(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチ周波数のプローブ電流を生成し、生成した各周波数のプローブ電流を被験者の体に投入して該被験者の体の電気インピーダンスを各周波数毎に測定する生体電気インピーダンス測定手段と、
該生体電気インピーダンス測定手段によって各周波数毎に測定された前記被験者の体の周波数０時及び無限大時の前記電気インピーダンスに基づいて、前記被験者の体の細胞外液抵抗と細胞内液抵抗との比を算出する抵抗比算出手段と、
前記生体電気インピーダンス測定手段によって測定された前記被験者の体の特定周波数時の前記電気インピーダンスと、前記抵抗比算出手段によって算出された前記被験者の体の細胞外液抵抗と細胞内液抵抗との比とに基づいて、前記被験者の体脂肪の状態を推計する体脂肪推計手段とを備えてなることを特徴とする体脂肪測定装置。
【請求項２】
前記生体電気インピーダンス測定手段は、前記被験者の体に投入される前記プローブ電流の各周波数毎に、該被験者の体の生体電気インピーダンス又は生体電気アドミッタンスを測定し、測定された各周波数毎の前記生体電気インピーダンス又は生体電気アドミッタンスに基づいて、最小二乗法の演算手法を駆使して、インピーダンス軌跡又はアドミッタンス軌跡を求め、求められた該インピーダンス軌跡又はアドミッタンス軌跡から、前記被験者の体の周波数０時及び周波数無限大時の生体電気インピーダンス又は生体電気アドミッタンスを算出すると共に、
前記抵抗比算出手段は、前記生体電気インピーダンス測定手段によって算出された前記被験者の体の周波数０時及び周波数無限大時の生体電気インピーダンス又は生体電気アドミッタンスに基づいて、前記被験者の体の細胞外液抵抗と細胞内液抵抗との比を算出することを特徴とする請求項１記載の体脂肪測定装置。
【請求項３】
前記特定周波数時の電気インピーダンスは、略５０ｋＨｚ時の電気インピーダンスであることを特徴とする請求項１又は２記載の体脂肪測定装置。
【請求項４】
前記被験者の身長、体重、性別及び年齢のうち少なくとも一つを人体特徴データとして入力するための人体特徴データ入力手段が付加されてなると共に、
前記体脂肪推計手段は、前記生体電気インピーダンス測定手段によって測定された前記被験者の体の特定周波数時の前記電気インピーダンスと、前記抵抗比算出手段によって算出された前記被験者の体の細胞外液抵抗と細胞内液抵抗との比と、前記人体特徴データ入力手段によって入力された前記人体特徴データとに基づいて、前記被験者の体脂肪の状態を推計することを特徴とする請求項１，２又は３記載の体脂肪測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、体脂肪の状態（体脂肪率、脂肪重量、除脂肪体重等）を電気的に測定するための体脂肪測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
肥満であるかないかは、見た目や体重ではなく、実は、体重に占める脂肪の割合、すなわち体脂肪率で決まる、といわれている。だから、健康づくりを考える上で、ウェイトコントロールよりもファットコントロール（肥満の解消・予防）が重視される今日、正しい体脂肪の測定は大きな意味を持つ。
ところで、体の総電導量は、体水分量の総電導量と略等しく、その大部分が筋組織に含まれていると考えられること、及び脂肪組織の水分含有量は、最小であると仮定できることから、生体電気インピーダンス（Bioelectric Impedance）は、体脂肪等の身体組成を充分反映していると考えらている。例えば、除脂肪体重（ＦＦＭ）は、身長の二乗を生体電気インピーダンスで割った量に比例することが、ルカスキー等によって報告されている（H.C.Lukaski et al, The American Journal of Clinical Nutrition, 41(1985)810-817）。
【０００３】
生体電気インピーダンスの上述した特性を活かして、従来から、例えば、特開平５−３３７０９７号公報等に記載されているように、４個の表面電極を人体の皮膚表面の所定の部位、すなわち、人体の手甲部と、同側の足甲部とにそれぞれ２個ずつ貼り付け、このうち、手甲部と足甲部との間の２個の電極間に正弦波交流電流を流し、残りの２個の電極から人体の手足間の電圧を検出して、生体電気インピーダンスを測定し、測定された生体電気インピーダンスに基づいて、予めプログラムされた所定の体脂肪推定式を駆使して、体脂肪率等の体脂肪の状態を推計する体脂肪測定装置が開発されている。
【０００４】
ここで、人体の組織を構成する細胞について言及すると、図４に示すように、細胞１，１，…は、細胞膜２，２，…によって取り囲まれているが、細胞膜２，２，…は、電気的には容量（リアクタンス）の大きなコンデンサと見ることができる。このため、外部から印加された電流は、周波数の低いときには、同図に実線Ａ，Ａ，…で示すように、細胞外液３のみを流れる。しかし、周波数が高くなるにつれて、細胞膜２，２，…を通って流れる電流が増え、周波数が非常に高くなると、同図に破線Ｂ，Ｂ，…で示すように、細胞１，１，…内を通って流れるようになる。したがって、組織内細胞は、図５（ａ）に示すような電気的等価回路で表されることになる。なお、同図（ａ）において、Ｒeは細胞外液抵抗、Ｒiは細胞内液抵抗、Ｃmは細胞膜容量を示す。このような電気的等価回路のインピーダンス軌跡は、図６に破線Ｃで示すように、半円となる。
【０００５】
しかしながら、実際の人体の組織では、いろいろな大きさの細胞が不規則に配置されているので、実際の人体のインピーダンス軌跡は、同図に実線Ｄで示すように、中心が実軸より上がった円弧となり、電気的等価回路は、図５（ｂ）に示すように、時定数τ＝Ｃmk・Ｒikが分布している分布定数回路で表される。なお、同図（ｂ）において、Ｒeは細胞外液抵抗、Ｒikは各細胞の細胞内液抵抗、Ｃmkは各細胞の細胞膜容量を示す。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来の体脂肪測定装置にあっては、いずれも、手足間に流すべき正弦波交流電流の周波数は骨格筋組織の特性周波数である略５０ｋＨｚに固定され、主として一般の健常者を対象とした構成となっていた。
しかしながら、例えば、筋肉が引き締まったスポーツ選手等は、一般の健常者と比較して、細胞内液量に対する細胞外液量の割合が小さいので、上記従来の体脂肪測定装置で測定すると、細胞内液抵抗Ｒiに対する細胞外液抵抗Ｒeの比（Ｒｅ／Ｒｉ）が小さく測定され、この結果、痩せていても体脂肪率が実際よりも高く算出されてしまうという問題があった。
【０００７】
この発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、一般の健常者であると、スポーツ選手等であるとを問わず、正確に体脂肪を測定できる体脂肪測定装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１記載の発明に係る体脂肪測定装置は、マルチ周波数のプローブ電流を生成し、生成した各周波数のプローブ電流を被験者の体に投入して該被験者の体の電気インピーダンスを各周波数毎に測定する生体電気インピーダンス測定手段と、該生体電気インピーダンス測定手段によって各周波数毎に測定された上記被験者の体の周波数０時及び無限大時の上記電気インピーダンスに基づいて、上記被験者の体の細胞外液抵抗と細胞内液抵抗との比を算出する抵抗比算出手段と、上記生体電気インピーダンス測定手段によって測定された上記被験者の体の特定周波数時の上記電気インピーダンスと、上記抵抗比算出手段によって算出された上記被験者の体の細胞外液抵抗と細胞内液抵抗との比とに基づいて、上記被験者の体脂肪の状態を推計する体脂肪推計手段とを備えてなることを特徴としている。
【０００９】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の体脂肪測定装置であって、上記生体電気インピーダンス測定手段は、上記被験者の体に投入される上記プローブ電流の各周波数毎に、該被験者の体の生体電気インピーダンス又は生体電気アドミッタンスを測定し、測定された各周波数毎の上記生体電気インピーダンス又は生体電気アドミッタンスに基づいて、最小二乗法の演算手法を駆使して、インピーダンス軌跡又はアドミッタンス軌跡を求め、求められた該インピーダンス軌跡又はアドミッタンス軌跡から、上記被験者の体の周波数０時及び周波数無限大時の生体電気インピーダンス又は生体電気アドミッタンスを算出すると共に、上記抵抗比算出手段は、上記生体電気インピーダンス測定手段によって算出された上記被験者の体の周波数０時及び周波数無限大時の生体電気インピーダンス又は生体電気アドミッタンスに基づいて、上記被験者の体の細胞外液抵抗と細胞内液抵抗との比を算出することを特徴としている。
【００１０】
また、請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の体脂肪測定装置であって、上記特定周波数時の電気インピーダンスは、略５０ｋＨｚ時の電気インピーダンスであることを特徴としている。
【００１１】
さらにまた、請求項４記載の発明は、請求項１，２又は３記載の体脂肪測定装置であって、上記被験者の身長、体重、性別及び年齢のうち少なくとも一つを人体特徴データとして入力するための人体特徴データ入力手段が付加されてなると共に、上記体脂肪推計手段は、上記生体電気インピーダンス測定手段によって測定された上記被験者の体の特定周波数時の上記電気インピーダンスと、上記抵抗比算出手段によって算出された上記被験者の体の細胞外液抵抗と細胞内液抵抗との比と、上記人体特徴データ入力手段によって入力された上記人体特徴データとに基づいて、上記被験者の体脂肪の状態を推計することを特徴としている。
【００１２】
【作用】
この発明の構成において、生体電気インピーダンス測定手段は、特定周波数時、周波数０時、及び無限大時の生体電気インピーダンスをそれぞれ求める。抵抗比算出手段は、周波数０時及び無限大時の生体電気インピーダンスに基づいて、被験者の生体組織の細胞内液抵抗と細胞外液抵抗との比を求める。
体脂肪推計手段は、求められた細胞内液抵抗と細胞外液抵抗との比と、特定周波数時の生体電気インピーダンスとに基づいて、被験者の体脂肪率等の体脂肪の状態を推計する。
推計においては、筋肉が引き締まったスポーツ選手等は、一般の健常者と比較して細胞内液量に対する細胞外液量の割合が小さいので、体脂肪率が実際よりも高く算出されてしまう。故に、この発明では、細胞内液抵抗に対する細胞外液抵抗の比を推計に組み込み、細胞内液量に対する細胞外液量の割合が小さいスポーツ選手等に対しては、得られる体脂肪率を低くするようにして推計を行う。それ故、この発明の構成によれば、細胞内液量と細胞外液量との相対関係が考慮されて、一段と実情に即した推計がなされるので、例えば、一般の健常者であっても、細胞外液量の比較的少ないスポーツ選手等であっても、正確な推計値を得ることができる。
ここで、周波数無限大時の生体電気インピーダンスを計算で求める代わりに、例えば、４００ｋＨｚの生体電気インピーダンスを周波数無限大の電気インピーダンスとみなして取り扱うことも考えられるが、高周波では、浮遊容量や外来ノイズの影響を受けるため、所望の測定再現性や測定精度が得られないという問題がある。しかし、この発明の構成では、最小二乗法の演算手法を駆使して、周波数無限大時の生体電気インピーダンスを求めるので、一段と再現性が良くかつ正確な体脂肪に関する推計値を得ることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、この発明の実施の形態について説明する。説明は、実施例を用いて具体的に行う。
図１は、この発明の一実施例である体脂肪測定装置の電気的構成を示すブロック図、また、図２は、同装置の使用状態を模式的に示す模式図である。
この例の体脂肪測定装置４は、図１及び図２に示すように、被験者の体Ｅに測定信号としてマルチ周波数電流Ｉａを流すための信号出力回路５と、被験者の体Ｅを流れるマルチ周波数電流Ｉａを検出するための電流検出回路６と、被験者の手足間の電圧Ｖｂを検出するための電圧検出回路７と、入力装置としてのキーボード８と、出力装置としての表示器９と、各種制御・各種演算処理を行うＣＰＵ（中央処理装置）１０と、ＣＰＵ１０の処理プログラムを記憶するＲＯＭ１１と、各種データを一時記憶するデータ領域及びＣＰＵ１０の作業領域が設定されるＲＡＭ１２と、測定時に被験者の手甲部Ｈや足甲部Ｌの皮膚表面に貼り付けられる４個の表面電極Ｈｐ,Ｈｃ,Ｌｐ,Ｌｃとから概略構成されている。
【００１４】
上記信号出力回路５は、ＰＩＯ（パラレル・インタフェース）５１、測定信号発生器５２及び出力バッファ５３から構成されている。測定信号発生器５２は、全測定時間の間、例えば８００ｎｓｅｃの周期で、ＰＩＯ５１を介して行われるＣＰＵ１０の指示に従って、周波数が、例えば１ｋＨｚ〜４００ｋＨｚの範囲で、かつ、１５ｋＨｚの周波数間隔で段階変化するマルチ周波数電流（測定信号）Ｉａを繰り返し生成し、生成したマルチ周波数電流Ｉａを出力バッファ５３を介して表面電極Ｈｃに送出する。この表面電極Ｈｃは、測定時、被験者の手甲部Ｈに貼り付けられ、これにより、５００〜８００μＡの範囲にあるマルチ周波数電流（測定信号）Ｉａが被験者の体Ｅを流れることになる。
【００１５】
上記電流検出回路６は、Ｉ／Ｖ変換器（電流／電圧変換器）６１、ＢＰＦ（バンドパスフィルタ）６２、Ａ／Ｄ変換器６３及びサンプリングメモリ６４から構成されている。Ｉ／Ｖ変換器６１は、被験者の体Ｅ、すなわち被験者の手甲部Ｈ（図２）に貼り付けられた表面電極Ｈｃと足甲部Ｌに貼り付けられた表面電極Ｌｃとの間を流れるマルチ周波数電流Ｉａを検出して電圧Ｖａに変換し、変換により得られた電圧ＶａをＢＰＦ６２に供給する。ＢＰＦ６２は、入力された電圧Ｖａのうち、略１ｋＨｚ〜８００ｋＨｚの帯域の電圧信号のみを通して、Ａ／Ｄ変換器６３に供給する。Ａ／Ｄ変換器６３は、ＣＰＵ１０の指示に従って、アナログの入力電圧Ｖａを所定のサンプリング周期毎に標本化してデジタル信号に変換する。サンプリングメモリ６４は、ＳＲＡＭからなり、Ａ／Ｄ変換器６３から出力されるデジタル化された電圧Ｖａを電流データとしてサンプリング周期毎、測定信号Ｉａの周波数毎に高速に格納した後、ＣＰＵ１０からの求めに応じてＣＰＵ１０に送出する。
【００１６】
電圧検出回路７は、差動増幅器７１、ＢＰＦ（バンドパスフィルタ）７２、Ａ／Ｄ変換器７３及びサンプリングメモリ７４から構成されている。差動増幅器７１は、被験者の体Ｅ、すなわち被験者の手甲部Ｈに貼り付けられた表面電極Ｈｐと足甲部Ｌに貼り付けられた表面電極Ｌｐとの間の電圧を検出する。ＢＰＦ７２は、入力された電圧Ｖｂのうち、略１ｋＨｚ〜８００ｋＨｚの帯域の電圧信号のみを通して、Ａ／Ｄ変換器７３に供給する。Ａ／Ｄ変換器７３は、ＣＰＵ１０の指示に従って、アナログの入力電圧Ｖｂを所定のサンプリング周期毎に標本化してデジタル信号に変換する。サンプリングメモリ７４は、ＳＲＡＭからなり、Ａ／Ｄ変換器７３から出力されるデジタル化された電圧Ｖｂを電圧データとしてサンプリング周期毎、測定信号Ｉａの周波数毎に高速に格納した後、ＣＰＵ１０からの求めに応じてＣＰＵ１０に送出する。
なお、電流検出回路６のサンプルホールド回路６３と電圧検出回路７のサンプルホールド回路７３との検出動作のタイミングは、ＣＰＵ１０の制御によって揃えられている。同様に、電流検出回路６のＡ／Ｄ変換器６４と電圧検出回路７のＡ／Ｄ変換器７４との検出動作のタイミングは、ＣＰＵ１０の制御によって揃えられている。
【００１７】
上記キーボード８は、被験者の身長、体重、性別及び年齢等の人体特徴項目、全測定時間及び測定回数等を入力するためのテンキーや機能キー、及び操作者が測定開始を指示するための開始スイッチ等を有して構成されている。キーボード８から供給される各キーの操作データは、図示せぬキーコード発生回路でキーコードに変換されてＣＰＵ１０に供給される。
【００１８】
ＲＯＭ１１は、オペレーティングシステム（ＯＳ）の他に、ＣＰＵ１０の各種処理プログラム、例えば、生体電気インピーダンス算出プログラム、インピーダンス軌跡算出プログラム、周波数０時インピーダンス決定プログラム、周波数無限大時インピーダンス決定プログラム、細胞外液／内液抵抗比算出プログラム及び体脂肪推計プログラム等を格納する。
ここで、生体電気インピーダンス算出プログラムには、サンプリングメモリ６４，７４に記憶された周波数毎の電流データ及び電圧データを順次読み出して、各周波数についての被験者の生体電気インピーダンスを算出する手順が記載されている。インピーダンス軌跡算出プログラムには、生体電気インピーダンス算出プログラムの稼働により得られた各周波数についての被験者の生体電気インピーダンスに基づいて、最小二乗法の演算手法に従って、周波数０から周波数無限大までのインピーダンス軌跡を算出する処理手順が書き込まれている。
周波数０時インピーダンス決定プログラム、周波数無限大時インピーダンス決定プログラムには、それぞれ、インピーダンス軌跡算出プログラムの稼働により得られたインピーダンス軌跡に基づいて、それぞれ、０、無限大の時の被験者の生体電気インピーダンスを決定する手法が手順を追って書き込まれている。
細胞外液／内液抵抗比算出プログラムは、周波数０時インピーダンス決定プログラム及び周波数無限大時インピーダンス決定プログラムの稼働により得られた両インピーダンスに基づいて、細胞外液抵抗及び細胞内液抵抗を求め、さらに、細胞内液抵抗に対する細胞外液抵抗の比を算出する。
また、体脂肪推計プログラムは、生体電気インピーダンス算出プログラムの稼働により得られた周波数が略５０ｋＨｚの時の被験者の生体電気インピーダンスと、細胞外液／内液抵抗比算出プログラムの稼働により得られた細胞内液抵抗に対する細胞外液抵抗の比と、キーボード８を介して入力された被験者の身長、体重、性別及び年齢等の人体特徴項目とに基づいて、被験者の体脂肪の状態（体脂肪率、脂肪重量、除脂肪体重等）を推計する。
【００１９】
ＲＡＭ１２のデータ領域には、さらに、生体電気インピーダンス算出プログラム等により得られた被験者の生体電気インピーダンスを周波数毎に格納する生体電気インピーダンス記憶領域と、細胞外液／内液抵抗比算出プログラムにより得られた細胞内液抵抗に対する細胞外液抵抗の比を格納する抵抗比記憶領域と、キーボード８を介して入力された被験者の身長、体重、性別及び年齢等の人体特徴項目を格納する人体特徴項目記憶領域と、体脂肪推計プログラムにより得られた体脂肪率、脂肪重量、除脂肪体重等の数値を格納する体脂肪記憶領域等が設定される。
【００２０】
ＣＰＵ１０は、装置各部を制御する他、ＲＯＭ１１に記憶された各種処理プログラムをＲＡＭ１２を用いて順次実行することにより、被験者の体脂肪（体脂肪率、脂肪重量、除脂肪体重等）を推計する。
表示器９は、例えば、液晶表示パネルからなり、キーボード８からの入力データやＣＰＵ１０の演算結果、例えばインピーダンス軌跡や、周波数５０ｋＨｚ時のインピーダンスや、細胞内液抵抗に対する細胞外液抵抗の比や、被験者の氏名や、身長、体重、性別及び年齢等の人体特徴項目を表示する。
【００２１】
次に、この例の動作について説明する。
まず、測定に先だって、図２に示すように、２個の表面電極Ｈｃ,Ｈｐを被験者の手甲部Ｈに、２個の表面電極Ｌｐ,Ｌｃを被験者の同じ側の足甲部Ｌに貼り付ける（このとき、表面電極Ｈｃ,Ｌｃを、表面電極Ｈｐ,Ｌｐよりも人体の中心から遠い部位に取り付ける）。次に、操作者（又は被験者自身）が体脂肪測定装置４のキーボード８を操作して、被験者の身長、体重、性別及び年齢等の人体特徴項目を入力すると共に、全測定時間や測定回数等を設定する。全測定期間は、測定精度を高めるため、少なくとも２秒以上（呼吸の周期以上）となるように設定する。また、測定回数は例えば１００回に設定する。
【００２２】
次に、操作者（又は被験者自身）がキーボード８の開始スイッチをオンにすると、ＣＰＵ１０は、信号出力回路５の測定信号発生器５２に、マルチ周波数電流（測定信号）Ｉａの生成を指示する。これにより、測定信号発生器５２が、マルチ周波数電流（測定信号）Ｉａを生成するので、マルチ周波数電流（測定信号）Ｉａが出力バッファ５３及び被験者の手甲部Ｈに貼り付けられた表面電極Ｈｃを介して、被験者の体Ｅを流れ、測定が開始される。
【００２３】
マルチ周波数電流（測定信号）Ｉａが被験者の体Ｅに供給されると、電流検出回路６のＩ／Ｖ変換器６１において、表面電極Ｈｃ,Ｌｃが貼り付けられた手足間を流れるマルチ周波数電流Ｉａが検出され、アナログの電圧Ｖａに変換された後、ＢＰＦ６２を経て、Ａ／Ｄ変換器６３へ供給される。Ａ／Ｄ変換器６３では、供給された入力電圧Ｖａが、ＣＰＵ１０の指示に従って、所定のサンプリング周期毎に標本化され、デジタルの電圧に変換される。そして、変換されたデジタルの電圧値はサンプリングメモリ６４に格納される。
一方、電圧検出回路７の差動増幅器７１において、表面電極Ｈｐ,Ｌｐが貼り付けられた手足間で生じた電圧Ｖｂが検出され、ＢＰＦ７２を経て、Ａ／Ｄ変換器７３へ供給される。Ａ／Ｄ変換器７３では、供給された入力電圧Ｖｂが、ＣＰＵ１０の指示に従って、所定のサンプリング周期毎に標本化され、デジタルの電圧に変換される。変換されたデジタルの電圧値はサンプリングメモリ７４に格納される。ＣＰＵ１０は、装置各部を制御して、上述の処理を指定された測定回数（今の場合、１００回）繰り返す。
【００２４】
そして、測定回数が１００回になると、ＣＰＵ１０は、測定を停止する制御を行った後、これより、まず、生体電気インピーダンス算出プログラムを起動して、両サンプリングメモリ６４，７４に格納された周波数毎の電流データ及び電圧データを順次読み出して、各周波数についての被験者の生体電気インピーダンス（測定回数１００回の平均値）を算出する。なお、生体電気インピーダンスの算出には、その成分（抵抗及びリアクタンス）の算出も含まれる。次に、ＣＰＵ１０は、インピーダンス軌跡算出プログラムを起動して、生体電気インピーダンス算出プログラムにより得られた各周波数についての被験者の生体電気インピーダンス及びその成分（抵抗及びリアクタンス）に基づいて、最小二乗法を用いるカーブフィッティングの手法に従って、周波数０から周波数無限大までのインピーダンス軌跡を算出する。このようにして算出されたインピーダンス軌跡は、図３（ａ）,（ｂ）に示すように、中心が実軸より上がった円弧となる。
【００２５】
次に、ＣＰＵ１０は、周波数０時インピーダンス決定プログラム及び周波数無限大時インピーダンス決定プログラムに従って、インピーダンス軌跡算出プログラムにより得られたインピーダンス軌跡に基づいて、それぞれ、周波数が０、無限大の時の被験者の生体電気インピーダンスを求める。つまり、インピーダンス軌跡の円弧が、図中Ｘ軸と交わる点が、それぞれ周波数０Ｈｚと無限大の時の生体電気インピーダンスになる。次に、ＣＰＵ１０は、細胞外液／内液抵抗比算出プログラムに従って、周波数０時インピーダンス決定プログラム及び周波数無限大時インピーダンス決定プログラムにより得られた両インピーダンスに基づいて、細胞外液抵抗及び細胞内液抵抗を求め、さらに、細胞内液抵抗に対する細胞外液抵抗の比を算出する。
次に、ＣＰＵ１０は、体脂肪推計プログラムの処理手順に従って、生体電気インピーダンス算出プログラムにより得られた周波数が略５０ｋＨｚの時の被験者の生体電気インピーダンスと、キーボード８を介して入力された被験者の身長、体重、性別及び年齢等の人体特徴項目と、細胞外液／内液抵抗比算出プログラムの稼働により得られた細胞内液抵抗に対する細胞外液抵抗の比とに基づいて、被験者の体脂肪の状態（体脂肪率、脂肪重量、除脂肪体重等）を推計する。
【００２６】
最後に、ＣＰＵ１０は、算出された被験者の体脂肪状態（体脂肪率、脂肪重量、除脂肪体重等）をＲＡＭ１２に記憶すると共に、図３に示すように、インピーダンス軌跡、周波数５０ｋＨｚ時のインピーダンス、細胞内液抵抗に対する細胞外液抵抗の比、被験者の氏名、身長、体重、性別及び年齢等の人体特徴項目を表示器９に表示する。そして、当該一連の処理を終了する。
【００２７】
このように、上記構成によれば、一段と実情に即した推計がなされるので、例えば、一般の健常者であっても、細胞外液量の比較的少ないスポーツ選手等であっても、正確な推計値を得ることができる。
また、インピーダンス軌跡算出プログラムにより、最小二乗法の演算手法を駆使して、インピーダンス軌跡を求め、求められた軌跡から、周波数０時インピーダンス決定プログラム及び周波数無限大時インピーダンス決定プログラムにより、周波数０時及び無限大時の生体電気インピーダンスを求めるので、高周波投入時の浮遊容量や外来ノイズの影響を回避でき、また、人体への直流の直接投入を回避できる。それ故、測定精度が向上する。
【００２８】
以上、この発明の実施例を図面により詳述してきたが、具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれる。
例えば、生体電気インピーダンスを算出する代わりに、生体電気アドミッタンスを算出するようにしても良く、これに伴い、インピーダンス軌跡を算出する代わりに、アドミッタンス軌跡を算出するようにしても良い。
また、上述の実施例においては、人体特徴項目として、被験者の身長、体重、性別及び年齢等を入力する場合について述べたが、必要に応じて、その一部を省略しても良く、人種の項目を付加しても良い。また、出力装置として、プリンタを付設しても良い。
また、上述の実施例においては、周波数が略５０ｋＨｚの時のインピーダンスについては、生体電気インピーダンス算出プログラムによって得られたデータをこのまま用いて、被験者の体脂肪を求めたが、インピーダンス軌跡算出プログラムにより得られたインピーダンス軌跡に基づいて、略５０ｋＨｚの時のインピーダンスを求め、これに基づいて体脂肪の算出を行うようにしても良い。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の体脂肪測定装置によれば、細胞内液抵抗と細胞外液抵抗との比と、特定周波数時の生体電気インピーダンスとに基づいて、被験者の体脂肪率等の体脂肪の状態が推計される。それ故、一段と実情に即した推計がなされるので、例えば、一般の健常者であっても、細胞外液量の比較的少ないスポーツ選手等であっても、正確な推計値を得ることができる。
また、最小二乗法の演算手法を駆使して、インピーダンス軌跡又はアドミッタンス軌跡を求め、求められた軌跡から周波数０時及び無限大時の生体電気インピーダンスを求め、これらの生体電気インピーダンスに基づいて、細胞内液抵抗と細胞外液抵抗との比を算出するので、高周波投入時の浮遊容量や外来ノイズの影響を回避でき、また、人体への直流の直接投入を回避できる。それ故、測定精度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例である体脂肪測定装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図２】同装置の使用状態を模式的に示す模式図である。
【図３】同装置における表示器の表示例を示す図である。
【図４】人体の細胞組織中を低周波の電流及び高周波の電流が流れる様子を説明するための図である。
【図５】組織内細胞の電気的等価回路図である。
【図６】人体のインピーダンス軌跡を示す図である。
【図７】周波数無限大時の組織内細胞の電気的等価回路図である。
【符号の説明】
４      体脂肪測定装置
５      信号出力回路（生体電気インピーダンス算出手段の一部）
５２      測定信号発生器
５３      出力バッファ
６      電圧検出回路（生体電気インピーダンス算出手段の一部）
６１      Ｉ／Ｖ変換器
６２      ＢＰＦ
６３      Ａ／Ｄ変換器
６４      サンプリングメモリ
７      電圧検出回路（生体電気インピーダンス算出手段の一部）
７１      差動増幅器
７２      ＢＰＦ
７３      Ａ／Ｄ変換器
７４      サンプリングメモリ
８      キーボード（人体特徴データ入力手段）
１０      ＣＰＵ（生体電気インピーダンス算出手段、抵抗比算出手段、体脂肪推計手段）
１１      ＲＯＭ
１２      ＲＡＭ
Ｈｃ，Ｈｐ，Ｌｃ，Ｌｐ      表面電極
Ｅ      被験者の体
Ｈ      被験者の手甲部
Ｌ      被験者の足甲部
Ｉａ      マルチ周波数電流（プローブ電流）
Ｖｂ      被験者の手足間の電圧
【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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