(57)【要約】【課題】安価な汎用マイクロコントローラに内蔵されたＡＤコンバータを使用して、前記生体電気インピーダンスのパラメータ値を演算する生体電気インピーダンス測定装置及び体組成測定装置を提供する。【解決手段】生体に印加した所定周波数の交流電流に応じて生体に発生する電圧を測定する生体電気インピーダンス測定装置において、前記電圧の測定信号に対して、ナイキスト周波数以下のサンプリング周波数でサンプリングしてディジタルデータを取得するディジタルデータ取得手段と、前記ディジタルデータに基づいて、生体電気インピーダンスのパラメータ値を演算する演算手段とを備えることから、ディジタルデータへの変換時において高速処理が不要であるため、安価な汎用マイクロコントローラのＡＤコンバータにより処理可能でありコストダウンが可能である。【選択図】        図４
2006198334.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体に印加した所定周波数の交流電流に応じて生体に発生する電圧を測定する生体電気インピーダンス測定装置において、
前記電圧の測定信号に対して、ナイキスト周波数以下のサンプリング周波数でサンプリングしてディジタルデータを取得するディジタルデータ取得手段と、
前記ディジタルデータに基づいて、生体電気インピーダンスのパラメータ値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。
【請求項２】
前記ディジタルデータ取得手段は、前記測定信号の１周期をディジタル変換するのに必要なサンプル数を、前記測定信号の複数周期に渡って取得するようなサンプリング周波数でサンプリングすることを特徴とする請求項１に記載の生体電気インピーダンス測定装置。
【請求項３】
前記ディジタルデータ取得手段は、前記サンプリングの周期を整数周期とすることを特徴とする請求項１または２に記載の生体電気インピーダンス測定装置。
【請求項４】
前記ディジタルデータ取得手段は、前記測定信号の１周期に複数サンプリングした場合に、前記サンプリングにより形成される波形を整形する整形手段を備えることを特徴とする請求項１乃至３の内いずれか一項に記載の生体電気インピーダンス測定装置。
【請求項５】
前記ディジタルデータ取得手段は、前記測定信号の周波数に応じてサンプリング周波数を自動で切り替えるサンプリング周波数切替手段を備えることを特徴とする請求項１乃至４の内いずれか一項に記載の生体電気インピーダンス測定装置。
【請求項６】
前記演算手段は、前記ディジタルデータに基づいてＤＦＴ処理により、前記パラメータ値を演算することを特徴とする請求項１乃至５の内いずれか一項に記載の生体電気インピーダンス測定装置。
【請求項７】
請求項１乃至６の内いずれか一項に記載の生体電気インピーダンス測定装置と、前記取得したパラメータ値に基づいて、体脂肪、筋肉体水分または骨などの体組成に関する指標を演算する体組成演算手段とを備える体組成測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は生体電気インピーダンスを測定する装置及びそれを用いた体組成測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の汎用マイクロコントローラを用いた低価格な体組成測定装置は、生体に印加した交流電流に応じて発生する電圧に基づく生体電気インピーダンスの絶対値のみを用いて体組成の推定を行なうものであったが、近年の研究においては、生体電気インピーダンスの絶対値のみならず、生体電気インピーダンスの位相差、前記絶対値と前記位相差とから求められる生体電気インピーダンスの抵抗成分値及び容量成分値などの生体電気インピーダンスのパラメータ値も体組成の推定に有用であることが分かってきた。
【０００３】
ここで、従来の生体電気インピーダンス測定に基づく各パラメータの演算原理について簡単に説明する。まず、生体電気インピーダンスのパラメータ値は以下の関係にあるとする。
生体電気インピーダンスの絶対値：｜Ｚ｜＝（Ｒ２＋Ｘ２）１／２
印加電流と測定電圧の位相差：φ＝ｔａｎ−１（Ｘ／Ｒ）
生体電気インピーダンスの抵抗成分（以下、レジスタンス値と言う）：Ｒ＝｜Ｚ｜ｃｏｓ（φ）
生体電気インピーダンスの容量成分（以下、リアクタンス値と言う）：Ｘ＝｜Ｚ｜ｓｉｎ（φ）
【０００４】
次に、図７に公知の生体電気インピーダンスのパラメータ算出モデルを示す。前記モデルは、生体電気インピーダンス測定用電流ｉを発生する電流源１００が、抵抗値が既知の基準抵抗（Ｒｅｆ）１０１及び生体（Ｏｂｊ）１０２に前記電流ｉを印加するように接続され、前記基準抵抗（Ｒｅｆ）１０１及び生体（Ｏｂｊ）１０２は前記電流ｉが印加されることにより各々に発生する電位差をアナログ信号ＡＲｅｆ及びＡＯｂｊとして受ける差動アンプ１０３及び１０４に接続され、前記差動アンプ１０３及び１０４の何れかに接続を切り換えるＳＷ１０５を介して、前記各アナログ信号ＡＲｅｆ及びＡＯｂｊから各ディジタル信号ＤＲｅｆ及びＤＯｂｊへ変換する高速ＡＤコンバータ１０６に接続され、前記各ディジタル信号ＤＲｅｆ及びＤＯｂｊに基づいて、各々振幅スペクトル及び位相スペクトルを求めるＤＦＴ（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ：離散フーリエ変換）処理を含むインピーダンスパラメータ演算部１０７に接続して構成するものである。
【０００５】
ここで、前記高速ＡＤコンバータ１０６は、各アナログ信号から各ディジタル信号への変換におけるサンプリングの高速処理が可能なＡＤコンバータである。すなわち、ナイキスト周波数（測定信号周波数の倍の周波数）以上のサンプリング周波数でサンプリングするものであり、測定対象が生体であることから精度的に、前記アナログ信号波形の１周期中に２０から３０ポイント程度のサンプル数を取得するものである。またこのとき、前記印加される電流ｉの同じ位相からサンプリングを開始し、サンプリングするアナログ信号の周期は整数周期であるとする。
【０００６】
ここで、前記インピーダンスパラメータ演算部１０７のＤＦＴ処理について説明する。まず、フーリエ変換とは、あるアナログ信号を時間軸に沿ってサンプリングしたディジタル信号に対し、前記ディジタル信号に含まれる正弦波要素へと分解する処理であり、前記正弦波要素の振幅と位相の各スペクトルを算出するものである。
【０００７】
前記モデルにおいては、以下に示すように、前記各ディジタル信号ＤＲｅｆ及びＤＯｂｊに対して、前記フーリエ変換を行うことにより得られる正弦波要素の振幅と位相のスペクトルを算出し、前記各スペクトルを用いて、公知の生体電気インピーダンスのパラメータを演算する式に基づいて、各パラメータを算出するものである。
【０００８】
まず、ＤＦＴ処理は前記各ディジタル信号ＤＲｅｆ及びＤＯｂｊに対して次の式により行なわれ、実数部と虚数部とからなる複素フーリエスペクトルＳｋにより表される。すなわち、
Ｓｋ＝Σ［Ｄ（ｎ）×ｃｏｓ｛（２πｋｎ）／Ｎ｝］−ｊ×Σ［Ｄ（ｎ）×ｓｉｎ｛（２πｋｎ）／Ｎ｝］
【０００９】
ここで、ｎはサンプリング番号、Ｎは総サンプル数、ｋはスペクトル番号、Ｄ（ｎ）はｎ番目のサンプリングデータを示すものである。また、前記スペクトル番号ｋは、前述のサンプリングにおいて前記アナログ信号の整数周期分をサンプルするものとしたが、その整数値と同値である。
【００１０】
また、前記実数部をＲｅａｌｋ、虚数部をＩｍｇｋとして、次の式で表される。
Ｓｋ＝Ｒｅａｌｋ＋ｊＩｍｇｋ
【００１１】
従って、前記各ディジタル信号ＤＲｅｆ及びＤＯｂｊに対して、前記複素フーリエスペクトルは、各々、
ＳＲｅｆ＝ＲｅａｌＲｅｆ＋ｊＩｍｇＲｅｆ
ＳＯｂｊ＝ＲｅａｌＯｂｊ＋ｊＩｍｇＯｂｊ
なる式で表される。
【００１２】
また、前記振幅スペクトルは前記複素フーリエスペクトルＳＲｅｆ及びＳＯｂｊの絶対値により、
｜ＳＲｅｆ｜＝｛（ＲｅａｌＲｅｆ）２＋（ＩｍｇＲｅｆ）２｝１／２
｜ＳＯｂｊ｜＝｛（ＲｅａｌＯｂｊ）２＋（ＩｍｇＯｂｊ）２｝１／２
なる式で表され、
【００１３】
更に、前記位相スペクトルθＲｅｆ及びθＯｂｊは、
θＯｂｊ＝ｔａｎ−１（ＩｍｇＲｅｆ／ＲｅａｌＲｅｆ）
θＯｂｊ＝ｔａｎ−１（ＩｍｇＯｂｊ／ＲｅａｌＯｂｊ）
で表される。
【００１４】
従って、生体電気インピーダンスの絶対値｜ＺＯｂｊ｜は、前記基準抵抗（Ｒｅｆ）１０１と生体（Ｏｂｊ）１０２とに流れる電流ｉが同じであり、前記基準抵抗（Ｒｅｆ）１０１のインピーダンスは既知であることから、前記振幅スペクトルの比により、次式で求められる。
｜ＺＯｂｊ｜＝｜ＺＲｅｆ｜×｜ＳＯｂｊ｜／｜ＳＲｅｆ｜
【００１５】
また、印加電流と測定電圧の位相差：φは、前記位相スペクトルに基づいて次式で求められる。
φ＝θＯｂｊ−θＯｂｊ
【００１６】
更に、前記生体電気インピーダンスの絶対値｜ＺＯｂｊ｜及び位相差φに基づいて、生体電気インピーダンスの抵抗成分Ｒ及び容量成分Ｘは各々次式で求められる。
Ｒ＝｜ＺＯｂｊ｜ｃｏｓ（φ）
Ｘ＝｜ＺＯｂｊ｜ｓｉｎ（φ）
【００１７】
以上のように求められた前記生体電気インピーダンスのパラメータ値を演算して用いることにより、より詳細な体組成推定を行なう体組成測定装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−２５５１２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
しかしながら、前記生体電気インピーダンスのパラメータ値を用いて、より詳細な体組成推定を行なう体組成測定装置は、前記パラメータ値を演算するための専用のＩＣや複雑なアナログ回路などが必要となり、特に、生体電気インピーダンスを演算するために測定されるアナログ電圧信号をディジタル変換するためのＡＤコンバータは、測定精度を上げるために、ナイキスト周波数以上のサンプリング周波数でサンプリングし、得られたサンプリングデータを処理するため高速なＡＤコンバータが必要であり、コストアップに繋がるものであった。
【００１９】
従って本発明は上述の問題点を解決し、安価な汎用マイクロコントローラに内蔵されたＡＤコンバータを使用して、前記生体電気インピーダンスのパラメータ値を演算する生体電気インピーダンス測定装置及び体組成測定装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記課題を解決するために本発明は、生体に印加した所定周波数の交流電流に応じて生体に発生する電圧を測定する生体電気インピーダンス測定装置において、前記電圧の測定信号に対して、ナイキスト周波数以下のサンプリング周波数でサンプリングしてディジタルデータを取得するディジタルデータ取得手段と、前記ディジタルデータに基づいて、生体電気インピーダンスのパラメータ値を演算する演算手段とを備える生体電気インピーダンス測定装置を提供する。
【００２１】
また、前記ディジタルデータ取得手段は、前記測定信号の１周期をディジタル変換するのに必要なサンプル数を、前記測定信号の複数周期に渡って取得するようなサンプリング周波数でサンプリングするものである。
【００２２】
また、前記ディジタルデータ取得手段は、前記サンプリングの周期を整数周期とするものである。
【００２３】
また、前記ディジタルデータ取得手段は、前記測定信号の１周期に複数サンプリングした場合に、前記サンプリングにより形成される波形を整形する整形手段を備える。
【００２４】
また、前記ディジタルデータ取得手段は、前記測定信号の周波数に応じてサンプリング周波数を自動で切り替えるサンプリング周波数切替手段を備える。
【００２５】
また、前記演算手段は、前記ディジタルデータに基づいてＤＦＴ（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ：離散フーリエ変換）処理により、前記パラメータ値を演算するものである。
【００２６】
さらに、前記生体電気インピーダンス測定装置と、前記取得したパラメータ値に基づいて、体脂肪、筋肉体水分または骨などの体組成に関する指標を演算する体組成演算手段とを備える体組成測定装置を提供する。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の生体電気インピーダンス測定装置は、生体に印加した所定周波数の交流電流に応じて生体に発生する電圧を測定する生体電気インピーダンス測定装置において、前記電圧の測定信号に対して、ナイキスト周波数以下のサンプリング周波数でサンプリングしてディジタルデータを取得するディジタルデータ取得手段と、前記ディジタルデータに基づいて、生体電気インピーダンスのパラメータ値を演算する演算手段とを備え、また、前記ディジタルデータ取得手段は、前記測定信号の１周期をディジタル変換するのに必要なサンプル数を、前記測定信号の複数周期に渡って取得するようなサンプリング周波数でサンプリングすることから、ディジタルデータへの変換時において高速処理が不要であるため、汎用マイクロコントローラに内蔵の安価なＡＤコンバータにより処理可能でありコストダウンが可能である。
【００２８】
また、前記ディジタルデータ取得手段は、前記サンプリングの周期を整数周期とし、また、前記ディジタルデータ取得手段は、前記測定信号の１周期に複数サンプリングした場合に、前記サンプリングにより形成される波形を整形する整形手段を備えることから、サンプリングデータに基づいて生体電気インピーダンスのパラメータ値を演算するための前記ＤＦＴ変換処理に適した滑らかに連続したデータが得られる。これはサンプリングデータが無限に連続するという前提で行なわれるＤＦＴ処理において、不連続なデータがあった場合に生じる誤差を防止することが可能である。
【００２９】
また、前記ディジタルデータ取得手段は、前記測定信号の周波数に応じてサンプリング周波数を自動で切り替えるサンプリング周波数切替手段を備えることから、煩わしい操作など要することなく、複数の周波数による生体電気インピーダンス測定において対応可能である。
【００３０】
また、前記演算手段は、前記ディジタルデータに基づいてＤＦＴ処理により、前記パラメータ値を演算することから、フーリエ変換を高速に行うＦＦＴ（Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ：高速フーリエ変換）処理よりも、簡便に前記生体電気インピーダンスのパラメータの演算が可能である。
【００３１】
さらに、本発明の体組成測定装置は、前記生体電気インピーダンス測定装置と、前記取得したパラメータ値に基づいて、体脂肪、筋肉体水分または骨などの体組成に関する指標を演算する体組成演算手段とを備えることから、前記生体電気インピーダンス測定装置は、特に低い周波数による生体電気インピーダンスを精度良く測定可能であるため、例えば、５０ｋＨｚで測定された生体電気インピーダンスは、総水分量、体脂肪量、体脂肪率、基礎代謝及び骨量などの体組成との相関が高く、６．２５ｋＨｚで測定された生体電気インピーダンスは、細胞外液量との相関が高い。また、前記総水分量から前記細胞外液量を引いた細胞内液量は筋肉量との相関が高いことから、体組成演算において信頼性の高いデータを得ることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
本発明の生体電気インピーダンス測定装置は、生体に印加した所定周波数の交流電流に応じて生体に発生する電圧を測定する生体電気インピーダンス測定装置において、前記電圧の測定信号に対して、ナイキスト周波数以下のサンプリング周波数でサンプリングしてディジタルデータを取得するディジタルデータ取得手段と、前記ディジタルデータに基づいて、生体電気インピーダンスのパラメータ値を演算する演算手段とを備える。
【００３３】
また、前記ディジタルデータ取得手段は、前記測定信号の１周期をディジタル変換するのに必要なサンプル数を、前記測定信号の複数周期に渡って取得するようなサンプリング周波数でサンプリングするものである。
【００３４】
また、前記ディジタルデータ取得手段は、前記サンプリングの周期を整数周期とするものである。
【００３５】
また、前記ディジタルデータ取得手段は、前記測定信号の１周期に複数サンプリングした場合に、前記サンプリングにより形成される波形を整形する整形手段を備える。
【００３６】
また、前記ディジタルデータ取得手段は、前記測定信号の周波数に応じてサンプリング周波数を自動で切り替えるサンプリング周波数切替手段を備える。
【００３７】
また、前記演算手段は、前記ディジタルデータに基づいてＤＦＴ処理により、前記パラメータ値を演算するものである。
【００３８】
さらに、本発明の体組成測定装置は、前記生体電気インピーダンス測定装置と、前記取得したパラメータ値に基づいて、体脂肪、筋肉体水分または骨などの体組成に関する指標を演算する体組成演算手段とを備える。
【実施例１】
【００３９】
本発明の実施例１は、アナログ信号波形１周期に対して１ポイントサンプルするアンダーサンプリングを用いた生体電気インピーダンス測定装置を備える体組成測定装置を例に説明する。
【００４０】
まず図１を用いて、本発明の体組成測定装置の構成を説明する。体組成測定装置１は、測定結果やガイダンスを表示する表示部２、各種設定及び入力操作を行なうキースイッチ３、及び生体電気インピーダンスを測定するために、生体に所定の電流を印加するための電流印加電極４ａ及び４ｂと、生体間の電位差を測定するための電圧測定電極４ｃ及び４ｄとからなる生体電気インピーダンス測定用電極４を備えて成る。
【００４１】
前記表示部２及びキースイッチ３は、体組成測定装置１の制御及び演算などを行なうマイクロコントローラ５に接続され、前記マイクロコントローラ５は低速度の処理能力のＡＤコンバータ６を内蔵した汎用マイクロコントローラである。また、前記マイクロコントローラ５は体重を測定する体重測定部７に接続してなり、更に、生体電気インピーダンスを測定するために前記マイクロコントローラ５から出力された矩形波を所望の周波数の正弦波信号に整形する信号整形フィルタ８を介して、交流電流として出力する交流電流出力回路９に接続されてなる。前記交流電流出力回路９は、前記電流印加電極４ａ及び４ｂに接続され、前記電流印加電極４ｂには基準抵抗１０を介して接続される。
【００４２】
印加された電流に基づいて、基準抵抗１０に発生する電位差を取得する差動増幅器１１と、生体において発生する電位差を取得するため、電圧測定電極４ｃ及び４ｄ間の電位差を取得する差動増幅器１２が各々接続されており、各差動増幅器１１と１２とからの電位差信号を切り替える切替部１３を介して、前記マイクロコントローラ５に接続されてなる。また、測定されたデータ等を一時的に記憶しておくＥＥＰＲＯＭ１４と体組成測定装置１に電力を供給する電源１５とが前記マイクロコントローラ５に接続されて成る。
【００４３】
前記マイクロコントローラ５は、前記ＡＤコンバータ６の他に、体組成測定装置１の制御を行なう制御部、生体電気インピーダンスパラメータ及び体組成に関する指標等を演算する演算部、生体電気インピーダンスを測定するために矩形波を出力する矩形波出力部、各種データ及び予め設定してある演算式などを記憶する記憶部及び測定周波数に合わせて前記ＡＤコンバータのサンプリング周期を設定するサンプリング周期設定部を内部に備えて構成しているものである。
【００４４】
次に図２から図４を用いて体組成測定装置１の動作を説明する。図２はメイン動作を示すフローチャートであり、図３は生体電気インピーダンス測定の動作のサブルーチンを示すフローチャートであり、図４は５０ｋＨｚの測定周波数に対するサンプリングを示すグラフである。
【００４５】
まず図２において体組成測定装置１の電源をオンすると、ステップＳ１において、年齢、性別及び身長などの体組成を演算するための個人情報がマイクロコントローラ５内の記憶部に記憶されて、個人登録されているかどうか判断される。個人登録済みであればＹＥＳに進み、ステップＳ３において、前記体組成測定装置１の初期設定がなされる。個人登録が済んでいなければＮＯに進み、ステップＳ２において、マイクロコントローラ５から表示部２に表示される個人登録を促すガイダンスに従って、キースイッチ３を用いて個人情報を入力して個人登録した後に前記ステップＳ３に進む。前記ステップＳ３において初期設定がなされると、ステップＳ４において体重測定部７により体重を測定し、ステップＳ５において、図３のフローチャートを用いて後述する生体電気インピーダンス測定を行なう。ステップＳ６において、前記個人情報、前記測定した体重及び生体電気インピーダンスに基づいて、マイクロコントローラ５の演算部において、体脂肪、体水分、筋肉及び骨などの体組成に関する指標を演算し、ステップＳ７において、表示部２に測定結果を表示すると共に、ステップＳ８において、前記表示が一定時間経過したかどうか判断され、経過していなければＮＯに進み表示を続け、経過したらＹＥＳに進み自動で電源オフして測定を終了する。
【００４６】
ここで、前述の生体電気インピーダンス測定を図３のフローチャートに沿って説明する。生体電気インピーダンス測定に移行すると、ステップＳ１１において、前記マイクロコントローラ５内の矩形波出力部において矩形波を出力し、ステップＳ１２において、前記矩形波を生体電気インピーダンスを測定する測定周波数として所望の周波数の波形に整形するために、前記マイクロコントローラ５の制御部により前記信号整形フィルタ８を制御し、適切なフィルタを選択して正弦波形として整形する。
【００４７】
ここでは、生体電気インピーダンスの測定周波数は５０ｋＨｚと６．２５ｋＨｚとの２つで測定するものとし、前記信号整形フィルタも５０ｋＨｚと６．２５ｋＨｚとに整形する２種のフィルタを備えているものとする。
【００４８】
例えば、前記ステップＳ１２において、前記マイクロコントローラ５内の制御部により５０ｋＨｚのフィルタが選択されると、ステップＳ１３において、前記整形された正弦波信号に基づいて、前記交流電流出力回路９により５０ｋＨｚの交流電流を出力し、前記基準抵抗１０及び電流印加電極４ａ及び４ｂ間に印加する。ステップＳ１４において、前記マイクロコントローラ５内の制御部により前記切換器１３を制御し、前記基準抵抗１０間に発生する電位差を取得するように差動増幅器１１側（ここではｃｈ０とする）に切り替える。
【００４９】
ステップＳ１５において、前記取得された電位差はアナログの電圧信号としてマイクロコントローラ５内に備えたＡＤコンバータによりディジタルデータに変換する。このとき、前記測定周波数に応じて、マイクロコントローラ５内のサンプリング設定部により、ＡＤコンバータ６のサンプリング周期が自動で設定される。前記背景技術において述べたように、生体電気インピーダンス測定においてはその測定精度から、測定信号の１周期に対して２０ポイントのサンプル数が必要であり、つまり従来の高速データ処理可能なＡＤコンバータではサンプリング周期は１ＭＨｚを必要とするものであった。
【００５０】
しかし、ここでは図４に示すように、前記測定信号の１周期に１ポイントサンプリングするものとし、測定信号２０周期で２０ポイントサンプリングする。このとき前記測定周期に対してサンプリング周期は（信号波形１周期／サンプル数）ｓｅｃだけ長く設定する。すなわち、前記測定周波数５０ｋＨｚであれば、測定周期２０μｓｅｃであるため、サンプリング周期は２０μｓｅｃ＋（２０μｓｅｃ／２０ポイント）＝２１μｓｅｃとして設定する。これにより、前記測定信号対して１回のサンプリング毎に（３６０°／２０ポイント）ずつ位相がずらしてサンプリングされることになり、図４に示すようなディジタル信号波形が得られる。すなわち、前記高速データ処理可能なＡＤコンバータによるサンプリング周期１ＭＨｚ相当の、測定信号１周期分を２０ポイントのサンプル数でサンプリングしたディジタルデータが得られることになり、前記ディジタルデータはマイクロコントローラ５内の記憶部に記憶される。
【００５１】
ステップＳ１６において、前記ステップＳ１４と同様にして、前記電圧測定電極４ｃ及び４ｄ間に発生する生体間の電位差を取得するように前記切替器１３を差動増幅器１２側（ここではｃｈ１とする）に切り換える。ステップＳ１７において、前記ステップＳ１５と同様にして、ディジタルデータを取得しマイクロコントローラ５の記憶部に記憶する。
【００５２】
続いてステップＳ１８において、前述したＤＦＴ処理を行い、前記生体電気インピーダンスのパラメータである、絶対値｜ＺＯｂｊ｜、位相差φ、生体電気インピーダンスの抵抗成分Ｒ及び容量成分Ｘを演算し、マイクロコントローラ５内の記憶部に記憶する。
【００５３】
続くステップＳ２０において、予め設定された複数の測定周波数による測定が全て終了したかどうか判定される。本実施例においては５０ｋＨｚと６．２５ｋＨｚとの２つの測定周波数により測定するものであることから、前述の測定周波数５０ｋＨｚの測定が終了した後、まだ６．２５ｋＨｚの測定がなされていない場合にはＮＯに進み、測定周波数６．２５ｋＨｚの測定として再びステップＳ１１からステップＳ１９までを繰り返す。２つの測定周波数の測定が終了した場合ＹＥＳに進み、図２のメイン動作のフローチャートに戻る。
【実施例２】
【００５４】
前記実施例１では、測定信号に対して位相をずらしながら１周期１ポイントサンプリングするものであったが、実施例２では、測定信号に対して同じく位相をずらしながら１周期複数ポイントのサンプリングを可能とする例を、実施例１との差異を示して説明する。
【００５５】
まず、装置構成については、図１に示した実施例１の体組成測定装置と同様であるが、前記マイクロコントローラ５内に、ＡＤコンバータ６においてサンプリングしたデータを所定の波形に整形するサンプリング波形整形部を更に備えるものである。
【００５６】
また、実施例２のメイン動作は図２に示した実施例１のメイン動作と同様に動作するものである。生体電気インピーダンス測定のサブルーチンの動作を図５に示した。図３に示したサブルーチンとの差異は、ステップＳ１５及びステップＳ１７のＡＤ変換において、マイクロコントローラ５のサンプリング設定部によるサンプリング周期の設定と、前記ＡＤ変換後に、前記マイクロコントローラ５内のサンプリング波形整形部による波形整形処理の追加とが異なる。また、サンプリングの例として、図６にアナログ測定周波数が５ｋＨｚのときのサンプリング例を示した。
【００５７】
まず、図５によると、実施例１と同様に図２のメインフローチャートのステップＳ５の生体電気インピーダンス測定に入ると、図５の生体電気インピーダンスのサブルーチンに移行する。ここで、ステップＳ５１からステップＳ５４までは、図３のステップＳ１１からステップＳ１４までと同様に動作するものである。続くステップＳ５５において、基準抵抗１０間の電位差信号をＡＤコンバータ６によりディジタル化するものであるが、ここでは、図６に示したように測定信号の１周期に２ポイントサンプリングし、測定信号１０周期で２０ポイントサンプリングするものとする。実施例１と同様に測定信号に対して１回のサンプリング毎に位相をずらして所望のディジタルデータを得るものであり、測定信号１周期に２ポイントサンプルすることから、測定半周期に対して前記サンプリング周期は、（信号波形半周期／サンプル数）ｓｅｃだけ長く設定する。すなわち、図６の例に示すように測定周波数５ｋＨｚであれば測定半周期は１００μｓｅｃであるため、サンプリング周期は１０５μｓｅｃとして設定される。これにより、前記測定信号に対して１回のサンプリング毎に（１８０°／２０ポイント）ずつ位相がずれてサンプリングされることになり、測定信号１周期分を２０ポイントのサンプル数でサンプリングデータが得られ、マイクロコントローラ５内の記憶部に記憶される。
【００５８】
これにより、測定信号の１周期１ポイントのサンプリングでは２０周期（４０００μｓｅｃ）かかるサンプリング時間が半分で済む。
【００５９】
続くステップＳ５６において、前記サンプリングデータから１周期分の波形を整形する。図６に示すように、得られた各データのサンプリング番号により、奇数番目のグループと偶数番目のグループとに分け、偶数番目のグループに続いて奇数番目のグループを繋げることにより、１周期分の信号が得られる。各データの処理はマイクロコントローラ５内の波形整形部において行われ、前記記憶された各サンプリングデータを順次読み込んで整形し、マイクロコントローラ５内の記憶部に記憶させる。
【００６０】
ステップＳ５７は図３のステップＳ１６と同様に動作しｃｈ０からｃｈ１に切り換える。ステップＳ５８及びステップＳ５９は前述のステップＳ５５及びステップＳ５６の基準抵抗感の電位差信号のＡＤ変換及び波形整形と同様に生体間の電位差に対してＡＤ変換及び波形整形がなされるものである。
【００６１】
続くステップＳ６０からステップＳ６１は、前記図３のステップＳ１８からステップＳ２０の動作と同様である。
【００６２】
なお、実施例２では測定信号の１周期に対して２ポイントサンプリングする例を示したが、前記ＡＤコンバータ６の処理能力を以上のサンプリング周期にならなければ、前記１周期に対してより多くのポイントをとることも可能であり、その分測定にかかる時間を短縮することが可能となる。
【００６３】
なお、実施例１では測定信号に対して１周期１ポイントのサンプリングとし、実施例２では測定信号に対して１周期２ポイントのサンプリングとしたが、汎用マイクロコントローラ５に内蔵のＡＤコンバータ６の処理性能と、測定周波数に合わせて何れを用いるかを予め設定してあっても良いし、測定周波数に基づいて自動で切り換えるものであっても良い。例えば、測定周波数５０ｋＨｚの時には１周期１ポイント（サンプリング周期２１μｓｅｃ）とし、測定周波数５ｋＨｚの時には１周期２ポイント（サンプリング周期１０５μｓｅｃ）などとしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本実施例の体組成測定装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本実施例の体組成測定装置のメイン動作を示すフローチャートである。
【図３】実施例１の生体電気インピーダンス測定動作サブルーチンを示すフローチャートである。
【図４】測定周波数５０ｋＨｚ時のアンダーサンプリングの一例を示す図である。
【図５】実施例２の生体電気インピーダンス測定動作サブルーチンを示すフローチャートである。
【図６】測定周波数５ｋＨｚ時のアンダーサンプリングの一例を示す図である。
【図７】生体電気インピーダンスのパラメータの演算原理を説明するためのモデル図である。
【符号の説明】
【００６５】
１    体組成測定装置
２    表示部
３    キースイッチ
４    生体電気インピーダンス測定用電極群
５    マイクロコントローラ
６    ＡＤコンバータ
７    体重測定部
８    信号整形フィルタ
９    交流電流出力回路
１０    基準抵抗
１１    差動増幅器
１２    差動増幅器
１３    切替部
１４    ＥＥＰＲＯＭ
１５    電源
【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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