(57)【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。
【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１１ａ、１１ｂには、１対の測定電流印加電極１２ａ、１２ｂ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、１対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２１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２１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ＲＡＭ３３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、４６ｂ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２７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２６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２３ａに接触配置し、左手の手のひらを左手のひら用電極２４ａ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、本測定装置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２３ａ、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、４８ｂ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、Ｚ２、…、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。
0003699338.tif 000002
【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。
0003699338.tif 000003
【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。
0003699338.tif 000004
【００３１】
更に、τ＝１／ωｃとして、式１０は以下のように表される。
0003699338.tif 000005
【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、Ｆc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、Ｒe、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。
0003699338.tif 000006
【００４１】
更に、β＝１として、式１２は以下のように表される。
0003699338.tif 000007
【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２２ａ、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
３２      ＲＯＭ
３３      ＲＡＭ
３４      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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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