(57)【要約】装置、関連するソフトウェア、および関連する方法により、局所的な身体部位における筋肉の健康およびフィットネスだけでなく筋・脂肪量を測定（同時測定を含む）するための道具および方法が提供される。本装置は、無線式、携帯型、および手持ち式であってもよく、即時のフィードバック用にディスプレイを備えてもよい。また、複数の身体領域で健康およびフィットネスに関連するパラメータを測定することが可能であってもよい。いくつかの構成が本装置のために与えられる。
2016533835.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
組織の特性を測定する方法であって、前記方法はａ）〜ｆ）の各工程を含み、
ａ）は装置を用意する工程であり、前記装置は、
ｉ）前記装置に含まれる電源と、
ｉｉ）ケースと、
ｉｉｉ）前記ケース内の少なくとも４つの電極であって、そのうちの少なくとも２つは電流供給用電極でかつ少なくとも２つは電圧測定用電極であり、前記電極は前記装置の軸線に沿って配向されていることと、
ｉｖ）前記組織に印加される電流を供給および制御する電子回路と、
ｖ）印加した電流により生じる電圧を測定する電子回路と、
ｖｉ）前記電圧を解析して前記組織の１つまたは複数の特性を算定する算定機能と、
ｖｉｉ）測定されたデータおよび前記算定機能を格納するコンピュータ記憶機能と、
ｖｉｉｉ）前記組織の１つまたは複数の算定された特性を表示する表示機能とを備え、
ｂ）は対象とする筋肉または筋肉群上の前記組織に少なくとも２つの電流供給用電極および少なくとも２つの電圧測定用電極が接触するように前記装置を配置する工程であり、前記電極は前記対象とする筋肉または筋肉群に沿っておおよそ配向されており、
ｃ）は前記装置を使用して前記組織に電流を印加する工程であり、
ｄ）は前記装置を使用して前記電圧を解析する工程であり、
ｅ）は前記装置を使用して、前記電圧の解析に基づいて前記組織の１つまたは複数の特性を算定する工程であり、
ｆ）は前記組織の少なくとも１つの算定された特性を前記装置上で表示する工程である、方法。
【請求項２】
前記装置の最大長さ寸法は１２７ｍｍ（５インチ）以下である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記電流の印加開始から前記組織の前記少なくとも１つの算定された特性が表示されるまでの時間は約１０秒以下である、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記少なくとも１つの算定された特性は脂肪率を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
脂肪率を算定するために前記装置により使用される式は、単純筋脂肪率＝０．３５／オーム×（｛５０ｋＨｚにおける筋抵抗｝＋｛１００ｋＨｚにおける筋抵抗｝＋｛２００ｋＨｚにおける二頭筋｝）、あるいは筋脂肪率＝１００×ｔａｎｈ（０．００３６×｛５０ＫＨｚにおける筋抵抗｝＋｛１００ＫＨｚにおける筋抵抗｝＋｛２００ＫＨｚにおける筋抵抗｝）、あるいは筋脂肪率＝Ｒ５０Ｃ１−７のいずれかである、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記少なくとも１つの算定された特性は筋肉クオリティを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
筋肉クオリティを算定および表示するために前記装置により使用される式は、特定の筋肉の筋肉クオリティ（１）＝１００×ｔａｎｈ（同じ特定の筋肉の筋肉率／同じ特定の筋肉の脂肪率／４．５）、あるいは特定の筋肉の筋肉クオリティ（２）＝同じ特定の筋肉の筋肉クオリティ（１）＋２．１×性別＋０．１×体重／身長２、ただし男性は性別＝１、女性は性別＝０である、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
筋肉疲労を測定する方法であって、前記方法はａ）〜ｈ）の各工程を含み、
ａ）は装置を用意する工程であり、前記装置は、
ｉ）前記装置に含まれる電源と、
ｉｉ）ケースと、
ｉｉｉ）前記ケース内の少なくとも４つの電極であって、そのうちの少なくとも２つは電流供給用電極でかつ少なくとも２つは電圧測定用電極であり、前記電極は前記装置の軸線に沿って配向されていることと、
ｉｖ）組織に印加される電流を供給および制御する電子回路と、
ｖ）印加した電流により生じる電圧を測定する電子回路と、
ｖｉ）前記電圧を解析して前記組織の１つまたは複数の特性を算定する算定機能と、
ｖｉｉ）測定されたデータおよび前記算定機能を格納するコンピュータ記憶機能と、
ｖｉｉｉ）前記組織の１つまたは複数の算定された特性を表示する表示機能とを備え、
ｂ）は対象とする筋肉または筋肉群上の前記組織に少なくとも２つの電流供給用電極および少なくとも２つの電圧測定用電極が接触するように前記装置を配置する工程であり、前記電極は前記対象とする筋肉または筋肉群に沿っておおよそ配向されており、
ｃ）は前記装置を使用して前記組織に電流を印加する工程であり、
ｄ）は前記装置を使用して前記電圧を解析する工程であり、
ｅ）は前記装置を使用して、前記電圧の解析に基づいて前記組織の１つまたは複数の特性を算定する工程であり、
ｆ）は前記組織の少なくとも１つの算定された特性を前記装置上で表示する工程であり、
ｇ）は前記装置を使用して、前記筋肉が運動している間に単一の筋肉または筋肉群上で異なる時間に複数の測定を行う工程であり、
ｈ）は前記筋肉が運動している間に生じる前記筋肉の電気的特性の変化を記録する工程である、方法。
【請求項９】
前記測定に基づいて筋肉クオリティを算定する工程と、前記筋肉が運動している間に生じる前記筋肉の筋肉クオリティの変化を記録する工程とをさらに含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
運動前に複数の測定を行ってベースライン値を確立する工程をさらに含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
運動前に行われた測定に基づいて複数の筋肉クオリティ値を算定して筋肉クオリティのベースライン値を確立する工程をさらに含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記筋肉の運動終了後に複数の測定を行う工程と、前記電気的特性の値がほぼ前記ベースライン値にまでいつ戻ったかを記録する工程とをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
運動終了後に行われた測定に基づいて複数の筋肉クオリティ値を算定する工程と、筋肉クオリティ値の値がほぼ前記ベースライン値にまでいつ戻ったかを記録する工程とをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
身体上の複数の所定箇所において請求項８に記載の方法を使用して体脂肪を測定することと、全身の体脂肪率を算定するための式を使用することとによりヒトの全身体脂肪を推定する方法。
【請求項１５】
前記所定箇所は、二頭筋、腹部、四頭筋、および肩甲骨であり、全身の体脂肪率を算定するための式は、全身体脂肪率＝０．１９×二頭筋脂肪率＋０．３０×腹部脂肪率＋０．２８×四頭筋脂肪率＋０．２３×肩甲骨脂肪率＋１．５×性別−０．０２×体重／身長２＋０．０５×年令である、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記装置は、ネットワークまたはコンピュータと無線通信する機能をさらに備え、コンピュータまたはネットワークに向けて測定情報を送信する、請求項８に記載の方法。
【請求項１７】
前記情報は、さらなる算定および処理の有無にかかわらずウェブサイト上に表示される、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記コンピュータ記憶機能は複数の測定によるデータを格納するのに十分であり、前記装置は、運動中に前記装置を使用者に固定するための固定機能をさらに備え、前記装置は、前記複数の測定が行われてその結果が格納される間、使用者の身に着けられる、請求項９に記載の方法。
【請求項１９】
前記装置は、ネットワークまたはコンピュータと無線通信する機能をさらに備え、コンピュータまたはネットワークに向けて複数の測定情報を送信する、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記コンピュータまたはネットワークはさらに、送信された前記複数の測定情報に基づいて筋肉疲労に関する情報を算定および提示する、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記方法に使用される試験プロトコルは複数の組の電極間隔を含む、請求項６に記載の方法。
【請求項２２】
前記試験プロトコルは、単一の装置位置の間に行われる測定をさらに含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
筋肉クオリティを算定するために使用される１つまたは複数の式は、複数の組の電極間隔から採取されるデータを使用することを含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
筋肉クオリティを算定するために使用される前記式は、ＭＱ＝Ｍ（ｋ１＊Ｐ１００Ｃ１＾２＋ｋ２＊Ｐ５０Ｃ３＾２＋（ｋ３／Ｒ２５Ｃ１）＾２＋（ｋ４／Ｒ５０Ｃ１）＾２＋（ｋ５／Ｒ１００Ｃ１）＾２＋（ｋ６／Ｒ２００Ｃ１）＾２）＾０．５＋Ｎを含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
筋脂肪率を算定するために使用される式は筋脂肪率＝Ｒ５０Ｃ１−７を含む、請求項５に記載の方法。
【請求項２６】
全身の体脂肪率を判断する方法であって、二頭筋、三頭筋、四頭筋、および腹筋群の体脂肪率を請求項２５に記載の方法に従って測定し、全身の体脂肪率を算定するために使用される式は、全身体脂肪率＝（二頭筋脂肪率＋三頭筋脂肪率＋四頭筋脂肪率＋腹筋脂肪率）／４である、方法。
【請求項２７】
全身の筋肉クオリティを判断する方法であって、二頭筋、三頭筋、四頭筋、および腹筋群の筋肉クオリティを請求項２４に記載の方法に従って測定し、全身の筋肉クオリティを算定するために使用される式は、全身筋肉クオリティ＝（二頭筋の筋肉クオリティ＋三頭筋の筋肉クオリティ＋四頭筋の脂肪筋肉クオリティ＋腹筋の筋肉クオリティ）／４である、方法。
【請求項２８】
組織の生体インピーダンス関連特性を測定するための装置であって、
携帯可能なケースと、
前記ケース内の電源と、
前記ケースの軸線に沿って離れて配置された複数の電極であって、前記組織を通じて電流を導くように構成された少なくとも一対の電流電極と、電圧を測定するように構成された別の少なくとも一対の電圧電極とを含む複数の電極と、
前記組織を通じて導かれる前記電流を制御するとともに、測定された電圧および印加された電流に少なくとも基づいて前記組織の少なくとも１つの生体インピーダンス関連の特性を算定するように構成された前記ケース内の電子回路と、
算定された少なくとも１つの特性のうちの１つまたは複数を表示するように構成された前記ケース上の画面と
を備える装置。
【請求項２９】
前記装置は、前記算定された少なくとも１つの特性を遠隔位置にある装置に向けて無線送信するように構成されている、請求項２８に記載の装置。
【請求項３０】
前記ケースは、測定状態を使用者に向けて示すように構成された少なくとも１つの表示器を備える、請求項２８に記載の装置。
【請求項３１】
前記少なくとも１つの表示器は、（ａ）前記複数の電極が前記組織と接触したとき、および（ｂ）測定が完了したときの少なくとも１つを示すように構成されている、請求項３０に記載の装置。
【請求項３２】
前記ケースは、測定を開始するように構成された１つまたは複数のボタンを備える、請求項２８に記載の装置。
【請求項３３】
前記少なくとも一対の電流電極は、前記少なくとも一対の電圧電極の径方向外側に配置されている、請求項２８に記載の装置。
【請求項３４】
前記複数の電極は第１の組の電極および第２の組の電極を含み、（ａ）第１の組の電極は、第１の軸線に沿って離れて配置されるとともに少なくとも一対の電流電極および一対の電圧電極を含み、（ｂ）第２の組の電極は、前記第１の軸線に直交する第２の軸線に沿って離れて配置されるとともに、一対の電流電極およびその一対の電流電極の径方向内側に配置された一対の電圧電極を含む、請求項２８に記載の装置。
【請求項３５】
前記第１の組の電極は前記第２の軸線を中心として対称的に配置されており、前記第２の組の電極は前記第１の軸線を中心として対称的に配置されている、請求項３４に記載の装置。
【請求項３６】
前記第１の組の電極は二対の電流電極および二対の電圧電極を含む、請求項３４に記載の装置。
【請求項３７】
前記二対の電流電極の各電極は前記二対の電圧電極の各電極よりも大きい、請求項３６に記載の装置。
【請求項３８】
組織の生体インピーダンス関連特性を測定するための装置であって、前記装置は、第１の組の電極と第２の組の電極と電子回路とを備え、
前記第１の組の電極は、前記装置の第１の軸線に沿って離れて配置されるとともに第１の一対の電流電極および第２の一対の電圧電極を含み、
前記第２の組の電極は、前記第１の軸線に直交する前記装置の第２の軸線に沿って離れて配置されるとともに第３の一対の電流電極および第４の一対の電圧電極を含み、（ａ）前記第１の組の電極は前記第２の軸線を中心として対称的に配置されており、前記第２の組の電極は前記第１の軸線を中心として対称的に配置されており、（ｂ）各一対の電流電極は前記組織を通じて電流を導くように構成されており、各一対の電圧電極は電圧を測定するように構成されており、
前記電子回路は、少なくとも一対の電圧電極間の電圧を測定するとともに、測定された電圧および印加された電流に少なくとも基づいて前記組織の少なくとも１つの生体インピーダンス関連の特性を算定するように構成されている、装置。
【請求項３９】
各一対の電流電極の電極は各一対の電圧電極の電極よりも大きい、請求項３８に記載の装置。
【請求項４０】
前記第１の組の電極は、第５の一対の電流電極および第６の一対の電圧電極をさらに含む、請求項３８に記載の装置。
【請求項４１】
前記電子回路は、（ｃ）前記第１の一対の電流電極を通じて電流を導き、前記第２の一対の電圧電極間の第１の電圧を測定し、（ｄ）前記第３の一対の電流電極を通じて電流を導き、前記第４の一対の電圧電極間の第２の電圧を測定し、（ｅ）前記第５の一対の電流電極を通じて電流を導き、前記第６の一対の電圧電極間の第３の電圧を測定し、（ｆ）測定された前記第１、第２および第３の電圧のうちの少なくとも１つを使用して前記少なくとも１つの生体インピーダンス関連の特性を算定するように構成されている、請求項４０に記載の装置。
【請求項４２】
組織の生体インピーダンス関連特性を測定する方法であって、前記方法は、
携帯可能な装置の複数の電極を前記組織に接触するように配置する工程であって、前記複数の電極は、前記装置の第１の軸線に沿って離れて配置された第１の組の電極を含み、前記第１の組の電極は、前記組織を通じて電流を導くように構成された第１の一対の電流電極と、電圧を測定するように構成された第２の一対の電圧電極とを含むことと、
前記第１の一対の電流電極を通じて電流を導く工程と、
前記第２の一対の電圧電極間の電圧を測定する工程と、
測定された電圧および導かれた電流に少なくとも基づいて、前記装置の電子回路を使用して前記組織の生体インピーダンス関連特性を算定する工程と、
算定された前記生体インピーダンス関連特性を前記装置の画面上に表示する工程と
を含む、方法。
【請求項４３】
前記複数の電極は、前記第１の軸線に直交する前記装置の第２の軸線に沿って離れて配置された第２の組の電極をさらに含み、前記第２の組の電極は、第３の一対の電流電極および第４の一対の電圧電極を含み、前記第１の組の電極は前記第２の軸線を中心として対称的に配置されており、前記第２の組の電極は前記第１の軸線を中心として対称的に配置されており、
前記電流を導く工程は、前記第３の一対の電流電極を通じて電流を導く工程をさらに含み、
前記電圧を測定する工程は、前記第４の一対の電圧電極間の電圧を測定する工程をさらに含む、請求項４２に記載の方法。
【請求項４４】
前記生体インピーダンス関連特性を算定する工程は、前記第２の一対の電圧電極間の電圧および前記第４の一対の電圧電極間の電圧に基づいて前記特性を算定する工程を含む、請求項４３に記載の方法。
【請求項４５】
前記第１の組の電極は、前記装置の前記第１の軸線に沿って離れて配置された第５の一対の電流電極および第６の一対の電圧電極をさらに含み、
前記電流を導く工程は、前記第５の一対の電流電極を通じて電流を導く工程をさらに含み、
前記電圧を測定する工程は、前記第６の一対の電圧電極間の電圧を測定する工程をさらに含み、
前記生体インピーダンス関連特性を算定する工程は、前記第２の一対の電圧電極間の電圧および前記第６の一対の電圧電極間の電圧に基づいて前記特性を算定する工程を含む、請求項４２に記載の方法。
【請求項４６】
前記複数の電極が前記組織に接触したときに前記装置の表示器を作動させる工程をさらに含む、請求項４２に記載の方法。
【請求項４７】
算定された前記生体インピーダンス関連特性を遠隔装置に向けて無線送信する工程をさらに含む、請求項４２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の実施形態は、筋肉内の特定の関心を有する個々の身体部位の組成を測定、追跡、および／または管理するためのシステムと方法を開示する。いくつかの実施形態では、開示されるシステムは携帯装置を含み、開示される方法は健康およびフィットネスを評価する方法を含む。
【背景技術】
【０００２】
背景
組織の健康を評価する方法として組織の電気インピーダンスを測定することの利点が知られている。例えば、すべてを全体として参照により本明細書に援用する以下の文献を参照されたい。米国特許出願第１３／８２３，６５９号として２０１３年３月１４日に出願されて米国特許出願公開第２０１４／００３９３４１号として公開されたＪ．ボオルケス（Bohorquez）らによる「組織を評価するための装置および方法（Device and methods for evaluating tissue）」、米国特許出願第１３／８４２，６９８号として２０１３年３月１５日に出願されて米国特許出願公開第２０１３／０３３８４７３号として公開されたＪ．ボオルケスらによる「組織を測定するためのシステム、方法およびセンサ（Systems, Methods and Sensors for Measuring Tissue）」、米国特許出願第１１／９９２，４３０号として２００６年９月２１日に出願されて米国特許出願公開第２０１０／０２９２６０３号として公開されたシフマン（Shiffman）らによる「電気インピーダンスマイオグラフィ（Electrical Impedance Myography）」、米国特許出願第１３／３９１，４８４号として２０１０年８月２０日に出願されて米国特許出願公開第２０１２／０２４５４３６号として公開されたルトコブ（Rutkove）Ｓ．およびドーソン（Dawson）Ｊ．による「電気インピーダンスマイオグラフィのための携帯型装置（Hand-held device for Electrical Impedance Myography）」。これらの文献は電気インピーダンスマイオグラフィ（ＥＩＭ）の測定について述べている。組織の健康を測定するための標準的な電気生理学的手法とは異なり、ＥＩＭは筋肉または神経組織の固有電位にそれほど直接的には依存しない。ＥＩＭは組織の電気的生体インピーダンスに基づく。ＥＩＭは、極めて小さく無侵襲の電流量の流れに対する組織の構造および特性の影響を測定する。しかしながら、標準的な生体インピーダンス手法とは異なり、測定は筋肉の小領域全体にわたって行われる。ＥＩＭでは、例えば高周波交流などの電流が電極（例えば、表面電極）を通じて筋肉の局部に印加され、その結果として生じる表面電圧パターンが解析される。通常、従来技術のＥＩＭ測定システムは、大きくて携帯不可能であり、また複雑かつ脆弱な電子機器を必要とする。その結果、このようなシステムを使用するＥＩＭ測定は比較的高価でかつ遅い。これら従来技術のシステムの大型でかつ複雑な回路はまた、移動したり運動に関わる使用者のＥＩＭ測定における使用を制限する。
【０００３】
ランニング、サイクリング、ウエイトリフティングなどの有酸素および無酸素活動を含む持続的な運動は筋肉疲労を生じ得る。持続的な運動の後には筋肉のむくみ（腫れ）、筋繊維の破壊、および充血（血流量増大）の進展を含む様々な生理的変化が筋肉に生じる。これらの変化からの回復の程度および時間的経過は、行われた運動のタイプ、持続時間、および強度に依存する。回復時間は、運動の強度および持続時間に依存して、短いか（例えば、些細な運動の場合、数分）あるいは長い（例えば、持続的な強い運動の後、数日またはさらには数週間）可能性がある。したがって、使用者に取り付けられた携帯装置を使用して運動中にＥＩＭ測定を行うことが望ましい場合がある。
【０００４】
開示の概要
個々の身体部位の組成を測定／追跡および／または管理するためのシステムが開示される。本システムは、個々の身体部位内の脂肪および筋肉の割合を定量化するために使用される携帯装置を含んでもよく、健康およびフィットネスを推測するためにこの情報を使用してもよい。本装置は、複数の角度および間隔で構成された複数の電極を使用することにより多周波数電流信号を身体部位に印加してもよく、次に、複数の角度および間隔で構成された複数の電極を使用することにより、生じた電圧を測定することができる。このような測定のためのいくつかの同様の方法が以下の特許文献に詳細に記載されており、これらのすべてを全体として参照により本明細書に援用する。米国特許出願第１３／８２３，６５９号として２０１３年３月１４日に出願されて米国特許出願公開第２０１４／００３９３４１号として公開されたＪ．ボオルケスらによる「組織を測定するための装置および方法」、米国特許出願第１３／８４２，６９８号として２０１３年３月１５日に出願されて米国特許出願公開第２０１３／０３３８４７３号として公開されたＪ．ボオルケスらによる「組織を測定するためのシステム、方法およびセンサ」、米国特許出願第１１／９９２，４３０号として２００６年９月２１日に出願されて米国特許出願公開第２０１０／０２９２６０３号として公開されたシフマンらによる「電気インピーダンスマイオグラフィ」、米国特許出願第１３／３９１，４８４号として２０１０年８月２０日に出願されて米国特許出願公開第２０１２／０２４５４３６号として公開されたルトコブＳ．およびドーソンＪ．による「電気インピーダンスマイオグラフィのための携帯型装置」。上記の装置内のマイクロプロセッサは、下層の組織内に存在する脂肪および筋肉率の推定値を算定することができる。同装置はまた、被験者の年令、性別、体重、身長、人種、および体温などの追加情報と共に測定信号を使用することにより筋肉のクオリティ、健康、およびフィットネスの推定値を算定することができる。得られた情報は次に装置の画面上に表示されてもよい。使用者は、二頭筋、胸、腹、四頭筋、三頭筋、腓腹筋、前腕、背部筋肉および大殿筋などの複数の身体領域に関する情報を得ることができる場合がある。多周波数および多電極構成における電流、電圧、抵抗、リアクタンス、位相、およびインピーダンスなどの装置により収集された生データは次に、ブルートゥース、Ｗｉ−Ｆｉ、ジグビー、または他の同様の方法などの標準的な無線技術を使用することによりパーソナルコンピュータ、スマートフォン、またはタブレットなどの関連装置に向けて無線送信されてもよい。筋肉率、脂肪率、筋肉のクオリティ、筋肉のフィットネス、および筋肉の健康などの算定されたパラメータもまた関連装置に転送されてもよい。関連装置は次に、これらのパラメータの一部またはすべてを中央データベースへ転送してもよい（図１を参照）。使用者はその後、パーソナルコンピュータ、スマートフォン、タブレット、または同様の装置上のオンラインウェブダッシュボードを通じて結果を検討することができる（図３を参照）。
【０００５】
別の実施形態において、開示された装置および方法は、回復の速度およびレベルだけでなく活動の結果としての筋肉における疲労／傷のレベルを測定／追跡および／または管理してもよい。これは、いくつかの生体インピーダンスパラメータが筋肉の行使に応じて劇的に変化するという予期しない観察に基づく。例えば、３０〜３５歳の３人の健康な男性で行われた実験では、５０ｋＨｚにおけるリアクタンスおよび位相などのパラメータが運動中に値が若干増加し（ベースラインと比較して５〜１５％の増加）、次に、３０分の運動中に劇的に低下し（ベースラインと比較して２０〜５０％の低下）、次に、８〜４８時間のうちにベースライン近くの値（ベースラインの１０％以内）へと徐々に戻った。これらの測定結果は、局所的な生体インピーダンスの測定結果を取得するための多電極構成および多周波数を使用する装置（これらのすべてを全体として参照により本明細書に援用する米国特許出願公開第２０１４／００３９３４１号（ボオルケスら）、米国特許出願公開第２０１３／０３３８４７３号（ボオルケスら）、米国仮特許出願第６１／８６９，７５７号（ボオルケスら）、および米国仮特許出願第６１／９１６，６３５号（ボオルケスら）に記載された装置と同様のもの）を使用することにより集められた。これらの結果は、同装置が筋肉の疲労および回復を測定および追跡する簡単でかつ非侵入性の方法を提供する点で予想外でありかつ重要である。
【０００６】
ここに開示される装置は、スタンドアロン携帯型装置、あるいはセルラー電話またはタブレットなどの携帯装置、アームバンドなどの小さな装着可能装置、あるいはシャツ、半ズボン、またはズボンなどの衣服に取り付けられるかあるいは結合される装置であってもよい。
【０００７】
本装置は、複数の角度および間隔で構成された複数の電極を使用することにより、身体部位へ多周波数電流信号を印加し得、次に、複数の角度および間隔で構成された複数の電極を使用することにより、生じた電圧を測定することができる。同様の測定方法は、これらのすべてを全体として参照により本明細書に援用する以下の特許文献に詳細に記載されている。米国特許出願第１３／８２３，６５９号として２０１３年３月１４日に出願されて米国特許出願公開第２０１４／００３９３４１号として公開されたＪ．ボオルケスらによる「組織を測定するための装置および方法」、米国特許出願第１３／８４２，６９８号として２０１３年３月１５日に出願されて米国特許出願公開第２０１３／０３３８４７３号として公開されたＪ．ボオルケスらによる「組織を測定するためのシステム、方法およびセンサ」、米国特許出願第１１／９９２，４３０号として２００６年９月２１日に出願されて米国特許出願公開第２０１０／０２９２６０３号として公開されたシフマンらによる「電気インピーダンスマイオグラフィ」、米国特許出願第１３／３９１，４８４号として２０１０年８月２０日に出願されて米国特許出願公開第２０１２／０２４５４３６号として公開されたルトコブＳ．およびドーソンＪ．による「電気インピーダンスマイオグラフィのための携帯型装置」、米国仮特許出願第６１／８６９，７５７号（ボオルケスら）、および米国仮特許出願第６１／９１６，６３５号（ボオルケスら）。
【０００８】
上記の装置内のマイクロプロセッサは、筋肉疲労の推定値を絶対値としておよびベースラインの百分率として算定することができる。同装置はまた、被験者の年令、性別、体重、身長、人種、および体温などの追加情報と共に測定信号を使用することにより脂肪率、筋肉のクオリティ、健康、およびフィットネスの推定値を算定することができる。得られた情報は次に、装置画面上、携帯電話、またはタブレットなどの結合された装置の画面上に表示されるか、あるいはＬＥＤまたは色変化構造などの他の表示器を通じて表示されてもよい。使用者は、二頭筋、胸、腹、四頭筋、三頭筋、腓腹筋、前腕、背部筋肉、および大殿筋などの複数の身体領域に関する情報を得ることができる場合がある。多周波数における電流、電圧、抵抗、リアクタンス、位相、およびインピーダンスなど多電極構成の装置により収集された生データは、次に、ブルートゥース、Ｗｉ−Ｆｉ、ジグビー、または同様のものなど無線標準を使用することによりパーソナルコンピュータ、スマートフォン、またはタブレットなどの関連装置に向けて無線送信されてもよい。筋肉の疲労、筋肉の回復、筋肉率、脂肪率、筋肉のクオリティ、筋肉のフィットネス、および筋肉の健康などの算定されたパラメータもまた関連装置に転送されてもよい。関連装置は次に、これらのパラメータの一部またはすべてを中央データベースに転送してもよい（図１を参照）。使用者はその後、パーソナルコンピュータ、スマートフォン、またはタブレットのオンラインウェブダッシュボードを通じて結果を検討することができる（図３を参照）。
【０００９】
本明細書に援用されて本明細書の一部を構成する添付図面は、本開示の様々な例示的な実施形態を示し、本明細書と共に本開示の原理を説明する役目を果たす。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１４／００３９３４１号
【特許文献２】米国特許出願公開第２０１３／０３３８４７３号
【特許文献３】米国特許出願公開第２０１０／０２９２６０３号
【特許文献４】米国特許出願公開第２０１２／０２４５４３６号
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本装置を含むシステムの概要を示す。
【図２】図１の装置のいくつかの図を示す。
【図３】システムに格納されたデータを任意の関連装置を使用してどのように検討することができるかを示す。
【図４】図２の装置の皮膚接触側の多電極を示す。
【図５】筋肉（例えば使用者の二頭筋など）上で測定を行うために使用される図２の装置を示す。
【図６−１】図２の装置の電子回路の概略図。
【図６−２】図２の装置の電子回路の概略図。
【図７】時間に応じた使用者の測定された筋肉クオリティ（ＭＱ）のプロット。
【図８Ａ】スマートフォン、電極集合体、およびケースを示す。
【図８Ｂ】スマートフォン、電極集合体、およびケースの分解立体図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は、本開示の例示的なシステムの概要を示す。本システムは、ＥＩＭ、すなわち使用者の生体インピーダンスに関係する任意の種類のデータを測定するために使用される装置１０を含む。生体インピーダンスとは、電流が流れると測定される生体組織の電気的特性を指す。生体インピーダンスは、電流周波数および組織の種類に応じて変化し、身体の組成の尺度（例えば、除脂肪体重に対する体脂肪率）として利用されることができる。ＥＩＭおよび生体インピーダンスに関係する他のメトリックは、使用者の任意の総合的な健康および栄養評価に重要な役割を果たす。装置１０は携帯可能な装置であってもよい。一般的に、装置１０は任意のサイズを有することができる。いくつかの実施形態において、装置１０は約５１〜１５２ｍｍ（約２〜６インチ）の長さおよび幅を有してもよい。いくつかの実施形態において、装置１０は約６４ｍｍ（約２．５インチ）の幅と約８９ｍｍ（約３．５インチ）の長さを有してもよい。装置１０は、運動中の使用者（例えば、二頭筋）に取り付けられる（例えば、ストラップ固定される）ように構成されてもよい。例えば、いくつかの実施形態において、装置１０を使用者の身体に快適に取り付けるために使用することができるストラップ（またはストラップを通すように構成されたループまたは開口）を装置１０は備えてもよい。
【００１３】
図２は、装置１０のいくつかの図を示す。以下に続く説明では、図１と図２の両方が参照される。装置１０を誘導および制御する（例えば、測定を開始するなど）ための１つまたは複数のボタン１４を装置１０は備えてもよい。一般的に、装置１０は、装置１０の任意の位置に配置される任意の数（１、２、３、４など）のボタン１４を備えてもよい。いくつかの実施形態において、ボタン１４の数は３つであってもよい。装置１０は、データを表示するように構成された表示画面（ディスプレイ１２）を備えてもよい。ディスプレイ１２は、任意のタイプのもの（例えば、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）など）であってもよい。好適な実施形態において、ＯＬＥＤ表示装置が使用されてもよい。ディスプレイ１２は任意の大きさと形を有してもよく、装置上の任意の位置に配置されてもよい。いくつかの実施形態において、ディスプレイ１２は装置の前面側６（すなわち非皮膚接触側）に配置されてもよい。いくつかの実施形態において、ディスプレイ１２は、装置１０の前面側６のほぼ全体にわたって広がってもよい。装置１０は電池（図示せず）により給電されてもよい。いくつかの実施形態において、電池は再充電可能な電池であってもよい。
【００１４】
装置１２は、使用者の生体インピーダンスに関連するデータを測定するための複数の電極１８を備えてもよい。一般的に、これらの電極１８は装置１０上の任意の位置に配置されてもよい。いくつかの実施形態において、電極１８は前面側６の反対側に配置されてもよい。すなわち、電極１８は、装置１０の裏側８（すなわち皮膚との非接触側）に配置されてもよい。図２は、ディスプレイ１２の反対側に配置されたものとして電極１８を示すが、これは必要要件ではない。例えば、いくつかの実施形態において、電極１８は、ディスプレイ１２に沿って、すなわちディスプレイ１２に隣接する辺の上に配置され得る。使用中、電極１８は使用者の身体領域（例えば、二頭筋、腿など）に接触して保持されてもよく、測定が開始される。測定は任意の方法で開始されてもよい。いくつかの実施形態において、測定は装置１０のボタン１４を押すことにより開始されてもよい。各領域の測定には任意の時間をかけてもよい。いくつかの実施形態において、各測定には２秒未満の時間をかけてもよい。１つの領域（例えば、二頭筋）の測定の完了後、装置１０は別の領域（例えば、腿）に移動して測定が行われてもよい。測定の完了後、装置１０は測定の完了を使用者に通知してもよい。装置１０は、使用者に通知するために任意の方法（例えば、音、振動、光を発射する、色を変えて表示することなどによる）を使用してもよい。いくつかの実施形態において、装置１０は、測定状態の情報（例えば、使用者の身体に接触する電極の状態、測定が開始されたこと、測定が完了したことなど）を使用者に伝えるためのライトを備えてもよい。例えば、すべての電極１８が皮膚などに良好に接触したことを示すためにライトを作動させてもよい。いくつかの実施形態において、装置１０の周囲に配置されたライトリング１６が、測定状態の情報（例えば、装置が測定を行う準備ができたときや、測定が完了したときなど）を使用者に伝えるために使用されてもよい。いくつかの実施形態において、装置１０は防沫形、あるいはそうでない場合には耐水性であるように設計されてもよく、好適な実施形態において、完全浸水可能であり、したがって防水性である。
【００１５】
図２には示さないが、本システムはまた、使用者が身に着けている１つまたは複数の衣服に接続される脱着可能なセンサなどの他の部品を含んでもよい。例えば、電極１８は、使用者に巻き付けられる（あるいはそうでない場合には取り付けられる）ストラップまたはバンド上に配置されてもよい。これらの脱着可能なセンサは装置１０に接続されてもよく、センサにより測定されたデータを装置１０に向けて転送してもよい。
【００１６】
装置１０はデータを測定し、測定されたデータをディスプレイ１２上に表示してもよい。いくつかの実施形態において、以下にさらに詳細に述べるように、装置１０は測定データを解析し、使用者の健康に関係する健康パラメータ３５を算定してもよい。健康パラメータ３５は、使用者の肉体的な健康に関係するメトリック（例えば、筋肉率、脂肪率、筋肉クオリティ（ＭＱ）など）を含んでもよい。装置１０はこれらの算定されたパラメータ３５のすべてまたは一部をディスプレイ１２上に表示してもよい。追加的にまたは代わりに、いくつかの実施形態において、装置１０は測定データおよび算定されたパラメータ３５の一部（またはすべて）をスマートフォン、タブレット、スマートウォッチ、コンピュータなどの関連装置３７へ導いてもよい。装置１０は、任意の方法で関連装置３７に向けてパラメータ３５を送信してもよい（有線で、無線で、または転送可能記憶媒体内に転送される）。いくつかの実施形態において、装置１０は、無線で（例えば、低電力ブルートゥース、Ｗｉ−Ｆｉ、ＺｉｇＢｅｅ、専用無線チャネル、光伝送を使用することにより（可視光または赤外線放射、超音波信号などを使用することにより））パラメータ３５を関連装置３７に向けて送信してもよい。好適な実施形態において、装置１０は、関連装置３７にパラメータ３５を転送するために低エネルギーブルートゥースを使用してもよい。パラメータ３５は、好適なアプリケーションがインストールされた関連装置３７を使用することにより、見られるのに好適な方法でフォーマット化（または構成）されてもよい。
【００１７】
いくつかの実施形態において、関連装置３７は、格納および／またはさらなる分析（傾向分析など）のためにパラメータ３５の一部またはすべてをコンピュータシステム４０に向けて送信し得る。任意の種類の公知のコンピュータ（デスクトップ、ラップトップ、ネットワークコンピュータ、サーバなど）がコンピュータシステム４０として働いてもよい。いくつかの実施形態において、複数のネットワークコンピュータがコンピュータシステム４０として働いてもよい。コンピュータシステム４０は、以前の測定に由来するパラメータ３５が格納されたデータベースを有する記憶媒体を含んでもよい。コンピュータシステム４０は、転送された健康パラメータ３５をデータベース内に格納し、いくつかの実施形態においては格納されたデータに関する分析を行ってもよい。コンピュータシステム４０は、公知の電子装置（マイクロプロセッサ、数値演算ユニットなど）と上記分析を行うように構成された回路とを含んでもよい。分析は、使用者の健康パラメータ３５の変化を長期にわたり追跡することを含んでもよい。いくつかの実施形態において、コンピュータシステム４０により行われた分析の結果は装置１０Ａのディスプレイ１２に向けて送信されてその上に表示されてもよい。
【００１８】
本開示の好適な実施形態では、装置は、データを関連装置に転送するためにブルートゥース低エネルギーを使用してもよい。装置上で使用することができる表示技術としては、数ある中でも、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）または有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイが挙げられる。本開示の好適な実施形態において、ＯＬＥＤ表示装置が使用されてもよく、同装置は再充電可能な電池により内部給電されてもよい。
【００１９】
本装置は、防沫形であるように設計されてもよく、好適な実施形態において、完全浸水可能である。装置は、装置を誘導および制御するために使用されるボタンを備えてもよい。好適な実施形態において、３個のボタンが存在してもよい。各筋肉の測定には２秒未満の時間をかけてもよい。一実施形態において、良好な接触がなされたということと、測定が開始されたということと、測定が完了したということとを使用者に通知するために、装置を囲むライトリングが使用されてもよい。
【００２０】
使用者は、算定されたパラメータ３５および／またはコンピュータシステム４０により行われた傾向分析（例えば、長期にわたるＭＱの変化）を見るために、コンピュータシステム４０にログインしてもよい。いくつかの実施形態において、図３に示すように、使用者は、パラメータ３５（および／または他の健康関係のデータ）を見るために、関連装置３７を使用することによりコンピュータシステム４０にアクセスしてもよい。測定データに関する分析を行うように構成されたソフトウェアとデータベースに加えて、コンピュータシステム４０はまた、装置１０の動作を制御するように構成されたソフトウェアを含んでもよい。いくつかの実施形態において、ソフトウェアの一部またはすべては装置１０内に存在してもよい。使用者は、装置１０を動作させる（例えば、個人アカウントを設定し、アカウントを管理し、装置を設定およびカスタム化するなど）ためのソフトウェアを使用してもよい。使用者は、装置１０を設定してプロファイルを設定するためにソフトウェアにアクセスしてもよい（例えば、装置１０、関連装置３７、ウェブアプリケーション、デスクトップクライアントなどを使用することにより）。プロファイルは、使用者が年令、性別、体重、身長などユーザ固有情報を入力できるようにする。いくつかの実施形態において、本システムは、多数の使用者が単一の装置１０内にプロファイル（例えば、ゲストプロファイル）を生成できるようにしてもよい。各使用者は自身のプロファイルにアクセスしてそれを修正してもよく、自身の測定された健康パラメータ３５を見ることができる。
【００２１】
コンピュータシステム４０に関連するソフトウェアはまた、使用者がエクササイズビデオを視聴し、動機付け目標を設定できるようにしてもよい。ソフトウェアはまた、結果を比較するためにパラメータ３５と他のデータとをソーシャルネットワークサイトを通じて友人と共有できるように構成されてもよい。いくつかの実施形態において、コンピュータシステム４０は、補足情報（睡眠パターン、栄養情報、他のフィットネス情報など）を提供する会社のアプリケーションプログラミングインターフェース（ＡＰＩ）にアクセスしてこの補足情報とコンピュータシステム４０内に格納されたデータとを組み合わせるように構成されてもよい。本システムは、使用者の健康および福祉に関して使用者を教育する（例えば、使用者のメトリックと病気の既知の危険因子（研究からのデータなど）とを比較する）ためにこの第三者情報と個人ユーザデータとを比較および／または組み合わせてもよい。使用者の測定された健康パラメータ３５を使用することにより、本システムは、使用者が従うべき運動ルーチンをカスタム化し、使用者の健康およびフィットネスの維持に関して使用者に通知することができる。
【００２２】
いくつかの実施形態において、設定中、使用者は、装置１０上のディスプレイ１２（または別のグラフィックインターフェース）を通じて各身体部位を手動で選択し、使用者の身体上の対応する筋肉を測定するように要求されてもよい。これらの測定結果は以後の測定のベースラインとして使用されてもよい。いくつかの実施形態において、初期設定後、装置１０は、電極１８が使用者の皮膚に接触するや否や測定が開始されるように個々の筋肉を認識するように訓練されてもよい。いくつかの実施形態において、装置１０上で行われる測定は、リアルタイムパラメータ３５が使用者にアクセス可能となるように使用者のコンピュータシステム４０上のプロファイルと自動的に同期させられてもよい。上の説明ではすべての健康パラメータ３５が装置１０内で算定されるものとして説明したが、これは単なる例示である。いくつかの実施形態において、健康パラメータ３５の一部またはすべてはコンピュータシステム４０上で算定されてもよい。いくつかの実施形態において、コンピュータシステム４０は、使用者が装置１０をカスタム化する（例えば、ディスプレイ１２上に表示される情報の外観および／または種類、ディスプレイ１２および／またはライトリング１６の色などを変更する）ことができるようにしてもよい。
【００２３】
図４は、装置１０の裏側の電極１８を示す。電極１８は任意の導電性材料（例えば、銅、アルミニウム、銀、金など）を含んでもよい。いくつかの実施形態において、電極１８は、電極１８に所望の特性（例えば、酸化、摩耗、および／または耐食性など）を与えるために別の材料により被覆されてもよい。いくつかの実施形態において、電極１８は、配置される装置１０の表面から突出してもよい。いくつかの実施形態において、電極１８は表面と同一平面であってもよいし、表面に対し凹設されてもよい。電極１８は、パターンで配置された複数の導電素子２０を含んでもよい。一般的に、導電素子２０は任意のパターンで配置されてもよい。いくつかの実施形態において、導電素子２０は、電極１６が配置される表面に直交して延びる装置１０の中心軸２２を中心としたパターンで配置されてもよい。いくつかの実施形態において、電極１８は、第１の軸線２４に沿って離れて配置された複数の導電素子２０と第１の軸線１４に直交する第２の軸線２６に沿って離れて配置された複数の導電素子２０とを含んでもよい。いくつかの実施形態において、第１の軸線２４に沿って配置される導電素子は第２の軸線２６を中心として対称的に配置されてもよく、第２の軸線２６に沿って配置される導電素子２０は第１の軸線２４を中心として対称的に配置されてもよい。いくつかの実施形態において、導電素子２０は第１および第２の軸線２４，２６の両方を中心として対称であってもよい。
【００２４】
いくつかの実施形態において、図４に示すように、４つの導電素子（２０ｉ、２０ｊ、２０ｋ、２０ｌ）が内側四角の４辺を形成するように配置されてもよい。これらの４つの導電素子はほぼ同じ長さを有してもよい。いくつかの実施形態において、４つの追加導電素子（２０ｃ、２０ｄ、２０ｇ、２０ｈ）が内側四角の径方向外側に配置される外側四角の４辺を形成するように配置されてもよい。これらの４つの導電素子は内側四角を含む導電素子より長い長さを有してもよい。任意の長さを有する追加導電素子（２０ａ、２０ｂ、２０ｅ、２０ｆ）が外側四角の外に配置されてもよい。いくつかの実施形態において、これらの追加導電素子のいくつかは内側四角の導電素子とほぼ同じ長さを有してもよく、残りの導電素子は外側四角の導電素子とほぼ同じ長さを有してもよい。いくつかの実施形態において、短い相対的長さの１つまたは複数の導電素子と長い相対的長さの１つまたは複数の導電素子とが、外側四角の２つの対辺をなす導電素子と平行に配置されてもよい。
【００２５】
使用中、電極１８のすべての導電素子２０は、測定を行うために使用者の身体領域に接触して置かれる。導電素子２０は、多電極構成を使用して測定を行うように互いに異なる間隔および向きに配置される。各電極構成は、電流を身体中に導くための一対の導電素子２０（電流素子）と両端電圧を測定するための一対の導電素子（電圧素子）とで構成される。例えば、１つの構成（例えば、構成１）において、導電素子２０ａ，２０ｆは交流を身体中に印加するように（すなわち、電流素子として）使用されてもよく、導電素子２０ｂ，２０ｅは差動電圧を測定するように（すなわち、電圧素子として）使用されてもよい。この例では、４つの電極２０ａ，２０ｂ，２０ｅ，２０ｆが１つの電極構成を構成する。
【００２６】
別の構成（例えば、構成２）では、電極２０ａ，２０ｆが電流素子を構成し、電極２０ｊ，２０ｌが電圧素子を構成してもよい。別の構成（例えば、構成３）では、導電素子２０ｃ，２０ｄが電流素子を構成し、導電素子２０ｊ，２０ｌが電圧素子を構成してもよい。さらに別の構成（例えば、構成４）では、電極２０ｇ，２０ｈが電流素子を構成し、電極２０ｉ，２０ｋが電圧素子を構成してもよい。同様に、任意の構成を形成するべく、任意の対の電流素子が別の対の電圧素子と組み合わせられてもよい。いくつかの実施形態において、ある構成の各電流素子（２０ａ，２０ｆ，２０ｇ，２０ｈなど）は、同じ構成の各電圧素子（２０ｂ，２０ｅ，２０ｉ，２０ｋなど）よりも幅広である場合がある。いくつかの実施形態において、ある構成の各電圧素子対（例えば、構成１の２０ｂ、２０ｅ）が同じ構成の電流素子対（２０ａ，２０ｆ）の径方向内側に配置されてもよい。電流素子対中に導かれる交流は通常、約１ｋＨｚ〜約１ＭＨｚの周波数において約５マイクロアンペア〜約５００マイクロアンペアであり、各電圧素子対間で測定される電圧は通常、約５００マイクロボルト〜５０ミリボルトである。
【００２７】
いくつかの実施形態において、領域の測定を行うために装置１０が使用される場合、装置は多周波数において多くの異なる構成の電極１８を使用することにより電圧測定を行ってもよい。すなわち、いくつかの実施形態では、単独の測定において、測定が完了したということを示す前に、装置１０は、異なる周波数（例えば、２５ｋＨｚ、５０ＫＨｚ、１００ｋＨｚ、２００ｋＨｚなど）の電流において構成１，２，３，４を使用することにより電圧測定を行ってもよい。いくつかの実施形態において、装置１０は、構成の全てではなく一部（例えば、構成１，２）の測定を行ってもよい。いくつかの実施形態では、測定が完了したということを示す前に、装置１０は、ただ１つの構成（例えば、構成１）において測定を行ってもよい。いくつかの実施形態において、使用される構成の数は、測定が開始される前に選択されてもよい。複数の構成における測定は同時にまたは順次に行われてもよい。
【００２８】
多電極構成を使用する目的は、導電素子２０間の間隔および向きに依存して、特定の構成によって、対象とする生理的特性とより良好に関連する生体インピーダンスパラメータが提供されることがあるためである。例えば、図４に示す電極１８の実施形態では、導電素子２０ａ，２０ｂ（および導電素子２０ｆ，２０ｅ）間の間隔は約７．６２ｍｍ（約０．３インチ）であり、導電素子２０ａ，２０ｊ（および導電素子２０ｆ，２０ｌ）間の間隔は約２９．７２ｍｍ（約１．１７インチ）である。電圧素子（電極２０ｂ，２０ｅなど）が電流素子（２０ａ，２０ｆなど）のより近くにある構成を使用して生体インピーダンスを測定した結果は皮脂厚と強い相関があるということが観測された。対照的に、電圧電極を電流電極からより遠くに（例えば、導電素子２０ａ，２ｆを電流素子として、導電素子２０ｊ，２０ｌを電圧素子として）配置すると、皮下脂肪にそれほど敏感でないが筋肉のクオリティ、疲労、回復、健康、フィットネスにより敏感な生体インピーダンスの測定結果が得られる。
【００２９】
限定するものではないが、装置１０を使用することによる二頭筋の生体インピーダンスに関係するパラメータ３５の例示的な測定について以下に説明する。この例示的な測定では、４つの電極構成と４つの離散周波数が測定に使用される。これらの電極構成は以下のものを含み得る。構成１＝電流素子２０ａ，２０ｆと電圧素子２０ｂ，２０ｅ、構成２＝電流素子２０ａ，２０ｆと電圧素子２０ｊ，２０ｌ、構成３＝電流素子２０ｃ，２０ｄと電圧素子２０ｊ，２０ｌ、構成４＝電流素子２０ｇ，２０ｈと電圧素子２０ｉ，２０ｋ。使用される４つの電流周波数は２５ｋＨｚ、５０ＫＨｚ、１００ｋＨｚ、２００ｋＨｚをそれぞれ含んでもよい。当業者は、これらの周波数が例示的であることと、任意の好適な周波数が任意の電極構成と共に使用され得るということとを認識することになる。図５に示すように、装置１０は、電極１８が二頭筋の皮膚に接触した状態で使用者の二頭筋上に配置されてもよい。ライトリング１６は、皮膚との良好な接触がなされたことを示してもよい。その後、ボタン１４を押し下げることにより測定が開始されてもよい。装置１０は、４つの異なる周波数において４つの電極構成を使用することにより生体インピーダンスデータを測定してもよい。好適な実施形態において、電極は装置ケースの軸線に沿って（より好適には長軸に沿って）配向されてもよい。別の実施形態において、電極は装置ケースの軸線に沿って配向されないが、使用者がケースを見ることにより電極の配向を知ることができるように配向線または他の配向マーカが電極の向きに一致して装置ケース上に印刷されるか、あるいはそうでない場合には配置される。好適な実施形態において、装置は、測定対象の筋肉の上の被験者の組織上に配置されるので、装置ケースの軸線（より好適には、長軸と長軸に沿って配向された電極）は測定対象の筋繊維に沿って配置される。「おおよそ配向される」という表現は、「眼と感触とにより達成され得るような以下に規定された条件に近くなるように使用者が装置を配置する」ことを意図している。我々は、測定装置または他の精密な位置検知器を使用して注意深い位置決めをする必要がないということを発見した。
【００３０】
以下の筋肉および筋肉群のそれぞれが「おおよそ配向される」ということは、次のことを意味するものとする：
二頭筋−  腕の骨に沿って配向される。
【００３１】
三頭筋−  腕の骨に沿って（すなわち、肩甲骨と肘との間に）配向される。
腹筋（または腰）−脊柱にほぼ平行に（いくつかの場合、背骨から横方向にずらして）身体の前に配向される（センサの端はセンサの垂直方向中心と臍とが一直線にされた状態で左または右へ約１ｃｍのところに配置され、センサの長い部分は胴と一直線にされる）。
【００３２】
四頭筋−  脚の骨に沿って配向される。
肩−  腕の骨に沿って配向される。
内側前腕／手関節屈筋−  前腕骨に沿って配向される。
【００３３】
外側前腕／手関節伸筋−  前腕骨に沿って配向される。
胸−  胴と平行に配向される。男性では、センサの真中が乳首を通る。女性では、センサの底部が乳首の上約１ｃｍに存在しなければならず、センサの垂直軸は乳首と同一線上でありかつ胴と平行でなければならない。
【００３４】
背上部−  背骨と平行に配向され、センサのどの部分も背骨の真上に存在しないようにセンサの上部は肩甲骨の約１ｃｍ下に、センサの側部は背骨の側部まで約１ｃｍのところに置かれる。
【００３５】
背下部−  背骨と平行に配向され、センサのどの部分も背骨の真上に存在しないようにセンサの上部は肩甲骨の約１ｃｍ下にセンサの側部は背骨の側部まで約１ｃｍのところに置かれる。
【００３６】
膝腱−  長下肢骨に沿って、膝の反対側の脚の曲がり部と殿溝との中間に配向される。
ふくらはぎ（腓腹筋）−  脚の骨に沿って配向される。
大臀筋−  脚の骨に平行に配向され、センサの端は殿裂から約２ｃｍ離される。
【００３７】
ふくらはぎ−  脚の骨に沿って配向される。
腰−  無名骨の上約２ｃｍのところで対角線に配向される。センサの角度は無名骨とほぼ同じ角度でなければならない。
【００３８】
腿−  脚の骨に沿って配向される。
測定データを使用することにより、様々な電極構成の一部またはすべてを使用して測定された周波数の一部またはすべてにおける測定された生体インピーダンスに応じて、組織の健康に関係するいくつかの健康パラメータ３５が判断されてもよい。例えば、いくつかの実施形態では、単純筋脂肪率、二頭筋の脂肪率、二頭筋の筋肉率、二頭筋の筋肉クオリティ、および修正二頭筋の筋肉クオリティなどのパラメータ３５が以下に述べれるように測定されてもよい。
【００３９】
単純二頭筋脂肪率＝０．３５／オーム×（｛５０ｋＨｚにおける構成１における二頭筋抵抗｝＋｛１０ｋＨｚにおける構成１における二頭筋抵抗｝＋｛２００ｋＨｚにおける構成１における二頭筋抵抗｝）、二頭筋の脂肪率＝１００×ｔａｎｈ（０．００３６×［｛５０ＫＨｚにおける構成１における二頭筋抵抗｝＋｛１００ＫＨｚにおける構成１における二頭筋抵抗｝＋｛２００ＫＨｚにおける構成１における二頭筋抵抗｝］）、二頭筋の筋肉率＝１００×ｔａｎｈ（０．０２５×｛５０ＫＨｚにおける構成１における二頭位相筋｝）×｛５０ＫＨｚにおける構成３における二頭位相筋｝×｛５０ＫＨｚにおける構成４における二頭位相筋｝。次に、二頭筋の筋肉クオリティは１００×ｔａｎｈ（二頭筋の筋肉率／二頭筋の脂肪率／４．５）と判断してもよく、男性と女性それぞれに対して定数「性別」１と０を代入することにより、修正二頭筋の筋肉クオリティは二頭筋の筋肉クオリティ＋２．１×性別＋０．１×体重／身長２と算定してもよい。
【００４０】
いくつかの実施形態では、以下の追加の健康パラメータ３５がさらに算定されてもよい。二頭筋の筋肉状態＝１００×ｔａｎｈ（構成１を使用した２５ｋＨｚにおける二頭筋位相−構成２を使用した２５ｋＨｚにおける二頭筋位相）、修正二頭筋の筋肉状態＝二頭筋の筋肉状態＋２．１×性別＋０．１×体重／身長２、二頭筋の筋肉疲労＝ベースライン時における二頭筋の筋肉状態−現在時刻における二頭筋の筋肉状態、百分率としての二頭筋の筋肉疲労＝（ベースライン時における二頭筋の筋肉状態−現在時刻における二頭筋の筋肉状態）／（ベースライン時における二頭筋の筋肉状態）×１００％。
【００４１】
次に、装置１０は身体上の他の位置（胃、四頭筋、肩甲骨など）に移動されてもよく、上記測定が繰り返される。これらの測定結果を使用することにより、上に述べたものと同様の健康パラメータ３５が算定されてもよい。身体の様々な部位から算定されたパラメータ３５と使用者のプロファイルからの情報とを使用することにより、全身の脂肪率、全身の筋肉率、および全身の筋肉クオリティなどのパラメータ３５は次のようにして算定されてもよい。全身の脂肪率＝０．１９×二頭筋脂肪率＋０．３０×腹部脂肪率＋０．２８×四頭筋脂肪率＋０．２３×肩甲骨脂肪率＋１．５×性別−０．０２×体重／身長２＋０．０５×年令、全身の筋肉率＝０．１５×二頭筋の筋肉率＋０．２５×腹筋の筋肉率＋０．２３×四頭筋の筋肉率＋０．１５×肩甲骨筋の筋肉率＋１．１×性別−０．３×体重／身長２＋０．０３×年令、全身の筋肉クオリティ＝０．３０×（二頭筋の筋肉クオリティ＋腹筋の筋肉クオリティ＋四頭筋の筋肉クオリティ＋肩甲骨筋の筋肉クオリティ）−３．２×性別−０．２×体重／身長２＋０．０９×年令。
【００４２】
上記式では、男性と女性それぞれの定数「性別」として１と０が使用されてもよい。身長はメートルで測定されてもよく、体重はキログラムで測定されてもよい。限定するものではないが、上記例は、装置１０が測定データに基づき、対象とするパラメータをどのように算定し得るかを示す。「筋肉クオリティ」がさらに改良されてはならないことを制限または示唆するものではないが、「筋肉クオリティ」は筋肉機能の性能係数（figure of merit）である。「筋肉クオリティ」が高ければ高いほど、測定対象の筋肉の機能は高い。また、「筋肉疲労」がさらに改良されてはならないことを制限または示唆するものではないが、「筋肉疲労」は力を発揮する筋肉機能の低下の指標である。
【００４３】
装置１０は上記のパラメータ３５を測定および算定するように構成された電子装置および回路を含んでもよい。図５は、装置１０内に含まれる例示的な回路６０を示す。回路６０は、デジタル信号処理（ＤＳＰ）機能、マルチプレクサ（ＭＵＸ）６４、増幅器６６、およびデータを取得するとともにパラメータ３５を判断するために算定を行うように適合された他の電子装置を有するマイクロプロセッサ６２を含み得る。装置１０内に含まれ得る他の例示的な回路は、米国特許出願公開第２０１４／００３９３４１号と米国特許出願公開第２０１３／０３３８４７３号、米国仮特許出願第６１／８６９，７５７号、および米国仮特許出願第６１／９１６，６３５号に記載されており、これらのすべてを全体として参照により本明細書に援用する。
【００４４】
回路６０の例示的な実施形態（例１）において、一対の電流素子（または電極１８）間に印加される電気信号は、様々な振幅および周波数の正弦波信号を加えることによりマイクロプロセッサ６２内でデジタル的に生成される。デジタル信号は、デジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ）を使用することによりアナログ電圧信号に変換され、次に帯域フィルタ（ＢＰＦ）を使用することにより濾過される。アナログマルチプレクサ（ＭＵＸ）６４は複数の電極１８のうちの１つに信号を印加するために使用される。この電圧信号を電極１８を通じて筋肉へ印加することにより、この電極と別のマルチプレクサ６４を介してトランスインピーダンス増幅器（ＴＩＡ）６６に接続された第２の電極との間に電流が生成される。ＴＩＡ６６はこの電流を精密に測定する。皮膚の表面上で生成される差動電圧は、差動マルチプレクサ６４を介し、２つの電極１８に取り付けられた計測増幅器（ＩＡＭＰ）６６を使用することにより測定される。マルチプレクサ６４は、ＩＡＭＰ６６が複数の組の電圧感知電極１８に接続され得るようにする。マイクロプロセッサ６２は、ＴＩＡ６６およびＩＡＭＰ６６の出力を増幅するために使用される追加の増幅器を有する。次に、インピーダンスの算定は、上記特許文献に記載されるような当業者に周知の方法を使用することによりロックインアーキテクチャを使用してマイクロプロセッサ６２により行われる。以下の例は、いかにして使用者のプロファイルからの人口学的情報と測定条件とが、装置１０によりデータを測定してパラメータ３５を算定するために使用され得るかを示す。
【００４５】
人口学的情報：性別＝男性、体重＝８０ｋｇｓ、身長＝１．７５ｍ、年齢＝３２。
電極構成：構成１＝電流素子２０ａ，２０ｆおよび電圧素子２０ｂ，２０ｅ、構成２＝電流素子２０ａ，２０ｆおよび電圧素子２０ｊ，２０ｌ、構成３＝電流素子２０ｃ，２０ｄおよび電圧素子２０ｊ，２０ｌ、構成４＝電流素子２０ｇ，２０ｈおよび電圧素子２０ｉ，２０ｋ。
【００４６】
周波数：Ｆ１＝２５ｋＨｚ、Ｆ２＝５０ｋＨｚ、Ｆ３＝１００ｋＨｚ、Ｆ４＝２００ｋＨｚ
装置１０を使用して測定された二頭筋データとして以下のものがある：５０ｋＨｚにおける構成１における二頭筋抵抗＝１８．５オーム、１００ｋＨｚにおける構成１における二頭筋抵抗＝１４．７オーム、２００ｋＨｚにおける構成１における二頭筋抵抗＝１２．０オーム、５０ｋＨｚにおける構成１における二頭筋位相＝２４．３度、５０ｋＨｚにおける構成２における二頭筋位相＝１８．６度、５０ｋＨｚにおける構成３における二頭筋位相＝１４．８度、５０ｋＨｚにおける構成４における二頭筋位相＝１２．１度。
【００４７】
測定データを使用することにより、二頭筋脂肪率は次のようにして算定されてもよい：二頭筋脂肪率＝０．３５／オーム×（１８．５オーム＋１４．７オーム＋１２．０オーム）＝１５．８％。上記の二頭筋データと同様のデータを身体の様々な位置で測定することができ、これらの位置における脂肪および筋肉率は（先に説明した関係式を使用することにより）以下のように算定することができる。腹部脂肪率＝２９％、四頭筋脂肪率＝２０％、肩甲骨脂肪率＝２２％、腹筋の筋肉率＝４９％、四頭筋の筋肉率＝６８％、肩甲骨筋の筋肉率＝４２％、腹筋の筋肉クオリティ＝３６、四頭筋の筋肉クオリティ＝６５、肩甲骨筋の筋肉クオリティ＝４０。
【００４８】
次に、これらのパラメータを先に説明した式において使用して、対象とする生理学的測定値を以下のように算定する：単純二頭筋脂肪率＝０．３５×（１８．５＋１４．７＋１２．０）＝１５．８％、二頭筋脂肪率＝１００×ｔａｎｈ（０．００３６×１８．５＋１４．７＋１２．０）＝１６．１％、二頭筋の筋肉率＝１００×ｔａｎｈ（０．０２５×２４．３×１４．８／１２．１）＝６３．１％、二頭筋の筋肉クオリティ＝１００×ｔａｎｈ（６３．１／１６．１／４．５）＝７０．２、修正二頭筋の筋肉クオリティ＝７０．２＋２．１＋０．１×（８０／１．７５２）＝７４．９、全身の脂肪率＝０．１９×１６．１＋０．３０×２９＋０．２８×２０＋０．２３×２２＋１．５−０．０２×（８０／１．７５２）＋０．０５×３２＝２５．０％、全身の筋肉率＝０．１５×６３．１＋０．２５×４９＋０．２３×６８＋０．１５×４２＋１．１−０．３×（８０／１．７５２）＋０．０３×３２＝３８．５％、全身の筋肉クオリティ＝０．３０×（７０＋３６＋６５＋４０）−３．２−０．２×（８０／１．７５２）＋０．０９×３２＝５７．８。いくつかの実施形態（例２）において、測定データおよび／または算定パラメータ３５は装置１０のディスプレイ１２上に表示されてもよい。いくつかの実施形態において、データおよび／または算定されたパラメータ３５は装置１０から関連装置３７に向けて無線送信されてもよい。一実施形態において、送信方法は低電力ブルートゥースである。別の実施形態において、送信方法はＷｉ−Ｆｉである。別の実施形態において、送信方法はＺｉｇＢｅｅである。別の実施形態において、送信信号は専用の無線信号である。別の実施形態において、送信方法は光学的送信方法、例えば可視光放射、赤外線放射である。別の実施形態において、送信信号は超音波信号である。
【００４９】
いくつかの実施形態において、本システムは、電極を保持するいくつかの種類の装置、電流を供給および測定する電源および電子回路、電流により生じる電圧を測定する電圧測定システム、電流および生じた電圧を解析する解析機能、脂肪率、筋肉率および筋肉クオリティなどの算定されたパラメータを表示する表示機能、ならびに、任意選択的に、遠隔データ記憶装置、および／または解析ステーションに向けて生データまたは解析結果のいずれかを送信するデータ送信機能を含む。限定するものではないが、データ送信のメカニズムは、セルラーデータ送信、Ｗｉ−Ｆｉ、ブルートゥース、ＺｉｇＢｅｅ、光学データ送信、または他の方法であってもよい。限定するものではないが、これらの素子のいくつかの実施形態および構成が以下の例において列挙される。
【００５０】
いくつかの実施形態において、図８Ａおよび図８Ｂに示すように、電極１８は携帯電話の本体中に組み込まれてもよく、本体からのデータの測定を制御するとともにその測定データに基づいてパラメータ３５を算定するために携帯電話アプリケーションが使用されてもよい。すなわち、装置１０は携帯電話であってもよい。携帯電話は携帯電話の電源（電池など）または別個の電源により給電されてもよい。電流の供給および測定を制御するために携帯電話上のアプリケーションが携帯電話の算定機能と共に使用されてもよい。電圧測定機能は携帯電話内に組み込まれてもよく、電圧を解析して算定を実行するためにアプリケーションが使用されてもよい。このアプリケーションは、電流の供給を制御するために使用されるアプリケーションと同じであるか、あるいは異なるアプリケーションのいずれかであってもよい。測定されたデータおよび算定されたパラメータ３５を表示するために携帯電話の表示機能が利用されてもよい。必要に応じ、データ記憶および解析のために遠隔局に向けてデータを送信するために携帯電話のデータ送信機能が利用される。限定するものではないが、データ送信のメカニズムはセルラーデータ送信、Ｗｉ−Ｆｉ、ブルートゥース、ＺｉｇＢｅｅ、光学データ送信、または他の方法であってもよい。
【００５１】
上記実施形態の他の修正形態も企図される。例えば、いくつかの実施形態において、電極１８は、携帯電話を保持および／または保護するために使用される携帯電話ケース中に組み込まれてもよい。電源は、別個に充電され得る携帯電話ケース内の別個の電源であってもよいし、携帯電話の電源であってもよい。電流を制御するために算定機能が携帯電話ケース内に組み込まれてもよい（あるいは、携帯電話アプリケーションに組み込まれてもよい）。電圧および電流測定機能は、携帯電話ケースおよび／または携帯電話に組み込まれてもよい。いくつかの実施形態において、データは無線方式（Ｗｉ−Ｆｉ、ブルートゥース、ＺｉｇＢｅｅ、または光学データ送信など）により携帯電話ケースと携帯電話との間で送信されてもよい。代替的または追加的に、いくつかの実施形態において、携帯電話および携帯電話ケース上の電気的コンタクトは携帯電話がケースに挿入されると嵌合して電気的接続が行われる。いくつかの実施形態では、使用者が必要に応じて携帯電話ケースと携帯電話の間の電気的接続を有効にしてもよい（例えば、両者を接続するワイヤを挿入したりスイッチを作動させたり等）。このケースと携帯電話の間の電気的接続はその後、ケースと携帯電話の間でデータを転送するために使用されてもよい。電流および電圧を解析するために、また、パラメータ３５を演算する算定を行うために携帯電話上のアプリケーションが使用されてもよい。携帯電話の表示機能はデータを表示するために使用されてもよく、あるいは別個のディスプレイ（外部表示装置など）が使用されてもよい。必要に応じ、携帯電話のデータ送信機能は、データ記憶および解析のために遠隔局に向けてデータおよびパラメータ３５を送信するために使用されてもよい。
【００５２】
いくつかの実施形態において、電極および電極装置は、携帯電話を保持および／または保護するために使用される携帯電話ケース中に組み込まれてもよい。電源は、別個に充電され得る携帯電話ケース内の別個の電源であってもよい。携帯電話アプリにおける算定機能は電流を制御するために使用されてもよく、携帯電話は、Ｗｉ−Ｆｉ、ブルートゥース、ＺｉｇＢｅｅ、光学データ送信、または他の方法のようないくつかの無線方式により携帯電話ケースと通信してもよい。電流および電圧測定機能は携帯電話ケース内に組み込まれてもよく、限定するものではないが、データは、Ｗｉ−Ｆｉ、ブルートゥース、ＺｉｇＢｅｅ、光学データ送信、または他の方法のような無線方式により携帯電話ケースから携帯電話に向けて送信される。電流および電圧を解析して算定を実行するために携帯電話内でアプリが使用される。携帯電話の表示機能はデータを表示するために使用されてもよい。必要に応じ、携帯電話のデータ送信機能は、データ記憶および解析のために遠隔局に向けてデータを送信するために利用されてもよい。限定するものではないが、データ送信のメカニズムは、セルラーデータ送信、Ｗｉ−Ｆｉ、ブルートゥース、ＺｉｇＢｅｅ、光学データ送信、または他の方法であってもよい。いくつかの実施形態において、電極および電極装置は、携帯電話を保持および／または保護するために使用され得る携帯電話ケース中に組み込まれてもよい。電源は携帯電話により提供されてもよい。携帯電話と携帯電話ケースの間には、携帯電話を挿入すると適所に自動的に嵌る接続があってもよい。この接続を利用することにより電力が携帯電話ケースおよび携帯電話ケース内の電極に供給されてもよい。算定機能は携帯電話アプリにより提供されてもよい。電流および電圧測定機能は携帯電話ケース内に組み込まれてもよく、限定するものではないが、データは、Ｗｉ−Ｆｉ、ブルートゥース、ＺｉｇＢｅｅ、光学データ送信、または他の方法のような無線方式により携帯電話ケースから携帯電話に向けて送信されてもよく、あるいは携帯電話と携帯電話ケースの間の接続を通じて携帯電話に向けて送信される。電流および電圧を解析して算定を実行するために携帯電話内でアプリが使用されてもよい。携帯電話の表示機能はデータを表示するために使用されてもよい。必要に応じ、携帯電話のデータ送信機能は、データ記憶および解析のために遠隔局に向けてデータを送信するために利用されてもよい。限定するものではないが、データ送信のメカニズムは、セルラーデータ送信、Ｗｉ−Ｆｉ、ブルートゥース、ＺｉｇＢｅｅ、光学データ送信、または他の方法であってもよい。いくつかの実施形態において、電極および電極装置は、携帯電話を保持および／または保護するために使用され得る携帯電話ケース中に組み込まれてもよい。電源は携帯電話により提供されてもよい。携帯電話と携帯電話ケースとの間には使用者により挿入され得る有線接続が存在してもよい。この接続を利用することにより電力が携帯電話ケースおよび携帯電話ケース内の電極に供給されてもよい。算定機能は携帯電話アプリにより提供されてもよい。電流および電圧測定機能は携帯電話ケース内に組み込まれてもよく、限定するものではないが、データは、Ｗｉ−Ｆｉ、ブルートゥース、ＺｉｇＢｅｅ、光学データ送信、または他の方法のような無線方式により携帯電話ケースから携帯電話に向けて送信されてもよく、あるいは携帯電話と携帯電話ケースの間の有線接続を通じて携帯電話に向けて送信される。電流および電圧を解析して算定を実行するために携帯電話内でアプリが使用されてもよい。携帯電話の表示機能はデータを表示するために使用されてもよい。必要に応じ、携帯電話のデータ送信機能は、データ記憶および解析のために遠隔局に向けてデータを送信するために利用されてもよい。限定するものではないが、データ送信のメカニズムは、セルラーデータ送信、Ｗｉ−Ｆｉ、ブルートゥース、ＺｉｇＢｅｅ、光学データ送信、または他の方法であってもよい。
【００５３】
別の実施形態において、電極１８は、携帯電話とは別個の電極装置（携帯電話ケースではない例えばストラップ、バンドなど）内に保持されてもよい。このとき、電極装置は皮膚に接触して保持されてもよい。いくつかの実施形態において、電極装置は使用者に取り付けられ（例えば、ストラップなどで固定され）てもよい。いくつかの実施形態において、電極１８は、使用者が身に着けている１つの服またはアクセサリ（半ズボン、靴下、靴、腕バンドなど）に組み込まれてもよいとも考えられる。電極１８の電源は、電極装置上に設けられてもよいし、携帯電話の電源から提供されてもよい。いくつかの実施形態において、電極１８は、使用者からのデータを測定し、算定のために測定データを携帯電話、携帯電話ケース、または別の装置に導くことができる。データは、電極装置と携帯電話（または他の装置）の間で無線または有線接続を通じて転送されてもよい。いくつかの実施形態において、接続は携帯電話と電極装置の間に使用者により確立されてもよい。例えば、使用者により携帯電話と電極装置の間にワイヤまたは接続部材が挿入されてもよい。有線接続は、両端において着脱可能であってもよいし、電極装置に恒久的に取り付けられてもよい。この接続を利用するかあるいは電極装置内の別個の電源により電力が電極装置と電極１８に供給されてもよい。上述の実施形態と同様に、携帯電話は、パラメータ３５を判断するとともにそれを携帯電話のディスプレイ上に表示するために必要な算定を行ってもよく、携帯電話の無線機能を利用することによりパラメータ３５を遠隔地に向けて転送してもよい。いくつかの実施形態において、電極は携帯電話とは別個の電極装置（携帯電話ケースではない）内に保持されてもよい。電極装置内に別個の電源が存在してもよい。携帯電話と電極装置の間に無線データ接続（Ｗｉ−Ｆｉ、ブルートゥース、ＺｉｇＢｅｅ、光学データ送信、または他の無線方式であってもよい）が存在してもよい。算定機能は携帯電話アプリにより提供されてもよい。電流および電圧測定機能は携帯電話ケース内に組み込まれてもよく、限定するものではないが、データは、Ｗｉ−Ｆｉ、ブルートゥース、ＺｉｇＢｅｅ、光学データ送信、または他の無線方式のような無線方式により遠隔電極装置から携帯電話に向けて送信されてもよい。電流および電圧を解析して算定を実行するために携帯電話内でアプリが使用されてもよい。携帯電話の表示機能はデータを表示するために利用されてもよい。必要に応じ、携帯電話のデータ送信機能は、データ記憶および解析のために遠隔局に向けてデータを送信するために利用されてもよい。限定するものではないが、データ送信のメカニズムは、セルラーデータ送信、Ｗｉ−Ｆｉ、ブルートゥース、ＺｉｇＢｅｅ、光学データ送信、または他の無線方式であってもよい。
【００５４】
いくつかの実施形態において、測定データを解析および／または格納するための遠隔局（関連装置３７および／またはコンピュータシステム４０など）に測定データを直接転送する（無線または有線接続を通じて）電極装置上に電極１８を設けてもよい。
【００５５】
男性被験者（年齢３５、身長１．８ｍ（５’９’’）、体重８２．６ｋｇ（１８２ｌｂｓ））の二頭筋のＥＩＭに対する活発な運動および回復の影響の判断（装置１０を使用した）を以下に説明する。装置１０の電極１８（図４）を図５に示すようにして被験者の皮膚に適用した。構成１を使用することにより、９つのベースライン事前運動（pre-exercise）ＥＩＭ測定を８０分にわたって（１０分毎に一回）実施し、次式を使用して筋肉クオリティ（ＭＱ）を算定した。ＭＱ＝３×位相（５０ｋＨｚにおける）＋２５。例えば、特定の測定で位相が３０であれば、ＭＱは（３×３０）＋２５＝９０＋２５＝１１５であろう。ベースライン測定の平均ＭＱは１０６．４であり、標準偏差は０．５３であった。
【００５６】
最終ベースラインの測定後４分経ってから、被験者は９．１キログラム（２０ポンド）のダンベルを使用して二頭筋曲げを１０回行う（これは約１分間かかった）ことにより右二頭筋を訓練した。二頭筋曲げでは、腕を真っ直ぐほぼ水平に延ばして重量を保持する。その後、上腕（肩に最も近い）がほぼ水平のままでかつ重量を保持する手を含む前腕がほぼ垂直方向となるように肘を約９０度曲げて二頭筋を収縮させる。測定は運動の最後の繰り返しに続いて直ちに行われ、ＭＱの値は１１６と算定された。被験者は１分間休息し、その後、二頭筋曲げを追加で１０回繰り返した。直後に行われた別の測定では１２７のＭＱ値を生じた。被験者はさらに１分間休息し第３セットの１０回繰り返し二頭筋曲げを行い、その後の別の測定では１１７のＭＱ値を生じた。２分後、別の測定が行われて１０７のＭＱ値を示した。その後、測定は次の２０分間２分毎に行われ（２分間隔で合計１０回の測定）、さらに次の５０分間は５分毎に行われ（５分間隔で合計１０回の測定）、さらにその後１０分毎に行われた。いくつかの場合、複数の測定が同時に行われた。合計８５回の測定が行われ、装置１０を使用することによりＭＱが算定された。
【００５７】
図７は算定されたＭＱ値を示すプロットである。これらの値は以下の表Ｉにも載せている。図７に示すように、被験者のＭＱはベースライン測定中に安定しており、次に、何セットかの二頭筋曲げ中に急上昇し、その後、ベースライン未満に著しく低下し、最後のセットの二頭筋曲げから約２０分経って７２の最小値に達した。その後、ＭＱはベースライン値を越えるまで緩やかに上昇し、次に、ベースライン時に見られたのとほぼ同じ値にまで緩やかに戻った。
【００５８】
【表１】
2016533835.tif 000003
2016533835.tif 000004
上記の方法を使用することにより、あるいは運動する筋肉の疲労および／または回復が定量的に測定される同様の方法に従うことにより、理学療法士、個人トレーナ、あるいは他の適切な熟練者により運動プログラムを設計することができる。測定からの情報を、プログラムを設計する際に使用してもよい。被験者が長期にわたって運動プログラムを行い、適切な時間および間隔で疲労および／または回復が測定される。例えば、測定は週一回、２週間毎に一回、あるいは他の適切な間隔で行われてもよい。疲労および／または回復の測定結果の変化を記録してもよく、筋肉の改善、筋肉機能の維持を強化したり筋肉の劣化を最小化するために必要に応じて運動プログラムを継続または修正してもよい。
【００５９】
別の例では、脂肪率とＭＱの測定および算定が行われた。
ＥＩＭの測定は多くの個人に対して行われ、体脂肪率およびＭＱは個人毎に算定された。脂肪率とＭＱを算定するために使用される式は以下のものであった。
【００６０】
脂肪率＝Ｒ５０Ｃ１−７
ＭＱ＝Ｍ（ｋ１＊Ｐ１００Ｃ１＾２＋ｋ２＊Ｐ５０Ｃ３＾２＋（ｋ３／Ｒ２５Ｃ１）＾２＋（ｋ４／Ｒ５０Ｃ１）＾２＋（ｋ５／Ｒ１００Ｃ１）＾２＋（ｋ６／Ｒ２００Ｃ１）＾２）＾０．５＋Ｎ
ただし、Ｐ１００Ｃ１は例えば、構成１を使用した１００ｋＨｚにおける位相を意味し、Ｐ５０Ｃ３は構成３を使用した５０ｋＨｚにおける位相を意味し、Ｒ２５Ｃ１は構成１を使用した２５ｋＨｚにおける抵抗を意味し、Ｒ５０Ｃ１は構成１を使用した５０ｋＨｚにおける抵抗を意味し、Ｒ１００Ｃ１は構成１を使用した１００ｋＨｚにおける抵抗を意味し、Ｒ２００Ｃ１は構成１を使用した２００ｋＨｚにおける抵抗を意味する。
【００６１】
ＭＱの式では、以下の定数およびパラメータが使用される。
Ｍ＝１．１、ｋ１＝３．６、ｋ２＝３．４、ｋ３＝４８０、ｋ４＝７２０、ｋ５＝２４０、ｋ６＝２４０。そして、特定の筋肉または身体部位に依存して以下の値がＮに使用される。
【００６２】
二頭筋Ｎ：３０、三頭筋Ｎ：３５、肩Ｎ：３０、前腕Ｎ：３０、胸Ｎ：３０、腹筋Ｎ：５５、腿Ｎ：４５、膝腱Ｎ：３０、ふくらはぎＮ：３０、大殿筋Ｎ：３０、背下部Ｎ：３０、背上部Ｎ：３０。
【００６３】
本開示において、「電極間隔」とは、２つの電極（例えば、図３における電極２０ａと電極２０ｅ）の間の間隔を意味するように定義する。「一組の電極間隔」とは、任意の構成における電極の間隔を意味するように定義する。例えば、構成１では、一組の電極間隔は、電極２０ａと電極２０ｅ（電流電極）の間の間隔および電極２０ｂと電極２０ｆ（電圧電極）間の間隔であろう。「複数の組の電極間隔」とは、２組以上の電極間隔を意味する。例えば、これは、構成１の一組の電極間隔と構成３の一組の電極間隔とである可能性がある。上に挙げたＭＱの式において、複数の組の電極間隔（すなわち構成１と構成３）を使用することにより採取された情報が算定に使用される。
【００６４】
「試験プロトコル」とは、装置位置、試験周波数、電極配置、電極間隔、使用構成、および他の試験パラメータを含む１つまたは複数の測定を行う際に関与する条件を意味する。「装置位置」とは、電極が組織に接触した状態で装置が組織上に配置される位置を意味する。「単一の装置位置」とは、装置が組織上に配置されて移動していないことを意味する。「単一の装置位置の間に行われる測定」とは、装置および電極が移動または再位置合わせされない単一の装置位置で行われる測定を意味する。複数の電極または複数の構成が装置内に存在する場合には、それらの測定に関与することができる。
【００６５】
ここに開示された技術（特に上述の例１と例２の技術）を使用して行われた測定のデータを次の表に記載する。これらの表には、全身のＭＱと全身の脂肪率の値が記載されている。これらの値を算定するために使用される数式は以下のものである。
【００６６】
全身のＭＱ＝二頭筋、三頭筋、四頭筋、および腹筋のＭＱの平均。
全身の脂肪率＝二頭筋、三頭筋、四頭筋、および腹筋の体脂肪率の平均。
【００６７】
【表２】
2016533835.tif 000005
別の例では、ＭＱの性別固有の測定結果を取得した。
【００６８】
ＥＩＭ測定は本開示において教示された方法を使用して行われ、次式を使用して算定した。
ＭＱ＝Ｍ（ｋ１＊Ｐ１００Ｃ１＾２＋ｋ２＊Ｐ５０Ｃ２＾２＋（ｋ３／Ｒ２５Ｃ１）＾２＋（ｋ４／Ｒ５０Ｃ１）＾２＋（ｋ５／Ｒ１００Ｃ１）＾２＋（ｋ６／Ｒ２００Ｃ１）＾２）＾０．５＋Ｎ
Ｍ＝１．１
性別固有値を上式のＮに使用した。
【００６９】
【表３】
2016533835.tif 000006
何人かの被験者の結果を次の表に記載する。
【００７０】
【表４】
2016533835.tif 000007
多部品（multiple part）スマートフォン装置
本開示の全体にわたって、我々は、用語「携帯電話」と「スマートフォン」を交換可能に使用する。これらは両方とも、高度な算定機能、表示機能、および無線機能を有する電話を意味する。スマートフォンの例として、アイフォン、アンドロイドフォン、および他のそのような電話が挙げられるであろう。
【００７１】
図８Ａおよび図８Ｂに示すスマートフォンベースの装置は本開示の他の場所で概説されたような測定を行うために使用される。スマートフォンベースの装置には少なくとも３つの部品がある。それは、１）スマートフォン（８１０）、２）組織に接触した電極を含む電極集合体（８２０）、３）電極集合体を保持するとともにスマートフォン上に確実には嵌るかあるいは固定されるケースまたはホルダ（８３０）である。ケースまたはホルダ内には、電極集合体（８２０）上の電極が組織と直接に接触できるように開口した孔（８４０）が存在する。電極集合体（８２０）は、スマートフォン（８１０）とケース（８３０）の間に位置し、ケースにより確実に適所に保持される。電極がスマートフォンの軸線に沿って配向されるかあるいはいくつかの別の所望の配向となることを確実にするために、電極集合体およびケース上には位置決めピンまたは別のそのような機構が存在する。
【００７２】
この構成により、単一の設計の電極集合体をスマートフォンの多くの設計と共に使用することが可能となる。電極集合体は、有線、無線、または直接プラグイン通信によりスマートフォンと通信してもよい。電極集合体はスマートフォンにより給電されてもよいし、あるいは内部給電されてもよい。
【００７３】
この構成では、単一の設計または少数の電極集合体設計が存在することとなり、ほぼ任意の設計のスマートフォンと共に使用可能であろう。スマートフォンの設計毎に独自のケースまたはホルダが存在するであろう。
【００７４】
我々は、アイフォン、アンドロイド装置、および他のそのような電話と共にこの技術を使用することを企図する。ケース／ホルダは、新しい設計のスマートフォンが本開示の教示を実施できるように設計することが可能であると考えられる。
【００７５】
本開示の原理は特定の用途の例示的な実施形態を参照して本明細書で説明したが、本開示はそれに限定されないということを理解すべきである。当該技術分野において通常の知識を有し本明細書で提供された教示にアクセスする者は、追加の修正、用途、実施形態、および等価物の置換はすべて本明細書に記載の実施形態の範囲内に入るということを認識することになる。したがって、本発明は、前述の説明により制限されると考えてはならない。
【図４】
2016533835.tif 000008
【図５】
2016533835.tif 000009
【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図６−１】
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【図６−２】
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【図７】
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【国際調査報告】
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