JP4893480B2 - 体脂肪測定装置 - Google Patents

Description

本発明は、被験者の胴部に接触配置された複数の電極を用いて生体インピーダンスを測定することにより被験者の体脂肪量を算出する体脂肪測定装置に関し、特に、内臓脂肪量や皮下脂肪量等を個別に算出可能な体肪測定装置に関する。

近年、被験者の健康状態を知る一つの指標として、体脂肪量が注目されている。特に、内臓脂肪量は、内臓脂肪型肥満であるか否かの判断を行なうための指標として注目されている。この内臓脂肪型肥満は、糖尿病、高血圧症、高脂血症といった動脈硬化を引き起こし易い生活習慣病を誘発すると言われており、これら疾病の予防の観点から上記指標の活用が期待されている。ここで、内臓脂肪とは、腹筋の内側において内臓の周囲に蓄積した脂肪のことであり、腹部の表層に蓄積する皮下脂肪と区別されるものである。なお、内臓脂肪量を示す指標としては、臍位置に対応する部分の腹部断面において内臓脂肪が占める面積（以下、内臓脂肪面積と称する）を採用することが一般的である。

通常、内臓脂肪量を測定するためには、Ｘ線ＣＴ（computed tomography)あるいはＭＲＩ（magnetic resonance imaging）を用いて撮影された腹部の断層画像を用いた画像解析法が採用されている。この画像解析法においては、取得した腹部の断層画像から内臓脂肪面積が算出される。しかしながら、このような手法を用いるためには、上記Ｘ線ＣＴやＭＲＩ等、医療施設に設置される如くの大型の設備が必要であり、日常的に内臓脂肪量を測定することは非常に困難である。また、Ｘ線ＣＴを利用した場合には被爆の問題もあり、好ましい測定方法とは必ずしも言えない。

これに代わる測定方法として、生体インピーダンス法を応用することが検討されている。生体インピーダンス法は、家庭用の体脂肪測定装置において広く利用されている体脂肪量の測定方法であり、四肢に電極を接触させ、これら電極を用いて生体インピーダンスを測定することにより、測定された生体インピーダンスから体脂肪量を算出するものである。上述の体脂肪測定装置は、全身または四肢、胴部（体幹部）といった身体の部位別の体脂肪の蓄積度合いを正確に測定できるものであり、上述の通り家庭等において広く普及している。

しかしながら、従来の体脂肪測定装置は、上述したように全身または四肢、胴部といった身体の部位別の体脂肪の蓄積度合いを測定するためのものであり、内臓脂肪の蓄積度合いや皮下脂肪の蓄積度合いを個別に抽出して正確に測定できるものではない。これは、上述したように、胴部には内臓脂肪のみならず皮下脂肪も含まれるためであり、そのため内臓脂肪量や皮下脂肪量を個別に精度よく測定することは、上述の体脂肪測定装置においては困難であった。

そこで、このような問題を解決するために、直接胴部に電極を接触させ、当該電極を用いて生体インピーダンスを測定し、これに基づいて内臓脂肪量や皮下脂肪量を個別に精度よく測定することが検討されている。たとえば、特開２００２−３６９８０６号公報（特許文献１）には、ベルト部材の内周面上に電極を設け、当該ベルト部材を胴部に巻き回して固定することにより、電極が胴部に対して接触配置されるように構成された体脂肪測定装置が開示されている。この特許文献１に開示の体脂肪測定装置においては、ベルト部材を用いて被験者の胴部に接触配置させた電極を利用して生体インピーダンスを測定することにより、従来においては困難であった高精度の内臓脂肪量や皮下脂肪量の測定を可能にしようとしている。
特開２００２−３６９８０６号公報

ところで、上述の生体インピーダンス法を用いて生体インピーダンスを測定する場合には、被験者の身体の一部に直接電極を接触させて測定を行なうため、電極の体表面に対する押し付け強さを測定の度毎に一定に安定的に保つことが重要になる。しかしながら、被験者の身体の形状や大きさは人によってまちまちであり、これを実現することは容易なことではない。特に、胴部の形状や大きさには個人差が大きく、上述の如くのベルト部材からなる生体インピーダンス測定用胴部装着ユニットを用いて電極を被験者の胴部に接触配置する場合には、当該電極の胴部に対する押し付け強さを安定的に確保することは非常に困難である。

たとえば、上記特許文献１に開示の体脂肪測定装置に具備される生体インピーダンス測定用胴部装着ユニットにおいては、ベルト部材の胴部への装着作業が人手に委ねられているため、ベルト部材の巻き付け強さが装着の度毎に異なるものとなってしまい、その結果、電極の胴部に対する押し付け強さも装着の度毎に異なるものとなってしまう。

このような電極の体表面に対する押し付け強さにばらつきが生じた場合には、そのばらつきが電極と体表面との間の接触抵抗のばらつきとなって現れ、測定精度を低下させてしまうという問題がある。したがって、生体インピーダンス測定用胴部装着ユニットとしては、測定の度毎に被験者の別を問わず常に一定の荷重で安定的に電極が被験者の胴部に押し当て可能となるように構成されていることが非常に重要である。

その一方で、電極の胴部に対する押し付け強さを確保するためにベルト部材を被験者の胴部に強く巻き付けることとした場合には、ベルト部材によって被験者の胴部が締め付けられることになり、被験者に苦痛を与えてしまうことになる。特に、胴部（特に胴部のうちの腹部）は、呼吸動作に伴ってその形状が変動する（通常は、吸気動作によって胴部周囲長が増加し、呼気動作によって胴部周囲長が減少する）ため、吸気動作時に使用者に強い圧迫感を与えてしまうおそれがあり、被験者に大きな苦痛を強いることにもなりかねない。

また、被験者の胴部に電極を接触させて生体インピーダンスを測定する場合には、測定される生体インピーダンスの値が被験者の呼吸動作に伴って変動することが知られている。その主たる要因としては、呼吸動作に伴って胴部の形状が変化し、これに伴って胴部に接触配置した電極間における体組成に変動が生じることや、上記胴部の形状の変化に伴って電極間距離が変動したり、電極と体表面との間の接触状態が変動して接触抵抗が変化したりすること等が挙げられる。このような呼吸動作に伴う生体インピーダンスの値の変動は、高精度の内臓脂肪量や皮下脂肪量の測定の妨げとなり、何らかの対策を行なうことが必要である。

そこで、本発明は、上述の問題を解決すべくなされたものであり、装着状態において被験者に苦痛を与えることが少なく呼吸動作がスムーズに行なうことが可能で、かつ被験者の胴部周囲長の如何によらず被験者の胴部に再現性よく密着した状態で装着させることができる生体インピーダンス測定用胴部装着ユニットを備えた体脂肪測定装置を提供することを目的とする。

また、本発明は、上記の目的に加え、装着状態において一定の荷重で電極が被験者の胴部に対して再現性よく押し当て可能な生体インピーダンス測定用胴部装着ユニットを備えた体脂肪測定装置を提供することを目的とする。

さらに、本発明は、上記の目的に加え、被験者の呼吸状態を高精度に検出することが可能で、そのため高精度に体脂肪量、特に内臓脂肪量や皮下脂肪量等を測定することができる体脂肪測定装置を提供することを目的とする。

本発明に基づく体脂肪測定装置は、生体インピーダンス測定用胴部装着ユニットと、インピーダンス測定部と、体脂肪量算出部と、変位量検出部と、巻き回し長さ調節機構制御部とを備えている。上記生体インピーダンス測定用胴部装着ユニットは、装着状態において被験者の胴部に接触配置される複数の電極と、これら複数の電極を支持する電極支持部と、当該電極支持部を被験者の胴部に装着するために装着状態において被験者の胴部に巻き回される長尺状のベルト部とを含んでいる。上記ベルト部は、少なくともその一部に長尺方向に伸縮する伸縮領域を有している。上記電極支持部は、上記ベルト部の一端部が当該電極支持部に対して相対的に移動不能に固定された固定部と、装着状態において上記ベルト部の他端部寄りの部分を当該電極支持部に対して相対的に移動可能に保持する保持部とを有している。上記保持部は、上記ベルト部の巻き回し長さを調節可能な巻き回し長さ調節機構を含んでいる。上記インピーダンス測定部は、上記複数の電極を用いて被験者の生体インピーダンスを測定する。上記体脂肪量算出部は、上記インピーダンス測定部によって測定された生体インピーダンスに基づいて被験者の体脂肪量を算出する。上記変位量検出部は、上記伸縮領域が伸縮することによって生じる上記ベルト部の長尺方向における変位量を検出する。上記巻き回し長さ調節機構制御部は、上記変位量検出部によって検出された情報に基づいて上記巻き回し長さ調節機構を制御することにより、上記ベルト部の巻き回し長さを調節する。

このように構成することにより、ベルト部に設けられた伸縮領域が伸縮することによって生じるベルト部の変位量に基づき、巻き回し長さ調節機構によってベルト部の巻き回し長さが調節されるように構成することができる。したがって、上記巻き回し長さ調節機構によるベルト部の巻き回し長さの調節を適切に行なうことにより、装着状態において被験者に苦痛を与えることが少なく呼吸動作がスムーズに行なうことが可能で、かつ被験者の胴部周囲長の如何によらず被験者の胴部に再現性よく密着した状態で装着させることができる生体インピーダンス測定用胴部装着ユニットを備えた体脂肪測定装置とすることができる。

上記本発明に基づく体脂肪測定装置にあっては、上記巻き回し長さ調節機構制御部が、装着状態において上記伸縮領域が伸縮することによって生じる上記ベルト部の長尺方向における変位量が所定の値となるように上記巻き回し長さ調節機構を制御することにより、上記ベルト部の巻き回し長さを調節することが好ましい。

このように構成することにより、生体インピーダンス測定用胴部装着ユニットによって被験者の胴部が常に一定の締め付け強さで締め付けられることになる。したがって、装着状態において一定の荷重で電極が被験者の胴部に対して再現性よく押し当て可能となり、高精度に体脂肪量を算出することが可能な体脂肪測定装置とすることができる。

上記本発明に基づく体脂肪測定装置にあっては、上記生体インピーダンス測定用胴部装着ユニットを被験者の胴部に対して装着する装着作業時に上記ベルト部の巻き回し長さの調節が行なわれるように構成されていることが好ましい。

このように構成することにより、自動的に最適な締め付け強さで生体インピーダンス測定用胴部装着ユニットが被験者の胴部に装着されるようになるため、装着作業が大幅に容易化し、取扱い性に優れた生体インピーダンス測定用胴部装着ユニットを備えた体脂肪測定装置とすることができる。

上記本発明に基づく体脂肪測定装置にあっては、生体インピーダンスの測定動作中に上記ベルト部の巻き回し長さの調節が常時行なわれるように構成されていることが好ましい。

このように構成することにより、測定中において常に生体インピーダンス測定用胴部装着ユニットによって被験者の胴部が一定の締め付け強さで締め付けられることになる。したがって、測定中において常に一定の荷重で電極が被験者の胴部に対して再現性よく押し当て可能となり、高精度に体脂肪量を算出することが可能な体脂肪測定装置とすることができる。

上記本発明に基づく体脂肪測定装置は、上記生体インピーダンス測定用胴部装着ユニットを被験者の胴部に装着させた状態において、被験者の胴部に巻き回された上記ベルト部の巻き回し長さを検出することによって被験者の胴部周囲長を計測する胴部周囲長計測部をさらに備えていることが好ましく、その場合に、上記体脂肪量算出部が、上記インピーダンス測定部によって測定された生体インピーダンスおよび上記胴部周囲長計測部によって計測された被験者の胴部周囲長に基づいて被験者の体脂肪量を算出することが好ましい。

このように構成することにより、生体インピーダンス測定用胴部装着ユニットを装着することによって容易に被験者の胴部周囲長を自動計測することが可能になり、得られた胴部周囲長を利用して体脂肪量を算出することにより高精度に体脂肪測定が行なえるようになる。

上記本発明に基づく体脂肪測定装置は、上記生体インピーダンス測定用胴部装着ユニットを被験者の胴部に装着させた状態において、被験者の胴部に巻き回された上記ベルト部の巻き回し長さの変動を検出することによって被験者の胴部周囲長の変動を検出する胴部周囲長変動量計測部と、上記胴部周囲長変動量計測部によって計測された被験者の胴部周囲長の変動に基づき、被験者の呼吸状態を検出する呼吸状態検出部とをさらに備えていることが好ましく、その場合に、上記体脂肪量算出部が、上記インピーダンス測定部によって測定された生体インピーダンスおよび上記呼吸状態検出部によって検出された呼吸状態の情報に基づいて被験者の体脂肪量を算出することが好ましい。

このように構成することにより、測定時において生体インピーダンス測定用胴部装着ユニットのベルト部の巻き回し長さの変動を検出するという簡便な構成にて被験者の呼吸状態を高精度に検出することが可能になる。このような検出方法を用いれば、呼吸動作に伴う被験者の胴部周囲長の変化を高精度に捉えることができるため、高精度に体脂肪量を算出することが可能な体脂肪測定装置とすることができる。

上記本発明に基づく体脂肪測定装置においては、上記体脂肪量算出部が、上記インピーダンス測定部によって測定された生体インピーダンスの時系列データから、上記呼吸状態検出部によって検出された呼気動作から吸気動作への移行のタイミングにおいて測定された生体インピーダンスを抽出し、抽出した生体インピーダンスから被験者の体脂肪量を算出することが好ましい。

このように構成することにより、呼吸動作に伴って生じる生体インピーダンスの変動の影響を除外して生体インピーダンスを測定することができるため、高精度に体脂肪量を算出することが可能になる。

上記本発明に基づく体脂肪測定装置においては、上記体脂肪量算出部が被験者の内臓脂肪量を算出する内臓脂肪量算出部を含んでいることが好ましい。

内臓脂肪量を高精度に測定するためには、被験者の胴部に電極を接触配置して生体インピーダンスの測定を行なうことが必須になるため、このような構成の体脂肪測定装置とすることにより、特に高精度に内臓脂肪量を算出することが可能になる。

上記本発明に基づく体脂肪測定装置においては、上記体脂肪量算出部が被験者の腹部における皮下脂肪量を算出する皮下脂肪量算出部を含んでいることが好ましい。

腹部における皮下脂肪量を高精度に測定するためには、被験者の胴部に電極を接触配置して生体インピーダンスの測定を行なうことが必須になるため、このような構成の体脂肪測定装置とすることにより、特に高精度に腹部における皮下脂肪量を算出することが可能になる。

本発明によれば、装着状態において被験者に苦痛を与えることが少なく呼吸動作がスムーズに行なうことが可能で、かつ被験者の胴部周囲長の如何によらず被験者の胴部に再現性よく密着した状態で装着させることができる生体インピーダンス測定用胴部装着ユニットを備えた体脂肪測定装置とすることができる。

また、本発明によれば、上記効果に加え、装着状態において一定の荷重で電極が被験者の胴部に対して再現性よく押し当て可能な生体インピーダンス測定用胴部装着ユニットを備えた体脂肪測定装置とすることができる。

さらに、本発明によれば、上記効果に加え、被験者の呼吸状態を高精度に検出することが可能で、そのため高精度に体脂肪量、特に内臓脂肪量や皮下脂肪量等を測定することができる体脂肪測定装置とすることができる。

以下、本発明の実施の形態について、図を参照して詳細に説明する。以下に示す各実施の形態における体脂肪測定装置は、生体インピーダンス測定用胴部装着ユニットとしての生体インピーダンス測定用腹部装着ユニットを具備してなるものである。なお、以下に示す各実施の形態における体脂肪測定装置は、内臓脂肪量および皮下脂肪量を個別に測定することが可能に構成されたものであるが、これら内臓脂肪量および皮下脂肪量の測定のみならず、全身の脂肪量（総脂肪量）や身体の特定の部位別の脂肪量（上肢、下肢それぞれの脂肪量や胴部の脂肪量等）の測定をも可能に構成された体脂肪測定装置である。

まず、本発明の各実施の形態における体脂肪測定装置について説明するに先立ち、身体の部位を表す各種用語の定義を行なう。「胴部」とは、身体の頭部、頸部および四肢を除く部分であり、胸部と腹部とを含むいわゆる体幹部に相当する部分である。「腹部」とは、胴部を頸部側に位置する部分（すなわち胸部）と下肢側に位置する部分とに分けたうちの下肢側に位置する部分であり、腹部前面と腹部背面とを含む。「腹部前面」とは、被験者の腹部の表面のうち、被験者を正面側から観察した場合に視認可能な部分の体表面を言う。「腹部背面」とは、被験者の腹部の表面のうち、被験者を背面側から観察した場合に視認可能な部分の体表面を言う。「腹部より離れた部位」とは、上腕、前腕、手首および手指からなる上肢と、横隔膜が位置する部分より所定の距離（たとえば略１０ｃｍ）以上離れた胸部と、頸部および頭部と、大腿、下腿、足首および足指からなる下肢とを含む。また、「体軸」とは、被験者の腹部の横断面に対し略垂直方向に延びる軸を言う。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における体脂肪測定装置の機能ブロックを示す図である。まず、この図１を参照して、本実施の形態における体脂肪測定装置１Ａの機能ブロックの構成について説明する。

図１に示すように、本実施の形態における体脂肪測定装置１Ａは、制御部１０と、定電流生成部２１と、端子切替部２２と、電位差検出部２３と、体格情報計測部２４と、被験者情報入力部２５と、表示部２６と、操作部２７と、電源部２８と、メモリ部２９と、変位量検出部３０と、巻き回し長さ調節機構３２と、身体に装着される複数の電極Ａ１１，Ａ１２，Ａ２１，Ａ２２，Ｈ１１，Ｈ１２，Ｈ２１，Ｈ２２，Ｆ１１，Ｆ１２，Ｆ２１，Ｆ２２とを主として備えている。制御部１０は、演算処理部１１と、巻き回し長さ調節機構制御部１９とを含んでいる。演算処理部１１は、インピーダンス測定部１２と、体脂肪量算出部１３とを有している。

制御部１０は、たとえばＣＰＵ（central processor unit）によって構成され、体脂肪測定装置１Ａの全体的な制御を行なう。具体的には、制御部１０は、上述した各種機能ブロックに対して指令を送出したり、得られた情報に基づいて各種の演算処理を行なったりする。このうち各種の演算処理については、上述の制御部１０に設けられた演算処理部１１によって行なわれる。

上記複数の電極は、被験者の腹部に装着される腹部電極Ａ１１，Ａ１２，Ａ２１，Ａ２２と、被験者の上肢に装着される上肢電極Ｈ１１，Ｈ１２，Ｈ２１，Ｈ２２と、被験者の下肢に装着される下肢電極Ｆ１１，Ｆ１２，Ｆ２１，Ｆ２２とを含んでいる。

腹部電極Ａ１１，Ａ１２，Ａ２１，Ａ２２は、被験者の腹部を含む部分の胴部に巻き回される帯状部材を含む生体インピーダンス測定用腹部装着ユニット１００に設けられ、当該生体インピーダンス測定用腹部装着ユニット１００を被験者の腹部に装着することにより、それぞれの電極が体軸方向に沿って整列した状態で被験者の腹部の表面に装着される。ここで、腹部電極Ａ１１，Ａ１２，Ａ２１，Ａ２２は、被験者の腹部前面に装着されてもよいし、被験者の腹部背面に装着されてもよい。また、上記４つの腹部電極Ａ１１，Ａ１２，Ａ２１，Ａ２２を１組とする腹部電極群が互いに平行に複数組、腹部に装着される構成としてもよい。その場合には、すべての組の腹部電極群が腹部前面あるいは腹部背面のいずれか一方にのみ装着されるように構成してもよいし、一部の組の腹部電極群が腹部前面に、残りの組の腹部電極群が腹部背面に装着されるように構成してもよい。なお、腹部電極Ａ１１，Ａ１２，Ａ２１，Ａ２２が設けられる生体インピーダンス測定用腹部装着ユニット１００の詳細については後述することとする。

上肢電極Ｈ１１，Ｈ１２，Ｈ２１，Ｈ２２は、被験者の腹部から離れた部位に相当する上肢のいずれかの部位に装着されるものであり、好適には右手の手首の表面と左手の手首の表面とにそれぞれ一対ずつ装着される。下肢電極Ｆ１１，Ｆ１２，Ｆ２１，Ｆ２２は、被験者の腹部から離れた部位に相当する下肢のいずれかの部位に装着されるものであり、好適には右足の足首の表面と左足の足首の表面とにそれぞれ一対ずつ装着される。上記した腹部電極Ａ１１，Ａ１２，Ａ２１，Ａ２２、上肢電極Ｈ１１，Ｈ１２，Ｈ２１，Ｈ２２、および下肢電極Ｆ１１，Ｆ１２，Ｆ２１，Ｆ２２は、それぞれ端子切替部２２に電気的に接続されている。

端子切替部２２は、たとえばリレー回路によって構成され、制御部１０から入力される指令に基づき、上述した複数の電極のうちから選択した特定の電極と定電流生成部２１とを電気的に接続するとともに、上述した複数の電極のうちから選択した特定の電極と電位差検出部２３とを電気的に接続する。これにより、端子切替部２２によって定電流生成部２１に電気的に接続された電極が定電流印加電極として機能するようになり、また端子切替部２２によって電位差検出部２３に電気的に接続された電極が電位差検出電極として機能するようになる。上記端子切替部２２による電気的な接続は、測定動作中において種々切替えられる。なお、通常、定電流印加電極と電位差検出電極とは、それぞれ一対の電極によって構成されるが、ここで言う一対の電極のそれぞれには、単数の電極または複数の電極の両者が含まれる。すなわち、別個独立して設けられた電極であっても電気的に等価に扱うことにより、一対の電極のそれぞれを構成する場合がある。

定電流生成部２１は、制御部１０から入力される指令に基づいて定電流を生成し、生成した定電流を端子切替部２２を介して上述の定電流印加電極に供給する。定電流生成部２１において生成される定電流としては、体組成情報を測定するために好適に使用される高周波電流（たとえば、５０ｋＨｚ，５００μＡ）が選択される。これにより、定電流印加電極を介して定電流が被験者に印加されることになる。

電位差検出部２３は、端子切替部２２によって電位差検出部２３に電気的に接続された電極（すなわち電位差検出電極）間における電位差を検出し、検出した電位差を制御部１０に対して出力する。これにより、上述した定電流が被験者に印加された状態における電位差検出電極間の電位差が検出されることになる。

体格情報計測部２４および被験者情報入力部２５は、演算処理部１１に含まれる体脂肪量算出部１３において行なわれる演算処理に利用される被験者情報を得るための部位である。ここで、「被験者情報」とは、被験者に関する情報を意味し、たとえば年齢や性別あるいは体格情報等の情報のうちの少なくとも１つを含む。また、「体格情報」とは、被験者の身体の特定の部位におけるサイズに関する情報（たとえば、胴部周囲長（ウエスト長）や腹部横幅、腹部厚み、身長等のうちの少なくとも１つを含む情報）や体重等の情報を含む。体格情報計測部２４は、被験者の体格情報を自動計測する部位であり、検出された体格情報を制御部１０に対して出力する。一方、被験者情報入力部２５は、被験者情報を入力するための部位であり、入力された被験者情報を制御部１０に対して出力する。

なお、図１に示される機能ブロック図においては、体格情報計測部２４および被験者情報入力部２５の両方が体脂肪測定装置１Ａに設けられた場合を例示しているが、これら体格情報計測部２４および被験者情報入力部２５は、いずれも必須の構成となるものではない。体格情報計測部２４および／または被験者情報入力部２５を設けるか否かについては、制御部１０の演算処理部１１において行なわれる演算処理に利用される被験者情報の種類に基づいて適宜選択される。また、上述の被験者情報のうち、体格情報については、体格情報計測部２４を用いて自動計測し、その計測データを利用するように構成してもよいし、体格情報計測部２４を設けずに被験者情報入力部２５において被験者自らが情報を入力し、当該入力データを利用する構成としてもよい。

演算処理部１１は、上述したようにインピーダンス測定部１２と、体脂肪量算出部１３とを含んでいる。インピーダンス測定部１２は、上述した定電流生成部２１によって生成された定電流の電流値と、上述した電位差検出部２３において検出されて制御部１０に入力された電位差情報とに基づいて各種の生体インピーダンスを算出する。体脂肪量算出部１３は、上記インピーダンス測定部１２において得られた生体インピーダンスと、体格情報計測部２４および／または被験者情報入力部２５から入力された被験者情報とに基づいて体脂肪量を算出する。体脂肪量算出部１３は、たとえば被験者の全身の体脂肪量を算出する総脂肪量算出部１４、被験者の身体の特定の部位別の脂肪量を算出する部位別脂肪量算出部１５、被験者の内臓脂肪量を算出する内臓脂肪量算出部１６および被験者の腹部における皮下脂肪量を算出する皮下脂肪量算出部１７の少なくとも１つを含む。

表示部２６は、上述の体脂肪量算出部１３において算出された各種の体脂肪量の情報を表示する。表示部２６としては、たとえばＬＣＤ（liquid crystal display）が利用可能である。なお、表示部２６において表示される脂肪量としては、たとえば被験者の全身の脂肪量である総脂肪量や被験者の身体の特定の部位別の脂肪量である部位別脂肪量、内臓脂肪量、腹部における皮下脂肪量等が挙げられる。ここで、「脂肪量」とは、たとえば脂肪重量、脂肪面積、脂肪体積、脂肪レベル等に代表される脂肪の量を指し示す指標を意味する。特に「内臓脂肪量」は、内臓脂肪重量、内臓脂肪面積、内臓脂肪体積および内臓脂肪レベルの少なくともいずれかで表現される指標を意味し、「皮下脂肪量」は皮下脂肪重量、皮下脂肪面積、皮下脂肪体積および皮下脂肪レベルの少なくともいずれかで表現される指標を意味する。

操作部２７は、体脂肪測定装置１Ａに対して被験者が命令を入力するための部位であり、たとえば被験者が押下可能なキー等によって構成される。

電源部２８は、制御部１０に電力を供給するための部位であり、バッテリ等の内部電源や商用電源等の外部電源等が含まれる。

メモリ部２９は、体脂肪測定装置１Ａに関する各種のデータやプログラムを記憶するための部位であり、たとえば上述した被験者情報や算出された各種の体脂肪量、後述する体脂肪測定処理を実行するための体脂肪測定プログラム等を記憶している。

変位量検出部３０は、生体インピーダンス測定用腹部装着ユニット１００に含まれるベルト部１４０（図３等参照、詳細については後述）の長尺方向における変位量を検出する部位であり、検出した変位量を制御部１０に対して出力する。

巻き回し長さ調節機構３２は、上記ベルト部１４０の被験者の腹部に対する巻き回し長さを調節する部位であり、巻き回し長さ調節機構制御部１９によってその動作が制御される。

巻き回し長さ調節機構制御部１９は、変位量検出部３０によって検出された情報に基づいて巻き回し長さ調節機構３２の動作を制御する。これにより、上記ベルト部１４０の被験者の腹部に対する巻き回し長さが調節される。ここで、「ベルト部の被験者の腹部に対する巻き回し長さ」とは、ベルト部１４０の全長のうち、装着状態において被験者の腹部にフィットする部分のベルト部１４０の長さである。

次に、本実施の形態における体脂肪測定装置１Ａにおいて行なわれる演算処理の一例について説明する。上述したように、本実施の形態における体脂肪測定装置１Ａにおいては、体脂肪量算出部１３において各種の体脂肪量が測定可能であるが、以下においては、内臓脂肪量を示す指標としての内臓脂肪面積、皮下脂肪量を示す指標としての皮下脂肪面積および体脂肪量と体重との関係を示す指標としての体脂肪率のそれぞれの算出の際に実施される演算処理を特に例示して説明を行なう。

図１を参照して、インピーダンス測定部１２は、定電流生成部２１において生成される定電流の電流値と、電位差検出部２３において検出される電位差とに基づいて、２種類の生体インピーダンスを算出する。２種類の生体インピーダンスの一方は、被験者の腹部における除脂肪量を反映する生体インピーダンスＺｔである。他方の生体インピーダンスは、被験者の腹部における皮下脂肪量を反映する生体インピーダンスＺｓである。

内臓脂肪量算出部１６は、算出された２種類の生体インピーダンスＺｔ，Ｚｓと、被験者の体格情報の１つであるウエスト長Ｗとに基づいて、被験者の内臓脂肪面積Ｓｖ（単位：ｃｍ²）を算出する。具体的には、たとえば、２種類の生体インピーダンスＺｔ，Ｚｓおよび被験者のウエスト長Ｗと内臓脂肪面積Ｓｖとの関係を表わす以下のような式（１）によって、内臓脂肪面積Ｓｖが算出される。

Ｓｖ＝ａ×Ｗ²−ｂ×（１／Ｚｔ）−ｃ×Ｗ×Ｚｓ−ｄ …（１）
（ただし、ａ，ｂ，ｃ，ｄ：係数）
また、皮下脂肪量算出部１７は、算出された生体インピーダンスＺｓと、被験者の体格情報の１つであるウエスト長Ｗとに基づいて、被験者の皮下脂肪面積Ｓｓ（単位：ｃｍ²）を算出する。具体的には、たとえば、生体インピーダンスＺｓおよび被験者のウエスト長Ｗと皮下脂肪面積Ｓｓとの関係を表わす以下のような式（２）によって、皮下脂肪面積Ｓｓが算出される。

Ｓｓ＝ｅ×Ｗ×Ｚｓ＋ｆ …（２）
（ただし、ｅ，ｆ：係数）
また、総脂肪量算出部１４は、算出された生体インピーダンスＺｔと、被験者の体格情報の１つである身長Ｈとに基づいて、除脂肪量ＦＦＭ（単位：ｋｇ）を算出する。具体的には、たとえば、生体インピーダンスＺｔおよび被験者の身長Ｈと除脂肪量ＦＦＭとの関係を表わす以下のような式（３）によって、除脂肪量ＦＦＭが算出される。

ＦＦＭ＝ｉ×Ｈ²／Ｚｔ＋ｊ …（３）
（ただし、ｉ，ｊ：係数）
上記のような式（１），（２），（３）の各々における係数は、たとえばＭＲＩによる測定結果に基づく回帰式により定められる。また、式（１），（２），（３）の各々における係数は、年齢および／または性別ごとに定められてもよい。

なお、上述した内臓脂肪面積Ｓｖの算出や皮下脂肪面積Ｓｓの算出とは直接関係しないが、被験者の全身の体脂肪量を算出する場合には、総脂肪量算出部１４は、算出された除脂肪量ＦＦＭと、体格情報である体重Ｗｔとに基づいて、被験者の体脂肪量、たとえば体脂肪率（％）を算出する。具体的には、たとえば、体脂肪率は、除脂肪量ＦＦＭと被験者の体重Ｗｔとに基づいて、以下のような式（４）により算出される。

体脂肪率＝（Ｗｔ−ＦＦＭ）／Ｗｔ×１００ …（４）
また、具体的な説明は省略するが、身体の部位別の体脂肪量についても、電流印加電極および電位差検出電極を種々切替えて得られた生体インピーダンスと、被験者の体格情報とに基づいて、その算出が可能である。

図２は、本実施の形態における体脂肪測定装置の外観構造を示す図であり、体脂肪測定装置に含まれる各種装着ユニットを被験者に装着した状態を示す斜視図である。次に、この図２を参照して、本実施の形態における体脂肪測定装置１Ａの外観構造および測定の際に被験者がとるべき姿勢について説明する。なお、以下に示す体脂肪測定装置１Ａは、図１に示す体脂肪測定装置において、図示される４つの腹部電極Ａ１１，Ａ１２，Ａ２１，Ａ２２を１組とする腹部電極群が互いに平行に４組配置されてなるものである。

図２に示すように、本実施の形態における体脂肪測定装置１Ａは、被験者３００の腹部３０１に装着される生体インピーダンス測定用腹部装着ユニット１００と、被験者３００の上肢に装着される一対の生体インピーダンス測定用上肢装着ユニット１７２Ａ，１７２Ｂと、被験者３００の下肢に装着される一対の生体インピーダンス測定用下肢装着ユニット１７３Ａ，１７３Ｂと、これら各種装着ユニット１００，１７２Ａ，１７２Ｂ，１７３Ａ，１７３Ｂに接続ケーブル１８０を介して接続された装置本体１６５とを備えている。

生体インピーダンス測定用腹部装着ユニット１００は、腹部３０１に巻き回し可能な帯状部材にて構成されている。生体インピーダンス測定用上肢装着ユニット１７２Ａ，１７２Ｂおよび生体インピーダンス測定用下肢装着ユニット１７３Ａ，１７３Ｂのそれぞれは、被験者３００の上肢または下肢を挟持可能なクリップ状の部材にて構成されている。生体インピーダンス測定用腹部装着ユニット１００は、被験者の腹部の表面に接触配置可能な腹部電極（上述の腹部電極Ａ１１，Ａ１２，Ａ２１，Ａ２２）を有している。また、生体インピーダンス測定用上肢装着ユニット１７２Ａ，１７２Ｂのそれぞれは、被験者の上肢の表面に接触配置可能な上肢電極（上述の上肢電極Ｈ１１，Ｈ１２，Ｈ２１，Ｈ２２）を有している。また、生体インピーダンス測定用下肢装着ユニット１７３Ａ，１７３Ｂのそれぞれは、被験者の下肢の表面に接触配置可能な下肢電極（上述の下肢電極Ｆ１１，Ｆ１２，Ｆ２１，Ｆ２２）を有している。

装置本体１６５は、上述した制御部１０、定電流生成部２１、端子切替部２２、電位差検出部２３、被験者情報入力部２５、表示部２６、操作部２７およびメモリ部２９等を含んでいる。なお、装置本体１６５に設けられた定電流生成部２１、端子切替部２２および電位差検出部２３等は、必要に応じて生体インピーダンス測定用腹部装着ユニット１００に設けることも可能である。上述した変位量検出部３０および巻き回し長さ調節機構３２は、生体インピーダンス測定用腹部装着ユニット１００に設けられている。

図２に示すように、各種の体脂肪量の測定を行なうに際しては、被験者３００はベッド面４００上において仰臥位（すなわち仰向けに寝転んだ姿勢）をとる。そして、被験者３００の腹部３０１に生体インピーダンス測定用腹部装着ユニット１００を装着し、生体インピーダンス測定用上肢装着ユニット１７２Ａ，１７２Ｂを被験者３００の上肢（好適には手首３０２Ａ，３０２Ｂ）に装着し、生体インピーダンス測定用下肢装着ユニット１７３Ａ，１７３Ｂを被験者３００の下肢（好適には足首３０３Ａ，３０３Ｂ）に装着する。この各種装着ユニット１００，１７２Ａ，１７２Ｂ，１７３Ａ，１７３Ｂの装着により、これら各種装着ユニット１００，１７２Ａ，１７２Ｂ，１７３Ａ，１７３Ｂに設けられた電極が、被験者３００の体表面に接触させられる。なお、各種の体脂肪量の測定中においては、被験者３００は上述の仰臥位を維持する。

図３および図４は、本実施の形態における体脂肪測定装置の生体インピーダンス測定用腹部装着ユニットの外観構造を示す図であり、図３は斜視図、図４は下面図である。また、図５は、図３および図４に示す生体インピーダンス測定用腹部装着ユニットの図３および図４中に示すＶ−Ｖ線に沿った断面図である。また、図６は、図３および図４に示す生体インピーダンス測定用腹部装着ユニットの保持部の詳細な構造を説明するための斜視図である。次に、これら図３ないし図６を参照して、本実施の形態における体脂肪測定装置１Ａの生体インピーダンス測定用腹部装着ユニットの構造について詳説するとともに、当該生体インピーダンス測定用腹部装着ユニットに設けられた保持部によってベルト部が保持される仕組みについて説明する。なお、図６においては、理解を容易とするために、保持部のケーシングの図示を一部省略している。

図３および図４に示すように、生体インピーダンス測定用腹部装着ユニット１００は、電極支持部１１０と、ベルト部１４０とを主として備えている。電極支持部１１０は、平面視略矩形状のシート状の部材からなるシート状部１１１と、シート状部１１１の上面に設けられた電極支持機構収容部１１２と、シート状部１１１の下面にその一部が露出するように配置された複数の電極１１３と、シート状部１１１の長尺方向の一端部に設けられた固定部１１４および変位量検出ユニット１３０と、シート状部１１１の長尺方向の他端部に設けられた保持部１２０とを含んでいる。

図３に示すように、ベルト部１４０の一端部１４１は、上述した固定部１１４によって電極支持部１１０に対して相対移動不能に固定されている。このベルト部１４０の電極支持部１１０に対する固定は、たとえばベルト部１４０の一端部１４１を、シート状部１１１と当該シート状部１１１にビス止め等される板状部材とによって挟持すること等で行なわれる。これにより、これら電極支持部１１０およびベルト部１４０によって被験者の腹部に巻き回される帯状の部材が構成されることになる。

シート状部１１１の固定部１１４が設けられた側の端部のさらに先端側の部分には、変位量検出ユニット１３０が配置されている。この変位量検出ユニット１３０は、シート状部１１１に対して相対的に移動不能に固定されている。変位量検出ユニット１３０の所定位置には、ベルト部１４０を挿通するための挿通路が設けられており、当該挿通路にベルト部１４０の一端部１４１寄りの部分が挿通されている。

シート状部１１１は、実質的に伸縮性を有さない部材にて構成されており、装着状態において被験者の腹部の表面にフィットするように柔軟な材料にて形成されている。一方、ベルト部１４０は、シート状部１１１に比較して幅の狭い長尺状の形状を有しており、長尺方向の一部の領域を除き、その長尺方向に伸縮性を実質的に有さない部材にて構成されている。ベルト部１４０の上記変位量検出ユニット１３０内に挿通された部分以外の露出部分は、その一面（装着状態において被験者の腹部に面しない側の主面）に歯が形成された歯付きベルト（タイミングベルト）にて構成されている。ベルト部１４０の当該露出部分は、装着状態において被験者の腹部の表面にフィットするように柔軟な材料にて形成されている。なお、ベルト部１４０の上記変位量検出ユニット１３０内に挿通された部分には、ベルト部１４０の長尺方向に伸縮する伸縮領域が設けられている。当該伸縮領域およびその近傍部分における詳細な構造については後述することとする。

図５に示すように、電極支持部１１０に設けられた複数の電極１１３のそれぞれは、棒状に伸びるロッド部１１３ａと、当該ロッド部１１３ａの先端に設けられた板状部１１３ｂとを有している。ロッド部１１３ａは、シート状部１１１に設けられた挿通孔に差し込まれている。板状部１１３ｂは、シート状部１１１の下面側において露出している。この板状部１１３ｂのロッド部１１３ａに連結されていない側の主面が、被験者の腹部に接触する接触面となる。複数の電極１１３のそれぞれは、生体適合性に優れた金属材料にて形成されている。なお、複数の電極１１３は、電極支持部１１０の下面において行列状に配置されるが、これら電極１１３のそれぞれは、上述の腹部電極Ａ１１，Ａ１２，Ａ２１，Ａ２２のそれぞれに相当する。

図３を参照して、電極支持機構収容部１１２は、箱状の形状を有する部材にて構成されており、複数の電極１１３のそれぞれを特定の方向に可動支持するための電極支持機構をその内部に有している。電極支持機構収容部１１２は、上述した腹部電極Ａ１１，Ａ１２，Ａ２１，Ａ２２を１組とする４つの腹部電極群のそれぞれについて設けられている。

図５に示すように、電極支持機構収容部１１２の内部に設けられた電極支持機構は、シート状部１１１に固定された基体１１６ａおよび当該基体１１６ａにビス等によって固定された蓋体１１６ｂからなるガイド枠１１６と、ガイド枠１１６の内部に形成された空間内に配置されたコイルバネ１１７とによって構成されている。ガイド枠１１６を構成する基体１１６ａおよび蓋体１１６ｂのそれぞれには挿通孔が設けられており、当該挿通孔に電極１１３のロッド部１１３ａが挿通されることにより、コイルバネ１１７の中空部に電極１１３のロッド部１１３ａが挿通配置されている。コイルバネ１１７は、その一端が蓋体１１６ｂに当接しており、他端が電極１１３のロッド部１１３ａに設けられた鍔部１１３ａ１に当接している。これにより、複数の電極１１３は、電極支持機構によって可動支持され、装着状態において被験者の腹部表面と略垂直方向にのみ可動するとともに、コイルバネ１１７の付勢力によって腹部側に向けて付勢されることになる。

図３および図６に示すように、シート状部１１１の長尺方向の他端部（固定部１１４および変位量検出ユニット１３０が設けられていない側の端部）には、保持部１２０が設けられている。この保持部１２０は、シート状部１１１に対して相対的に移動不能に固定されている。保持部１２０の所定位置には、ベルト部１４０を挿通するための挿通路が設けられている。保持部１２０は、その内部にサーボモータ１２２を有しており、当該サーボモータ１２２の回転軸１２３（図８参照）には、歯付きプーリ１２１が取付けられている。

歯付きプーリ１２１は、保持部１２０に設けられた挿通路に面した状態となるように配置されており、挿通路内に挿通されたベルト部１４０の歯に噛合可能である。保持部１２０は、シート状部１１１に固定されており、挿し込まれたベルト部１４０を出入り可能に保持する。すなわち、保持部１２０は、装着状態においてベルト部１４０の他端部１４２寄りの部分を電極支持部１１０に対して相対的に移動可能に保持する役目を果たす。

なお、保持部１２０によってベルト部１４０の他端部１４２寄りの部分を保持させるためには、図６に示すように、ベルト部１４０の他端部１４２を、保持部１２０の挿通路に図中矢印Ａ方向に向けて挿し込む。これにより、挿し込まれたベルト部１４０に設けられた歯が、保持部１２０に設けられた歯付きプーリ１２１の歯に噛合することになり、これによってベルト部１４０の他端部１４２が保持部１２０によって保持されることになる。なお、この後、上述した巻き回し長さ調節機構３２を用いたベルト部１４０の巻き回し長さの調節が行なわれることにより、ベルト部１４０が被験者の腹部に対して適切な締め付け強さにて締め付けられることになるが、その詳細な動作については後述することとする。

図３に示すように、シート状部１１１の所定位置には、上述した各種装着ユニット１００，１７２Ａ，１７２Ｂ，１７３Ａ，１７３Ｂおよび装置本体１６５とを中継する接続ケーブル１８０を取付けるためのコネクタ１１８が設けられている。また、図４に示すように、シート状部１１１の略中央部には、装着の際に腹部に対して電極１１３を位置決めするために被験者の臍位置に位置合わせされる位置決め用貫通穴１１９が設けられている。

図７は、上述の生体インピーダンス測定用腹部装着ユニットを被験者の腹部に装着した状態を示す模式断面図である。次に、この図７を参照して、本実施の形態における体脂肪測定装置１Ａの生体インピーダンス測定用腹部装着ユニットを被験者の腹部に装着した状態について説明する。

図７に示すように、生体インピーダンス測定用腹部装着ユニット１００を被験者３００の腹部３０１に装着した状態においては、帯状の部材からなる生体インピーダンス測定用腹部装着ユニット１００が被験者３００の腹部３０１に巻き回された状態で取付けられる。ここで、装着に際しては、電極支持部１１０に設けられた位置決め用貫通穴１１９が被験者３００の臍位置に合致するように電極支持部１１０が位置決めされて被験者３００の腹部３０１上に載置され、当該位置決めが行なわれた状態でベルト部１４０が被験者３００の側腹および腹部背面に巻き付けられる。そして、ベルト部１４０の他端部１４２寄りの部分が電極支持部１１０に設けられた保持部１２０によって保持されることにより、生体インピーダンス測定用腹部装着ユニット１００が被験者３００の腹部３０１に装着される。これにより、電極支持部１１０の下面側（装着状態において内周面側）に設けられた複数の電極１１３が被験者３００の腹部前面に接触配置されることになる。

図８は、本実施の形態における体脂肪測定装置の変位量検出部および巻き回し長さ調整機構の具体的な構成を示す機能ブロック図である。以下においては、この図を参照して、本実施の形態における体脂肪測定装置１Ａの変位量検出部および巻き回し長さ調整機構の具体的な構成について説明する。

図８に示すように、被験者の腹部に巻き回されるベルト部１４０は、その所定位置において２分割されている。これら２分割されたベルト部は、これらの間に配置された可動鉄心１３１とバネ１４３とによって連結されている。具体的には、可動鉄心１３１とバネ１４３とは直列に接続されており、これら直列に接続された可動鉄心１３１およびバネ１４３からなる部材の両端がそれぞれ２分割されたベルト部のそれぞれの端部に接続されることにより、２分割されたベルト部が可動鉄心１３１とバネ１４３とによって連結されている。

より詳細には、２分割されたベルト部のうち、上述した固定部１１４によって電極支持部１１０に固定される一端部１４１を含むベルト部にバネ１４３の一端が接続されており、他方のベルト部に可動鉄心１３１の一端が接続されている。これら可動鉄心１３１およびバネ１４３は、上述した変位量検出ユニット１３０の内部に配置されており、このうちのバネ１４３がベルト部１４０の伸縮領域を構成する。したがって、ベルト部１４０の伸縮領域は、その長尺方向に弾性変形可能である。

変位量検出部３０は、上述のベルト部１４０の途中位置に設けられた可動鉄心１３１と、当該可動鉄心１３１が内部を挿通するように巻き回して配置された検出コイル１３２と、当該検出コイル１３２に電気的に接続された変位量検出回路１５２とを含んでいる。変位量検出回路１５２は、たとえば検出コイル１３２に高周波電流を流し、当該検出コイル１３２内を可動鉄心１３１がその挿通方向に移動した際に生じるインピーダンスの変動を検知することによって可動鉄心１３１の変位量を検出する。変位量検出回路１５２によって検出された可動鉄心１３１の変位量は、制御部１０に入力される。

巻き回し長さ調節機構３２は、上述した保持部１２０に設けられたサーボモータ１２２と、当該サーボモータ１２２の動作を制御するモータ駆動回路１５１とを含んでいる。モータ駆動回路１５１は、制御部１０に含まれる巻き回し長さ調節機構制御部１９からの指令に基づきサーボモータ１２２の動作を制御する。より具体的には、モータ駆動回路１５１は、サーボモータ１２２に入力する電気信号を調節（たとえば駆動電圧や駆動電流の大小の調節等）することにより、サーボモータ１２２の回転軸１２３の回転方向を正方向／逆方向に切換えたり、その回転量を調節したりする。

以上の構成を採用することにより、検出されたベルト部１４０の変位量に基づいてベルト部１４０の被験者３００の腹部３０１に対する巻き回し長さを自動調節することが可能になる。すなわち、変位量検出部３０によって検出されたベルト部１４０の変位量が制御部１０に入力され、入力された変位量の情報に基づいて巻き回し長さ調節機構制御部１９がサーボモータ１２２を駆動制御し、保持部１２０においてベルト部１４０を図６中に示す矢印Ｂ１またはＢ２方向に送り出す。これにより、保持部１２０におけるベルト部１４０の保持位置が調節され、ベルト部１４０の被験者３００の腹部３０１に対する巻き回し長さが調節される。

その際、変位量検出部３０によって検出される変位量が常に予め定めた所定の値となるようにベルト部１４０の巻き回し長さを制御すれば、常に一定の巻き付け強さでベルト部１４０を被験者３００の腹部３０１に巻き付けることが可能になる。そのため、生体インピーダンス測定用腹部装着ユニット１００によって被験者３００の腹部３０１に対して常に一定の荷重で複数の電極１１３を押し当てることが可能になる。ここで、上記所定の値を、被験者３００の腹部３０１に対して電極１１３が測定に適した最適な荷重で押し当てられることとなる値に設定することにより、測定中において常時最適な押し付け強さにて電極１１３が被験者３００の腹部３０１に対して押し付けられることになる。なお、電極１１３の被験者３００の腹部３０１に対する押し付け強さが最適化された場合にシート状部１１１およびベルト部１４０からなる帯状部材に加えられる引っ張り荷重としては、概ね１．０ｋｇｆ〜２．０ｋｇｆ程度であり、好ましくは１．５ｋｇｆである。

このようなベルト部１４０の被験者３００の腹部３０１に対する巻き回し長さの自動調節は、生体インピーダンス測定用腹部装着ユニット１００を被験者３００の腹部３０１に対して装着する装着作業時や、生体インピーダンスの測定動作中のいずれにおいても実施されることが好ましい。すなわち、装着作業時においては、ベルト部１４０の他端部１４２を保持部１２０に挿し込んだ後に上述の巻き回し長さの自動調節が行なわれることにより、ベルト部１４０の余剰部分が図６中に示す矢印Ｂ２方向にサーボモータ１２２によって送り出されることにより、ベルト部１４０が被験者３００の腹部３０１に密着し、かつ適正な締め付け強さにて被験者３００の腹部３０１に巻き回されることになる。一方、測定動作中においては、被験者３００の呼吸動作に伴うウエスト長の変動に伴ってベルト部１４０の被験者３００の腹部３０１に対する巻き回し長さを調節することによって常に適正な締め付け強さにてベルト部１４０が被験者３００の腹部３０１に巻き回されることになる。

なお、上記においては、２分割されたベルト部の接続構造として、直列に接続された可動鉄心１３１およびバネ１４３を用いてこれら接続した構成を例示して説明を行なったが、他の接続構造を採用することも可能である。たとえば、２分割されたベルト部を単に１つのバネによって接続する構成としてもよい。その場合には、可動鉄心は別途ベルト部に取り付けられ、ベルト部の変位に追従して可動鉄心が移動するように構成すればよい。

図９は、本実施の形態における体脂肪測定装置を用いて内臓脂肪面積、皮下脂肪面積および体脂肪率を測定する際の体脂肪測定装置の動作手順を定めたフローチャートである。次に、この図９を参照して、体脂肪測定装置１Ａを用いて内臓脂肪面積、皮下脂肪面積および体脂肪率を測定する際の体脂肪測定装置１Ａの動作について説明する。

図９のフローチャートに示す処理は、予めプログラムとしてメモリ部２９に格納されており、演算処理部１１を含む制御部１０がこのプログラムを読み出して実行することにより、内臓脂肪面積測定処理、皮下脂肪面積測定処理および体脂肪率測定処理の機能が実現される。なお、以下に示す動作手順は、図１に示す体脂肪測定装置において、図示される４つの腹部電極Ａ１１，Ａ１２，Ａ２１，Ａ２２を１組とする腹部電極群を互いに平行に４組配置した構成とした場合の動作手順である。

図９を参照して、制御部１０は、体格情報としてのウエスト長Ｗや身長Ｈ、体重Ｗｔ等を含む被験者情報の入力を受け付ける（ステップＳ１）。ここで受け付けた被験者情報は、たとえばメモリ部２９に一時的に保存される。なお、体格情報計測部２４を用いて被験者情報のうちの特定の体格情報を自動計測する構成を採用した場合には、体格情報計測部２４にて計測された体格情報が制御部１０に対して入力される。

次に、制御部１０は、測定開始の指示があったか否かを判断する（ステップＳ２）。制御部１０は、測定開始の指示があるまで待機する（ステップＳ２においてＮＯ）。制御部１０は、測定開始の指示を検知した場合に（ステップＳ２においてＹＥＳ）、ベルト部１４０の巻き回し長さの自動調節を開始する（ステップＳ３）。具体的には、制御部１０に含まれる巻き回し長さ調節機構制御部１９が、変位量検出部３０によって検出された変位量に基づいて巻き回し長さ調節機構３２のサーボ制御を開始する。なお、当該サーボ制御には、予めメモリ部２９に格納された変位量と駆動信号との関係を示すテーブル等が好適に用いられる。

次に、制御部１０は、電極の設定を行なう（ステップＳ４）。ここで、ステップＳ４において、制御部１０は、たとえば一対の上肢電極Ｈ１１，下肢電極Ｆ１１および一対の上肢電極Ｈ２１，下肢電極Ｆ２１をそれぞれ定電流印加電極対として選択し、４組ある腹部電極群のうちの１の腹部電極群に含まれる一対の腹部電極Ａ１１，Ａ２１を電位差検出電極対として選択する。端子切替部２２は、制御部１０の制御に基づいて、一対の上肢電極Ｈ１１，下肢電極Ｆ１１および一対の上肢電極Ｈ２１，下肢電極Ｆ２１を定電流生成部２１と電気的に接続し、かつ一対の腹部電極Ａ１１，Ａ２１を電位差検出部２３と電気的に接続する。ここで、端子切替部２２は、制御部１０の制御に基づいて、選択されていない電極と定電流生成部２１および電位差検出部２３との電気的な接続を切断する。

定電流生成部２１は、制御部１０の制御に基づいて、上肢と下肢との間に定電流を流す。たとえば、定電流生成部２１は、上肢電極Ｈ１１および上肢電極Ｈ２１から下肢電極Ｆ１１および下肢電極Ｆ２１へ定電流を流す（ステップＳ５）。この場合、端子切替部２２は、上肢電極Ｈ１１と上肢電極Ｈ２１とを短絡し、かつ下肢電極Ｆ１１と下肢電極Ｆ２１とを短絡させる構成であることが好ましい。なお、定電流生成部２１および端子切替部２２は、上肢電極Ｈ１１，Ｈ２１のいずれか１つから下肢電極Ｆ１１，Ｆ２１のいずれか１つへ定電流を流す構成であってもよい。

この状態において、電位差検出部２３は、制御部１０の制御に基づいて、腹部電極Ａ１１，Ａ２１間の電位差を検出する（ステップＳ６）。

次に、制御部１０は、予め定めたすべての電極対の組み合わせに対して電位差の検出が終了したか否かを判断する（ステップＳ７）。制御部１０は、予め定めたすべての電極対の組み合わせに対して電位差の検出が終了していないと判断した場合に（ステップＳ７においてＮＯ）、上述のステップＳ４へと移行する。制御部１０は、予め定めたすべての電極対の組み合わせに対して電位差の検出が終了したと判断した場合に（ステップＳ７においてＹＥＳ）、後述するステップＳ８へと移行する。

このようにして、制御部１０は、他の腹部電極群に含まれる腹部電極Ａ１１，Ａ２１を順番に電位差検出電極対として選択していく。すなわち、端子切替部２２は、制御部１０の制御に基づいて、他の腹部電極群に含まれる腹部電極Ａ１１，Ａ２１を順番に電位差検出部２３と電気的に接続する（ステップＳ４）。そして、電位差検出部２３は、制御部１０の制御に基づいて、他の腹部電極群に含まれる腹部電極Ａ１１，Ａ２１間の電位差を各々順番に検出する（ステップＳ６）。

インピーダンス測定部１２は、すべての腹部電極群に含まれる腹部電極Ａ１１，Ａ２１の組み合わせに対する電位差の検出が終了した後に（ステップＳ７においてＹＥＳ）、定電流生成部２１が生成し身体に流した定電流の電流値と、電位差検出部２３が検出した各電位差とに基づいて、生体インピーダンスＺｔ１〜Ｚｔ４を算出する（ステップＳ８）。インピーダンス測定部１２が算出した生体インピーダンスＺｔ１〜Ｚｔ４の値は、たとえばメモリ部２９に一時的に保存される。

次に、制御部１０は、改めて電極の設定を行なう（ステップＳ９）。より具体的には、制御部１０は、４組ある腹部電極群のうちの１つの腹部電極群に含まれる一対の腹部電極Ａ１１，Ａ２１を電流印加電極対として選択し、当該腹部電極群に含まれる一対の腹部電極Ａ１２，Ａ２２を電位差検出電極対として選択する。端子切替部２２は、制御部１０の制御に基づいて、一対の腹部電極Ａ１１，Ａ２１を定電流生成部２１と電気的に接続し、かつ一対の腹部電極Ａ１２，Ａ２２を電位差検出部２３と電気的に接続する。ここで、端子切替部２２は、制御部１０の制御に基づいて、選択されていない腹部電極、上肢電極および下肢電極と、定電流生成部２１および電位差検出部２３との電気的な接続を切断する。

定電流生成部２１は、制御部１０の制御に基づいて、腹部電極Ａ１１，Ａ２１間に定電流を流す（ステップＳ１０）。

この状態において、電位差検出部２３は、制御部１０の制御に基づいて、腹部電極Ａ１２，Ａ２２間の電位差を検出する（ステップＳ１１）。

次に、制御部１０は、予め定めたすべての電極対の組み合わせに対して電位差の検出が終了したか否かを判断する（ステップＳ１２）。制御部１０は、予め定めたすべての電極対の組み合わせに対して電位差の検出が終了していないと判断した場合に（ステップＳ１２においてＮＯ）、上述のステップＳ９へと移行する。制御部１０は、予め定めたすべての電極対の組み合わせに対して電位差の検出が終了したと判断した場合に（ステップＳ１２においてＹＥＳ）、後述するステップＳ１３へと移行する。

このようにして、制御部１０は、他の腹部電極群に含まれる腹部電極Ａ１１，Ａ２１を電流印加電極として選択するとともに、当該腹部電極群に含まれる腹部電極Ａ１２，Ａ２２を順番に電位差検出電極対として選択していく。すなわち、端子切替部２２は、制御部１０の制御に基づいて、他の腹部電極群に含まれる腹部電極Ａ１１，Ａ２１を順番に定電流生成部２１と電気的に接続するとともに、当該腹部電極群に含まれる腹部電極Ａ１２，Ａ２２を順番に電位差検出部２３と電気的に接続する（ステップＳ９）。そして、電位差検出部２３は、制御部１０の制御に基づいて、他の腹部電極群に含まれる腹部電極Ａ１１，Ａ２１間に定電流を流し（ステップＳ１０）、当該腹部電極群に含まれる腹部電極Ａ１２，Ａ２２間の電位差を各々順番に検出する（ステップＳ１１）。

インピーダンス測定部１２は、すべての腹部電極群に含まれる電極対の組み合わせに対する電流の印加および電位差の検出が終了した後に（ステップＳ１２においてＹＥＳ）、定電流生成部２１が生成し身体に流した定電流の電流値と、電位差検出部２３が検出した各電位差とに基づいて、生体インピーダンスＺｓ１〜Ｚｓ４を算出する（ステップＳ１３）。インピーダンス測定部１２が算出した生体インピーダンスＺｓ１〜Ｚｓ４の値は、たとえばメモリ部２９に一時的に保存される。

つづいて、制御部１０は、ベルト部１４０の巻き回し長さの自動調節を終了する（ステップＳ１４）。

次に、内臓脂肪量算出部１６は、ステップＳ１で制御部１０が受け付けた体格情報のうちのウエスト長Ｗと、算出された生体インピーダンスＺｔ１〜Ｚｔ４および生体インピーダンスＺｓ１〜Ｚｓ４とに基づいて、内臓脂肪面積Ｓｖを算出する（ステップＳ１５）。内臓脂肪面積Ｓｖは、上述の式（１）により算出される。なお、上述のように４つの腹部電極Ａ１１，Ａ１２，Ａ２１，Ａ２２を１組とする腹部電極群を互いに平行に４組配置した構成とした場合には、たとえば、４つの生体インピーダンスＺｔ１〜Ｚｔ４の平均値および４つの生体インピーダンスＺｓ１〜Ｚｓ４の平均値が、それぞれ式（１）に代入される。

次に、皮下脂肪量算出部１７は、ステップＳ１で制御部１０が受け付けた体格情報のうちのウエスト長Ｗと、算出された生体インピーダンスＺｓ１〜Ｚｓ４とに基づいて、皮下脂肪面積Ｓｓを算出する（ステップＳ１６）。皮下脂肪面積Ｓｓは、上述の式（２）にウエスト長Ｗおよび算出された生体インピーダンスＺｓを代入することによって算出される。なお、上述のように４つの腹部電極Ａ１１，Ａ１２，Ａ２１，Ａ２２を１組とする腹部電極群を互いに平行に４組配置した構成とした場合には、たとえば、４個の生体インピーダンスＺｓ１〜Ｚｓ４の平均値が、式（２）における生体インピーダンスＺｓに代入される。

次に、総脂肪量算出部１４は、ステップＳ１において制御部１０が受け付けた体格情報のうちの身長Ｈと、算出された生体インピーダンスＺｔとに基づいて、除脂肪量ＦＦＭを算出する（ステップＳ１７）。除脂肪量ＦＦＭは、上述の式（３）により算出される。

また、総脂肪量算出部１４は、ステップＳ１で制御部１０が受け付けた体格情報のうちの体重Ｗｔと、ステップＳ１７で総脂肪量算出部１４が算出した除脂肪量ＦＦＭとに基づいて、体脂肪率を算出する（ステップＳ１８）。体脂肪率は、上述の式（４）により算出される。

そして、表示部２６は、制御部１０の制御に基づいて、各測定結果を表示する（ステップＳ１９）。

以上で体脂肪測定装置１Ａは、内臓脂肪面積測定処理、皮下脂肪面積測定処理および体脂肪率測定処理を含む体脂肪量測定処理を終了する。なお、生体インピーダンスＺｔ１〜Ｚｔ４の典型的な値は、それぞれ約５Ω程度である。また、生体インピーダンスＺｓ１〜Ｚｓ４の典型的な値は、それぞれ約８０Ω程度である。

以上において説明した本実施の形態における体脂肪測定装置１Ａの如くの構成とすることにより、装着状態において常に一定の締め付け強さで生体インピーダンス測定用腹部装着ユニット１００が被験者の腹部に対して装着されることになり、そのため、被験者の腹部に対して常に一定の荷重で複数の電極１１３を押し当てることが可能になる。また、上記構成を採用することにより、被験者のウエスト長の如何によらず、生体インピーダンス測定用腹部装着ユニット１００を被験者の腹部に再現性よく密着した状態で装着させることができる。さらには、上記構成を採用することにより、被験者の呼吸動作に追従して生体インピーダンス測定用腹部装着ユニット１００の巻き回し長さが変化するようになるため、被験者に過度の圧迫感を与えることがなくなり、被験者に苦痛を与えることのない生体インピーダンス測定用腹部装着ユニットとすることができる。

したがって、本実施の形態における体脂肪測定装置１Ａとすることにより、装着状態において一定の荷重で電極が被験者の胴部に対して再現性よく押し当て可能で、かつ被験者に苦痛を与えることのない体脂肪測定装置１Ａとすることができ、高精度に体脂肪量を算出することが可能になる。

（実施の形態２）
図１０は、本発明の実施の形態２における体脂肪測定装置の機能ブロックを示す図である。まず、この図１０を参照して、本実施の形態における体脂肪測定装置１Ｂの機能ブロックの構成について説明する。なお、上述の実施の形態１と同様の部分については図中同一の符号を付し、その説明はここでは繰り返さない。

図１０に示すように、本実施の形態における体脂肪測定装置１Ｂは、体格情報計測部としてのウエスト長計測部３４を有している。ウエスト長計測部３４は、被験者のウエスト長を自動計測する部位であり、生体インピーダンス測定用腹部装着ユニット１００に設けられた各種センサの出力に基づいて被験者のウエスト長を計測する。被験者のウエスト長は、呼吸動作に伴って僅かではあるが常時変動する。ウエスト長計測部３４は、測定中においてこの変動するウエスト長を常時計測するものであり、被験者の腹部に巻き回されたベルト部の巻き回し長さを検出することによって被験者のウエスト長を計測するとともに、被験者の胴部に巻き回されたベルト部の巻き回し長さの変動を検出することによって被験者のウエスト長の変動を計測する。すなわち、ウエスト長計測部３４は、胴部周囲長計測部および胴部周囲長変動量計測部の両方の機能を有している。ウエスト長計測部３４は、計測したウエスト長の情報およびその変動の情報を制御部１０に対して出力する。なお、ここでウエスト長とは、被験者の臍位置を含む部分の胴部周囲長である。

また、本実施の形態における体脂肪測定装置１Ｂにおいては、演算処理部１１が、インピーダンス測定部１２および体脂肪量算出部１３に加え、呼吸状態検出部１８を有している。呼吸状態検出部１８は、上述したウエスト長計測部３４によって計測されて制御部１０に入力された被験者のウエスト長の情報に基づいて測定動作中における被験者の呼吸状態を検出する。体脂肪量算出部１３は、上記インピーダンス測定部１２において得られた生体インピーダンスと、上記呼吸状態検出部１８において得られた呼吸状態の情報と、体格情報計測部２４および／または被験者情報入力部２５から入力された被験者情報とに基づいて体脂肪量を算出する。

図１１は、本実施の形態における体脂肪測定装置のウエスト長計測部の具体的な構成を示す機能ブロック図である。また、図１２は、本実施の形態における生体インピーダンス測定用腹部装着ユニットのベルト部の下面図であり、図１３は、保持部の模式断面図である。次に、これら図１１ないし図１３を参照して、本実施の形態におけるウエスト長計測部の具体的な構成について詳説する。なお、上述の実施の形態１と同様の部分については図中同一の符号を付し、その説明はここでは繰り返さない。

図１１に示すように、ウエスト長計測部３４は、生体インピーダンス測定用腹部装着ユニット１００のベルト部１４０の位置を検出するためのセンサとしての光電センサ１２６およびロータリエンコーダ１２４と、ウエスト長計測回路１５３とを備えている。光電センサ１２６およびロータリエンコーダ１２４のそれぞれは、生体インピーダンス測定用腹部装着ユニット１００の保持部１２０内に設けられている。具体的には、図１３に示すように、光電センサ１２６は、電極支持部１１０側に固定される保持部１２０のケーシングの底面上に配置されており、その上方をベルト部１４０が通過するように構成されている。また、ロータリエンコーダ１２４は、その検出軸１２５が歯付きプーリ１２１に固定されるべく、保持部１２０内に配置されている。

図１２に示すように、ベルト部１４０の下面（装着状態において被験者の腹部に面する側の主面であり、歯が設けられていない側の面）には、エンコーダストリップ１４４が取付けられている。エンコーダストリップ１４４は、ベルト部１４０の他端部１４２から一端部１４１の所定位置にまで延在するように設けられており、当該ベルト部１４０の絶対的な位置を示す識別子（ここでは、バーコード要素１４５ａ，１４５ｂ等）がその表面に設けられている。このエンコーダストリップ１４４は、保持部１２０内において上述した光電センサ１２６に対面配置されることになる。

光電センサ１２６は、発光部と受光部とを備えており、発光部から出射された光が上述のエンコーダストリップ１４４に照射され、その反射光が受光部によって受光される。光電センサ１２６は、受光した光を光電変換することによって電気信号を出力し、ウエスト長計測回路１５３に入力する。ウエスト長計測回路１５３は、入力された電気信号に基づいて、光電センサ１２６に対向配置された部分のベルト部１４０の位置を検出し、この位置情報に基づいて被験者の腹部に巻き回されたベルト部１４０の巻き回し長さを検出し、これに基づいて被験者のウエスト長を特定する。

ロータリエンコーダ１２４は、ベルト部１４０が送り出されることに伴って回転する歯付きプーリ１２１の回転角をその検出軸１２５が回転することによって検出する。ロータリエンコーダ１２４は、検出した回転角に応じた電気信号を出力し、ウエスト長計測回路１５３に入力する。ウエスト長計測回路１５３は、入力された電気信号に基づいてベルト部１４０の送り出し量を検出し、これに基づいて被験者の腹部に巻き回されたベルト部１４０の呼吸動作に伴う巻き回し長さの変動量を特定する。

ウエスト長計測回路１５３は、光電センサ１２６およびロータリエンコーダ１２４を用いて特定したウエスト長および巻き回し長さの変動量を制御部１０に出力する。

なお、本実施の形態においては、光電センサ１２６よって検出された情報に基づいて被験者のウエスト長を特定することとし、またロータリエンコーダ１２４によって検出された情報に基づいて被験者のウエスト長の変動量を特定することとしたが、被験者のウエスト長の特定にロータリエンコーダ１２４によって検出された情報を用いてもよく、また被験者のウエスト長の変動量の特定に光電センサ１２６よって検出された情報を用いてもよい。

次に、本実施の形態における体脂肪測定装置１Ｂにおいて行なわれる演算処理の一例について説明する。本実施の形態における体脂肪測定装置１Ｂにおいても、上述の実施の形態１における体脂肪測定装置１Ａと基本的に同様の演算処理が行なわれるが、そのうちのウエスト長Ｗの値として上述のウエスト長計測部３４によって実測されたウエスト長の値が用いられ、また各種演算処理に用いられる生体インピーダンスＺｔ，Ｚｓの値として上述の呼吸状態検出部１８によって検出された呼吸状態の情報に関連付けて得られた生体インピーダンスＺｔ，Ｚｓの値が用いられる点において相違している。

インピーダンス測定部１２は、定電流生成部２１において生成される定電流の電流値と、電位差検出部２３において検出される電位差とに基づいて、２種類の生体インピーダンスＺｔ，Ｚｓを算出するが、被験者の腹部における除脂肪量を反映する生体インピーダンスＺｔおよび被験者の腹部における皮下脂肪量を反映する生体インピーダンスＺｓは、いずれも被験者の呼吸動作に応じて時々刻々と変化する。

図１４は、被験者のウエスト長の変動と、時々刻々と変化する生体インピーダンスとの関係を示すグラフである。なお、図１４においては、横軸が時間を示しており、（Ａ）の縦軸がウエスト長を、（Ｂ）の縦軸が生体インピーダンスをそれぞれ示している。

図１４（Ａ）に示すように、被験者のウエスト長Ｗは、被験者の呼吸動作に応じて変動し、被験者が吸気動作を行なった場合にウエスト長Ｗは増加し、被験者が呼気動作を行なった場合にウエスト長Ｗは減少する。これに対し、図１４（Ｂ）に示すように、生体インピーダンスＺも被験者の呼吸動作に応じて変動し、被験者が吸気動作を行なった場合に一般的にその値が減少し、被験者が呼気動作を行なった場合に一般的にその値が増加する。

本実施の形態における体脂肪測定装置１Ｂにおいては、このような生体インピーダンスＺの呼吸動作に伴う変動を誤差成分として除外するため、たとえば取得データに対して以下のような処理を行なう。まず、予め定められた所定の期間、所定のインターバルで複数回にわたって電位差検出電極間の電位差を電位差検出部２３によって測定し、得られた電位差のデータを時系列データとして取得する。次に、インピーダンス測定部１２によって得られた電位差の時系列データから生体インピーダンスＺの時系列データを得る。また、これと並行して、当該電位差の検出を行なった期間と同じ期間の被験者のウエスト長Ｗをウエスト長計測部３４によって時系列データとして取得する。

次に、取得した生体インピーダンスＺの時系列データとウエスト長Ｗの時系列データとを同期させる。つづいて、呼吸状態検出部１８において、ウエスト長Ｗの時系列データに基づいて、各時間におけるｄＷ／ｄｔを算出する。算出したｄＷ／ｄｔが正の値をとる場合（すなわちｄＷ／ｄｔ＞０の場合）には、被験者は呼気動作にあると判断し（たとえば図１４（Ａ）に示すｔ２〜ｔ３の期間）、算出したｄＷ／ｄｔが負の値をとる場合（すなわちｄＷ／ｄｔ＜０の場合）には、被験者は吸気動作にあると判断する（たとえば図１４（Ａ）に示すｔ１〜ｔ２，ｔ３〜ｔ４の期間）。そして、呼気動作から吸気動作に移行した時間（すなわちｄＷ／ｄｔ＝０である時間、あるいはｄＷ／ｄｔが負の値から正の値に転じた時間）を特定する（たとえば図１４（Ａ）に示す時間ｔ２，ｔ４）。

次に、この呼気動作から吸気動作に移行した時間に最も近い時間あるいは同じ時間に取得された生体インピーダンス（たとえば図１４（Ｂ）中において白抜きの丸印で示す生体インピーダンス）を上述の生体インピーダンスＺの時系列データから抽出し、抽出したデータの平均値を生体インピーダンスＺの代表値として決定する。また、この呼気動作から吸気動作に移行した時間に最も近い時間あるいは同じ時間に取得されたウエスト長の平均値を被験者のウエスト長Ｗの代表値として決定する。

なお、上記において示した生体インピーダンスＺの代表値の決定方法は、あくまでもその一例を示したものに過ぎない。上記においては、呼気動作から吸気動作に移行したタイミングに取得された生体インピーダンスを代表値として採用する場合を例示したが、たとえば吸気動作から呼気動作に移行したタイミングに取得された生体インピーダンスを代表値として採用することも可能である。また、上記のように単に生体インピーダンスＺの時系列データから特定のデータを抽出してその平均値を求めて代表値を決定するのではなく、他の演算等を加えてその代表値を決定することとしてもよい。いずれにしても被験者のウエスト長の変動から検出された被験者の呼吸動作に関連付けられて生体インピーダンスＺの代表値が決定されればよい。

本実施の形態における体脂肪測定装置１Ｂにあっては、このようにして得られたウエスト長Ｗの代表値および生体インピーダンスＺｔ，Ｚｓそれぞれの代表値を用いて各種脂肪量を算出する。なお、その算出のための式としては、上述の実施の形態１において例示した式（１）〜（４）が利用される。

図１５は、本実施の形態における体脂肪測定装置を用いて内臓脂肪面積、皮下脂肪面積および体脂肪率を測定する際の体脂肪測定装置の動作手順を定めたフローチャートである。なお、上述の実施の形態１と同様のステップについては図中同一のステップ番号を付し、その詳細な説明はここでは繰り返さない。

図１５を参照して、制御部１０は、ウエスト長Ｗを除く体格情報としての身長Ｈや体重Ｗｔ等を含む被験者情報の入力を受け付ける（ステップＳ１）。ここで受け付けた被験者情報は、たとえばメモリ部２９に一時的に保存される。

次に、制御部１０は、ウエスト長計測部３４に対してウエスト長計測開始の指令を出力し、これに基づいてウエスト長計測部３４は、ウエスト長Ｗの計測を開始する（ステップＳ１Ａ）。

次に、制御部１０は、測定開始の指示があったか否かを判断する（ステップＳ２）。制御部１０は、測定開始の指示があるまで待機する（ステップＳ２においてＮＯ）。制御部１０は、測定開始の指示を検知した場合に（ステップＳ２においてＹＥＳ）、ベルト部１４０の巻き回し長さの自動調節を開始する（ステップＳ３）。

次に、制御部１０は、電極の設定を行ない（ステップＳ４）、定電流生成部２１は、制御部１０の制御に基づいて、上肢と下肢との間に定電流を流す（ステップＳ５）。この状態において、電位差検出部２３は、制御部１０の制御に基づいて、予め定められた所定の期間、所定のインターバルで複数回にわたり、選択した電位差検出電極としての腹部電極間における電位差を検出する（ステップＳ６）。

次に、制御部１０は、予め定めた電位差検出電極対としてのすべての腹部電極対の組み合わせに対して電位差の検出が終了したか否かを判断する（ステップＳ７）。制御部１０は、予め定めた電位差検出電極対としてのすべての腹部電極対の組み合わせに対して電位差の検出が終了していないと判断した場合に（ステップＳ７においてＮＯ）、上述のステップＳ４の処理へと移行し、未選択の腹部電極対の選択を行なう。このようにして、制御部１０は、複数対ある電位差検出電極対のそれぞれに含まれる腹部電極間における電位差を各々順番に検出する。

インピーダンス測定部１２は、予め定めた電位差検出電極対としてのすべての腹部電極対の組み合わせに対する電位差の検出が終了した後に（ステップＳ７においてＹＥＳ）、定電流生成部２１が生成し身体に流した定電流の電流値と、電位差検出部２３が検出した各電位差の時系列データとに基づいて、生体インピーダンスＺｔ１〜Ｚｔ４の時系列データを算出する（ステップＳ８）。インピーダンス測定部１２が算出した生体インピーダンスＺｔ１〜Ｚｔ４の時系列データは、ウエスト長計測部３４によって計測されたウエスト長Ｗの時系列データと関連付けられてたとえばメモリ部２９に一時的に保存される。

次に、制御部１０は、改めて電極の設定を行ない（ステップＳ９）、定電流生成部２１は、制御部１０の制御に基づいて、選択した定電流印加電極としての腹部電極間に定電流を流す（ステップＳ１０）。この状態において、電位差検出部２３は、制御部１０の制御に基づいて、予め定められた所定の期間、所定のインターバルで複数回にわたり、選択した電位差検出電極としての腹部電極間の電位差を検出する（ステップＳ１１）。

次に、制御部１０は、予め定めた定電流印加電極対および電位差検出電極対のすべての組み合わせに対して定電流印加および電位差の検出が終了したか否かを判断する（ステップＳ１２）。制御部１０は、予め定めた定電流印加電極対および電位差検出電極対のすべての組み合わせに対して定電流の印加および電位差の検出が終了していないと判断した場合に（ステップＳ１２においてＮＯ）、上述のステップＳ９の処理へと移行し、未選択の電極対の選択を行なう。このようにして、制御部１０は、予め定めた定電流印加電極対および電位差検出電極対のすべての組み合わせに対して定電流印加および電位差検出を各々順番に行なう。

インピーダンス測定部１２は、予め定めた定電流印加電極対および電位差検出電極対のすべての組み合わせに対して定電流印加および電位差の検出が終了した後に（ステップＳ１２においてＹＥＳ）、定電流生成部２１が生成し身体に流した定電流の電流値と、電位差検出部２３が検出した各電位差の時系列データとに基づいて、生体インピーダンスＺｓ１〜Ｚｓ４の時系列データを算出する（ステップＳ１３）。インピーダンス測定部１２が算出した生体インピーダンスＺｓ１〜Ｚｓ４の時系列データは、ウエスト長計測部３４によって計測されたウエスト長Ｗの時系列データと関連付けられてたとえばメモリ部２９に一時的に保存される。

次に、制御部１０は、ウエスト長計測部３４に対してウエスト長計測終了の指令を出力し、これに基づいてウエスト長計測部３４は、ウエスト長Ｗの計測を終了する（ステップＳ１３Ａ）。その後、体脂肪量算出部１３は、メモリ部２９に一時的に保存された、ウエスト長Ｗの時系列データと関連付けられた生体インピーダンスＺｔ１〜Ｚｔ４の時系列データおよび生体インピーダンスＺｓ１〜Ｚｓ４の時系列データに基づき、生体インピーダンスＺｔ１〜Ｚｔ４および生体インピーダンスＺｓ１〜Ｚｓ４の代表値を決定するとともに、ウエスト長Ｗの代表値を決定する（ステップＳ１３Ｂ）。なお、その代表値の決定方法については前述のとおりである。

つづいて、制御部１０は、ベルト部１４０の巻き回し長さの自動調節を終了する（ステップＳ１４）。

次に、内臓脂肪量算出部１６は、実測されたウエスト長Ｗの代表値と、算出された生体インピーダンスＺｔ１〜Ｚｔ４の代表値および生体インピーダンスＺｓ１〜Ｚｓ４の代表値とに基づいて、内臓脂肪面積Ｓｖを算出する（ステップＳ１５）。内臓脂肪面積Ｓｖは、上述の式（１）により算出される。なお、上述のように４つの腹部電極Ａ１１，Ａ１２，Ａ２１，Ａ２２を１組とする腹部電極群を互いに平行に４組配置した構成とした場合には、たとえば、４つの生体インピーダンスＺｔ１〜Ｚｔ４の代表値の平均値および４つの生体インピーダンスＺｓ１〜Ｚｓ４の代表値の平均値が、それぞれ式（１）に代入される。

次に、皮下脂肪量算出部１７は、実測されたウエスト長Ｗの代表値と、算出された生体インピーダンスＺｓ１〜Ｚｓ４の代表値とに基づいて、皮下脂肪面積Ｓｓを算出する（ステップＳ１６）。皮下脂肪面積Ｓｓは、上述の式（２）にウエスト長Ｗおよび算出された生体インピーダンスＺｓを代入することによって算出される。なお、上述のように４つの腹部電極Ａ１１，Ａ１２，Ａ２１，Ａ２２を１組とする腹部電極群を互いに平行に４組配置した構成とした場合には、たとえば、４個の生体インピーダンスＺｓ１〜Ｚｓ４の代表値の平均値が、式（２）における生体インピーダンスＺｓに代入される。

次に、総脂肪量算出部１４は、ステップＳ１において制御部１０が受け付けた体格情報のうちの身長Ｈと、算出された生体インピーダンスＺｔの代表値とに基づいて、除脂肪量ＦＦＭを算出する（ステップＳ１７）。除脂肪量ＦＦＭは、上述の式（３）により算出される。なお、上述のように４つの腹部電極Ａ１１，Ａ１２，Ａ２１，Ａ２２を１組とする腹部電極群を互いに平行に４組配置した構成とした場合には、たとえば、４個の生体インピーダンスＺｔ１〜Ｚｔ４の代表値の平均値が、式（３）における生体インピーダンスＺｔに代入される。

また、総脂肪量算出部１４は、ステップＳ１で制御部１０が受け付けた体格情報のうちの体重Ｗｔと、ステップＳ１７で総脂肪量算出部１４が算出した除脂肪量ＦＦＭとに基づいて、体脂肪率を算出する（ステップＳ１８）。体脂肪率は、上述の式（４）により算出される。

そして、表示部２６は、制御部１０の制御に基づいて、各測定結果を表示する（ステップＳ１９）。

以上で体脂肪測定装置１Ｂは、内臓脂肪面積測定処理、皮下脂肪面積測定処理および体脂肪率測定処理を含む体脂肪量測定処理を終了する。

以上において説明した本実施の形態における体脂肪測定装置１Ｂの如くの構成を採用することにより、上述の実施の形態１において説明した効果に加え、測定時において生体インピーダンス測定用腹部装着ユニット１００のベルト部１４０の巻き回し長さを検出するという簡便な構成にて被験者３００のウエスト長を自動計測することができるという効果も得られる。したがって、実測されたウエスト長の情報を利用して体脂肪量を算出することにより高精度に体脂肪測定が行なえる体脂肪測定装置とすることができる。

また、上記構成を採用することにより、測定時において生体インピーダンス測定用腹部装着ユニット１００のベルト部１４０の巻き回し長さの変動を検出するという簡便な構成にて被験者３００の呼吸状態を高精度に検出することが可能になる。このような検出方法を用いれば、呼吸動作に伴う被験者３００のウエスト長の変化を高精度に捉えることができる。そのため、上述の検出方法を採用して生体インピーダンスの値を時系列データとして取得し、これを被験者３００の呼吸動作と関連付けて生体インピーダンスの代表値を決定することにより、呼吸動作に伴って生じる生体インピーダンスの変動の影響を除外して生体インピーダンスを正確に測定することができる。その結果、高精度に体脂肪量を測定することが可能な体脂肪測定装置を安価に製作することが可能になる。特に、内臓脂肪量や腹部における皮下脂肪量を高精度に測定するためには、被験者３００の腹部３０１に電極１１３を接触配置して生体インピーダンスの測定を行なうことが必須になるため、このような構成の体脂肪測定装置１Ｂとすることにより、特に高精度に内臓脂肪量や腹部における皮下脂肪量を算出することができる。

以上において説明した本発明の実施の形態１および２においては、電極が被験者の腹部前面に接触配置される場合を例示して説明を行なったが、電極が被験者の腹部背面や脇腹（側腹）に接触配置されるように構成された体脂肪測定装置およびこれに具備される生体インピーダンス測定用腹部装着ユニットに本発明を適用することも当然に可能である。

また、上述の本発明の実施の形態１および２においては、ベルト部として歯付きベルトを利用した場合を例示して説明を行なったが、ベルト部として歯を有しないベルトを利用することも当然に可能である。その場合には、保持部に設けられるプーリとして歯を有しないプーリが利用されることになり、また保持部に設けられる巻き回し長さ調節機構としては、ベルト部を摩擦によって保持するとともにこれを送り出し可能とする機構等が採用されることになる。

また、上述の本発明の実施の形態２においては、ウエスト長計測部として被験者のウエスト長のみならずその変動量についても検出可能な構成とした場合を例示して説明を行なったが、ウエスト長の変動量までをも捉える構成とする必要は必ずしもなく、装置の簡素化のためにはこれを行なわない構成としてもよい。

また、上述の本発明の実施の形態１および２においては、インピーダンス測定用上肢側着ユニットおよび下肢装着ユニットを用いて電極が被験者の四肢に接触配置されることが企図された体脂肪測定装置を例示して説明を行なったが、本発明の適用はこのような体脂肪測定装置に限られるものではなく、四肢に電極が接触配置されず胴部（腹部）にのみ電極が接触配置されることが企図された体脂肪測定装置にも当然に適用が可能である。

さらには、上述の本発明の実施の形態１および２においては、測定時において被験者が仰臥位をとることが企図された体脂肪測定装置およびこれに具備される生体インピーダンス測定用腹部装着ユニットに本発明を適用した場合を例示して説明を行なったが、被験者が伏臥位や横臥位、立位、座位など、仰臥位以外の姿勢をとることが企図された体脂肪測定装置およびこれに具備される生体インピーダンス測定用腹部装着ユニットに本発明を適用することも当然に可能である。

このように、今回開示した上記各実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではない。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって画定され、また特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。

本発明の実施の形態１における体脂肪測定装置の機能ブロックを示す図である。 本発明の実施の形態１における体脂肪測定装置の外観構造を示す図であり、当該体脂肪測定装置に含まれる各種装着ユニットを被験者に装着した状態を示す斜視図である。 本発明の実施の形態１における体脂肪測定装置の生体インピーダンス測定用腹部装着ユニットの外観構造を示す斜視図である。 本発明の実施の形態１における体脂肪測定装置の生体インピーダンス測定用腹部装着ユニットの外観構造を示す下面図である。 図３および図４に示す生体インピーダンス測定用腹部装着ユニットの図３および図４中に示すＶＩ−ＶＩ線に沿った断面図である。 図３および図４に示す生体インピーダンス測定用腹部装着ユニットの保持部の詳細な構造を説明するための斜視図である。 図３および図４に示す生体インピーダンス測定用腹部装着ユニットを被験者の腹部に装着した状態を示す模式断面図である。 本発明の実施の形態１における体脂肪測定装置の変位量検出部および巻き回し長さ調整機構の具体的な構成を示す機能ブロック図である。 本発明の実施の形態１における体脂肪測定装置を用いて内臓脂肪面積、皮下脂肪面積および体脂肪率を測定する際の体脂肪測定装置の動作手順を定めたフローチャートである。 本発明の実施の形態２における体脂肪測定装置の機能ブロックを示す図である。 本発明の実施の形態２における体脂肪測定装置の巻き回し長さ調整部およびウエスト長計測部の具体的な構成を示す機能ブロック図である。 本発明の実施の形態２における生体インピーダンス測定用腹部装着ユニットのベルト部の下面図である。 本発明の実施の形態２における生体インピーダンス測定用腹部装着ユニットの保持部の構造を示す斜視図である。 被験者のウエスト長の変動と、時々刻々と変化する生体インピーダンスとの関係を示すグラフである。 本発明の実施の形態２における体脂肪測定装置を用いて内臓脂肪面積、皮下脂肪面積および体脂肪率を測定する際の体脂肪測定装置の動作手順を定めたフローチャートである。

符号の説明

１Ａ，１Ｂ 体脂肪測定装置、１０ 制御部、１１ 演算処理部、１２ インピーダンス測定部、１３ 体脂肪量算出部、１４ 総脂肪量算出部、１５ 部位別脂肪量算出部、１６ 内臓脂肪量算出部、１７ 皮下脂肪量算出部、１８ 呼吸状態検出部、１９ 巻き回し長さ調節機構制御部、２１ 定電流生成部、２２ 端子切替部、２３ 電位差検出部、２４ 体格情報計測部、２５ 被験者情報入力部、２６ 表示部、２７ 操作部、２８ 電源部、２９ メモリ部、３０ 変位量検出部、３２ 巻き回し長さ調節機構、３４ ウエスト長計測部、１００ 生体インピーダンス測定用腹部装着ユニット、１１０ 電極支持部、１１１ シート状部、１１２ 電極支持機構収容部、１１３ 電極、１１３ａ ロッド部、１１３ａ１ 鍔部、１１３ｂ 板状部、１１４ 固定部、１１６ ガイド枠、１１６ａ 基体、１１６ｂ 蓋体、１１７ コイルバネ、１１８ コネクタ、１１９ 位置決め用貫通穴、１２０ 保持部、１２１ 歯付きプーリ、１２２ サーボモータ、１２３ 回転軸、１２４ ロータリエンコーダ、１２５ 検出軸、１２６ 光電センサ、１３０ 変位量検出ユニット、１３１ 可動鉄心、１３２ 検出コイル、１４０ ベルト部、１４１ 一端部、１４２ 他端部、１４３ バネ、１４４ エンコーダストリップ、１４５ａ，１４５ｂ バーコード要素、１５１ モータ駆動回路、１５２ 変位量検出回路、１５３ ウエスト長計測回路、１６５ 装置本体、１７２Ａ，１７２Ｂ 生体インピーダンス測定用上肢装着ユニット、１７３Ａ，１７３Ｂ 生体インピーダンス測定用下肢装着ユニット、１８０ 接続ケーブル、３００ 被験者、３０１ 腹部、３０２Ａ，３０２Ｂ 手首、３０３Ａ，３０３Ｂ 足首、４００ ベッド面、Ａ１１，Ａ１２，Ａ２１，Ａ２２ 腹部電極、Ｆ１１，Ｆ１２，Ｆ２１，Ｆ２２ 下肢電極、Ｈ１１，Ｈ１２，Ｈ２１，Ｈ２２ 上肢電極。

Claims (9)

1. 装着状態において被験者の胴部に接触配置される複数の電極を含む生体インピーダンス測定用胴部装着ユニットと、
   前記複数の電極を用いて被験者の生体インピーダンスを測定するインピーダンス測定部と、
   前記インピーダンス測定部によって測定された生体インピーダンスに基づいて被験者の体脂肪量を算出する体脂肪量算出部とを備えた体脂肪測定装置であって、
   前記生体インピーダンス測定用胴部装着ユニットは、前記複数の電極を支持する電極支持部と、前記電極支持部を被験者の胴部に装着するために装着状態において被験者の胴部に巻き回される長尺状のベルト部とを含み、
   前記ベルト部は、少なくともその一部に長尺方向に伸縮する伸縮領域を有し、
   前記電極支持部は、前記ベルト部の一端部が当該電極支持部に対して相対的に移動不能に固定された固定部と、装着状態において前記ベルト部の他端部寄りの部分を当該電極支持部に対して相対的に移動可能に保持する保持部とを有し、
   前記保持部は、前記ベルト部の巻き回し長さを調節可能な巻き回し長さ調節機構を含み、
   前記伸縮領域が伸縮することによって生じる前記ベルト部の長尺方向における変位量を検出する変位量検出部と、
   前記変位量検出部によって検出された情報に基づいて前記巻き回し長さ調節機構を制御することによって前記ベルト部の巻き回し長さを調節する巻き回し長さ調節機構制御部とをさらに備えた、体脂肪測定装置。
2. 前記巻き回し長さ調節機構制御部は、前記伸縮領域が伸縮することによって生じる前記ベルト部の長尺方向における変位量が所定の値となるように前記巻き回し長さ調節機構を制御することによって前記ベルト部の巻き回し長さを調節する、請求項１に記載の体脂肪測定装置。
3. 前記ベルト部の巻き回し長さの調節は、前記生体インピーダンス測定用胴部装着ユニットを被験者の胴部に対して装着する装着作業時に行なわれる、請求項１または２に記載の体脂肪測定装置。
4. 前記ベルト部の巻き回し長さの調節は、生体インピーダンスの測定動作中に常時行なわれる、請求項１から３のいずれかに記載の体脂肪測定装置。
5. 前記生体インピーダンス測定用胴部装着ユニットを被験者の胴部に装着させた状態において、被験者の胴部に巻き回された前記ベルト部の巻き回し長さを検出することによって被験者の胴部周囲長を計測する胴部周囲長計測部をさらに備え、
   前記体脂肪量算出部は、前記インピーダンス測定部によって測定された生体インピーダンスおよび前記胴部周囲長計測部によって計測された被験者の胴部周囲長に基づいて被験者の体脂肪量を算出する、請求項１から４のいずれかに記載の体脂肪測定装置。
6. 前記生体インピーダンス測定用胴部装着ユニットを被験者の胴部に装着させた状態において、被験者の胴部に巻き回された前記ベルト部の巻き回し長さの変動を検出することによって被験者の胴部周囲長の変動を検出する胴部周囲長変動量計測部と、
   前記胴部周囲長変動量計測部によって計測された被験者の胴部周囲長の変動に基づき、被験者の呼吸状態を検出する呼吸状態検出部とをさらに備え、
   前記体脂肪量算出部は、前記インピーダンス測定部によって測定された生体インピーダンスおよび前記呼吸状態検出部によって検出された呼吸状態の情報に基づいて被験者の体脂肪量を算出する、請求項１から４のいずれかに記載の体脂肪測定装置。
7. 前記体脂肪量算出部は、前記インピーダンス測定部によって測定された生体インピーダンスの時系列データから、前記呼吸状態検出部によって検出された呼気動作から吸気動作への移行のタイミングにおいて測定された生体インピーダンスを抽出し、抽出した生体インピーダンスから被験者の体脂肪量を算出する、請求項６に記載の体脂肪測定装置。
8. 前記体脂肪量算出部は、被験者の内臓脂肪量を算出する内臓脂肪量算出部を含む、請求項１から７のいずれかに記載の体脂肪測定装置。
9. 前記体脂肪量算出部は、被験者の腹部における皮下脂肪量を算出する皮下脂肪量算出部を含む、請求項１から８のいずれかに記載の体脂肪測定装置。

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