例では、細胞内外液合成抵抗および細胞内外液抵抗比が判定パラメータとして用いられ、実質的に、判定は、単に体水分量全体の状態のみならず、体水分の各構成要素、すなわち細胞外液および細胞内液の各量の状態を考慮して行われることとなるため、より正確かつより詳細な判定結果が得られる。
【００３５】
また、本実施例では、細胞内外液合成抵抗および細胞内外液抵抗比の値は多周波生体インピーダンス測定により測定された生体電気インピーダンス値を用いて求められるため、これらの値は体温の影響なしに求められ、従って、体温の影響により体水分量状態の判定が不正確となってしまうことはない（ステップ９）。
【００３６】
判定が終わると、本判定装置１は、ステップ８で求めた各抵抗値およびステップ９で判定した体水分量の状態等を表示装置６に表示する。その表示例を図７に示す（ステップ１０）。更に、測定結果、演算結果、判定結果および個人パラメータ等を測定制御パラメータに基づいて外部入出力インターフェイス７によりモニターやプリンタ等の外部機器へ送信し（ステップ１１）、また、補助記憶装置５に記憶する（ステップ１２）。
【００３７】
続いて、本判定装置１は基準値決定処理を行い、次回の判定で用いるための判定パラメータの基準値を決定する（ステップ１３）。図８は、基準値決定ルーチンの処理フローを示すフロー図である。本判定装置１は、まず、補助記憶装置５に各判定パラメータの基準値が記憶されているかを判断し（ステップ２１）、記憶されている場合には、今回ステップ８で演算された各判定パラメータの値を記憶されている同種の判定パラメータの基準値と比較して、今回の各判定パラメータの値が異常値でないかを判断する。異常値の判断は、例えば、今回の判定パラメータの値と判定パラメータの基準値とを比較して、今回の判定パラメータの値と判定パラメータの基準値とが所定の値以上、例えば２０％以上異なる場合には異常値と判断する等のように行う（ステップ２２）。そして、異常値と判断した場合には、その判定パラメータの値を同種の判定パラメータの基準値を決定するためには用いず、その判定パラメータの基準値を更新しない。この場合には、次回の判定において、再度、同じ判定パラメータの基準値が使用されることとなる（ステップ２７）。
【００３８】
また、本判定装置１は、ステップ２７で異常値でないと判断した場合、および、ステップ２１で基準値は存在しないと判断した場合には、今回の判定パラメータの値を求めるためにステップ７で生体電気インピーダンス値を測定した時間が、基準値採用時間に該当するか否かを判断する（ステップ２３）。例えば、就寝中は自然と発汗が起きるため寝起きは脱水傾向にあるといわれており、体水分量が正常状態にあるとはいえないため、体水分量の測定時間が朝一番の測定と判断される場合には、今回の判定パラメータの値を異常値であるとして、判定パラメータの基準値を決定するためには用いず、判定パラメータの基準値を更新しない（ステップ２７）。
【００３９】
更に、本判定装置１は、被験者に対して、今回の判定パラメータの値を判定パラメータの基準値決定のために用いるか否かを問う画面を表示装置６に表示する（ステップ２４）。被験者によりキー入力装置９を介して否と応答された場合には、本判定装置１は、その判定パラメータの値を異常値であるとして、基準値を決定するためには用いず、判定パラメータの基準値を更新しない（ステップ２７）。
【００４０】
また、ステップ２４で被験者によりキー入力装置９を介して肯定の応答がなされた場合には、本判定装置１は、前回までに演算され、且つ、前回までにステップ２２からステップ２４で異常値とされることなく基準値決定のために用いられてきた各判定パラメータの過去の値と共に、今回の同種の判定パラメータの値を新たに過去の値として用いて、それらの値の平均値を求め、その求めた平均値を次回の判定で用いるための同種の判定パラメータの基準値として決定する。
【００４１】
このように判定パラメータの基準値は、単に被験者間で同一の値に決定されるのではなく、被験者毎に被験者自身の先に求められた判定パラメータの過去の値を用いて決定されるため、個人差による影響のない被験者固有の判定パラメータの基準値が得られ、また、判定パラメータの基準値は、前回の判定において求められた判定パラメータの値を含めた前回までに求められた判定パラメータの過去の値の全ての平均値となるように都度再決定され、そして、この際に異常値は除かれるので、特に判定回数が増す程に、被験者の体水分量が正常状態にある時の判定パラメータの値をより正確に示す判定パラメータの基準値が得られる。従って、被験者自身に即した正確な体水分量状態の判定が可能となる（ステップ２５）。
【００４２】
そして、本判定装置１は、ステップ２５で求めた判定パラメータの基準値を補助記憶装置５に記憶し、基準値決定処理は終了する（ステップ２６）。
【００４３】
基準値決定処理が終了すると、本判定装置１は、被験者によりキー入力装置９を介して再測定命令が入力されているか否かを判断し（ステップ１４）、再測定命令が入力されている場合には、再度、ステップ７より測定および判定を行う。ステップ１４で、再測定命令が入力されていない場合には、一連の測定および判定処理は終了となる。
【００４４】
尚、本実施例では、ステップ１０で多周波生体インピーダンス測定により測定された生体電気インピーダンス値を用いて求められた細胞内液抵抗および細胞内外液抵抗比の２種を判定パラメータとして用いているが、他に、多周波生体インピーダンス測定により測定された生体電気インピーダンス値を用いて求められる細胞内液抵抗、細胞外液抵抗、細胞内外液合成抵抗、および、細胞内液抵抗と細胞外液抵抗との比の内の少なくとも２種の任意の組み合わせを判定パラメータとして用いても良い。このような判定パラメータによるならば、実質的に、単に体水分量全体の状態のみならず、体水分の各構成要素、すなわち細胞外液および細胞内液の各量の状態を考慮した体水分量状態の判定が可能となる。また、このような判定パラメータの値はいずれも多周波生体インピーダンス測定により測定された生体電気インピーダンス値より体温の影響なしに求められるものであり、従って、体温の影響により体水分量状態の判定が不正確となってしまうことはない。
【００４５】
また、本実施例では、ステップ６で個人パラメータを入力するようになっているが、これらの値は体水分量、細胞内液量および細胞外液量等を求めるためにのみ必要となり、本実施例で判定パラメータとする細胞内液抵抗、細胞外液抵抗、細胞内外液合成抵抗および細胞内液抵抗と細胞外液抵抗との比を求めるためには必要ではないため、本判定装置１を、個人パラメータを入力しない構成とし、装置の操作を簡易化しても良い。
【００４６】
また、本実施例のステップ２５で、ステップ２２からステップ２４の異常値を除去する処理に加えて、または、異常値の除去処理の代わりに、判定パラメータの基準値を求めるために用いる判定パラメータの値の内から最大値および最小値を除外して平均値を求めるようにしても良い。
【００４７】
続いて、本発明の第二実施例について説明する。本実施例の体水分量状態判定装置は、両手間で生体電気インピーダンス値を測定するための携帯可能な装置である。本判定装置では、個人パラメータの入力は不要であり、より簡易な操作で脱水状態を判定することができるようになっている。
【００４８】
図９は本発明に係る体水分量状態判定装置の第ニ実施例の構成を示すブロック図である。図９に示すように、本体水分量状態判定装置６１は、測定および判定に関する制御および演算処理等を行うＣＰＵ、制御および演算用プログラム、定数等を記憶するＲＯＭ、演算結果や外部より読み込んだプログラム、パラメータ等を一時的に記憶するＲＡＭ、他にタイマー、ＩＯポート等を有するマイクロコンピュータ６２を備える。本判定装置６１は、更に、測定状況や判定結果等を表示する表示部６３、本判定装置６１に対する制御命令の入力等を行うためのキースイッチ６４、外部機器への判定結果の出力、外部機器からの制御命令およびパラメータの入力等、外部との入出力を行うための外部入出力インターフェイス６５、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６６、マイクロコンピュータ６２から出力された信号を生体印加用信号に成形するフィルタ回路６７、フィルタ回路６７から出力された信号を一定の実効値にする交流電流出力回路６８、交流電流出力回路６８の出力の一端子に接続された、被験者を流れる電流を検出するための基準抵抗６９、基準抵抗６９を介して交流電流出力回路６８の一出力端子に接続された、被験者に測定電流を印加するための測定電流供給電極７０、交流電流出力回路６８の別の出力端子に接続された、被験者に測定電流を印加するための測定電流供給電極７１、基準抵抗６９の両端の電位差を検出する差動増幅器７２、被験者の２点の電位を検出するための電位測定電極７３、７４、電位測定電極７３、７４に接続された、それらの電極間の電位差を検出するための差動増幅器７５、差動増幅器７２、７５の出力をマイクロコンピュータ６２の制御により選択出力する切替器７６、切替器７６からの出力であるアナログ信号をデジタル信号に変換し、マイクロコンピュータ６２へ出力するＡ／Ｄ変換器７７を備える。
【００４９】
図１０は、図９に示した体水分量状態判定装置の外観を示す斜視図である。図１０に示すように、本判定装置６１は、ほぼ箱型のハウジング７８を備える。ハウジング７８の周縁部には、測定電流供給電極７０、７１および電位測定電極７３、７４が相互に離間して配置されている。すなわち、ハウジング７８の左側縁後部、右側縁後部には、測定電流供給電極７０、７１がそれぞれ配置され、また、ハウジング７８の左側縁前部、右側縁前部には、電位測定電極７３、７４がそれぞれ配置されている。また、ハウジング７８の前面には、表示部６３、キースイッチ６４が配置されている。
【００５０】
次に、本判定装置の動作および判定手順について説明する。図１１は、第一実施例の動作フローを示すフローチャートである。被験者により電源スイッチがオンにされると（ステップ３１）、本判定装置６１は装置内部の初期化を行い（ステップ３２）、初期化が終了すると、測定モードとなる。被験者は、図１２に示すように、測定電流供給電極７０、７１に親指以外の指を接触させ、電位測定電極７３、７４に母指球を接触させて、本判定装置６１を両手で把持し、キースイッチ６４より、測定開始命令を入力する。被験者により測定開始命令が入力されると、本判定装置６１は、被験者の多周波インピーダンス測定を開始する。すなわち、マイクロコンピュータ６２内のＲＯＭに予め書き込まれている測定制御パラメータに従ってマイクロコンピュータ６２からフィルタ回路６７へ信号が供給され、フィルタ回路６７は供給された信号を生体印加用信号に成形し、その出力は交流電流出力回路６８に供給される。交流電流出力回路６８は信号を一定の実効値にし、その出力は、その一出力端子に基準抵抗６９を介して接続された、被験者に接触する測定電流供給電極７０、およびその別の出力端子に接続された測定電流供給電極７１より被験者に印加される。電流が被験者に印加されている間に、被験者に接触する１対の電位測定電極７３、７４より被験者の２点の電位が検出され、それらの出力は差動増幅器７５に供給される。差動増幅器７５は、被験者の２点間の電位差信号を出力する。また、電流が被験者に印加されている間に、差動増幅器７２は基準抵抗６９の電位差信号を出力する。差動増幅器７２および７５からの電位差信号は、マイクロコンピュータ６２の制御信号で切替器７６を切り替えることにより、Ａ／Ｄ変換器７７に供給される。Ａ／Ｄ変換器７７は、これらの供給されたアナログ信号をデジタル信号に変換し、その出力はマイクロコンピュータ６２に供給され、マイクロコンピュータ６２は供給されたデジタル信号に基づいて生体電気インピーダンス値を求める。この生体電気インピーダンス値の測定は、第一実施例の場合と同様に複数の周波数の交流電流について行われる。そして、多周波生体インピーダンス測定を行った後に、本判定装置６１は、第一実施例の場合と同様に、複数の異なる周波数の各々について測定された生体電気インピーダンス値から、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、Ｒinf、Ｒe、Ｒiの値を求める（ステップ３３）。
【００５１】
続いて、本判定装置６１は、細胞外液抵抗Ｒｅおよび細胞内外液合成抵抗Ｒinf（Ｒi//Ｒe）の２種を判定パラメータとし、ステップ３３で求めた各判定パラメータの値と、補助記憶装置に記憶された同種の判定パラメータの基準値とを比較することにより、ステップ３３で生体電気インピーダンス値を測定した時点の体水分量の状態を判定する。各判定パラメータの基準値は後のステップ３８で決定される。
【００５２】
そして、本判定装置６１は、第一実施例の場合と同様に細胞内液量および細胞外液量と細胞内液抵抗値および細胞外液抵抗値との関係、および、体水分量の増加または減少といった体水分量の変化の初期段階においては細胞内液抵抗は殆ど変動せず、その後期段階になって、その細胞内液抵抗は変動を示すという仮定に基づいて、例えば、今回求めた細胞外液抵抗の値がその基準値に比べて１０％以上高く、且つ、今回求めた細胞内外液合成抵抗の値が若干上昇していれば、体水分量の状態は脱水傾向にあると判定し、また、今回求めた細胞外液抵抗の値がその基準値に比べて１０％以上低く、且つ、今回求めた細胞内外液合成抵抗の値が若干下降していれば、むくみ傾向にあると判定する（ステップ３４）。
【００５３】
そして、本判定装置６１は、ステップ３４で判定した結果が正常であるならば、正常である旨を表示部６３に表示し（ステップ３５）、また、ステップ３４で判定した結果が異常であるならば、異常である旨を表示部６３に表示する（ステップ３６）。更に、ステップ３３で求めた測定結果および演算結果、ステップ３４で判定した判定結果を補助記憶装置６６に記憶する（ステップ３７）。
【００５４】
続いて、本判定装置６１は、補助記憶装置６６に記憶されている判定パラメータの基準値を今回求めた判定パラメータの値に更新する（ステップ３８）。以上で一連の測定および判定は終了となる。
【００５５】
尚、本実施例のステップ３８においても、第一実施例の場合と同様に判定パラメータの基準値を求めるようにしても良く、また、本実施例のステップ３８の処理に第一実施例のステップ２２からステップ２４の処理を組み入れて、異常値を示す判定パラメータの値を判定パラメータの基準値を求めるために用いないようにしても良い。一方、第一実施例において、本実施例のように基準値を求めるようにしても良い。
【００５６】
また、判定パラメータは、本実施例のステップ３４で用いた細胞外液抵抗および細胞内外液合成抵抗に限られず、他に、多周波生体インピーダンス測定により測定された生体電気インピーダンス値を用いて求められる細胞内液抵抗、細胞外液抵抗、細胞内外液合成抵抗、および、細胞内液抵抗と細胞外液抵抗との比の内の少なくとも２種の任意の組み合わせを判定パラメータとして用いても良いのは第一実施例の場合と同様である。
【００５７】
また、必要に応じて、第一実施例の場合と同様に測定結果、演算結果、判定結果等を、外部入出力インターフェイス６５によりモニターやプリンタ等の外部機器へ送信するようにしても良い。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の体水分量状態判定装置によるならば、判定パラメータとして、多周波生体インピーダンス測定により測定された生体電気インピーダンス値に基づいて求められた細胞内液抵抗、細胞外液抵抗、細胞内外液合成抵抗、および、細胞内液抵抗と細胞外液抵抗との比の内の少なくとも２種が用いられるので、体温の影響なしに、また、実質的に、単に体水分量全体の状態のみならず、体水分の各構成要素、すなわち細胞外液および細胞内液の各量の状態を考慮した体水分量状態の判定が可能となり、従って、正確かつ詳細に体水分量の状態を判定することが可能である。
【００５９】
また、判定パラメータの基準値は、単に被験者間で同一の値に決定されるのではなく、被験者毎に被験者自身の先に求められた判定パラメータの過去の値を用いて決定されるため、個人差による影響のない被験者固有の判定パラメータの基準値が得られ、また、判定パラメータの基準値は、前回の判定において求められた判定パラメータの値を含めた前回までに求められた判定パラメータの過去の値の全ての平均値となるように都度再決定され、そして、この際に異常値は除かれるので、特に判定回数が増す程に、被験者の体水分量が正常状態にある時の判定パラメータの値をより正確に示す判定パラメータの基準値が得られる。従って、被験者自身に即した正確な体水分量状態の判定が可能となる。
【００６０】
また、これらの判定パラメータの値は、身長、年齢、性別、体重等の個人パラメータなしに生体電気インピーダンス値に基づいて演算することができるので、被験者は個人パラメータの入力が不要となり、装置の操作が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る体水分量状態判定装置の第一実施例の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示した体水分量状態判定装置の動作フローを示すフローチャートである。
【図３】個人パラメータ入力用画面の一例を示す図である。
【図４】組織内細胞の電気的等価回路図である。
【図５】人体の生体電気インピーダンスベクトル軌跡を示す図である。
【図６】周波数０Ｈｚおよび周波数無限大における生体インピーダンスと特性周波数における生体インピーダンスの関係を示す図である。
【図７】結果表示画面の一例を示す図である。
【図８】基準値決定ルーチンの処理フローを示すフロー図である。
【図９】本発明に係る体水分量状態判定装置の第二実施例の構成を示すブロック図である。
【図１０】図９に示した体水分量状態判定装置の外観を示す斜視図である。
【図１１】図９に示した体水分量状態判定装置の動作フローを示すフローチャートである。
【図１２】図９に示した体水分量状態判定装置で判定する時の手の配置を示す斜視図である。
【符号の説明】
１、６１    体水分量状態判定装置
２          演算および制御装置
３          ＲＯＭ
４          ＲＡＭ
５、６６    補助記憶装置
６          表示装置
７、６５    外部入出力インターフェイス
８          外部インターフェイス端子
９          キー入力装置
１０        時計装置
１１        電源装置
１２        電源端子
２０        交流信号発生装置
２１        交流電流出力装置
２２        基準電流検出装置
２３、２４  Ａ／Ｄ変換装置
２５        電位差検出装置
３０、３１  交流電流出力端子
３２、３３  電位測定端子
４０、４１、４２、４３    測定ケーブル
５０、５１、７０、７１    測定電流供給電極
５２、５３、７３、７４    電位測定電極
６４        キースイッチ
６３        表示部
６７        フィルタ回路
６８        交流電流出力回路
６９        基準抵抗
７２、７５  差動増幅器
７６        切替器
７７        Ａ／Ｄ変換器
【図１】
0003699640.tif 000004
【図２】
0003699640.tif 000005
【図３】
0003699640.tif 000006
【図４】
0003699640.tif 000007
【図５】
0003699640.tif 000008
【図６】
0003699640.tif 000009
【図７】
0003699640.tif 000010
【図８】
0003699640.tif 000011
【図９】
0003699640.tif 000012
【図１０】
0003699640.tif 000013
【図１１】
0003699640.tif 000014
【図１２】
0003699640.tif 000015